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지구물리와 물리탐사 update

Geophysics and Geophysical Exploration

  • : 한국지구물리·물리탐사학회
  • : 자연과학분야  >  지질
  • : KCI등재
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  • : 연속간행물
  • : 계간
  • : 1229-1064
  • : 2384-051X
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수록정보
수록범위 : 1권1호(1998)~22권1호(2019) |수록논문 수 : 706
지구물리와 물리탐사
22권1호(2019년 02월) 수록논문
최근 권호 논문
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KCI등재

1복합역산을 이용한 물리검층자료로부터의 셰일성 사암 저류층의 지층 평가

저자 : 최연진 ( Yeonjin Choi ) , 정우근 ( Woo-keen Chung ) , 하지호 ( Jiho Ha ) , 신성렬 ( Sung-ryul Shin )

발행기관 : 한국지구물리·물리탐사학회 간행물 : 지구물리와 물리탐사 22권 1호 발행 연도 : 2019 페이지 : pp. 1-11 (11 pages)

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물리검층은 시추공을 이용하여 저류층의 여러 물성을 측정하는 것으로, 암석물리모델 관계식을 이용하여 공극률, 유체포화도 등의 저류층 특성을 파악하는데 활용되어 왔다. 물리검층자료의 분석은 저류층의 조건과 특성에 맞는 적당한 암석물리모델을 선정하고, Archie식이나 시만독스법 등을 활용하여 얻은 결과를 비교함으로써 가장 신뢰성 있는 저류층 물성을 결정하게 된다. 이 연구에서는 기존에 제시된 사암 저류층에서의 물리검층자료 복합역산 알고리즘을 바탕으로, 셰일성 사암 저류층의 물성을 평가하기 위한 복합역산 알고리즘을 개발하였다. 셰일의 양을 변수로 하는 암석물리모델 관계식을 제안하였으며, 야코비 행렬을 구성하고 민감도 분석을 수행하여 물리검층자료와 모델변수의 관계를 파악하였다. 확률론적 방법을 이용한 최소제곱법을 적용하여 복합역산을 수행하였다. 개발한 알고리즘은 Colony 가스사암 지역에서 얻은 물리검층자료에 적용하였으며, 그 결과를 기존에 활용되는 시만독스법과 사암 저류층에서의 복합역산 결과와 비교해 보았다.


Well logging technologies are used to measure the physical properties of reservoirs through boreholes. These technologies have been utilized to understand reservoir characteristics, such as porosity, fluid saturation, etc., using equations based on rock physics models. The analysis of well logs is performed by selecting a reliable rock physics model adequate for reservoir conditions or characteristics, comparing the results using the Archie's equation or simandoux method, and determining the most feasible reservoir properties. In this study, we developed a joint inversion algorithm to estimate physical properties in shaly sandstone reservoirs based on the pre-existing algorithm for sandstone reservoirs. For this purpose, we proposed a rock physics model with respect to shale volume, constructed the Jacobian matrix, and performed the sensitivity analysis for understanding the relationship between well-logging data and rock properties. The joint inversion algorithm was implemented by adopting the least-squares method using probabilistic approach. The developed algorithm was applied to the well-logging data obtained from the Colony gas sandstone reservoir. The results were compared with the simandox method and the joint inversion algorithms of sand stone reservoirs.

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2Embedded Boundary Method를 이용한 불규칙한 지형에서의 감쇠 파동장 기반 초동주시 계산

저자 : 황성철 ( Seongcheol Hwang ) , 이강훈 ( Ganghoon Lee ) , 편석준 ( Sukjoon Pyun )

발행기관 : 한국지구물리·물리탐사학회 간행물 : 지구물리와 물리탐사 22권 1호 발행 연도 : 2019 페이지 : pp. 12-20 (9 pages)

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감쇠 파동장 기반 초동주시 계산은 기존 파선추적법의 단점을 보완하는 초동주시 계산기법이다. 이 기법은 주파수 영역 감쇠 파동장을 구해야 하기 때문에 수치 모델링이 필수적이다. 하지만 육상 탄성파 탐사 자료를 모사할 경우 불규칙한 지형을 고려해야 하기 때문에 계산 효율이 좋은 유한 차분법을 적용하기 어렵다. 불규칙한 지형을 정확하게 모사하기 위해 유한 요소법을 사용할 경우 계산량이 크게 증가한다는 단점이 있다. 이 논문에서는 이러한 문제점을 극복하기 위하여 embedded boundary method (EBM)를 유한 차분법에 적용하여 불규칙한 지형에서 초동주시를 계산하였다. 제안한 초동주시 계산기법의 정확도와 효율성을 확인하기 위하여 유한 요소법과 비교하였다. 수치 실험 결과 EBM을 적용한 초동주시 계산기법이 유한 요소법을 이용한 방법과 대등한 정확성을 보였고, 계산 효율은 더 향상되는 것을 확인할 수 있었다.


