가스하이드레이트 탐사방법

가스하이드레이트 가스하이드레이트 탐사방법

지질·지화학적 탐사

지질·지화학 탐사는 천연가스 하이드레이트의 부존을 직접적으로 확인할 수 있는 탐사 방법이다. 지질·지화학 탐사는 해저면 표층에 발달하는 천연가스 하이드레이트 부존을 확인할 수 있는 해저면 관측 탐사, 천부 퇴적층 내 가스하이드레이트 부존을 확인할 수 있는 피스톤 코어 시추 탐사, 심부 퇴적층 내 가스하이드레이트 부존을 확인할 수 있는 심부 시추탐사로 구성된다. 해저면 관측 탐사는 가스하이드레이트 부존과 관련하여 해저면과 해수 특성을 파악할 수 있는 해저면 영상을 촬영장치, 센서, 해수 채취 장비 등이 활용된다. 천부 피스톤 코어 시추 탐사는 해저면 하부 10 미터 이내의 천부 퇴적물을 활용한다. 회수된 퇴적물 코어의 퇴적학적 분석, 지화학 분석, 공극수 분석, 가스 분석 등은 천부 퇴적층 내 발달하는 자연 상태의 가스하이드레이트 부존을 확인하고 형성기작과 퇴적물 특성을 이해하는데 활용된다.

지구물리 탐사

지구물리 탐사는 지질·지화학 탐사와는 달리 상대적으로 넓은 범위에서 가스하이드레이트 부존을 간접적으로 확인할 수 있는 탐사방법이다. 가스하이드레이트 부존을 확인하는 탄성파 탐사(seismic survey), 물리검층(well logging), 해저면 측사기(side scan sonar)와 음향측심기(echo-sounder)를 이용한 해저지형 탐사, 중·자력 탐사 등이 있다. 일반적으로 가스하이드레이트 안정영역에 해당하는 퇴적층 전체를 대상하는 하는 연구에서는 탄성파 탐사 및 물리검층 자료를 활용한다.

(1) 탄성파 탐사(seismic survey)

탄성파 탐사는 광역적인 연구지역을 대상으로 가스하이드레이트 부존 지시 인자를 찾는데 활용된다. 국내에서는 탐해 2호를 활용한 탄성파 탐사를 수행하고 있으며, 퇴적층의 수직 단면의 형태를 파악할 수 있는 2차원 탄성파 탐사와 공간적인 형태를 파악할 수 있는 3차원 탄성파 탐사자료가 주로 취득된다. 탄성파 탐사자료상에서 확인되는 가스하이드레이트 부존 지시인자는 자연적인 퇴적환경에서 만들어지는 지층 반사면의 형태와는 달리 퇴적층 내 가스하이드레이트 부존으로 인해 만들어지는 이상대를 의미한다. 이러한 부존 지시인자는 가스하이드레이트 부존 지역을 예측함으로써 시추 위치 선정, 부존량 평가, 형성기작 연구 등에 활용된다.

(2) 물리검층 (well logging)

지구물리 검층은 시추공검층(borehole logging)으로 불리어지며, 이는 시추 후 혹은 시추와 동시에 지층에 대한 여러 가지 물성 (전기비저항, 밀도, 공극률, 자연감마, 속도, 자연 전위 등) 등을 연속적이고 자세하게 측저하는 것을 말한다. 일반적으로 물리검층 방법은 wireline 검층으로서 검층장비를 시추공에 투입하여 하강 또는 상승하면서 장비 자체에서 공급되는 다양한 발생원 즉, 전기적, 음향학적, 방사성 및 전자기등의 발생원이 매질을 통하여 수신기에 수신된 값을 해석하고 또한 매질내에 존재하는 방사능 물질의 함량 정도 등을 측정하여 원하는 검층값을 구하는 것을 말한다. 최근에 와서는 시추와 동시에 지층의 물성자료를 직접 획득할 수 있는 LWD (Logging While Drilling)/MWD (Measurement While Drilling)를 일반적으로 수행한다.

Research Vessel Tamhae II

The principal mission of the R/V Tamhae II is to conduct 2D and 3D petroleum, morphological, geological and geophysical surveys over worldwide oceans including ice zones. The vessel is propelled by twin controllable pitch propeller driven by two marine diesel engines through two propeller shafts and is constructed with a single continuous deck and raked stern with a bulbous bow. Tank top, Partial deck, Main deck, A-Deck, B-Deck and navigational bridge deck are arranged from the bottom of the vessel.

