KR20250035501A

KR20250035501A - 지하 유체의 발견 및 회수를 위한 시스템 및 방법과 지하 저장 유체의 검증

Info

Publication number: KR20250035501A
Application number: KR1020247035740A
Authority: KR
Inventors: 제이콥 해링턴; 토마스 다라; 윌리엄 에이몰드
Original assignee: 콜로마, 인크.
Priority date: 2022-03-29
Filing date: 2023-03-28
Publication date: 2025-03-12
Also published as: CO2024014757A2; JP2025512881A; EP4499980A4; US12523148B2; EP4499980A1; CA3247023A1; US20240018869A1; MX2024011969A; AU2023242910A1; WO2023192309A1; US20250067175A1; US20260103979A1

Abstract

본 발명의 실시예는 지구물리적 우물 로그(well log), 다른 와이어라인 로깅(wireline logging) 도구, 또는 머드로깅(mudlogging) 도구로부터의 다수의 표시를 사용하여 지하 수소, 헬륨, 이산화탄소, 또는 다른 유체를 식별하고 정량화하기 위한 방법, 시스템, 및 소프트웨어에 관한 것이다.

Description

지하 유체를 발견 및 회수하고 지하 저장 유체를 검증하기 위한 시스템 및 방법

관련 출원에 대한 상호 참조

본 출원은 2022년 3월 29일에 출원된 미국 임시출원 No. 63/325,094에 대한 우선권을 주장하며, 이 출원의 개시 내용은 본 참조에 의해 본 명세서에 전체적으로 포함된다.

배경

지하 암석 층(rock formation)은 그 안에 기공(pore)이 있다. 기공 또는 기공 공간은 암석 층의 암석 기질(rock matrix)에 의해 정의되며 탄화수소(hydrocarbons), 물(water), 수소(hydrogen), 이산화탄소(carbon dioxide), 헬륨(helium) 등과 같은 다양한 유체를 보유할 수 있다. 지하 암석 층의 공극률(porosity)이 충분히 큰 경우, 유체 저류층(reservoir)이 지하 암석 층에 포함되어 있을 수 있다. 그러한 저류층은 그 안의 유체를 추출하기 위해 액세스될 수 있다.

전 세계적으로 지하 암석 층으로 확장되는 기존 우물(well)이 많이 있다. 이러한 우물 중 다수에 대해 암석 기질의 지구물리적(geophysical) 특성과 그 내용물(contents)에 대한 정보를 포함하는 우물 로그(well log)가 사용 가능하다. 그러나 이러한 우물 로그 중 다수는 오일(oil)과 같은 한 가지 타입의 유체를 찾아내는 데만 초점을 맞춘다.

본 발명의 실시예는 지구물리적 우물 로그, 다른 와이어라인 로깅(wireline logging) 도구, 또는 머드로깅(mudlogging) 도구로부터의 다수의 표시를 사용하여 지하 수소, 헬륨, 이산화탄소, 또는 기타 유체를 식별하고 정량화하기 위한 방법, 시스템, 및 소프트웨어에 관한 것이다.

실시예에서, 지질 층(geological formation)에서 지하 유체를 식별하기 위한 방법이 개시된다. 방법은 관심 지질 지역에서 암석 층의 암석 기질 타입을 결정하는 단계를 포함한다. 방법은 암석 층의 공극률을 결정하는 단계를 포함한다. 방법은 암석 층의 기공 공간 내 유체의 유체 밀도(fluid density)를 결정하는 단계를 포함한다. 방법은 기공 공간 내 유체의 음향 느리기(acoustic slowness)를 결정하는 단계를 포함한다. 방법은 기공 공간 내 유체의 유체 타입을 결정하는 단계를 포함한다.

실시예에서, 지질 층에서 지하 유체를 식별하기 위한 시스템이 개시된다. 시스템은 프로세서와 상기 프로세서에 작동적으로 결합된 메모리 스토리지를 구비하는 컴퓨팅 디바이스를 포함하고, 메모리 스토리지는 하나 이상의 우물 로그로부터의 데이터에 기초하여 암석 층의 기공 공간 내 하나 이상의 선택된 유체를 식별하기 위한 기계 판독 가능 및 실행 가능 명령을 포함하는 하나 이상의 운영 프로그램(operational program)을 구비하며, 프로세서는 하나 이상의 운영 프로그램을 판독하여 실행하도록 구성된다. 하나 이상의 우물 로그로부터의 데이터는 암석 층의 암석 기질 타입, 기공 공간 내 유체의 유체 밀도, 및 기공 공간 내 유체의 음향 느리기 중 하나 이상을 나타낸다.

실시예에서, 지질 층에서 지하 유체를 식별하기 위한 방법이 개시된다. 방법은 관심 지질 지역을 식별하는 단계를 포함한다. 방법은 관심 지질 지역에서 암석 층의 암석 기질 타입을 결정하는 단계를 포함한다. 방법은 암석 층의 공극률을 결정하는 단계를 포함한다. 방법은 암석 층의 기공 공간 내 유체의 유체 밀도를 결정하는 단계를 포함한다. 방법은 기공 공간 내 유체의 음향 느리기를 결정하는 단계를 포함한다. 방법은 기공 공간 내 유체의 유체 타입을 결정하는 단계를 포함한다. 방법은 선택된 유체 타입의 존재를 플래깅(flagging)하는 단계를 포함한다.

실시예에서, 수소를 다른 지하 유체와 구별하기 위한 방법이 개시된다. 방법은 지구물리적 음향 로그(acoustic log)를 사용하여 수소를 탄화수소 유체 또는 다른 지하 유체와 구별하는 단계를 포함한다. 방법은 지구물리적 밀도 로그(density log)를 사용하여 수소를 물과 구별하는 단계를 포함한다.

실시예에서, 이산화탄소를 다른 지하 유체와 구별하기 위한 방법이 개시된다. 방법은 지구물리적 음향 로그를 사용하여 이산화탄소를 탄화수소 유체 또는 다른 지하 유체와 구별하는 단계를 포함한다. 방법은 지구물리적 밀도 로그를 사용하여 이산화탄소를 물과 구별하는 단계를 포함한다.

실시예에서, 지하에 주입된 수소를 다른 지하 유체와 구별하기 위한 방법이 개시된다. 방법은 지구물리적 음향 로그를 사용하여 다양한 산업적 공급원에서 얻은 수소를 탄화수소 유체 또는 다른 지하 유체와 구별하는 단계를 포함한다. 방법은 지구물리적 밀도 로그를 사용하여 다양한 산업적 공급원에서 얻은 수소를 물과 구별하는 단계를 포함한다.

방법에서, 가스 또는 초임계(supercritical) 형태로 지하에 주입된 이산화탄소를 다른 지하 유체와 구별하는 방법이 개시된다. 방법은 지구물리적 음향 로그를 사용하여 다양한 산업적 공급원에서 얻은 이산화탄소를 탄화수소 유체 또는 다른 지하 유체와 구별하는 단계를 포함한다. 방법은 지구물리적 밀도 로그를 사용하여 다양한 산업적 공급원에서 얻은 이산화탄소를 물과 구별하는 단계를 포함한다.

실시예에서, 지하 층에서 수소를 식별하고 정량화하기 위한 방법이 개시된다. 방법은 음향 로그 및 밀도 로그 중 하나 이상을 포함하는 지구물리적 로그를 사용하여 지하 층에서 수소를 식별하고 정량화하는 단계를 포함한다.

실시예에서, 지하 층에서 이산화탄소를 식별하고 정량화하기 위한 방법이 개시된다. 방법은 음향 로그 및 밀도 로그 중 하나 이상을 포함하는 지구물리적 로그를 사용하여 지하 층에서 이산화탄소를 식별하고 정량화하는 단계를 포함한다.

실시예에서, 지하 층에서 헬륨을 식별하고 정량화하기 위한 방법이 개시된다. 방법은 음향 로그 및 밀도 로그 중 하나 이상을 포함하는 지구물리적 로그를 사용하여 지하 층에서 헬륨을 식별하고 정량화하는 단계를 포함한다.

실시예에서, 지하 층에서 수소를 탐사하기 위한 방법이 개시된다. 방법은 수소의 지구물리적 로그 패턴 특성을 사용하여 지하 층에서 수소의 축적을 식별하는 단계를 포함한다.

실시예에서, 지하 층에서 이산화탄소를 탐사하기 위한 방법이 개시된다. 방법은 이산화탄소의 지구물리적 로그 패턴 특성을 사용하여 지하 층에서 이산화탄소의 축적을 식별하는 단계를 포함한다.

실시예에서, 지하 층에서 헬륨을 탐사하기 위한 방법이 개시된다. 방법은 헬륨의 지구물리적 로그 패턴 특성을 사용하여 지하 층에서 헬륨의 축적을 식별하는 단계를 포함한다.

실시예에서, 지하 저류층에서 수소의 저장을 검증하기 위한 방법이 개시된다. 방법은 수소의 지구물리적 로그 패턴 특성을 사용하여 지하 저류층에서 수소의 축적을 식별하는 단계를 포함한다.

실시예에서, 지하 저류층에서 이산화탄소의 저장을 검증하기 위한 방법이 개시된다. 방법은 이산화탄소의 지구물리적 로그 패턴 특성을 사용하여 지하 저류층에서 이산화탄소의 축적을 식별하는 단계를 포함한다.

실시예에서, 지하 광물에서 이산화탄소의 격리(sequestration)를 검증하기 위한 방법이 개시된다. 방법은 이산화탄소의 지구물리적 로그 패턴 특성을 사용하여 지하 광물에서 이산화탄소의 축적을 식별하는 단계를 포함한다.

실시예에서, 수소를 다른 지하 유체와 구별하기 위한 컴퓨터 보조(computer-assisted) 방법이 개시된다. 방법은 컴퓨팅 디바이스로, 자동적으로 지구물리적 음향 로그를 사용하여 수소를 헬륨, 질소, 이산화탄소, 또는 탄화수소 유체와 구별하는 단계를 포함한다. 방법은 컴퓨팅 디바이스로, 자동적으로 지구물리적 밀도 로그를 사용하여 수소를 물과 구별하는 단계를 포함한다.

실시예에서, 지하 층에서 수소를 식별하고 정량화하기 위한 컴퓨터 보조 방법이 개시된다. 방법은 컴퓨팅 디바이스로, 자동적으로 음향 로그 및 밀도 로그 중 하나 이상을 포함하는 지구물리적 로그를 사용하여 지하 층에서 수소를 식별하고 정량화하는 단계를 포함한다.

실시예에서, 지하 층에서 수소를 탐사하기 위한 컴퓨터 보조 방법이 개시된다. 방법은 컴퓨팅 디바이스로, 자동적으로 수소의 지구물리적 로그 패턴 특성을 사용하여, 지하 층에서의 수소의 존재에 대해 기존(existing) 또는 보관된(archived) 지구물리적 우물 로그를 검색하도록 구성된 컴퓨터 보조 운영 프로그램으로, 자동적으로 지하 층에서 수소의 축적을 식별하는 단계를 포함한다.

실시예에서, 이산화탄소를 다른 지하 유체와 구별하기 위한 컴퓨터 보조 방법이 개시된다. 방법은 컴퓨팅 디바이스로, 자동적으로 지구물리적 음향 로그를 사용하여 이산화탄소를 탄화수소 유체와 구별하는 단계를 포함한다. 방법은 컴퓨팅 디바이스로, 자동적으로 지구물리적 밀도 로그를 사용하여 이산화탄소를 물과 구별하는 단계를 포함한다.

실시예에서, 지하 층에서 이산화탄소를 식별하고 정량화하기 위한 컴퓨터 보조 방법이 개시된다. 방법은 컴퓨팅 디바이스로, 자동적으로 음향 로그 및 밀도 로그 중 하나 이상을 포함하는 지구물리적 로그를 사용하여 지하 층에서 이산화탄소를 식별하고 정량화는 단계를 포함한다.

실시예에서, 지하에서 이산화탄소를 탐사하기 위한 컴퓨터 보조 기계 학습 방법이 개시된다. 방법은 컴퓨팅 디바이스로, 자동적으로 이산화탄소의 지구물리적 로그 패턴 특성을 사용하여 지하에서 예상되는 이산화탄소의 축적을 식별하는 단계를 포함한다. 방법은 컴퓨팅 디바이스로, 자동적으로 컴퓨팅 디바이스에 저장된 운영 프로그램을 사용하여 이산화탄소의 존재에 대해 기존 또는 보관된 지구물리적 우물 로그를 검색하는 단계를 포함한다.

실시예에서, 헬륨을 다른 지하 유체와 구별하기 위한 컴퓨터 보조 방법이 개시된다. 방법은 컴퓨팅 디바이스로, 자동적으로 지구물리적 음향 로그를 사용하여 헬륨을 탄화수소 유체와 구별하는 단계를 포함한다. 방법은 컴퓨팅 디바이스로, 자동적으로 지구물리적 밀도 로그를 사용하여 헬륨을 물과 구별하는 단계를 포함한다.

실시예에서, 지하 층에서 헬륨을 식별하고 정량화하기 위한 컴퓨터 보조 방법이 개시된다. 방법은 컴퓨팅 디바이스로, 자동적으로 음향 로그 및 밀도 로그 중 하나 이상을 포함하는 지구물리적 로그를 사용하여 지하 층에서 헬륨을 식별하고 정량화하는 단계를 포함한다.

실시예에서 지하에서 헬륨을 탐사하기 위한 컴퓨터 보조 기계학습 방법이 개시된다. 방법은 컴퓨팅 디바이스로, 자동적으로 헬륨의 지구물리적 로그 패턴 특성을 사용하여 지하에서 예상되는 헬륨의 축적을 식별하는 단계를 포함한다. 방법은 컴퓨팅 디바이스로, 자동적으로 컴퓨팅 디바이스에 저장된 운영 프로그램을 사용하여 헬륨의 존재에 대해 기존 또는 보관된 지구물리적 우물 로그를 검색하는 단계를 포함한다.

실시예에서, 지하 수소, 헬륨, 또는 이산화탄소를 식별하는 방법이 개시된다. 방법은 이미지 인식 모듈을 사용하여, 자동적으로 지하 수소, 헬륨, 또는 이산화탄소의 패턴 특성에 대해 지구물리적 로그 이미지 또는 시추공 이미지를 분석하여, 지하에서 수소, 헬륨, 또는 이산화탄소의 축적을 식별하는 단계를 포함한다. 방법은 지구물리적 로그 이미지의 분석 결과를 출력하는 단계를 포함한다.

실시예에서, 지하 수소, 헬륨, 또는 이산화탄소를 식별하는 방법이 개시된다. 방법은 이미지화된 또는 디지털화된 우물 로그에 대한 정보를 수신하는 단계를 포함하고, 상기 정보는 우물 로그 특성을 포함한다. 방법은 우물 로그 특성이 지하 수소, 헬륨, 또는 이산화탄소 축적을 나타낼 가능도(likelihood)를 추정하는 단계를 포함한다. 방법은 추정된 가능도가 지하 수소, 헬륨, 또는 이산화탄소 축적의 존재에 대한 가능도에 대해 미리 결정된 문턱값을 충족하는지 여부를 결정하는 단계를 포함한다. 방법은 상기 추정된 가능도가 미리 결정된 문턱값을 충족하는지 여부를 결정하는것에 대응하여, 우물 로그 특성이 지하 수소, 헬륨, 또는 이산화탄소 축적의 존재를 나타내는지 여부의 표시를 출력하는 단계를 포함한다.

개시된 실시예의 임의의 것으로부터의 특징은 제한 없이 서로 조합하여 사용될 수 있다. 또한, 본 개시의 다른 특징 및 이점은 다음의 상세한 설명과 첨부 도면을 고려함으로써 이 분야의 통상의 기술자에게 명백해질 것이다.

더 나은 이해를 위해, 유사한 요소들은 다양한 첨부 도면 전체에 걸쳐 유사한 참조 번호로 지정되었다. 이러한 도면은 발명의 전형적인 실시예만을 묘사하고 있으며 따라서 발명의 범위를 제한하는 것으로 간주되어서는 안 된다는 점을 이해하고, 본 발명의 실시예가 첨부 도면을 사용하여 추가적인 구체성과 세부사항으로 기술되고 설명될 것이다.
도 1은 실시예에 따른 지질 층에서 특정 유체를 식별하는 방법의 흐름도이다.
도 2a 및 도 2b는 각각 가정된 사암(sandstone) 및 반려암(gabbro) 기질에 대해 공극률 범위에 걸친 상이한 엔드멤버 가스(endmember gas)들에 대한 예상되는 밀도 로그 응답의 그래픽 재현이다.
도 3a 및 도 3b는 각각 가정된 사암 및 반려암 기질에 대해 공극률 범위에 걸친 상이한 엔드멤버 가스들에 대한 음향 로그 응답의 그래픽 재현이다.
도 4는 실시예에 따른 가변적(variable) 공극률과 유체 조성에 걸쳐 벌크(bulk) 밀도 및 음향 느리기 응답을 보여주는 합성 로그(Synthetic Log)이다.
도 5는 실시예에 따른 본 명세서에 개시된 방법을 구현하기 위한 시스템(500)의 블록도이다.
도 6은 실시예에 따른 이미지 분석(600)을 위한 방법의 블록도이다.
도 7a 및 도 7b는 실시예에 따른 지질 지도 및 해당 우물 로그의 분석에 대한 흐름도이다.
도 8은 우물로부터의 감마선(gamma ray) 판독값 및 캘리퍼(caliper) 판독값을 묘사하는 와이어라인 로그 데이터의 디스플레이이다.
도 9는 도 8의 우물로부터의 비저항(resistivity) 판독값을 묘사하는 와이어라인 로그 데이터의 디스플레이이다.
도 10은 도 8의 우물로부터의 느리기, 벌크 밀도, 및 중성자 공극률 판독값을 묘사하는 와이어라인 로그 데이터의 디스플레이이다.
도 11은 도 8의 우물의 수소가 풍부한 저류층을 타기팅하는(targeting) 최근에 시추된 우물로부터의 머드 가스 질량 분석(mass spectrometry) 로그이다.

