전역탐색법과 고해상도 속도스펙트럼을 이용한 자동속도분석

Abstract

자동속도분석의 목표는 대용량의 탄성파탐사자료로부터 정확한 지하의 속도를 효율적으로 추출하는 것이다. 본 연구에서는 bootstrapped differential semblance (BDS) 방법과 몬테카를로 역산법을 이용하여 효율적인 자동속도분석 알고리듬을 개발하였다. 개발된 자동속도분석 알고리듬은 정확한 속도정보를 추출하기 위해서 일반적인 셈블런스 방법보다 더 높은 속도 해상도를 제공하는 BDS를 일관성 측정방법으로 사용하였다. 또한, 개발된 자동속도분석 알고리듬의 처리시간을 줄이고 효율성을 증가시키기 위해 몬테카를로 역산 단계의 초기속도모델 결정 시 기본적으로 사용되는 grid search방법 대신, 분석하는 공통중간점 모음의 속도스펙트럼이 이전에 분석된 공통중간점 (CMP; Common mid point)의 속도스펙트럼과 유사하다면 이전 공통중간점의 중합속도함수를 분석 중인 공통중간점의 초기속도모델로 사용할 수 있도록 하였다. 한편, 자동속도분석 모듈이 다중반사파와 같은 잘못된 peak를 따라가는 것을 방지하기 위해 중합속도가 증가하는 방향으로 피킹을 수행하도록 하는 RMS 속도 제약조건을 첨가하여 선택적으로 사용할 수 있도록 하였다. 개발된 자동속도분석 모듈의 적용성을 검증하기 위하여 파쇄대를 포함한 합성탄성파탐사자료와 나이지리아 연안, 동해에서 취득한 현장자료들에 적용하고, 얻어진 결과를 수동속도분석결과와 비교하였다. 최종적으로 얻어진 RMS 속도를 이용하여 얻은 중합단면도 상에서의 반사이벤트들은 수동속도분석에서 얻은 속도를 이용한 중합단면도 보다 더 좋은 연속성을 보여주었다. 더욱이 개발된 자동속도분석 알고리듬은 구간속도를 먼저 구한 후 RMS 속도를 계산하기 때문에 지질학적으로 타당하면서 수동속도분석에 의해 얻는 구간속도보다 지층의 경계면과 더 잘 부합하는 구간속도함수를 생성하였다.; The goal of the automatic velocity analysis is to extract accurate subsurface velocity from voluminous seismic data with efficiency. In this study, I have developed an efficient automatic velocity analysis algorithm using bootstrapped differential semblance (BDS) and Monte Carlo inversion. To yield more precise velocity information, the developed algorithm uses BDS, which provides a higher resolution in velocity spectra than conventional semblance, as a coherency estimator. In addition, when the spectrum of the present CMP is similar to that of the previous CMP, a grid search step which determines the initial velocity is skipped and the best RMS velocity function of the previous CMP is used as an initial velocity function to reduce the running time. I supplemented a new optional RMS velocity constraint in order to prevent automatic velocity analysis module from picking false peaks due to multiples. To verify the developed automatic velocity analysis module, I applied it to a synthetic data set from fault zones and two marine field data sets obtained from the west coast of Africa and the East Sea of Korea, and compared the results to those obtained by manual velocity analysis. The stacked section yielded with RMS velocity functions by the developed automatic velocity analysis algorithm showed better continuity in reflection events than that by manual velocity analysis. Moreover, since the developed algorithm finds interval velocity (vint) first and then calculates a RMS velocity function from the interval velocity, it produced geologically reasonable interval velocities whose boundaries match well with the interfaces of the layers in the CMP stacked sections.