KR101996182B1 - 이산화탄소 및 다중복합 추적자 주입 시스템 및 그 방법 - Google Patents

이산화탄소 및 다중복합 추적자 주입 시스템 및 그 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101996182B1
KR101996182B1 KR1020180116644A KR20180116644A KR101996182B1 KR 101996182 B1 KR101996182 B1 KR 101996182B1 KR 1020180116644 A KR1020180116644 A KR 1020180116644A KR 20180116644 A KR20180116644 A KR 20180116644A KR 101996182 B1 KR101996182 B1 KR 101996182B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
groundwater
carbon dioxide
water
tracer
injection
Prior art date
Application number
KR1020180116644A
Other languages
English (en)
Inventor
이강근
이성순
주여진
하승욱
Original Assignee
서울대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 서울대학교산학협력단 filed Critical 서울대학교산학협력단
Priority to KR1020180116644A priority Critical patent/KR101996182B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101996182B1 publication Critical patent/KR101996182B1/ko

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65GTRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G5/00Storing fluids in natural or artificial cavities or chambers in the earth
    • E21B47/1015
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00Survey of boreholes or wells
    • E21B47/10Locating fluid leaks, intrusions or movements
    • E21B47/11Locating fluid leaks, intrusions or movements using tracers; using radioactivity
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M3/00Investigating fluid-tightness of structures
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02CCAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/40Capture or disposal of greenhouse gases of CO2

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Abstract

이산화탄소 가스 인위누출시험에 적합하도록 구성된 이산화탄소 및 다중복합 추적자 주입 시스템은, 이산화탄소 가스가 용해된 이산화탄소 용해수를 저장하는 제1 저장 탱크; 상기 이산화탄소 가스보다 이동 속도가 빠른 추적자 가스가 용해된 추적자 용해수를 저장하는 제2 저장 탱크; 지중에 삽관된 용해수 주입정; 지중에 삽관된 지하수 양수정; 지중에 삽관된 지하수 주입정; 상기 지하수 양수정을 통해 지중의 지하수를 양수하는 양수기; 및 상기 이산화탄소 용해수 및 상기 추적자 용해수가 상기 용해수 주입정을 통해 주입되도록 제어하고, 지하수를 상기 지하수 양수정을 통해 양수하고, 양수된 지하수 일부가 상기 용해수 주입정을 통해 주입되도록 제어하고, 양수된 지하수 나머지가 상기 지하수 주입정을 통해 지중에 재주입되도록 제어하는 주입제어부를 포함한다. 이산화탄소 용해수와 추적자 용해수를 각각 제조하여 용해수 주입정을 통해 주입하고, 양수된 지하수의 일부를 상기 이산화탄소 용해수 및 상기 추적자 용해수로 활용하고, 양수된 지하수의 나머지를 지하수 주입정을 통해 지중에 재주입하므로써, 지중 저장된 이산화탄소 가스의 누출시험을 인공적으로 수행할 수 있다.

