Estimation of Petrophysical Properties in Gas Hydrate Bearing Sediments using the 1st Well Data in Ulleung Basin, Offshore Korea

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(1)한국지구시스템공학회지. Vol. 47, No. 1 (2010) pp. 70-80 연구논문. 울릉분지 1차 시추공 자료를 이용한 가스하이드레이트 퇴적층 물성 예측 서광원1) · 임종세1)* · 이재형2). Estimation of Petrophysical Properties in Gas Hydrate Bearing Sediments using the 1st Well Data in Ulleung Basin, Offshore Korea Kwangwon Seo, Jong-Se Lim* and Jaehyung Lee Abstract : In 2007, the 1st drilling was performed at the location having high potential as a gas hydrate bearing sediments in Ulleung basin, Korean East Sea. Well log data were obtained from 5 wells and core data were procured from 3 wells, UBGH1-04, UBGH1-09 and UBGH1-10. In this study, petrophysical properties are estimated using well data from UBGH1-04, UBGH1-09 and UBGH1-10. Porosity is estimated by density log and gas hydrate saturation is calculated by sonic log and resistivity log. Estimated porosity and estimated gas hydrate saturation match well with core porosity and core gas hydrate saturation, respectively. Sedimentary facies are estimated by applying the linear discriminant analysis using both well log and sedimentary facies data from core analysis. Key words : Ulleung basin, Well data, Porosity, Gas hydrate saturation, Sedimentary facies 요 약 : 2007년 동해 울릉분지의 가스하이드레이트 부존 유망 지역에 대하여 1차 시추를 수행하여 총 5개의 시추공으로부터 물리검층 자료를 취득하였으며, 이중 UBGH1-04, UBGH1-09, UBGH1-10 시추공에서 코어 자료 를 취득하였다. 이 연구에서는 UBGH1-04, UBGH1-09, UBGH1-10 시추공에서 취득한 시추공 자료를 이용하여 가스하이드레이트 퇴적층의 물성을 예측하였다. 밀도 검층 자료를 사용하여 공극률을 예측하였으며, 전기비저항 검층 및 음파 검층을 이용하여 가스하이드레이트의 포화율을 예측하였다. 공극률 예측 결과와 가스하이드레이트 의 포화율 예측 결과가 코어의 공극률 및 코어 가스하이드레이트 포화율의 이상치 구간과 유사한 경향을 나타냄 을 확인하였다. 또한 물리검층 자료와 코어의 퇴적상 분석 자료를 이용하여 선형 판별 분석 기법을 통해 퇴적상 을 예측하였다. 주요어 : 울릉분지, 시추공 자료, 공극률, 가스하이드레이트 포화율, 퇴적상. 서. 인 및 물성 분석에 대한 연구를 수행하였으며, 가스하이 드레이트 생산을 위한 기초연구가 수행되었다(이재형 등, 2004; 이동건 등, 2009). 2007년에는 동해 울릉분지의 가 스하이드레이트 부존 유망 5개 지점을 선정, 시추를 수행하 여 가스하이드레이트 실물을 채취하였으며(박근필, 2008), 현재는 2차 시추를 통한 부존량 재평가 및 시험생산을 통 한 기술확보를 준비하고 있다(이정환 등, 2009). 국외의 경우 캐나다의 Mackenzie Delta 지역, 미국의 Alaska North Slope 지역, 러시아의 서시베리아 지역 등 의 영구동토지역과 일본의 난카이(Nankai) 해구, 미국의 멕시코만 등의 심해퇴적층에서 가스하이드레이트 퇴적 층이 주요하게 나타나고 있다. Jose와 Davide(2004), Lee 와 Collett(2005)는 캐나다의 Mackenzie Delta의 Mallik 2L-38 지역과 Mallik 5L-38 지역의 물리검층 자료를 통 해 가스하이드레이트의 포화율을 예측하였으며, Lee와. 론. 전 세계적인 에너지 수요 증가와 수급 불균형으로 인해 고유가가 지속되면서 미래의 청정 에너지원으로서 높은 잠재력을 가지고 있는 가스하이드레이트에 대한 관심이 높아지고 있다. 국내에서는 1995년부터 가스하이드레이 트에 대한 기초 연구를 시작하여 국내에 분포된 가스하이 드레이트 부존가능 지층의 지질 특성 및 부존구조에 관한 연구와 동해 울릉분지에서의 가스하이드레이트 부존 확 2009년 12월 26일 접수, 2010년 2월 19일 채택 1) 한국해양대학교 에너지자원공학과 2) 한국지질자원연구원 석유해저연구본부 *Corresponding Author(임종세) E-mail; [email protected] Address; Dept. of Energy and Resources Eng. Korea Maritime Univ. Busan, 606-791, Korea. 70.

