강원대학교 지구물리검층 보정용 시추공에서 2007, 2008년 및 2009년에 수행된 연차별 이격보정 자료를 이용하여 기존 이격보정 기법의 효과를 비교 검토하고 보다 효과적인 이격기법 마련을 위한 연구를 실시하였다. 먼저 이격보정의 두축을 이루고 있는 일반이격보정과 밀도변환이격보정 기법을 적용하고 그 보정 효과를 비교한 결과, 적용의 편의성이 돋보이는 밀도변환이격보정에서 일반이격보정보다 보정 오차가 2배 이상 높게 나타남을 확인하였다. 방사능감쇠 이론곡선을 적용하는 방법에서는 밀도변환이격보정의 경우보다도 더 큰 오차가 나타나 활용의 이점을 찾을 수 없었다. 이러한 결과 위에서 일반이격보정과 밀도변환이격보정 기법을 효과적으로 결합시켜 편의성과 정확성을 겸비한 역변환이격보정 방법을 제안하였다.
강원대학교 지구물리검층 보정용 시추공에서 2007, 2008년 및 2009년에 수행된 연차별 이격보정 자료를 이용하여 기존 이격보정 기법의 효과를 비교 검토하고 보다 효과적인 이격기법 마련을 위한 연구를 실시하였다. 먼저 이격보정의 두축을 이루고 있는 일반이격보정과 밀도변환이격보정 기법을 적용하고 그 보정 효과를 비교한 결과, 적용의 편의성이 돋보이는 밀도변환이격보정에서 일반이격보정보다 보정 오차가 2배 이상 높게 나타남을 확인하였다. 방사능감쇠 이론곡선을 적용하는 방법에서는 밀도변환이격보정의 경우보다도 더 큰 오차가 나타나 활용의 이점을 찾을 수 없었다. 이러한 결과 위에서 일반이격보정과 밀도변환이격보정 기법을 효과적으로 결합시켜 편의성과 정확성을 겸비한 역변환이격보정 방법을 제안하였다.
After comparing the effectiveness of standoff compensation between current techniques using data obtained from a series of borehole model experiments for standoff compensation in 2007, 2008, and 2009, a follow-up study was conducted to find a more effective standoff compensation algorithm, Comparing...
After comparing the effectiveness of standoff compensation between current techniques using data obtained from a series of borehole model experiments for standoff compensation in 2007, 2008, and 2009, a follow-up study was conducted to find a more effective standoff compensation algorithm, Comparing the results of the application of the conventional spine and ribs technique, and the spine and ribs technique in terms of apparent density shows that the standoff compensation error obtained from the latter method is more than twice that obtained from the former. The larger size of the compensation error from the spine and ribs plot using the radioactive decay equation indicates that there are no benefits in using this equation in standoff compensation. Based on these results, we propose a reverse transform spine and ribs technique by essentially combining the conventional spine and ribs technique and the spine and ribs technique in terms of apparent density.
After comparing the effectiveness of standoff compensation between current techniques using data obtained from a series of borehole model experiments for standoff compensation in 2007, 2008, and 2009, a follow-up study was conducted to find a more effective standoff compensation algorithm, Comparing the results of the application of the conventional spine and ribs technique, and the spine and ribs technique in terms of apparent density shows that the standoff compensation error obtained from the latter method is more than twice that obtained from the former. The larger size of the compensation error from the spine and ribs plot using the radioactive decay equation indicates that there are no benefits in using this equation in standoff compensation. Based on these results, we propose a reverse transform spine and ribs technique by essentially combining the conventional spine and ribs technique and the spine and ribs technique in terms of apparent density.
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문제 정의
강원대학교 내에 위치한 4개의 NX 공경 지구물리검층 보정용 시추공에서 측정된 3년간의 이격보정 자료를 이용하여 이격보정 기법에 관한 연구를 실시하였다. 기존의 일반이격보정 기법과 밀도변환이격보정 기법의 적용으로부터 시간 경과에 따른 기준선과 이격선의 변화 특성을 알아보았다.
