가스하이드레이트 개발생산과정에서의 미고결 퇴적층의역학적 안정성 평가를 위한 지오메카닉스모델 해석
Geomechanical Model Analysis for the Evaluation of Mechanical Stability of Unconsolidated Sediments during Gas Hydrate Development and Production
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초록
본 연구에서는 지오메카닉스모델을 이용한 가스하이드레이트 회수 생산 과정에서의 해리 발생 및 이에따른 주변 퇴적층의 역학적 변형을 시뮬레이션 하였다. 지오메카닉스모델은 TOUGH+Hydrate와 FLAC3D 해석코드를 순차적으로 반복해석하는 기법으로 감압법을 이용한 가스하이드레이트 회수 생산과정에서의 온도, 압력,포화도 변화가 생산정 주변 퇴적층 내 유효응력, 강성 및 강도 변화에 미치는 영향을 고려할 수 있는 특징이있다. 회수생산 방식에 따른 모델해석결과 비교를 통해, 감압법과 열자극법을 병행하는 경우 초기 생산량 증대를가져올 수 있음을 보였다. 또한, 미고결 점토질 퇴적층에서의 회수생산 시 사암층에 비해 상대적으로 변형이크게 발생함을 보였다.
Abstract
In this study, we simulated both dissociation of gas hydrate and mechanical deformation of hydrate-bearingsedimentary formation using geomechanical model. The geomechanical model analysis consists of two distinct codesof TOUGH+Hydrate and FLAC3D. The model is characterized by the fact that changes of temperature, pressure,saturation and their influence on the consequent evolution of effective stress, stiffness and strength of hydrate-bearingsediments during gas production could be well simulated. We compared the results of simulation for two differentproduction methods, and showed that combination of depressurization and thermal stimulation results in theenhancement of production rate especially at early stage. We also presented that the hydrate dissociation-inducedgeomechanical deformation in unconsolidated clay is much larger than that in sandstone.
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