육상 천부가스전의 생산성 분석을 통한 개발계획 수립 연구

Abstract

Shallow gas is a natural gas that is buried at a depth of less than 1,500m and is widely distributed around the world. It has lower reservoir pressure and smaller scale compared to conventional deep gas, and has been considered as a risk factor in developing deep gas from the past. However, due to the recent decrease in the discovery of new gas fields and increased demand for natural gas, interests in shallow gas is increasing. Shallow gas fields are being developed commercially in various regions such as North America, Europe, and Asia. Also, as shallow gas was discovered in Daejam-dong, Pohang in March 2017, the expectation for domestic development is increasing, and the necessity of research has been highlighted. These gas fields are differ by the reservoir properties and forms depending on the existent area, and there are fewer development cases than deep gas fields. Therefore, there is a lack of research on the uncertainty of the field development planning and reservoir characteristics that affect the economic feasibility of gas field development. In this study, the original gas in place was evaluated with a reservoir model that was developed reflecting the forms and properties of the shallow gas reservoir. Also, productivity analysis and economic analysis were performed according to production operating conditions. As a result, the application period of the material balance method for the evaluation of the original gas in place in shallow gas reservoir model was identified, and the development planning was conducted through productivity and economic analysis according to production operating conditions. In addition, the effects of reservoir characteristics on productivity was analyzed and the minimum economic field size(MEFS), a reserve of zero net present value, was determined due to the development plan. As a result, the effects of porosity, permeability, and initial reservoir pressure on the development of onshore shallow gas field were confirmed, and the development plan was identified the reserves that could secure economic feasibility. The results of this study could be used as fundamental data in selecting field development plan for shallow gas. In addition, it can be used to confirm development plan through productivity analysis with the additional information on the properties of Pohang shallow gas reservoir.|천부가스는 1,500m 이하의 심도에 부존되어 있는 천연가스로 전 세계적으로 광범위하게 분포하고 있다. 일반적인 심부가스에 비해 저류층 압력이 낮고 규모가 작으며, 과거부터 심부가스 개발 시 위험요소로 고려되어 왔다. 하지만 최근 신규 가스전 발견 감소 및 천연가스 수요 증가로 인해 천부가스에 대한 관심이 증가하고 있으며, 북미, 유럽, 아시아 등의 다양한 지역에서 상업적 개발을 진행하고 있다. 또한 2017년 3월, 포항 대잠동에서 천부가스가 발견됨에 따라 국내 개발 가능성에 대한 기대가 증가하고 있으며, 연구의 필요성이 부각되고 있다. 이러한 천부가스는 부존 지역에 따라 저류층 물성 및 형태가 상이하고 심부가스에 비해 개발 사례가 적다. 이에 가스전 개발 시 사업의 경제성에 영향을 미치는 개발계획 수립 및 저류층 특성의 불확실성에 대한 연구가 부족한 실정이다. 이 연구에서는 천부가스 부존 지역의 형태 및 물성을 반영한 저류층 모델을 구축하여 원시가스부존량 평가를 수행하고, 생산운영조건에 따른 생산성 분석 및 경제성 평가를 수행하였다. 그 결과, 천부가스 저류층 모델의 원시가스부존량 평가에 대한 물질수지법의 적용시기를 파악하였으며, 생산운영조건에 따른 생산성 및 경제성 분석을 통해 개발계획을 수립하였다. 또한 생산성에 대한 저류층 물성의 영향을 분석하였으며, 개발계획에 따라 순현재가치가 0이 되는 매장량인 MEFS(Minimum Economic Field Size)를 파악하였다. 이를 통해 육상 천부가스전 개발 시 공극률, 유체투과도, 저류층 초기압력이 미치는 영향을 확인하였으며, 개발계획이 경제성을 확보할 수 있는 매장량을 예측하였다. 향후 이 연구결과는 천부가스 개발을 위한 개발계획 수립에 기초자료로 이용할 수 있을 것으로 사료된다. 또한 포항 천부가스 부존 지역의 물성 정보를 추가한 생산성 분석을 통해 개발계획 수립 시 활용 가능할 것으로 판단된다.