• 지구물리와물리탐사
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• 제19권3호
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• pp.111-120
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• 2016

지열발전을 위해 심부에 인공적으로 균열대를 생성시키는 EGS (Enhanced/Engineered Geothermal System) 지열발전 기술에서는 유체의 이동통로가 되는 균열의 연결성 향상이 매우 중요하며, 다단계에 걸쳐 이루어지는 수압파쇄시 발생되는 균열의 정보는 미소진동 모니터링을 통해 확인이 가능하다. 하지만 각 단계별 수압파쇄시 발생되는 균열에 의해 변화된 속도구조를 고려하지 않고 미소진동 모니터링을 수행하게 되면, 다음 단계의 수압파쇄시 발생된 균열의 위치정보는 실제 위치와는 차이를 보이게 된다. 이 연구에서는 Kim et al. (2015)에 의해 개발된 미소진동 위치역산 알고리듬을 심부 수 km 하부를 대상으로 하는 EGS 지열발전에 적합하도록 개선시켰으며, 각 단계별 수압파쇄시 발생되는 균열에 의해 변화된 속도구조를 측정된 미소진동 자료를 이용하여 영상화할 수 있는 3차원 속도역산 알고리듬을 개발하였다. 아이코날 방정식(Eikonal equation)을 사용하여 단순 층서구조뿐만 아니라 복잡한 속도구조의 경우에도 적용가능하도록 하였고 그림자 영역(shadow zone)에 대해서도 어느 위치에서나 정확한 주시계산이 이루어지도록 하였으며, 프레넬 볼륨(Fresnel volume)을 이용한 자코비안(Jacobian) 계산을 통하여 속도역산의 계산시간을 효과적으로 단축시켰다. 또한, EGS 사이트를 모사한 속도모델에서 얻어진 미소진동 자료를 개발된 알고리듬에 적용시킨 결과, 전 단계에 이루어진 수압파쇄에 의해 변화된 속도를 반영하는 향상된 속도모델을 얻을 수 있었고 이를 이용하여 위치 재결정을 수행한 결과 실제 위치와 거의 일치하는 결과를 얻었다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제17권4호
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• pp.187-201
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• 2014

이종의 물리탐사자료를 이용한 복합역산은 단일 물리탐사자료를 이용한 역산과 비교시, 역산의 불확실성을 줄일 수 있고, 두 탐사자료의 장점을 함께 이용할 수 있다. 탄성파탐사자료를 이용한 역산은 유가스가 집적될 수 있는 복잡한 구조의 탐지에 유리한 장점을 가지지만 탄화수소의 직접적인 탐지에는 한계가 있다. 반면에, 인공송신원 해양전자탐사자료를 이용한 역산은 탄성파탐사자료를 이용한 역산결과에 비하여 해상도는 떨어지지만 유가스의 직접적인 탐지가 가능하다. 이 연구에서는 평면파를 이용한 완전파형역산을 통하여 획득한 고해상도의P파 속도모델을 cross-gradient 기법에 기반하여 구조적인 제약조건으로 사용하는 전자탐사 복합역산 알고리듬을 개발하였다. 개발된 알고리듬을 유가스전 탐사에 적용이 가능한지 확인하기 위하여, 가스층이 존재하는 단순구조의 모델과 배사구조에 오일저류층이 존재하는 모델의 합성탐사자료에 적용한 결과, 전자탐사자료만을 이용한 역산결과보다 복합역산을 이용한 결과가 보다 고해상도의 전기비저항 분포의 파악이 가능함을 보여주었다. 이는 오일저류층의 정확한 매장 위치 추정과, 매장량 계산에 보다 정확한 정보를 제공해 줄 것으로 기대된다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제10권1호
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• pp.50-59
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• 2007

