3차원 탄성파 자료와 지구통계 앙상블 모델링을 이용한 서해 이산화탄소 저장소 암상·공극률 모델 및 불확실성 평가

Abstract

이산화탄소 포집 및 저장(Carbon Capture and Storage, CCS)은 탄소중립 달성을 위한 핵심 기술 중 하나로, 화석연료 중심의 현 산업체계에서 발생하는 탄소배출을 구조적으로 저감하기 위한 전환 기술이다. 특히 이산화탄소 지중 저장은 대규모 탄소 감축을 실현하기 위한 필수적인 기술 요소로서, 저장소 물성의 공간적 분포와 이에 수반되는 불확실성에 대한 정량적 평가가 요구된다. 본 연구에서는 한반도 서해권역에서 취득된 3차원 탄성파 탐사 자료를 활용하여, 이산화탄소 저장 유망층으로 제안된 전기 마이오세 퇴적층(SU5)의 저장소 물성 분포와 불확실성을 평가하였다. 탄성파 자료로부터 도출한 음향임피던스(acoustic impedance)를 기반으로 암상 및 공극률의 공간 분포를 지구통계학적으로 모델링하였으며, 시추공 자료가 제한적인 조건을 고려하여 확률론적 접근을 적용하였다. 또한 주요 지구통계 인자의 변동성을 반영한 모델 앙상블 구축을 통해 저장소 물성의 공간적 변동 특성을 분석하고, 이를 통해 단일 결정론적 모델보다 신뢰성 있는 저장소 물성 모델을 도출하고자 하였다.

Carbon capture and storage (CCS) is one of the key technologies for achieving carbon neutrality. It serves as a transitional strategy to systematically reduce carbon emissions from the existing fossil fuel-based industrial system. In particular, the geological storage of carbon dioxide constitutes a critical component for achieving large-scale carbon reduction; this requires a quantitative evaluation of the spatial distribution of reservoir properties and their inherent uncertainties. In this study, we evaluated the distribution and associated uncertainty of reservoir properties within the Early Miocene stratigraphic unit SU5, a proposed prospective CO2 storage formation, using three-dimensional seismic data acquired from the western offshore region of the Korean Peninsula. Acoustic impedance derived from seismic data was utilized to construct geostatistical models of the spatial distribution of rock facies and porosity, and a probabilistic framework was implemented to account for the limited availability of well data. In addition, an ensemble of models incorporating variations in key geostatistical parameters was generated to evalute the spatial variability of reservoir properties. This approach aimed to derive more robust and reliable reservoir property models than those obtained using a single deterministic approach.