OBN 탄성파 탐사자료의 신호향상 연구 = A Study on signal Enhancement of OBN Seismic Data

국문 초록 (Abstract)

해저면에 설치되는 OBN(Ocean Bottom Node) 탐사 시스템은 저류층 특성화에 필수적인 고품질 다성분 자료를 제공한다. 하지만 OBN 탐사자료의 수직 지오폰성분은 압력성분과는 다르게 Vz 잡음에 의해 오염되어 자료의 품질을 크게 저하시킨다. 본 연구에서는 희소역산(Sparse inversion) 기반의 고 해상도 하이브리드 라돈변환(High-resolution Radon transform)과 공통희소복원(Joint sparsity recovery)을 통해 Vz 잡음을 제거하는 신호향상 전략을 제안하고자 하며, 그 결과 고품질의 데이터를 확보할 수 있음을 확인하였다.
Vz 잡음은 OBN, OBC(Ocean Botton Cable) 센서를 이용해 취득할 수 있는 3성분 지오폰 중 수직입자성분에 매우 강하게 기록되며 이를 제거하기 위해 많은 연구들이 진행되었다. 그러나 대다수 잡음제거 기법은 속도분석과 뮤팅 등을 기반으로 사용자 정의 기반의 변수에 크게 의존하는 한계점이 존재하였다. 본 연구에서는 이러한 한계점을 개선하고자 Vz 잡음이 공통송신원모음에서는 무작위잡음, 공통수신기모음에서는 일관성잡음으로 식별되는 특성을 고려하여 각 라인별 잡음제거 전략을 도입하였다. 첫번째로 제안할 방법은 Vz 잡음이 공통송신원모음에서 무작위 잡음 형태인 것을 고려하여 고 해상도 라돈변환을 기반으로 무작위 잡음을 제거하는 것이며, 이를 공통수신기모음으로 변환하여 일관성잡음을 동시에 제거할 수 있도록 하였다. 두번째로는 수직지오폰과 압력성분의 신호유사성을 고려하여 공통희소복원을 사용하였으며, 수직지오폰 라돈모델에서 식별되는 잡음 성분을 성공적으로 분리할 수 있도록 하였다. 결론적으로 고 해상도 라돈변환과 공통희소복원을 통해 사용자의 복잡한 변수정의 절차 없이 효과적인 Vz 잡음을 제거할 수 있음을 확인하였으며, 또한 본 연구는 향후 국내 OBN 자료처리시 효과적으로 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서론 1
• Ⅱ. 이론 5
• 1. Vz 잡음제거 전략 5
• (1) Vz 잡음 특성 5
• (2) 잡음제거 전략 5
• 2. 고 해상도 하이브리드 라돈변환 7
• (1) 라돈변환 7
• (2) 고 해상도 하이브리드 라돈변환 8
• 3. 공통 희소 복원 14
• (1) 파동장 분리 기반 선형 시스템 14
• (2) 진폭 정규화 14
• (3) 최적화 및 잡음제거 15
• Ⅲ. 수치 예제 17
• 1. 현장자료 설명 17
• 2. 현장자료 검증 20
• (1) 무작위 잡음제거 기반 20
• (2) 일관성 잡음제거 기반 20
• (3) 데이터 품질검증 21
• (4) 중합자료 21
• Ⅳ. 토의 29
• Ⅴ. 결론 30
• □ 참고문헌 31
• □ 사사 35
• □ Abstract 36