Hull form in the early design stage, the hull form of the vessel with good characteristics in resistance propulsion and sea keeping has been developed through an extensive modal test and the vessel has been designed and constructed based on the results of this test. Main deck, A-Deck and laboratory deck are applied floating floor and sound insulation material is applied to the wall to minimize the propagation of the vibration and noise. The noise level in laboratory and cabins is in the range of 50dB(A)-60dB(A) and the vibration level in the laboratory is approximately 0.3 mm/s in mean value.

Maneuvering capability. In order to maintain a good maneuvering capability and low speed propulsion capability required for the survey work, the vessel is equipped with twin controllable pitch propeller, one bow thruster and one stern thruster. The ship can be maneuvered smoothly in all directions by joystick system.

Stability. Hydraulically operated watertight sliding doors are provided on the main transverse bulkheads under main deck. The vessel has been constructed to meet the requirements of IMO resolution A167(ES.IV) and IMO resolution A543(13) for intact and damaged stability respectively.\

  • (1) Main Dimensions

    L.O.A.    64.4mtrs

    Breadth    15.0mtrs

    Depth    6.50mtrs

    Draft    5.00mtrs

  • (2) Capacity

    (IGT)     2085 GRT

    Work Deck     430m2

    Laboratory    90m2

  • (3) Performance

    Pull, (5knots)    41 tons

    Max Speed    14.5 knots

  • (4) Accommodation

    Single Cabins     6 cabins

    Double Cabins     15 cabins

    Hospital     1 bed

  • (5) Maneuvering/Positioning

    ULSTEIN poscon joystick     1 ea

    ULSTEIN high left flap rudders    2 ea

    Passive Roll Damping System    1 set

  • (6) Deck Machinery

    ULSTEIN windlass/mooring winch    6 tons

    Capstans    6.7 tons x 2

  • (7) LifeSaving Equipment

    MOB-boat with one armed Davit    1 set

    LifeRafts     6 x 20 persons

  • (8) Compressors

    Hamworthy marine 3TH90W100B     800 cfm x 2

    Hamworthy marine 4TH565W100    400 cfm x 2

  • (9) Thrusters

    Bow thruster(Ulstein)    590 kW x 1

    Stern thruster(Ulstein)    370kW x 1

  • (10) Navigation/Communications Equipment

    S-band and X-band ARPA radar

    Gyro Compass

    Auto Pilot

    Echo Sounder

    GmDSS-A3 (Inmarsat B and C)

    VHF and UHF radios

    ECDIS(Electronic Chart Display System

    PTO for shaft generators.

  • (11) Machinery/Propulsion System

    ULSTEIN main engines (KRM-8)    1620kW x 2

    ULSTEIN CP propulsion system     1620kW x 2

    ULSTEIN reduction gears with primary

  • (12) Electronic/Power Plant (440V/60Hz)

    Shaft Generators    1600kVA x 2

    Auxiliary Generator    570kVA x 1

    Emergency Generator    131kVA x 1

    UPS-clean power plant    90kVA x 2

    ULSTEIN alarm system(UMAS)    1 set

  • (13) 3D Seismic Equipment (TRILOGY Seismic system(WesternGeco))

    Triacq data acquisition system

    GUNCO source controller

    Triqc 3-D seismic quality control system

    Onboard seismic processing system

    Trinav DGPS positioning system

    Nessie digital streamer 240 ch    3000m × 2sets

    Bolt air gun system 4,578 cu in.

    Digicourse compass bird system

    Sonardyne acoustic system

    Streamer winches    3000m × 2

    double gun winches    500m × 2

    streamer storage winches    300m × 2

  • (14) High Resolution Seismic Equipment

    Nessie 3 digital streamer 32 ch    200m×1

    Sub bottom profiling system (3.5kHz, Chirp II) 10,000m

  • (15) Ocean Bottom Seismic System

    Ocean Bottom Seismometer (OBS), POBS-280

  • (16) Gravity & Magnetic Equipment

    Gradiometer, Geometrics

    LaCoste & Romberg Gravitymeter

  • (17) Marine Geology Equipment

    Single-beam Echosounder, Simrad EA 500

    Single-beam Echosounder, Simrad EK 60

    Multi-beam Echosounder, Simrad EM 12/950

    Sidescan sonar, Klein 2000

    Sound velocity profiling system

    Piston corer/Box corer

    Telescopic marine deck crane    2.8t at 12m

    Overhead telescopic crane     2t at 2m

    A-frame    10t at 5.2m

    Deepsea winch    14φ × 10,000m