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고온, 고압 조건에서 이산화탄소와 유체의 반응을 통해 이산화탄소가 포화된 반응유체를 제조하는 전처리 반응기; 상기 반응유체를 이용하여 고온, 고압 조건에서 이산화탄소-유체-암석 반응을 발생시키는 주 반응기; 상기 전처리 반응기 및 주 반응기에 이산화탄소를 주입하는 이산화탄소공급장치; 및 상기 주 반응기의 이산화탄소-유체-암석 반응을 통해 암석 표면 특성을 측정하는 측정장치;를 포함하는데, 상기 주 반응기는 상기 이산화탄소-유체-암석 반응이 발생되는 공간을 제공하는 반응용기부, 상기 반응용기부의 측벽을 둘러싸도록 설치되어 상기 반응용기부의 온도를 조절하는 제1히터부 및 상기 반응용기부 내부의 온도 및 압력을 측정하는 제1센서부를 포함하며,상기 제1히터부 외부에 형성되고 상기 반응용기부에 형성된 제1관통구, 제2관통구 및 제3관통구와 각각 연결되는 제1연결관과 제1밸브, 제2연결관과 제2밸브 및 제3연결관과 제3밸브를 더 포함하고, 상기 제1밸브는 상기 전처리 반응기와 연결되는 제4연결관과 연결되며, 상기 제2밸브는 상기 주반응기 내부의 유체를 외부로 배출하는 제1밴트밸브와 연결되는 제5연결관과 연결되고,상기 제3밸브는 상기 주반응기 내부로 이산화탄소를 주입하는 제6연결관과 연결되는 것을 특징으로 하는 고온, 고압형 이산화탄소-유체-암석 표면특성 측정 시스템
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제 1 항에 있어서,상기 반응용기부는 서로 평행하고 이격된 일단부면과 타단부면 및 상기 일단부면과 타단부면을 연결하여 그 내부에 밀폐된 기둥 형상의 반응공간을 형성하는 측벽으로 이루어진 기둥형상구조체로서 상기 측벽이 지면에 평행한 상태로 설치되는 외부하우징; 상기 반응공간의 중심영역에 일정 크기로 설치되는데, 그 상부면이 지면에 평행하게 상기 반응 공간 전체 높이의 1/2 위치에 형성되는 암석거치대; 및 상기 반응공간 중 상기 암석거치대를 중심으로 상기 일단부면에 면접하는 일단부영역과 상기 타단부면에 면접하는 타단부영역에서 각각 상기 외부하우징의 각단부면 및 측벽의 내면에 그 외부면이 면접하여 설치될 수 있는 크기를 갖고 그 중심부는 통공이 형성된 한 쌍의 보강유리관;을 포함하고, 상기 보강유리관은 그 외부면이 보강재로 둘러싸인 석영유리관인 것을 특징으로 하는 고온, 고압형 이산화탄소-유체-암석 표면특성 측정 시스템
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제 3 항에 있어서,상기 보강재는 상기 석영유리관이 끼워지는 내부 공간을 갖는 관상 구조로서, 상기 관상구조의 양단부 중 상기 외부 하우징의 일단부면 또는 타단부면에 인접하는 어느 하나의 단부는 상기 석영 유리관의 단부를 감싸는 돌출부가 형성된 것을 특징으로 하는 고온, 고압형 이산화탄소-유체-암석 표면특성 측정 시스템
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제 3 항에 있어서,상기 외부하우징은 상기 반응공간 중 상기 일단부영역의 일부를 형성하는 제1하우징; 상기 타단부영역의 일부를 형성하는 제3하우징; 및 상기 암석거치대 형성영역을 기준으로 상기 일단부영역의 일부를 제외한 나머지 영역과 상기 타단부영역의 일부를 제외한 나머지 영역을 형성하는 제2하우징;으로 분리가능한 것을 특징으로 하는 고온, 고압형 이산화탄소-유체-암석 표면특성 측정 시스템
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제 5 항에 있어서,상기 제1하우징의 일단부면과 상기 제3하우징의 타단부면은 그 중심부에 일정크기의 투명영역이 형성되고, 상기 제2하우징의 측벽 중 상기 암석거치대 상부면의 중심부에 대향하는 위치에 형성되는 제1관통구 및 상기 제1관통구를 중심으로 서로 대향되게 이격되어 형성되는 제2관통구 및 제3관통구를 포함하는 것을 특징으로 하는 고온, 고압형 이산화탄소-유체-암석 표면특성 측정 시스템
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제 1 항에 있어서, 상기 제2연결관과 상기 제2밸브 사이에 제1온도센서가 설치되고, 상기 제3밸브에 인접하는 상기 제6연결관에 제1압력센서가 설치되는 것을 특징으로 하는 고온, 고압형 이산화탄소-유체-암석 표면특성 측정 시스템
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제 1 항에 있어서,상기 전처리 반응기는 투입된 유체를 저장하며, 고온, 고압 조건에서 이산화탄소와 유체의 반응을 통해 이산화탄소가 포화된 반응유체로 제조하는 내부공간을 제공하는 전처리 반응용기부, 상기 전처리 반응용기부의 측벽을 둘러싸도록 설치되어 상기 내부공간의 온도를 상기 고온, 고압 조건으로 유지시키는 제2히터부, 상기 전처리 반응용기부 내부공간의 온도 및 압력을 측정하는 제2센서부를 포함하는 것을 특징으로 하는 고온, 고압형 이산화탄소-유체-암석 표면특성 측정 시스템
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제 9 항에 있어서,상기 전처리 반응기는 상기 전처리 반응용기부의 일단부면에 형성된 제4관통구와 제5관통구, 타단부면에 형성된 제6관통구와 제7관통구, 상기 제4관통구와 연결되는 제7연결관과 제4밸브, 및 상기 제6관통구와 연결되는 제8연결관과 제5밸브를 더 포함하고, 상기 제4밸브는 상기 주 반응기와 연결되는 제4연결관과 연결되며, 상기 제5밸브는 상기 내부공간의 유체를 외부로 배출하는 제2밴트밸브와 연결되는 제9연결관 및 상기 내부공간으로 이산화탄소를 주입하는 제10연결관과 연결되는 것을 특징으로 하는 고온, 고압형 이산화탄소-유체-암석 표면특성 측정 시스템
