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NTIS 바로가기터널과 지하공간: 한국암반공학회지 = Tunnel and underground space, v.24 no.4, 2014년, pp.325 - 333
박정아 (서울대학교 대학원 에너지시스템공학부) , 박보나 (서울대학교 대학원 에너지시스템공학부) , 민기복 (서울대학교 공과대학 에너지자원공학과)
Hydraulic fracturing is the key technology for production of shale gas, which is one of the major unconventional resources. Brittleness index is one of the most important mechanical properties which determine the efficiency of hydraulic fracturing. It was required that the production of shale gas in...
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핵심어 | 질문 | 논문에서 추출한 답변 |
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셰일가스가 개발 및 상업적인 생산이 지속되지 못했던 이유는 무엇인가? | 셰일가스는 대표적인 비재래에너지자원(unconventional resources) 중 하나로 전 세계적으로 많은 매장량이 분포하고 있으며, 특히 북미지역을 중심으로 지난 수년간 대규모의 상업적인 생산이 활발히 이루어지고 있다. 셰일가스는 사암과 같은 다공성 저류층으로 이동하여 수직정을 통해 생산되는 재래에너지자원(conventional re- sources)에 비해 가격경쟁력이 낮아 개발 및 상업적인 생산이 지속되지 못하였으나 최근 십여년 사이에 전 세계적으로 급격히 늘어난 에너지 소비량에 따른 재래에너지자원 가격의 상승과 더불어 수평시추 및 다단계 수압파쇄와 같은 핵심기술의 진보는 공극률과 투수율이 낮은 셰일층에서의 천연가스 회수율을 증진시키는데 크게 기여하였다(Zoback et al., 2010). | |
수압파쇄란 무엇인가? | 수압파쇄는 고압의 유체를 주입하여 지하암반을 파쇄함으로써 셰일층의 낮은 공극률 및 투수율을 증진시키는 회수기법으로 수압파쇄의 효율은 암반역학적 영향인자에 절대적인 영향을 받기 때문에 수압파쇄 연구에서는 암반역학 전문가들의 역할이 중요하다. 수압파쇄시 균열전파방향은 현지주응력의 상대적인 크기 및 방향에 의해 결정되며, 균열의 전파 효율 및 파쇄대의 규모는 고압의 유체주입을 통해 발생하는 인장파괴와 기존 셰일층에 존재하는 절리나 층리를 따라 발생하는 전단파괴 및 전단팽창에 의해 결정되기 때문에 암반역학적 연구가 중요하다(Dusseault and McLennan, 2011). | |
본 논문에서 수행한, 셰일 시료 48개에 대하여 대표적인 취성도에 대한 상관분석의 결과는 어떠한가? | 본 연구를 통해 셰일의 취성도에 관한 다양한 정의를 살펴보았고, 국내 8개 지역에서 채취한 셰일 시료 48개에 대하여 대표적인 취성도에 대한 상관분석을 실시하였다. 먼저 암석의 물성인 탄성계수 및 포아송비와 각각의 취성도 B1, B2, B3 간의 관계를 비교해보았다. 세 취성도 모두 탄성계수와는 양의 상관관계를 보였으나 포아송비와는 일관된 상관관계를 보이지 않았다. 특히 일축압축강도와 인장강도를 이용해서 구한 B1과 B2의 경우에는 포아송비와 음의 상관관계를 보이지 않았으며 이는 포아송비가 실제로 취성도를 산정하는데 영향인자로 포함이 되어야 하는가에 대한 추가적인 논의가 이루어져야 함을 시사한다. 또한 강도특성을 기반으로 구한 두 가지 취성도(B1과 B2)와 변형특성을 기반으로 한 취성도(B3) 간의 선형적 관계에 대한 상관계수는 각각 0.118과 -0.262로 낮은 것을 확인하였다. 이는 암석의 균열전파 생성 및 속도를 정량적으로 나타내는 취성도에 산정에 영향을 주는 강도특성 및 변형특성을 보다 명확히 하여 표준화 된 수식을 제안하는 것이 필요함을 의미하며, 이는 향후 셰일가스정에서 수압파쇄의 효율에 미치는 암석역학적 특성 규명을 위한 추가적인 연구가 필요함을 시사한다. |
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