(2) 울릉분지 1차 시추공 자료를 이용한 가스하이드레이트 퇴적층 물성 예측. Collett(2009)는 미국 Alaska North Slope 지역의 Mount Elbert 시추공에서 얻어진 NMR 검층, 음파 검층, 전기비 저항 검층을 이용하여 가스하이드레이트의 포화율을 예 측하였다. Akihisa 등(2002)은 일본의 “1999～2000 난카 이 시추 프로그램”을 통해 얻어진 6개의 시추공에서의 NMR 검층, 음파 검층, 전기비저항 검층 등을 이용하여 가스하이드레이트 포화율을 예측하였다. 그 밖에 “IODP Expedition 311”을 통해 캐나다 Cascadia 지역의 5개의 시추공으로부터 LWD 자료, 코어 자료 등을 취득하였으 며, 공극수의 염소이온농도를 이용하여 계산한 가스하이 드레이트 포화율과 검층 자료간의 상관성을 분석하였다. 이 연구에서는 울릉분지 지역의 1차 시추를 통해 얻어 진 물리검층 자료와 코어분석 자료를 이용하여 가스하이 드레이트 퇴적층의 물성을 예측하고자 하였다. 취득한 자료 중 밀도 검층과 코어의 입자밀도 분석 자료를 통해 공극률을 예측하였으며, 음파 검층, 전기비저항 검층, 밀 도 검층, 코어의 입자밀도 분석 자료를 이용하여 가스하 이드레이트 포화율을 예측하였다. 또한 선형 판별 분석 기법을 통해 물리검층 자료와 코어의 퇴적상 분석 자료 를 통합하여 해석함으로써 퇴적상을 예측하였다.. 연구대상지역 및 분석자료 2007년 울릉분지 가스하이드레이트 부존 유망 지역에 서 시추가 이루어진 곳은 총 다섯 개의 지역으로 시추공. 71. 은 UBGH1-01, UBGH1-04, UBGH1-09, UBGH1-10, UBGH1-14이며, 각각에 대해 LWD(Logging While Drilling)를 수행하였다. 이 중 UBGH1-04, UBGH1-09, UBGH110 시추공으로부터 코어를 취득하여 선상분석과 육상분 석을 수행하였다. 각 시추공의 위치와 조사항목을 Fig. 1 에 나타내었으며, LWD 항목 중 이 연구에서 주요하게 사용한 감마선 검층, 전기비저항 검층, 밀도 검층, 음파 검층 과 코어분석 결과를 시추공별로 Fig. 2, Fig. 3, Fig. 4에 나타내었다. UBGH1-04 시추공에서는 8개의 비압력 코어와 3개의 압력 코어를 취득하였고, UBGH1-09 시추공에서는 14 개의 비압력 코어와 6개의 압력 코어, UBGH1-10 시추 공에서는 13개의 비압력 코어와 7개의 압력 코어를 각 각 취득하였다. 코어를 취득한 직후, 비압력 코어와 압력 코어에 대한 선상분석을 수행하였으며 세부항목으로는 공극수 분석, MSCL-P(Multi Sensor Core Logger Pressure) 분석, MSCL-S(Standard Multi Sensor Core Logger) 분 석이 등이 있다. 육상분석으로 비압력 코어에서 공극률, 전기비저항, 전단응력, 대자율, P파 속도 등의 물성 측정 과 퇴적상 분석, 가스 성분 분석을 수행하였으며 압력 코 어에 대하여 IPTC(Instrumented Pressure Test Chamber) 와 감압 실험을 수행하였다(한국지질자원연구원, 2008). 공극률(φ)은 채취 코어로부터 측정한 체적밀도(bulk density)와 동결건조 후의 입자밀도(matrix density)를 식 (1)에 적용하여 계산하였다. 가스하이드레이트의 포화율. Fig. 1. Location of Ulleung basin and information of field investigation.. 제47권 제1호.

