KR20140025757A - A production process of shale gas using drain water from desalination plant - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 담수 플랜트 농축수를 이용한 셰일 가스의 생산 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 해수 담수화 과정의 부산물인 농축수를 이용하여 수압 파쇄법으로 셰일 가스를 채굴하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing shale gas using concentrated water in a freshwater plant, and more particularly, to a method for mining shale gas using hydraulic fracturing using concentrated water which is a by-product of seawater desalination.
셰일 가스(Shale gas)는 진흙이 퇴적된 셰일 층에 존재하는 천연 가스로, 수평 시추법이나 수압 파쇄법 등의 방법으로 채굴된다. 수평 시추법은 셰일 층까지 수직으로 판 후에, 셰일 층과 평행하게 관을 삽입하여 가스를 채굴하는 방법이고, 수압 파쇄법은 셰일 층에 파이프를 매설하고 고압의 물을 이용해서 셰일 층을 파쇄하여 가스를 채굴하는 방법이다.Shale gas is a natural gas present in the shale layer in which mud is deposited and is mined by a method such as horizontal drilling or hydraulic fracturing. The horizontal drilling method is to dig the gas vertically to the shale layer and insert the tube in parallel with the shale layer, and the hydraulic fracturing method is to bury the pipe in the shale layer and crush the shale layer using high pressure water. It is a method of mining gas.
그런데, 수압 파쇄법은, 셰일 가스의 채굴을 위해 다량의 물을 필요로 하기 때문에, 물이 부족한 지역에서는 사용하기 어려운 문제점이 있었다.By the way, hydraulic fracturing requires a large amount of water for mining shale gas, and therefore, there is a problem that it is difficult to use in a region where water is scarce.
따라서, 본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 물이 부족한 지역에서 해수를 담수화하고, 담수화 공정의 부산물인 농축수를 이용하여 셰일 가스를 생산하는 방법을 제공하는 것이다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, an object of the present invention is to desalination of seawater in a region where water is scarce, and to produce shale gas using concentrated water which is a by-product of desalination process To provide.
상기한 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 실시 예에 따른 담수 플랜트 농축수를 이용한 셰일 가스의 생산 방법은, (a) 해수를 담수화하는 단계; 및 (b) 상기 단계 (a)의 공정 부산물인 농축수를 이용한 수압 파쇄법으로 셰일가스를 채굴하는 단계를 포함한다.In order to achieve the above object, the method for producing shale gas using the fresh water plant concentrated water according to an embodiment of the present invention, (a) desalination; And (b) mining shale gas by hydraulic fracturing using concentrated water which is the by-product of step (a).
본 발명의 실시 예에 따르면, (c) 상기 단계 (b)에서 채굴된 상기 셰일 가스로부터 액화 천연 가스를 생산하는 단계를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the method may further include producing liquefied natural gas from the shale gas mined in the step (b).
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 단계 (a)는, 상기 해수를 펌핑하는 단계;According to an embodiment of the present invention, the step (a) comprises: pumping the sea water;
펌핑된 상기 해수를 필터링하는 단계; 상기 필터링된 상기 해수의 온도 및 압력을 상기 담수화에 적합하게 조절하는 단계; 및 상기 온도 및 압력이 조절된 상기 해수로부터 담수를 생산하는 단계를 포함할 수 있다.Filtering the pumped seawater; Adjusting the temperature and pressure of the filtered seawater appropriately for the desalination; And producing freshwater from the seawater in which the temperature and pressure are adjusted.
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 단계 (b)는, 상기 농축수를 셰일 층으로 펌핑하는 단계; 상기 펌핑된 상기 농축수를 이용하여 상기 셰일 층을 파쇄하는 단계; 상기 셰일 층을 파쇄한 상기 농축수를 상기 셰일 층으로부터 펌핑하는 단계; 및 상기 셰일 층의 파쇄 공간을 통해 분출되는 상기 셰일 가스를 추출하는 단계를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the step (b) may include: pumping the concentrated water into a shale layer; Crushing the shale layer using the pumped concentrated water; Pumping the brine from the shale layer by crushing the shale layer; And extracting the shale gas ejected through the shattering space of the shale layer.
