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이대성 연구실
동아대학교 환경∙에너지공학부 이대성 교수
CO2 지중저장
덮개암 기밀성
모세관압 분석
연구 영역
기본 정보
논문·특허
과제
구성원

이대성 연구실

동아대학교 환경∙에너지공학부 이대성 교수

이대성 연구실은 환경∙에너지공학부 기반의 시추공학, 암반공학, 비전통에너지공학 관점에서 지하저장·개발의 수리적 특성을 평가합니다. CO₂ 지중저장에서는 덮개암 시추시료의 공극 구조를 MICP로 정량화하고 CO₂-염수 계의 모세관 특성을 반영해 돌파압력과 허용 기둥 높이를 산정합니다. 또한 코어 플러그를 활용해 휴대형 프로브 퍼미에미터 및 압력 셀로 방향성 투과도를 측정하고, 이를 기반으로 CO₂ 플룸 이동 경로와 주입 효율을 해석합니다. 이를 통해 안전성 확보 기술과 관련된 평가 절차를 구축합니다.

CO2 지중저장덮개암 기밀성모세관압 분석투과도 측정시추공 수리특성
대표 연구 분야
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CO₂ 지중저장 덮개암 기밀성 평가 및 허용 기둥 높이 산정 thumbnail
CO₂ 지중저장 덮개암 기밀성 평가 및 허용 기둥 높이 산정
Caprock sealing capacity assessment and allowable CO2 column height estimation for CO2 geological st
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연구 성과 추이
표시된 성과는 수집된 데이터 기준으로 산출되며, 일부 차이가 있을 수 있습니다.
주요 논문
2
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1
Article
|
·
인용수 1
·
2026
Assessment of sealing capacity of caprock candidate formations for each borehole in the South Sea Continental Shelf
Haeyong Min, Chanwoo Lee, Dae Sung Lee
IF 0.5 (2026)
Journal of the geological society of Korea
남해대륙붕 4개 광구의 6개 시추공에서 확보된 덮개암 시추암편을 대상으로 수은주입 모세관압(MICP) 시험을 수행하여 공극 구조 및 모세관 특성에 기반한 덮개암 기밀성을 정량적으로 평가하였다. 시추공 자료와 암상 정보를 토대로 덮개암 대상 구간을 선정하고 대표 심도에서 시료를 확보한 뒤, 공극 크기 분포, 공극률, 투과도, 공극진입압력, 유동압력, 돌파압력 등을 산정하였다. 또한 CO₂-염수 및 석유-염수 계에 대한 접촉각과 계면장력을 적용하여 모세관압에 상응하는 허용 가능 CO₂ 및 석유 기둥 높이를 계산하고, 자유수면-수포화도 관계를 이용해 시추공별 기밀성을 비교하였다. 분석 결과, 모든 시료에서 1 μm 이하의 나노 공극이 총 공극 부피를 지배하였으나, 공극 크기 분포와 나노·마이크로 공극의 상대적 비율은 시추공별로 크게 달라 이질성이 확인되었다. 공극진입압력과 유동압력은 0.2~36 MPa 범위에 분포하였고, 돌파압력은 약 75~283 MPa로 나타나 시료별 모세관 차단 능력의 편차가 컸다. 특히 G-1과 J5-4 시료는 283 MPa로 가장 높은 돌파압력과 최대 허용 CO₂ 기둥 높이인 6,012 m를 보여 우수한 기밀성을 나타낸 반면, J1-1 시료는 75 MPa로 낮은 돌파압력과 최소 CO₂ 기둥 높이인 1,586 m로 기밀성 취약 구간으로 평가되었다. CO₂-염수 계에서의 최대 허용 CO₂ 기둥 높이는 약 1,586~6,012 m 수준, 석유-염수 계에서의 허용 가능 석유 기둥 높이는 약 2,157~8,175 m 수준으로 산정되었다. 전반적으로 남해대륙붕 덮개암은 CO₂ 저장에 적합한 기밀성을 보이나, 시추공별 공극 구조 및 모세관 특성의 공간적 이질성이 커서 CO₂ 저장소 설계 시 세분화된 덮개암 평가가 요구된다.
https://doi.org/10.14770/jgsk.2026.006
Caprock
Borehole
Continental shelf
Outcrop
2
Article
|
인용수 4
·
2021
Directional Hydraulic Characteristics of Reservoir Rocks for CO2 Geological Storage in the Pohang Basin, Southeast Korea
Junhyung Choi, Kyungbook Lee, Young Jae Shinn, Seil Ki, Dae Sung Lee
IF 3.252 (2021)
Energies
