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우정웅,김주환,이준기,강태섭 한국지질과학협의회 2017 Geosciences Journal Vol.21 No.5
For two to three decades, microseismic monitoring has been popular in the development of unconventional resources, because the fracture network generated by hydraulic fracturing mainly controls the productivity, and microseismic monitoring enables direct measurements for imaging the fracture network. Nevertheless, some refinements are required to make this method more practical. One challenge is to quantify the effects of pre-existing natural fractures for generating microseismic events. We determine the hypocenters of microseismic events occurring in a shale gas play in the Horn River Basin, Canada, and report several interesting spatial and temporal features of the hypocenter distributions. Automatic phase-picking is applied to waveform data recorded at 98 shallow buried three-component geophones, and phases thought to be from the same event are associated. The initial hypocenters of events are determined by iterative linear inversion algorithm then relocated using a double-difference algorithm, where relative travel time measurements are obtained with the waveform cross-correlation. We group events into many clusters based on fracking stages and their hypocenters, and then define the best-fitting plane of hypocenters for each cluster. Most strikes of the best-fitting planes are consistent with the direction of local horizontal stress maximum, indicating that hydraulic fracturing induces most microseismic events. However, the best-fitting planes of several clusters have strikes similar to those of pre-existing faults or fractures, indicating that pre-existing natural faults or fractures can affect the generation of microseismic events. In addition, some observations suggest that natural fractures can affect the temporal evolution of the spatial occurrence pattern of microseismic events. We observed specific migration patterns of microseismic events around known faults in the study area. Although further work is required for complete understanding of this phenomenon, our observations help elucidate the nature of microseismic generation.
부정확한 속도 모델을 가정한 진원 결정 방법의 성능평가: 지표면 미소지진 모니터링 사례
우정웅 ( Jeong Ung Woo ),이준기 ( Junkee Rhie ),강태섭 ( Tae Seob Kang ) 한국지구물리·물리탐사학회 2016 지구물리와 물리탐사 Vol.19 No.1
셰일가스 개발 과정에서 수압 파쇄에 의해 발생하는 미소지진의 진원 분포는 균열대의 특성을 파악하는 데 필요한 중요한 정보를 제공한다. 본 연구에서는 가상의 진원에 대하여 부정확한 속도 구조 모델이 선형 역산법을 이용한 진원 결정 프로그램인 hypoellipse와 hypoDD의 결과에 어떠한 영향을 미치는 지에 대해서 알아보았다. 총 98개의 가상 관측소를 반경 4 km의 원내에 배치하였고, 25개의 지진들이 판상으로 분포한 가상 지진 세트를 관측망의 중심부에서 부터남쪽으로 1 km 간격으로 5곳에 배치하였다(S0 ~ S4). 역산 결과의 정확성을 정량적으로 평가하기 위해 진원들의 평균위치의 차이를 의미하는 d1, 가정한 진원에 대한 면적비 r, 근사 평면과 실제 평면의 경사 차이 θ, 근사 평면과 실제 평면의 주향 차이 φ, 근사 평면으로부터 진원들이 떨어진 거리의 제곱평균제곱근 d2, 평면상에서의 진원들의 패턴의 정확성 d3의 6가지 파라미터를 정의하였다. 층상 구조를 가정한 기준 속도 구조를 만들어 합성 주시자료를 계산하였으며, 속도구조의 부정확성을 고려하기 위하여 진원 역산에 사용한 속도 구조 모델은 각 층의 기준 속도를 중심으로 0.1 km/s, 0.2km/s, 및 0.3 km/s의 표준편차를 가지는 정규분포를 이용하여 구성하였다. 속도의 부정확성에 비례하여 오차가 커지는 파라미터에는 d1, r, θ, 및 d3가 있으며, 나머지 두 파라미터는 S4의 경우를 제외하면 속도 부정확성의 정도와 관계없이 일정한 오차를 보여준다. S0, S1, S2, S3의 경우, hypoellipse와 hypoDD 모두 비슷한 d1 값을 나타낸다. 하지만 다른 파라미터의 경우 hypoDD가 훨씬 나은 결과를 보여주며, 진원의 상대적 오차는 속도 구조의 부정확도와 관계없이 수 미터 이하이다. 수압 파쇄의 부피 양상을 알기 위한 목적으로 상대적 진원 위치 부정확성을 수 미터 이내로 제한시키기 위해서 hypoellipse에서는 0.2 km/s 이내의 속도 오차의 표준편차를 가져야하며, hypoDD에서는 속도 오차의 표준편차 값이 0.3km/s일 때에도 상대적 진원 위치 오차를 수 미터 이내로 제한시킬 수 있다. The hypocenter distribution of microseismic events generated by hydraulic fracturing for shale gas development provides essential information for understanding characteristics of fracture network. In this study, we evaluate how inaccurate velocity models influence the inversion results of two widely used location programs, hypoellipse and hypoDD, which are developed based on an iterative