시추공 케이싱을 고려한 인공송신원 전자탐사 반응 고찰

Abstract

최근 인공송신원 전자탐사 분야에서 시추공 케이싱의 영향에 대한 연구가 큰 주목을 받고 있다. 이 연구에서는케이싱을 전기 쌍극자 송신원의 집합으로 근사하는 방법에 기초하여 시추공 케이싱을 고려한 전자탐사 모델링 알고리듬을 개발하고 그 타당성을 검증하였다. 개발된 알고리듬을 이용해 시추공 케이싱이 측정되는 전자기반응에 미치는 영향을확인하기 위해, 지열 저류층을 모사하는 합성모델을 구성하였으며 이를 통해 케이싱으로 인한 전자기반응의 변화 양상을확인하였다. 시추공 케이싱에 의한 전자기반응의 변화는 케이싱 주변부에서 지배적으로 나타나며 송신원이 케이싱에 가까워짐에 따라 크게 나타나는 것이 확인되었다. 또한, 청수의 주입으로 인한 파쇄영역 형성에 따른 반응 분석을 통해, 송신원과 케이싱이 충분히 멀 때에는 주입 후의 자료를 케이싱에 대한 고려 없이 역산하여 파쇄영역을 영상화할 수 있다고 판단하였다. 하지만 송신원과 케이싱이 가까울 때에는 시추공 케이싱에 의한 영향이 커지므로 이러한 접근이 불가능 하지만 이 경우에는 주입 전과 후의 자료의 차이를 이용하면 케이싱을 고려하지 않는 해석이 가능함을 보여주었다. 이러한 다양한 연구는 모니터링 환경에 대한 정밀한 분석이 선행될 때 가능하며, 이 연구에서 소개된 접근법 및 알고리듬이이러한 분석을 수행하는 데에 기여할 수 있을 것으로 기대된다. Recently, steel casing became an interesting issue when applying controlled-source electromagnetic (EM) method to various fields because effects of steel casing on EM responses are not negligible. This study employed an approach that approximates the steel casing as a series of electric dipole sources in order to develop the numerical algorithm for the efficient simulation of EM responses in the presence of steel casing. After verifying the validity of the developed algorithm, we analyze effects of steel casing on EM responses with the synthetic model simulating geothermal reservoir environment. The analysis showed that the effects of steel casing on EM responses are localized near the casing and increase as the transmitter becomes close to the casing. In addition, through the analysis on the EM responses by the injection of clean water, we confirm that the effects of casing are negligible when interpreting the after-injection data acquired using the transmitter located far enough from the casing. Considering the difference in EM responses between before and after injection in inversion, the effects of the casing can be neglected although after-injection data shows considerable difference due to the close distance between the transmitter and casing. To investigate this kind steel casing effect, the precise analysis on EM responses should be preceded. The algorithm introduced in this study will contribute to the reliable calculations of EM responses distorted by the conductive steel casing.