본 연구는 한국 동남부의 잠재적 CO2 저장 부지에 대한 지질 저류층 특성 규명을 위해 해역 시추공(offshore borehole)에서 코어 샘플링을 수행하였다. 그 결과, 약 739 m 및 약 779 m에서 두 개의 유망한 지질 형성이 잠재적 CO2 저장 저류층으로 확인되었다. 코어 플러그로부터 얻은 투수율(permeabilities)의 방향성(directional) 측정에 근거하여 주입 효율과 CO2 이동을 평가하였다. 방향성 수송 특성은 휴대용 프로브 투수율계(portable probe permeameter)와 서로 다른 현장 구속 압력(in situ confining pressures)을 적용할 수 있는 압력 셀(pressure cell) 두 가지를 사용하여 규명하였다. 투수율(permeability)을 결정하기 위해 정상상태(steady state) 및 비정상상태(unsteady state) 측정을 모두 사용하였으며, 이는 특정 시료의 예상 투수율 범위에 따라 적합한 방법을 선택하였다. 이러한 예상 범위는 휴대용 프로브 투수율계(PPP)로 획득한 신속 선별(rapid screening) 측정에 기반하였다. 전형적인 CO2 주입 지점의 예상 성능은 측정된 방향성 수리학적 특성을 바탕으로, CO2 플룸(plume) 이동 경로를 CO2가 상부 지층을 통과하는 수송을 포함하여 유동 모델링(flow modeling)함으로써 평가하였다. 이러한 분석 결과, 739 m 깊이에서의 주입 효율이 779 m 깊이에서의 효율보다 2배 높은 것으로 나타났다. 잠재적 CO2 지질 저장 부지의 방향성 투수율에 대한 상관관계 및 분포는 CO2 저장 용량, 주입성(injectivity), 그리고 누출 위험(leakage risk) 평가에 활용될 수 있다.
https://doi.org/10.3390/en14082211
Permeameter
Borehole
Geology
Permeability (electromagnetism)
Plume
Petroleum engineering
Submarine pipeline
Hydraulic conductivity
Structural basin
Soil science
최신 정부 과제
16
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1
주관|
2022년 6월-2025년 2월
|263,500,000
제로카본 리더 양성
본 과제는 탄소중립 요구와 지역 산업 변화에 대응하여 산학연 현장경험과 이론을 갖춘 제로카본리더를 양성하는 연구임. 연구목표는 탄소중립 아젠다를 선도하는 인재 육성으로, 연구내용은 온실가스감축 기술·정책·국제협력 분야의 실무형 리더를 산업계 현장실습과 해외 전문기관 교육 및 협력으로 훈련하는 체계 구축에 있음. 기대효과는 온실가스감축 혁신기술, 혁신정책, 국제협력 실무역량 강화와 영남권 기업 수요 기반 우수 인력 공급, 해외 네트워크 확보를 통한 글로벌 연구역량 강화임.
온실가스감축
제로 카본
탄소중립
인재양성
2
주관|
2021년 10월-2024년 10월
|3,999,683,000
CO2 지중저장 안전성 확보 기술개발
본 과제는 CO2 해양저장을 실제로 추진하기 위해, 해저 지층과 시추·주입 시설의 안전성을 확인하고 예측하는 기술을 정립하는 연구임. 요약문_연구목표로 CO2 해양저장 실증부지 덮개암 코어시료/단층비지 특성화, 탄성파 단면 영상화를 통한 해저단층·해저가스 지표화, 인공지능 기반 시추공 응력텐서 도출, 시료·공극수 가스 분석, CO2 주입설비 배출에 따른 대기확산 평가, 시추조건 공내압 예측 모델, 해양 CO2 주입·관측정 신규 시추 기본 설계를 수행함. 요약문_연구내용으로 딥러닝 응력지시자 결정, 3차원 탄성파 처리, 천부지층 위해요소 분포 보강탐사, 성분 OBS 탐사, CO2 수송/주입 설비 안전성 평가, 첨가·자기치유 시멘트 물성변화 시험, 공내 유동특성 평가 및 법률·공공수용성 지침·홍보를 포함함. 요약문_기대효과로 서해 군산분지 실증사업 및 대심도 해양 탐사시추를 위한 심부지층·해저지반·시추/주입 안전성 확보, 설치 안전관리 지침 마련 및 대규모 저장소 확보를 위한 설계 근거 제공이 기대됨.
CO2 지중저장
안전성 확보 기술
기후변화
CCUS
탄소중립
3
2021년 10월-2024년 10월
|1,777,246,000
CO2 지중저장 안전성 확보 기술개발
o 서해 군산분지 중규모 이상 CO2 지중저장 심부지층 안전성 확보 기술개발 ● 심부지층 저장 안전 위해요소 특성화 및 확률론적 분석기술 개발 ● CO2 주입에 따른 저장층 압력/응력 변화 및 지층변형에 동반된 역학적 위해요소 평가 ● 저장층 압력증가에 따른 덮개층 차폐능력 평가 및 단층 재활성 요소 분석 ● 저장층 압력변화...
CO2 지중저장
안전성 확보 기술
기후변화
CCUS
탄소중립
최신 특허
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상태출원연도과제명출원번호상세정보
소멸2018암석의 투과도 증진을 위한 가스파쇄 장치 및 이를 이용한 암석 투과도 증진 평가 방법1020180113800
등록2016등온 및 삼축압축 암석 투과도 측정장치1020160059844
거절2016광대역 암석 투과도 측정장치1020160059843
전체 특허

암석의 투과도 증진을 위한 가스파쇄 장치 및 이를 이용한 암석 투과도 증진 평가 방법

상태
소멸
출원연도
2018
출원번호
1020180113800

등온 및 삼축압축 암석 투과도 측정장치

상태
등록
출원연도
2016
출원번호
1020160059844

광대역 암석 투과도 측정장치

상태
거절
출원연도
2016
출원번호
1020160059843