linear inversion. We assume that 98 stations are densely located inside the circle with a radius of 4 km and 5 artificial hypocenter sets (S0 ~ S4) are located from the center of the network to the south with 1 km interval. Each hypocenter set contains 25 events placed on the plane. To quantify accuracies of the inversion results, we defined 6 parameters: difference between average hypocenters of assumed and inverted locations, d1; ratio of assumed and inverted areas estimated by hypocenters, r; difference between dip of the reference plane and the best fitting plane for determined hypocenters, θ; difference between strike of the reference plane and the best fitting plane for determined hypocenters, φ; root-mean-square distance between hypocenters and the best fitting plane, d2; root-mean-square error in horizontal direction on the best fitting plane, d3. Synthetic travel times are calculated for the reference model having 1D layered structure and the inaccurate velocity model for the inversion is constructed by using normal distribution with standard deviations of 0.1, 0.2, and 0.3 km/s, respectively, with respect to the reference model. The parameters d1, r, θ, and d2 show positive correlation with the level of velocity perturbations, but the others are not sensitive to the perturbations except S4, which is located at the outer boundary of the network. In cases of S0, S1, S2, and S3, hypoellipse and hypoDD provide similar results for d1. However, for other parameters, hypoDD shows much better results and errors of locations can be reduced by about several meters regardless of the level of perturbations. In light of the purpose to understand the characteristics of hydraulic fracturing, 1σ error of velocity structure should be under 0.2 km/s in hypoellipse and 0.3 km/s in hypoDD.
웹 응용 시스템 개발을 위한 보안을 고려한 통합 분석·설계 방법론 개발
우정웅(Jung-Woong Woo),주경수(Kyung-Soo Joo) 한국컴퓨터정보학회 2012 韓國컴퓨터情報學會論文誌 Vol.17 No.12
응용 시스템 개발 과정에 있어서 중요하고 핵심을 이루는 작업은 분석과 설계 작업이며 아울러 대부분의 응용 시스템은 데이터베이스 기반으로 구축된다. 또한, IT 시스템들 간 상호 연결이 증가되면서 응용 시스템들은 외부공격에 쉽게 노출되어 지고 있기 때문에 보안과 관련된 처리 과정 역시 중요하다. 보안은 시스템에서 많은 부분과 상호작용을 하는 복잡한 비기능적 요구사항이다. 하지만 이러한 보안은 대부분 개발 마지막 과정에서 고려하기 때문에 보안에 취약한 응용 시스템이 개발될 가능성이 매우 높다. 따라서 개발 초기에 보안을 반영한 분석 및 설계 과정이 매우 중요하다. J2EE는 웹 응용 시스템을 위한 보안 방안을 제공하고, 아울러 객체-관계형 데이터베이스도 보안을 위하여 역할기반 접근제어를 지원하고 있지만 객체-관계형 데이터베이스 및 J2EE의 역할기반 접근제어를 활용하는, 요구사항 수집부터 구현까지 개발 단계 전체에 걸친 보안을 고려한 일관된 개발방법론은 전무한 실정이다. 따라서 본 논문에서는 보안 요구사항을 요구사항 수집부터 분석 및 설계 그리고 마지막 구현 단계까지 반영하여 J2EE 기반의 웹 응용 시스템을 개발하기 위한, 보안을 고려한 일관된 통합 분석 설계 방법론을 제안한다. In the development process of application systems, the most important works are analysis and design. Most of the application systems are implemented on database system. So, database design is important. Also, IT System are confronted with more and more attacks by an increase interconnections between IT systems. Therefore security-related processes belong to a very important process. Security is a complex non-functional requirement that can interaction of many parts in the system. But Security is considered in the final stages of development. Therefore, Their increases the potential for the final product to contain vulnerabilities. Accordingly, Early in development related to security analysis and design process is very important. J2EE gives a solution based on RBAC((Role Based Access Control) for security and object-relational database also has RBAC for security. But there is not a object-oriented analysis and design methodology using RBAC of J2EE and object-relational database for security. In this paper, the unified object-oriented analysis and design methodology is developed for security-critical web application systems based on J2EE and object-relational database. We used UMLsec and RBAC of object-relational database and J2EE for this methodology.
