2차원 중합전 일반화된-막 구조보정

변중무 ( Joong Moo Byun ),설순지 ( Soon Jee Seol ),송호철 ( Ho Cheol Song ) 한국지구물리탐사학회 2010 지구물리와 물리탐사 Vol.13 No.4

위상막 구조보정과 split-step Fourier 구조보정은 주파수-파수, 주파수-공간 영역에서 단방향 파동방정식을 이용하여 빠른 계산 속도로 수평적 속도변화를 고려할 수 있는 구조보정이다 일반화된-막(generalized-screen) 구조보정은 주파수-파수영역에서 수직전파를 가정하는 위의 두 구조보정파는 달리 수직전파를 가정하지 않고, 지수함수의 무한급수 전개를 이용한다. 또한 수직느리기항의 테일러 급수전개를 일반화하여 고차항을 추가함으로써 급격한 속도변화를 갖는 지하구조에서 넓은 각을로 전파하는 파동장에 대한 정확도를 향상시켰다. 이 논문은 다양한 경사와 급격한 속도변화를 포함하는 복잡한 지하구조를 효율적으로 보다 정확하게 영상화하기 위하여 2차원 일반화된 막 구조보정에 대하여 연구하였다. 일정한 미소변량(constant perturbation)을 갖는 매질과 SEGfEAGE 암염돔을 모사한 모텔에 대하여 일반화된-막 전파자와 위상막 전파자의 전파된 파동장을 비교한 결과, 일반화된-막 전파자가 파동장의 넓은각 전파에 대해 위상막 전파자보다 높은 정확도를 보였다. 또한 일반화된-막 전파자의 차수를 증가시킬수록 넓은 각으로 전파하는 파동장의 정확 도가 향상되었다. 콘 수평적 속도변화와 급경사를 갖는 모델과 SEGfEAGE 암염돔 합성 탄성파탐사 자료에 대하여 일반 호}된-악 구조보정과 위상막 구조보정을 적용한 결과, 일반화된-막 구조보정이 속도변화가 크고 급격한 경사를 갖는 반사면을 보다 정확한 위치에 뚜렷하게 영상화하였다. The phase-screen and the split-step Fourier migrations, which are implemented in both the frequencywavenumber and frequency-space domains by using one-way scalar wave equation, allow imaging in laterally heterogeneous media with less computing time and efficiency. The generalized-screen migration employs the series expansion of the exponential, unlike the phase-screen and the split-step Fourier migrations which assume the vertical propagation in frequency-wavenumber domain. In addition, since the generalized-screen migration generalizes the series expansion of the vertical slowness, it can utilize higher-order terms of that series expansion. As a result, the generalized-screen migration has higher accuracy in computing the propagation with wide angles than the phase-screen and split-step Fourier migrations for media with large and rapid lateral velocity variations. In this study, we developed a 2D prestack generalized-screen migration module for imaging a complex subsurface efficiently, which includes various dips and large lateral variations. We compared the generalized-screen propagator with the phase-screen propagator for a constant perturbation model and the SEG/EAGE salt dome model. The generalized-screen propagator was more accurate than the phase-screen propagator in computing the propagation with wide angles. Furthermore, the more the higher-order terms were added for the generalized-screen propagator, the more the accuracy was increased. Finally, we compared the results of the generalized- screen migration with those of the phase-screen migration for a model which included various dips and large lateral velocity variations and the synthetic data of the SEG/EAGE salt dome model. In the generalized-screen migration section, reflectors were positioned more accurately than in the phase-screen migration section.

