10월 28일(목)․지질공학 | 응용지질학
144 2010 추계지질과학연합학술발표회 초록집
투수성 단열에 작용하는 암반 초기응력의 영향
오양균
*․장찬동
충남대학교 지질환경과학과, [email protected]
본 연구에서는 지열수 자연 용출이 보고되는 석모도 암반에서 지열수 유통통로로서의 투수 성 단열과 암반 초기응력과의 역학적 관계에 주목하였다. 석모도 남서부 해안에 분포하는 세 시추공(YG-1, KG-1, YG-2) 중 KG-1과 YG-2에 초음파주사영상검층을 실시하여 단열의 분 포 양상, 방향성을 측정하고 간극에 따라 단열을 분류하였다. 또한 지하수의 수리적 유동을 인 지할 수 있는 전기비저항검층을 수행하여 심도에 따라 국부적인 저비저항 영역을 감지하였다.
저비저항 심도 구간에서는 대부분 단열대가 발달하며, 이 단열대 내부에는 대체로 10 mm 이 상의 간극을 가진 단열들이 분포하는 것으로 확인되었다. 이 단열들을 잠정적인 투수성 단열 로 분류하고, 잔여 단열들을 불투수성 단열로 분류하였다. 단열에 작용하는 응력상태를 규명 하기 위하여 KG-1에 수압파쇄시험(hydraulic fracturing test)을 수행한 결과, 최대수평주응력 방향은 300 m 심도 전후로 E-W에서 NW-SE 방향으로 급격한 변화를 보인다. 또한 YG-2의 700-770 m 심도 구간에서 관찰되는 공벽압축파쇄대(breakout)는 비교적 대심도의 최대수평 주응력 방향이 NW-SE로 우세함을 지시하고 있다. 응력의 크기는 역단층운동에 유리한 응력 체계로 최소측압계수가 1.0-1.9, 최소측압계수가 1.5-3.7의 범위를 갖는 것으로 나타났다. 측 정된 암반 초기응력을 이용하여 각각의 단열 면에 작용하는 응력상태를 규명한 결과, 투수성 단열의 60% 이상은 0.45 이상의 높은 τ/σ‘(전단응력 대 유효수직응력)비를 가지며 불투수성 단열은 대체로 τ/σ‘비가 0.05-0.5의 범위로 균등하게 나타난다. 따라서 전체적으로 투수성 단 열이 불투수성 단열보다 전단변위가 일어나기 쉬운 응력을 받는 방향성을 보인다. 상기의 결 과는 암반 초기응력이 단열 투수성을 조절하는 주요 요인임을 시사하며 석모도의 지열수 거동 이 제한된 단열을 통해 유동됨을 보인다.
구두 12-3
