• Evaluation of the Pore Scale Carbon Dioxide Injection Efficiency Using PDMS Micromodel

    PDMS 마이크로모델을 활용한 공극 규모 이산화탄소 주입 효율 평가

    Seokgu Gang, Jongwon Jung

    강석구, 정종원

    Among the storage structures for underground carbon dioxide storage, the deep saline aquifer is evaluated as a promising structure based on its …

    지중 이산화탄소 저장을 위한 저장층 구조 중 해저 염수층은 높은 저장 용량에 기반하여 유망한 구조로 평가된다. 해저 염수층을 포함하는 저장층은 수많은 공극과 …

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    Among the storage structures for underground carbon dioxide storage, the deep saline aquifer is evaluated as a promising structure based on its high storage capacity. The storage layer including the deep saline aquifer forms a pore network with numerous pores and pore trees distributed un-uniformly. As the need for evaluating carbon dioxide injection and storage efficiency by considering the pore network of the in-situ storage reservoir that is un-uniformly distributed increases, this study fabricates a micromodel based on the pore network information extracted from the micro X-ray CT image of the actual sandstone storage reservoir drilling core. In addition, the carbon dioxide injection efficiency is evaluated according to the surfactant (Glucopon 600 CSUP) and NaCl concentration of the pore water. As a result, the use of Glucopon 600 CSUP shows similar injection efficiency to the case of using deionized water even under the condition of the average NaCl concentration (0.599 M) of seawater. In addition, the injection efficiency of the PDMS micromodel in this study tends to be lower than that of the uniform pore network micromodel of the previous study under the condition of low carbon dioxide injection velocity. This trend is thought to be due to the heterogeneous pore structure of the PDMS micromodel and the utilization of gaseous carbon dioxide compared to previous studies (supercritical state).


    지중 이산화탄소 저장을 위한 저장층 구조 중 해저 염수층은 높은 저장 용량에 기반하여 유망한 구조로 평가된다. 해저 염수층을 포함하는 저장층은 수많은 공극과 공극목이 불균일하게 분포하는 공극 네트워크를 형성하고 있다. 불균일하게 분포하는 현장 저장층의 공극 네트워크를 고려하여 이산화탄소의 주입 및 저장 효율 평가에 대한 필요성이 증가함에 따라 본 연구에서는 실제 저장층 시추 코어의 micro X-ray CT 이미지로부터 추출된 공극 네트워크 정보를 기반으로 마이크로모델을 제작한다. 또한, 공극수의 계면활성제(Glucopon 600 CSUP) 및 NaCl 농도에 따른 이산화탄소 주입 효율 평가를 수행한다. 그 결과, Glucopon 600 CSUP의 활용은 해수의 평균 NaCl 농도(3.5wt%(0.599M)) 조건에서도 탈이온수를 활용한 경우와 유사한 주입 효율을 나타낸다. 또한, 낮은 이산화탄소 주입 속도 조건에서 본 연구의 PDMS 마이크로모델 활용 시 주입 효율은 선행 연구의 균일 공극 마이크로모델에서보다 낮은 경향을 나타낸다. 이러한 경향은 PDMS 마이크로모델의 불균일 공극 구조 및 선행 연구(초임계 상태)와 비교하여 기체 상태 이산화탄소 활용에 따른 것으로 판단된다. 또한, Glucopon 600 CSUP는 3.5wt%의 NaCl 노출 조건에서도 탈이온수를 활용한 경우와 유사한 주입 효율을 나타낸다.

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    1 July 2025
  • An Experimental Study on Seepage Flow and Internal Erosion Mechanisms Around Structures in Response to Climate Change

    기후변화에 대응한 구조물 주변부 침투 유동 및 내부 침식 메커니즘에 관한 실험적 연구

    Minkoan Kim

    김민관

    This study experimentally investigates the effects of hydraulic gradient and structural presence on fine particle migration and internal erosion in gap-graded soils. …

    본 연구는 침식성 토양 재료를 이용해 동수경사 및 구조물 유무가 세립자 유실 및 내부 침식에 미치는 영향을 규명하기 위한 실험을 수행하였다. 다양한 …

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    This study experimentally investigates the effects of hydraulic gradient and structural presence on fine particle migration and internal erosion in gap-graded soils. Stepwise increases in hydraulic gradient (i = 0.1 ~ 6.0) were applied, and test groups were classified based on the presence or absence of a structural element. The results indicated that both particle loss (PL) and flow velocity are increased non-linearly with the hydraulic gradient. Additionally, localized erosion is intensified around the structure due to flow concentration. Grain size analysis revealed distinct particle loss patterns depending on structural conditions. This study provides fundamental insight into the interaction between seepage flow and embedded structures, contributing to the long-term stability assessment of geotechnical structures.


    본 연구는 침식성 토양 재료를 이용해 동수경사 및 구조물 유무가 세립자 유실 및 내부 침식에 미치는 영향을 규명하기 위한 실험을 수행하였다. 다양한 동수경사 조건(i = 0.1 ~ 6.0)을 단계적으로 적용하고, 구조물 설치 유무에 따라 시험군을 구분하였다. 실험 결과, 동수경사의 증가에 따라 세립자 유실량 및 유속이 비선형적으로 증가하였으며, 구조물 주변에서는 유속 집중 현상이 발생하여 국지적인 침식이 가속화됨을 확인하였다. 또한, 체 분석을 통해 유실된 입자의 분포 특성을 정량적으로 분석하였으며, 구조물 유무에 따른 내부 침식 메커니즘의 차이를 확인하였다. 본 연구는 침투 흐름과 구조물의 상호작용이 세립자 유실에 미치는 영향을 평가하고, 지반구조물의 장기적 안정성 확보를 위한 기초 자료를 제공한다.

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    1 July 2025
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Journal Informaiton Journal of the Korean Geo-Environmental Society Journal of the Korean Geo-Environmental Society
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