환경이 되고 있다. 따라서 이 연구에서는 2007년부터 2009년 사이에 매년 측정된 이격측정 자료에 일반 이격 보정 기법과 밀도변환이격보정 기법을 적용하여 그 효과와 한계를 알아보고 보다 효과적인 유형의 보정기법을 찾아보고자 하였다.
, 1964)의 범주를 벗어나지 못하고 있다. 본연구 또한 기본적으로 기준선-이격선 기법에 바탕을 두고 있다. 최근 국내에서는 지하수 상부와 하부에서의 선원과 검출기의 이격에 따라 나타나는 감마 반응값의 변화 및 겉보기 밀도값의 변화 양상이 얇은 플라스틱 케이싱 공에서의 이격실험에서 확인되었다(Kim et al.
제안 방법
2007년, 2008년, 2009년의 3년 동안에 얻어진 이격 보정 측정 자료를 이용하여 먼저 기존의 보정방법인 일반 이격 보정 기법(Wahl et al., 1964)과 밀도변환 이격 보정기법(Scott, 1977)을 적용하고 추가적으로 방사능감쇠 이론 식을 적용하여 그 보정 효과를 비교 검토하고 그 결과를 새로운 기법 연구로 연결시켰다. 방사능감쇠 이론식 적용에서는 Eq.
기존의 일반이격보정 기법과 밀도변환이격보정 기법의 적용으로부터 시간 경과에 따른 기준선과 이격선의 변화 특성을 알아보았다. 밀도변환이격보정에서 기준선과 이격 선의 시간 경과에 따른 변화가 무시될 수 있어 일반 이격 보정에서의 매 보정 마다 기준선과 이격선을 새로 측정해야 하는 번거로움을 해소할 수 있음을 확인할 수 있었다.
, 1964)에 따라 대수 스케일로 표시되었으며 긴 거리 (Long Spaced Detector, LSD), 중 거리(Medium Spaced Detector, MSD), 짧은 거리(Short Spaced Detector, SSD) 검출기반응 중에서 거리 차가 가장 큰 조합인 긴 거리- 짧은 거리 산점도를 사용하였다. 기준선(Spine)은 4개의 서로 다른 밀도를 가진 시추공에서 이격 거리 0mm 상태에서의 검출기 반응 값으로부터 구해졌으며 다항회귀분석을 통하여 2차 방정식 형태로 결정되었다. 반면에 이격 선(Rib)은 각기 다른 이격거리에서 획득한 반응 값들의 궤적으로부터 선형방정식의 형태로 구해졌다.
일반이격보정에서는 교점의 좌표를 측정값의 형태로 구해서 밀도 교정방정식을 이용하여 밀도 값으로 환산하는 반면에 밀도변환이격보정에서는 교점의 좌표가 바로 밀도로 나타나는 차이가 있을 뿐이다. 따라서 두 보정기법의 적용에서 기준선과 이격선의 교점이 나타내는 밀도와 시추공 밀도의 차이를 산출하여 이를 보정 효과 검증의 기준으로 삼았다.
위에서 하는 것이 유리함을 시사하고 있다. 따라서 이 연구에서는 밀도변환이격보정 차트를 이용하여 측정 시간을 달리하는 모든 측정 자료로부터의 평균화된 기준선과 이격선을 구한 후 이를 다시 감마 반응 값으로 역변환 시킨 이격차트 위에서 보정 처리하는 방법을 시도하였다. 이와 같이 밀도변환이격보정과 일반 이격 보정 차트의 장점을 효과적으로 결합하여 이격 보정에서의 안정성과 정확성까지 함께 기대할 수 있는 새로운 기법을 역변환이격보정으로 명명하였다.
