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음향 임피던스 균질화를 이용한 거꿀시간 참반사보정 성능개선
Improvement of Reverse-time Migration using Homogenization of Acoustic Impedance 원문보기

지구물리와 물리탐사 = Geophysics and geophysical exploration, v.19 no.2, 2016년, pp.76 - 83  

이강훈 (인하대학교 에너지자원공학과) ,  편석준 (인하대학교 에너지자원공학과) ,  박윤희 (인하대학교 에너지자원공학과) ,  정순홍 (한국지질자원연구원 석유해저연구본부)

초록
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탄성파 자료의 영상화 과정에서 입력자료인 속도 모델에 불연속면이 있는 경우 반사파에 의해 참반사보정(migration) 결과가 왜곡될 수 있다. 따라서 참반사보정을 위한 속도 모델은 지층 경계면에서 샘 파동장과 수신기 파동장을 구할 때 발생하는 반사파를 제거하기 위해 평활화(smoothing)하여 사용하는 것이 일반적이다. 그러나 속도 모델을 평활화할 경우 지층 경계면에서 속도 정보가 달라져 지하구조 영상이 왜곡될 가능성이 있다. 본 연구에서는 이러한 단점을 최소화하기 위해 속도가 불연속인 층간의 음향 임피던스를 일정하게 만들어 샘 파동장과 수신기 파동장을 구할 때 발생하는 반사파를 줄이고자 하였다. 음향 임피던스를 일정하게 만들기 위해 속도 차이를 보상하는 가상의 밀도(fake density)를 정의하고 참반사보정에 사용하였다. 음향 임피던스가 모든 층에서 일정할 때, 반사면에서 수직 입사파의 반사계수가 영이 되고 반사파가 최소화되어 참반사보정 결과를 향상시킬 수 있다. 이를 검증하기 위해 셀기반 유한차분법을 이용하여 거꿀시간 참반사보정(reverse-time migration) 알고리듬을 구현하였다. 수치예제를 통해 속도 대비가 큰 지층 경계면에서 참반사보정 영상의 품질이 향상되는 것을 확인할 수 있고, 특히 천부 지층에서 성능 개선효과가 큰 것을 관찰할 수 있다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Migration image can be distorted due to reflected waves in the source and receiver wavefields when discontinuities of input velocity model exist in seismic imaging. To remove reflected waves coming from layer interfaces, it is a common practice to smooth the velocity model for migration. If the velo...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 속도 불연속면이 있는 지하 매질에 대하여 거꿀시간 참반사보정 영상의 성능을 개선할 수 있는 기법을 제안하였다. 음향 임피던스를 모든 지층에서 동일한 값으로 만드는 가상의 밀도 모델을 정의하여 거꿀시간 참반사보정 과정에 사용하였다.
  • 만일 파가 수직으로 입사하면 식 (7)의 반사계수는 0이 되고 속도 불연속면에서 반사파가 발생하지 않게 된다. 본 연구에서는 이러한 방식으로 음향 임피던스를 속도에 관계없이 균질하게 만들기 위해 가상의 밀도를 정의하여 모델링에 사용한다.
  • 본 연구에서는 평활화 기법을 사용하지 않고 반사파 에너지에 의한 영상 왜곡을 감소시키는 방법을 구현하고자 한다. 반사파 에너지를 감소시키면서 속도 구조를 왜곡시키지 않기 위해 밀도를 이용하여 음향 임피던스가 모델 전체에 걸쳐 일정해지도록 한다(Baysal et al.

가설 설정

  • 탄성파 샘은 200개로 수평거리 3 km 지점부터 15 m 간격으로 배열 하였고 수신기는 600개를 사용하여 수평거리 3 km 지점부터 5 m 간격으로 배열하였다. 수신기의 배열은 탄성파 샘의 위치에 관계없이 고정된 위치에 있다고 가정하고 거꿀시간 참반사 보정을 수행하였다. 수평 4층 모델에서 참반사보정을 수행한 결과는 Fig.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
거꿀시간 참반 사보정이란 무엇인가? 여러 가지 참반사보정 방법 중 거꿀시간 참반사보정(reverse-time migration) 은 가장 정확한 영상화 기법으로 알려져 있다. 거꿀시간 참반 사보정은 샘(source)의 위치로부터 전파된 샘 파동장과 수신기 (receiver)의 위치로부터 시간을 거꾸로 하여 전파된 수신기 파동장의 뒤처짐 없는 교차상관(zero-lag cross-correlation)을 수행하여 영상화하는 알고리듬이다. 거꿀시간 참반사보정이 처음 개발되었을 때에는 겹쌓기 단면을 입력 자료로 사용하는 기법이었다(Whitmore, 1983; Baysal, 1983; McMechan, 1983;Loewenthal and Mufti, 1983; Levin, 1984).
거꿀시간 참반사보정이 계산 시간이 오래 걸리는 단점에도 불구하고 많이 활용되고 있는 이유는 무엇 때문인가? , 2014). 거꿀시간 참반사보정은 다른 방법에 비해 계산 시간이 오래 걸리는 단점에도 불구하고 전파 각도의 제한이 없고 복잡한 지질 구조나 심한 수평 속도 변화를 모두 정확하게 고려할 수 있기 때문에 많이 활용되고 있다(Etgen et al., 2009; Ravasi et al.
평활화 기법은 기존의 어떠한 문제를 해결하기 위해 개발되었는가? 지하에 탄성파 속도의 차이가 큰 불연속면이 있는 경우 경계면에 도달한 탄성파 에너지의 상당부분이 반사된다. 이러한 경우 거꿀시간 참반사보정의 특성상 모델링하는 과정에서 발생하는 내부 반사파에 의한 불필요한 교차상관 값이 형성되어 부정확한 참반사보정 영상이 만들어진다(Sava and Hill, 2009;Díaz and Sava, 2016). 이러한 문제를 해결하기 위해 속도모델을 평활화(smoothing)한 후 참반사보정을 수행할 수 있다.
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참고문헌 (32)

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