합성 지진도

Synthetic seismogram

합성 지진계는 입력 접지 모델의 지진 응답을 전방으로 모델링한 결과로서 물리적 성질의 1D, 2D 또는 3D 변동에 따라 정의된다. 탄화수소 탐사에서 이것은 보어홀의 암석 특성 변화와 동일한 위치에서 지진 반사 데이터 사이의 '타이그'를 제공하기 위해 사용된다. 또한 2D 및 3D 지진 데이터에 대해 가능한 해석 모델을 테스트하거나 지진 반사 조사 계획 수립을 위한 보조 도구로서 예측 지질학의 반응을 모델링하는 데 사용할 수 있다. 광각 반사 및 굴절(WARR) 데이터의 처리에서 합성 지진계는 지진 단층 촬영의 결과를 더욱 구속하기 위해 사용된다.[1] 지진학에서 합성 지진그램은 특정 지진 발생원 고장 모델의 예측 효과를 관측된 지진계 기록과 일치시키거나 지구의 속도 구조를 구속하는 데 사용된다.[2] 합성 지진그램은 특별한 지구물리학적 소프트웨어를 사용하여 생성된다.

1D 합성물

지진 반사 데이터는 초기에는 시간 영역에서만 사용할 수 있다. 보어 홀에서 만나는 지질학을 지진 데이터에 묶을 수 있도록 1D 합성 지진파가 생성된다. 이것은 지진 데이터에 나타난 지진 반사의 원점을 식별하는 데 중요하다. 밀도와 속도 데이터는 유선 로깅 도구를 사용하여 정기적으로 보어홀 아래로 측정된다. 이러한 로그는 지진 데이터의 수직 분해능보다 훨씬 작은 샘플링 간격을 가진 데이터를 제공한다. 따라서 로그는 종종 '차단된 로그'[3]라고 알려진 것을 생성하기 위해 간격에 걸쳐 평균을 낸다. 이 정보는 Zoeppritz 방정식을 사용하여 웰 보어 하단의 음향 임피던스 변화를 계산하는 데 사용된다.[4] 이 음향 임피던스 로그는 속도 데이터와 결합되어 시간 내에 반사 계수 시리즈를 생성한다. 이 시리즈는 합성 지진계를 만들기 위해 지진 파도와 함께 융화된다. 입력 지진파는 위상 및 주파수 함량에 특히 주의를 기울이면서 원래의 지진 획득 중에 생성된 것과 가능한 가깝게 일치하도록 선택된다.

1.5D 내진 모델링

콘볼루션 1D 모델링은 일차 반사의 근사만을 포함하는 지진그램을 생성한다. 전송 효과와 기하학적 확산뿐만 아니라 다중 반사, 헤드파, 유도파 및 표면파를 포함하는 보다 정확한 모델링을 위해서는 전체 파형 모델링이 필요하다. 1D 탄성 모델의 경우 전체 파형 모델링에 대한 가장 정확한 접근법을 반사율 방법으로 알려져 있다.[5] 이 방법은 파장(실린드 또는 구형파)을 시간 조화 평면파의 합(통합)으로 나타내는 적분 변환 접근법에 기초한다.[6] 겹겹이 쌓인 층에서 전파되는 개별 평면파에 대한 반사 및 전달 계수는 매트릭스 전파기,[7][8][9][10][11] 전역 매트릭스[12] 또는 불변 임베딩과 같은 다양한 방법을 사용하여 분석적으로 계산할 수 있다.[13] 이 방법의 그룹은 지구가 1D 모델(평평한 층)으로 표현되는 반면, 파동 전파는 2D(시린드파) 또는 3D(구형파)로 간주되기 때문에 1.5D라고 불린다.

2D 합성 지진 모델링

유사한 접근법을 사용하여 2D 지질 단면의 지진 반응을 조사할 수 있다. 이것은 얇은 침대의 분해능이나 다양한 유체의 다른 반응(예: 잠재적 저장고 모래의 오일, 가스 또는 브라인)과 같은 것들을 살펴보는 데 사용될 수 있다.[14] 그것은 또한 원래의 지진 데이터와 가장 잘 일치하는 것을 보기 위해 소금 디아피르와 같은 구조물의 다른 기하학적 구조를 시험하는데 사용될 수 있다. 단면은 각각의 개별 층에 할당된 밀도와 내진 속도로 제작된다. 이것들은 층 내에서 일정하거나 수평과 수직 모두에서 모델 전체에 걸쳐 체계적인 방식으로 변화할 수 있다. 그런 다음 소프트웨어 프로그램은 모델에 걸쳐 합성 인수를 실행하여 합성 2D 내진 구간을 생성하기 위해 실제 지진 데이터인 것처럼 처리할 수 있는 일련의 '샷 수집'을 생성한다. 합성 기록은 모델링의 목적에 따라 레이 트레이싱 알고리즘 또는 전체 파형 모델링의 어떤 형태를 사용하여 생성된다. 레이트레이싱은 구조물의 조명을 테스트하기에 빠르고 충분하지만 진폭 응답을 정확하게 모델링하기 위해서는 전체 파형 모델링이 필요하다.[15][16]

