| 초록 |
탄성파탐사는 탄화수소 자원이 부존할 수 있는 지질학적 구조를 가장 정밀하게 영상화할 수 있으나 탄화수소 집적구조 속의 물질이 석유인지 염수인지를 구분하는 것은 탄성파 영상의 해석만으로는 불가능하다. 해양 인공송신원 전자(controlled-source electromagnetic; CSEM)탐사법은 두 물질의 전기적 물성 차이로 부도체인 석유와 양도체인 염수를 구분할 수 있다. 따라서 탄성파탐사로부터 얻어지는 지질층서학적인 정보와 결합하면 해양 CSEM법은 해저자원 탐지에 있어서 직접적이고 효과적인 정보를 제공할 수 있다. 해양 CSEM탐사법은 현재 석유탐사 업계에서 80년대의 3차원 탄성파탐사 도입 이후 가장 주목할 만한 기술적 혁신으로 인정받고 있다. 최근 원유가격의 급격한 상승으로 인해 석유개발 분야에 관심이 집중되어 있으며, 국내에서도 해저 가스 하이드레이트 탐사를 국가적으로 추진하고 있는 상황에서 해양 CSEM 기술의 중요성은 점차 높아지고 있다. 해양 CSEM 탐사는 탄화수소 집적에 호의적인 구조의 전기전도도 분포를 탐지할 수 있기 때문에 탄화수소층의 부존 여부를 직접적으로 확인할 수 있다. 탄화수소 집적구조만을 찾을 수 있는 탄성파탐사를 보완하는 효과적이고 경제적인 수단으로 해양 CSEM법을 이용한다면 해저 탄화수소 자원 개발 비용 중 가장 큰 비중을 차지하는 시추 비용을 최소화할 수 있을 것이다. 최근 원유를 비롯한 광물자원 가격의 급격한 변동으로 인해 우리나라와 같이 자원의 해외의존도가 매우 높은 나라에서는 경제적으로 큰 어려움을 겪고 있다. 자원 부족 국가로서 해외자원 가격의 변동에 큰 영향을 받지 않고 안정적으로 국가 경제를 운영하기 위해서는 경쟁 국가들보다 앞선 자원개발 기술을 보유하는 것이 필수적이다. 탄화수소 자원의 개발에 해양 CSEM 탐사를 탄성파탐사와 함께 적용할 때 보다 확실한 시추 위치 선정이 가능해진 것이 알려지면서부터 세계적으로 해양 CSEM법에 대한 관심이 높아지고 있다. 해양 CSEM법은 아직 발전 초기에 있는 기법으로서, 우리나라에서 이 방법에 대한 수준 높은 연구가 이루어진다면 향후 자원 부족 국가로서의 한계를 극복하는데 일조를 하게 될 것이다. 이에 이 연구에서는 CSEM법에 기초한 해양 에너지 및 광물자원의 탐사기술에 대한 기초연구를 수행하였다. 이 연구는 크게 세 부분으로 나누어진다. 첫 번째는 해양 CSEM법의 물리적 특성을 파악하는 것이고, 두번째는 해양 CSEM 모델링 알고리듬의 개발, 그리고 마지막으로 역산 알고리듬의 개발이다. 이 연구를 통해 가장 먼저 해양 CSEM법의 근본이 되는 물리적 특성에 대해 보다 심도 있는 이해가 가능해졌다. 이런 이해를 바탕으로 최적의 탐사시스템의 설계가 가능하고, 탄화수소의 직접적 지시자로서의 역할을 하는 정보에 대한 연구가 가능해져서, 기존의 해양 CSEM법을 양질의 자료를 효율적으로 얻을 수 있는 방법으로 한 단계 업그레이드되었다. 이 연구를 통해 개발한 3차원 모델링 알고리듬은 기존의 탐사 한계를 넘어서서 보다 깊은 심도에 보다 작은 규모의 탄화수소의 적용에 이르기까지 그 범위를 넓힐 수 있다. 그리고 개발 된 시간영역 역산 프로그램은 그 즉시 취득된 현장 자료를 통해 해저자원의 부존 여부를 확인할 수 있다. 이 연구를 통해 얻은 성과 중 인력배출 실적은 석사 1명과 박사 1명이지만 다음 학기에 박사가 1명 더 배출될 예정이며, 각종 학술대화에서의 논문발표 실적은 국내 학술대회가 12건, 국제 학술대회가 13건이다. 학술지에는 8편의 논문(국내 5편, SCI 3편)이 게재되었다. 그리고 이 연구 기간에 학술상 등을 4번(국내 2회, 국제 2회; 연구책임자 1회, 연구조원 3회) 수상하였다. 본 연구의 성과를 토대로 최근 환경 분야에서 큰 관심사로 대두되고 있는 이산화탄소(CO 2 ) 배출량 저감을 위한 지중저장 방법 중 가장 효율적이라고 인식되는 해저 격리 저장의 부지 선정과 주입 CO 2 의 모니터링에도 큰 역할을 담당할 것으로 기대된다. 또한 현재 국내에서도 해저 가스 하이드레이트 탐사를 국가적으로 추진하고 있는 상황에서 해양 CSEM 기술의 중요성은 앞으로 크게 부각될 것이다. |