물위나 육지에서 끄는 방식의 전기비저항 배열법의 등장은 그 자료량의 규모를 항공전자탐사의 규모에 가깝게 만들었으며, 이렇게 얻어진 자료들의 대부분은 해석을 위한 1 차원 역산이 시도되었다. 이 자료들의 믿을만한 해석과 자료처리를 실행 가능화시키기 위해서는 강력하고 완벽한 자동화 공정은 필수 불가결한 요소이다. 하상이나 염수 대수층의 상부와 같은 뾰족한 경계를 찾아내야 하므로 평활화제한법의 이용은 최소화 시켜야 한다. 적절한 역산 방식이라면 신호를 감쇠시키는 전도성 기반암의 경우에는 해석의 오류를 피하기 위해 낮은 신호대 잡음비를 현명하게 다룰 수 있어야 한다. 이를 위해 각각의 전극 배열법에 대해 하나의 탄력적 두께를 갖는 층을 운용하는 잡음 인지 역산 방법이 코딩되었다. 잡음 인지 역산법은 만약 전도성 기반암이 선호를 감쇠시켜 잡음 수준보다 작게 만들면 이를 감지하여 적당한 위치에 전도성 기반암을 갖는 모형을 구성해 준다. 초기모형의 층들은 4 극으로 구성된 각 전기 배열법의 유효깊이가 미치는 범위 내에서 제 위치를 찾아가게 된다. 이 알고리듬은 4 극의 유효깊이가 대략 지수함수적인 배열을 이루어 자료가 얻어졌을 때 가장 최상의 결과를 나타낸다. 접지저항을 줄이기 위한 선전극이나 용량선 안테나(capacitive-antenna)에 의한 자료의 역산도 가능하다. 이 논문은 이론자료와 오스트레일리아의 Murray 강의 염분차단 계획의 예를 들어 개발된 알고리듬의 유용성을 보여주었다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제4권2호
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• pp.25-33
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• 2001

토목이나 건설 그리고 환경 분야에서 요구하는 지반 조사에 대한 공학적인 적용을 위하여 주파수 영역 루프-루프 전자탐사 연구를 수행하였다. 이를 위하여 송신 루프와 수신 루프가 동일면을 이루는 수평동일면 배열과 수직동일면 배열을 이용하였고, 각 배열에 대해 세 개의 이상성분을 측정 자료로 하여 영상을 구성하였다. 본 연구에서의 모형 반응 계산은 확장된 Born 근사를 이용한 2.5차원 적분방정식을 이용하였고, 역산 과정에서 분해능의 향상을 위해 ACB(Active Constraint Balancing)를 채택하였다. 모형 반응을 통한 1차원 및 2차원 역산 알고리듬을 적용시켜 본 결과, 층서구조에서는 비교적 1층의 전기전도도가 높을수록 모델 변수의 추정이 용이하였으며, 2차원 고립 이상체에 대한 역산 결과는 전도성 이상체와 비전도성 이상체의 위치를 잘 확인할 수 있었다. 또한 VCP배열 자료의 역산 결과보다 HCP배열 자료의 역산 결과에서 보다 나은 해상도를 보였으며, HCP배열과 VCP배열의 자료를 동시에 역산하였을 경우에 분해능의 향상을 확인하였다. 실제 루프-루프 전자탐사의 현장 자료 획득을 위해서 캐나다 Geonics사의 전자탐사 장비 EM34-3XL을 이용하였으며, 전기비저항 탐사 자료와 동일 측선상에서 비교 분석하였다. 역산 결과, 1차원 역산 보다는 2차원 역산 알고리듬을 이용하여 구성한 영상에서 전기비저항 탐사 결과와 매우 유사한 만족할만한 전기비저항 분포를 확인할 수 있었다. 따라서 현장에서의 개략적인 지반 조사를 위한 루프-루프 전자탐사의 응용이 기대된다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제18권2호
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• pp.64-73
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• 2015

최근 수압파쇄가 다양한 분야에서 활용되고 있으며, 이 때 미소진동 모니터링은 균열이 어디서 발생했고 어느 방향으로 발달되어가는지 알 수 있는 가장 효과적인 방법 중 하나이다. 단일 수직 관측정 자료를 이용한 미소진동 위치결정시 일반적으로 P파와 S파의 초동 도달시간의 차이를 이용한 위치역산을 통해 관측정으로부터의 거리와 심도를 계산하고 P파 호도그램 분석을 통해 이벤트가 발생한 방향을 계산한다. 하지만 미소진동 자료는 대부분 신호대잡음비가 매우 낮아 진폭이 상대적으로 작은 P파 자료를 획득하지 못하는 경우가 자주 발생한다. 따라서 본 연구에서는 모니터링에 사용된 모든 수신기에 기록된 도달시간 잔차를 이용하여 이벤트의 위치를 결정하는 역산 알고리듬과 S파를 이용한 방위각 결정 방법을 모듈화하여 기존의 P파와 S파의 시간잔차를 이용하는 위치결정법과 비교 분석하였다. 수치모형 실험을 통하여 위치결정이 가능한 모든 수신기에 기록된 도달시간의 조합간의 시간잔차의 차를 목적함수로 이용하면 S파만을 이용하여도 이벤트가 발생한 시간에 대한 고려 없이 위치역산이 가능함을 확인하였고, 기존의 방법과 비교하여 보다 높은 정확도와 초동발췌 오차에 대한 낮은 민감도를 가짐을 확인했다. S파를 이용한 방위각 결정은 이벤트와 수신기 사이의 경사각이 낮은 경우 신뢰할만한 방위각 결정이 가능했지만, 경사각이 $20^{\circ}$ 이상으로 커짐에 따라 큰 오차를 보이는 한계가 나타났다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제1권3호
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• pp.155-160
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• 1998