(3) 72. 서광원 · 임종세 · 이재형. (A) Gamma Ray Log. (B) Density Log. (C) Resistivity Log. (D) Sonic Log. Fig. 2. Well log and core analysis data in UBGH1-04.. (A) Gamma Ray Log. (B) Density Log. (C) Resistivity Log. Fig. 3. Well log and core analysis data in UBGH1-09.. 한국지구시스템공학회지. (D) Sonic Log.

(4) 73. 울릉분지 1차 시추공 자료를 이용한 가스하이드레이트 퇴적층 물성 예측. (A) Gamma Ray Log. (B) Density Log. (C) Resistivity Log. (D) Sonic Log. Fig. 4. Well log and core analysis data in UBGH1-10.. 은 공극수 분석과 코어 분석을 통해 얻어졌으며, 공극수 분석에 의한 가스하이드레이트 포화율은 시추퇴적물 회 수 시 가스하이드레이트로부터 해리된 순수한 물에 의해 공극수의 염분도가 낮아지는 정도를 가지고 해리 전 가 스하이드레이트 농도를 역산하는 방법으로 식 (2)에 의 해 계산하였다(한국지질자원연구원, 2008).        . (1).    ×       . (2). 여기서, ρma는 입자밀도, ρb는 체적밀도, ρfl는 공극수 밀도를 나타내며, Sh는 가스하이드레이트의 포화율을 나 타낸다. Salinitycore는 시추퇴적물의 공극수 염분도(또는 염소이온농도)이며 Salinityreference는 가스하이드레이트 해리 전 지층 현장조건의 공극수 염분도(또는 염소이온 농도)이다(한국지질자원연구원, 2008).. 가스하이드레이트 지층 물성 예측 기법 밀도 검층을 이용한 공극률 예측 밀도 검층 장비는 방사능 발생기로부터 투사한 감마선. 과 지층내의 전자 간의 상호작용에 의한 컴프턴 산란 효 과(Compton scattering effect)를 이용하여 검층을 수행 하며, 방사능 발생기로부터 떨어져 부착된 탐지기로 되 돌아오는 산란된 감마선을 통하여 지층의 밀도를 계산한 다. 균일한 지층에서 입자밀도, 공극률, 공극수 밀도, 체 적밀도 사이의 관계인 식 (1)을 이용하여 공극률을 계산 할 수 있다. 전기비저항 검층을 이용한 가스하이드레이트 포화율 예측 점토를 포함하는 매질에서 전기비저항 검층을 이용 하여 수포화율을 계산하는 경우에 부도체로 가정한 매 질 내에서 점토가 전도체의 역할을 하기 때문에 Archie (1942)의 경험식을 이용하게 되면 부정확한 값을 나타 내게 된다. Lee와 Collett(2006)는 Simandoux(1963) 모델에 점토 입자의 유효 전기전도도(Qc)를 적용함으 로써 점토 입자의 영향을 보정할 수 있도록 식을 유도 하였다. 점토 입자의 유효 전기전도도와 이를 통한 수 포화율(Sw)을 식 (3)과 식 (4)에 각각 나타내었다. 이를 이용하여 가스하이드레이트의 포화율(Sh=1-Sw)을 예측 하였다.. 제47권 제1호.

