모델링 기술을 이용한 심해 가스 하이드레이트 탄성파 특성 연구

Abstract

본 연구에서는 가스 하이드레이트 부존 예상지역인 한반도 동해 지역의 탄성파 탐사자료 처리 및 해석결과를 근거로 하여 심해 가스 하이드레이트의 탄성파 탐사자료의 특성을 규명하기 위해서 탄성파 수치 및 축소모형 실험을 실시하였다. 탄성파 모형실험을 통하여 획득한 자료를 이용하여 복소분석을 적용하고 AVO(Amplitude Versus Offset)분석을 수행하여 입사각에 따른 반사계수의 변화를 확인하였다.

탄성파 모형실험 결과, staggered grid를 이용한 유한차분법은 P파, S파 그리고 밀도에 대한 변수를 자유롭게 적용할 수 있어 심해저 가스 하이드레이트의 부존상황에 대한 탄성파 모델링 적용이 용이하였다. 축소모형실험을 이용하여 가스 하이드레이트가 부존하는 심해 환경을 충분히 모사하였으며, 탄성파 수치 및 축소모형실험을 통하여 획득한 자료에서 가스 하이드레이트층과 자유가스(free gas)층 사이의 경계면에서 높은 임피던스 차이로 인한 큰 진폭의 반사파와 위상역전 현상을 관찰할 수 있었다. 또한 탄성파 복소분석을 적용하여 순간진폭단면에서 음원과 수진기 거리에 따른 진폭의 변화를 관찰할 수 있었으며 탄성파 모형실험을 통하여 획득한 자료의 상대진폭과 Shuey의 근사식에 의해 구해진 반사계수가 거의 일치하였다.

주요어 : 가스 하이드레이트, 축소모형실험, 수치모형실험, 복소분석, AVO(Amplitude Versus Offset)분석