임계값 부트스트랩과 몬테카를로 기법을 결합한 생산감퇴곡선을 이용한 셰일가스전의 확률론적 매장량 평가

Abstract

생산감퇴곡선 분석은 입력자료가 간단하고 분석비용이 저렴하여 셰일가스전의 매장량 평가에 일반적으로 이용된다. 그러나 장기간 지속되는 천이유동, 초기 급격한 생산 감소, 사용 가능한 생산자료 양의 부족 등으로 인해 생산 예측의 신뢰도가 낮으며, 감퇴곡선의 주요 인자인 초기생산량, 초기감퇴율, 감퇴인자의 사전확률분포가 알려져 있지 않을 경우 생산 예측의 불확실성을 정량화하기 어렵다. 전통 부트스트랩 방법을 적용한 생산감퇴곡선 분석은 생산자료의 재추출을 통한 다수의 합성자료를 생성하여 감퇴곡선 인자의 확률분포를 산정하고 매장량을 평가한다. 그러나 실제 생산 이력과 편차가 작은 합성자료는 신뢰구간의 분포도를 협소하게 평가하는 한계점이 있다. 이 연구는 임계값 부트스트랩 방법을 생산감퇴곡선 분석에 결합하여 감퇴곡선 인자의 확률분포를 추정하고 몬테카를로 분석을 통한 감퇴곡선 인자의 재조합을 수행하여 매장량을 예측하는 모델을 제안하였다. 모델의 검증을 위해 미국 Barnett 셰일가스전의 98개 셰일가스정에 대한 확률론적 매장량 분석을 수행한 결과, 전통 부트스트랩 및 후방시간 분석법을 적용한 생산감퇴곡선 분석에 비해 신뢰성 있는 매장량 추정치 범위를 산출하였다. 제안 모델은 부트스트랩을 통해 산출한 감퇴곡선 인자를 재조합하여 유정완결 효율과 유동양상 특성을 고려할 수 있는 신뢰구간을 산정함으로써 매장량 추정치 범위의 불확실성을 효율적으로 정량화할 수 있다.