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Fracture clogging which is a main threat to safe and stable operation of underground hydrocarbon storage caverns was investigated using experimental simulation. Three types of solutions - Fe2+ solution, nutrient for bacteria, and treated cavern water - were made to flow through artificial fractures in crystalline rock cores under constant pressure. All solutions led to decrease in effluent volume through the cores over time due to clogging development. For Fe2+ solution, the main cause of clogging was oxidative precipitation of Fe(III)-(hydr)oxides. Biofilms formed when nutrient provided and resulted in decrease of effluent volume over time. The rate of bioclogging formation was faster in natural groundwater than in industrial water. The use of bactericide was not effective to remove biofilm but only planktonic bacteria. When treated cavern water was used as injected water, clogging occurred as well likely due to precipitation of colloidal suspensions.
암반 열극이 막히는 클로깅(clogging) 현상은 원활한 주입수 흐름을 저해함으로써 수장막 시스템을 채용한 지하 유류비축기지의 안정적 운영을 위협하는 요소이다. 이 연구에서는 결정질 암석 코어에 인위적으로 균열면을 형성하여 열극을 흐르는 주입수 흐름을 모사한 실험을 수행하였다. 2가철 용액, 미생물 영양액, 삼출수 처리수의 세 가지 원인 요소를 주입수에 제공한 후 발생하는 클로깅 현상을 관찰하였다. 실험 결과, 세 유형 모두 클로깅 현상에 의한 간극 폐색으로 인하여 시간이 경과하며 배출수량이 급격히 감소하였다. 2가철 주입수의 경우, 산화에 의해 형성된 3가철 (수)산화물이 열극 표면에 침적되어 물의 흐름을 저해하였다. 미생물 영양분을 주입한 경우, 바이오필름 형성이 클로깅의 주된 원인이었으며 자연 지하수가 공업용수에 비하여 더욱 급속하게 클로깅을 유발하였다. 살균제 주입은 자유유영 세균의 살균에는 효과적이나 바이오필름 상태의 미생물 제거에는 효과가 미약했다. 삼출수 처리수를 주입한 경우 나타나는 클로깅은 처리수 내 존재하는 탄소원으로 인한 미생물 성장 또는 처리수 내 부유물의 물리적 침전에 의한 것으로 보였다.
- 고명수, 박현성, 김경웅, 이종운, 2010, “토양 입자 표면에 형성된 바이오필름을 통한 중금속 고정화 실험 연구,” 한국지구시스템공학회지, 제47권 2호, pp. 158-167.
- 신승헌, 강주명, 최종근, 전석원, 2000, “지하비축기지의 안정적 운영을 위한 주입수 유분 함량에 관한 실험적 고찰,” 한국자원공학회지, 제37권 4호, pp. 225-231.
- SK가스, 2011.07.10, http://www.skgas.co.kr.
- E1, 2011.07.10, http://www.e1.co.kr.
- 이종운, 2009, 유류 지하비축기지 모형실험을 통한 미생물학적 clogging 영향분석 보고서, SK건설주식회사, p. 77.
- 이종운, 전효택, 2010, 지하비축기지 수질분석용역 종합보고서, 한국석유공사, p. 408.
- 이진수, 전효택, 이종운, 전계택, 제현국, 오세중, 이경주, 2005, “지하유류비축기지의 안정적 유지를 위한 수리지구화학적 및 미생물학적 특성 연구,” 한국지구시스템공학회지, 제42권 4호, pp. 354-370.
- 전효택, 이종운, 전계택, 이진수, 2009, 지하비축기지 수질 분석용역 종합보고서, 한국석유공사, p. 208.
- 최영태, 이대혁, 이희석, 박연준, 2005, “과지압 암반 내 대규모 지하 유류비축기지 안정성 평가 사례,” 한국지구시스템공학회지, 제42권 4호, pp. 330-344.
- 한국석유공사, 2011.07.10, http://www.knoc.co.kr.
- Costerton, J.W., Lewandowski, Z., Caldwell, D.E., Korber, D.R. and Lappin-Scott, H., 1995, “Microbial biofilms,” Annual Review of Microbiology, Vol. 49, pp. 711-745.
- Korber, D.R., Lawrence, J.R., Lappin-Scott, H.M. and Costerton, J.W., 1995, “Growth of microorganisms on surfaces,” In: Lappin-Scott, H.M. and Costerton, J.W. (Eds), Microbial Biofilms, Cambridge University Press, Cambridge, UK, pp. 15-45.
- Lee, J.-U. and Beveridge, T.J., 2001, “Interaction between iron and Pseudomonas aeruginosa biofilms attached to Sepharose surfaces,” Chemical Geology, Vol. 180, pp. 67-80.
- Publisher :The Korean Society of Mineral and Energy Resources Engineers
- Publisher(Ko) :한국자원공학회
- Journal Title :Journal of the Korean Society for Geosystem Engineering
- Journal Title(Ko) :한국지구시스템공학회지
- Volume : 48
- No :4
- Pages :483-492
Journal of the Korean Society of Mineral and Energy Resources Engineers