(5) 74. 서광원 · 임종세 · 이재형       . (3).      .   .       .         . . . (4). 여기서 Rw는 공극수의 전기비저항, Rt는 지층의 전기 비저항을 나타내며, a와 m은 사암(clean sand)의 Archie 상수와 고결 지수로서 이 연구에서는 각각 1과 2의 값으 로 설정하였다. a*와 m*는 셰일성 사암의 Archie 상수 와 고결 지수이며 이 연구에서는 a*를 1로 설정하고 m* 를 변경함으로써 점토의 영향을 고려하였다. .  .                  . (7).                      . (8).                  . (9). . .     . (5).           . (6). 여기서 F*는 셰일성 사암의 지층 계수(formation factor)이다. 공극수의 전기비저항을 결정하기 위해 Pickett crossplot (Pickett, 1966)을 이용하였다. 식 (5)에 나타낸 셰일성 사암에 대한 Archie의 경험식(Lee and Collett, 2006)의 각 변에 로그를 취하여 식 (6)과 같이 변형할 수 있으며, 전기비저항 검층에서 얻어진 지층의 전기비저항과 밀도 검층, 음파 검층, 중성자 검층 등에서 계산된 공극률의 산점도를 로그-로그 그래프에 도시함으로써 기울기와 절편으로부터 각각 지층의 고결 지수와 공극수의 전기비 저항을 결정할 수 있다. 음파 검층을 이용한 가스하이드레이트 포화율 예측 Wyllie의 시간평균식을 바탕으로 세 가지 상의 지연도 (slowness)를 가중 평균한 시간평균식을 Timur(1968)가 제안하였고, 이후 Pearson 등(1983)이 이를 가스하이드레 이트 함유 지층에 적용하였다. 그러나 이 식은 미고결 퇴 적층일 경우(Wyllie et al., 1958), 많은 양의 유기물을 함 유한 지층일 경우(Timur, 1968), 많은 양의 점토를 함유한 지층일 경우(Castagna et al., 1985; Eberhart-Phillips et al., 1989), 2차 공극을 포함하는 지층일 경우(Wyllie et al., 1958)에 정확한 값을 나타내지 못하는 한계를 가지고 있 다. Wood(1941)가 제안한 식은 공극률이 크고 수포화율 이 높은 미고결 퇴적층에 적합한 것으로 알려져 있으며 세 가지 상의 밀도를 포함하고 있다(Lee et al., 1993). 시간평균식과 Wood의 식을 식 (7)과 식 (8)에 각각 나타 내었다. Lee 등(1996)은 식 (9)에 나타낸 것과 같은 시간. 한국지구시스템공학회지. 평균식과 Wood의 식의 가중 평균식을 제안하였다. 가중 치(W)가 1보다 큰 경우에는 Wood의 식에 가까운 결과 를 나타내고 1보다 작은 경우에는 시간평균식에 가까운 결과를 나타내기 때문에 공극률과 음파 검층 자료를 통 해 적절한 가중치를 설정하여야 한다.. . .  . .     . 여기서, Vp는 가스하이드레이트 함유 지층의 P파 속도, Vw는 지층수의 P파 속도, Vh는 가스하이드레이트의 P파 속도를 나타내며, Vma는 매질의 P파 속도, VWood는 Wood 의 식에 의해 계산된 P파 속도, VTime-average는 시간평균식 에 의해 계산된 P파 속도를 나타낸다. r은 Lee의 식에서 가스하이드레이트 고결 지수를 의미하며, ρh는 가스하이 드레이트의 밀도이다. 선형 판별 분석을 이용한 퇴적상 예측 선형 판별 분석이란 두 집단 혹은 그 이상의 집단에서 얻어진 여러 개의 변수 자료를 이용하여 각 집단의 특성 을 나타내는 변수의 선형결합을 도출하고 이를 이용하여 특정 관측치가 어느 집단에 소속하는지를 예측하는 통계적 기법으로서, k차원의 자료를 사영벡터(Y)에 사영(projection)함으로써 (k-1)의 차원으로 축소할 수 있으며, 사영 벡터는 식 (10)과 같이 정의된다.   . (10). 는 c개의 클래스로 이루어진 변환행렬을 의 여기서,       ⋯     ). 미한다( . 따라서 선형 판별 분석을 수행하는 것은 사영벡터를 구하는 것이라고 할 수 있으며, 이를 위해서는 식 (11) 과 같이 정의한 피셔의 목적함수(J(W))를 최대화하는   )을 구하여야 한다(Fisher, 1938). 각 퇴적 변환행렬(  상에 대한 물리검층 자료를 하나의 클래스로 가정하였 을 때 클래스간 분산(between-class scatter)을 최대화 하면서 클래스내 분산(within-class scatter)을 최소화 하는 변환행렬을 구하고, 각 퇴적상의 분류 기준을 설 정함으로써 코어 미회수 구간에 대한 퇴적상을 예측할 수 있다..