The first-arrival traveltime calculation method based on the damped wave equation overcomes the shortcomings of ray-tracing methods. Since this algorithm needs to solve the damped wave equation, numerical modeling is essential. However, it is not desirable to use the finite-difference method (FDM), which has good computational efficiency, for simulating the land seismic data because of irregular topography. Thus, the finite-element method (FEM) which requires higher computational cost than FDM has been used to correctly describe the irregular topography. In this study, we computed first-arrival traveltimes in an irregular topographic model using FDM incorporating embedded boundary method (EBM) to overcome this problem. To verify the accuracy and efficiency of the proposed algorithm, we compared our results with those of FEM. As a result, the proposed method using EBM not only provided the same accuracy as the FEM but also showed the improved computational efficiency.

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3표면파 토모그래피를 이용한 사우디아라비아의 S파 속도구조 및 이방성 연구

저자 : 김린희 ( Rinhui Kim ) , 장성준 ( Sung-joon Chang ) , Martin Mai , Hani Zahran

발행기관 : 한국지구물리·물리탐사학회 간행물 : 지구물리와 물리탐사 22권 1호 발행 연도 : 2019 페이지 : pp. 21-28 (8 pages)

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이 연구에서는 사우디 아라비아 지역의 S파 속도구조와 이방성을 알아보기 위해 표면파 분산 곡선을 사용하여 3차원 토모그래피를 수행하였다. 아라비아 반도는 지질학적 및 지형적으로 순상지(shield)와 플랫폼(platform)의 지형으로 나뉜다. 본 연구에서는 사우디 지질조사소(Saudi Geological Survey)에서 받은 2008 ~ 2014년 기간의 규모 5.5 이상, 진앙거리 40° 이내인 지진 자료들을 사용하였다. 획득한 자료들은 전처리를 거쳐 다중 필터 기법(multiple filter technique) 을 적용하여 분산 곡선을 구하였다. 주기 5 ~ 140초에 해당하는 러브파와 레일리파의 군속도 분산 곡선을 역산하여 10 ~ 60 km에서의 SH파와 SV파 속도모델 그리고 이방성을 계산하였다. 그 결과 SV파의 속도모델에서는 순상지 하부 10 ~ 30 km 깊이에서 고속도 이상대를 보이며, 플랫폼 하부에서는 10 km 깊이에서 저속도 이상대를 보인다. 이는 순상지가 원생누대 기원의 오래되고 차가운 육괴로 되어있으며, 플랫폼이 고생대, 중생대, 신생대의 퇴적물로 덮여 있기 때문에 이와 같은 결과가 나왔다고 판단된다. SV파와 SH파의 속도 차이를 이용하여 구한 이방성의 결과는 전반적으로 양의 이방성이 나타나며, 이는 자그로스 조산대에서의 섭입으로 인한 아라비아 판의 당김에 의해 인장력이 수평 방향으로 발생하여 SH파의 속도가 빠르게 나타난다고 판단된다.


We perform a 3D tomographic inversion using surface wave dispersion curves to obtain S-velocity model and radial anisotropy beneath Saudi Arabia. The Arabian Peninsula is geologically and topographically divided into a shield and a platform. We used event data with magnitudes larger than 5.5 and epicentral distances shorter than 40° during 2008 ~ 2014 from the Saudi Geological Survey. We obtained dispersion curves by using the multiple filtering technique after preprocessing the event data. We constructed SH- and SV-velocity models and consequently radial anisotropy model at 10 ~ 60 km depths by inverting Love and Rayleigh group velocity dispersion curves with period ranges of 5 ~ 140 s, respectively. We observe high-velocity anomalies beneath the Arabian shield at 10 ~ 30 km depths and low-velocity anomalies beneath the Arabian platform at 10 km depth in the SV-velocity model. This discrepancy may be caused by the difference between the Arabian shield and the Arabian platform, that is, the Arabian shield was formed in Proterozoic thereby old and cold, while the Arabian platform is covered by predominant Paleozoic, Mesozoic, and Cenozoic sedimentary layers. Also we obtained radial anisotropy by estimating the differences between SH- and SV-velocity models. Positive anisotropy is observed, which may be generated by lateral tension due to the slab pull of subducting slabs along the Zagros belt.