다극자 송신원들 사이의 불일치가 LWD 자료에 미치는 영향

변중무 ( Joong Moo Byun ),주용환 ( Yong Hwan Joo ) 한국지구물리탐사학회 2009 지구물리와 물리탐사 Vol.12 No.1

해수침투 저감을 위한 균열암반 대수층 내 담수주입시험

신제현,변중무,Shin, Je-Hyun,Byun, Joong-Moo 대한자원환경지질학회 2010 자원환경지질 Vol.43 No.4

연안지역 염수와 담수가 혼재하는 전이대에서 해수침투 피해개선을 목적으로 균열암반을 통한 담수주입시험을 수행하고 그 효과를 모니터링하였다. 담수주입은 절대적으로 그 지역의 지질학적, 수리학적 특성에 따라 좌우되며, 특히 파쇄대나 투수성 미고결 지층 등의 특성 파악이 중요하다. 연구 지역의 염담수 분포특성을 고려하여 두 개의 주요 연안 대수층인 충적층과 균열암반 구간을 통한 담수주입이 가능하도록 시추공을 설계 및 굴착하였으며, 균열암반 대수층 내 담수주입을 위하여 현장에서의 시험 준비, 이동, 조립 및 장비의 유지보수가 간단하도록 착탈식인 모듈화되어 있는 주입시스템을 제작하여 적용하였다. 시추공영상화검층을 통해 전체적인 균열의 특성을 파악하였고, 이를 바탕으로 주입공 및 관측공 간 투수성 파쇄대의 확인을 위한 구간별 담수주입 및 모니터링을 실시하여 담수주입 구간을 선정하였다. 담수주입시험 결과, 관측공의 일정 심도에서 담수가 유입되어 시간이 경과함에 따라 상부 구간의 전기전도도도 점진적으로 감소함을 보였으며, 담수주입 중단 및 패커를 해지한 후에도 유입된 심도에서 점진적으로 전기전도도값이 증가하기는 하지만 그 증가폭이 전체적으로 낮아 담수주입의 효과가 있음을 확인하였다. 또한 장기적으로 전기전도도값을 모니터링함으로써 담수주입의 효과가 수개월 후에도 지속됨을 확인하였으며, 이는 담수주입에 의해 일정 정도의 해수침투 피해에 대한 개선효과를 기대할 수 있음을 시사한다. Fresh water injection test in a fractured bedrock aquifer was applied as an efficient approach to lower saline concentrations in the saltwater-freshwater transition zone formed by seawater intrusion in a coastal area. The methodology and effectiveness of fresh water injection for hydraulically controlling seawater intrusion is overwhelmingly site dependent, and there is an urgent need to characterize the permeable fractures or unconsolidated porous formations which can allow for seawater flow and transport. Considering aquifer characteristics, injection and monitoring boreholes were optimally designed and completed to inject fresh water through sand layer and fractured bedrock, respectively. We devised and used the injection system using double packer for easy field operation and maintenance. Overall fracture distribution was systematically identified from borehole image logs, and the section of fresh water injection was decided from injection test and monitoring. With fresh water injection, the fluid electrical conductivity of the monitoring well started to be lowered by the inflow of fresh water at the specific depth. And this inflow leaded to the replacement of the fluid in the upper parts of the borehole with fresh water. Furthermore, the injection effect lasted more than several months, which means that fresh water injection may contribute to the mitigation of seawater intrusion in a coastal area.