본 발명의 실시예는 지구물리적 우물 로그, 다른 와이어라인 로깅 도구, 또는 머드로깅 도구로부터의 다수의 표시를 사용하여 지하 수소, 헬륨, 이산화탄소, 또는 기타 유체를 식별하고 정량화하기 위한 방법, 시스템, 및 소프트웨어에 관한 것이다. 방법, 시스템 및 소프트웨어는 수소, 헬륨, 이산화탄소, 또는 기타 지하 가스의 발생에 대한 탐사; 지하에서 이러한 가스의 저장을 모니터링 또는 정량화; 저장 중의 이산화탄소 추적 또는 개선된 오일 회수; 지하에서 광물화(mineralization)에 의한 탄소 격리를 평가 및 정량화하는 데 사용될 수 있다. 본 명세서에 개시된 방법, 시스템, 및 소프트웨어는 시각적 검사, 코어 분석, 시추공 이미지, 정량 분석, 및 지도(supervised) 또는 비지도(unsupervised) 컴퓨터 보조 기계 학습을 사용하여 평가될 수 있는 상이한 암석 타입 및 유체 타입의 밀도와 음향 특징 간의 관계를 이용하여, 지하에서 수소, 헬륨, 이산화탄소, 또는 기타 유체의 발생을 결정하고 그 존재를 정량화한다.

도 1은 실시예에 따른 지질 층에서 특정 유체를 식별하는 방법(100)의 흐름도이다. 방법(100)은 블록(110)에서 관심 지질 지역을 식별하는 하는 단계; 블록(120)에서 관심 지질 지역에서 암석 층의 암석 기질 타입을 결정하는 단계; 블록(130)에서 암석 층의 공극률을 결정하는 단계; 블록(150)에서 암석 층의 기공 공간 내 유체의 유체 밀도를 결정하는 단계; 블록(160)에서 기공 공간 내 유체의 음향 느리기를 결정하는 단계; 블록(170)에서 기공 공간 내 유체의 유체 타입을 결정하는 단계; 블록(180)에서 선택된 유체 타입의 결정을 플래깅하는 단계를 포함한다. 블록들(110 내지 180) 중 하나 이상은 실시예에 따라 결합, 생략, 또는 다수 블록으로 분할될 수 있다. 예를 들어, 방법(100)은 선택적 블록(140)을 포함하지 않을 수 있거나, 블록(150) 및 블록(160)은 단일 블록으로 결합될 수 있다. 하기에서 더 상세히 논의하는 바와 같이, 일부 실시예에서는 방법(100)에 추가적인 블록이 추가될 수 있다.

방법(100)은 지구물리적 우물 로그로부터 밀도 및 음향 느리기와 같은 유체 특성을 해석하여 지질 층에서 수소, 헬륨, 이산화탄소, 또는 천연 가스와 같은 특정 유체를 식별하는 데 사용된다. 방법(100)은 지질 층 내의 수소, 헬륨, 이산화탄소, 천연 가스, 또는 기타 유체와 같은 상이한 지하 유체들을 식별하고 정량화하는 데 사용된다. 추가적으로, 유체의 상대적인 양이 또한 방법(100)을 사용하여 결정될 수 있다. 기공 공간 내 유체의 상대적인 양을 결정하는 것은 방법(100)으로부터 계산된 Δt_lluid를 하나 이상 지하 유체 조합의 음향 느리기와 비교함으로써 달성될 수 있다.

블록(110)에서 관심 지질 지역을 식별하는 단계는 종방향 및 횡방향 위치, 깊이(예컨대, 지하 구간(들)) 등 중 하나 이상을 포함하는 지질 위치를 선택하는 것을 포함할 수 있다. 관심 지질 지역은 필드(field)와 같이 하나 이상의 우물을 포함할 수 있다.

블록(110)에서 관심 지질 지역이 식별된다. 관심 지질 지역을 식별하는 컴퓨터 프로그램으로의 입력(entry)이 사용될 수 있다. 블록(110)에서 관심 지질 지역을 식별하는 단계는 관심 지리적 지역에 대응하는 하나 이상의 지구물리적 우물 로그를 선택, 액세스, 또는 검사하는 단계를 포함할 수 있다.

블록(120)에서 관심 지질 지역에서 암석 층의 암석 기질 타입을 결정하는 단계는 암석 층의 하나 이상의 지하 구간에서 암석 기질을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.

암석 기질 타입을 결정하는 단계는 컴퓨팅 디바이스로, 예를 들어 자동적으로 하나 이상의 지구물리적 우물 로그를 검사하는 단계를 포함할 수 있다. 우물 로그의 정보는 암석 기질 타입 또는 이와 연관된 하나 이상의 특징을 포함할 수 있다. 예를 들어, 암석 기질 타입은 이미지 로그, 비저항, 감마선 판독값, 등으로 표시될 수 있다. 그러한 데이터는 지구물리적 우물 로그(이미지 로그 포함)에 위치될 수 있으며 컴퓨팅 디바이스에 저장된 이미지 프로세싱 프로그램에 의해 식별되고 얻어질 수 있다.

관심 지질 지역에서 암석 층의 암석 기질 타입을 결정하는 단계는 지구물리적 우물 로그(예컨대, 감마선 로그 및 자발적 전위(spontaneous potential) 로그)를 포함하는 관심 지질 지역에 대한 사용 가능한 기록을 사용하거나, 지하에서 암편(cuttings) 또는 코어(cores)가 회수되는 경우 지하 층에 대한 다른 평가 수단(예컨대, 머드로깅, 암편 또는 코어의 시각적 검사, 광물학적 평가, X-선 회절, X-선 형광, 또는 기타 지구화학적 또는 광학적 측정 또는 프로세스)을 통해 달성될 수 있다. 그러한 식별은 컴퓨터 지원 또는 기타 기술을 사용하여 수행될 수 있다. 예를 들어, 특정한 지하 구간의 암석 기질은 지구물리적 우물 로그로부터 해석되고 본 명세서에 설명된 다른 수단으로 검증 또는 상호-참조될 수 있다.

암석 기질 타입에 기초하여 암석 기질 밀도가 결정되거나 추론될 수 있다. 예를 들어, 일부 일반적인 지하 물질의 알려진 밀도가 하기 표 1에 제공된다. 암석 기질 밀도는 암석 층 및 그 내용물의 추가 특징을 결정하는 데 사용될 수 있다.

실시예에서, 지구물리적 로깅 도구로부터의 벌크 밀도 측정값은 암석 기질 밀도, 기공 유체 밀도, 및 그 안의 각각의 상대 비율(relative proportion)의 조합에 기인한다. 암석은 그레인(grain)이 퇴적(deposition) 시 가라앉는(settle) 방식이나 화학적 및 기계적 풍화(weathering) 또는 파쇄(fracturing)와 같은 이차적인 속성 프로세스(diagenetic process)로부터 공극률이 발달할 수 있거나 압축, 시멘트화(cementation) 또는 층-평행 단축(layer-parallel shortening)에 의해 공극률이 폐쇄될 수 있다. 물 또는 염수(brine)(소금물)는 전형적인 침전 프로세스(sedimentation process) 동안 초기에는 기공 공간을 채우지만, 지하에서 암석을 통해 이동함에 따라 물은 오일, 천연 가스, 수소, 헬륨, 또는 이산화탄소와 같은 다른 유체에 의해 대체될 수 있다. 일정한 공극률과 암석 기질이 주어지면, 벌크 밀도 측정값은 기공을 채우는 유체에 따라 달라질 것이다. 물은 오일이나 천연 가스보다 밀도가 높고, 수소와 헬륨은 이러한 지하 암석에서 발견될 수 있는 임의의 다른 유체보다 훨씬 밀도가 낮다.

암석 물질은 전형적으로 절연체처럼 거동하며, 그것의 상승된 전도도(conductivity) 측정값은 보통 그 안의 흔히 물과 탄화수소 또는 기타 가스 종(species)의 조합인, 기공 유체의 존재에 기인한다. 비저항은 전도도의 역수이며, 층(formation)을 특성화하기 위해 측정될 수 있는 암석의 특징이다. 저류암(reservoir rock)의 비저항 범위는 10 Ωm 미만의 셰일(shale)로부터 1,000 Ωm를 초과하는 치밀한 석회암(limestone)까지 3 크기 정도(orders of magnitude) 이상에 걸쳐 있을 수 있다. 시추 유체(drilling fluid)는 시추 프로세스 동안 층을 관통할 수 있어서, 다양한 측정 깊이를 가진 다수의 비저항 도구가 실행되는 것이 필요하다. 더 깊은 온전한 구역(intact zone)의 비저항은 사용된 시추 머드(예컨대, 유성 또는 수성)에 의해 영향을 받은 더 얕은 침입된 구역(invaded zone)과 비교될 수 있다. 비저항의 변화는 기공 유체의 변화(예컨대, 물에서 탄화수소 또는 기타 가스로), 또는 잠재적으로 공극률 및 투과성(permeability)의 변화를 나타낼 수 있다. 비저항 로그로부터의 데이터는 다른 측정을 캘리브레이트(calibrate)하거나 예를 들어 우물의 섹션들에 대한 보다 온전한(intact) 대표 값(예컨대, 파쇄되지 않은/변경되지 않은 암상(lithology)의 실제 밀도)을 결정하는 데 사용될 수 있다.

지구물리적 로깅 도구로부터의 음향 측정은 암석 기질, 기공 유체를 포함하는 암석 층을 통해 소리가 이동하는 속도와, 암석 층의 이 두 구성요소의 상대 비율의 조합의 결과로 발생한다. 이 음속 특징은 구간 통과 시간(interval transit time)으로도 기술된다. 공기를 통한 음속이 물을 통한 음속과 상이한 것처럼, 상이한 암석들은 상이한 음향 특징을 가질 뿐만 아니라, 그것들의 기공 공간을 채울 수 있는 다양한 유체를 갖는다. 천연 가스, 주로 메탄(methane)은 지하에서 발견되는 다른 암석 타입보다 훨씬 느린 구간 통과 시간을 가진다. 메탄은 또한 물, 수소, 또는 헬륨보다 훨씬 느린 구간 통과 시간을 가진다. 반면 수소는 물과 유사한 구간 통과 시간을 가지며, 헬륨은 수소 또는 물보다 약 30 % 느리고, 메탄과 이산화탄소(가스 또는 초임계 형태)는 물보다 훨씬 느린 통과 시간을 가진다.

다른 지구물리적 우물 로그가 지하 특성, 특히 저류층의 지질 특징을 결정하는 데 사용될 수 있다. 다운홀(downhole) 감마선 도구는 주로 광물 기질에서 발견되는 우라늄(uranium), 토륨(thorium), 및 칼륨(potassium)의 방사성 붕괴로 인해 암석에서 방출되는 자연 방사선을 (API 단위로) 측정하며, 암석 타입을 구별하는 데 유용할 수 있다. 석회암 및 백운석(dolomite)과 같은 탄산염(carbonate) 암석은 대체로 이러한 원소들의 농도가 낮고, 그 결과 감마선 판독값이 낮다. 셰일은 흔히 비교적 높은 우라늄 농도(예컨대, 3 내지 250 ppm(parts per million))를 가지며, 이는 더 높은 감마 판독값으로 반영된다. 사암은 흔히 위에 언급된 원소의 농도를 갖고 있으며, 암석의 칼륨 장석(feldspar) 광물 그레인에서 나온 칼륨에 의존하는 변동(variation)과 함께, 이전의 두 예 사이의 감마 판독값을 제공한다.

블록(130)에서 암석 층의 공극률을 결정하는 단계는 관심 지질 구역에서의 하나 이상의 지하 구간에서 암석 층의 공극률을 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 블록(130)에서 암석 층의 공극률을 결정하는 단계는 공극률 데이터를 직접(예컨대, 암석 기질의 현장 테스트) 또는 하나 이상의 지구물리적 우물 로그로부터 얻는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 중성자 공극률 도구는 방사성 소스에서 방출된 중성자와, 암석 기질 및 암석 층의 기공 공간에 함유된 유체의 상호 작용을 측정함으로써, 암석 층의 공극률을 특성화하는 데 유용한 지구물리적 우물 로그이다. 본 명세서에서 사용되는 "기공 공간(pore space)"은 기공 공간 및 기공 공간들의 단수 및 복수 의미를 포함한다. 예를 들어, "기공 공간"은 암석 층에서 암석 기질에 의해 정의되는 기공들의 부피를 포함하며 균열 부피, 암석 입자들 사이의 공간 등을 포함할 수 있다. 기공 공간은 암석 층 전체에 걸쳐 상호 연결된(예컨대, 유체적으로(fluidly) 연결된) 복수의 기공 공간들을 포함할 수 있다. 암석 무결성(rock integrity)을 나타내고 극심한 파쇄 구역을 식별하기 위해 이미지 로그가 평가될 수 있다. 층의 기준치 특성(예컨대, 밀도 또는 공극률)은 이미지 로그를 통해 온전한 것으로 보여지는 우물의 부분들(예컨대, 별개의(discrete) 지하 위치들 또는 구간들에서의 암석 층)에서 수집된 로그 측정값으로부터 결정될 수 있다. 비저항 값은 또한 밀도 또는 중성자 공극률 로그가 적절하게 캘리브레이트되지 않은 암상에서(예컨대, 화성암(igneous rock)에서) 공극률이 실제(truly) 최소인 곳을 나타낼 수도 있다. 공극률은 관심 지질 지역에서의 하나 이상의 지하 구간에 대한 지구물리적 우물 로그 데이터로부터 직접 취해지거나 계산될 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터 프로그램은 암석 층에서의 암석 기질에 대한 공극률 값(들)을 식별하여 이를 얻을 수 있다.

블록(130)에서 암석 층의 공극률을 결정하는 단계는 암편 또는 코어가 지하에서 회수되는 경우 현미경, 공극률 측정(porosimetry), 또는 지하 층의 지구화학적 측정과 같은 다른 평가 수단을 포함할 수 있다. 이러한 데이터는 하기의 식 1 내지 식 2에 대한 기질 밀도 및 공극률 입력을 제공하며, 그 예를 하기 표 1 내지 표 3에 나타낸다. 이러한 데이터는 하기에서 더 상세히 설명하는 바와 같이 기공 공간에서 유체의 유체 밀도 및 음향 느리기를 구하기 위해 사용된다.

공극률은 식 1 및 식 2(하기)에서 유체 음향 및 밀도 응답을 계산하는 데 사용될 수 있다. 이 기법을 설명하기 위해 일반적으로 발견되는 암석 타입 및 유체의 특징이 계산에 사용될 수 있다. 표 1 및 표 2는 다양한 암석 및 광물 타입(예컨대, 사암, 석회암, 백운석, 반려암, 사문석(serpentine))의 특징적인 밀도 특징 및 음향 느리기 값을 표시한다 표 3은 다양한 엔드멤버 유체(물, 수소, 헬륨, 메탄, 질소, 및 이산화탄소)의 음향 느리기를 표시한다.

다양한 암석 기질 밀도에 대한 입력 값.

암석 기질	밀도 (g/cm ³ )
경석고(Anhydrite)	2.96
아파타이트(Apatite)	3.19
현무암(Basalt)	2.90
녹니석(Chlorite)	2.75
점토(Clay)	1.70
석탄(Coal)	1.40
백운석(Dolomite)	2.85
장석(Feldspar)	2.56
반려석(Gabbro)	3.05
흑연(Graphite)	2.70
석고(Gypsum)	2.96
암염(Halite)	2.17
적철광(Hematite)	5.30
석회암(Limestone)	2.71
자철광(Magnetite)	5.18
올리빈(Olivine)	3.32
황철석(Pyrite)	4.85
석영(Quartz)	2.65
사암(Sandstone)	2.65
사문석(Serpentine)	2.53
셰일(Shale)	2.46
활석(Talc)	1.75

다양한 암석 기질 음향 느리기에 대한 입력 값

암석 기질	음향 느리기(μs/ft)
경석고(Anhydrite)	54.0
현무암(Basalt)	51.6
석탄(Coal)	120.0
백운석(Dolomite)	43.5
반려석(Gabbro)	45.5
화강암(Granite)	50.0
적철광(Hematite)	46.0
석회암(Limestone)	47.5
황철석(Pyrite)	38.0
석영(Quartz)	51.0
사암(Sandstone)	55.5
셰일(Shale)	70.0

다양한 유체 음향 느리기 및 밀도에 대한 예시적 입력 값

기공 유체	음향 느리기(μs/ft)	밀도(g/cm ³ )
수소	240	9.00 x 10^-5
물	200	1.00
헬륨	313	1.79 x 10^-4
메탄	683	6.00 x 10^-4
질소	873	1.25 x 10^-3
이산화탄소 (50 ℃ 및 50 Bar)	1086	0.125
초임계 이산화탄소 (50 ℃ 및 76 Bar)	902	0.288

표 1 내지 표 3의 데이터는 하기 식 1과 식 2를 사용하여 유체 밀도와 음향 느리기를 결정하는 데 사용될 수 있다. 이 기법을 보여주기 위해 일반적으로 발견되는 암석 타입과 유체가 가상적인 테스트 시나리오에 제공된다. 표 1 및 표 2는 다양한 암석 및 광물 타입(예컨대, 사암, 석회암, 백운석, 반려암, 사문석)의 특징적인 밀도 특징 및 음향 느리기 값을 표시한다. 표 3은 다양한 엔드멤버 유체(물, 수소, 헬륨, 메탄, 질소, 및 이산화탄소)의 음향 느리기를 표시한다. 상이한 공극률 분율을 가정하여 로그 응답의 상이한 결과가 식 1과 2를 사용하여 계산될 수 있다.

하기 식 1과 식 2는 측정된 밀도 또는 음향 로그 응답과, 암석 기질 및 기공 유체의 밀도 또는 음향 특징 간의 관계를 기술한다.

식 1: , 여기서

Δt_log = 음향 느리기(예컨대, 음향 로그 도구에 의해 측정된 구간 통과 시간)(μs/ft)

Φ = 분율로 표현된 암석 층의 공극륨(예컨대, 10 % = 0.1)

Δt_fluid = 기공 공간(들)에 함유된 유체의 음향 느리기 또는 구간 통과 시간(μs/ft)

1-Φ = 분율로 표현된 암석 층에서의 암석의 부피 분율(예컨대, 90 % = 0.9)

Δt_matrix = 암석 기질의 구간 통과 시간(μs/ft)

식 1은 음향 로그 응답(Δt_log)이 암석 층의 공극률 분율(Φ)에 암석 층에서의 기공 유체의 구간 통과 시간(Δt_fluid, 기공 유체의 음향 느리기라고도 함)을 곱한 값과, 암석 층의 나머지 부피 분율(1- Φ)에 암석 기질의 구간 통과 시간(Δt_matrix)을 곱한 값의 합과 같다는 것을 보여준다. 식 1은 유체의 음향 느리기(Δt_fluid)를 구하기 위해 재배열될 수 있다. 음향 느리기(Δt_fluid)는 나중에 암석 층의 암석 기질에 있는 기공 공간 내 유체를 식별하는 데 사용될 수 있다.

