전파형 역산을 이용한 시추공 영상의 분해능

Resolution Limits of Cross-Well Seismic Imaging Using Full Waveform Inversion

주시 토모그래피의 한계인 분해능을 극복하기 위하여 새로운 영상화 기법이 요구되며 그 중의 하나가 파형 역산이다. 파형 역산은 위상뿐만 아니라 파동의 진폭을 동시에 이용하므로 지하구조를 고해상으로 영상화할 수 있는 기법이다. 그러나 파형역산은 전파와 역전파의 모형반응 계산이 요구되므로 많은 계산 시간이 요구된다. 본 연구에서는 파형역산 기법에서 효율적인 합성 파동장 계산을 위하여 속도-응력법을 이용하였다. 시추공 영상화 기법들의 분해능을 알아 보기 위하여 수치모형에 적용, 비교하여 파형역산과 주시 토모그래피의 분해능을 살펴보았다. 파형역산의 분해능 한계는 Schuster가 유도한 구조보정의 분해능 한계와 유사함을 알 수 있었다. 시추공의 기하학적인 문제로 인한 커버리지의 부족의 문제는 VSP자료를 적용함으로서 해결할 수 있어 수평적인 분해능이 향상되었다. 또한 구현된 알고리듬의 현장적용성을 평가하기 위하여 실제와 유사한 이론모형에 적용해보았으며 이 때 발생하는 비선형성을 줄이기 위해 초기치로 주시역산 토모그램을 적용하여 좋은 결과를 얻었다.

It was necessary to devise new techniques to overcome and enhance the resolution limits of traveltime tomography. Waveform inversion has been one of the methods for giving very high resolution result. High resolution image could be acquired because waveform inversion used not only phase but amplitude. But waveform inversion was much time consuming Job because forward and backward modeling was needed at each iteration step. Velocity-stress method was used for effective modeling. Resolution limits of imaging methods such as travel time inversion, acoustic and elastic waveform inversion were investigated with numerical models. it was investigated that Resolution limit of waveform inversion was similar tn resolution limit of migration derived by Schuster. Horizontal resolution limit could be improved with increased coverage by adding VSP data in cross hole that had insufficient coverage. Also, waveform inversion was applied to realistic models to evaluate applicability and using initial guess of travel time tomograms to reduce non-linearity of waveform inversion showed that the better reconstructed image could be acquired.