해양 다성분 탄성파 자료를 이용한 가스하이드레이트 유망지역의 BSR 상하부 S파 속도 도출

김병엽,변중무,Kim, Byoung-Yeop,Byun, Joong-Moo 대한자원환경지질학회 2011 자원환경지질 Vol.44 No.3

가스하이드레이트 부존량 평가에 있어서 해당 부존 지역의 S파 속도 정보는 암상과 공극유체의 정보를 파악하는데 결정적인 역할을 한다. 만일 퇴적층 내에 가스하이드레이트가 존재한다면 이 층에서의 P파 속도와 S파 속도는 동시에 증가하게 되며, 그 하부에 자유가스가 존재하는 경우 P파의 속도는 감소한다. 하지만 S파의 경우 공극을 채우고 있는 유체의 영향을 받지 않고 순수하게 매질을 통해서 진행하므로 하이드레이트 층의 하부에 자유가스층이 존재한다고 해도 그 속도가 변하지 않거나 오히려 매질의 영향으로 그 속도가 증가한다. 본 연구에서는 이러한 특성을 확인하기 위해 울릉분지의 가스하이드레이트 유망지역 중 탄성파 단면상에서 BSR(해저변 모방 반사면)이 강하게 분포하는 한 지점에서 한국지질자원연구원이 2009년 5월에 OBS(해저면 탄성파 기록계)를 이용하여 취득한 해저면 다성분 탄성파 자료를 이용하여 가스하이드레이트 부존 심도 부근의 P파 빛 모드전환 S파의 속도를 구하였다.OBS의 하이드로폰(hydrophone) 성분에 기록된 P파 자료를 이용하여 탄성파 주시 역산법을 수행하여 P파 속도 및 섬도 구조를 도출하였다. 해당지역에 취득한 2차원 반사법 탐사 자료는 기본 전산처리를 통해 구한 탐사지역의 기본 층서모델을 초기모델로 삼았다. 여기에 수평 2성분 지오폰(geophone)에 기록된 자료의 극성 분석을 통해 S파의 에너지가 최대로 모인 radial 성분 단면도를 생성하고 여기서 발췌한 주요 S파 이벤트의 주시를 이용해 포아송 비 정모델링을 수행하여 OBS가 위치한 지점에서의 포아송 비와 S파 속도구조를 최종적으로 도출하였다. 본 연구를 통해 탐사지역의 가스하이드레이트 존재로 인한 BSR 상하부 층의 P파 속도 역전 현상과 P파와는 달리 BSR 상부에서 히부로 갈수록 S파의 속도가 약간 증가하는 경향을 보여 결과적으로 자유가스층의 존재로 인한 BSR 하부에서 포아송 비 감소현상이 뚜렷함을 확인하였다. S-wave, which provides lithology and pore fluid information, plays a key role in estimating gas-hydrate saturation. In general, P- and S-wave velocities increase in the presence of gas-hydrate and the P-wave velocity decreases in the presence of free gas under the gas-hydrate layer. Whereas there are very small changes, even slightly increases, in the S-wave velocity in the free gas layer because S-wave is not affected by the pore fluid when propagating in the free gas layer. To verify those velocity properties of the BSR (bottom-simulating reflector) depth in the gas-hydrate prospect area in the Ulleung Basin, P- and S-wave velocity profiles were derived from multi-component ocean-bottom seismic data which were acquired by Korea Institute of Geoscience and Mineral Resources (KIGAM) in May 2009. OBS (ocean-bottom seismometer) hydrophone component data were modeled and inverted first through the traveltime inversion method to derive P-wave velocity and depth model of survey area. 2-D multichannel stacked data were incorporated as an initial model. Two horizontal geophone component data, then, were polarization filtered and rotated to make radial component section. Traveltimes of main S-wave events were picked and used for forward modeling incorporating Poisson's ratio. This modeling provides S-wave profiles and Poisson's ratio profiles at every OBS site. The results shows that P-wave velocities in most OBS sites decrease beneath the BSR, whereas S-wave velocities slightly increase. Consequently, Poisson's ratio decreased strongly beneath the BSR indicating the presence of a free gas layer under the BSR.

고해상도 속도스펙트럼과 전역탐색법을 이용한 자동속도분석

최형욱 ( Hyung Wook Choi ),변중무 ( Joong Moo Byun ),설순지 ( Soon Jee Seol ) 한국지구물리탐사학회 2010 지구물리와 물리탐사 Vol.13 No.1

동해 가스전 탄성파 자료에서 나타나는 AVO 반응의 한계점에 대한 고찰

신승일 ( Seung Il Shin ),변중무 ( Joong Moo Byun ),최형욱 ( Hyung Wook Choi ),김건득 ( Kun Deuk Kim ),고승원 ( Seung Won Ko ),서영탁 ( Young Tak Seo ),차영호 ( Young Ho Cha ) 한국지구물리탐사학회 2008 지구물리와 물리탐사 Vol.11 No.3