식 2: , 여기서

ρ_log = 밀도 로그 도구에 의해 측정된 벌크 밀도(g/cm³)

Φ = 분율로 표현된 암석 층의 공극률(예컨대, 10 % = 0.1)

ρ_fluid = 기공 공간(들)에 함유된 유체의 유체 밀도(g/cm³)

ρ_matrix = 암석 기질의 밀도(g/cm³)

식 2는 밀도 로그 응답(ρ_log)이 공극률 분율(Φ)에 유체 밀도(ρ_fluid)를 곱한 값과, 나머지 부피 분율(1-Φ)에 암석 기질 밀도(ρ_matrix)를 곱한 값과 같다는 것을 보여준다. 식 2는 ρ_fluid를 구하기 위해 재배열될 수 있다. 식 1 내지 식 3의 변수 중 임의의 것은 지구물리적 우물 로그나 다른 로그에 존재할 수 있으며, 상기 정보를 식별하기 위해 사용되는 컴퓨터 프로그램의 이미지 또는 데이터 분석 구성요소에 의해 얻어질 수 있다. 유체 밀도(ρ_fluid)는 나중에 암석 층의 기공 공간 내 유체를 식별하는 데 사용될 수 있다.

식 1과 식 2는 암석 층의 암석 기질에서 단일 유체가 기공 공간을 차지하는 시나리오를 기술한다. 결과적으로 제시된 값들은 엔드멤버 값인 반면, 자연계는 다수 유체의 혼합물과 일치하는 중간 값을 표시할 수 있다. 다수 유체 혼합물의 경우, 유체의 상대적인 공극률 분율을 그에 해당되는 상대적인 유체 밀도 또는 이에 대응하는 구간 통과 시간에 곱한 후 합산해야 한다.

다수의 기공 유체들의 존재는 결합되어 측정되는 음향 느리기와 밀도에 영향을 미칠 수 있다(예컨대, 유체 밀도는 각각의 구성요소로부터의 밀도의 비례 합(proportional sum)과 같고 음향 느리기는 각각의 구성요소의 음향 느리기의 비례 합으로부터 계산될 수 있음). 예를 들어, 식 1 및 식 2를 이용하면, 20 % 공극률의 사암 기질에서 50 % 물과 50 % 수소의 혼합물은 2.22 g/cm³의 ρ_log(예컨대, 암석, 물 및 수소 기여도의 합은 0.8×2.65 g/cm³ + 0.1×1.0 g/cm³+ 0.1×1.79×10^-4 g/cm³) 및 88.4 μs/ft의 Δt_log(예컨대, 암석, 물, 및 수소 기여도의 합은 0.8×55.5 μs/ft + 0.1×200 μs/ft + 0.1×240 μs/ft)를 산출하는 것으로 결정될 수 있다. 동일한 접근방식을 사용하면, 25 % 물과 75 % 수소의 혼합물은 2.17 g/cm³의 ρ_log와 90.4 μs/ft의 Δt_log를 산출하고, 그에 비해 동일한 기질에서 50 % 물과 50 % 메탄 혼합물은 2.22 g/cm³의 ρ_log와 132.7 μs/ft의 Δt_log를 산출한다. 밀도와 음향 느리기는 고유하지 않을 수 있으므로(즉, 동일한 값이 다수 유체들의 조합의 결과로 발생할 수 있음), 시뮬레이션(예컨대, 몬테카를로(Monte Carlo))을 통해 유체 조성의 가능도와 범위가 예측될 수 있다. 그러나 그러한 기법은 추가적인 로그(예컨대, 비저항 로그)와 실험실 실험(예컨대, 암석 샘플에서 음향 느리기에 대한 유체 조성의 영향을 결정하기 위한 홍수(flood) 실험)으로부터 수집된 정보를 이용하여, 그에 기초한 계산의 정확도를 개선할 수 있다.

결정된 유체 타입 및 그 상대적인 양에 적어도 부분적으로 기초하여, 암석 층에서 하나 이상의 선택된 유체의 양이 정량화될 수 있다. 예를 들어, 암석 층에서 유체(들)의 상대적인 양(예컨대, 유체(들)로 채워진 기공 공간의 백분율)을 암석 층의 크기(우물 필드에서 암석 층 크기를 확인해 주는(confirming) 다수의 우물들로부터 결정됨) 및 그 안의 기공 공간의 부피에 곱하여 지하 구간 또는 전체 암석 층에서 상기 선택된 유체(들)의 추정 부피를 계산할 수 있다.

암석 공극률 내 수소의 존재는 구속 암상(confining lithology)에 기초하여 상이한 신호들을 레지스터(register)할 수 있다. 우물 로그들로부터의 데이터는 음향 및 밀도 응답을 계산하고 지정된 응답 값(예컨대, 관심 타깃 유체를 나타내는 응답 값)을 나타내는 해당 지하 구간을 식별하는 계산 프로그램을 이용하여 분석될 수 있다. 예를 들어 수소 가스가 침전물 층(sedimentary formation)에 존재할 경우 그 특징은 오일 또는 메탄보다 더 낮은 느리기에도 불구하고 가스 크로스오버(gas crossover)와 같은 보다 전통적인 오일 및 가스 관측과 유사할 수 있다.

위에 언급된 바와 같이, 블록(150) 및 블록(160)에서 기공 공간에서 유체(들)의 유체 밀도 및 음향 느리기 중 하나 이상을 정확하게 결정하기 위해 암석 층의 공극률(예컨대, 우물 로그로부터의 공극률 또는 측정된 공극률)이 사용될 수 있다.

블록(150)에서 암석 층의 기공 공간 내 유체의 유체 밀도를 결정하는 단계는 식 2를 사용하여 기공 공간 내 유체(들)의 유체 밀도를 계산하는 단계를 포함한다. 예를 들어, 식 2는 ρ_fluid를 구하기 위해 재배열될 수 있다. 식 2에서 변수들에 대한 하나 이상의 값은 우물 로그로부터 얻어질 수 있으며 재배열된 식 2에 입력될 수 있다. 지구물리적 우물 로그에서 식 2의 변수들 중 하나 이상에 대한 값을 자동적으로 식별하고 그에 기초하여 해당 지하 구간에서 유체(들)의 유체 밀도(ρ_fluid)를 계산하기 위해 컴퓨터 프로그램이 이용될 수 있다. 이에 따라, 이와 연관된 매우 어려운 데이터 획득, 결정 및 계산이 자동적으로 그리고 매우 신속하게 수행되어 유체 밀도를 결정할 수 있다. 변수들 중 하나 이상은 다운홀 감마선 로그, 광전 인자(photoelectric factor) 지구물리적 로그, 음향 로그, 또는 본 명세서에 개시된 임의의 로그들로부터의 일부와 같이 상이한 우물 로그들로부터 얻어질 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터 프로그램은 밀도 방정식(식 2)의 마지막 남은 변수인 유체 밀도 ρ_fluid를 구하기 위해 벌크 밀도 로그 측정값을 식별하고 이를 사용할 수 있다.

유체 밀도(ρ_fluid)가 1.00 g/cm³보다 훨씬 낮으면(예를 들어, 0.8 g/cm³ 미만) 유체는 가스 상태일 가능성이 높으므로, 메탄, 수소, 헬륨, 질소, 혼합 탄화수소 가스, 황화수소(dihydrogen sulfide), 이산화탄소, 또는 이들의 혼합물이 선택된다.

암석 층의 기공 공간 내 유체의 유체 밀도를 결정하는 단계는 관심 지질 지역에서의 기공 공간 내 하나 이상의 지하 구간에서 유체(들)의 유체 밀도를 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 이에 따라, 방법(100)은 지질 층 또는 그 안의 우물에서의 지하 구간들의 일부 또는 모두에 대한 유체 밀도를 결정할 수 있다.

도 2a 및 도 2b는 각각 가정된 사암(왼쪽) 및 반려암(오른쪽) 기질에 대해 공극률 범위에 걸친 상이한 엔드멤버 가스들에 대한 예상되는 밀도 로그 응답의 그래픽 재현이다. 보다 구체적으로, 도 2a 및 도 2b는 식 3 및 표 1 내지 표 3에서의 입력에 따른 계산된 밀도 로그 출력의 그래픽 재현이다. 출력은 식 3을 사용하여 공극률이 5 % 내지 25 % 범위이고 물, 수소, 헬륨, 메탄, 질소, 가스 이산화탄소, 및 초임계 이산화탄소의 다양한 비율로 채워진 가상적인 섹션에 대한 상이한 밀도 로그 응답들에 대해 계산되어 있다. 도 2a 및 도 2b에 나타낸 바와 같이, 선택된 가스들 각각 간의 유사한 밀도에 따라, 수소, 헬륨, 메탄, 및 질소는 서로 거의 구별할 수 없지만 이들 가스 모두는 물이나 또는 가스 또는 초임계 형태의 이산화탄소와 쉽게 구별될 수 있다.

식 1(음향 방정식)의 입력은 예를 들어 본 명세서에 기술된 우물 로그로부터, 암석 타입과 공극률이 결정되면 알 수 있다.

블록(160)에서 기공 공간 내 유체의 음향 느리기(예컨대, 유체 느리기 또는 구간 통과 시간)를 결정하는 단계는 식 1을 사용하여 기공 공간 내 유체(들)의 음향 느리기를 계산하는 단계를 포함한다. 예를 들어, 식 1은 Δt_fluid를 구하기 위해 재배열될 수 있다. 식 1에서 변수들에 대한 하나 이상의 값은 우물 로그로부터 얻어질 수 있으며 재배열된 식 1에 입력될 수 있다. 지구물리적 우물 로그에서 식 1의 변수들 중 하나 이상에 대한 값을 자동적으로 식별하고 그에 기초하여 해당 지하 구간에서 유체(들)의 유체 느리기를 계산하기 위해 컴퓨터 프로그램이 이용될 수 있다. 변수들 중 하나 이상은 다운홀 감마선 로그, 광전 인자 지구물리적 로그, 음향 로그, 또는 본 명세서에 개시된 임의의 로그들로부터의 일부와 같이 상이한 우물 로그들로부터 얻어질 수 있다. 예를 들어, 음향 로그 구간 통과 시간(예컨대, 기공 공간에서의 유체(들)를 관통하는 벌크 통과 시간(bulk transit time))이 음향 로그로부터 얻어질 수 있으며, 식 1의 마지막 남은 변수가 계산될 수 있다.

기공 공간 내 유체의 음향 느리기를 결정하는 단계는 관심 지질 지역에서의 기공 공간 내 하나 이상의 지하 구간에서 음향 느리기를 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 이에 따라, 방법(100)은 지질 층 또는 그 안의 우물에서의 지하 구간들의 일부 또는 모두에 대한 음향 느리기를 결정할 수 있다.

도 3a 및 도 3b는 각각 가정된 사암 및 반려암 기질에 대해 공극률 범위에 걸친 상이한 엔드멤버 가스들에 대한 음향 로그 응답(예컨대, 음향 느리기)의 그래픽 재현이다. 보다 구체적으로, 도 3a 및 도 3b는 식 1 및 표 1 내지 표 3에서의 입력에 따른 계산된 출력의 그래픽 재현이다. 음향 응답 출력은 물, 수소, 헬륨, 메탄, 질소, 및 이산화탄소의 다양한 비율로 채워진 5 % 내지 25 % 범위의 공극률에 걸쳐 계산되어 있다. 나타낸 바와 같이, 수소 또는 헬륨은 메탄, 질소, 또는 가스 또는 초임계 형태의 이산화탄소와 쉽게 구별될 수 있다.

하나 이상의 지하 구간에 대응하는, 결정된 유체 밀도 및 음향 느리기는 관심 지질 지역의 하나 이상의 지하 구간에서 기공 공간 내 유체 타입(들)을 결정하거나 식별하는 데 사용될 수 있다.

블록(170)에서 기공 공간 내 유체 타입을 결정하는 단계는 하나 이상의 지하 구간에서의 기공 공간 내 유체 타입을 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 블록(170)에서 기공 공간 내 유체 타입을 결정하는 단계는 결정된 유체 밀도 및 유체(들)의 음향 느리기에 기초하여 유체 타입(들)을 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 블록(170)에서 기공 공간 내 유체 타입을 결정하는 단계는 해당 암석 기질(예컨대, 암석 기질 타입(들) 및 공극률(들))에 대한 벌크 유체 밀도 값 및 음향 느리기 값을 알려진 유체 및 그것의 해당 양에 대응하는 알려진 벌크 유체 밀도 값 및 음향 느리기 값과 비교하는 단계를 포함할 수 있다. 그러한 예에서 유체 타입(들)은 쉽게 식별되고 그것의 상대적인 양 또한 식별된다.

지하 구간에서의 유체 밀도 및 음향 느리기의 계산된 값은 그 안의 유체 타입(들)을 식별하는 데 사용될 수 있다. 암석 층의 기공 공간 내 유체 타입을 결정하는 단계는 암석 층의 기공 공간 내 유체의 유체 밀도와 음향 느리기를 수소, 메탄, 수소, 헬륨, 물, 및 이산화탄소 중 하나 이상의 유체 밀도와 음향 느리기의 알려진 조합과 상관시키는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 계산된 음향 느리기 값이 250 μs/ft 미만이면, 계산된 유체 밀도가 1.00 g/cm³에 가까우면(예컨대, 0.9 내지 1.2 g/cm³) 유체는 물로 식별되고, 유체 밀도가 1.00 g/cm³보다 1 이상 크기 정도만큼(by one or more orders of magnitude) 작으면 수소로 식별된다. 계산된 음향 느리기가 500 내지 750 μs/ft 범위에 있고 밀도가 1.00 g/cm³보다 훨씬 낮으면 유체는 메탄으로 식별된다. 계산된 음향 느리기가 750 내지 1,000 μs/ft 범위에 있고 밀도가 1.00 g/cm³보다 훨씬 낮으면(예를 들어, 0.8 g/cm³보다 낮음) 유체는 질소로 식별된다. 계산된 음향 느리기가 1,000 μs/ft보다 크면 유체는 이산화탄소로 식별된다.

하나의 유체는, 유사한 암석 기질 타입에서 발견되는 것과 같은 다른 알려진 유체들의 유체 밀도와 음향 느리기에 비교되는, 기공 공간에서의 유체(들)의 결정된 유체 밀도와 음향 느리기 둘 모두를 검사함으로써, 다른 유체(들)와 구별될 수 있다. 예를 들어, 암석 층에서 비교적 더 많은 양(예컨대, 암석 층의 부피 기준 적어도 20 %)의 수소, 메탄, 및 이산화탄소는, 2.2 g/cm³ 미만의 벌크 밀도를 식별함으로써 물 및 비교적 더 적은 양(예컨대, 암석 층의 부피 기준 10 % 이하)의 수소, 메탄, 및 이산화탄소와 구별될 수 있다. 유사하게, 사암 암석 층 내의 비교적 많은 양의 수소, 메탄, 및 이산화탄소는 개개의 유체의 음향 느리기를 비교함으로써 서로 구별될 수 있다. 예를 들어, 수소로 채워진 20 % 공극률을 갖는 사암은 음향 느리기 값이 약 90 μs/ft이고, 메탄으로 채워진 것은 음향 느리기 값이 약 180 μs/ft이며, 이산화탄소로 채워진 것은 음향 느리기 값이 약 260 μs/ft이다. 암석 층에서의 결정된 벌크 밀도를 알려진 벌크 밀도와 비교하면 암석 층에서의 탄화수소, 물, 및 기타 유체 혼합물과 수소, 헬륨, 메탄, 및 이산화탄소와 같은 유체를 구별하는 데 도움이 될 수 있으며; 암석 층 내 유체의 결정된 음향 느리기를 비교하면 유체들을 서로, 예를 들어 수소, 메탄, 및 이산화탄소를 서로 및 다른 유체와 구별하는 데 도움이 된다.

도 4는 실시예에 따른 가변적 공극률과 유체 조성에 걸쳐 벌크 밀도 및 음향 느리기 응답을 보여주는 합성 로그이다. 구체적으로, 도 4는 공극률 0 %, 물로 채워진 공극률 10 %, 수소로 채워진 공극률 10 %, 유체 혼합물(메탄 18 %, 이산화탄소 1 %, 수소 26.5 %, 물 49.5 %, 헬륨 4.5 %, 및 질소 0.5 %)로 채워진 공극률 15 %, 이산화탄소로 채워진 공극률 10%, 물로 채워진 공극률 20 %, 수소로 채워진 공극률 20 %, 메탄으로 채워진 공극률 20 %, 및 이산화탄소로 채워진 공극률 20 %를 갖는 두께 25 피트(feet)의 사암 섹션(section)의 가상적인 시퀀스(hypothetical sequence)에 대한 상이한 로그 응답들을 보여주는 가상적인 합성 지구물리적 로그 데이터를 묘사한다. 수소로 채워진, 헬륨으로 채워진, 또는 이산화탄소로 채워진 기공 공간은 밀도와 음파(sonic) 지구물리적 로그를 결합함으로써 물, 메탄, 또는 기타 가스와 구별될 수 있다.

수소로 채워진 또는 헬륨으로 채워진 기공을 갖는 암석 섹션은, 수소 또는 헬륨의 중간 구간 통과 시간과 결합되어 수소 및 헬륨의 상대적으로 낮은 유체 밀도로 인하여 물 또는 메탄으로 채워진 동일한 공극률 암석과 구별된다. 공극률이 20 %인 사암의 경우, 물로 채워진 기공은 밀도가 2.32 g/cm³로 되고 구간 통과 시간이 84 μs/ft로 되는 반면, 수소로 채워진 기공은 밀도가 2.12 g/cm³로 되고 구간 통과 시간이 92 μs/ft로 된다. 이 시나리오에서 메탄으로 채워진 기공과 헬륨으로 채워진 기공은 수소로 채워진 기공과 거의 동일한 밀도인 약 2.12 g/cm³로 되지만, 메탄의 경우 181 μs/ft이고 헬륨의 경우 107 μs/ft인 구간 통과 시간에 의해 구별될 수 있다. 이산화탄소로 채워진 기공은 메탄이나 수소로 채워진 기공만큼 그다지 낮지 않은 2.15 g/cm³의 밀도로 되고, 262 μs/ft의 훨씬 더 긴 구간 통과 시간으로 된다. 대신, 수소가 공극률이 8 %인 현무암에 함유되어 있는 경우 표 1과 표 2에 열거된 현무암에 대한 해당 밀도 및 느리기 값은 수소로 채워진 기공의 경우 2.44 g/cm³의 밀도와 67 μs/ft의 구간 통과 시간이 예상됨을 나타낸다. 대조적으로, 물로 채워진 동일한 기공은 2.52 g/cm³의 밀도와 63 μs/ft의 구간 통과 시간으로 될 것이다. 이에 따라, 상대적으로 낮은 유체 밀도와 상대적으로 높은 음향 느리기 값(지하 구간의 다른 샘플과 비교하여)은 암석 층의 기공 공간에 수소 또는 헬륨이 있음을 나타낸다.

