• 자원환경지질
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• 제57권1호
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• pp.51-71
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• 2024

탄성파 탐사는 지하자원 개발, 지반 조사, 지층 모니터링 등에 널리 사용되고 있는 지구물리탐사 방법으로 정확한 지층 구조 영상을 제공해주기 때문에 지층의 지질학적 특성 해석에 필수적으로 활용된다. 일반적으로는 탄성파 구조 보정 영상을 시각적으로 분석하여 지질학적 특성을 해석하지만 최근에는 탄성파 구조 보정 자료에 대한 정량적인 분석을 통해 원하는 지질학적 특성을 정확하게 추출하고 해석하는 탄성파 속성 분석이 널리 연구되고 있다. 탄성파 속성 분석은 탄성파 자료에 기반한 지질학적 해석에 정량적인 근거를 제시해줄 수 있기 때문에 석유 및 가스 저류층 분석, 단층 및 균열대 조사, 지층 가스 분포 파악 등의 다양한 분야에서 활용되고 있다. 하지만 탄성파 속성 분석은 탄성파 자료 내 잡음에 취약하므로 속성 분석의 정확도 향상을 위해서는 중합 후 탄성파 자료에 대한 추가적인 잡음 제거가 수반되어야 한다. 본 연구에서는 중합 후 탄성파 자료에 대한 무작위 잡음 제거 및 및 탄성파 속성 분석 정확도 개선을 위해 4가지의 잡음 제거 방법을 적용하고 비교한다. FX 디콘볼루션, DSMF, Noise2Noiose, DnCNN을 각각 포항 영일만 고해상 탄성파 자료에 적용하여 탄성파 무작위 잡음을 제거하고 잡음이 제거된 탄성파 자료로부터 에너지, 스위트니스, 유사도 속성을 계산한다. 그리고 각 잡음 제거 방법의 특성, 잡음 제거 결과, 탄성파 속성 분석 결과를 정성적 및 정량적으로 분석한 후, 이를 기반으로 탄성파 속성 분석 결과 향상을 위한 최적의 잡음 제거 방법을 제안한다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제16권3호
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• pp.163-170
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• 2013

탄성파 탐사자료의 진폭변화를 분석하면 지층의 유체를 탐지하고 석유 가스 저류층의 정밀한 물성 도출이 가능하다. 본 연구는 동해 울릉분지의 심해 탄성파 탐사자료에 대하여 진폭변화를 분석하고 정리하였다. 중합단면에서 반사신호가 강하게 기록된 영역의 탄성파 공통깊이점-벌림 모음과 공통깊이점-반사각 모음을 관찰하여 진폭변화가 뚜렷한 영역을 선별하였다. 울릉분지의 중앙부 탄성파 탐사 반사각 모음의 주시 3200과 3300 ms 구간 탄성파 신호에 대한 종축절편과 진폭구배 속성을 계산하여 벌림에 따른 진폭 증가 및 감소를 확인하였다. 종축절편과 진폭구배를 곱한 속성과 합한 속성을 도출하여 울릉분지 퇴적층의 가스부존 가능 영역 상부와 하부 경계를 구분하였다. 가스로 포화된 퇴적층의 탄성파 진폭변화 특성을 보이는 영역은 탄성파주시 3 s 인근에서 간헐적으로 나타났다. 교차도표를 이용하여 울릉분지 탄성파자료의 진폭변화를 유형별로 확인할 수 있었다. 배경매질의 종축절편과 진폭구배는 함수 퇴적층의 일반적인 특징인 반비례관계를 보였고 가스함유 퇴적층의 진폭변화를 보이는 표본은 교차도표 단면상에서 1사분면과 3사분면에 위치하였다. 교차도표에서 선택된 표본들을 중합단면에서 추적한 결과 울릉분지 중앙부의 심해 퇴적지층 중 진폭변화 유형 3에 해당하는 영역이 수평연장 150 m 내로 분포함을 유추할 수 있었다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제5권2호
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• pp.71-77
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• 2002

본 연구에서는 3차원 탄성파 자료를 데이터베이스화하고 이를 3차원적으로 분석하는데 필요한 도구인 모델링 및 시각화 소프트웨어를 개발하였다. 본 소프트웨어는 3차원 공간을 수직 및 수평 폴리곤으로 분할하고 이 폴리곤에 탄성파의 모든 속성정보와 기타 공간정보를 저장하도록 하였다. 탄성파 해석과정과 그 결과의 분석을 용이하게 하기 위하여 임의단면에서 특이 패턴의 반자동 디지타이징과 그 결과의 DB화를 가능하게 하였다. 정의된 패턴은 3차원으로 모델링하고 시각화할 수 있다.

