축소모형 실험을 이용한 균열대에서의 탄성파 이방성 및 산란특성 연구

Abstract

탄산염암은 석유 및 가스 자원의 부존 저류층과 관련하여 매우 중요하며, 특히 파쇄 및 절리 등 균열이 발달된 탄산염암 저류층에서는 균열의 존재가 2차 공극을 생성시킴으로써 석유 및 가스 자원의 거동과 생산성 확보에도 직접적인 영향을 미친다. 이에 본 연구에서는 균열대에서 나타나는 대표적 탄성파 특성인 이방성과 산란에너지를 잘나타내는 지질모델을 제작하여 축소모형실험을 하였고 그 특성을 분석하였다.

등방성과 이방성 모델에 대한 속도정보추출을 한 결과, 등방성과는 달리 이방성을 가지는 모델의 경우 입사각의 변화에 따른 속도의 변화를 확인할 수 있었으며 측정된 군속도로부터 구한 탄성계수를 이용하여 Thomsen 계수인 ε, δ, γ를 구할 수 있었다. S파의 경우 매질과 송수신기의 측정 방향에 따라 서로 다른 두 개의 횡파가 분극특성을 나타내며 전파됨을 확인할 수 있었다. 수직횡적등방성(Vertical Transversely Isotropy

TTI) 구조가 단층 및 돔구조로 구성된 복합지질모델을 설계, 제작하여 이방성 특성을 가지는 경사지층이 탐사자료에 미치는 영형을 살펴보았다. 횡적등방성 구조가 포함된 복합지질모델의 경우, 지층구조를 등방성이라 가정한 일반적인 탄성파 자료처리를 적용하면 지하반사면의 위치 및 형상이 왜곡되어 잘못된 지하영상정보를 나타냄을 확인하였다. 또한 균열이 있는 등방성매질에서 균열환경에 따른 탄성파 산란에너지 특성을 살펴본 결과, 균열방향에 대해 파의 진행방향이 수직으로 존재할 경우 가장 큰 산란에너지를 발생시킴을 확인할 수 있었다.

VTI)을 가진 수평 2층 구조 모델에 대하여 실험한 결과 이방성에 기인한 반사주시의 특성을 파악할 수 있었고, 이를 입사각에 따른 진폭변화에 대하여 이론식과 비교분석하였다. 경사횡적등방성(Tilted Transversely Isotropy