위에 개시된 기법에 기초하여, 수소, 헬륨, 이산화탄소, 메탄 등과 같은 유체는 지구물리적 밀도 로그, 지구물리적 음향 로그, 머드 로그 등을 사용하여 위에 제시된 바와 같이 암석 층의 기공 공간에서의 유체의 유체 밀도와 해당 음향 느리기를 결정하여 다른 지하 유체와 구별될 수 있다. 예를 들어, 수소는 수소의 결정된 유체 밀도 및 음향 느리기를 질소, 이산화탄소, 물, 또는 탄화수소(예컨대, 메탄, 크루드 오일(crude oil) 등)의 유체 밀도 및 음향 느리기와 비교함으로써, 질소, 이산화탄소, 물, 및 탄화수소 유체 중 하나 이상과 구별될 수 있다. 그 차이는 유체 타입의 차이를 보여준다. 이산화탄소는 이산화탄소의 결정된 유체 밀도 및 음향 느리기를 질소, 수소, 물, 또는 탄화수소의 유체 밀도 및 음향 느리기와 비교함으로써, 질소, 수소, 물, 및 탄화수소 유체 중 하나 이상과 구별될 수 있다. 헬륨은 헬륨의 결정된 유체 밀도 및 음향 느리기를 질소, 이산화탄소, 수소, 물, 및 탄화수소의 유체 밀도 및 음향 느리기와 비교함으로써, 질소, 이산화탄소, 수소, 물, 및 탄화수소 유체 중 하나 이상과 구별될 수 있다. 메탄은 메탄의 결정된 유체 밀도 및 음향 느리기를 질소, 수소, 물, 또는 탄화수소(예컨대, 메탄, 크루드 오일, 등)의 유체 밀도 및 음향 느리기와 비교함으로써, 질소, 이산화탄소, 수소, 물, 및 다른 탄화수소 유체 중 하나 이상과 구별될 수 있다.

우물 내 유체의 유체 밀도 및 음향 느리기와 다양한 유체의 알려진 유체 밀도 및 음향 느리기의 다단계 비교가 구별(differentiation)에 의해 유체 타입을 결정하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 구별 중인 하나 이상의 지점(point)에서, 기공 공간에서의 유체의 아이덴티티(identity)는 알려지지 않을 수 있지만, 기공 공간에서의 유체의 결정된 유체 밀도 및 음향 느리기를 유사하거나 동일한 암석 층에서의 다양한 유체에 대한 알려진 값들과 직접 비교함으로써 결정될 수 있다. 그 사이의 대응관계(correspondence)는 결정된 유체 특징과 선택된 유체 타입 간의 일치 가능성을 나타낸다. 유체의 결정된 특징과 알려진 유체의 음향 느리기 및 유체 밀도 간의 대응관계의 결여는 일부 유체 타입을 알려지지 않은 유체 타입으로 제외하는 역할을 할 수 있다.

블록(180)에서 선택된 유체 타입의 결정을 플래깅(flagging)하는 단계는 기공 공간에서의 유체(들)의 표시를 출력하는 단계를 포함한다. 예를 들어, 블록(180)에서 선택된 유체 타입을 플래깅하는 단계는 수소, 헬륨, 이산화탄소, 메탄, 등과 같은 결정된 유체 타입으로부터 하나 이상의 선택된 유체 타입을 플래깅하는 단계를 포함한다. 컴퓨터 프로그램은 각각의 우물 로그 데이터세트에 식별된 수소, 메탄, 이산화탄소 등을 출력으로서 플래깅할 수 있다. 플래그(flag)는 관심 지질 지역의 해당 깊이와 위치에서의 유체 타입의 전자적 출력(electronic output)을 포함할 수 있다. 그러한 플래그는 관심 지질 지역 내의 유체(들) 및 해당 깊이들의 목록으로서, 예를 들어 텍스트 형태로 또는 우물 로그로 출력될 수 있다. 플래그는 관심 지질 지역에서의 하나 이상의 지하 구간에서 식별된 유체(들)의 양을 나타낼 수 있다.

방법(100)은 우물이나 우물들의 필드와 같은 하나 이상의 관심 지질 지역에서의, 예를 들어 결정된 유체들 및 해당 지하 구간들의 목록에 플래그를 출력하는 단계를 포함할 수 있다. 플래그는 목록, 지도, 또는 임의의 다른 디지털 표현으로서 출력될 수 있다. 플래그는 해당 데이터와 함께 우물 로그 상의 데이터로서 출력될 수 있다.

방법(100)은 디지털 또는 전자적으로 저장된 지구물리적 우물 로그에 액세스하는 것과 같은 데이터 로그들의 획득을 포함할 수 있다. 방법(100)은 하나 이상의 우물 로그(예컨대, 지구물리적 우물 로그)로부터 암석 기질 타입, 벌크 음향 느리기, 공극률 등 중 하나 이상에 액세스하고 판독하는 것과 같이, 우물 로그들로부터 우물의 물리적 특성에 대한 데이터를 획득하는 단계를 포함할 수 있다. 수치 로그 데이터는 관심 지질 지역에서의 하나 이상의 지하 구간에 대해 식 1 내지 식 3에서 유용한 하나 이상의 변수에 대한 정보를 제공한다. 방법(100)은 종이 우물 로그들을 디지털화하고 디지털화된 종이 우물 로그에 대한 이미지 분석을 수행하여 수치 로그 데이터를 얻는 단계를 포함할 수 있다.

일부 예에서, 공극률 및 암석 기질 타입 또는 암석 층이 알려져 있으면, 방법(100)은 블록(150)에서 시작할 수 있다. 일부 예에서, 하나 이상의 지하 구간에 대해 유체 밀도 또는 음향 느리기가 알려져 있으면, 블록(150) 또는 블록(160)은 방법(100)에서 생략될 수 있다.

다공성 지하 층에서 유체 타입을 구별하는 능력은 지하에서 선택된 유체(예컨대, 수소, 헬륨, 또는 이산화탄소)의 식별 및 탐사를 허용한다. 본 명세서에 기술된 기법은 지하 수소, 헬륨, 또는 이산화탄소 자원을 식별하고/하거나 지하 수소 또는 이산화탄소 저장 저류층 또는 인접 층을 식별하기 위해, 미국 및 전 세계적으로 공공 및 독점 데이터베이스를 통해 이용 가능한 수천의 지구물리적 우물 로그와 함께 사용될 수 있다. 이러한 지구물리적 로그 또는 기타 와이어라인 로그 데이터는 지하 수소, 헬륨, 또는 이산화탄소 저장 또는 지하에서의 탄소 광물화(mineralization)에 의한 탄소 격리를 정량화하고 검증하는 데 사용될 수도 있다. 이러한 지구물리적 로그 또는 기타 와이어라인 로그 데이터의 종적인(longitudinal)(시간 또는 시계열(time series)에 따른) 모음은 지하 수소, 헬륨, 또는 이산화탄소 저장 또는 지하에서의 탄소 광물화에 의한 탄소 격리를 추가로 정량화하고 검증하는 데 사용될 수도 있다. 예를 들어, 로그들의 종적인 모음으로부터의 데이터는 시간 경과에 따른 이산화탄소와 수소 또는 헬륨 함량 간의 상대적인 차이를 결정하기 위해, 예를 들어 층 내 유체의 격리(sequestration) 또는 고갈(depletion)을 결정하기 위해 비교될 수 있다. 그러한 기법은 유체(들)의 층으로의 주입(injection)을 모니터링하는 데 사용될 수 있다.

방법(600)은 방법(600)으로부터 나온 선택된 지하 유체(들)의 존재, 부재, 또는 그 양의 결정된 표시에 기초하여 하나 이상의 우물을 시추하는 단계를 포함할 수 있다. 시추의 예가 하기에서 더 상세히 설명된다. 그러한 시추는 암석 층에 유체 또는 가스를 주입하거나 층으로부터 선택된 유체(들)를 추출하기 위한 것일 수 있다. 예를 들어, 시추는 방법(600)으로부터 결정된 하나 이상의 지하 구간에서의 지하 수소 저류층의 존재에 기초하여 수소를 추출하기 위해 수행될 수 있다. 방법(600)은 관심 지하 구간으로 유체(들)를 주입(예컨대, 격리, 저장, 또는 파쇄(fracturing)를 위해)하거나 관심 지하 구간으로부터 유체(들)를 추출하는 단계를 포함할 수 있다.

하기에 더 상세히 기술되는 바와 같이, 수소, 헬륨, 이산화탄소, 또는 기타 가스에 대한 탐사 동안, 지구물리적 우물 로그 데이터를 검색하고 본 명세서에 개시된 기법 및 수식을 이용하여 유체 타입을 구하기 위해 컴퓨터 보조 알고리즘이 사용될 수 있다. 컴퓨터 보조 알고리즘은 지하에서 수소, 헬륨, 이산화탄소, 또는 기타 가스를 함유하는 지하 암상 층을 식별하는 데 사용될 수 있다. 블록(110-180)과 같은 방법(100)의 임의의 부분들은 알고리즘이 저장된 컴퓨팅 디바이스(예컨대, 컴퓨터)에 의해 수행될 수 있다. 예를 들어, 블록(150) 및 블록(160)에서 유체 밀도 및 유체 느리기의 계산은 관심 지질 지역에 대한 우물 로그에서의 깊이에 대해 컴퓨터에서 수행될 수 있다.

도 5는 실시예에 따른 본 명세서에 개시된 방법을 구현하기 위한 시스템(500)의 블록도이다. 시스템(500)은 수소, 헬륨, 이산화탄소, 메탄 등과 같은 암석 층 내의 선택된 유체(들)를 타기팅(targeting)(예컨대, 식별 및 정량화)하기 위한 타기팅 시스템이다. 시스템(500)은 적어도 하나의 프로세서(511)와, 데이터 및 하나 이상의 운영 프로그램을 저장하는 메모리 스토리지(512)를 구비하는 컴퓨팅 디바이스(510)를 포함한다. 메모리 스토리지(512)(예컨대, 비일시적 메모리 저장 매체)는 전자적으로 통신하는 프로세서(511)와 전자적으로 통신한다. 시스템(500)은 컴퓨팅 디바이스(510)와 전자적으로 통신하는 통신 네트워크(520)를 포함한다. 시스템(500)은 종이 우물 로그(550)의 디지털화, 디지털화된 우물 로그(560), 또는 시추 현장 로깅 장비(drill site logging equipment)(570)로부터 얻은 이미지 로그(530) 및 수치 로그 데이터(540)를 포함할 수 있다. 이미지 로그(530) 및 수치 로그 데이터(540)는 통신 네트워크(520)를 통해 얻어질 수 있다.

적어도 하나의 컴퓨팅 디바이스(510)는 하나 이상의 서버, 하나 이상의 컴퓨터(예컨대, 데스크탑 컴퓨터, 랩탑 컴퓨터), 또는 하나 이상의 모바일 컴퓨팅 디바이스(예컨대, 스마트폰, 태블릿 등)를 포함할 수 있다. 컴퓨팅 디바이스(510)의 프로세서(511)는 운영 프로그램을 구성하는 것과 같은 명령(예컨대, 본 명세서에 개시된 방법들 중 임의의 것의 하나 이상의 부분을 수행하기 위한 명령)을 실행하기 위한 하드웨어를 포함한다. 프로세서(511)는 메모리 스토리지(512)에 저장된 운영 프로그램을 판독하고 실행하도록 구성된다.

컴퓨팅 디바이스의 메모리 스토리지(512)는 랜덤 액세스 메모리(Random Access Memory, RAM), 판독 전용 메모리(Read Only Memory, ROM), 솔리드 스테이트 디스크(Solid State Disk, SSD), 플래시(Flash), 상변화 메모리(Phase Change Memory, PCM), 또는 기타 타입의 데이터 스토리지와 같은 휘발성 및 비휘발성 메모리 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 메모리 스토리지(512)는 내부 또는 분산 메모리일 수 있다. 메모리 스토리지(512)에 저장된 하나 이상의 운영 프로그램은 본 명세서에 개시된 방법의 부분들 중 임의의 부분을 수행하기 위한 기계 판독 가능 및 실행 가능한 명령을 포함할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 운영 프로그램은 이미지 분석 엔진(513), 수치 디지털 분석 엔진(514), 관련성 결정 엔진(515) 등을 포함할 수 있다. 메모리 스토리지(512)는 또한 본 명세서에 개시된 방법의 하나 이상의 데이터 세트, 출력, 또는 여기에 개시된 방법에서 사용되는 임의의 다른 디지털 정보를 저장하기 위한 데이터 스토어(516)를 그 안에 구비한다.

예를 들어, 데이터 스토어(516)는 분석 및 결정 엔진에 의해 사용될 수치 또는 기타 데이터가 있는 가져온(imported) 우물 로그들(예컨대, 전자적 데이터 로그 또는 이미지 로그)을 포함할 수 있다.

이미지 분석 엔진(513), 수치 디지털 분석 엔진(514), 및 관련성 결정 엔진(515)은 본 명세서에 개시된 계산 및 분석 기법을 수행하기 위한 명령이 구비된 운영 프로그램으로서 메모리 스토리지(512)에 저장될 수 있다. 메모리 스토리지는 분석 및 결정 엔진에 의해 사용될 수치 또는 기타 데이터가 있는 가져온 우물 로그들(예컨대, 전자적 데이터 로그 또는 이미지 로그)의 데이터 스토어를 포함할 수 있다.

컴퓨팅 디바이스(510)는 입력/출력("I/O") 디바이스/인터페이스(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 하나 이상의 I/O 디바이스/인터페이스는 사용자가 컴퓨팅 디바이스(510)에 입력을 제공하고, 컴퓨팅 디바이스(510)로부터 출력을 수신하고, 그 외 컴퓨팅 디바이스(510)로 및 이로부터 데이터를 전송하도록 구성 및 제공된다. 이러한 I/O 디바이스/인터페이스는 마우스, 키패드 또는 키보드, 터치 스크린, 카메라, 광 스캐너, 네트워크 인터페이스, 웹 기반 액세스, 모뎀, 포트, 기타 알려진 I/O 디바이스 또는 그러한 I/O 디바이스/인터페이스의 조합을 포함할 수 있다. 터치 스크린은 스타일러스(stylus) 또는 손가락으로 활성화될 수 있다.

I/O 디바이스/인터페이스는 그래픽 엔진, 디스플레이(예컨대, 디스플레이 화면 또는 모니터), 하나 이상의 출력 드라이버(예컨대, 디스플레이 드라이버), 하나 이상의 오디오 스피커, 및 하나 이상의 오디오 드라이버를 포함하는(그러나 이에 제한되지는 않음), 사용자에게 출력을 제시하기 위한 하나 이상의 디바이스를 포함할 수 있다. 예에서, I/O 디바이스/인터페이스는 사용자에게 제시하기 위해 그래픽 데이터를 디스플레이에 제공하도록 구성된다. 그래픽 데이터는 하나 이상의 그래픽 사용자 인터페이스 및/또는 특정 구현을 제공할 수 있는 임의의 다른 그래픽 콘텐트를 나타낼 수 있다.

컴퓨팅 디바이스(510)는 통신 인터페이스(도시되지 않음)를 더 포함할 수 있다. 통신 인터페이스는 하드웨어, 소프트웨어, 또는 둘 모두를 포함할 수 있다. 통신 인터페이스는 컴퓨팅 디바이스(510)와 하나 이상의 추가적인 컴퓨팅 디바이스 또는 하나 이상의 네트워크 간의 통신(예를 들어, 패킷 기반 통신)을 위한 하나 이상의 인터페이스를 제공할 수 있다. 예를 들어, 통신 인터페이스는 이더넷(Ethernet) 또는 다른 유선 기반 네트워크와 통신하기 위한 네트워크 인터페이스 컨트롤러(network interface controller, NIC) 또는 네트워크 어댑터, 또는 WI-FI 네트워크와 같은 무선 네트워크와 통신하기 위한 무선(wireless) NIC(WNIC) 또는 무선 어댑터를 포함할 수 있다.

임의의 적합한 네트워크 및 임의의 적합한 통신 인터페이스가 사용될 수 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 디바이스(510)는 애드혹(ad hoc) 네트워크, 개인 영역 네트워크(personal area network, PAN), 로컬 영역 네트워크(local area network, LAN), 광역 네트워크(wide area network, WAN), 대도시 영역 네트워크(metropolitan area network, MAN), 또는 인터넷의 하나 이상의 부분 또는 이들 중 둘 이상의 조합과 통신할 수 있다. 이들 네트워크 중 하나 이상 네트워크의 하나 이상의 부분은 유선 또는 무선일 수 있다. 예로서, 컴퓨팅 디바이스(510)의 하나 이상의 부분은 무선 PAN(WPAN)(예를 들어, BLUETOOTH WPAN), WI-FI 네트워크, WI-MAX 네트워크, 셀룰러 전화 네트워크(예를 들어, 모바일 통신을 위한 글로벌 시스템(Global System for Mobile Communications, GSM) 네트워크), 또는 기타 적합한 무선 네트워크 또는 이들의 조합과 통신할 수 있다. 컴퓨팅 디바이스(510)는 적절한 경우 이들 네트워크 중 임의의 것에 대해 적합한 통신 인터페이스를 포함할 수 있다.

컴퓨팅 디바이스(510)는 버스(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 버스는 컴퓨팅 디바이스(510)의 구성요소를 서로 결합하는 하드웨어, 소프트웨어, 또는 둘 모두를 포함할 수 있다. 예를 들어, 버스는 가속 그래픽 포트(Accelerated Graphics Port, AGP) 또는 다른 그래픽 버스, 확장 산업 표준 아키텍처(Enhanced Industry Standard Architecture, EISA) 버스, 프론트-사이드 버스(Front-side Bus, FSB), 하이퍼트랜스포트(HYPERTRANSPORT, HT) 인터커넥트(interconnect), 산업 표준 아키텍처(Industry Standard Architecture, ISA) 버스, 인피니밴드(INFINIBAND) 인터커넥트, 로우-핀-카운트(Low-Pin-Count, LPC) 버스, 메모리 버스, 마이크로 채널 아키텍처(Micro Channel Architecture, MCA) 버스, 주변장치 구성요소 인터커넥트(Peripheral Component Interconnect, PCI) 버스, PCI-익스프레스(PCI-Express, PCIe) 버스, 직렬 ATA(Serial Advanced Technology Attachment, SATA) 버스, 비디오 전자공학 표준 협회 로컬 버스(Video Electronics Standards Association Local Bus, VLB), 또는 또 다른 적합한 버스 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.