• 한국지구과학회지
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• 제32권6호
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• pp.665-673
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• 2011

저류층 내에 부존되어 있는 탄화수소의 매장량을 계산하기 위해서는 그 저류층의 공극률이 필요하다. 일반적으로 시추공 이외의 지역에 대한 공극률은 시추공에서 얻은 공극률 검층자료로부터 외삽하여 얻지만, 시추공을 포함한 지역에서 획득한 탄성파탐사 자료가 존재하는 경우 시추공 자료와 함께 탄성파 탐사 자료를 이용하여 시추공 이외의 지역에서 보다 정확한 유사 공극률을 추출해낼 수 있다. 이 연구에서는 다항식 신경망 기법을 이용하여 탄성파 탐사 자료와 공극률 검층 자료로부터 유사 공극률 검층 자료를 생성하는 모듈을 개발하였다. 먼저 탄성파 탐사 자료로부터 추출된 지하매질의 특성을 나타내는 탄성파 속성(seismic attribute)과 심도에 따른 시간의 자료로 변환된 공극률 검층 자료로부터 다항식 신경망 기법을 사용하여 상관계수를 추출하였고 이 계수를 이용하여 시추공이 없는 지역에서의 공극률 정보를 생성하였다. 한편, 개발된 모듈에서는 보다 정확한 공극률을 획득하기 위하여 각각의 탄성파 속성들과 공극률 검층 자료와의 상관성 분석을 통해 상관성이 높은 탄성파 속성들을 사용하였다. 개발된 다항식 신경망 모듈의 신뢰성, 활용성을 검증하기 위하여 개발된 모듈을 북해 F3 지역의 현장자료에 적용하고, 얻어진 결과를 상용 프로그램에서 사용되는 확률론적 신경망 기법을 통해 얻어진 결과와 비교하였다. 두 방법으로부터 얻은 결과들은 유사한 결과를 보였으며 이를 통해 개발된 모듈의 신뢰성을 입증할 수 있었다. 또한, 다항식 신경망 기법으로부터 얻어진 유사 공극률 검층 자료가 확률론적 신경망 기법을 통해 얻어진 결과보다 실제 값에 더 가깝다는 것을 보여주었다. 따라서 북해 F3 지역과 같이 시추공 자료가 부족한 지역에서는 다항식 신경망 기법이 효과적임을 알 수 있었다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제23권2호
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• pp.97-114
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• 2020

최근 과학기술 및 공학 전 분야에서 기계 학습을 적용하는 연구들이 매우 활발하게 수행되고 있다. 탄성파 탐사 분야 또한 해석, 처리, 취득 등 모든 영역에서 기계 학습을 적용한 연구들이 빠르게 증가하는 추세이다. 그 중 단층 해석은 탄성파 자료 해석 분야에 있어 가장 중요한 기술 중 하나이며, 기계 학습을 적용하기에 가장 적합한 분야이기도 하다. 이 논문에서는 다양한 기계 학습 기법들에 대해 소개하고 단층 해석에 적합한 기법들과 그 이유를 기술하였다. 물리탐사 분야의 저명한 국제 학술지에 게재된 논문과 국제 학술대회 발표 사례들을 조사하여 연도별, 분야별 연구 현황을 정리하였으며, 그 중 기계 학습을 사용한 단층 해석 연구들을 집중적으로 분석하였다. 단층 해석 기술은 입력 자료 및 기계 학습 모델의 형태에 따라 탄성파 속성 기반 기술, 탄성파 이미지 기반 기술, 원시자료 기반 기술로 나누어 그 장단점을 기술하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제17권4호
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• pp.216-230
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• 2014