(6) 75. 울릉분지 1차 시추공 자료를 이용한 가스하이드레이트 퇴적층 물성 예측               . (11).                     . (12). . 여기서, SB는 클래스간 분산행렬이며, SW는 클래스내 분산행렬이다.. Table 1. Range of Units in UBGH1-04, UBGH1-09 and UBGH1-10 UBGH1-04. UBGH1-09. UBGH1-10. Depth (mbsf) Depth (mbsf) Depth (mbsf). 가스하이드레이트 지층 물성 예측 결과 가스하이드레이트 함유 지층의 물성을 예측하기 위해 검층 자료 및 코어분석 자료의 특성에 따라 UBGH1-04 시추공과 UBGH1-09 시추공은 3개의 부분으로 나누었 으며 UBGH1-10은 2개의 부분으로 나누어 분석을 수행 하였다. 이를 Table 1에 나타내었다. 공극률 예측 결과 식 (1)을 이용하여 밀도 검층으로부터 공극률을 계산 하였다. 각 시추공 Unit의 범위 내에서 코어 분석을 통해 얻어진 입자밀도, 공극수 밀도, 체적밀도를 Table 2에 정 리하여 나타내었다. 공극률 예측 결과를 Fig. 5에 나타내. (A) UBGH1-04. 었으며, Fig. 6의 산점도에 나타난 것과 같이 예측한 공 극률과 코어의 공극률이 대체로 일치하고 있음을 알 수 있다.. Unit 1. 0～70. 0～96. 0～142. Unit 2. 71～124. 97～126. > 142. Unit 3. > 124. > 127. Table 2. Properties for calculating the porosity UBGH1-04. UBGH1-09 3. UBGH1-10 3. 3. Density (g/cm ) Density (g/cm ) Density (g/cm ) Unit 1. 2.53. 2.56. 2.56. ρma Unit 2. 2.65. 2.69. 2.43. Unit 3. 2.54. 2.43. ρfl. 1.024. ρb. Density Log. (B) UBGH1-09. (C) UBGH1-10. Fig. 5. Core porosity and porosity estimated by density log.. 제47권 제1호.

(7) 76. 서광원 · 임종세 · 이재형. (A) UBGH1-0. (B) UBGH1-09. (C) UBGH1-10. Fig. 6. Scatter plot between core porosity and porosity estimated by density log.. (A) Unit 1. (B) Unit 2. (C) Unit 3. Fig. 7. m* and Rw from Pickett crossplot in UBGH1-04.. (A) Unit 1. (B) Unit 2. (C) Unit 3. Fig. 8. m* and Rw from Pickett crossplot in UBGH1-09.. (A) Unit 1. (B) Unit 2. Fig. 9. m* and Rw from Pickett crossplot in UBGH1-10.. 한국지구시스템공학회지.