본 발명에 의하면, 물 부족 지역에서 해수를 담수화하여 담수를 생산하고, 이와 동시에 담수화 공정의 부산물인 농축수를 이용하여 수압 파쇄법으로 셰일 가스를 채굴할 수 있다.According to the present invention, fresh water is produced by desalination of seawater in a water shortage area, and at the same time, shale gas may be mined by hydraulic fracturing using concentrated water which is a by-product of the desalination process.
이하에 설명된 도면들은 단지 예시의 목적을 위한 것이고, 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것이 아니다.
도 1은 본 발명에 따른 담수 플랜트 농축수를 이용한 셰일 가스의 생산 방법의 개략적 공정 흐름도이다.
도 2는 본 발명에 따른 담수 플랜트 농축수를 이용한 셰일 가스의 생산 방법의 상세한 공정 흐름도이다.The drawings described below are for illustrative purposes only and are not intended to limit the scope of the invention.
1 is a schematic process flow diagram of a method for producing shale gas using fresh water plant concentrated water according to the present invention.
Figure 2 is a detailed process flow diagram of a method for producing shale gas using fresh water plant concentrated water according to the present invention.
이하 첨부된 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 담수 플랜트 농축수를 이용한 셰일 가스의 생산 방법을 상세히 설명하기로 한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
Hereinafter, a method of producing shale gas using concentrated water of a freshwater plant according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2. First, in adding reference numerals to constituent elements of each drawing, it should be noted that the same constituent elements are denoted by the same reference numerals even though they are shown in different drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.
(실시 예)(Example)
도 1은 본 발명에 따른 담수 플랜트 농축수를 이용한 셰일 가스의 생산 방법의 개략적 공정 흐름도이다.1 is a schematic process flow diagram of a method for producing shale gas using fresh water plant concentrated water according to the present invention.
도 1을 참조하면, 셰일 가스의 생산 방법은, 해수 담수화 단계(S 100), 세일층 수압 파쇄 단계(S 200) 및 액화 천연 가스(LNG) 생산 단계(S 300)를 포함한다. Referring to FIG. 1, the shale gas production method includes a seawater desalination step S 100, a sail layer hydraulic fracturing step S 200, and a liquefied natural gas LNG production step S 300.
해수 담수화 단계(S 100)는 생활용수나 공업용수로 직접 사용하기 힘든 해수로부터 염분을 포함한 용해 물질을 제거하여, 순도 높은 음용수, 생활용수 또는 공업용수 등의 담수를 얻는 일련의 처리 과정이며, 담수화 방법으로는 증발법이나 역삼투법 등 다양한 방법들이 사용될 수 있다. 해수 담수화 단계(S 100)에서는 담수가 생산되고, 이 과정에서 부산물로 농축수가 생성된다.Seawater desalination step (S 100) is a series of treatment processes to remove dissolved substances including salt from seawater, which is difficult to use directly for domestic or industrial water, to obtain fresh water such as high-purity drinking water, domestic water, or industrial water. Various methods such as evaporation or reverse osmosis can be used. In the seawater desalination step (S 100), freshwater is produced, and in this process, concentrated water is produced as a by-product.
셰일 층 수압 파쇄 단계(S200)는 해수 담수화 단계(S 100)의 부산물인 농축수를 이용한 수압 파쇄법으로 셰일 층으로부터 셰일 가스를 채굴하는 일련의 과정이다. 셰일 층 수압 파쇄 단계(S 200)에서는 셰일 가스가 채굴되고, 수압 파쇄에 사용된 농축수는 회수되어 폐수 처리된다.Shale layer hydraulic crushing step (S200) is a series of processes for mining shale gas from the shale layer by the hydraulic crushing method using the concentrated water which is a by-product of seawater desalination step (S100). In shale layer hydraulic fracturing step (S 200), shale gas is mined, and the concentrated water used for hydraulic fracturing is recovered and treated as wastewater.
액화 천연 가스(LNG) 생산 단계(S 300)는 셰일 층 수압 파쇄 단계(S 300)에서 채굴된 셰일 가스로부터 액화 천연 가스(LNG)를 생산하는 일련의 처리 과정이다.
The liquefied natural gas (LNG) production step (S 300) is a series of processes for producing liquefied natural gas (LNG) from the shale gas mined in the shale layer hydraulic fracturing step (S 300).