전기비저항 수직탐사 자료의 정규크리깅을 통한 충적층 분포도의 작성

정연호 ( Yeon Ho Jung ),변중무 ( Joong Moo Byun ) 대한지구물리학회 2007 지구물리 Vol.10 No.3

박층 오일샌드 영상화를 위한 다성분 역VSP 탐사

정수철 ( Soo Cheol Jeong ),변중무 ( Joong Moo Byun ) 한국지구물리·물리탐사학회 2011 지구물리와 물리탐사 Vol.14 No.3

오일샌드는 고유가로 인하여 최근 활발하게 탐사 및 개발이 진행되고 있다. 오일샌드는 일반적으로 박층으로 존재하기 때문에 이의 탐지를 위해서는 지표 탄성파탐사보다는 시추공 주변의 고해상도 영상화가 장점인 다성분 VSP 탐사가 효과적이다. 또한 중합전 위상막 구조보정의 경우, 단방향 파동방정식을 이용하기 때문에 다성분 자료를 이용한 영상화에 효과적이다. 이 연구에서는 박층 오일샌드의 영상화를 위하여, 다성분 역VSP 탐사자료를 이용한 중합전 위상막 구조보정의 적용성을 고찰하였다. 중합전 위상막 구조보정에 사용할 다성분 역VSP 탐사자료의 전처리 과정으로 입사각과 회전변환을 이용한 파 분리 방법을 제안하고, 이를 합성탄성파탐사자료를 통하여 검증한 결과 파 분리가 효과적으로 되는 것을 확인하였다. 또한 분리된 P파와 PS파 자료를 이용하여 구조보정을 실시하였을 시, PS파 구조보정 결과가 P파 구조보정 결과보다 넓은 반사면의 영상화가 가능하고 고해상도의 영상을 획득하였다. 그리고 캐나다 오일샌드 매장지역을 모사한 합성탄성파탐사자료를 생성하고 이를 영상화 한 결과, P파 구조보정 결과보다 PS파를 이용한 구조보정 결과가 박층 오일샌드의 상·하부 경계면을 정확하게 영상화하였다. Recently, exploration and development of oil sands are thriving due to high oil price. Because oil sands reservoir usually exists as a thin layer, multicomponent VSP, which has the advantage of the high-resolution around the borehole, is more effective than surface seismic survey in exploring oil sand reservoir. In addition, prestack phase-screen migration is effective for multicomponent seismic data because it is based on an one-way wave equation. In this study, we examined the applicability of the prestack phase-screen migration for multicomponent RVSP data to image the thin oil sand reservoir. As a preprocessing tool, we presented a method for separating P-wave and PS-wave from multicomponent RVSP data by using incidence angle and rotation matrix. To verify it, we have applied the developed wavefield separation method to synthetic data obtained from the velocity model including a horizontal layer and dipping layers. Also, we compared the migrated image by using P-wave with that by using PS-wave. As a result, the PS-wave migrated image has higher resolution and wide coverage than P-wave migrated image. Finally, we have applied the prestack phase-screen migration to the synthetic data from the velocity model simulating oil sand reservoir in Canada. The results show that the PS-wave migrated image describe the top and bottom boundaries of the thin oil sand reservoir more clearly than the P-wave migrated image.

동해 가스하이드레이트 부존지역 제로오프셋 VSP 탐사 자료의 자료처리

김명선 ( Myung Sun Kim ),변중무 ( Joong Moo Byun ),유동근 ( Dong Geun Yoo ) 한국지구물리탐사학회 2009 지구물리와 물리탐사 Vol.12 No.3

천부 지반 환경에서 속도검층 난제들에 대한 고찰

조철현 ( Churl Hyun Jo ),변중무 ( Joong Moo Byun ),황세호 ( Se Ho Hwang ) 한국지구물리탐사학회 2006 지구물리와 물리탐사 Vol.9 No.3