확장된 Born 근사법을 사용하는 2.5차원 EM 모델링 알고리듬을 이용하여 2차원 역산에 근거한 EM 토모그래피 기법을 개발하였다. 역산법은 평활화 제한을 가한 감쇠최소자승법을 사용하였으며, 측정값은 2차 자기장의 수직성분으로 제한하였다. 적분방정식법에 근거한 3차원 EM 모델링 프로그램을 이용하여 단순한 형태를 갖는 모형에 대한 이론 자료를 계산하고, 이 자료를 측정값으로 EM 토모피래피 영상을 획득하였다. 거의 모든 경우에 EM 토모그래피 영상은 이상체의 위치는 비교적 정확히 추정하였으나, 전도도는 실제 값보다 상당히 낮게 추정하였다. 해상도 분석결과 수직해상도가 수평해상도에 비하여 월등히 뛰어난 것으로 나타났다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제16권4호
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• pp.217-224
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• 2013

모델변수의 증감 및 분해능을 고려하는 새로운 교차모델 제한자를 사용한 시간경과 역산 알고리듬을 개발하였다. 증감을 고려한 교차모델 제한자는 같은 변화비를 갖는 모델변수에 같은 제한을 가한다. 이 교차모델 제한자는 모델변수의 증감에 관계없이 의미 있는 변화를 보이는 모델변수들을 강조할 수 있다. 분해능 교차모델 제한자는 분해능이 낮은 모델변수에 작은 제한을 가하는 반면, 분해능이 높은 모델변수에는 큰 제한을 가한다. 따라서 분해능이 낮은 모델변수도 시간 경과에 따라 의미 있는 변화를 보일 경우 효과적으로 식별할 수 있다. 3차원 전기비저항 모니터링 자료의 수치실험을 통하여 이들 두 교차모델 제한자의 타당성을 검증하였다. 최종적으로, 방조제의 안정성 평가를 위하여 서해안에 위치한 방조제에서 얻은 3 차원 전기비저항 모니터링 자료의 처리에 개발된 시간경과 역산법을 적용하였다. 시간경과 역산의 결과 모니터링이 수행된 기간 동안 방조제에 주목할 만한 변화가 없는 것으로 해석되었다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제15권2호
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• pp.66-74
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• 2012

이 연구에서는 다양한 환경에서 인공송신원 해양전자탐사 자료의 정확한 해석을 위해 3차원 모델링 알고리듬을 개발하고, 복잡한 탄화수소자원 개발 환경에서 인공송신원 해양전자탐사의 적용 가능성을 파악하고자 암염에 인접한 저류층 모형을 구성하고 그 반응을 계산 및 분석하였다. 모델링 알고리듬은 유한차분법에 기초하고 있으며 이차 전기장 정식화를 도입함으로써 빠르고 정확한 반응 계산이 가능하도록 하였다. 이 알고리듬의 정확성은 2층구조 모형에 대해 해석해 및 기존의 3차원 모델링 알고리듬의 결과와의 비교를 통해 검증되었다. 암염에 인접한 저류층 모형에서는 암염과 저류층 및 배경 매질의 경계에 존재하는 세 군데 송신원에 대한 전기장 및 자기장 반응을 파악하고, 배경매질의 반응으로 정규화한 전기장 및 자기장 반응도 분석하였다. 그 결과 세 군데 송신원에 대한 반응을 종합하면 정규화된 전자기장 반응으로부터 지하의 고비저항 이상체의 개수와 각각의 위치를 파악할 수 있었으며 탄성파탐사를 통해 암염의 구조가 사전 정보로 알려졌다면 저류층의 존재를 밝힐 수 있었다. 이 연구에서 개발한 알고리듬은 향후 다양한 환경에서 인공송신원 해양전자탐사 자료의 반응 분석은 물론 역산 알고리듬 개발에 유용할 것으로 기대된다.