밀도변환 이격 보정과 마찬가지로 보정작업의 번거로움을 줄일 수 있는 방사능감쇠 이론곡선의 적용에서는 밀도변환 이격 보정에서 보다 더 큰 규모의 보정 오차를 보여 적용의 이점이 나타나지 않았다. 이러한 결과 위에서 (1) 밀도변환 보정기법을 이용한 시간 경과에 따른 모든 이격 보정 자료를 밀도변환 보정기법을 이용하여 동일 차트에 함께 도시하여 평균 기준선과 이격선을 구한 후이를 다시 (2)감마반응 값으로 역변환 시켜 일반 이격 보정 기법을 적용하는 두 단계의 새로운 보정 방식인 역변환 이격 보정기법을 적용하고 그 효과를 검증하였다. 그 결과 밀도변환이격보정에서의 편의성을 가지면서 일반 이격 보정에서 기대되는 것보다 더 높은 안정성과 정밀성을 보임을 확인하였다.
대상 데이터
1에서 도시된 바와 같이 반원통형 PVC 케이싱의 외벽 두 지점에 PVC 케이싱 조각을 부착하여 구현하였다. 2007년 자료의 경우는 0mm, 3 mm, 6mm, 9mm의 이격 자료로 구성되며 2008년과 2009년의 이격선은 2.5mm씩 이격하여 12.5mm까지의 이격 자료가 획득되었다. 이격을 제외한 다른 모든 측정은 기존의 밀도측정 과정과 동일하다.
연구에 사용된 자료는 강원대학교 내 설치된 1.90g/ cm3 (KLW-1), 2.18g/cm3 (KLW-2), 2.59g/cm3 (KLW- 3) 및 2.84g/cm3 (KLW-4)의 서로 다른 밀도로 구성된 4개의 NX 공경 지구물리검층 보정용 시추공에서 2007, 2008년 및 2009년에 걸친 3년간의 이격보정 측정 결과이다. 이격 상태는 Fig.
이론/모형
2는 2007, 2008, 및 2009년에 얻어진 일반 이격 보정의 밀도 기준선 및 이격선을 하나의 차트위에 함께도 시한 것이다. 기존의 기준선-이격선 기법(Wahl et al., 1964)에 따라 대수 스케일로 표시되었으며 긴 거리 (Long Spaced Detector, LSD), 중 거리(Medium Spaced Detector, MSD), 짧은 거리(Short Spaced Detector, SSD) 검출기반응 중에서 거리 차가 가장 큰 조합인 긴 거리- 짧은 거리 산점도를 사용하였다. 기준선(Spine)은 4개의 서로 다른 밀도를 가진 시추공에서 이격 거리 0mm 상태에서의 검출기 반응 값으로부터 구해졌으며 다항회귀분석을 통하여 2차 방정식 형태로 결정되었다.
성능/효과
이는 무엇보다도 시간에 따라 변하는 감마 반응(CPS) 자료들을 밀도변환을 통해 통합함으로써기준선 및 이격선의 결정에 반복 측정된 다수의 자료가 활용될 수 있게 된 덕분이다. 결과적으로 방사능 붕괴의 불규칙성에 기인된 측정 오차의 문제점을 많이 제거할 수 있게 되었으며 현장 이격보정 적용에서의 용이 성과 정밀성을 함께 도모할 수 있는 기초가 마련된 것으로 평가된다.
이러한 결과 위에서 (1) 밀도변환 보정기법을 이용한 시간 경과에 따른 모든 이격 보정 자료를 밀도변환 보정기법을 이용하여 동일 차트에 함께 도시하여 평균 기준선과 이격선을 구한 후이를 다시 (2)감마반응 값으로 역변환 시켜 일반 이격 보정 기법을 적용하는 두 단계의 새로운 보정 방식인 역변환 이격 보정기법을 적용하고 그 효과를 검증하였다. 그 결과 밀도변환이격보정에서의 편의성을 가지면서 일반 이격 보정에서 기대되는 것보다 더 높은 안정성과 정밀성을 보임을 확인하였다. 따라서 역변환이격보정 기법은 향후 일반이격보정 기법과 밀도변환이격보정 기법보다 더 효과적으로 활용될 이격보정 기법으로 기대된다.
기존의 일반이격보정 기법과 밀도변환이격보정 기법의 적용으로부터 시간 경과에 따른 기준선과 이격선의 변화 특성을 알아보았다. 밀도변환이격보정에서 기준선과 이격 선의 시간 경과에 따른 변화가 무시될 수 있어 일반 이격 보정에서의 매 보정 마다 기준선과 이격선을 새로 측정해야 하는 번거로움을 해소할 수 있음을 확인할 수 있었다. 반면에 보정 오차는 밀도변환이격보정이 일반 이격 보정의 경우에 비해서 2배 이상 크게 나타났다.
