본 연구는 석유탐사 및 개발기술 중 중요한 3가지 세부과제에 대해 연구 함으로서 이 분야의 기술을 향상시켜 앞으로 국내 대륙붕 및 해외 유전의 탐사 및 개발에 기여하려는데 그 목적이 있다. 제 1세부과제에서는 석유탐사를 위한 물리탐사법 중 가장 많이 사용되는 탄성파 탐사 자료에서 지하 지층의 속도 및 음향계수 등 물성과 충후 및 구조를 역산 방법에 의해 규명되는 연구를 시행하였고, 제 2세부과제에서는 지질학적 연구로서 고퇴적환경을 규명하는데 기본이 되는 미화석 군집분석에 관한 연구를 시행하였으며, 제 3세부과제에서는 석유
본 연구는 석유탐사 및 개발기술 중 중요한 3가지 세부과제에 대해 연구 함으로서 이 분야의 기술을 향상시켜 앞으로 국내 대륙붕 및 해외 유전의 탐사 및 개발에 기여하려는데 그 목적이 있다. 제 1세부과제에서는 석유탐사를 위한 물리탐사법 중 가장 많이 사용되는 탄성파 탐사 자료에서 지하 지층의 속도 및 음향계수 등 물성과 충후 및 구조를 역산 방법에 의해 규명되는 연구를 시행하였고, 제 2세부과제에서는 지질학적 연구로서 고퇴적환경을 규명하는데 기본이 되는 미화석 군집분석에 관한 연구를 시행하였으며, 제 3세부과제에서는 석유확인 및 생산을 위해 필수적으로 시행되는 시추기술 중 시추공 편향제어 기술에 관한 연구를 수행하였다. 제 1세부과제 즉 탄성파 자료의 역산 연구에서는 다음과 같은 연구를 시행하였다. 1) CDP자료에서 속도 스펙트럼을 출력하지 않고 자동적으로 지층속도와 층후를 역산하는 연구를 시행하였다. 본 방법에 의하면 속도 스펙트럼 도면 작성과 이로부터 Semblance 정점 선정 및 정점의 중합속도로서 구간속도 계산 등의 번거로움이 배제되고 잡음이 기인한 가짜정점에 의한 비현실적 속도 값을 산출을 피할 수 있다. 2) 3차원 곡면 지층에서의 탄성파 주시의 역산법을 연구하였으며, 이 방법에 의해 둠, 배사구조, 3차원 평면 지층, 2차원 평면 지의 역산법을 연구하였으며, 이 방법에 의해 돔, 배사구조, 3차원 평면 지층, 2차원 평면 지층, 수평층 등의 구조 형태와 지층속도가 결정된다. 3) 중합된 탄성파 자료 또는 수직 반사 자료에서 지층의 음향계수와 심도 및 충후를 반복적 연산법으로 결정하는 연구를 시행하였다. 본 방법에 의해 주위암석에 비해 음향계수가 적은 석유 또는 천연 까스 저류층이 확인될 수 있음을 수치모형 실험으로 입증 하였다. 4) 음원-수진기 거리가 다른 여러 수진점에서의 기록 즉 다채널 탄성파 기록에 대한 역산법을 연구하였다. 이 역산에서는 가정 지층모형에 대해 파동방정식의 해를 유한차분법으로 구하여 합성탄성파 기록을 구하고 이것이 실제기록과 같아 지도록 지층 물성을 반복적으로 수정하여 역산한다. 제 2세부과제 즉 미화석에 의한 퇴적 환경 연구에서는 포항 분지의 개형층 및 유공층과 황해의 유공층에 대한 감별 분류 및 군집 분석을 시행하였으며 이들 군집을 고생태학적으로 연구함으로서 퇴적환경을 규명하는 연구를 시행하였다. 그 결가 포항분지에서 53종에 달하는 개형층 군집이 분류 기재되었고 이에 의한 퇴적 환경 고찰 결과 포항 분지의 서정리, 학전동, 단구리, 오도동 지역은 난류의 영향을 받는 천해 환경에서 퇴적 되었고 보문 단지지역은 만의 환경에서 난류와 한류의 영향을 공히 받다가 후에 천수 공해의 환경으로 변화였음을 밝혔다. 남부 황해의 해저 퇴적물 시료에서는 76 속 183종의 현생 저서성 유공층 군집이 감별 기재되었다. 이들에 대한 주요인 분석(PCA)에 의해 연구 해역이 5개의 생물구로 구분되었으며 이 구분의 주 요소는 수온과 수심임이 밝혀졌다. 이들 생물구 중 남부 내대륙붕 생물군은 연안류와 중국 본토에서 유입되는 하천수, 중앙 해양 생물군은 연안류와 한반도 하천수, 북부 중대륙붕은 연안류와 황해 냉수, 그리고 남부 외대륙붕 및 상부사면은 쓰시마 난류의 영향으로 나타났다. 제 3세부 과제에서는 시추공 평향제어 모형에 관한 연구를 시행하였다. 시추작업시 목표지점 즉 저류층 부존 예상지점 또는 생산계획상 선정된 굴착지점을 정확히 관통시키기 위해서는 시추공의 방향을 원하는 대로 유지 또는 변화시킬 수 있는 기술이 필요하다. 또한 시추공의 경로가 계획된 경로에서 이탈하면 이의 수정에 많은 비용이 필요하고 시추공 점착, BHA 피로 파괴, 케이싱 마모 등의 위험성이 증대됨으로 편향제어 기술은 석유 탐사 및 개발에 있어서 아주 중요한 것이다. 시추공 편향에 관련된 요인들은 시추칼라의 강성, 안정기의 위치 및 직경, 빗트 무게, 회전속도, 시추공의 경사 및 곡율, 시추동과 시추공의 직경 및 간극, 지층의 강도와 이방성등이다. 본 연구에서는 이들 요인에 의한 편향 영향을 고찰하기 위해 시추장비에 가해지는 힘과 거동을 유한요소법으로 분석하는 연구를 시행하여 경사각을 분석하는 2-D 정력학적 모형과 마찰력을 고려하여 방위각과 경사를 분석하는 3차원 준동력학적 모형과 이에 시추공 간극과 지층의 이방성을 도입하여 편향을 예측하는 3차원 복원모형을 개발하였다.