이하에서는, 해수 담수화 단계(S 100), 세일층 수압 파쇄 단계(S 200) 및 액화 천연 가스(LNG) 생산 단계(S 300)의 처리 과정들을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the processes of the seawater desalination step (S 100), the sail layer hydraulic fracturing step (S 200), and the liquefied natural gas (LNG) production step (S 300) will be described in more detail.
도 2는 본 발명에 따른 담수 플랜트 농축수를 이용한 셰일 가스의 생산 방법의 상세한 공정 흐름도이다.Figure 2 is a detailed process flow diagram of a method for producing shale gas using fresh water plant concentrated water according to the present invention.
도 2를 참조하면, 해수 담수화 단계(S 100)는 다음과 같은 일련의 처리 과정들을 포함한다. 먼저, 해수가 담수화 플랜트(미도시)로 펌핑되고(S 110), 펌핑된 해수는 이물질의 제거를 위해 필터링된다(S 120). 이물질이 필터링된 해수는 담수화 공정에 적합한 온도 및 압력 조건으로 조절되고(S 130), 이후 해수는 증발법이나 역삼투법 등의 방법으로 담수화된다(S 140). 담수화 공정을 통해 담수가 생산되고, 생산된 담수는 담수 처리(S 150)를 거친 후 저장된다(S160). 그리고, 담수화 공정에서 부산물로 농축수가 생성된다.Referring to FIG. 2, the seawater desalination step S 100 includes the following series of treatments. First, seawater is pumped to a desalination plant (not shown) (S 110), and the pumped seawater is filtered to remove foreign matters (S 120). The foreign water filtered seawater is adjusted to temperature and pressure conditions suitable for the desalination process (S 130), and then the seawater is desalted by a method such as evaporation or reverse osmosis (S 140). Fresh water is produced through a desalination process, and the produced fresh water is stored after undergoing fresh water treatment (S 150) (S160). In the desalination process, concentrated water is produced as a by-product.
세일층 수압 파쇄 단계(S 200)는 다음과 같은 일련의 처리 과정들을 포함한다. 담수화 공정(S 140)에서 생성된 농축수는 농축수 처리 과정(S 210)을 거친 후 셰일 층의 수압 파쇄에 사용되거나, 바로 폐수로 저장(S 220)될 수 있다. 농축수 처리 과정(S 210)을 거친 농축수는 셰일 층으로 펌핑되고(S 230), 펌핑된 농축수는 셰일 층을 파쇄한다(S 240). 셰일 층의 파쇄에 사용된 농축수는 다시 셰일 층으로부터 펌핑된(S 230) 후, 폐수 처리되고(S 250), 별도의 폐수 저장 설비(미도시)에 저장된다(S 220). 한편, 셰일 층의 파쇄된 공간을 통해 분출되는 셰일 가스는 채집된 후, 액화 천연 가스(LNG) 생산 단계(S 300)를 거친다.The sail layer hydraulic fracturing step S 200 includes a series of processing steps as follows. The concentrated water generated in the desalination process (S 140) may be used for hydrocracking the shale layer after the concentrated water treatment process (S 210), or may be immediately stored as wastewater (S 220). The concentrated water that has undergone the brine treatment (S 210) is pumped into the shale layer (S 230), and the pumped concentrated water crushes the shale layer (S 240). The brine used for crushing the shale layer is again pumped from the shale layer (S 230), then treated with wastewater (S 250), and stored in a separate wastewater storage facility (not shown) (S 220). Meanwhile, the shale gas ejected through the crushed space of the shale layer is collected and then undergoes a liquefied natural gas (LNG) production step (S 300).
액화 천연 가스(LNG) 생산 단계(S 300)는 다음과 같은 일련의 처리 과정들을 포함한다. 채집된 셰일 가스는 압축 과정을 통해 압축되고(S 310), 압축된 셰일 가스는 LNG 생산 설비(미도시)로 공급된다. LNG 생산 설비는 셰일 가스를 이용하여 액화 천연 가스(LNG)를 생산하고(S 320), 생산된 액화 천연 가스는 별도의 저장 설비(미도시)에 저장된다(S 330).
The liquefied natural gas (LNG) production step (S 300) includes a series of processing steps as follows. The collected shale gas is compressed through a compression process (S 310), and the compressed shale gas is supplied to an LNG production facility (not shown). The LNG production facility produces liquefied natural gas (LNG) using shale gas (S 320), and the produced liquefied natural gas is stored in a separate storage facility (not shown) (S 330).