(8) 77. 울릉분지 1차 시추공 자료를 이용한 가스하이드레이트 퇴적층 물성 예측. 가스하이드레이트 포화율 예측 결과 전기비저항 검층으로부터 가스하이드레이트의 포화율 을 예측하기 위해 식 (3)을 이용하여 점토 입자의 유효 전기전도도를 계산하였다. Pickett crossplot으로 셰일성 사암의 고결지수와 공극수의 전기비저항을 계산하였으 며 이를 Fig. 7, Fig. 8, Fig. 9에 나타내었다. 포화율 지 수는 연구 대상 지역이 미고결 퇴적층이므로 1.715로 설 정하였다(Pearson et al., 1983).. (A) UBGH1-04. 공극률은 밀도 검층을 통해 예측한 값을 적용하였으 며, 지층의 전기비저항은 전기비저항 검층 자료를 사용 하였다. 결정한 값을 식 (4)에 적용하여 수포화율을 계산 하였으며, 이를 통해 가스하이드레이트의 포화율을 예측 하였다. 결과를 식 (2)에 의해 계산된 공극수 분석에 의 한 가스하이드레이트 포화율 자료 및 코어 분석에 의한 가스하이드레이트 포화율 자료와 함께 Fig. 10에 도시하 였다.. (B) UBGH1-09. (C) UBGH1-10. Fig. 10. Estimated gas hydrate saturation from resistivity log. Table 3. Properties for calculating the gas hydrate saturation using sonic log. Unit 1 Unit 2 Unit 3. UBGH1-04. UBGH1-09. UBGH1-10. Coefficients. Coefficients. Coefficients. Vma (m/s). 5,490. Vma (m/s). 5,450. Vma (m/s). 5,450. W. 1.60. W. 1.40. W. 0.40. Vma (m/s). 5,530. Vma (m/s). 5,550. Vma (m/s). 5,550. W. 1.60. W. 1.40. W. 1.30. Vma (m/s). 5,450. Vma (m/s). 5,600. W. 1.40. W. 1.30. Vp (m/s). Sonic Log. Vw (m/s). 1,500. Vh (m/s). 3,350. ρh (g/cm3). 0.90. 제47권 제1호.

(9) 78. 서광원 · 임종세 · 이재형. 음파 검층으로부터 가스하이드레이트 포화율을 계산 하기 위해 각 시추공의 Unit에 따라 매질의 속도를 설정 하였고, 입자밀도, 체적밀도, 공극수 밀도는 Table 2의 값을 사용하였다. Lee의 식을 적용하기 위하여 공극률에 따른 음파 검층 자료를 도시하여 가중치를 결정하였다. 사용한 물성값을 Table 3에 나타내었다. 식 (7)～(9)를 이용하여 가스하이드레이트의 포화율을 예측한 결과를 Fig. 11에 나타내었다. Lee의 식과 Wood의 식은 코어 자료와 유사한 경향을 나타낸 반면 시간평균식의 경우는 적절한 값을 나타내지 못하였는데 이것은 이 연구 대상 지역이 미고결 퇴적층이고 많은 양의 점토를 함유하고 있기 때문인 것으로 사료된다. 공극수 분석에 의해 역산한 가스하이드레이트 포화율 의 경우 자료의 수는 많지만 다소 신뢰성이 떨어지며, 코 어의 가스하이드레이트 포화율의 경우 정확한 값을 나타 내지만 자료의 수가 매우 적다. 전기비저항 검층 및 음파 검층을 이용하여 예측한 가스하이드레이트의 포화율과 공극수 분석 및 코어 분석에 의한 가스하이드레이트의 포화율을 비교하였을 때 공극수 분석에 의해 역산한 가 스하이드레이트 포화율과는 일부 구간에서 불일치하고 있으나, 비교적 정확한 값을 나타내는 코어의 가스하이 드레이트 포화율과는 유사한 경향을 나타내고 있음을 확 인하였다.. (A) UBGH1-04. 퇴적상 예측 결과 코어 분석으로부터 얻어진 퇴적상을 바탕으로 코어 미 회수간에 대해 가스하이드레이트의 포화율과 관계가 있 는 밀도 검층, 전기비저항 검층, 음파 검층 자료를 선형 판별 분석 기법에 적용하여 퇴적상을 예측하였다. 한국지질자원연구원(2008)에 의해 시추시료에 대한 퇴 적상 분석이 수행되었으며, 시추시료의 입도분포와 절개 면 영상 및 X선 영상에서 관찰되는 퇴적구조 등을 기준 으로 11개의 퇴적상을 구분하였다. 가스하이드레이트 해 리의 징후가 발견되는 MSS(Massive Silty Sand) 퇴적상 과 DITM(Disintegrated Mud) 퇴적상을 예측하기 위해 11개의 퇴적상을 상이한 특성을 나타내는 Mud, MSS 퇴 적상, DITM 퇴적상으로 축소하였다. Mud는 MSS 퇴적 상과 DITM 퇴적상을 제외한 나머지 퇴적상을 의미한다. 코어의 퇴적상 분석 자료와 검층 자료를 학습(training) 자료로 사용하였고, 학습 자료를 제외한 검층 자료를 예 측(testing) 자료로 사용하였다. 코어 퇴적상 분석 자료에 대한 교차검증 시 UBGH1-04 시추공은 91.1%, UBGH1-09 시추공은 84.8%로 높은 정확도를 나타내었으며, UBGH1-10 시추공은 74.0%로 다른 시추공에 비해 다소 낮지만 비교 적 정확한 결과를 보였다. 퇴적상의 예측 결과를 Fig. 12 에 나타내었다.. (B) UBGH1-09. Fig. 11. Estimated gas hydrate saturation from sonic log.. 한국지구시스템공학회지. (C) UBGH1-10.