동해 울릉분지 북서 해역에서 취득한 3차원 탄성파 탐사자료의 해석에 의하면 연구해역 내 천부퇴적층은 광역반 사면에 의해 분리되는 5개의 탄성파 단위로 구분되며, 다수의 단층을 수반하는 배사구조가 발달한다. 가스하이드레이트 안정영역 내에는 높은 RMS 진폭을 보이는 해저모방반사면과 낮은 RMS 진폭을 보이는 음향공백대가 특징적으로 분포한다. 탄성파 속성 분석에 의하면 가스하이드레이트와 자유가스가 동시에 부존한 경우 그 경계를 따라 순간진폭이 높게 나타나며 하부에서 순간주파수가 급격히 감소한다. 반면 가스하이드레이트만 존재하는 경우에는 하부에서 순간진폭이 낮고 순간주파수가 감소하지 않는다. 해저모방반사면의 주파수 성분 분해 결과 특정 고주파수 영역에서 나타나는 강한 진폭은 하부 자유가스에 의한 튜닝효과를 지시한다. 가스하이드레이트, 자유가스 및 퇴적층의 경사를 고려한 네 가지 가스하이드레이트 부존모델을 제시하고 그 특징을 기술하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제4권3호
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• pp.80-83
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• 2001

미국 텍사스 북부 분스빌 친연가스전에서 취득한 3차원 탄성파자료로부터 4개의 탄성파 반사면과, 탄성파 event 들의 coherence를 도출하여 38개의 검층 자료와 3차원으로 통합 시각화하였다. 시간면은 반사면을 따라 시간을 취득해서 얻었으며 반사면 상에서의 속도는 탄성파 자료와 해석된 38개 검층 자료로부터 산출하였다. 38개 지점의 속도로부터 속도면을 내삽하고 속도면을 이용하여 시간면에서 깊이면으로 변환하였다. Coherence는 탄성파 자료로부터 semblence 방법을 통하여 도출하였으며 입방체로 만든 후 역시 속도면을 이용하여 깊이면으로 변환하였다. 3차원 통합시각화를 통하여 관찰할 때, coherence의 공간적 분포 양상이 잘 파악되었으며, 시간단면등 종래의 3차원 탄성파 분석법과 비교할 때 3차원 시각화 도면에서 선형의 층서적 양상이 더욱 정확함을 알 수 있었다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제13권1호
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• pp.80-87
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• 2010

본 연구는 Athabasca 오일샌드광구의 역청 생산방법인, SAGD 수행에 영향을 주는 불균질한 유효투수도의 분포도를 만드는 저류층 모델링 작업 공정을 개발하기 위한 것이다. 암석학적 상 분포는 연구 지역 역청 저류층 내의 불균질성의 주요 원인이다. 대상 매질은 사암과 이암으로 구성된 하천에서 바다로 이어지는 채널로서 이암이 유체의 흐름을 방해해 유효 투수도를 감소시키고 있다. 본 연구에서는 암석학적 상등을 이암의 모양에 따라 마른 특성의 유효투수도를 갖는 세 종류로 분류하였다. 본 연구의 저류층 모델링 작업과정은 상 모델과 투수도 모델링, 두 가지 주요 모듈로 구성되어 있다. 상 모델링은 확률적인 접근을 이용하여 유효투수도 결정에 중요한, 세가지 상등 중에 어떤 종류에 속하는지를 알려준다. 투수도 모델링은 먼저 이암의 체적율을 구하고 그것을 유효투수도로 변환시킨다. 암석상들의 소형 모델에 대한 일련의 시뮬레이션 적용을 통해 이암 체적율을 유효투수도로 변환시키는 변환함수를 얻는다. 탄성파 자료는 지구통계학적 방법으로 상 모델링에 입력되는 상등의 우선 확률을 제공함으로써 상 모델링에 기여한다. 특히, 본 연구에서는 상들의 우선 확률을 개선하기 위해 상등의 예측 시 다양한 탄성파 속성들을 복합적으로 사용하는 신경망 방법을 이용하였다. 상 구분에 있어서의 얼마만큼 개선되었는지를 보여주기 위해 상 모델링 시 개선된 우선 확률을 사용한 결과를 단일 탄성파 속성을 이용하는 기존 방법의 결과와 비교하였다. 다중 탄성파 속성들의 복합적인 사용에서 밀도와 P파 속도를 조합해서 이용하는 것이 상구분을 향상시키는데 필수적이다. 또한 본 연구에서는 검층으로부터 얻은 공극률과 P파 속도, 사진찍은 것 같이 예측된 이암의 부피를 이용하여 sand matrix의 공극률이 정확하게 평가원 연구지역에서, 다른 상등 사이에서 P파 속도가 달라지게 하는 sand matrix의 공극률에 대해서도 논의하였다.