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제 10 항에 있어서,상기 제5관통구 및 상기 제7관통구를 통해 상기 전처리 반응기 내부공간의 온도 및 압력을 측정하는 제2온도센서 및 제2압력센서가 설치되는 것을 특징으로 하는 고온, 고압형 이산화탄소-유체-암석 표면특성 측정 시스템
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제 1 항에 있어서,상기 전처리 반응기, 주 반응기, 이산화탄소공급장치 및 측정장치의 동작을 제어하는 제어장치;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고온, 고압형 이산화탄소-유체-암석 표면특성 측정 시스템
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제 12 항에 있어서,상기 제어장치는 주반응기 제1히터부, 전처리반응기의 제2히터부 및 이산화탄소공급장치를 제어하여 상기 주 반응기에 형성된 반응공간의 온도 및 압력과 상기 전처리 반응기에 형성된 내부공간의 온도 및 압력이 고온, 고압조건으로 동일하게 유지되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 고온, 고압형 이산화탄소-유체-암석 표면특성 측정 시스템
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제 1 항에 있어서,상기 측정장치에 의해 측정되는 암석 표면 특성은 이산화탄소와 반응유체 사이의 계면장력(IFT) 및 접촉각을 포함하는 것을 특징으로 하는 고온, 고압형 이산화탄소-유체-암석 표면특성 측정 시스템
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제 4 항에 있어서,상기 보강재는 폴리에틸렌이미드(PEI), 폴리아미드-이미드(PAI), 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리페닐렌설파이드(PPS) 및 폴리테트라플로오르에틸렌(PTFE)로 구성된 그룹에서 선택되는 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고온, 고압형 이산화탄소-유체-암석 표면특성 측정 시스템
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제 1 항, 제 3 항 내지 제 6 항, 제 8 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 전처리 반응기 및 주 반응기에서 동일하게 유지되는 고온, 고압 조건은 40 ℃ 초과 150 ℃ 이하의 온도 및 7 MPa 내지 20 MPa의 압력을 갖는 조건인 것을 특징으로 하는 고온, 고압형 이산화탄소-유체-암석 표면특성 측정 시스템
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전처리 반응기의 내부공간에 유체를 투입하고, 주 반응기의 반응공간에 설치된 암석거치대에 측정하고자 하는 암석편을 배치하는 준비단계;상기 내부공간의 온도 및 압력과 상기 반응공간의 온도 및 압력이 고온, 고압 조건으로 동일하게 유지되도록 조절하는 온도 및 압력 조절단계;상기 온도 및 압력 조절단계를 통해 상기 내부공간에서 이산화탄소와 유체의 반응을 통해 제조된 이산화탄소가 포화된 반응유체를 상기 반응공간에 배치된 암석편에 떨어뜨려 이산화탄소-유체-암석 반응을 발생시키고, 측정장치를 통해 상기 이산화탄소-유체-암석반응이 발생된 암석편을 촬영하는 단계; 및상기 촬영하는 단계에서 얻어진 이미지로부터 계면장력 및 접촉각을 계산하는 단계;를 포함하는 고온, 고압형 이산화탄소-유체-암석 표면특성 측정방법
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제 17 항에 있어서,상기 촬영하는 단계를 수행한 후 상기 전처리 반응기 및 주 반응기 내부의 유체를 배출하는 단계;를 더 수행하는 것을 특징으로 하는 고온, 고압형 이산화탄소-유체-암석 표면특성 측정방법
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제 17 항에 있어서,상기 온도 및 압력 조절단계를 통해 상기 내부공간 및 반응공간에서 동일하게 유지되는 고온, 고압 조건은 각각 40℃ 초과 150℃ 이하의 온도 및 7Mpa 내지 20Mpa의 압력인 것을 특징으로 하는 고온, 고압형 이산화탄소-유체-암석 표면특성 측정방법
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제 17 항에 있어서, 상기 온도 및 압력 조절 단계는 상기 전처리 반응기의 제2히터부, 상기 주반응기의 제1히터부, 이산화탄소공급장치, 상기 전처리 반응기의 내부공간에 이산화탄소를 주입하는 밸브, 및 상기 주반응기의 반응공간에 이산화탄소를 주입하는 밸브의 작동이 제어장치에 의해 동시에 또는 순차적으로 수행되는 단계; 상기 전처리 반응기 내부에 설치된 제2센서부와 상기 주반응기 외부에 설치된 제1센서부를 통해 상기 내부공간 및 상기 반응공간의 온도 및 압력이 측정되어 상기 제어장치로 전송되는 단계; 및상기 제어장치가 전송된 상기 내부공간의 온도 및 압력과 상기 반응공간의 온도 및 압력을 토대로 상기 내부공간과 상기 반응공간의 온도 및 압력이 동일하게 유지되도록 제1히터부, 제2히터부, 이산화탄소공급장치 및 밸브를 제어하는 단계;를 포함하여 수행되는 것을 특징으로 하는 고온, 고압형 이산화탄소-유체-암석 표면특성 측정방법
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