음파검층과 밀도검층 자료에서 산출된 이방성 변수를 이용한 지층 구분

장성형,김태연,황세호,Jang, Seonghyung,Kim, Tae Youn,Hwang, Seho 대한지질공학회 2017 지질공학 Vol.27 No.3

지하 지층의 확인은 지표면 지질조사, 시추코어 분석, 시추코어 관찰, 물리검층 자료 분석 등의 다양한 방법을 이용한다. 이 가운데 물리검층 자료는 원위치에서 연속적으로 물성을 제공하므로 시추코어 분석 자료와 더불어 지층의 확인에 활용되고 있다. 본 연구에서는 완전파형 음파검층과 밀도검층 자료에서 이방성 변수를 구하고 이를 이용하여 지층의 구분에 적용하고자 하였다. 톰슨 이방성 변수(${\varepsilon},\;{\delta},\;{\eta}$)는 바쿠스(Backus) 평균법을 P파와 S파 속도, 밀도검층 자료에 적용하여 계산하였다. 이와 같은 방법을 캐나다 블랙풋의 물리검층 자료에 적용한 결과, 12개 구간으로 지층을 구분 할 수 있 수 있었다. 즉, 탄성파 속도 이방성을 반영하는 톰슨 이방성 값의 변화에서 지층의 구분이 가능하였고 지층 구분에 많이 이용하는 자연감마선검층 자료가 없는 경우에도 톰슨 이방성 변수를 이용하여 지층 구분이 가능함을 알 수 있었다. For the formation identification, surface geological survey, drill core analysis, core description and well log analysis are widely used. Among them well log analysis is a popular method with drill core analysis, since it measures continuously physical properties at in-situ. In this study we calculated Thomsen anisotropic parameters (${\varepsilon},\;{\delta},\;{\eta}$) after applying Backus averaging method to the P wave velocity, S wave velocity, and density logs. The well log data application of Blackfoot, Canada, shows the formation could be divided by 12 layers. This shows that Thomsen anisotropic parameters for identifying formation using anisotropic parameters is useful if there is no natural gamma log that is widely used for the formation identification.

횡적등방성 특성을 갖는 단양 석회암의 수평응력차비 고찰

장성형 ( Seonghyung Jang ),황세호 ( Seho Hwang ),신제현 ( Jehyun Shin ),김태연 ( Tae Youn Kim ) 한국지구물리·물리탐사학회 2017 지구물리와 물리탐사 Vol.20 No.4

비전통 에너지 자원의 하나인 셰일가스를 개발하기 위해서는 수평시추와 수압파쇄가 필요하고 이 작업들은 수평 응력차비가 낮은 곳에서 실시한다. 수평응력차비는 일반적으로 최대 수평응력과 최소 수평응력을 측정하여 구하지만 동탄성계수와 이방성변수를 활용하여 구하기도 한다. 본 연구에서는 단양 석회암 암석코어 시료실험을 통해 이방성 특성을 살펴보고 수평응력차비를 구하였다. 단양 석회암체에서 퇴적 층리면에 수직, 45도, 수평방향으로 된 암석코어 시료를 성형하고 P파 속도, S파 속도, 밀도를 측정한 후 동탄성계수, 컴플라이언스계수를 구하여 수평응력차비를 계산하였다. 시료 분석결과 수평응력차비는 약 0.185로 제시하였다. 단양 석회암은 층리 대칭축에 따라서 P파, S파의 속도가 변화하여 Thomsen 매개변수 값도 이와 같은 특징을 잘 반영하고 있으며 수평응력차비는 포아송 비보다 컴플라이언스 값에 영향을 많이 받고 있다. 향후 SH파 속도를 측정할 경우 좀 더 정확한 암석물리 물성을 구할 수 있을 것으로 판단된다. To develope shale play which is one of unconventional energy resources, horizontal drilling and hydraulic fracturing are necessary and those are applied to the place where the differential horizontal stress ratio (DHSR) is low. The differential horizontal stress ratio is generally calculated by the minimum and maximum horizontal stress, but it is also calculated from dynamic elastic constants and anisotropic parameters. In this study we analyzed anisotropic properties through the core samples from Danyang limestone and calculated DHSR. The three types of core samples shaped in three directions (vertical, parallel and 45 degree to bedding) were used for laboratory test. We measured P-, S-wave velocities, and density and then calculated dynamic elastic constants, compliance and DHSR. According to the results of the core sample analysis the calculated DHSR is 0.185. Thomsen parameters of the Danyang limestone used in this study are characterized by the P- and S-wave velocities varying along the bedding symmetry axis. It is observed that the DHSR value is more affected by the change in compliance value than the Poisson's ratio. It is necessary to measure SH-wave velocity for more correct petrophysical properties.

