이산화탄소 지중저장 시 주입정을 통한 이산화탄소 누출 리스크 관리

초록

이산화탄소 지중저장에서 주입정을 통한 누출 리스크 관리는 저장소의 장기적 무결성 및 운영 안전성 확보에 필수적이다. 주입정은 다중 장벽 시스템을 통해 이산화탄소를 목표 저장층에 안전하게 주입되도록 설계되지만, 고온·고압 환경에 장기간 노출될 경우 다양한 요인에 의해 성능이 저하되어 누출 가능성이 증가할 수 있다. 따라서, 주입정 시스템의 잠재적 위험 요인에 의한 누출 시나리오를 식별하고, 그 심각도를 평가해 사전에 적절한 대응 전략을 수립하는 리스크 관리가 요구된다. 본 연구에서는 6개의 주요 누출 경로와 18개의 결함 원인을 조합하여, 총 18개의 누출 시나리오를 식별하였다.전문가 설문조사를 실시하여 각 시나리오의 영향도 및 발생확률을 분석한 후, 리스크 매트릭스를 도입하여 리스크 등급 을 도출하였다. 이를 통하여, 튜빙 연결부 결함, 시멘트-케이싱 접촉면 열화, 시멘트-암반 접촉면의 머드 채널 형성, 패커·플러그의 과도한 압력 작용 등 4가지 시나리오가 사전 리스크 저감 조치가 필수적인 고위험 항목으로 평가되었다. 이에 따라, 주입정 설계 및 운영 시 고내식성 소재 적용, 이중 밀봉 구조, 시멘트 주입 품질 향상, 자동 압력 제어 시스템 구축 등의 기술적 대응이 요구된다. 또한, 튜빙 부식, 시멘트-암반 접촉면 열화, 시멘트-케이싱 접촉면의 열적 스트레스, 패커 및 플러그 부위의 시멘트 열화는 장기적인 손상 축적이나 주입 조건 변화 가능성으로 인해, 보수적 관리 차원에서 시스템 무결성 저하의 조기 징후를 탐지하기 위한 실시간 모니터링 체계 구축이 권장된다.

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