Description

이산화탄소 및 다중복합 추적자 주입 시스템 및 그 방법{SYSTEM AND METHOD FOR INJECTING CARBON DIOXIDE AND MULTIPLE COMPOSITE TRACER}
본 발명은 이산화탄소 및 다중복합 추적자 주입 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이산화탄소 가스 인위누출시험에 적합하도록 구성된 이산화탄소 및 다중복합 추적자 주입 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
전세계적인 경제활동에 따라 화석연료의 연소에 의한 대기로의 CO2 등 기체의 배출은 매년 26기가톤에 달하고 있으며, 그 총량은 매년 증가되고 있는 추세이다. 이로 인해, 대기중 CO2 등 기체의 함량이 증가함에 따라 지구의 온도가 점점 높아지는 문제가 심각성을 더해가고 있다. 이에 대한 대응방안으로서 대기중 이산화탄소 등 기체의 함량이 증가하는 것을 방지하기 위한 방법들이 강구되고 있다.
따라서, 경제활동에 의해 이미 다량으로 발생되고 있는 CO2 등 기체를 포집하여 지중 또는 해양에 격리하는 방안이 논의되고 있는 바, 이러한 이산화탄소 등 기체의 포획 및 저장(CCS; carbon dioxide capture and storage) 기술은 진보된 에너지 기술 포트폴리오의 중심 요소로서의 잠재력을 가질 수 있다.
다만, 지중이나 해양에의 CO2 등 기체의 저장 및 격리는 이에 적합한 특수한 지질구조를 요구하기 때문에, 최근에는 해양에의 CO2 등 기체의 저장 및 격리에 관심이 집중되고 있다.
지중에 효율적으로 CO2 등 기체를 저장하기 위해서는, 이러한 CO2 등 기체의 누출 여부 및 그 누출 정도를 정확하게, 비용 효율적으로 모니터링할 수 있어야 한다. 그러나, CO2 등 기체가 누출될 경우 기체상태로 대기 중에 확산되어버리므로, 아직까지 CO2 등 기체의 누출 여부 및 누출 정도를 정확하고 쉽게 검출하는 것은 매우 어려운 실정이다.
한국등록특허 제10-0607458호 (2006. 07. 25. 등록, 현장 추적자 시험장치) 한국등록특허 제10-1684921호 (2016. 12. 05. 등록, 불균일매질에서 이산화탄소 저장능 향상 및 염침전에 의한 주입효율 저감 해소 시스템 및 방법)
이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에 착안한 것으로, 본 발명의 목적은 지중 저장된 이산화탄소 가스의 누출시험을 인공적으로 수행하기 위해 이산화탄소 가스를 지하수에 용해시켜 주입하되, 이산화탄소 가스보다 이동 속도가 빠른 추적자 가스를 지하수에 용해시켜 이산화탄소 가스의 누출시험을 수행할 수 있는 이산화탄소 및 다중복합 추적자 주입 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기한 이산화탄소 및 다중복합 추적자 주입 시스템을 이용한 이산화탄소 및 다중복합 추적자 주입 방법을 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위하여 일실시예에 따르면 이산화탄소 가스 인위누출시험에 적합하도록 구성된 이산화탄소 및 다중복합 추적자 주입 시스템은, 이산화탄소 가스가 용해된 이산화탄소 용해수를 저장하는 제1 저장 탱크; 상기 이산화탄소 가스보다 이동 속도가 빠른 추적자 가스가 용해된 추적자 용해수를 저장하는 제2 저장 탱크; 지중에 삽관된 용해수 주입정; 지중에 삽관된 지하수 양수정; 지중에 삽관된 지하수 주입정; 상기 지하수 양수정을 통해 지중의 지하수를 양수하는 양수기; 및 상기 이산화탄소 용해수 및 상기 추적자 용해수가 상기 용해수 주입정을 통해 주입되도록 제어하고, 지하수를 상기 지하수 양수정을 통해 양수하고, 양수된 지하수 일부가 상기 용해수 주입정을 통해 주입되도록 제어하고, 양수된 지하수 나머지가 상기 지하수 주입정을 통해 지중에 재주입되도록 제어하는 주입제어부를 포함한다. 여기서, 상기 지하수 양수정은 하부 영역에 형성된 양수정 스크린을 포함하여 삽관된 지중의 하부 심도의 하부 영역에 대응하는 지하수를 양수하고, 상기 지하수 주입정은 전체 영역에 형성된 지하수 스크린을 포함하여 삽관된 지중의 전체 심도의 영역에 이산화탄소 및 추적자가 용해된 지하수를 주입한다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 양수정 스크린은 포화대 영역에 대응하도록 매몰되고, 상기 지하수 스크린은 포화대 영역 및 불포화대 영역에 대응하도록 매몰된다.
