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동해 가스하이드레이트 퇴적상 해석 및 분해능 향상을 위한 디컨볼루션 연구
Application of Deconvolution Methods to Improve Seismic Resolution and Recognition of Sedimentary Facies Containing Gas Hydrates 원문보기

지구물리와 물리탐사 = Geophysics and geophysical exploration, v.13 no.4, 2010년, pp.323 - 329  

이보연 (부경대학교 에너지자원공학과) ,  이광훈 (부경대학교 에너지자원공학과) ,  김한준 (한국해양연구원) ,  정갑식 (한국해양연구원) ,  유동근 (한국지질자원연구원) ,  류병재 (한국지질자원연구원) ,  강년건 (한국지질자원연구원)

초록
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동해 울릉분지에서 가스하이드레이트 탐사를 목적으로 획득된 탄성파 중합 자료에 다음 세 가지의 디컨볼루션을 적용하여 지층경계면을 분해하는 특성을 분석하였다: (1) 트레이스별 최소위상 스파이킹 디컨볼루션 (2) 트레이스 평균 최소위상 디컨볼루션 (3) 검층자료를 이용한 디컨볼루션. 트레이스별 최소위상 스파이킹 디컨볼루션의 경우 수직 분해능은 증가하지만 수평 연장성이 감소하는 경향을 보였다. 각 트레이스에서 구한 최소위상 파형요소를 평균하여 구한 대표 파형요소를 이용하는 두 번째 방법은 전체적으로 트레이스별 스파이킹 디컨볼루션의 결과와 비슷하지만 해저면 모방 반사면이 보다 연속적이고 일관된 결과를 보이며 하부 반사면들이 더 뚜렷하게 나타난다. 세 번째 방법의 결과는 쇄설류 퇴적체 내부가 좀 더 상세하게 나타나며 해저면과 해저면 모방 반사면의 파형이 이상적 영위상 형태를 보이며 반사면의 연속성이 향상되었음을 보여준다. 이러한 특성은 가스하이드레이트 안정영역의 하부경계를 지시하는 해저면 모방 반사면의 진폭특성분석과 퇴적상 해석을 향상시키므로 탐사 지역의 가스하이드레이트 분포와 자원량을 정확히 추정하는 데에 도움을 준다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Three deconvolution methods were applied to stacked seismic data obtained to investigate gas-hydrates in the Ulleung Basin, East Sea: (1) minimum-phase spiking deconvolution, (2) minimum-phase spiking deconvolution using an averaged wavelet from all traces, and (3) deterministic deconvolution using ...

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  • 최종 처리된 탄성파 자료는 광대역 영위상 파형으로 구성되어 있을 것이라는 가정은 탄성파 자료를 해석할 때 범하기 쉬운 오류이며, 실제 자료는 대부분이 자료 처리가 끝나더라도 영위상 파형이 아닌 복합위상(mixed phase)의 파형을 가지고 있다. 복합위상의 경우 층의 경계면과 파의 마루(peak)나 골 (trough)이 일치하지 않아서 정확한 지층의 구분이 어려우며, 퇴적층의 탄성파 속성 분석이나 amplitude variation with offset(AVO) 분석 등과 같이 반사파의 정확한 진폭 규모, 극성, 그리고 위치가 중요한 연구의 경우 잘못된 분석을 초래할 수 있다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
복합위상 파형의 분석에서 어려운 점은? 최종 처리된 탄성파 자료는 광대역 영위상 파형으로 구성되어 있을 것이라는 가정은 탄성파 자료를 해석할 때 범하기 쉬운 오류이며, 실제 자료는 대부분이 자료 처리가 끝나더라도 영위상 파형이 아닌 복합위상(mixed phase)의 파형을 가지고 있다. 복합위상의 경우 층의 경계면과 파의 마루(peak)나 골 (trough)이 일치하지 않아서 정확한 지층의 구분이 어려우며, 퇴적층의 탄성파 속성 분석이나 amplitude variation with offset(AVO) 분석 등과 같이 반사파의 정확한 진폭 규모, 극성, 그리고 위치가 중요한 연구의 경우 잘못된 분석을 초래할 수 있다. 이와 같은 오류를 줄이기 위해서는 최대 진폭점을 중심으로 대칭 형태를 보여 반사경계면이 최대진폭점이 되는 영위상 파형 변환이 필요하다(Henry, 1997a, 1997b).
탄성파탐사시 얻는 트레이스는 무엇으로 나타낼 수 있나? 탄성파탐사시 얻는 트레이스는 일반적으로 음원의 파형요소(source wavelet)와 음향임피던스(acoustic impedance) 차이가 발생하는 지층경계의 반사계수와의 컨볼루션(convolution)으로 나타낼 수 있는데, 파형요소의 위상특성에 따라 암층경계의 해석이 달라질 수 있다(Yilmaz, 2001). 또한 동일한 진폭 스펙트럼을 갖는 파형에서 영위상 스펙트럼을 가진 파형이 최소위상 스펙트럼을 가진 파형보다 높은 분해능을 보인다(Schoenberger, 1974).
복합위상 파형 분석 시 오류를 줄이기 위하여 필요한 것은? 복합위상의 경우 층의 경계면과 파의 마루(peak)나 골 (trough)이 일치하지 않아서 정확한 지층의 구분이 어려우며, 퇴적층의 탄성파 속성 분석이나 amplitude variation with offset(AVO) 분석 등과 같이 반사파의 정확한 진폭 규모, 극성, 그리고 위치가 중요한 연구의 경우 잘못된 분석을 초래할 수 있다. 이와 같은 오류를 줄이기 위해서는 최대 진폭점을 중심으로 대칭 형태를 보여 반사경계면이 최대진폭점이 되는 영위상 파형 변환이 필요하다(Henry, 1997a, 1997b).
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참고문헌 (16)

