천해저용 음원 및 고분해능 다중채널 탄성파탐사 시스템 개발과 현장적용

Abstract

천해저 탄성파 반사법 탐사는 해저 파이프라인 및 케이블 매설, 해양 골재자원 조사, 해양 건설공사 시 기반암 조사 등 엔지니어링 목적으로 널리 사용되고 있다. 천부 해저 탄성파 반사법 탐사자료의 해상도를 높이고 품질을 향상시키기 위해 디지털화 연구가 수행되었고 천해저 고분해능 다중채널 탐사기술과 천해저 3차원 고분해능 탐사도 시도 되어지고 있다.

본 연구에서는 고전압을 이용한 압전 트랜스듀서(transducer)를 이용하여 탐사 장소, 수심 및 목적에 따라 사용할 수 있고 운용 및 이동이 편리한 천해저용 탄성파 음원을 제작하였다. 이 시스템에는 분해능을 향상하기 위하여 24bits A/D 변환기를 사용하였고, 채널이 총 8개인 다중채널 기록장치를 제작하여 자료취득 과정에 있어서 효율성을 높이면서 자료의 품질을 향상시켰다.

개발된 시스템의 현장 적용성을 검증하기 위하여 자료취득변수 중 음원-수신 장치간의 위치와 거리에 따라 탐사를 수행하였고, 또한 실제 현장여건과 탐사 목적에 적합성 검토를 위해 수심별로 트랜스듀서의 개수를 달리하여 수행하였다. 자료취득변수를 변화하여 취득한 탄성파 자료를 비교 분석하여 본 시스템을 통한 자료 취득 과정에서의 최적화된 자료취득변수를 제시하였다. 마지막으로 천해저 탄성파 탐사 자료에 필요한 전산 처리 과정인 디콘볼루션, 너울 필터 및 대역 필터링을 적용하여 자료의 해상도 및 품질을 향상시켰다.

Shallow marine seismic reflection survey is very useful to be for engineering applications such as pipeline or cable installation, investigation of geologic structure, and exploration of marine resources. The digital and three-dimensional high resolution multichannel seismic data acquisition technique has been applied to improve the resolution and quality of shallow marine seismic data.

In this study, we have developed the high resolution multichannel seismic data acquisition system and shallow marine seismic source. It is easy to operate and handle our source system which utilizes piezoelectric transducer of high electrical power. According to water depth, survey condition and purpose, transducer number of source system can be easily changed in order to maximize field applicability. In the recording part, we used 24 bits and 8 channel high speed A/D board. Therefore, we could achieve the improvement of data quality and the efficiency of data acquisition.

The developed system was tested and varied with the data acquisition parameters such as source-receiver offset, and transducer number versus water depth. The optimum data acquisition parameter was presented from the comparison with the obtained seismic data. For the purpose of enhancing and improving the data quality and image resolution, seismic data processing technique was applied to the obtained seismic data such as deconvolution, swell filtering, and band-pass filtering.