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 담수 플랜트 농축수를 이용한 셰일 가스의 생산 방법은, 해수를 담수화하여 담수를 생산하고, 이와 함께 담수화 공정의 부산물인 농축수를 이용하여 수압 파쇄법으로 셰일 가스를 채굴할 수 있다. As described above, the method for producing shale gas using the concentrated water of the fresh water plant according to the present invention, desalination of sea water to produce fresh water, and together with the concentrated water which is a by-product of the desalination process, shale gas by hydraulic fracturing method Can be mined.
따라서, 본 발명에 따른 담수 플랜트 농축수를 이용한 셰일 가스의 생산 방법은, 물이 부족한 지역이나 국가에서, 다량의 물을 필요로 하는 수압 파쇄법을 이용하여 셰일 가스를 채굴하는 것에 적용될 수 있다.
Therefore, the method for producing shale gas using the fresh water plant concentrated water according to the present invention can be applied to mining shale gas using a hydraulic fracturing method that requires a large amount of water in a region or a country where water is scarce.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
S 100: 해수 담수화 단계
S 200: 세일층 수압 파쇄 단계
S 300: 액화 천연 가스(LNG) 생산 단계S 100: seawater desalination stage
S 200: Sail floor hydraulic fracturing step
S 300: liquefied natural gas (LNG) production stage
Claims (4)
(b) 상기 단계 (a)의 공정 부산물인 농축수를 이용한 수압 파쇄법으로 셰일가스를 채굴하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 담수 플랜트 농축수를 이용한 셰일 가스의 생산 방법.(a) desalination of seawater; And
(B) a method of producing shale gas using fresh water plant concentrated water, comprising the step of mining shale gas by hydraulic fracturing method using the concentrated water as a by-product of step (a).
(c) 상기 단계 (b)에서 채굴된 상기 셰일 가스로부터 액화 천연 가스를 생산하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 담수 플랜트 농축수를 이용한 셰일 가스의 생산 방법.The method of claim 1,
(c) producing liquefied natural gas from the shale gas mined in step (b) further comprising producing a shale gas using fresh water plant concentrated water.
상기 단계 (a)는,
상기 해수를 펌핑하는 단계;
펌핑된 상기 해수를 필터링하는 단계;
상기 필터링된 상기 해수의 온도 및 압력을 상기 담수화에 적합하게 조절하는 단계; 및
상기 온도 및 압력이 조절된 상기 해수로부터 담수를 생산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 담수 플랜트 농축수를 이용한 셰일 가스의 생산 방법.3. The method according to claim 1 or 2,
The step (a)
Pumping the sea water;
Filtering the pumped seawater;
Adjusting the temperature and pressure of the filtered seawater appropriately for the desalination; And
Producing fresh water from the seawater, wherein the temperature and pressure is controlled, fresh water plant producing shale gas using the concentrated water.
상기 단계 (b)는,
상기 농축수를 셰일 층으로 펌핑하는 단계;
상기 펌핑된 상기 농축수를 이용하여 상기 셰일 층을 파쇄하는 단계;
상기 셰일 층을 파쇄한 상기 농축수를 상기 셰일 층으로부터 펌핑하는 단계; 및
상기 셰일 층의 파쇄 공간을 통해 분출되는 상기 셰일 가스를 추출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 담수 플랜트 농축수를 이용한 셰일 가스의 생산 방법.3. The method according to claim 1 or 2,
The step (b)
Pumping the brine into a shale bed;
Crushing the shale layer using the pumped concentrated water;
Pumping the brine from the shale layer by crushing the shale layer; And
And extracting the shale gas ejected through the shattering space of the shale layer.
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Cited By (2)
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---|---|---|---|---|
KR20160103428A (en) | 2015-02-24 | 2016-09-01 | 대우조선해양 주식회사 | GTL module for shale gas development |
CN112002206A (en) * | 2020-08-24 | 2020-11-27 | 中国石油化工股份有限公司 | Shale gas reservoir failure mining experimental method and device |
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2012
- 2012-08-22 KR KR1020120091840A patent/KR20140025757A/en not_active Withdrawn
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Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20120822 |
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