삭제
본 발명의 일실시예에서, 상기 용해수 주입정은 하부 영역에 형성된 용해수 스크린을 포함하고, 상기 용해수 스크린을 통해 이산화탄소 용해수 및 추적자 용해수가 방출된다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 용해수 스크린은 포화대 영역에 대응하도록 매몰된다.
본 발명의 일실시예에서, 이산화탄소 및 다중복합 추적자 주입 시스템은 상기 용해수 주입정과 상기 지하수 양수정 사이의 영역 중 불포화대 영역에 삽관된 불포화대 관측정 및 포화대 영역에 삽관된 포화대 관측정들을 더 포함한다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 불포화대 관측정은 서로 다른 깊이로 지중에 삽관된 복수개이다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 포화대 관측정은 서로 다른 깊이로 지중에 삽관된 복수개이다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 불포화대 관측정에는 복수의 팩커들이 배치된다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 불포화대 관측정에는 복수의 팩커들이 배치된다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 포화대 관측정에는 복수의 팩커들이 배치된다.
상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위하여 일실시예에 따르면, 이산화탄소 가스 인위누출시험에 적합하도록 구성된 이산화탄소 및 다중복합 추적자 주입 시스템을 이용한 이산화탄소 및 다중복합 추적자 주입 방법은, 이산화탄소 가스가 용해된 이산화탄소 용해수와 상기 이산화탄소 가스보다 이동 속도가 빠른 추적자 가스가 용해된 추적자 용해수를 각각 제조하는 단계; 상기 이산화탄소 용해수 및 상기 추적자 용해수를 용해수 주입정을 통해 지중에 주입하는 단계; 상기 용해수 주입정에서 이격된 지하수 양수정을 통해 지하수를 양수하는 단계; 및 양수된 지하수의 일부를 상기 이산화탄소 용해수 및 상기 추적자 용해수 제조에 활용하고, 양수된 지하수의 나머지를 지하수 주입정을 통해 지중에 재주입하는 단계를 포함한다. 여기서, 상기 지하수 양수정은 하부 영역에 형성된 양수정 스크린을 포함하여 삽관된 지중의 하부 심도의 하부 영역에 대응하는 지하수를 양수하고, 상기 지하수 주입정은 전체 영역에 형성된 지하수 스크린을 포함하여 삽관된 지중의 전체 심도의 영역에 지하수를 주입한다.
본 발명에 의하면, 이산화탄소 가스가 용해된 이산화탄소 용해수와 추적자 가스가 용해된 추적자 용해수를 각각 제조하여 용해수 주입정을 통해 지중에 주입하고, 양수정을 통해 지하수를 양수하여 양수된 지하수의 일부를 상기 이산화탄소 용해수 및 상기 추적자 용해수로 활용하고, 양수된 지하수의 나머지를 지하수 주입정을 통해 지중에 재주입하므로써, 지중 저장된 이산화탄소 가스의 누출시험을 인공적으로 수행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 이산화탄소 및 다중복합 추적자 주입 시스템을 설명하기 위한 개략도이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하거나 축소하여 도시한 것이다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 이산화탄소 및 다중복합 추적자 주입 시스템을 설명하기 위한 개략도이다.