Abstract▼
The purpose of this research project is to carry out basic studies on three important subjects concerning petroleum exploration and development techniques in order to improve the technique and increase our capability to find and produce the oil in Korean continental shelf or foreign oil fields.
The purpose of this research project is to carry out basic studies on three important subjects concerning petroleum exploration and development techniques in order to improve the technique and increase our capability to find and produce the oil in Korean continental shelf or foreign oil fields. The three subjects studies in this research project are as follows; 1) Study on inversion of seismic data, using the non-linear iterative inversion method, is performed to extract some physical properties which are crues for direct determination of velocity and thickness of each layer from seismic traveltime data, automatic velocity analysis of CDP data, and accoustic impedance or the elastic property determination from seismic records. 2) Study on micro-fossile is carried out to delineate the depositional environment. In this study Ostracodes and planktone are collected from Pohang area and Yellow Sea. They are analysed and classified. Cluster analysis by PCA is performed for paleoecological and paleoenvironmental interpretation. 3) Study on the deviation analysis of the bore-hole is performed to improve the directional drilling technique analysis of the bore-hole is performed to improve the directional drilling technique. The deviation is analysed by numerical way using the finite element method. Three deviation analysis models are developed in this study. They are 2-D and 3-D static model, 3-D semi-dynamic model, and 3-D combined model. Using these models, hole deviation due to various factors such as weight of bit, number and interval of stabilizer, inclination of hole, hole clearence, and geologic unisotropy, etc, is investigated.
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