통신 네트워크(520)는 월드 와이드 웹(world wide web), 로컬 무선 네트워크, 로컬 영역 네트워크 등과 같은 원격 소스 간의 전자적 전송 또는 데이터를 가능하게 하는 정보 시스템을 포함할 수 있다. 통신 네트워크(520)는 하나 이상의 클라우드 기반 구성요소를 포함할 수 있다. 컴퓨팅 디바이스(510)는 예를 들어 통신 네트워크(520)(예컨대, 인터넷 연결, 이더넷 연결, 또는 로컬 영역 네트워크)를 통해, 원격 이미지 로그(530) 및 수치 로그 데이터(540)와 전자적으로 통신한다.

수치 로그 데이터(540)는 기존 종이 로그(550)의 디지털화, 기존 디지털화된 로그(560)의 획득, 또는 현장의 로깅 시스템(570)(예컨대, 시추 현장의 로깅 트럭(logging truck))으로부터 제공될 수 있다. 수치 (우물) 로그 데이터(540) 및 이미지 로그 데이터(530)는 컴퓨팅 디바이스(510)에 의해 액세스되어 이에 의해 본 명세서에 개시된 방법들 중 임의의 부분을 수행하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 수치 로그 데이터(540) 및 이미지 로그 데이터(530)는 데이터 스토어(516)에 다운로드되고 저장되어, 관심 지리적 지역에서의 암석 층 내 선택된 유체 타입을 식별하고 정량화하기 위해 이미지 분석 엔진(513), 수치 디지털 분석 엔진(514), 또는 관련성 결정 엔진(515) 중 하나 이상에 의해 사용될 수 있다.

이미지 분석 엔진(513)은 우물 로그의 이미지를 분석하여 그 안의 정보를 식별하고 기록할 수 있다. 예를 들어, 이미지 분석 엔진(513)은 종이 우물 로그의 디지털화된 이미지를 검사하여, 비저항, 중성자 공극률, 암석 타입, 벌크 밀도 등과 같은 암석 층 및 그 안의 유체(들)의 특성을 전자적 형태로 식별하고 기록할 수 있다.

도 6은 실시예에 따른 이미지 분석(600)을 위한 방법의 블록도이다. 이미지 분석 방법(600)은 위에 개시된 컴퓨팅 디바이스(510)에서 수행될 수 있다. 이미지 분석 방법(600)은 블록(610)에서 이미지화되거나 디지털화된 우물 로그에 대한 정보를 수신하는 단계; 블록(620)에서 우물 로그 특성이 선택된 유체(예컨대, 수소, 헬륨, 또는 이산화탄소) 축적을 나타낼 가능도를 추정하는 단계; 및 블록(630)에서 상기 추정된 가능도가 선택된 유체 축적의 존재의 가능도에 대한 미리 결정된 문턱값을 충족하는지 여부를 결정하는 단계를 포함한다. 그리고 상기 추정된 가능도가 미리 결정된 문턱값을 충족하는지 여부를 결정하는 것에 응답하여, 이미지 분석 방법(600)은 각각 블록(650) 및 블록(640)에서 우물 로그 특성이 선택된 유체 축적의 존재를 나타내는지 여부의 표시를 출력하는 단계를 포함한다. 이미지 분석 방법(600)은 블록(625)에서 상기 특성이 선택된 유체의 존재를 나타낼 확률(probability) 또는 신뢰도(confidence)를 출력하는 단계를 포함한다.

블록(610)에서 이미지화 또는 디지털화된 우물 로그에 대한 정보를 수신하는 단계는 컴퓨팅 디바이스에서 정보(예컨대, 우물 로그 데이터 또는 이미지)를 수신하는 단계를 포함할 수 있다. 정보는 하나 이상의 관심 지질 지역에서 하나 이상의 지하 구간에서 암석 기질의 특성을 나타내는 우물 로그의 이미지 또는 디지털화된 우물 로그로부터의 데이터를 포함할 수 있다. 이미지화된 또는 디지털화된 우물 로그는 각각 상이한 특성들을 제공하는 복수의 우물 로그들과 같이 본 명세서에 개시된 로그들 중 임의의 것을 포함할 수 있다.

블록(620)에서 우물 로그 특성이 선택된 유체 축적을 나타낼 가능도를 추정하는 단계는 방법(100)(도 1)의 하나 이상의 부분을 수행하는 단계를 포함할 수 있다. 우물 로그 특성이 선택된 유체 축적을 나타낼 가능도는 선택된 유체 축적이 존재한다는 이진의(binary), yes 또는 no 표시를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 우물 로그 특성이 선택된 유체 축적을 나타낼 추정된 가능도는 단일 관심 지질 영역 내의 표시들의 선택된 수, 선택된 수의 지하 구간들에서 선택된 유체(들)의 존재의 표시, 선택된 유체(들)의 선택된 양(quantity), 또는 전술한 것의 조합을 포함할 수 있으며, 이는 본 명세서에 개시된 방법들 중 임의의 것을 사용하여 결정된다.

일부 예에서, 추정된 가능도는 특성들이 선택된 유체의 존재를 나타낼 확률 또는 신뢰 구간으로서 표현될 수 있다. 확률 또는 신뢰 구간은 계산된 유체(들)의 양과 타깃 값의 통계적으로 허용 가능한 편차(예컨대, 타깃 값의 10 % 이내, 또는 적어도 90 %)에 기초할 수 있다. 이에 따라, 확률 또는 신뢰 구간은 타깃 값의 백분율 또는 분수로 표현될 수 있다.

블록(625)에서 특성이 선택된 유체의 존재를 나타낼 확률 또는 신뢰도를 출력하는 단계는 하나 이상의 관심 지리적 지역에서의 하나 이상의 지하 구간에서 선택된 유체(들)의 존재의 표시를, 우물 로그, 지도, 및 목록 중 하나 이상에 디지털 형태로 출력하는 단계를 포함할 수 있다. 선택된 관심 유체는 수소, 헬륨, 메탄, 이산화탄소, 또는 임의의 다른 유체(들)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 이미지 분석 방법(600)은 상기 특성이 수소, 헬륨, 또는 이산화탄소의 존재를 나타낼 확률 또는 신뢰도를 출력하는 단계를 포함할 수 있다. 출력은 보고로 편집(compilation), 또는 이미지 또는 이미지에 대응하는 위치와의 상관(correlation)을 위해 컴퓨팅 디바이스의 메모리 스토리지로 전송될 수 있다. 출력은 원격 컴퓨팅 디바이스로 전송될 수 있다.

블록(630)에서 추정된 가능도가 선택된 유체 축적의 존재 가능도에 대한 미리 결정된 문턱값을 충족하는지 여부를 결정하는 단계는 단일 관심 지질 지역 내의 결정된 표시, 선택된 수의 지하 구간에서 선택된 유체(들)의 존재에 대한 결정된 표시, 선택된 유체(들)의 결정된 양, 또는 전술한 것들의 조합이 상기 동일한 것에 대한 문턱값을 충족하거나 초과하는지를 비교하는 단계를 포함할 수 있다. 문턱값은 이미지 분석 엔진(513)으로 입력될 수 있다. 문턱값은 깊이, 시추(drilling) 비용, 펌핑(pumping) 비용 등과 같은 하나 이상의 고려 사항에 기초하여 선택된 유체의 수익성 있는 저류층을 나타내는 값에 기초할 수 있다.

추정된 가능도가 미리 정해진 문턱값을 충족하는지 여부를 결정하는 것에 응답하여, 방법(600)은 우물 로그 특성이 선택된 유체 축적의 존재를 나타내지 않는다는 표시를 출력하는 단계(640) 또는 우물 로그 특성이 선택된 유체 축적의 존재를 나타낸다는 표시를 출력하는 단계(640)를 포함한다. 출력은 보고로 편집, 또는 이미지 또는 이미지에 대응하는 위치와의 상관을 위해 컴퓨팅 디바이스의 메모리 스토리지로 전송될 수 있다. 출력은 원격 컴퓨팅 디바이스로 전송될 수 있다.

일부 예에서, 이미지 분석 방법은 우물 로그 이미지를 수신하고; 우물 로그 이미지를 분석하여 선택된 지하 유체와 일치하는 로그 특성의 존재를 결정하고; 분석 결과를 원시 데이터로 출력하는 단계를 포함하여 보다 단순화될 수 있다. 그러한 분석은 방법(100) 및 방법(600)의 임의의 부분을 포함할 수 있으며, 출력은 분석 결과 보고를 출력하는 것을 포함할 수 있다. 출력은 지도, 우물 로그, 또는 분석 결과를 열거하는 보고 형태일 수 있으며, 예를 들어 관심 지질 지역에서 선택된 유체들의 위치, 깊이, 및 양에 대한 정보를 제공한다.

본 명세서에 개시된 이미지 분석 방법은 컴퓨팅 디바이스(510)에 저장된 이미지 분석 엔진(513)에서 전체 또는 부분적으로 구현될 수 있다.

일부 예에서, 이미지 분석 엔진은 인공 지능 프로그램으로서 구현될 수 있다. 인공 지능 프로그램은 실시예에 따라 지구물리적 우물 로그들의 이미지를 분류하도록 훈련될 수 있다. 훈련 알고리즘은 선택된 지하 유체(들)(예컨대, 수소, 헬륨, 이산화탄소, 메탄, 혼합 탄화수소, 또는 이들의 혼합물) 축적과 일치하는 로그-기반 피처(feature)들을 보여주는 라벨링된(labeled) 이미지들의 훈련 데이터세트(training dataset)를 수신하는 제1 단계, 훈련 데이터세트를 사용하여 이미지 분류 모듈을 훈련하는 제2 단계, 및 이미지 분석 엔진이 이미지 분류 모델을 호스팅하는 제3 단계를 포함한다.

모델은 예를 들어 이미지 훈련 데이터 세트 및 식 1 내지 식 2에 따라, 모델 생성기에 의해 구축될 수 있다(예컨대, 적용 가능한 경우 훈련 이미지에 기초하여 구축된 모델이 방법(100) 및 식 1 및 식 2를 준수하도록 보장함). 훈련 데이터 세트를 사용하여 이미지 분류 모듈을 훈련하는 것은 이미지 분류 모듈이 방법(100) 또는 방법(600)의 하나 이상의 부분을 이용하도록 보장하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 이미지 분류 모듈은 방법(100)에서 사용된 식 1 내지 식 2에 따라 작동할 수 있다.

도 5로 돌아가면, 수치 디지털 분석 엔진(514)은 수치 로그 데이터(540)로부터 얻은 데이터를 사용하여 방법(100)의 하나 이상의 부분과 유사하거나 동일하게 작동하기 위한 기계 판독 및 실행 가능 명령을 포함할 수 있다. 수치 분석 엔진(514)의 출력은 하나 이상의 측면에서 이미지 분석 엔진(513)의 출력과 유사하거나 동일할 수 있다.

관련성 판단 엔진(515)은 선택된 유체 타입, 선택된 유체 타입의 양, 선택된 유체 타입과 그 양을 포함하는 지하 구간들의 수 및/또는 위치 등과 같은 선택된 기준에 대한, 관심 지리적 지역에서의 하나 이상의 지하 구간 내 유체(들)의 결정된 특성의 관련성을 결정하기 위한 기계 판독 가능 및 실행 가능한 명령을 포함할 수 있다. 이에 따라, 관련성 결정 엔진(515)은 지하 층에서의 유체(들)가 추출자에게 관심의 대상이 될 만큼 충분히 큰 선택된 유체(들)의 저류층의 존재를 나타내는지, 지하 층에서 선택된 유체(들)의 고갈 또는 격리의 양을 나타내는지 등을 결정할 수 있다.

관련성 분석 엔진(515)의 출력은 하나 이상의 측면에서 이미지 분석 엔진(513)의 출력과 유사하거나 동일할 수 있다.

일부 예에서, 이미지 분석 엔진(513), 수치 디지털 분석 엔진(514), 및 관련성 결정 엔진(515) 중 하나 이상은 시스템(500)에서 생략될 수 있다.

방법(100, 600), 이미지 분석 엔진(513), 수치 디지털 분석 엔진(514), 및 관련성 결정 엔진(515) 중 임의의 부분들은 관심 지리적 지역의 암석 층 내 선택된 유체 타입을 식별하고 정량화하기 위한 소프트웨어의 별개의 부분들을 형성할 수 있다.

다음의 예들은 본 명세서에 개시된 방법, 방법의 구성요소, 시스템, 시스템의 구성 요소, 애플리케이션 및 물질의 다양한 실시예를 설명하기 위해 제공된다. 이러한 예는 설명 목적을 위한 것이며, 청구항의 범위를 제한하는 것으로 간주되어서는 안 되며, 그 외 청구항의 범위를 제한하지 않는다.

예언적 예(PROPHETIC EXAMPLES)

도 7a 및 도 7b는 실시예에 따른 지질 지도 및 해당 우물 로그의 분석 흐름도이다. 도 7a 및 도 7b는 본 명세서에 개시된 선택된 지하 유체의 존재를 결정하기 위한 기법이 우물 계획 및 시추에 어떻게 이용되는지 보여준다. 지질 지도(710)는 관심 지질 구역에서 화성암(712)(예컨대, 화강암, 현무암, 또는 반려암)의 위치를 보여준다. 화성암은 지하에서 수소 생성을 위한 잠재적인 소스 암석(source rock)이다. 지질 지도(710)는 그 지역에서 이전에 시추된 우물들(701, 702, 703, 704)의 위치를 보여준다.

우물(701, 702)은 매핑된 화성암에서의 그것들의 위치로 인해 관심 우물이 될 수 있다. 이에 대응하여, 우물(701, 702)에 대한 우물 로그가 본 명세서에 개시된 기법을 사용하여 평가될 수 있다.

도 7a에서, 우물(701)에 대응하는 우물 로그가 방법(100)(도 1)을 사용하여 분석된다. 우물(701)의 세 개 상이한 구간들에 대한 방법(100)의 출력은 각각 메탄, 수소, 및 이산화탄소로 채워진 500 내지 1,000 ft, 1,500 내지 2,000 ft, 및 3,000 내지 3,500 ft에서의 사암 저류층을 보여준다. 1,500 내지 2,000 ft에서 수소로 채워진 사암 저류층이 관심 시추 타깃이 된다. 그런 다음 우물(701)의 위치에 또는 그 근처에 2,000 ft의 타깃 깊이로 새로운 우물을 시추하기 위해 시추 계획이 개발된다.

도 7b에서, 우물(702)에 대응하는 우물 로그가 방법(100)(도 1)을 사용하여 분석된다. 우물(702)의 세 개 상이한 구간들에 대한 방법(100)의 출력은 각각 메탄, 물, 및 이산화탄소로 채워진 500 내지 1,000 ft, 1,500 내지 2,000 ft, 및 3,000 내지 3,500 ft의 사암 저류층을 보여준다. 이 위치에서는 수소 저류층을 시추하기 위한 조치가 취해지지 않는다.

작동 예

도 8은 우물로부터의 감마선 판독값(API) 및 캘리퍼(caliper) 판독값을 묘사하는 와이어라인 로그 데이터의 디스플레이이다. 도 8의 정보는 감마선 판독값과 캘리퍼 판독값에 기초한 암석 타입을 보여준다. 빗금친 영역의 판독값은 해당 지하 구간에서 암석 타입이 사암임을 보여준다. 사암 암석 타입이 방법(100)에 제시된 바와 같이 유체 밀도와 음향 느리기를 결정하는 데 사용되었다.

도 9는 도 8의 우물로부터의 비저항 판독값을 묘사하는 와이어라인 로그 데이터의 디스플레이이다. 도 9의 비저항 판독값은 우물에서의 암석 층의 공극률과 그 안의 유체 타입을 결정하는 데 사용되었다. 빗금친 영역의 판독값은 해당 지하 구간에서 수소가 존재한다는 것을 보여준다. 예를 들어, 비저항은 방법(100)에 제시된 바와 같이 유체(들)의 유체 밀도와 음향 느리기를 계산하는 데 사용되었다.

도 10은 도 8의 우물로부터의 느리기, 벌크 밀도, 및 중성자 공극률 판독값을 묘사하는 와이어라인 로그 데이터의 디스플레이이다. 도 10의 느리기 판독값(μs/ft), 벌크 밀도 판독값(g/cm³), 및 중성자 공극률 판독값(%)은 유체들의 유체 밀도와 음향 느리기를 결정하는 데 사용되었다. 빗금친 영역의 판독값은 해당 지하 구간에서 수소가 존재한다는 것을 보여준다. 예를 들어, 느리기(예컨대, 벌크 느리기 또는 Δt_log)는 방법(100)에 제시된 바와 같이 유체의 음향 느리기(Δt_fluid)를 결정하는 데 사용되었다. 벌크 밀도(ρ_log)와 공극률(Φ)은 방법(100)에 제시된 바와 같이 유체 밀도(ρ_fluid)를 결정하는 데 사용되었다.

도 11은 도 8의 우물의 수소가 풍부한 저류층을 타기팅하는 최근에 시추된 우물로부터의 머드 가스 질량 분석 로그이다. 사암 내에 위치된 강조 표시된 구간들은, 도 8 내지 도 10의 정보에 기초하여 기공 공간 내의 물과 수소의 혼합물을 나타내는 밀도, 공극률, 및 음향 로그 값을 가진다. 특히, 도 11은 동일한 구간에서의 머드 가스 스트림(mud gas stream)에서 배경보다 많은 수소의 일치 증가(coincident increase)가 있음을 보여준다. 이에 따라, 시추 머드에 존재하는 수소는 우물에서 해당 깊이에 수소 저류층이 있다는 것을 확인해준다.

도 11은 본 명세서에 개시된 방법, 시스템, 및 소프트웨어가 지하 층 내의 수소와 같은 선택된 유체를 성공적으로 식별할 수 있음을 확인해주는 실제 예이다.

본 명세서 개시된 방법, 시스템, 및 소프트웨어는 수많은 다양한 산업 및 응용 분야에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에 개시된 방법, 시스템, 및 소프트웨어는 지하 가스 저류층을 식별하고, 그 안의 가스 양을 정량화하고, 지하 저류층에서 가스 격리를 확인하거나, 지하 저류층에서 가스의 고갈을 확인하는 데 사용될 수 있다.

본 명세서는 수소, 헬륨, 및 이산화탄소에 초점을 맞추고 있지만, 본 명세서에 개시된 기법은 그와 같이 제한되지 않으며, 몇 가지 예를 들면 다른 가스, 광상(ore deposit), 광물 및 보석뿐만 아니라, 기초(foundation), 댐, 수력 발전 시설, 및 핵 시설과 같은 대형 구조물에서 발견되는 물질을 포함하여, 다른 지하 물질의 식별 및 정량적 평가에 적용될 수 있다.

