오르도스 분지 화칭 유전 조밀 저류층 개발에서 천연 균열 예측 정확도 저하 및 인공 파쇄 설계의 이론적 지원 부족과 같은 주요 문제를 해결하기 위해 다학제 융합 균열 네트워크 특성화 및 파쇄 계산 방법을 적용하였다. 452공의 이미지 로그, 코어 자료 및 암석 역학 실험 데이터를 바탕으로 '측정응답-지응력장-균열 파라미터' 다중 결합 모델을 구축하였으며, 저항률 감소율 30% 이상, 음속 지연 시간 증가 10% 이상 등의 정량적 지표를 고려한 천연 균열 식별 기준을 수립하였다. 연속적인 가우스 시뮬레이션과 Oda(불연속 균열 네트워크 무작위 모델링) 알고리즘을 통해 연구 지역 3차원 균열 네트워크를 재구성하였으며(북동 60°~90° 주향 66.7%, 길이 5~95m, 투과율 0~18×10^-3μm²), 모델 검증 적합도는 약 90%에 달한다. 지응력장 특성화에서는 수정된 Eaton 법을 사용해 수평 주응력 차이를 4~8MPa로 역산하였으며(최대 수평 주응력 북동 75° 방향), 천연 균열 및 지응력장 연구를 기반으로 PKN/P3D(Perkins-Kern-Nordgren/준 3차원) 모델과 XGBoost(극한 그래디언트 부스팅) 알고리즘을 융합한 파쇄 균열 길이 예측 시스템을 개발하였다. 주요 혁신점은 고전적 파쇄 모델인 PKN/P3D 모델과 현장 일부 파라미터 획득의 어려움을 함께 고려하여 상용 소프트웨어 Kinetix(동적 파쇄 시뮬레이션 소프트웨어)를 활용한 연구 지역 일부 공의 파쇄 균열을 머신러닝 샘플로 사용해 전체 연구 지역과 인접 공구의 파쇄 균열을 산출한 것이다. 현장 적용 결과 예측치가 미세지진 모니터링 데이터 대비 평균 오차가 7.2%에 불과하였으며, 연구 결과를 활용하여 B195-100X 공의 반복 파쇄 후 생산량이 42% 증가하였다. 본 연구는 지진 자료가 없는 지역에 적합한 조밀 저류층 '균열 인식-지응력 특성화-균열 길이 예측-파쇄 최적화' 통합 기술 경로를 형성하여 오르도스 분지 및 유사 지질 조건 조밀 저류층의 효율적 개발을 위한 복제 가능한 이론적 방법 및 기술 모델을 제공하였다.

조밀 저류층;고경사;천연 균열 분포;파쇄 균열;머신러닝;지응력