석유 유층에서 유체역학 모델링(Modeling fluid flow in oil reservoirs)

전문가 제언

□ 석유가 매장된 유층은 본문에서 지적한바와 같이 단일-상이 아니며 미세한 기공 속에 함유되어 있다. 따라서 자연적인 압력에 의하거나 물 또는 가스의 주입에 의한 것이거나 그 흐름은 연속적일 수 없다.

□ 미시적 및 거시적 효과 모두가 이 석유 매장 층에서 유체의 흐름을 조정한다. 미시적 효과는 점도와 계면 장력 등이 포함된다. 가벼운 원유는 점도가 물에 비하여 작거나 거의 같으나 중유는 타르의 그것과 비교된다. 유층 안에서 계면 간의 텐서는 유체의 낮은 포화를 초래하여 석유를 기공에서부터 분리한다.

□ 거시적으로 유체의 흐름은 석유 매장 층의 비-균질성과 유체간의 이동성 차이에 의해 지배된다. 매장 층의 암석은 일반적으로 시간과 공간에 따라 변하는 비-규칙적인 축적으로 형성되었다. 암석의 침식, 갈아 앉음이나 균열이 이 비-균질성을 더 복잡하게 만든다.

□ 이에 따라 침투성은 몇 차원이 다르게 나타나는데 압력 구배 1 atm cm-1, 점도 1 centipoise일 때 침투성이 밀리darcy로부터 1 darcy까지 변하는 것도 보통이다(1 darcy=10-12 ㎡).

□ 이러한 점 때문에 석유 매장 층의 압력과 온도가 매우 높음에도 불구하고 일차 및 이차 방법으로 회수되는 석유가 전체 매장량의 20 내지 40%에 불과한 실정이다. 미국만 해도 3천억 배럴의 석유가 회수되지 못하고 있는데 EOR 공정을 사용하여 이 중 상당한 양을 추가로 생산하고 있다.

□ 끝으로 본문에서는 간단히 언급하고 그쳤으나 CO2를 주입하여 석유를 증산하는 방식의 환경적 의미를 고찰할 필요가 있다. CO2는 대표적 온실가스로서 대기 중 그 함량이 높으면 지구에서 우주로 복사되는 열선을 차단하여 지구의 온도를 높이는 결과를 가져온다. 이에 따라 산업 혁명 이후 점차 증가하는 CO2를 대기에서 격리시킬 필요가 있는데 이 가스를 유정에 투입하는 것은 거의 영구적으로 그만한 양의 이 온실가스를 대기 중에서 제거하는 환경적 의미가 있다.

저자

Gerritsen, MG; Durlofsky, LJ

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

화학·화공

연도

2005

권(호)

37

잡지명

ANNUAL REVIEW OF FLUID MECHANICS

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

211~238

분석자

김*설

분석물

• 석유 유층에서 유체역학 모델링.pdf [207,284 byte]

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