지구 내부의 암상 층(lithological formation)에서 천연 자원을 생산할 때, 천연 자원이 있는 것으로 생각되는 위치까지 지구 안으로 우물이나 시추공이 시추된다. 유사하게 가스의 지하 저장이나 지구 내 층에서의 온실 가스의 격리에서, 온실 가스가 주입, 저장, 위치, 또는 격리될 위치까지 지구 안으로 우물이나 시추공이 시추된다. 이러한 천연 자원은 수소; 헬륨; 이산화탄소; 메탄 또는 기타 탄화수소 가스; 황화수소 저류층; 수소 저류층; 헬륨 저류층; 이산화탄소 저류층; 황화수소가 풍부한 저류층; 탄화수소가 풍부한 저류층일 수 있고, 천연 자원은 담수(fresh water), 기수(brackish water), 염수(brine)일 수 있고, 지열 에너지의 열원일 수 있고, 또는 지하에 위치된 일부 다른 천연 자원, 광상, 광물, 금속, 또는 보석일 수 있다.

이러한 자원을 함유하는 층은 수역 바닥 아래(예컨대, 해저 아래) 또는 다른 천연 자원 아래(예컨대, 대수층 아래)를 포함하여, 지구 표면 아래 수백 피트, 수천 피트, 또는 수만 피트에 있을 수 있다. 이러한 층은 지구 내 다양한 깊이에 있을 뿐만 아니라 상이한 크기, 모양, 부피의 영역들을 포함할 수 있다.

전형적으로, 일반적인 설명으로, 우물을 시추할 때 초기 시추공이 지구 안으로, 예컨대 육지 표면이나 해저 안으로 만들어지고, 그런 다음 후속의 그리고 더 작은 직경의 시추공들이 시추되어 시추공의 전체 깊이를 확장한다. 이러한 방식으로 전체 시추공이 더 깊어짐에 따라 그것의 직경은 더 작아지고, 결과적으로 지구 표면에 가장 가까운 시추공의 상단에 가장 큰 직경의 홀(hole)이 있는 홀들의 텔레스코핑(telescoping) 조립체로 구상될 수 있다.

따라서 예로서, 바다 속 시추 프로세스의 시작 단계는 일반적으로 다음과 같이 설명될 수 있다. 시추 굴착장치(drilling rig)가 시추가 이루어질 영역 위의 수면에 포지셔닝되면, 해저 아래 약 200 내지 300 ft 깊이로 지구에 36" 홀을 시추하여 초기 시추공이 만들어진다. 이 초기 시추공 안으로 30" 케이싱(casing)이 삽입된다. 이 30" 케이싱은 컨덕터(conductor)라고도 한다. 30" 컨덕터는 제자리에 결속(cemented)될 수도 있고 그렇지 않을 수도 있다. 이 시추 작업 중에는 일반적으로 라이저(riser)가 사용되지 않으며, 시추 활동으로 시추공에서 제거된 흙과 기타 물질 등 시추공에서 나온 암편(cuttings)은 해저로 되돌려진다. 다음으로, 30" 케이싱 내에 26" 직경의 시추공을 시추하여 시추공의 깊이를 약 1,000 내지 1,500 ft까지 확장한다. 이 시추 작업은 라이저를 사용하지 않고 수행될 수도 있다. 그런 다음 20" 케이싱을 30" 컨덕터와 26" 시추공 안으로 삽입한다. 이 20" 케이싱을 제자리에 결속시킨다. 20" 케이싱에는 웰헤드(wellhead)가 고정되어 있다. (다른 작업에서는 추가적인 더 작은 직경의 시추공을 시추할 수 있으며, 더 작은 직경의 케이싱을 해당 더 작은 직경의 케이싱에 웰헤드가 고정된 상태에서 해당 시추공에 삽입할 수 있다.) 그런 다음 폭발 방지 장치(blow out preventer, BOP)를 라이저에 고정하고 라이저에 의해 해저로 하강시키고, 여기서 BOP는 웰헤드에 고정된다. 이 지점부터 시추공에서의 모든 시추 활동은 라이저와 BOP를 통해 이루어진다.

라이저 없는 바다 속 시추 작업도 고려될 수 있음에 유의한다.

지상의(land-based) 시추 프로세스의 경우, 단계는 비슷하지만 전형적으로 큰 직경 튜브로 된 30”내지 20”인치는 사용되지 않는다. 따라서 일반적으로 직경이 약 13 3/8”인 표면 케이싱이 있다. 이것은 표면, 예컨대 웰헤드 및 BOP로부터 수십 피트에서 수백 피트 깊이까지 확장될 수 있다. 표면 케이싱의 목적 중 하나는 지하수를 보호하고 온실 가스, 가연성 가스, 또는 소금이 많은 염수의 표면 케이싱 배출 흐름(ventflow)을 방지하여 환경 문제를 충족시키는 것이다. 표면 케이싱은 드릴 스트링(drill string), 전자 수중 펌프(electronic submersible pump, ESP)와 순환 머드(circulation mud)와 같은 생산 장비가 통과할 수 있을 만큼 충분히 큰 직경을 가져야 한다. 케이싱 아래에는 하나 이상의 상이한 직경의 중간 케이싱이 사용될 수 있다. (시추공의 섹션들은 케이싱되지 않을 수 있으며, 이러한 섹션들은 개방형 홀(open hole)이라고 한다.) 이들은 약 7”내지 약 9” 범위의 직경을 가질 수 있지만 더 크거나 더 작은 크기가 사용될 수 있으며, 수천 피트에서 수만 피트의 깊이까지 확장될 수 있다. 케이싱 내부와 시추공의 페이 존(pay zone) 또는 생산 존(production zone)으로부터 표면의 웰헤드까지 및 이를 통해 확장되는 것은 생산 튜빙(production tubing)이다. 단일 시추공에는 단일 생산 튜빙 또는 다수 생산 튜빙이 있을 수 있으며, 생산 튜빙 각각의 끝은 상이한 깊이에 있다.

수압 파쇄(hydraulic fracturing) 기법의 사용으로 층과 우물 사이의 유체 연통(fluid communication)이 크게 증가할 수 있다. 수압 파쇄의 처음 사용은 1940년대 후반과 1950년대 초반으로 거슬러 올라간다. 일반적으로 수압 파쇄 처리는 유체를 우물 아래로 그리고 층 안으로 강제로 밀어넣는 것을 포함하며, 이때 유체가 층과 균열로 들어가, 예를 들어 암석 레이어(layer)가 강제로 깨지거나 파쇄되게 한다. 이러한 파쇄는 수 미크론(micron)의 단면을 가지고, 크기가 수 밀리미터(millimeter), 몇 밀리미터까지, 및 잠재적으로는 더 큰 채널 또는 흐름 경로를 생성할 수 있다. 파쇄는 또한 우물로부터 모든 방향으로 수 피트, 몇 피트, 및 수십 피트 또는 그 이상 확장될 수 있다. 파쇄는 단일 작업으로 파쇄 유체와 함께 우물 아래로 강제로 밀어 넣어진 프로판트(proppant)(예컨대, 다양한 크기의 모래 그레인)를 사용하여 개방된 상태로 유지될 수 있다. 저류층에서의 우물의 길이방향 축은 수직이 아닐 수 있음을 기억해야 한다. 길이방향 축은 비스듬히(위로 또는 아래로 기울어짐) 있을 수 있거나 수평일 수 있다. 저류층 내에 위치된 우물의 섹션, 즉 천연 자원을 함유하는 층의 섹션은 페이 존이라고 할 수 있다. 가스 스토리지의 다른 실시예에서 가스가 주입되는 이들 저류층 구간은 스토리지 저류층(storage reservoir)이라고 할 수 있다.

달리 명시되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 용어 "수소 탐사 및 생산", "이산화탄소 탐사 및 생산", "헬륨 탐사 및 생산", "황화수소 탐사 및 생산", "탐사 및 생산 활동", "E&P" 및 "E&P 활동", 그와 유사한 용어는 가능한 가장 광범위한 의미가 주어져야 하며, 측량, 지질 분석, 우물 계획, 저류층 계획, 저류층 관리, 우물 시추, 워크오버(workover) 및 완료 활동, 수소 또는 헬륨 생산, 우물로부터의 수소 또는 헬륨 흐름, 수소 또는 헬륨 수집, 우물로부터의 2차 및 3차 회수, 우물로부터의 수소 또는 헬륨 흐름 관리, 우물 또는 시추공을 사용하여 지하로 수소, 헬륨, 또는 이산화탄소를 주입 또는 저장, 및 임의의 다른 업스트림(upstream) 활동을 포함한다.

달리 명시되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 용어 "지구(earth)"는 가능한 가장 넓은 의미가 주어져야 하며, 땅, 땅에서 발견되거나 발견될 수 있는 물질인 암석과 같은 모든 천연 물질, 콘크리트와 같은 인공 물질을 포함한다.

달리 명시되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 용어 "연안의(offshore)" 및 "연안 시추 활동” 및 그러한 유사한 용어는 가장 넓은 의미로 사용되며, 예를 들어 강, 호수, 운하, 내해(inland sea), 대양, 북해(North Sea)와 같은 바다, 멕시코만(Gulf of Mexico)과 같은 베이(bay) 및 만(gulf)과 같이 인공적이든 자연적으로 발생했든, 담수이든 염수이든, 임의의 수역상에서 또는 임의의 수역에서의 시추 활동을 포함한다. 달리 명시되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 용어 "연안 시추 굴착장치"는 가능한 가장 넓은 의미가 주어져야 하며, 고정 타워(fixed tower), 텐더(tender), 플랫폼(platform), 바지선(barge), 잭업(jack-up), 부유(floating) 플랫폼, 시추선(drill ship), 동적으로 포지셔닝된(dynamically positioned) 시추선, 반잠수정(semi-submersibles), 및 동적으로 포지셔닝된 반잠수정을 포함한다. 달리 명시되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 용어 "해저"는 가능한 가장 넓은 의미가 주어져야 하며, 인공적이든 자연적으로 발생했든, 담수이든 염수이든, 임의의 수역의 아래 또는 바닥에 있는 지구의 임의의 표면을 포함한다.

달리 명시되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 용어 "시추공(borehole)"은 가능한 가장 넓은 의미가 주어져야 하며, 우물, 우물 보어(well bore), 우물 홀(well hole), 마이크로 홀(micro hole), 슬림홀(slimhole) 및 이러한 타입의 좁고 긴 통로를 정의하는 데 일반적으로 사용되거나 이 분야에서 알려진 기타 용어와 같이, 실질적으로 너비보다 길이로 더 긴, 지구에 생성된 임의의 개구부를 포함한다. 우물에는 탐사 우물, 발견 우물, 생산 우물, 버려진 우물, 재진입(reentered) 우물, 재작업(reworked) 우물, 재순환 우물, 저장 우물, 및 주입 우물이 포함된다. 우물에는 케이싱된(cased) 우물과 케이싱되지 않은(uncased) 우물, 및 그러한 우물들의 섹션들이 포함된다. 케이싱되지 않은 우물, 또는 우물의 섹션은 개방형 홀, 시추공, 개방형 시추공, 개방형 보어, 또는 개방형 홀 섹션이라고도 한다. 시추공에는 상이한 배향을 갖는 세그먼트 또는 섹션이 있을 수 있으며, 직선 섹션과 아치형(arcuate) 섹션 및 이들의 조합이 있을 수 있다. 따라서, 달리 명시적으로 제공되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 시추공의 "바닥", 시추공의 "바닥 표면" 및 이와 유사한 용어는 시추공의 끝, 즉 시추공의 개구부, 지구 표면 또는 시추공의 시작 지점으로부터 시추공 경로를 따라 가장 멀리 있는 시추공의 해당 부분을 지칭한다. 시추공의 "측면"과 "벽"이라는 용어는 가능한 가장 광범위한 의미가 주어져야 하며, 케이싱이나 라이너(liner)가 있는지 여부와 관계없이 시추공의 길이방향 표면을 포함한다. 따라서 이들 용어는 개방형 시추공의 측면이나 시추공 내에 포지셔닝된 케이싱의 측면을 포함한다. 시추공은 단일 통로, 다수 통로들, 연결된 통로들(예컨대, 분기형(branched) 구성, 생선뼈형(fishboned) 구성, 이중측면(duallateral) 구성, 삼변형(trilateral) 구성, 사변형(quadrilateral) 구성, 갈퀴형(pitchfork) 구성, 깃털모양(pinnate) 구성, 또는 빗모양(comb) 구성), 및 이들의 조합 및 변형으로 구성될 수 있다.

시추공은 일반적으로 회전 시추 도구(예컨대, 비트(bit))가 있는 기계적 시추 장비를 사용하여 형성되고 진행된다. 예를 들어, 그리고 일반적으로 지구에 시추공을 생성할 때, 시추 비트가 지구로 및 지구안으로 확장되고 회전하여 지구에 홀을 생성한다. 시추 작업을 수행하려면 비트를, 제거할 물질에 대해 해당 물질의 전단 강도(shear strength), 압축 강도(compressive strength), 또는 이들의 조합을 초과할 만큼 충분한 힘으로 강제로 밀어야 한다. 지구에서 커팅된 물질은 일반적으로 암편 또는 시추 암편(drill cuttings), 예컨대 폐기물로 알려져 있으며, 이는 바위 조각, 먼지, 바위 섬유 및 지구와의 상호 작용으로 비트에 의해 생길 수 있는 기타 타입의 물질 및 구조물일 수 있다. 이러한 암편은 전형적으로 유체를 사용하여 시추공에서 제거되며, 이 유체는 액체, 폼(foam) 또는 가스, 또는 이 기술 분야에서 알려진 기타 물질일 수 있다.

달리 명시되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 용어 "시추 파이프(drill pipe)"는 가능한 가장 광범위한 의미가 주어져야 하며 시추 활동에 사용되는 모든 형태의 파이프를 포함하며, 파이프의 단일 섹션 또는 조각을 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 용어 "시추 파이프의 스탠드(stand)", "시추 파이프 스탠드", "파이프의 스탠드", "스탠드", 및 이와 유사한 타입의 용어는 가능한 가장 광범위한 의미가 주어져야 하며, 연결된, 예컨대 전형적으로 나사 연결부(threaded connection)가 있는 조인트(joint)에 의해, 함께 결합된, 시추 파이프의 두 개, 세 개, 또는 네 개 섹션을 포함한다. 본 명세서에서 사용된 용어 "시추 스트링(drill string)", "스트링", "시추 파이프의 스트링", "파이프의 스트링", 및 이와 유사한 타입의 용어는 가장 광범위한 정의가 주어져야 하며 시추공에 사용될 목적으로 함께 결합된 스탠드 또는 스탠드들을 포함한다. 따라서 시추 스트링에는 많은 스탠드와 수백 개의 시추 파이프 섹션들이 포함될 수 있다.

달리 명시되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 용어 "층", "저류층", "페이 존", 및 이와 유사한 용어는 가능한 가장 광범위한 의미가 주어져야 하며, 수소, 이산화탄소, 헬륨, 및/또는 황화수소를 함유하거나, 함유할 수 있거나, 함유할 것으로 여겨지는 지구 내의 모든 위치, 지역, 및 지질 피처를 포함한다.

달리 명시되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 용어 "필드", "오일 필드", "가스 필드", 및 이와 유사한 용어는 가능한 가장 광범위한 의미가 주어져야 하며, 지질 층, 특히 자원을 함유하는 층과 대략(loosely) 또는 직접적으로 연관된 임의의 육지, 해저, 또는 수역을 포함하며, 따라서 필드에는 그것과 연관된 하나 이상의 탐사 및 생산 우물이 있을 수 있고, 필드에는 그것과 연관된 하나 이상의 정부 기관 또는 민간 자원 임대가 있을 수 있으며, 하나 이상의 필드(들)는 자원 함유 층과 직접적으로 연관될 수 있다.

달리 명시되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 용어 "전통적(conventional) 수소", "전통적 이산화탄소", "전통적 헬륨", "전통적 황화수소", "전통적 천연 가스", "전통적", "전통적 생산", 및 이와 유사한 용어는 가능한 가장 광범위한 의미가 주어져야 하며, 지구의 구조물들에 갇힌(trapped) 수소, 이산화탄소, 헬륨, 또는 황화수소를 포함한다. 일반적으로, 이러한 전통적 층에서 수소, 이산화탄소, 헬륨, 황화수소, 또는 천연 가스는 투과성 또는 반투과성(semi-permeable) 층에서 트랩(trap) 또는 그것들이 축적되는 지역으로 이동한다. 전형적으로, 전통적 층에서 비다공성(non-porous), 비교적 불투과성(impermeable) 레이어는 축적된 수소, 이산화탄소, 헬륨, 황화수소, 또는 천연 가스 지역 위에 있거나 이를 둘러싸고 있어서, 본질적으로 축적된 수소, 이산화탄소, 헬륨, 황화수소, 또는 천연 가스를 가둔다. 전통적 저류층은 역사적으로 관측된 대부분의 수소, 이산화탄소, 헬륨, 및 황화수소의 공급원이었다. 달리 명시되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 용어 "비전통적(unconventional) 수소", "비전통적 이산화탄소", "비전통적 헬륨", "비전통적 황화수소", "비전통적 천연 가스", "비전통적", "비전통적 생산", 및 이와 유사한 용어는 가능한 가장 광범위한 의미가 주어져야 하며, 불투과성 암석에 유지되거나, 트랩이나 축적 지역으로 이동하지 않은 수소, 이산화탄소, 헬륨, 황화수소, 또는 천연 가스를 포함한다.

달리 명시되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 용어 "음향 속도(acoustic velocity)"는 가능한 가장 광범위한 의미가 주어져야 하며, 일반적으로 음파가 매질을 이동하는 속도(시간당 거리 단위, 예컨대 초당 피트)를 지칭한다.

달리 명시되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 용어 "느리기(slowness)” 및 “음향 느리기”는 가능한 가장 광범위한 의미가 주어져야 하며, 일반적으로 매질이 음파를 전달하는 속도(거리당 시간 단위, 예컨대 초/피트)를 지칭한다.

특별히 달리 명시되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 용어 "구간 통과 시간"은 가능한 가장 광범위한 의미가 주어져야 하며, 일반적으로 음파가 지정된 구간을 상기 구간의 암상에 대응하는 느리기로 이동하는 데 필요한 시간의 양을 지칭한다.

특별히 달리 명시되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 용어 "음향 임피던스(acoustic impedance)"는 가능한 가장 광범위한 의미가 주어져야 하며, 일반적으로 음향 속도와 매질의 밀도의 곱(kg × m^-2× s^-1 또는 동등한 영국 단위(imperial units))을 지칭한다.