수륙 경계지역에서 얻어진 육상 노달 에어건 탄성파탐사 자료의 고찰 및 자료처리

이동훈 ( Donghoon Lee ),장성형 ( Seonghyung Jang ),강년건 ( Nyeonkeon Kang ),김현도 ( Hyun-do Kim ),김관수 ( Kwansoo Kim ),김지수 ( Ji-soo Kim ) 대한지질공학회 2021 지질공학 Vol.31 No.4

수진기들을 서로 케이블로 연결하지 않고 독립적으로 운용하는 육상-노달 탄성파 기술을 수륙 경계지역에 대한 탄성파 반사법자료를 얻기 위해 사용하였다. 이 기술은 수진기 설치와 수거가 간편하기 때문에 지형조건 영향을 적게 받으면서 양호한 자료를 얻을 수 있다는 점에서 매우 경제적이다. 경상북도 포항시 형산강 하구를 테스트 지역으로 한 이 연구에서는 송수신 측선을 약 120 m 간격으로 서로 평행하도록 전개하여 음원은 강에서 에어건을 사용하고 무선 수신은 하상에 설치한 노달 시스템을 사용하였다. 수집된 반사파 자료들은 낮은 신호대잡음(S/N)과 불연속적인 이벤트를 보이며, 특히 직접파, 가이드파, 음파, Scholte 표면파를 포함한 대부분의 이벤트들이 현장 자료에서 쌍곡선 형태로 나타는데 이러한 특징은 송수신이 같은 측선에서 이루어지는 일반적인 탐사에서의 직선 형태와 크게 대비된다. 주된 자료처리는 저주파 고진폭 잡음에 가려진 미약한 신호를 향상시키기 위한 띠통과 필터링, 공기파를 완화시키기 위한 주파수-파수 필터링, 송수신기 사이의 전파시간을 보정하기 위한 시간지연 보정을 수행하여 궁극적으로 가이드파와 공기파에 가려진 천부의 반사파를 표출하는데 목적을 두었다. 송신기와 수신기 사이의 횡단-오프셋 거리에 따른 시간지연 보정을 위한 주시방정식과 곡선을 이 연구에서 새로이 제시하였다. 시간지연 보정 효과는 최소 횡단-오프셋 자료에서 보정 후 약 200 ms 상향 이동하는 잘 정렬된 수평층으로 잘 관찰된다, 직접파/공기파를 기준으로 한 시간지연 보정은 서로 평행한 송수신 측선에서 얻어지는 자료처리에 필수적인 것으로 나타났다. 이 연구에서 개발되고 적용된 육상 노달-수상 에어건 시스템 자료의 수집과 처리 기법은 차후 천부가스, 단층대, 연안지역 및 도심지의 엔지니어링 설계를 위해 육해상 경계 지역에서 얻어지는 고분해능 자료에 효과적으로 쉽게 적용될 것으로 기대된다. A land nodal seismic system was employed to acquire seismic reflection data using stand-alone cable-free receivers in a land-river area. Acquiring reliable data using this technology is very cost effective, as it avoids topographic problems in the deployment and collection of receivers. The land nodal airgun system deployed on the mouth of the Hyungsan River (in Pohang, Gyeongsangbuk Province) used airgun sources in the river and receivers on the riverbank, with subparallel source and receiver lines, approximately 120 m-spaced. Seismic data collected on the riverbank are characterized by a low signal-to-noise (S/N) and inconsistent reflection events. Most of the events are represented by hyperbola in the field records, including direct waves, guided waves, air waves, and Scholte surface waves, in contrast to the straight lines in the data collected conventionally where source and receiver lines are coincident. The processing strategy included enhancing the signal behind the low-frequency large-amplitude noise with a cascaded application of bandpass and f-k filters for the attenuation of air waves. Static time delays caused by the cross-offset distance between sources and receivers are corrected, with a focus on mapping the shallow reflections obscured by guided wave and air wave noise. A new time-distance equation and curve for direct and air waves are suggested for the correction of the static time delay caused by the cross-offset between source and receiver. Investigation of the minimum cross-offset gathers shows well-aligned shallow reflections around 200 ms after time-shift correction. This time-delay static correction based on the direct wave is found essential to improving the data from parallel source and receiver lines. Data acquisition and processing strategies developed in this study for land nodal airgun seismic systems will be readily applicable to seismic data from land-sea areas when high-resolution signal data becomes available in the future for investigation of shallow gas reservoirs, faults, and engineering designs for the development of coastal areas.