(10) 울릉분지 1차 시추공 자료를 이용한 가스하이드레이트 퇴적층 물성 예측. 79. Fig. 12. Sedimentary facies from core and estimated by linear discriminant analysis.. 결. 론. 동해 울릉분지의 1차 시추공 자료 중 물리검층과 코어 분석 자료를 이용하여 코어 미회수 구간에서의 공극률, 가스하이드레이트의 포화율, 퇴적상을 예측하였다. 밀도 검층 자료를 이용하여 예측한 공극률의 경우 코어 공극 률와 대체로 일치하고 있음을 확인하였다. 전기비저항 검층을 통한 Simandoux 모델과 음파 검층을 통한 시간 평균식, Wood의 식, Lee의 식을 이용하여 가스하이드레 이트 포화율을 예측하였다. 연구 대상 지역이 미고결 퇴 적층이고 많은 양의 점토를 함유하고 있기 때문에 시간 평균식은 적절한 결과를 나타내지 못하였으나 Simandoux 모델, Wood의 식, Lee의 식은 코어의 가스하이드레이트 포화율의 이상치 부분과 유사한 경향을 나타내었다. 또 한 선형 판별 분석 기법을 통해 코어 미회수 구간에 대 한 퇴적상을 예측하였으며, 학습 자료에 대한 높은 교차 검증 정확도를 나타내어 가스하이드레이트 해리의 징후 가 나타나는 DITM 퇴적상과 MSS 퇴적상에 대한 분류 가 가능함을 확인하였다. 이 연구를 통해 코어 자료 등의 분석 자료가 부족한. 시추공에 대한 물성 예측이 가능할 것이며, 추가 시추가 진행된 후 영역을 확대하여 분석할 수 있을 것으로 기대 한다.. 사. 사. 이 연구는 한국지질자원연구원 “가스하이드레이트 개 발생산연구”의 위탁연구의 일환으로 수행되었으며, 이 에 감사드립니다.. 참고문헌 박근필, 2008, “가스하이드레이트 개발,” 한국지구시스템 공학회지, 제45권 5호, pp. 590-600. 이동건, 이주용, 이재형, 2009, “다공성 매질에서 가스하이 드레이트 치환생산기법 이용 시 배가스 주입유속 효과에 대한 실험적 연구,” 한국지구시스템공학회지, 제46권 1호, pp. 79-86. 이재형, 김현태, 허대기, 류병재, 2004, “다공성 매질에서 주입유속에 따른 메탄 하이드레이트 생성조건,” 한국지 구시스템공학회지, 제41권 2호, pp. 118-124.. 제47권 제1호.

