횡적등방성 매질에 적용 가능한 겹쌓기 전 Generalized-Screen 참반사 보정 모듈 개발

Abstract

일방향 파동방정식(one-way wave equation)을 이용한 참반사 보정은 거꿀 참반사 보정(reverse time migration)에 비해서는 계산시간의 효율성을 향상시킬 수 있고 파선이론에 기초한 참반사 보정에 비해서는 상대적으로 정확한 영상화를 수행할 수 있다는 장점이 있다. 이 연구에서는 이러한 일방향 파동방정식을 이용하는 참반사 보정 알고리즘 중 Generalized-Screen (GS) 전파자를 이용하여 이방성 매질 중 횡적등방성(Vertical Transversely Isotropy, VTI) 매질에 적용가능한 겹쌓기 전 심도 참반사 보정(PreStack Depth Migration, PSDM) 모듈을 개발하였다. GS 전파자는 위상막(phase screen) 참반사 보정의 얇은 막(thin slab) 전파자에서 수직느리기항(vertical slowness)의 Taylor 급수 전개 시 고차항을 고려했기 때문에 수평적 속도변화가 크거나 급격한 경사를 지니는 구조에 대해서도 정확한 영상을 얻을 수 있다. 개발된 GS 참반사 보정 모듈을 검증하기 위해서 VTI 매질에 적용되는 전파자(GSVTI propagator)를 고차항의 차수에 따라 분석한 결과 차수가 증가할수록 넓은 각으로 전파하는 파동장의 정확도가 향상되었다. 그리고 수치모형실험을 통해서 이방성 매질에서 얻은 합성탄성파탐사 자료에 본 연구에서 개발된 이방성 GS 참반사 보정과 등방성 GS 참반사 보정을 각각 적용한 결과 이방성 GS 참반사 보정이 급경사나 이방성이 강한 지역에서의 구조에 대해 더욱 정확한 영상을 제공하는 것을 확인할 수 있었다.The one-way wave equation migration is much more computationally efficient comparing with reverse time migration and it can provide better image than the migration algorithm based on the ray theory. We have developed the prestack depth migration module adopting (GS) propagator designed for vertical transverse isotropic media. Since GS propagator considers the higher-order term by expanding the Taylor series of the vertical slowness in the thin slab of the phase-screen propagator, the GS migration can offer more correct image for the complex subsurface with large lateral velocity variation or steep dip. To verify the validity of the developed GS migration module, we analyzed the accuracy with the order of the GS propagator for VTI media (GSVTI propagator) and confirmed that the accuracy of the wavefield propagation with the wide angles increases as the order of the GS propagator increases. Using the synthetic seismic data, we compared the migration results obtained from the isotropic GS migration module with the anisotropic GS migration module. The results show that the anisotropic GS migration provides better images and the improvement is more evident on steeply dipping structures and in a strongly anisotropic medium.