도 1을 참조하면, 이산화탄소 및 다중복합 추적자 주입 시스템은 제1 저장 탱크(110), 제2 저장 탱크(120), 용해수 주입정(130), 지하수 양수정(140), 지하수 주입정(150), 양수기(160), 이산화탄소 용해기(170), 유량계(180), 제1 조절 밸브(VB1), 제2 조절 밸브(VB2), 제3 조절 밸브(VB3), 제4 조절 밸브(VB4) 및 주입제어부(190)를 포함하여, 이산화탄소 가스 인위누출시험에 적합하도록 구성된다.
상기 제1 저장 탱크(110)에는 이산화탄소 가스가 용해된 이산화탄소 용해수가 제조되어 저장된다.
상기 제2 저장 탱크(120)에는 상기 이산화탄소 가스보다 이동 속도가 빠른 추적자 가스, 예를들어, 헬륨(He), 크롬(Kr) 및 아르곤(Ar)이 용해된 추적자 용해수가 제조되어 저장된다. 본 실시예에서, 이산화탄소 가스가 용해된 이산화탄소 용해수가 제조된 후 추적자 용해수가 제조될 수도 있고, 추적자 용해수가 제조된 후 이산화탄소 가스가 용해된 이산화탄소 용해수가 제조될 수도 있고, 동시에 제조될 수도 있다.
상기 용해수 주입정(130)은 지중에 삽관된다. 상기 용해수 주입정(130)은 하부 영역에 형성된 용해수 스크린을 포함하고, 상기 용해수 스크린을 통해 이산화탄소 용해수 및 추적자 용해수가 지중에 방출된다. 여기서, 상기 용해수 스크린은 포화대 영역에 대응하도록 매몰된다. 이에 따라, 이산화탄소 용해수 및 추적자 용해수는 포화대 영역에 방출된다.
상기 지하수 양수정(140)은 지중에 삽관되고, 상기 지하수 주입정(150)은 지중에 삽관된다.
상기 지하수 양수정(140)은 하부 영역에 형성된 양수정 스크린을 포함하여 삽관된 지중의 하부 심도의 하부 영역에 대응하는 지하수를 양수한다.
상기 지하수 주입정(150)은 전체 영역에 형성된 지하수 스크린을 포함하여 삽관된 지중의 전체 심도의 영역에 이산화탄소 및 추적자가 용해된 지하수를 주입한다. 상기 양수정 스크린은 포화대 영역에 대응하도록 매몰되고, 상기 지하수 스크린은 포화대 영역 및 불포화대 영역에 대응하도록 매몰된다.
본 실시예에서, 상기 용해수 주입정(130)을 기준으로 상기 양수정과 상기 지하수 주입정(150)을 서로 마주하도록 배치된다. 이에 따라, 상기 지하수 주입정(150)에 대응하는 지중의 지하수 수위는 상대적으로 높아지고 상기 지하수 양수정(140)에 대응하는 지중의 지하수 수위는 상대적으로 낮아지게 변화되어 상기 용해수 주입정(130) 인근의 지중에 흐르는 지하수 흐름은 고속화될 수 있다.
상기 양수기(160)는 상기 주입제어부(190)의 제어에 따라 상기 지하수 양수정(140)을 통해 지중의 지하수를 양수한다. 상기 양수기(160)는 지하수 양수정(150)의 저부에 배치될 수도 있고, 지하수 양수정(150)의 상부에 배치될 수도 있다.
상기 이산화탄소 용해기(170)(dissolver)는 상기 제1 저장 탱크(110)와 용해수 주입정(130) 사이에 연결되고, 상기 양수기(160)에 의해 양수된 지하수에 상기 이산화탄소 용해수를 주입한다.
상기 유량계(180)는 상기 저장 탱크에서 유출되는 추적자 용해수와 상기 양수기(160)에서 공급되는 지하수의 양을 검출한다.
상기 제1 조절 밸브(VB1)는 상기 제1 저장 탱크(110)와 상기 이산화탄소 용해기(170)를 연결하는 파이프에 연결되고, 상기 주입제어부(190)의 제어에 따라 상기 제1 저장 탱크(110)에서 유출되는 상기 이산화탄소 용해수의 양을 조절한다.
상기 제2 조절 밸브(VB2)는 상기 제2 저장 탱크(120)와 상기 유량계(180)를 연결하는 파이프에 연결되고, 상기 주입제어부(190)의 제어에 따라 상기 제2 저장 탱크(120)에서 유출되는 상기 추적자 용해수의 양을 조절한다.
상기 제3 조절 밸브(VB3)는 상기 이산화탄소 용해기(170)와 상기 용해수 주입정(130)을 연결하는 파이프에 연결되고, 상기 주입제어부(190)의 제어에 따라 상기 이산화탄소 용해기(170)에서 유출되는 상기 이산화탄소 용해수의 양을 조절한다.