달리 명시되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 실온은 25 ℃이다. 그리고 표준 온도와 압력은 25 ℃와 1 기압이다.

대체로, 본 명세서에서 사용된 용어 "약"은 달리 명시되지 않는 한, 명시된 값을 얻는 것과 연관된 실험 또는 기기 오차인, ±10 %의 변동 또는 범위를 포함하며, 바람직하게는 이들 중 더 큰 값을 포함하는 것으로 의도된다.

달리 명시되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된, 값들의 범위에 대한 기재는 상기 범위 내에 있는 각각의 별개 값을 개별적으로 언급하는 것의 단축 방법으로 기능시키고자 의도된다. 본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 범위 내의 각각의 개별 값이 마치 그것이 본 명세서에 개별적으로 기재된 것처럼 본 명세서에 포함된다.

용어 “CO₂e”는 IPCC AR5 방법론에 기초하여, 100년의 지구 온난화 지수(global warming potential) 기준으로 이산화탄소에 대한, 다른 보다 강력한 온실 가스(즉, 메탄 및 아산화질소(nitrous oxide))의 이산화탄소 등가성(equivalence)을 정의하는 데 사용된다. 용어 "탄소 세기(carbon intensity)"는 제품의 단위 질량당 생성된 라이프사이클 CO₂e를 의미하기 위해 취해진다.

CO₂는 온실 가스(greenhouse gas, GHG)로 널리 알려져 있으며, 대기 중에 CO₂와 다른 GHG가 계속 축적되면 지구 생태계에 문제가 되는 변화가 생기고 해양 산성화 및 해수면 상승과 같은 수많은 다른 문제에 기여할 것으로 예상된다. 전 세계적으로 탄소 배출의 두 가지 주요 원인은 발전(power generation) 및 운송을 위한 화석 연료 사용이다.

CO₂ 배출의 위험을 고려하여, 기존의 고탄소 에너지원을 대체하거나 기존 에너지원을 탈탄소화하는 방법을 찾는 데 상당한 노력이 기울여졌다. 그러나 이들 저탄소 대안 중 다수는 경제적이지 않거나 현재 옵션을 대체하기에 충분히 디스패처블(dispatchable)하지 않았다.

발전에서, 신뢰성이 높고 저렴하지만 배출이 많은 공급원(가스 및 석탄)에 대한 대안은 디스패처블하고 비용이 많이 들거나(예컨대, 핵, 수력, 녹색 수소, 또는 청색 수소), 저렴하고 간헐적(예컨대, 태양광 및 풍력, 일부 경우 녹색 수소)이다. 비용이 낮고 디스패처블한 단 하나의 기존 공급원이 있고, 이는 지열(geothermal)이다. 그러나 지열 자원은 제한적이며, 경제적으로 생산적인 지열 자원 중 많은 부분이 이미 개발되어 수명이 다하고 있으며 많은 지열 자원이 이미 쇠퇴하고 있다. 따라서 지열 에너지 자원에 대한 성장 전망은 유의미한 기술적 발전 없이는 제한적이다.

태양광, 풍력, 수력, 또는 지열 에너지로부터 동력이 공급되는 전기 분해로 생성되는 녹색 수소(화석 연료를 이용하지 않고 물에서 생산되는 수소)는, 스토리지와 결합되면 저탄소 에너지의 신뢰할 수 있는 공급원이 될 수 있지만, 높은 자본 비용, 간헐적 에너지원으로 인한 간헐적 생산 또는 그리드(grid) 연결 시 높은 에너지 비용, 적합한 수소 저장 자원의 높은 비용과 낮은 이용 가능성으로 인해 적용성이 제한된다. 또한 전기 분해는 수소로 저장되는 것보다 수소를 생산하는 데 훨씬 더 많은 에너지를 소모하여, 결과적으로 시스템에서의 왕복 효율(round trip efficiency)이 낮아진다.

청색 수소는 녹색 수소와 유사한 일련의 문제에 직면한다. 청색 수소는 석탄이나 천연 가스와 같이 저렴한, 고배출 연료원을 사용하고, 값비싼 기생 탄소 포집 시설(parasitic carbon capture facilities)을 추가함으로써 이 저비용 고배출 에너지원을 고비용 저배출 에너지원으로 전환한다. 따라서 후속적으로 온실 가스 배출이 대기에 도달하는 것을 막는 프로세스에서 대량의 수소가 형성될 수 있지만, 새로 개발된 수소 자원은 화석 연료에서 파생된 다른 형태의 에너지와 비용 경쟁력이 없다. 추가적으로, 이러한 프로세스에서 포집된 탄소를 영구적으로 저장하는 데 사용될 수 있는 탄소 격리 자원을 찾는 것에 대한 과제로 인해 오늘날 이러한 기술을 이용할 수 있는 기회는 제한적이다.

우물을 시추 및 생성함으로써 지하로부터 생산되는 천연 수소(또는 "골드(gold) 수소")는 저배출, 저비용, 완전히 디스패처블한 에너지의 풍부한 공급원을 제공할 수 있다.

이러한 에너지원 각각과 그것들의 고유한 이점 및 제한은 운송에도 관련이 있다. 운송 연료를 고려할 때, 지금까지 주요 연료 소스는 디젤(diesel)과 가솔린(gasoline)으로, 양자는 크루드 오일(crude oil) 생산에서 파생된다. 추가적으로, 최근 몇 년 동안 전기 자동차가 시장 점유율을 확대하고 있지만 전기 자동차에 대한 비용은 여전히 화석 연료 자동차보다 비싸고, 비용, 재충전 시간, 배터리 및 에너지 스토리지를 위한 주요 자원과 관련하여 한계가 존재한다. 배터리의 무게를 고려할 때, 전기 장거리 트럭 운송도 어렵고 대부분의 장거리 트럭 제조업체는 수소 연료 트럭 운송과 같은 적당한 값의, 저탄소 옵션을 찾고 있다.

입증된다면, 천연 수소는 장거리 트럭 운송 및 잠재적으로 다른 형태의 운송에 대한 저탄소, 저비용, 신뢰할 수 있는 운송 문제에 대한 답이 될 것이다. 다른 타입의 운송에 대해, 압축 또는 액화 제품으로서, 또는 합성 액체 연료("efuels")의 공급원료(feedstock)로서 천연 수소는 신뢰할 수 있는 저비용, 저탄소 솔루션이 될 것이다. 추가적으로, 천연 수소는 질소와 결합하여 탄소가 없는 암모니아(ammonia) 산물을 생산할 수 있으며, 이는 수송을 위한 벙커 연료(bunker fuel)의 잠재적 대체품으로 널리 논의되고 있다.

직접 배출 감소(Direct Emissions Reduction): 수소의 연소 또는 전형적인 사용으로부터 직접적인 CO₂ 배출이 없기 때문에 CO₂배출 감소는 수소가 대신하는 것의 기능이다. 많은 경우, 저탄소 수소는 암모니아 생산, 오일 정제(oil refining), 및 기타 화학 제조를 위한 화학 공급원료로서 증기 메탄 개질(steam methane reforming, SMR)로부터의 수소를 대체할 것이다. 일부 경우에, 저탄소 수소가 열원 또는 운송 연료로서 천연 가스, 디젤 연료, 가솔린, 또는 제트 연료를 대체할 수 있다.

암모니아 생산 및 정제의 경우, 천연 가스가 증기 메탄 개질 반응을 통해 수소를 생산하는 데 사용되며, 이는 정제 프로세스와 암모니아 생산 프로세스 모두에서 화학 공급원료로 사용된다. 오늘날 수소의 95 % 이상이 증기 메탄 개질기(steam methane reformer, SMR)에서 천연 가스를 사용하여 생산된다. 탄소 포집 없이 SMR을 사용하여 수소를 생산할 때의 탄소 세기는 생산된 수소의 각 톤(tonne)에 대해 10.4 톤의 CO₂가 배출된다. 따라서 SMR 프로세스에 의해 제조된 수소에 대해 천연 수소로 직접 대체하면 10.4 tonnes CO₂/tonne H₂로 CO₂가 감소한다.

가스터빈을 사용한 발전에서, 수소는 천연 가스의 에너지(btu) 상당량을 대체해야 한다. 수소의 에너지 밀도는 290 btu/cf 또는 51,682 btu/lb이다. 비교해보면, 천연 가스의 에너지 밀도는 983 btu/cf 또는 20,267 btu/lb이고, 한편 천연 가스의 탄소 세기는 52.91 kg CO₂/mmbtu CH₄ 또는 54.87 kg CO₂/mcf CH₄, 또는 3.5 kg CO₂/kg CH₄이다.

수소는 천연 가스보다 단위 질량당 에너지 밀도가 2.6 배 더 조밀하기 때문에 동일한 에너지 출력을 달성하는 데 총 연료 톤수의 40 %만 필요하다. 따라서, 발전을 위해 1 톤의 H₂를 연소시키는 것은 천연 가스 소비를 약 2.6 톤 감소시키고, 따라서 CO₂ 배출은 9.1 톤 감소시킨다.

천연 수소를 전기분해로 생산된 수소와 비교하면, 탄소 감소는 전기분해 프로세스에서 사용된 전력의 탄소 세기의 함수이다. 그러나 전기분해와 연관된 간접 배출이 많을 수 있지만 직접적인 배출은 없다. 따라서, 천연 수소는 전기분해로 생성된 수소에 비해 직접적인 배출 감소를 가져오지는 않는다.

간접 배출 감소(Indirect Emissions Reduction): 오일 생산 온실 가스 배출 추정기(Oil Production Greenhouse Gas Emissions Estimator, "OPGEE")를 사용하여 천연 수소의 라이프사이클 탄소 세기를 분석한 결과 천연 수소의 라이프사이클 탄소 세기가 0.1 내지 0.4 tonnes CO₂/tonne H₂ 범위에 있음을 보여주었다. 다른 수소 생산 방법에 대해서는 유사한 연구가 이용 가능하지 않다. 그러나 0.5 tonnes CO₂/MWh의 평균 그리드 세기를 사용하고, 전기분해가 생산된 H₂ 1 tonne당 대략 50 MWh가 필요하다는 점을 고려하면, 그리드 전력을 가정할 때 전기 분해와 연관된 간접 배출은 생산된 H₂ 1 tonne당 약 25 tonnes CO₂이다. 물론 전기분해 유닛 운영자는 그 전력 사용의 탄소 발자국을 합성적으로 줄이기 위해 재생 에너지 크레딧(Renewable Energy Credits)을 구매할 수 있지만, 실시간 탄소 배출을 제거하기 위한 방법으로 이에 대한 시장 인식은 영구적이지 않을 수 있다.

풍부한 천연 수소의 실현은 그에 상당하는 탄소 배출을 상당히 줄일 수 있다.

본 발명은 그 정신이나 필수적 특성에서 벗어나지 않고 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다. 설명된 실시예는 모든 면에서 예시적일 뿐 제한적인 것이 아니다. 따라서 본 발명의 범위는 전술한 설명보다는 첨부된 청구항에 의해 표시된다. 청구항의 의미 및 동등성 범위 내에 있는 모든 변경은 청구항 범위 내에 포함된다.