3D 합성 내진 모델링

이 접근법은 3D 지질학적 모델의 반응을 모형화하기 위해 더욱 확장될 수 있다. 이것은 해석된 데이터를 획득하는 데 실제로 사용되는 것과 가능한 가깝게 일치하는 합성 지진 획득에 대한 3D 모델의 반응을 모델링함으로써 해석의 불확실성을 감소시키기 위해 사용된다.[17] 그런 다음 합성 지진 데이터는 원래 데이터에 사용된 것과 동일한 시퀀스를 사용하여 처리된다. 지질학적 모델 영역에서 획득한 2D 및 3D 지진 데이터를 모두 모델링하는 데 사용할 수 있다. 지진 조사 계획 중 3D 모델링은 특정 지질 구조물의 영상화에 대한 촬영 방향 또는 소스와 수신기 사이의 최대 오프셋과 같은 지진 획득 파라미터의 변동의 영향을 시험하는 데 사용될 수 있다.[18][19]

WARR 데이터 모델링

WARR(Wide Apropure Reflection and Refraction) 모델의 초기 처리는 일반적으로 지표면의 속도 구조를 변화시켜 관측된 첫 도착 시간이 일치하는 단층 접근법을 사용하여 수행된다. 이 모델은 포워드 모델을 사용하여 개별 샷 수집에 대한 합성 지진그램을 생성하기 위해 더욱 정교해질 수 있다.[1]

지진 모델링

소스 모델링

속도구조가 잘 이해되는 지역에서는 합성 지진계를 사용하여 지진의 추정 원천 매개변수를 시험하는 것이 가능하다. 단층면, 미끄러짐 벡터 및 파열 속도와 같은 매개변수는 관측된 지진그램과의 비교를 위해 개별 지진계에서 합성 지진 응답을 생성하도록 변경할 수 있다.[20]

속도 모델링

알려진 유형과 위치의 지진 사건의 경우, 그 사건의 텔레스시즘적 반응을 모델링함으로써, 다양한 규모로, 지구의 구조에 대한 상세한 정보를 얻을 수 있다.[2]

참조

  1. ^ a b Makris, J, Egloff, F. & Rihm, R. 1999. WARRP(광범위 조리개 반사 및 굴절 프로파일): 기존 지진에 실패한 데이터 수집의 성공 원리, SEG 1999 확장 추상화
  2. ^ a b 1974년, Helmberger, D.V. 1974년, 숫자 모델, 공학 및 과학을 구축하여 지진그램의 이해, 38, 26–29.
  3. ^ 골드버그, D, 윌킨스, R.H & 무스, D. 1987. 심해 천공사업장 612 및 613의 신생 해양 침전물 내 진단학적 효과의 내진 모델링, DSDP 95, 23에 대한 초기 보고서
  4. ^ OBartels, T, Krastel, S, Spiess, V, 2007. ODP Leg 208 보어홀 측정과 고해상도 지진 데이터의 상관 관계 Kroon, D., Zachos, J.C., Richter, C. (Eds.), Proc. ODP, Sci. 결과, 208: 칼리지 스테이션, TX(해양 드릴링 프로그램), 1-27
  5. ^ Fuchs, K, G. Muller 1971년, 반사율 방법을 이용한 합성 지진그램 계산 및 관측치 Geophys. J. R. 우주비행사. Soc, 23, 417.
  6. ^ Aki, K. and Richards, R.G., 정량 지진학, 이론과 방법, Vol. I., W. H. Freeman, 1980.
  7. ^ 톰슨, W.T., 1950년, 층화된 고체 물질을 통한 탄성파의 전달, 21, 89–93.
  8. ^ Haskell, N. A. 다층 매체에서의 표면파 분산, , 미국 지진학회 회보, 43, 17–34,1953.
  9. ^ 던킨, I.W., 1965년, 높은 주파수에서 레이어드 탄성 매체에서의 모델 솔루션 계산, 미국 지진학회의 회보, 55, 335–358.
  10. ^ Durger, E.N, 층화된 매체에서의 탄성파 분산 연산, Journal of Sound and Vibration, 2, 210–226.
  11. ^ 몰로코프 L.A.A., 1984, 레이어드 탄성 및 유동성 매체에서의 파장 전파 이론의 매트릭스 방법, Nauka (러시아어)
  12. ^ 슈미트, H 및 탱고, 1986년, 영국왕립천문학회의 지구물리학 저널, 84, 페이지 331–359의 합성 지진그램 연산에 대한 효율적인 글로벌 매트릭스 접근법.
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  15. ^ Graham, S, Lawton, D. & Spratt, D. 2005. 서브트러스트 영상화:콜롬비아 라노스 분지 쿠시아나 유전, CSEG 전국대회, 추상화에서 나온 모델링 예시.
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  17. ^ 1996년 가위스, D.E. & 거터리지, P.A. 공유 접지 모델인 석유 지오사이언스 2, 97–103을 사용한 저장장치 시뮬레이션의 내진 검증.
  18. ^ Gjøystdal, H, Iversen, E, Lecomte, I, Kaschwich, T, Drottning, J. 2007. 지구물리학 72, 261–271의 지진 획득, 영상 및 해석에 대한 광선추적 적용성 개선.
  19. ^ Ray, A, Pau, G. & CHEN, R. 2004. 선더 호스 노스 필드, 멕시코만, 더 리딩 에지, 23, 68–70의 발견에서 광선 추적 모델링의 중요성.
  20. ^ 코튼, F. & Campillo, M. 1994. 강력한 운동 기록인 Annali di Geofisica, 37, 1539–1564의 지진 발생원 연구에 지진그램 합성 적용.