상기 제4 조절 밸브(VB4)는 상기 유량계(180)와 상기 용해수 주입정(130)을 연결하는 파이프에 연결되고, 상기 주입제어부(190)의 제어에 따라 상기 유량계(180)를 경유하여 유출되는 추적자 용해수의 양 및 상기 양수기(160)에서 공급되는 지하수의 양을 조절한다.
상기 주입제어부(190)는 상기 이산화탄소 용해수 및 상기 추적자 용해수가 상기 용해수 주입정(130)을 통해 주입되도록 제어하고, 상기 지하수 양수정(140)을 통해 지하수를 양수하여 양수된 지하수 일부가 상기 제1 저장 탱크(110) 및 상기 제2 저장 탱크(120)에 주입되도록 제어하고, 양수된 지하수 나머지가 상기 지하수 주입정(150)을 통해 지중에 재주입되도록 제어한다. 예를들어, 상기 주입제어부(190)는 상기 용해수 주입정(130)을 통해 대략 5m3/day의 용해수를 주입하고, 상기 지하수 양수정(140)을 통해 대략 24m3/day의 지하수를 양수하고, 상기 지하수 주입정(150)을 통해 대략 19m3/day의 지하수를 재주입되도록 제어할 수 있다.
본 발명에 따른 이산화탄소 및 다중복합 추적자 주입 시스템은 상기 용해수 주입정(130)과 상기 지하수 양수정(140) 사이의 영역 중 지중의 포화대 영역에 삽관된 불포화대 관측정(도면부호 미부여) 및 지중의 포화대 영역에 삽관된 포화대 관측정(도면부호 미부여)을 더 포함할 수 있다.
본 실시예에서, 상기 포화대 관측정은 서로 다른 깊이로 지중에 삽관된 복수개일 수 있고, 상기 불포화대 관측정은 서로 다른 깊이로 지중에 삽관된 복수개일 수 있다. 상기 포화대 관측정들 및 상기 불포화대 관측정들 각각에는 CO2를 검출하는 센서 또는 추적자를 검출하는 센서가 배치될 수 있다.
한편, 상기 포화대 관측정에는 복수의 팩커들이 배치될 수 있고, 수직한 방향으로 서로 인접하는 팩커들(즉, 이중팩커)에 의해 정의되는 공간에는 CO2를 검출하는 센서 또는 추적자를 검출하는 센서가 배치될 수 있다.
또한 상기 불포화대 관측정에는 복수의 팩커들이 배치될 수 있고, 수직한 방향으로 서로 인접하는 팩커들에 의해 정의되는 공간에는 CO2를 검출하는 센서 또는 추적자를 검출하는 센서가 배치될 수 있다.
상기한 팩커들에 의해 정의되는 공간에 대응되는 포화대 관측정 및 불포화대 관측정 각각에는 복수의 스크린들이 형성된다. 이에 따라 포화대 영역에 흐르는 이산화탄소 가스나 추적자는 스크린들을 통해 유입되어 센서에 의해 검출되고, 불포화대 영역에 흐르는 이산화탄소 가스나 추적자 역시 스크린들을 통해 유입되어 센서에 의해 검출된다.
이상에서 설명된 바와 같이, 본 발명에 따르면, 이산화탄소 가스가 용해된 이산화탄소 용해수와 추적자 가스가 용해된 추적자 용해수를 각각 제조하여 용해수 주입정을 통해 지중에 주입하고, 지하수 양수정을 통해 지하수를 양수하여 양수된 지하수의 일부를 상기 이산화탄소 용해수 및 상기 추적자 용해수 제조시 활용하고, 양수된 지하수의 나머지를 지하수 주입정을 통해 지중에 재주입한다. 이에 따라, 지중 저장된 이산화탄소 가스의 누출시험을 인공적으로 수행하기 위해 이산화탄소 가스를 지하수에 용해시켜 주입하되, 이산화탄소 가스보다 이동 속도가 빠른 추적자 가스를 지하수에 용해시켜 주입함으로써, 이산화탄소 가스의 누출시험을 수행할 수 있다.
또한, 상기 용해수 주입정을 기준으로 상기 지하수 양수정과 상기 지하수 주입정을 서로 마주하도록 배치하므로써, 지하수 주입정에 대응하는 지중의 지하수 수위는 상대적으로 높고 지하수 양수정에 대응하는 지중의 지하수 수위는 상대적으로 낮게 변화되어 용해수 주입정 인근의 지중에 흐르는 지하수 흐름을 고속화할 수 있다.
이상에서는 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
110 : 제1 저장 탱크 120 : 제2 저장 탱크
130 : 용해수 주입정 140 : 지하수 양수정
150 : 지하수 주입정 160 : 양수기
170 : 이산화탄소 용해기 180 : 유량계
190 : 주입제어부 VB1 : 제1 조절 밸브
VB2 : 제2 조절 밸브 VB3 : 제3 조절 밸브
VB4 : 제4 조절 밸브