Claims

지질 층에서 지하 유체를 식별하기 위한 방법으로서,
관심 지질 지역에서 암석 층(rock formation)의 암석 기질(rock matrix) 타입을 결정하는 단계;
상기 암석 층의 공극률(porosity)을 결정하는 단계;
상기 암석 층의 기공 공간 내 유체의 유체 밀도(fluid density)를 결정하는 단계;
상기 기공 공간 내 상기 유체의 음향 느리기(acoustic slowness)를 결정하는 단계; 및
상기 기공 공간 내 상기 유체의 유체 타입을 결정하는 단계
를 포함하는, 지질 층에서 지하 유체를 식별하기 위한 방법.
제1 항에 있어서,
관심 지질 지역에서 암석 기질 타입을 결정하는 단계는, 그 지구물리적(geophysical) 특징에 기초하여 상기 암석 기질 타입에 대해 하나 이상의 우물 로그(well log)를 검사하는 단계를 포함하는, 지질 층에서 지하 유체를 식별하기 위한 방법.
제1 항에 있어서,
관심 지질 지역에서 암석 기질 타입을 결정하는 단계는, 상기 관심 지질 지역에서 상기 암석 기질을 가진 우물로부터 감마선 로그(gamma ray log), 지구물리적 로그(geophysical log), 머드 로그(mud log), 및 암편(cuttings) 또는 코어(cores) 중 하나 이상을 검사하는 단계를 포함하는, 지질 층에서 지하 유체를 식별하기 위한 방법.
제1 항에 있어서,
상기 암석 층의 공극률을 결정하는 단계는, 하나 이상의 우물 로그로부터 공극률 데이터를 얻는 단계를 포함하는, 지질 층에서 지하 유체를 식별하기 위한 방법.
제4 항에 있어서,
상기 하나 이상의 우물 로그는 비저항 로그(resistivity log), 중성자 공극률 로그(neutron porosity log), 이미지 로그 중 적어도 하나를 포함하는, 지질 층에서 지하 유체를 식별하기 위한 방법.
제1 항에 있어서,
상기 기공 공간 내 유체의 유체 밀도를 결정하는 단계는, 밀도 방정식
을 사용하여 를 구함으로써 상기 기공 공간 내 유체의 유체 밀도를 계산하는 단계를 포함하고, 여기서,
ρ_log = 밀도 로그 도구로 측정된 벌크 밀도(bulk density)(g/cm³);
Φ = 분율(fraction)로 표현된 암석 층의 공극률;
ρ_fluid = 암석 층의 기공 공간에 함유된 유체의 유체 밀도(g/cm³)
1-Φ = 분율로 표현된 암석 층에서의 암석의 부피 분율; 및
ρ_matrix = 암석 기질의 밀도(g/cm³)인, 지질 층에서 지하 유체를 식별하기 위한 방법.
제6 항에 있어서,
ρ_log, Φ, 및 ρ_matrix 중 하나 이상은 하나 이상의 우물 로그로부터 얻어지거나 도출되는, 지질 층에서 지하 유체를 식별하기 위한 방법.
제1 항에 있어서,
상기 기공 공간 내 유체의 음향 느리기를 결정하는 단계는, 음향 느리기 방정식 을 사용하여 를 구함으로써 상기 기공 공간 내 유체의 음향 느리기를 계산하는 단계를 포함하고, 여기서,
Δt_log = 암석 층 내의 벌크 음향 느리기(μs/ft);
Φ = 분율로 표현된 암석 층의 공극률;
Δt_fluid = 암석 층의 기공 공간에 함유된 유체의 음향 느리기(μs/ft);
1-Φ = 분율로 표현된 암석 층에서의 암석의 부피 분율; 및
Δt_matrix = 암석 기질의 음향 느리기인, 지질 층에서 지하 유체를 식별하기 위한 방법.
제8 항에 있어서,
Δt_log, Φ, 및 Δt_matrix 중 하나 이상은 하나 이상의 우물 로그로부터 얻어지거나 도출되는, 지질 층에서 지하 유체를 식별하기 위한 방법.
제1 항에 있어서,
상기 기공 공간 내 유체 타입을 결정하는 단계는, 상기 기공 공간 내 유체의 유체 밀도와 음향 느리기를 수소(hydrogen), 메탄(methane), 수소(hydrogen), 헬륨(helium), 물(water), 및 이산화탄소(carbon dioxide) 중 하나 이상의 유체 밀도와 음향 느리기의 알려진 조합과 상관시키는(correlating) 단계를 포함하는, 지질 층에서 지하 유체를 식별하기 위한 방법.
제1 항에 있어서,
관심 지질 지역을 식별하는 단계를 더 포함하는, 지질 층에서 지하 유체를 식별하기 위한 방법.
제1 항에 있어서,
상기 암석 층 내 상기 유체의 상대적인 양(relative amount)을 결정하는 단계를 더 포함하는, 지질 층에서 지하 유체를 식별하기 위한 방법.
제1 항에 있어서,
선택된 유체 타입의 존재에 대한 결정을 플래깅(flagging)하는 단계를 더 포함하는, 지질 층에서 지하 유체를 식별하기 위한 방법.
제13 항에 있어서,
선택된 유체 타입의 존재에 대한 결정을 플래깅하는 단계는 상기 선택된 유체 타입의 존재 및 선택된 유체 타입의 상대적인 양 중 하나 이상을 나타내는 지구물리적 특성을 갖는 지하 구간(subsurface interval)들의 목록을 제공하는 단계를 포함하는, 지질 층에서 지하 유체를 식별하기 위한 방법.
제13 항에 있어서,
상기 선택된 유체 타입은 수소, 헬륨, 및 이산화탄소 중 하나 이상을 포함하는, 지질 층에서 지하 유체를 식별하기 위한 방법.
제1 항에 있어서,
하나 이상의 선택된 유체 타입의 존재를 나타내는 것으로 결정된 위치에서 하나 이상의 추가적인 우물을 계획(planning) 및 시추(drilling)하는 단계 중 하나 이상을 더 포함하는, 지질 층에서 지하 유체를 식별하기 위한 방법.
지질 층에서 지하 유체를 식별하기 위한 시스템으로서,
프로세서와 상기 프로세서에 작동적으로 결합된 메모리 스토리지를 구비하는 컴퓨팅 디바이스 - 상기 메모리 스토리지는 하나 이상의 우물 로그로부터의 데이터에 기초하여 암석 층 내 하나 이상의 선택된 유체를 식별하기 위한 기계 판독 가능 및 실행 가능 명령을 포함하는 하나 이상의 운영 프로그램(operational program)을 구비하며, 상기 프로세서는 상기 하나 이상의 운영 프로그램을 판독하여 실행하도록 구성됨 - 를 구비하며;
상기 하나 이상의 우물 로그로부터의 데이터는 암석 기질 타입, 상기 암석 층의 공극률, 상기 암석 층의 기공 공간 내 유체의 유체 밀도, 및 상기 암석 층의 기공 공간 내 유체의 음향 느리기 중 하나 이상을 나타내는, 지질 층에서 지하 유체를 식별하기 위한 시스템.
제17 항에 있어서,
상기 하나 이상의 운영 프로그램은,
관심 지질 지역에서 상기 암석 층의 암석 기질 타입을 결정하고;
상기 암석 층의 공극률을 결정하고;
상기 암석 층의 기공 공간 내 상기 유체의 유체 밀도를 결정하고;
상기 기공 공간 내 상기 유체의 음향 느리기를 결정하고;
상기 기공 공간 내 상기 유체의 유체 타입을 결정하기 위한
기계 판독 가능 및 실행 가능 명령을 포함하는, 지질 층에서 지하 유체를 식별하기 위한 시스템.
제18 항에 있어서,
상기 관심 지질 지역에서 암석 층의 암석 기질 타입을 결정하기 위한 명령은 암석 기질 타입을 나타내는 지구물리적 특성에 대해 하나 이상의 우물 로그를 검사하기 위한 명령을 포함하는, 지질 층에서 지하 유체를 식별하기 위한 시스템.
제18 항에 있어서,
상기 암석 층의 공극률을 결정하기 위한 명령은, 상기 하나 이상의 우물 로그로부터 공극률 데이터를 얻기 위한 명령을 포함하는, 지질 층에서 지하 유체를 식별하기 위한 시스템.
제18 항에 있어서,
상기 기공 공간 내 상기 유체의 유체 밀도를 결정하기 위한 명령은,
방정식 을 사용하여 를 구함으로써 상기 기공 공간 내 상기 유체의 유체 밀도를 계산하기 위한 명령을 포함하고, 여기서,
ρ_log = 밀도 로그 도구로 측정된 벌크 밀도(g/cm³);
Φ = 분율로 표현된 암석 층의 공극률;
ρ_fluid = 암석 층의 기공 공간에 함유된 유체의 유체 밀도(g/cm³)
1-Φ = 분율로 표현된 암석 층에서의 암석 기질의 부피 분율; 및
ρ_matrix = 암석 기질의 밀도(g/cm³)인, 지질 층에서 지하 유체를 식별하기 위한 시스템.
제18 항에 있어서,
상기 기공 공간 내 상기 유체의 음향 느리기를 결정하기 위한 명령은,
방정식 을 사용하여 를 구함으로써 상기 기공 공간 내 상기 유체의 음향 느리기를 계산하기 위한 명령을 포함하며, 여기서
Δt_log = 암석 층 내의 벌크 음향 느리기(μs/ft);
Φ = 분율로 표현된 암석 층의 공극률;
Δt_fluid = 암석 층의 기공 공간에 함유된 유체의 음향 느리기(μs/ft);
1-Φ = 분율로 표현된 암석 층에서의 암석의 부피 분율; 및
Δt_matrix = 암석 기질의 음향 느리기인, 지질 층에서 지하 유체를 식별하기 위한 시스템.
제18 항에 있어서,
상기 기공 공간 내 유체 타입을 결정하기 위한 명령은, 상기 기공 공간 내 상기 유체의 유체 밀도와 음향 느리기를 수소, 메탄, 수소, 헬륨, 물, 및 이산화탄소 중 하나 이상의 유체 밀도와 음향 느리기의 알려진 조합과 상관시키기 위한 명령을 포함하는, 지질 층에서 지하 유체를 식별하기 위한 시스템.
제18 항에 있어서,
상기 명령은 상기 암석 기질을 그 안에 포함하는 지질 층을 갖는 관심 지질 지역을 식별하기 위한 명령을 포함하는, 지질 층에서 지하 유체를 식별하기 위한 시스템.
제18 항에 있어서,
상기 명령은 상기 기공 공간 내 상기 유체의 상대적인 양을 결정하기 위한 명령을 포함하는, 지질 층에서 지하 유체를 식별하기 위한 시스템.
제18 항에 있어서,
상기 명령은 선택된 유체 타입의 존재에 대한 결정을 플래깅하기 위한 명령을 포함하는, 지질 층에서 지하 유체를 식별하기 위한 시스템.
제26 항에 있어서,
상기 선택된 유체 타입은 수소, 헬륨, 및 이산화탄소 중 하나 이상을 포함하는, 지질 층에서 지하 유체를 식별하기 위한 시스템.
제17 항에 있어서,
상기 컴퓨팅 디바이스와 전자 통신하는 네트워크 연결부와, 상기 컴퓨팅 디바이스 외부의 하나 이상의 전자 데이터 소스를 더 포함하며, 상기 하나 이상의 전자 데이터 소스는 하나 이상의 우물 로그를 포함하는, 지질 층에서 지하 유체를 식별하기 위한 시스템.
제28 항에 있어서,
상기 컴퓨팅 디바이스 외부의 상기 하나 이상의 전자 데이터 소스는 서버, 클라우드 기반 메모리 스토리지, 또는 상기 컴퓨팅 디바이스로부터 원격으로 위치되어 하나 이상의 우물 로그를 저장하는 추가적인 컴퓨팅 디바이스를 포함하는, 지질 층에서 지하 유체를 식별하기 위한 시스템.
지질 층에서 지하 유체를 식별하기 위한 방법으로서,
관심 지질 지역을 식별하는 단계;
관심 지질 지역에서 암석 층의 암석 기질 타입을 결정하는 단계;
상기 암석 층의 공극률을 결정하는 단계;
상기 암석 층의 기공 공간 내 유체의 유체 밀도를 결정하는 단계;
상기 기공 공간 내 상기 유체의 음향 느리기를 결정하는 단계;
상기 기공 공간 내 상기 유체의 유체 타입을 결정하는 단계; 및
선택된 유체 타입의 존재를 플래깅하는 단계
를 포함하는, 지질 층에서 지하 유체를 식별하기 위한 방법.
제30 항에 있어서,
상기 관심 지질 지역에서 암석 층의 암석 기질 타입을 결정하는 단계, 상기 암석 층의 공극률을 결정하는 단계, 상기 암석 층의 기공 공간 내 유체의 유체 밀도를 결정하는 단계, 상기 기공 공간 내 상기 유체의 음향 느리기를 결정하는 단계, 상기 기공 공간 내 상기 유체의 유체 타입을 결정하는 단계, 및 선택된 유체 타입의 존재를 플래깅하는 단계는 상기 지질 층 전체에 걸쳐 상기 선택된 유체 타입의 하나 이상의 위치를 식별하기 위해, 우물 로그 데이터를 사용하여 지하 층 내의 복수의 지하 구간들에서 반복되는, 지질 층에서 지하 유체를 식별하기 위한 방법.
제31 항에 있어서,
상기 암석 층 내에서 상기 선택된 유체 타입의 상대적인 양을 결정하는 단계를 더 포함하는, 지질 층에서 지하 유체를 식별하기 위한 방법.
제32 항에 있어서,
상기 관심 지질 지역에서 암석 층의 암석 기질 타입을 결정하는 단계, 상기 암석 층의 공극률을 결정하는 단계, 상기 암석 층의 기공 공간 내 유체의 유체 밀도를 결정하는 단계, 상기 기공 공간 내 상기 유체의 음향 느리기를 결정하는 단계, 상기 기공 공간 내 유체 타입을 결정하는 단계, 선택된 유체 타입을 플래깅하는 단계, 및 상기 암석 층 내에서 상기 선택된 유체 타입의 상대적인 양을 결정하는 단계는 상기 암석 층 내에서 상기 선택된 유체 타입의 고갈, 격리(sequestration), 또는 저장을 식별하기 위해, 매번 새로운 우물 로그 데이터를 사용하여 지하 층 내에서 시간이 지남에 따라 반복되는, 지질 층에서 지하 유체를 식별하기 위한 방법.
제30 항에 있어서,
상기 선택된 유체 타입의 존재가 플래깅된 위치에서 하나 이상의 우물을 계획 및 시추하는 단계 중 하나 이상을 더 포함하는, 지질 층에서 지하 유체를 식별하기 위한 방법.
수소를 다른 지하 유체와 구별하기 위한 방법으로서,
지구물리적 음향 로그(acoustic log)를 사용하여 수소를 탄화수소(hydrocarbon) 유체 또는 다른 지하 유체와 구별하는 단계; 및
지구물리적 밀도 로그(density log)를 사용하여 수소를 물과 구별하는 단계
를 포함하는, 수소를 다른 지하 유체와 구별하기 위한 방법.
이산화탄소를 다른 지하 유체와 구별하기 위한 방법으로서,
지구물리적 음향 로그를 사용하여 이산화탄소를 탄화수소 유체 또는 다른 지하 유체와 구별하는 단계; 및
지구물리적 밀도 로그를 사용하여 이산화탄소를 물과 구별하는 단계
를 포함하는, 이산화탄소를 다른 지하 유체와 구별하기 위한 방법.
헬륨을 다른 지하 유체와 구별하기 위한 방법으로서,
지구물리적 음향 로그를 사용하여 헬륨을 탄화수소 유체 또는 다른 지하 유체와 구별하는 단계; 및
지구물리적 밀도 로그를 사용하여 헬륨을 물과 구별하는 단계
를 포함하는, 헬륨을 다른 지하 유체와 구별하기 위한 방법.
지하 층에 주입된 수소를 다른 지하 유체와 구별하기 위한 방법으로서,
지구물리적 음향 로그를 사용하여 다양한 산업적 공급원에서 얻은 수소를 탄화수소 유체 또는 다른 지하 유체와 구별하는 단계; 및
지구물리적 밀도 로그를 사용하여 다양한 산업적 공급원에서 얻은 수소를 물과 구별하는 단계
를 포함하는, 지하 층에 주입된 수소를 다른 지하 유체와 구별하기 위한 방법.
가스 또는 초임계(supercritical) 형태로 지하 층에 주입된 이산화탄소를 다른 지하 유체와 구별하기 위한 방법으로서,
지구물리적 음향 로그를 사용하여 다양한 산업적 공급원에서 얻은 이산화탄소를 탄화수소 유체 또는 다른 지하 유체와 구별하는 단계; 및
지구물리적 밀도 로그를 사용하여 다양한 산업적 공급원에서 얻은 이산화탄소를 물과 구별하는 단계
를 포함하는, 지하 층에 주입된 이산화탄소를 다른 지하 유체와 구별하기 위한 방법.
지하 층에서 수소를 식별하고 정량화하기 위한 방법으로서,
음향 로그 및 밀도 로그 중 하나 이상을 포함하는 지구물리적 로그를 사용하여 상기 지하 층에서 수소를 식별하고 정량화하는 단계를 포함하는, 지하 층에서 수소를 식별하고 정량화하기 위한 방법.
지하 층에서 이산화탄소를 식별하고 정량화하기 위한 방법으로서,
음향 로그 및 밀도 로그 중 하나 이상을 포함하는 지구물리적 로그를 사용하여 상기 지하 층에서 이산화탄소를 식별하고 정량화하는 단계를 포함하는, 지하 층에서 이산화탄소를 식별하고 정량화하기 위한 방법.
지하 층에서 헬륨을 식별하고 정량화하기 위한 방법으로서,
음향 로그 및 밀도 로그 중 하나 이상을 포함하는 지구물리적 로그를 사용하여 상기 지하 층에서 헬륨을 식별하고 정량화하는 단계를 포함하는, 지하 층에서 헬륨을 식별하고 정량화하기 위한 방법.
지하 층에서 수소를 탐사하기 위한 방법으로서,
수소의 지구물리적 로그 패턴 특성을 사용하여 상기 지하 층에서 수소의 축적을 식별하는 단계를 포함하는, 지하 층에서 수소를 탐사하기 위한 방법.
지하 층에서 이산화탄소를 탐사하기 위한 방법으로서,
이산화탄소의 지구물리적 로그 패턴 특성을 사용하여 상기 지하 층에서 이산화탄소의 축적을 식별하는 단계를 포함하는, 지하 층에서 이산화탄소를 탐사하기 위한 방법.
지하 층에서 헬륨을 탐사하기 위한 방법으로서,
헬륨의 지구물리적 로그 패턴 특성을 사용하여 상기 지하 층에서 헬륨의 축적을 식별하는 단계를 포함하는, 지하 층에서 헬륨을 탐사하기 위한 방법.
지하 저류층(reservoir)에서 수소의 저장을 검증하기 위한 방법으로서,
수소의 지구물리적 로그 패턴 특성을 사용하여 상기 지하 저류층에서 수소의 축적을 식별하는 단계를 포함하는, 지하 저류층에서 수소의 저장을 검증하기 위한 방법.
지하 저류층에서 이산화탄소의 저장을 검증하기 위한 방법으로서,
이산화탄소의 지구물리적 로그 패턴 특성을 사용하여 상기 지하 저류층에서 이산화탄소의 축적을 식별하는 단계를 포함하는, 지하 저류층에서 이산화탄소의 저장을 검증하기 위한 방법.
지하 광물에서 이산화탄소의 격리(sequestration)를 검증하기 위한 방법으로서,
이산화탄소의 지구물리적 로그 패턴 특성을 사용하여 상기 지하 광물에서 이산화탄소의 축적을 식별하는 단계를 포함하는, 지하 광물에서 이산화탄소의 격리를 검증하기 위한 방법.
수소를 다른 지하 유체와 구별하기 위한 컴퓨터 보조(computer-assisted) 방법으로서,
컴퓨팅 디바이스로, 자동적으로 지구물리적 음향 로그를 사용하여 수소를 질소, 이산화탄소, 또는 탄화수소 유체와 구별하는 단계; 및
컴퓨팅 디바이스로, 자동적으로 지구물리적 밀도 로그를 사용하여 수소를 물과 구별하는 단계
를 포함하는, 수소를 다른 지하 유체와 구별하기 위한 컴퓨터 보조 방법.
지하 층에서 수소를 식별하고 정량화하기 위한 컴퓨터 보조 방법으로서,
컴퓨팅 디바이스로, 자동적으로 음향 로그 및 밀도 로그 중 하나 이상을 포함하는 지구물리적 로그를 사용하여 상기 지하 층에서 수소를 식별하고 정량화하는 단계를 포함하는, 지하 층에서 수소를 식별하고 정량화하기 위한 컴퓨터 보조 방법.
지하 층에서 수소를 탐사하기 위한 컴퓨터 보조 방법으로서,
컴퓨팅 디바이스로, 자동적으로 수소의 지구물리적 로그 패턴 특성을 사용하여, 지하 층에서의 수소의 존재에 대해 기존(existing) 또는 보관된(archived) 지구물리적 우물 로그를 검색하도록 구성된 컴퓨터 보조 운영 프로그램으로, 자동적으로 상기 지하 층에서 수소의 축적을 식별하는 단계를 포함하는, 지하 층에서 수소를 탐사하기 위한 컴퓨터 보조 방법.
이산화탄소를 다른 지하 유체와 구별하기 위한 컴퓨터 보조 방법으로서,
컴퓨팅 디바이스로, 자동적으로 지구물리적 음향 로그를 사용하여 이산화탄소를 탄화수소 유체와 구별하는 단계; 및
컴퓨팅 디바이스로, 자동적으로 지구물리적 밀도 로그를 사용하여 이산화탄소를 물과 구별하는 단계
를 포함하는, 이산화탄소를 다른 지하 유체와 구별하기 위한 컴퓨터 보조 방법.
지하 층에서 이산화탄소를 식별하고 정량화하기 위한 컴퓨터 보조 방법으로서,
컴퓨팅 디바이스로, 자동적으로 음향 로그 및 밀도 로그 중 하나 이상을 포함하는 지구물리적 로그를 사용하여 상기 지하 층에서 이산화탄소를 식별하고 정량화는 단계를 포함하는, 지하 층에서 이산화탄소를 식별하고 정량화하기 위한 컴퓨터 보조 방법.
지하 층에서 이산화탄소를 탐사하기 위한 컴퓨터 보조 방법으로서,
컴퓨팅 디바이스로, 자동적으로 이산화탄소의 지구물리적 로그 패턴 특성을 사용하여 상기 지하 층에서 이산화탄소의 축적을 식별하는 단계; 및
컴퓨팅 디바이스로, 자동적으로 상기 컴퓨팅 디바이스에 저장된 운영 프로그램을 사용하여 이산화탄소의 존재에 대해 기존 또는 보관된 지구물리적 우물 로그를 검색하는 단계
를 포함하는, 지하 층에서 이산화탄소를 탐사하기 위한 컴퓨터 보조 방법.
헬륨을 다른 지하 유체와 구별하기 위한 컴퓨터 보조 방법으로서,
컴퓨팅 디바이스로, 자동적으로 지구물리적 음향 로그를 사용하여 헬륨을 탄화수소 유체와 구별하는 단계; 및
컴퓨팅 디바이스로, 자동적으로 지구물리적 밀도 로그를 사용하여 헬륨을 물과 구별하는 단계
를 포함하는, 헬륨을 다른 지하 유체와 구별하기 위한 컴퓨터 보조 방법.
지하 층에서 헬륨을 식별하고 정량화하기 위한 컴퓨터 보조 방법으로서,
컴퓨팅 디바이스로, 자동적으로 음향 로그 및 밀도 로그 중 하나 이상을 포함하는 지구물리적 로그를 사용하여 상기 지하 층에서 헬륨을 식별하고 정량화하는 단계를 포함하는, 지하 층에서 헬륨을 식별하고 정량화하기 위한 컴퓨터 보조 방법.
지하 층에서 헬륨을 탐사하기 위한 컴퓨터 보조 방법으로서,
컴퓨팅 디바이스로, 자동적으로 헬륨의 지구물리적 로그 패턴 특성을 사용하여 상기 지하 층에서 헬륨의 축적을 식별하는 단계; 및
컴퓨팅 디바이스로, 자동적으로 상기 컴퓨팅 디바이스에 저장된 운영 프로그램을 사용하여 헬륨의 존재에 대해 기존 또는 보관된 지구물리적 우물 로그를 검색하는 단계
를 포함하는, 지하 층에서 헬륨을 탐사하기 위한 컴퓨터 보조 방법.
지하 수소, 헬륨, 또는 이산화탄소를 식별하는 방법으로서,
이미지 인식 모듈을 사용하여, 자동적으로 지하 수소, 헬륨, 또는 이산화탄소의 패턴 특성에 대해 지구물리적 로그 이미지 또는 시추공 이미지를 분석하여, 지하에서 수소, 헬륨, 또는 이산화탄소의 축적을 식별하는 단계; 및
상기 지구물리적 로그 이미지의 분석 결과를 출력하는 단계
를 포함하는, 지하 수소, 헬륨, 또는 이산화탄소를 식별하는 방법.
지하 수소, 헬륨, 또는 이산화탄소를 식별하는 방법으로서,
이미지화된 또는 디지털화된 우물 로그에 대한 정보를 수신하는 단계 - 상기 정보는 우물 로그 특성을 포함함 -;
상기 우물 로그 특성이 지하 수소 또는 이산화탄소 축적을 나타낼 가능도(likelihood)를 추정하는 단계;
상기 추정된 가능도가 지하 수소, 헬륨, 또는 이산화탄소 축적의 존재에 대한 가능도에 대해 미리 결정된 문턱값을 충족하는지 여부를 결정하는 단계; 및
상기 추정된 가능도가 미리 결정된 문턱값을 충족하는지 여부를 결정하는 것에 응답하여, 상기 우물 로그 특성이 지하 수소, 헬륨, 또는 이산화탄소 축적의 존재를 나타내는지 여부의 표시를 출력하는 단계
를 포함하는, 지하 수소, 헬륨, 또는 이산화탄소를 식별하는 방법.