미소지진파 자료를 활용한 셰일 저류층의 연결성 특성화

Abstract

이 논문은 셰일 저류층의 가스 생산량 산출의 정확도를 향상하기 위하여 함유층 내의 파쇄범위 연결성을 특성화하는 연구를 수행하였다. 셰일 저류층의 가스 생산량 예측의 정확도는 파쇄범위의 기하학적 구조와 비균질한 물성의 반영여부에 좌우된다. 기존의 연구에서는 격자 크기를 50 ft로 하여 격자 내 미소지진파 자료의 밀도에 따라 유체투과율을 특성화하여 파쇄범위의 구조와 물성을 고려하였다. 이는 실제 생산현장에서 수압파쇄 간격을 50 ft 보다 크게 운영하기 때문이다. 그러나 최근 기술의 발전으로 수압파쇄 간격이 15 ft 수준까지 작게 운영되고 있으며 이로 인해 기존 방식 적용 시 한 격자 내에 2~3개 이상의 수압파쇄 구간이 존재하여 미소지진파 자료가 중첩되는 문제가 발생한다. 이 연구에서는 미소지진파 분포 격자 간 연결성을 고려하여 작은 크기의 격자 환경에서도 파쇄범위의 크기와 궁극가채량을 산출하는 기법을 개발하였다. 그리고 파쇄범위 내의 각 격자간 유체투과도를 유전알고리즘을 이용한 히스토리 매칭 기법을 통하여 보정하였다. 이를 통하여 격자 크기가 작아질수록 생산에 영향을 미치는 파쇄범위의 크기가 감소하는 기존 연구의 한계를 개선하였고, 제안한 방법이 기존의 방법에 비해 생산량 예측 정확도가 높은 것을 확인하였다. 또한, 제안한 방법으로 격자 크기에 따른 생산량 오차 분석을 수행하여 최적의 격자 크기를 제시할 수 있다. 이 연구 결과는 다양한 격자 크기 조건에서도 기존 기법과 달리 안정적으로 생산량을 예측함으로써 복잡한 기하학적 구조와 불균질한 특성의 셰일가스 저류층에 대한 궁극생산량 산출에 유용하게 활용될 것이다.