Claims (11)

  1. 이산화탄소 가스 인위누출시험에 적합하도록 구성된 이산화탄소 및 다중복합 추적자 주입 시스템에서,
    이산화탄소 가스가 용해된 이산화탄소 용해수를 저장하는 제1 저장 탱크;
    상기 이산화탄소 가스보다 이동 속도가 빠른 추적자 가스가 용해된 추적자 용해수를 저장하는 제2 저장 탱크;
    지중에 삽관된 용해수 주입정;
    지중에 삽관된 지하수 양수정;
    지중에 삽관된 지하수 주입정;
    상기 지하수 양수정을 통해 지중의 지하수를 양수하는 양수기; 및
    상기 이산화탄소 용해수 및 상기 추적자 용해수가 상기 용해수 주입정을 통해 주입되도록 제어하고, 지하수를 상기 지하수 양수정을 통해 양수하고, 양수된 지하수 일부가 상기 용해수 주입정을 통해 주입되도록 제어하고, 양수된 지하수 나머지가 상기 지하수 주입정을 통해 지중에 재주입되도록 제어하는 주입제어부를 포함하되,
    상기 지하수 양수정은 하부 영역에 형성된 양수정 스크린을 포함하여 삽관된 지중의 하부 심도의 하부 영역에 대응하는 지하수를 양수하고, 상기 지하수 주입정은 전체 영역에 형성된 지하수 스크린을 포함하여 삽관된 지중의 전체 심도의 영역에 이산화탄소 및 추적자가 용해된 지하수를 주입하는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 및 다중복합 추적자 주입 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 양수정 스크린은 포화대 영역에 대응하도록 매몰되고, 상기 지하수 스크린은 포화대 영역 및 불포화대 영역에 대응하도록 매몰된 것을 특징으로 하는 이산화탄소 및 다중복합 추적자 주입 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 용해수 주입정은 하부 영역에 형성된 용해수 스크린을 포함하고, 상기 용해수 스크린을 통해 이산화탄소 용해수 및 추적자 용해수가 방출되는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 및 다중복합 추적자 주입 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 상기 용해수 스크린은 포화대 영역에 대응하도록 매몰된 것을 특징으로 하는 이산화탄소 및 다중복합 추적자 주입 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 용해수 주입정과 상기 지하수 양수정 사이의 영역 중 불포화대 영역에 삽관된 불포화대 관측정 및 포화대 영역에 삽관된 포화대 관측정들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 및 다중복합 추적자 주입 시스템.
  7. 제6항에 있어서, 상기 불포화대 관측정은 서로 다른 깊이로 지중에 삽관된 복수개인 것을 특징으로 하는 이산화탄소 및 다중복합 추적자 주입 시스템.
  8. 제6항에 있어서, 상기 포화대 관측정은 서로 다른 깊이로 지중에 삽관된 복수개인 것을 특징으로 하는 이산화탄소 및 다중복합 추적자 주입 시스템.
  9. 제6항에 있어서, 상기 불포화대 관측정에는 복수의 팩커들이 배치된 것을 특징으로 하는 이산화탄소 및 다중복합 추적자 주입 시스템.
  10. 제6항에 있어서, 상기 포화대 관측정에는 복수의 팩커들이 배치된 것을 특징으로 하는 이산화탄소 및 다중복합 추적자 주입 시스템.
  11. 이산화탄소 가스 인위누출시험에 적합하도록 구성된 이산화탄소 및 다중복합 추적자 주입 시스템을 이용한 이산화탄소 및 다중복합 추적자 주입 방법에서,
    이산화탄소 가스가 용해된 이산화탄소 용해수와 상기 이산화탄소 가스보다 이동 속도가 빠른 추적자 가스가 용해된 추적자 용해수를 각각 제조하는 단계;
    상기 이산화탄소 용해수 및 상기 추적자 용해수를 용해수 주입정을 통해 지중에 주입하는 단계;
    상기 용해수 주입정에서 이격된 지하수 양수정을 통해 지하수를 양수하는 단계; 및
    양수된 지하수의 일부를 상기 이산화탄소 용해수 및 상기 추적자 용해수 제조에 활용하고, 양수된 지하수의 나머지를 지하수 주입정을 통해 지중에 재주입하는 단계를 포함하되,
    상기 지하수 양수정은 하부 영역에 형성된 양수정 스크린을 포함하여 삽관된 지중의 하부 심도의 하부 영역에 대응하는 지하수를 양수하고, 상기 지하수 주입정은 전체 영역에 형성된 지하수 스크린을 포함하여 삽관된 지중의 전체 심도의 영역에 지하수를 주입하는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 및 다중복합 추적자 주입 방법.
KR1020180116644A 2018-09-28 2018-09-28 이산화탄소 및 다중복합 추적자 주입 시스템 및 그 방법 KR101996182B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180116644A KR101996182B1 (ko) 2018-09-28 2018-09-28 이산화탄소 및 다중복합 추적자 주입 시스템 및 그 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180116644A KR101996182B1 (ko) 2018-09-28 2018-09-28 이산화탄소 및 다중복합 추적자 주입 시스템 및 그 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101996182B1 true KR101996182B1 (ko) 2019-07-03

