폐시추공 활용 시추장비 시험 사례분석과 문제점에 관한 연구

Abstract

2000년대 중반부터 세계 석유가격의 상승으로 해양플랜트 시장은 급격히 증가하였고, 한국의 시추선 건조계약 물량도 급격히 증가하였다. 한국 조선소는 다량의 시추선 건조 실적을 통해 세계 최고의 생산성을 확보 하였고, 기술뿐만 아니라 가격적 경쟁력도 충분히 앞서 있었다. 국내 시추선 건조의 경쟁력을 높이기 위한 다양한 노력 중, 2014년 10월경 동해 폐시추공을 이용한 시추선 시추장비 시운전 테스트가 국책과제로 수행되었다. 조선소 인근 수심 100 m 해역에서 이루어졌던 테스트가 실제 심해조건과 같은 1,800 m에서 수행됨으로써 중국, 싱가포르 등의 경쟁국가 대비 확고한 기술적 경쟁력 우위를 가지게 되었다. 그러나 불행히도 석유가격 변수로 인한 해양플랜트 유정개발 시장의 축소로 국내 시추선 건조계약이 이루어지지 않게 되었다. 결국 폐시추공 활용 시추장비 테스트는 지속적인 실제 사업으로 연계 되지 못하였고 관심 속에서 잊혀 버렸다. 본 연구에서는 폐시추공을 이용한 첫 시추장비 시운전 테스트 사례를 분석하고 균열의 원인으로 지목된 요인들을 연구하였다. 실제로 시추선 시추장비 시운전 테스트 수행 중 14일째 유정주변에 균열이 발생하였다. 해외 분석기관이 원인을 조사하였으나 접근하기 쉽지 않은 심해조건 때문에 추가적인 실질조사가 불가하여 결국 직접적인 원인은 규명되지 않았다. 따라서 기존의 분석보고서를 검토하였고 균열의 원인으로 환경요인과 하중요인이 지목됨을 이해하였다. 두 가지 요인에 대하여 다음과 같이 해석 및 계산과정을 중심으로 연구하였다. 환경요인에 대해서는 글로벌라이저해석(GRA)의 환경조건 값을 미국선급(ABS)의‘석유와 가스에 대한 위험평가 응용에 관한 지침서(guidance note on risk assessment application)’을 통해 문제요인으로 도출함으로써 균열의 원인판별 여부를 재해석하였다. 하중요인에 대해서는 미국석유협회(API)의‘고정형 플랫폼의 계획, 설계, 시공을 위한 권장사례(recommended practice for planning, designing and construction fixed offshore platforms-working stress design)’을 통하여 안전율(safety factor) 계산을 수행함으로써 균열의 원인판별 과정을 이해하였다. 결과적으로 본 연구는 세계최초로 우리나라에서 수행된 폐시추공을 활용한 시추장비 시운전 테스트 사례를 이해하고 실제로 발생한 균열의 원인판별 과정을 수행함으로써 향후 국내 폐시추공 활용 테스트의 안전성 확보과 성공율 제고에 밑거름이 되고자 한다.