이상의 결과는 어떠한 경우이든 일반이격보정에 비하여 밀도변환이격보정에서의 오차가 크며 평균적으로 2 배 이상 높은 오차 수준임을 보여주고 있다. 즉, 밀도변환 이격 보정이 보정의 편의성 측면에서 장점을 가지는 반면에 정확성에 있어서는 기존의 일반이격보정에 비하여 뒤떨어지는 것으로 나타난다.
제시된 역변환이격보정은 시간 경과와 무관하게 사용이 가능한 밀도변환이격보정의 장점을 가지면서도 기존의 어떠한 이격보정 기법보다도 정밀도가 높은 보정 방법으로 밝혀졌다. 이는 무엇보다도 시간에 따라 변하는 감마 반응(CPS) 자료들을 밀도변환을 통해 통합함으로써기준선 및 이격선의 결정에 반복 측정된 다수의 자료가 활용될 수 있게 된 덕분이다.
일반이격보정에서의 기준선과 이격 선과는 달리, 밀도변환 기준선과 이격선은 측정 오차나 변환과정에서 적용된 방정식의 차이 등에 기인된미세한 차이만을 보일뿐 시간 경과에 따른 선 원감 쇠의 영향이 나타나지 않음을 보여준다. 즉, 시간 경과에 따라서 긴 거리 및 짧은 거리 측정값이 감소되었지만 그 감소 경향이 반영된 밀도보정식의 적용에 의하여 긴 거리 및 짧은 거리 겉보기 밀도는 측정 시간에 상관없이 거의 같은 값을 보임을 확인할 수 있다.
후속연구
있다. 따라서 역변환이격보정 기법 또한 실험공을 이용한 이격보정 차트의 마련 과정에서 역할이 기대되는 존재로서 특히 시간경과에 따른 감마-감마반응 자료들을 통합함으로써 보다 정확하고 효과적인 이격 보정차트를 만드는데 있어서 크게 기여할 것으로 기대된다. 이격 보정 차트가 만들어지고 현장 시추공 밀도자료에 대한 실질적인 이격보정에 진입하면 이격보정 차트 위에는 기준선과 심도별 측정 자료만이 존재하게 되며 이격 보정은 여기에 이격선 기울기가 추가됨으로써 가능해진다.
그 결과 밀도변환이격보정에서의 편의성을 가지면서 일반 이격 보정에서 기대되는 것보다 더 높은 안정성과 정밀성을 보임을 확인하였다. 따라서 역변환이격보정 기법은 향후 일반이격보정 기법과 밀도변환이격보정 기법보다 더 효과적으로 활용될 이격보정 기법으로 기대된다.
이격 보정 차트가 만들어지고 현장 시추공 밀도자료에 대한 실질적인 이격보정에 진입하면 이격보정 차트 위에는 기준선과 심도별 측정 자료만이 존재하게 되며 이격 보정은 여기에 이격선 기울기가 추가됨으로써 가능해진다. 역변환이격보정기법은 이 과정에서도 밀도별 이격 선의 정밀도 향상과 CPS 반응 차트의 사용으로 보정의 정밀도 향상에 크게 기여할 것으로 기대된다.
이격보정의 마무리는 지층밀도와 이격선의 기울기 관계를 이용한 이격보정 차트(Kim et al., 2009)를 사용하는 것이 가장 안정적인 방법이 될 것이며 컴퓨터 사용자의 편의를 위해서라면 겉보기밀도를 사용해서 참밀도에 가까운 보정밀도를 찾아가는 해석학적 방법도 가능할 것이다. 단, 겉보기밀도에 이격의 영향이 과도하게 들어가 있거나 경사 상태에서의 측정 및 케이싱의 밀도가 물의 밀도와 크게 차이가 나는 경우에는 그만큼 큰 규모의 오차를 예상해야 할 것이다.
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