Family

ID=67258808

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180116644A KR101996182B1 (ko) 2018-09-28 2018-09-28 이산화탄소 및 다중복합 추적자 주입 시스템 및 그 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101996182B1 (ko)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110749703A (zh) * 2019-11-05 2020-02-04 山东省地勘局第二水文地质工程地质大队(山东省鲁北地质工程勘察院) 一种模拟砂岩热储地热尾水回灌与示踪实验的方法
CN111994973A (zh) * 2020-08-17 2020-11-27 中国环境科学研究院 一种地下水卤代烃原位多级循环修复系统
CN113062712A (zh) * 2021-04-13 2021-07-02 太原理工大学 一种深部地层封存co2生物防逸散方法
KR102519877B1 (ko) * 2022-11-14 2023-04-11 주식회사 지오그린21 이산화탄소 저장 및 양수 모사 실험 시스템과 그 방법
US11994020B2 (en) 2022-09-21 2024-05-28 Saudi Arabian Oil Company Mapping inter-well porosity using tracers with different transport properties

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100607458B1 (ko) 2005-03-04 2006-08-02 한국농촌공사 현장 추적자 시험장치
JP4973936B2 (ja) * 2007-06-15 2012-07-11 小出 仁 二酸化炭素の地中貯留方法及びその地中貯留システム
JP5347154B2 (ja) * 2006-06-28 2013-11-20 小出 仁 二酸化炭素地中貯留の処理方法及びその処理システム
KR101684921B1 (ko) 2016-03-28 2016-12-09 한국지질자원연구원 불균질매질에서 이산화탄소 저장능 향상 및 염침전에 의한 주입효율 저감 해소 시스템 및 방법
KR101746383B1 (ko) * 2017-01-17 2017-06-14 주식회사 지오그린21 반응성 추적자 모니터링 시스템
KR101773868B1 (ko) * 2017-01-14 2017-09-01 주식회사 지오그린21 불포화대 암반 추적자 시험 시스템 및 그 방법

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100607458B1 (ko) 2005-03-04 2006-08-02 한국농촌공사 현장 추적자 시험장치
JP5347154B2 (ja) * 2006-06-28 2013-11-20 小出 仁 二酸化炭素地中貯留の処理方法及びその処理システム
JP4973936B2 (ja) * 2007-06-15 2012-07-11 小出 仁 二酸化炭素の地中貯留方法及びその地中貯留システム
KR101684921B1 (ko) 2016-03-28 2016-12-09 한국지질자원연구원 불균질매질에서 이산화탄소 저장능 향상 및 염침전에 의한 주입효율 저감 해소 시스템 및 방법
KR101773868B1 (ko) * 2017-01-14 2017-09-01 주식회사 지오그린21 불포화대 암반 추적자 시험 시스템 및 그 방법
KR101746383B1 (ko) * 2017-01-17 2017-06-14 주식회사 지오그린21 반응성 추적자 모니터링 시스템

