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논문

포항 영일만 이산화탄소 지중저장 모니터링을 위한 주파수영역 역시간 구조보정 기반 4차원 시간경과 탄성파 기술의 적용성 검토

Review of the Applicability of 4D Time-Lapse Seismic Monitoring System Based on Frequency-Domain Reverse-Time Migration to Pohang CCS Demonstration

오주원|민동주|김병엽|김대식|박세은
한국자원공학회 (The Korean Society of Mineral and Energy Resources Engineers)|2021.10|한국자원공학회지 (Journal of the Korean Society of Mineral and Energy Resources Engineers)|제58권 제5호|pp. 394-407

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이산화탄소 포집 및 저장carbon capture and storage4차원 시간경과 탄성파 모니터링주파수영역 역시간 구조보정포항 영일만 이산화탄소 지중저장 프로젝트4D time-lapse seismic monitoringfrequency-domain reverse-time migrationPohang CCS demonstration project
주제분류자원공학

초록

2013년부터 포항 영일만에서 이산화탄소 지중저장 실증 프로젝트가 시작되었고, 2017년 초 소규모 이산화탄소 주입에 성공하였지만, 같은 해 11월에 발생한 포항지진으로 인해 모니터링 실증단계는 수행되지 않았다. 이 연구에서는 주파수영역 역시간 구조보정을 기반으로 한 4차원 시간경과 탄성파 모니터링 기술의 국내 적용성을 검토하기 위해, 포항 영일만 이산화탄소 지중저장 프로젝트에서 계획했던 모니터링 탐사를 가정한 수치모델링을 통해 인공합성 탐사자료를 획득하였다. 이산화탄소 주입을 총 3차로 가정한 속도 모델에서 획득한 인공합성 모니터링 탐사자료에 주파수영역 역시간 구조보정 기반의 4차원 탄성파 모니터링 기술 적용 결과, 포항 영일만 지중저장 프로젝트에서 40개의 수신기를 이용해 설계되었던 모니터링 시스템을 반영하여 주입 이산화탄소에 의한저장층에서의 진폭 변화 감지가 잘 되는 것을 확인하였다.

Abstract

CO2 geosequestration has been attracting worldwide attention as a solution to reduce greenhouse gas emissions. In South Korea, the Pohang CCS demonstration project started in 2013. Although a small amount of CO2 was successfully injected in early 2017, the demonstration stage for geophysical monitoring could no longer continue because of the Pohang earthquake that occurred in November 2017. In this study, we examine the applicability of 4D seismic time-lapse monitoring technology based on frequency-domain reverse-time migration to synthetic 4D time-lapse seismic data considering monitoring acquisition, which is planned for application in the Pohang CCS demonstration project. Assuming that the velocity drops because of injected CO2 in the three monitoring stages, the amplitude variations caused by injected CO2 are detected well using the planned monitoring system in the Pohang CCS demonstration project.

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