  1. Andreassen, K., Hart, P. E., and MackKay, M., 1997, Amplitude versus offset modeling of the bottom simulating reflection associated with submarine gas hydrates, Marine Geology, 137, 25-30. 

  2. Dragoset, B., 1984, A comprehensive method for evaluating the design of air guns and air gun arrays, Presented at Offshore Tech. Conf. 

  3. Dragoset, B., 2000, Introduction to air guns and airgun arrays, The Leading Edge, 19, 892-897. 

  4. Hargreaves, N. D., 1992, Air-gun signatures and the minimumphase assumption, Geophysics, 57, 263-271. 

  5. Henry, S. G., 1997a, Catch the (seismic) wavelet, Explorer (March). 

  6. Henry, S. G., 1997b, Zero phase can aid interpretation, Explorer (April). 

  7. Hyndman, R. D. and Spence, G. D., 1992, A seismic study of methane hydrate marine bottom simulating reflectors, J. Geophysical Research, 97, 6683-6698. 

  8. Kvenvolden, K. A., and Barnard, L. A., 1983, Hydrates of natural gas in continental margins, In: Watkins, J.S. and Drake, C.L. (Eds.), Studies in Continental Margin Geology, pp. 631-640. AAPG Memoir 34. 

  9. Lee, G. H., Kim, H. J., Han, S. J., and Kim, D. C., 2001, Seismic stratigraphy of the deep Ulleung Basin in the East Sea (Japan Sea) back-arc basin, Marine and Petroleum Geology, 18, 615-634. 

  10. Lee, G. H., Kim, H. J., Suh, M. C., and Hong, J. K., 1999, Crustal structure, volcanism, and opening mode of the Ulleung Basin, East Sea (Sea of Japan), Tectonophysics, 308, 503-525 

  11. Lee, G. H. and Suk, B., 1998, Latest Neogene-Quaternary seismic stratigraphy of the Ulleung Basin, East Sea (Sea of Japan), Marine Geology, 146, 205-224. 

  12. Schoenberger, M., 1974, Resolution comparison of minimum-phase and zero-phase signals, Geophysics, 39, 826-883. 

  13. Yilmaz, O., 2001, Seismic Data Analysis, Society of Exploration Geophysics. 

  14. Ziolkowski, A., 1991, Why don't we measure seismic signatures?, Geophysics, 56, 190-201. 

  15. Ziolkowski, A. and Metselaar, G., 1984, The pressure wave field of an air-gun array, 54th Ann. Mtg., SEG, Expanded Abstracts, 274-276. 

  16. Ziolkowski, A., Parkes, G., Hatton, L., and Haugland, T., 1982, The signature of an air-gun array-Computation from nearfield measurements including interactions, Geophysics, 47, 1413-1421. 

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