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110749703A (zh) * 2019-11-05 2020-02-04 山东省地勘局第二水文地质工程地质大队(山东省鲁北地质工程勘察院) 一种模拟砂岩热储地热尾水回灌与示踪实验的方法
CN110749703B (zh) * 2019-11-05 2022-08-16 山东省地勘局第二水文地质工程地质大队(山东省鲁北地质工程勘察院) 一种模拟砂岩热储地热尾水回灌与示踪实验的方法
CN111994973A (zh) * 2020-08-17 2020-11-27 中国环境科学研究院 一种地下水卤代烃原位多级循环修复系统
CN113062712A (zh) * 2021-04-13 2021-07-02 太原理工大学 一种深部地层封存co2生物防逸散方法
CN113062712B (zh) * 2021-04-13 2022-04-12 太原理工大学 一种深部地层封存co2生物防逸散方法
US11994020B2 (en) 2022-09-21 2024-05-28 Saudi Arabian Oil Company Mapping inter-well porosity using tracers with different transport properties
KR102519877B1 (ko) * 2022-11-14 2023-04-11 주식회사 지오그린21 이산화탄소 저장 및 양수 모사 실험 시스템과 그 방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101996182B1 (ko) 이산화탄소 및 다중복합 추적자 주입 시스템 및 그 방법
Sigfusson et al. Solving the carbon-dioxide buoyancy challenge: The design and field testing of a dissolved CO2 injection system
CN110578500A (zh) 一种二氧化碳驱油与封存中测量二氧化碳运移规律的装置与方法
Li et al. Repair of irregularly shaped salt cavern gas storage by re-leaching under gas blanket
US20150167432A1 (en) Systems, methods, and devices for tagging carbon dioxide stored in geological formations
Wang et al. Design and test aspects of a water curtain system for underground oil storage caverns in China
Riddiford et al. Monitoring geological storage: the In Salah gas CO2 storage project
US8496060B2 (en) Method for sequestering carbon dioxide in geological formations
Tan et al. A critical review of carbon dioxide enhanced oil recovery in carbonate reservoirs
CN107830907B (zh) 一种地下水封洞库水幕系统结构动态设计方法
CN106814011A (zh) 一种测定泡沫在多孔介质中生成界限的装置及方法
CN113533676B (zh) 确定深海海底天然气水合物生成效率的实验室模拟方法
CN113237815A (zh) 基于钻孔中注水观测岩体多方向渗透性的观测仪器及方法
JP6801937B2 (ja) 気体注入システムおよび二酸化炭素地中貯留方法
CN103644305A (zh) 一种复合地层盾构机主密封的hbw油脂系统
KR101684921B1 (ko) 불균질매질에서 이산화탄소 저장능 향상 및 염침전에 의한 주입효율 저감 해소 시스템 및 방법
CN201107416Y (zh) 基于压力示踪的基础工程地下水参数测量系统
CN210738534U (zh) 一种二氧化碳驱油与封存中测量二氧化碳运移规律的装置
CN112304842B (zh) 一种页岩油co2/n2交替驱替注入量模拟分析方法
CN112557279A (zh) 一种风化基岩孔-裂隙垂向渗透性测试装置及方法
CN205262912U (zh) 一种用于模拟盾构泥膜形成的实验装置
KR101746383B1 (ko) 반응성 추적자 모니터링 시스템
Higgs et al. Comparative analysis of hydrogen, methane and nitrogen relative permeability: Implications for Underground Hydrogen Storage
Zhao et al. Formation characteristics and leakage termination effects of CO2 hydrate cap in case of geological sequestration leakage
Suzuki et al. Feasibility study on CO2 micro-bubble storage (CMS)

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant