소금 동굴형 저장소 지표면 변형 FS-InSAR 정밀 역산 및 시공간 진화 특성 분석

ZHANG Jiaji ,  

WU Hongan ,  

LIU Zhenzhen ,  

ZHANG Yonghong ,  

WANG Ziyu ,  

KANG Yonghui ,  

WEI Jujie ,  

摘要

중국은 천연가스 수급 불균형과 피크 조절 수요가 크며, 지하 저장소 중 소금 동굴형 저장소가 안정적인 가스 공급을 보장하는 핵심 인프라로 부각되고 있습니다. 하지만 소금 동굴형 저장소의 고압 환경에서 소금암의 크리프 현상은 지표면 변형을 일으켜 저장소의 안전한 운영에 심각한 위협을 가합니다. 따라서 저장소 지표면 변형 정보를 정밀하게 획득하는 것은 안전하고 안정적인 운영을 위한 중요한 전제 조건입니다. 본 연구는 전산란체 InSAR(FS-InSAR) 기술을 기반으로 79기의 Sentinel-1 시계열 레이더 영상을 활용하여 2021년 8월부터 2024년 8월까지 특정 소금 동굴형 저장소의 지표면 변형장을 정밀 역산하고, 저장소의 변형 공간 분포 차이를 분석하며, 주입 및 생산 가스 데이터를 결합하여 변형의 시계열 특성을 비교 분석하였습니다. 결과에 따르면 FS-InSAR 기술은 수역과 농경지가 분포하는 저장소 지역에서 고정밀 고밀도의 지표면 변형 정보를 획득할 수 있으며, 실험 관측 밀도는 1121개 지점/km²에 달해 수체를 제외한 모든 픽셀의 지표면 변형 모니터링이 이루어졌습니다. 28개의 수준점 검증 결과 InSAR 지표면 변형 결과와 수평측량 간 차이의 표준 편차는 연간 2.9 mm였습니다. 저장소의 서로 다른 구역은 차별화된 지표면 변형 특성을 보였으며, 기존 동굴 지역은 최대 82 mm/년의 지반 침하가 발생했으나, 신규 동굴 지역은 상대적으로 적은 10-20 mm/년의 침하율을 나타냈으며, 이는 천연가스 차단 회용 및 질소 차단 수용 등 첨단 동굴 조성 기술과 관련이 있을 수 있습니다. 시간적으로는 지표면 변형이 주입 및 생산 활동과 밀접히 관련된 뚜렷한 주기성을 보였으며, 주입 단계에서 지표면이 융기하고 생산 단계에서 침하하는 경향이 있었습니다. 본 연구는 저장소 전역의 고위험 변형 지역 조기 식별에 중요한 참고자료를 제공하며, 저장소 가스 주입 및 생산의 과학적 조정과 관리를 지원할 것입니다.

关键词

합성개구레이더 간섭측정; 전산란체; 소금 동굴형 저장소; 지표면 변형; 가스 주입 및 생산

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