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4한국의 자력 이상도

저자 : 박영수 ( Yeong-sue Park ) , 임형래 ( Hyoungrea Rim ) , 임무택 ( Mutaek Lim ) , 신영홍 ( Young Hong Shin )

발행기관 : 한국지구물리·물리탐사학회 간행물 : 지구물리와 물리탐사 22권 1호 발행 연도 : 2019 페이지 : pp. 29-36 (8 pages)

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항공 자력 탐사는 적은 비용과 시간으로 전 국토를 대상으로 유용 지하자원의 부존과 개발에 대한 잠재력 평가뿐 아니라 국토의 효율적인 활용 계획의 수립과 지질 재해의 예측 등 국가의 기본적인 지구과학 정보를 제공한다. 따라서 대부분의 나라에서 국가 혹은 대륙 규모의 광역 자력 탐사를 통하여 자력 데이터베이스를 구축하여 운용하고 있다. 한국동력자원연구소(현재 한구지질자원연구원)는 1981년 전 국토를 대상으로 하는 장기적이며 체계적인 항공 방사능 및 자력탐사 프로젝트를 계획하여 1982년부터 탐사자료를 생산하기 시작하여 2017년에 완료하였으며, 2018년에 자료를 재 검토, 재처리하여 항공 자력 데이터베이스를 완성하고 1:100만 자력 이상도를 발간하였다. 이 총설은 항공 자력 이상도를 소개함과 아울러 프로젝트를 수행하면서 여러 차례 바뀐 탐사 설계와 자료처리 이력에 대하여 정리함으로써 사용자들이 자료를 이해하는 데 필요한 참고 정보를 제공하고자 한다.


Regional airborne magnetic survey is very cost-effective mapping tool. Magnetic anomaly maps have abundant information, which are an important tool for understanding the geological evolution and mineral exploration. For this reason, the governments of many countries have made significant investment in the acquisition of airborne geophysical data over many decades. KIGAM (Korea Institute of Geoscience and Mineral Resources) began nationwide airborne magnetic mapping programme in 1982, and completed in 2017. The obtained magnetic data was reprocessed and magnetic database was built in 2018. In addition, the magnetic anomaly map of Korea with a scale of 1:1,000,000 was published. In this paper, we introduced a new magnetic anomaly map of Korea through describing the changing survey parameters during data acquisitions and history of data processing.

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5한국지질자원연구원 디지털 중력 이상도

저자 : 박영수 ( Yeong-sue Park ) , 임형래 ( Hyoungrea Rim ) , 임무택 ( Mutaek Lim ) , 신영홍 ( Younghong Shin ) , 고인세 ( In Se Ko ) , 박창석 ( Changseok Park )

발행기관 : 한국지구물리·물리탐사학회 간행물 : 지구물리와 물리탐사 22권 1호 발행 연도 : 2019 페이지 : pp. 37-43 (7 pages)

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한국지질자원연구원에서 2000년부터 2018년까지 수행한 중력 탐사 자료를 처리하여 중력 이상도를 작성하였다. 2016년까지는 전국을 대상으로 하는 중력 이상도 작성에 필요한 자료를 빠르게 획득하기 위하여 약 4 km × 4 km 당 1점의 측점 밀도로 약 6,400 점에서 측정을 하였다. 이와는 별개로 광산 개발과 관련하여, 관계 화성암 혹은 기반암의 분포를 규명하기 위하여, 2013년에는 제천 NMC 몰랜드 광산의 주변에서, 그리고 2015년에서 2018년까지는 태백산 광화대 일대에서 수백 미터에서 2 km 정도의 간격으로 탐사를 수행하였다. 한편 2016년과 2017년에는 경주와 포항에서 규모가 큰 지진이 발생하였는데, 이들 진앙지 일대에서는 측점 간격이 250 m 정도가 되도록 더욱 정밀하게 탐사를 하였다. 이들까지 포함한 전체 측점은 9,600여 점이다. 한편, 효율적인 탐사를 위하여 일부 지역에 대해서는 부산대학교의 자료를 사용하였다. 중복점과 임시 기준점을 제외하면 전체 측점은 약 16,000여 점이며, 이를 바탕으로 순높이 이상, 부게 이상, 지각 평형 이상을 계산하였다. 이 중력 이상도는 우리나라에서 가장 고르게 분포하면서 가장 많은 측점을 사용한 중력 이상도로서의 의미를 가진다.


We present gravity anomaly maps based on KIGAM's gravity data measured from 2000 to 2018. Until 2016, we acquired gravity data on about 6,400 points for the purpose of regional mapping covering the whole country with data density of at least one point per 4 km × 4 km for reducing the time of the data acquisition. In addition, we have performed local gravity surveys for the purpose of mining development in and around the NMC Moland Mine at Jecheon in 2013 and in the Taebaeksan mineralized zone from 2015 to 2018 with data interval of several hundred meters to 2 km. Meanwhile, we carried out precise gravity explorations with data interval of about 250 m on and around epicenter areas of Gyeongju and Pohang earthquakes of relatively large magnitude which occurred in 2016 and in 2017, respectively. Thus we acquired in total about 9,600 points data as the result. We also used additional data acquired by Pusan National University for some local areas. Finally, gravity data more than 16,000 points except for the repetition and temporal control points were available to calculate free-air, Bouguer, and isostatic gravity anomalies. Therefore, the presented anomaly maps are most advanced in spatial distribution and the number of used data so far in Korea.

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