이방성 퇴적암 시료의 동탄성 특성

황세호(Seho Hwang),장성형(Seonghyung Jang),신제현(Jehyun Shin),김창렬(Changryol Kim),기정석(Kee Jung Seok) 대한지질학회 2013 대한지질학회 학술대회 Vol.2013 No.10

Fault development pattern analysis with structural seismic attribute analysis of Exmouth sub-basin, Australia

우주환(Juhwan Woo),장성형(Seonghyung Jang),하완수(Wansoo Ha) 대한지질학회 2021 지질학회지 Vol.57 No.6

다성분 3차원 탄성파 탐사자료를 이용한 물성 모델 구축

김태연(Taeyoun Kim),장성형(Seonghyung Jang) 대한지질학회 2014 대한지질학회 학술대회 Vol.2014 No.10

물리검층 자료를 이용한 셰일가스 저류층 물성평가

김태연(Taeyeoun Kim),황세호(Se Ho Hwang),장성형(Seonghyung Jang) 대한지질학회 2015 대한지질학회 학술대회 Vol.2015 No.10

탄성파 자료처리 프로그램 pygbt 개발

고진석 ( Chin-surk Ko ),푸레브오윤빌렉 ( Oyunbileg Purev ),장성형 ( Seonghyung Jang ) 조선대학교 공학기술연구원 2020 공학기술논문지 Vol.13 No.2

Seismic data processing software for petroleum exploration usually has commercialized license and is expensive. Though there is the presence of open source software, it is hard for general users to use it since it needs specialized knowledge due to developer-oriented standards. Here, pygbt which is a script-oriented and user-oriented seismic data processing software based on Geobit software, is developed. This is based on Python-2.7.5 and PyQt4. The pygbt consists of the script file editor and the XSV, XSED, and XVA modules. The script file editor makes Geobit job files that have processing parameters. The XSV module plots seismic data, the XSED module shows the attributes of seismic data in graphic mode, and the XVA module serves as a velocity analysis tool. For the performance test of the pybdt, marine seismic field data are applied. Through the parameter analysis of each module, a proper procedure for seismic reflection data in the continental shelf is suggested. The flow of processing data includes amplitude correction, deconvolution, bandpass filtering, CMP sorting, velocity analysis, NMO correction, and stack.

무선 탄성파 탐사 시스템

이동훈 ( Donghoon Lee ),김병엽 ( Byung-yeop Kim ),장성형 ( Seonghyung Jang ) 한국지구물리·물리탐사학회 2016 지구물리와 물리탐사 Vol.19 No.3

무선 탄성파 탐사 기술은 각 노드들이 케이블로 연결되지 않은 독립적인 수진기를 활용하여 탄성파 자료를 취득하는 것을 말한다. 이 기술은 지형조건에 영향을 적게 받아 다양한 측선설계를 적용할 수 있다. 또한 수진기 설치와 수거가 간편하고 무선 수진기 관련 장비기술 발전으로 자료품질도 양호하여 최근 육상 석유탐사 자료취득에 활용되기 시작하였다. 여기에서는 무선 탄성파 탐사 시스템과 시스템을 구성하는 장비의 특성을 살펴보고 현장적용 실험을 통해 무선 탄성파 탐사 기술을 소개하고자 하였다. 탄성파 토모그래피 현장적용 실험에서 음원으로부터 같은 거리에 있는 무선 수진기와 유선 수진기에 기록된 탄성파 신호음을 비교해보면 초기 위상이 일치하고 초동 차이가 0.4 ms 정도로 두 수진기에서 신호음이 거의 일치함을 알 수 있었다. 무선 탄성파 탐사 기술을 이용한 반사파 탐사 현장적용 실험에서는 발파공 깊이와 화약량에 따른 시험발파를 수행하고 음원모음을 취득하여 유선 탄성파 탐사에 의한 음원모음과 비교하여 유사한 결과를 확인하였다. 무선 탄성파 기술은 수진기 설치의 간편성, 탐사 측선 설계의 용이성으로 인하여 그 활용 가능성이 증가할 것으로 여겨진다. Cable-free seismic technology is to acquire seismic data with independent receivers which are not connected by cables. This is an effective method for survey designs with less topographical conditions. With technology advancement for cable-free receivers, reliable data quality, easy deployment, and picking up the receivers, the cable-free technology has begun to apply to land seismic acquisition. In this study we introduced a cable-free seismic system and its equipment. We tried to build up the cable-free seismic technology through the field application. In the seismic tomography field applications, the seismic signals of the cable-free receiver and cabled receiver with the same distance from the source show the same phase in early stage. The difference of the first arrival times between two signals is less than 0.4 ms, which could be accepted. In the field application for seismic reflection exploration, we acquired shot gathers with different source depth and dynamite charge. The shot gathers from cable-free and cabled system are similar to each other. With an efficient method for receiver deployment and survey design, the application of the cable-free technology will increase.