웹 응용시스템 개발을 위한 보안을 고려한 통합 분석.설계 방법론 개발
우정웅(Jung-Woong Woo),김동섭(Dong-Seob Kim),주경수(Kyung-Soo Joo) 한국컴퓨터정보학회 2013 한국컴퓨터정보학회 학술발표논문집 Vol.21 No.1
응용시스템 개발 과정에 있어서 중요하고 핵심을 이루는 작업은 분석과 설계 작업이며 아울러 대부분의 응용시스템은 데이터베이스 기반으로 구축된다. 또한, 응용시스템들은 외부 공격에 쉽게 노출되기 때문에 보안과 관련된 처리 과정 역시 중요하다. 하지만 이러한 보안은 대부분 개발 마지막 과정에서 고려하기 때문에 보안에 취약한 응용시스템들이 개발될 가능성이 매우 높다. 따라서 개발 초기에 보안을 반영한 분석 및 설계 과정이 매우 중요하다. Java EE는 웹 응용시스템을 위한 보안 방안을 제공하고 아울러 관계형 데이터베이스도 보안을 위하여 역할기반 접근제어를 지원하고 있지만 관계형 데이터베이스 및 Java EE의 역할기반 접근제어를 활용하는, 요구사항 수집부터 구현까지 개발 단계 전체에 걸친 일관된 개발방법론은 전무한 실정이다. 따라서 본 논문에서는 보안 요구사항을 요구사항 수집부터 분석 및 설계 그리고 마지막 구현 단계까지 반영하여 Java EE 기반의 웹 응용시스템을 개발하기 위한, 보안을 고려한 일관된 통합 분석.설계 방법론을 제안한다.
김주환,우정웅,이준기,강태섭 한국지질과학협의회 2017 Geosciences Journal Vol.21 No.5
A method for automatically determining first-motion polarities is developed, with a view to its application to the focal mechanism analysis of massive microseismic events caused by hydraulic fracturing. The method is based on two assumptions: the existence of a point source, which has negligible effects of fault finiteness and rupture directivity; and a laterally homogeneous structure, which has azimuthally isotropic propagation characteristics. Under these assumptions, the event waveforms recorded at each station share a common source time function shape, with varying amplitudes, that is dependent on the radiation pattern from the source. With respect to the reference waveform with the highest signal-to-noise ratio (SNR) among all the waveforms at each station for an event, the relative polarities of waveforms at other stations are estimated using cross correlation analysis. The absolute polarities of each waveform are then defined using the reference waveform, whose SNR can be further enhanced using the stacked waveforms after corrections of relative polarities and time lags between the reference and target waveforms have been made. Then, a grid-search algorithm can be incorporated to invert focal mechanisms using the automatically measured polarities for a given event. Since the procedure requires only the evaluation of a cross-correlation coefficient, it can be incorporated into an automated algorithm. The method is applied to determine the focal mechanism solutions of microseismic events occurring in a shale gas play where commercial production is ongoing. Two types of focal mechanism solutions are found to be dominant: vertical dip-slip, and strike-slip. The strike-slip events occur due to re-activation of natural fractures connecting cracks opened by hydraulic fracturing. For the vertical dip-slip events, it was observed that their strikes are consistent with the direction of maximum horizontal stress, which supports the theory that slips occur on the horizontal bedding planes due to the opening of vertical cracks generated by hydraulic fracturing.
정윤선,우정웅,이준기 한국지질과학협의회 2022 Geosciences Journal Vol.26 No.4
As a fundamental task in observational seismology, accurate hypocenter determination is crucial for seismic hazard analysis, delineating faults, and elucidating seismic source characteristics. However, hypocenters determined using an inaccurate velocity model can exhibit significant deviations from the actual hypocenter. In this study, we investigated how a 3-D velocity model results in a better constraint than a 1-D model for the hypocenter determination problem associated with the 2017 MW 5.5 Pohang earthquake. This study determined the hypocenter of the Pohang earthquake sequence using a 3-D velocity model of 32 events including the mainshock that occurred on November 15, 2017, in South Korea. The S wave velocity model, based on an ambient noise tomography, was combined with the average Vp/Vs ratio of the crust of the Korean Peninsula to construct a 3-D velocity model; additional 1-D velocity model was used to compare the results. The hypocenters were determined via a nonlinear method, which allowed the calculation of the posterior probability density of the source via a direct search method, confirming that the accuracy improved when using the 3-D model compared with the 1-D model. We observed that our 3-D velocity model enables hypocenters to be consistently determined, less affected by station configuration, or a lack of adjacent seismic stations. Further numerical investigation showed that complex basin geometry and the heterogeneity of the crustal thickness, which cannot be considered in 1-D model, are critical for hypocenter determination.