1. Title & Journal
Natural Gas Plays in the Marcellus Shale: Challenges and Potential Opportunities
2. Background of author
DAVID M. KARGBO (a)*, RON G. WILHELM (b), DAVID J. CAMPBELL(a)
(a) U.S. EPA Region III, Office of Innovation, Environmental Assessment & Innovation Division
(b) U.S. EPA Office of Radiation and Indoor
3. Summary
본 논문은 Marcellus Shale을 기준으로 하여, 천연 셰일 가스 개발이 지니는 가능성 및 어려움에 대하여 연구하였다. 본 논문에서는 총 4가지로 구분하여 가능성 및 문제점에 대하여 조사하였다.
1) 문제점
A. Exploration and Drilling
- 시추과정에서 일어나는 식물군과 동물군의 서식지 및 생태계 파괴 위험
- 시추 시간과 비용에 대한 문제
- 시추 시 well bore 궤적 조절 및 casing의 어려움
- Casing 시 일어나는 환경 문제
- 단단한 shale을 뚫는 과정에서 발생하는 가스관 파열로 인한 가스 유출 사고 위험
B. Hydraulic Fracturing
- 파쇄수의 구성물질: 석영과 세라믹 물질, 겔, 산, 살생물질, 탄산염, 황, 계면활성제 등
- 80% 이상의 파쇄수는 회수 불가능
- 환경 친화적 파쇄수 필요
- 파쇄수 재이용을 위한 정수시설 운송 비용
C. Water Resources
- 깊이와 투과율에 따라 차이는 있지만, 보통 하나의 관정을 뚫는데 7.7 ? 38 ML 양의 물이 사용됨
- 예를 들어, 5백만 가구가 주위에 살고있는 델라웨어 강의 36%에 해당되는 물이 Mercellus Shale 시추에 사용되고 있음
D. Health and Environmental
- 수압 파쇄법에 쓰이는 파쇄수 속의 여러 가지 화학 물질로 인해 유정 주변 오염
- 파쇄수 수처리 방법에 있어서, 가장 많이 쓰이는 방법이 하 폐수처리 시스템에서 함께 처리하는 거지만, 높은 TDS로 인하여 여러 가지 문제 발생
- 시추 중 발생하는 방사능 방출량의 증가 및 공기 오염 또한 문제
2) 가능성
A. Exploration and Drilling
- Multilateral drilling: 하나의 well 안으로 여러 개의 수평관을 설치, 더 많은 양의 가스를 효율적으로 추출가능
B. Alternatives to Hydraulic Fracturing
- 처리수 발생이 없는 방법을 사용 : propane in gel을 이용, Dry Frac
C. Water Resources
- Flowback water 재이용
- 산성광산배수(Acid mine drainage, AMD) 의 이용 ? 양과 질의 문제를 모두 해결
D. Health and Environmental
- 파쇄 처리수의 노출을 막기 위하여 enclosed fluid capture system 이용: 땅 아래에 얇게 주입하는 방법, a sequential precipitation 방법, 파쇄수를 다시 재활용하는 방법
4. Originality & Creativity
본 논문은 shale gas 개발에 관하여 현재 당면한 문제점과 이를 해결하기 위하여 실행되고 있는 방안에 대하여 자세히 서술하고 있다.
5. Reviewer contact: 심예영 (yyshim@gist.ac.kr)