(11) 80. 서광원 · 임종세 · 이재형. 이정환, 박승수, 주우성, 신창훈, 이영수, 2009, “에너지자 원으로서의 가스하이드레이트 개발가능성 및 가치,” 한 국지구시스템공학회지, 제46권 4호, pp. 490-497. 한국지질자원연구원, 2008, 가스하이드레이트 심부시추시 료 분석 및 안정성･지질재해 연구, 지식경제부, NP2008003-2008(1). Akihisa, K., Tezuka, K., Senoh, O., and Uchida, T., 2002, “Well log evaluation of gas hydrate saturation in the MITI Nankai-trough well, offshore south east Japan,” paper BB presented at the SPWLA 43rd Annual Logging Symposium, Oiso, Japan, June 2-5. Archie, G.E., 1942, “The electrical resistivity log as an aid in determining some reservoir characteristics,” AIME, Vol. 146, pp. 54-62. Castagna, J.P., Batzle, M.L., and Eastwood, R.L., 1985, “Relationship between compressional-wave and shear-wave velocities in clastic silicate rocks,” Journal of Geophysics, Vol. 50, No. 4, pp. 571-581. Eberhart-Phillips, D., Han, D.H., and Zoback, M.D., 1989, “Empirical relationships among seismic velocity, effective pressure, porosity, and clay content in sandstone,” Journal of Geophysics, Vol. 54, No. 1, pp. 82-89. Fisher, R.A., 1938, “The Statistical Utilization of Multiple Measurements,” Annals of Eugenics, Vol. 8, pp. 376-386. Jose, M.C. and Davide, G., 2004, “Gas-hydrate concentration estimated from P- and S-wave velocities at the Mallik 2L-38 research well, Mackenzie Delta, Canada,” Journal of Applied Geophysics, Vol. 56, No. 1, pp. 73-78. Lee, M.W., Hutchinson, D.R., Dillon, W.P., Miller, J.J., Agena, W.F., and Swift, B.A., 1993, “Method of estimating the amount of in situ gas hydrate in deep marine sediments,” Journal of Marine and Petroleum Geology, Vol. 10, No. 5, pp. 493-506. Lee, M.W., Hutchinson, D.R., Collett, T.S., and Dillon, W.P., 1996, “Seismic velocities for hydrate-bearing sedi-. ments using weighted equation,” Journal of Geophysical Research, Vol. 101, No. B9, pp. 20347-20358. Lee, M.W. and Collett, T.S., 2005, “Assessments of gas hydrate concentrations estimated from sonic logs in the JAPEX/JNOC/GSC et al. Mallik 5L-38 gas hydrate research production well,” Geological Survey of Canada Bulletin, Vol. 585, p. 10. Lee, M.W. and Collett, T.S., 2006, A method of shaly sand correction for estimating gas hydrate saturations using downhole electrical resistivity log data, U.S. Geological Survey, Scientific Investigations Report 2006-5121. Lee, M.W. and Collett, T.S., 2009, “In-situ gas hydrate saturations estimated from various well logs at the Mount Elbert well, Alaska North Slope,” Journal of Marine and Petroleum Geology, Vol. 30, No. 7, pp. 1-11. Pearson, C.F., Halleck, P.M., McGuire, P.L., Hermes, R., and Mathoew, M., 1983, “Natural gas hydrate deposit: A review of in-situ properties,” Journal of Physical Chemistry, Vol. 87, No. 21, pp. 4180-4185. Pickett, G.R., 1966, “A Review of Current Techniques for Determination of Water Saturation from Logs,” Journal of Petroleum Technology, Vol. 18, No. 1, pp. 1425-1433. Simandoux, P., 1963, “Dielectric measurements in porous media and application to shaly formation,” Revue de L’Institut Francais du Petrole, Vol. 18, Supplementary Issue, pp. 193-215. Timur, A., 1968, “Velocity of compressional waves in porous media at permafrost temperature,” Journal of Geophysics, Vol. 33, No. 4, pp. 584-595. Wood, A.B., 1941, A Textbook of Sound, 2nd Ed., MacMillan, New York, U.S.A., p. 578. Wyllie, M.R.J., Gregory, A.R., and Gardner, G.H.F., 1958, “An experimental investigation of factors affecting elastic wave velocities in porous media,” Journal of Geophysics, Vol. 23, No. 3, pp. 459-493.. 서 광 원. 임 종 세. 2009년 2월 한국해양대학교 에너지자원 공학전공 공학사. 현재 한국해양대학교 에너지자원공학과 교수 (本學會誌第45券第6号參照). 이 재 형 현재 한국해양대학교 에너지자원공학전공 석사과정 (E-mail; [email protected]). 한국지구시스템공학회지. 현재 한국지질자원연구원 석유해저연구본부 선임연구원 (本學會誌第46券第1号參照).

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