• 자원환경지질
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• 제47권6호
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• pp.673-681
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• 2014

세계 여러 나라들이 대체에너지 개발에 박차를 가하고 있지만 아직까지도 전통적인 탄화수소가 차지하는 비중은 상당히 크며 접근 용이한 지역의 석유자원이 점차 고갈됨에 따라 높은 기술력이 요구되는 한계 유가스전 개발을 위한 탐사수요가 증가하고 있다. 기존 탐사기술인 2차원 탄성파 탐사 및 3차원 탄성파 탐사 기술의 이해는 물론 새로운 기술인 방위각 탄성파 탐사, 해저면 탄성파 탐사, 해양 전자탐사 기술의 개발과 적용을 위한 노력이 필요하다. 이 글은 해저 석유탐사 기술의 개요와 이에 관련된 국내외 연구, 개발, 학술동향 등을 상세히 분석한 것으로, 국내 관련 산업 및 기술정책 수립과 연구개발에 유용한 정책 자료로 활용될 수 있을 것이다. Web of science의 SCI-Expanded DB에 발표된 해저 석유탐사 관련 논문(2001~2014)을 조사한 결과 616건을 대상으로 학술정보를 분석하였다. 발표문헌은 중국이 전체의 22.56%를 점유하여 가장 많은 논문을 발표하였고, 미국과 브라질이 추격하는 양상을 보인다. 국가별 논문 수준 지수 분석 결과, 잉글랜드가 가장 높은 값(1.94)을 보여 논문의 피인용 관점에서 질적 수준이 가장 우수하였고, 미국(1.77), 노르웨이(1.46), 캐나다(1.39), 프랑스(1.39), 스코틀랜드(1.38) 등이 뒤를 이었다.

• 자원환경지질
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• 제46권6호
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• pp.485-494
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• 2013

주입된 $CO_2$가 환경에 영향을 미치지 않고 지하에서 안정적으로 저장되어 있는지를 총체적으로 모니터링 하는 주입 및 주입 후 관리 (Monitoring, Mitigation and Verification, MMV) 기술은 이산화탄소 지중저장 분야에서 경제적 및 환경적으로 매우 중요한 역할을 하고 있다. 특히, 해외 대규모 지중저장 프로젝트 사례를 보았을 때 주입한 $CO_2$의 거동을 가장 효율적으로 모니터링할 수 있는 방법 중의 하나로 탄성파를 이용한 시간 경과 (Time-lapse) 모니터링 기술이 그 핵심으로 떠오르고 있다. 이 연구에서는 캐나다 Estevan에 위치한 Aquistore 이산화탄소 주입 현장의 3차원 베이스라인 (baseline) 탄성파 자료를 수집하고 분석하여 국내 지중저장 탄성파 모니터링 실증화를 위한 기초 연구를 수행하였다. 이산화탄소 주요 저장 대상층은 탄성파 도달 시간 1,800 ~ 1,900 ms 깊이의 Winnipeg 와 Deadwood 사암층이다. Aquistore 탄성파 자료에 대한 에너지, 유사도(similarity)를 도출하고 주파수를 분해하여 $CO_2$ 주입 대상층의 특성을 규명하였다. 그 결과 등시선도 1,800 ms의 연구지역 북측, 1,850 ms의 남측에 탄성파 에너지가 큰 영역이 집중적으로 분포함을 확인할 수 있었고, 탄성파 에너지 속성을 도시하여 반사계수가 큰 사질 퇴적양상이 우세한 영역을 구분할 수 있었다. 또한 탄성파 기록의 유사도를 도출하여 두 개의 주요한 구조선이 북서-남동 방향으로 지중저장 대상층을 절단함을 확인하였다. 탄성파자료의 주파수를 성분별로 분해하고 5, 20 및 40 Hz 성분을 분석한 결과 연구지역의 중앙에서 동서 방향으로 발달하는 균질한 퇴적 양상이 구체화되었다. 베이스라인 자료의 경우 추가적으로 인위적인 잡음을 제거하고 층서 해석 결과를 통합하여 이산화탄소 지중저장 영역을 묘사한다면 시간경과 모니터링 자료와의 효율적인 대비가 가능할 것이다.