거리기반 일반화 민감도분석 기법을 활용한 이산화탄소 지중저장 안정성 평가

Abstract

온실가스 감축의 일환으로 지하 지질구조에 주입된 이산화탄소는 지층내에서 다양한 문제를 일으킬 수 있다. 또한 저장안정성, 주입능력, 총저장용량 등을 정확하게 예측하는 것이 무엇보다 중요하다. 대수층모델은 불확실성이 있는 인자들을 내포하고 있으므로 모델 형성및 예측을 위해서는 민감도분석을 통해 민감한 인자를 찾는 일이 선행되어야 한다. 본 연구에서는 이산화탄소 소규모 주입 실증 프로젝트가 진행 중인 포항 영일만 지질모델을 바탕으로 민감도분석을 실시하였다. 누적확률분포간의 거리계산과 부트스트랩 기법을 활용한 Distance-based Generalized Sensitivity Analysis (DGSA)를 도입하여 각 인자들의 민감도를 정량화하였으며, 100개의 모델에 대해 K-Medoids 군집화기법과 라틴 하이퍼큐브 샘플링 방법을 결합하여 신뢰할 만한 분석결과를 제시하였다. 민감도분석 결과, 염수 내에 용해되어 저장된 이산화탄소 양 및 공극내에 가스 상태로 갇혀 저장된 이산화탄소의 양은 염도, 잔류 물포화도,잔류 가스포화도, 최소 임계 모세관압, 이산화탄소의 상대유체투과율 최댓값에 매우 민감하였다. 또한, 인자들 간의 상호관계를 살펴보았을 때잔류 물포화도와 잔류 가스포화도는 서로 밀접하게 연관되어 있었다. 본 연구결과를 통해 선정된 민감한 인자들은 신뢰할 수 있는 총 저장용량 및 안정성 평가 등에 활용될 수 있다.