合成地震記録

合成地震記録は、物理的特性の 1D、2D、または 3D 変化に関して定義される入力地球モデルの地震応答を順方向にモデル化した結果である。炭化水素の探査では、これは、ボーリングホール内の岩石特性の変化と、同じ場所における地震反射データとの間の「結びつき」を提供するのに用いられる。また、2D および 3D 地震データの可能な解釈モデルをテストするため、または地震反射調査の計画を支援するために予測された地質の応答をモデル化するためにも用いられる。広角反射屈折 (WARR) データの処理では、合成地震記録は地震トモグラフィーの結果をさらに制約するために使用される。[1]地震学では、合成地震記録は、特定の地震源断層モデルの予測される影響を観測された地震計記録と一致させるため、または地球の速度構造を制約するのに使用される。[2]合成地震記録は、専用の地球物理学的ソフトウェアを使用して生成される。

1D合成

地震反射データは、最初は時間領域でのみ利用可能です。ボーリングホール内の地質を地震データに結び付けるために、1D 合成地震記録が生成されます。これは、地震データに見られる地震反射の発生源を識別する上で重要です。密度と速度データは、ワイヤーライン ロギングツールを使ってボーリングホール内で定期的に測定されます。これらのログは、地震データの垂直解像度よりもはるかに小さいサンプリング間隔でデータを提供します。そのため、ログは間隔にわたって平均化され、「ブロック ログ」と呼ばれるものが作成されることがよくあります。[3]この情報は、その後、 Zoeppritz 式を使って坑井内の音響インピーダンスの変化を計算するために使用されます。[4]この音響インピーダンス ログは速度データと組み合わされ、時間における反射係数のシリーズを生成します。このシリーズは地震ウェーブレットと畳み込まれ、合成地震記録が作成されます。入力地震ウェーブレットは、位相と周波数の内容に特に注意しながら、元の地震取得中に生成されたものと可能な限り一致するように選択されます。

1.5D地震モデリング

畳み込み1Dモデリングでは、一次反射のみの近似を含む地震記録が生成される。多重反射、ヘッド波、ガイド波、表面波、透過効果、幾何学的広がりを含むより正確なモデリングには、完全な波形モデリングが必要である。1D弾性モデルの場合、完全な波形モデリングへの最も正確なアプローチは反射法として知られている。[5]この方法は積分変換アプローチに基づいており、波場（円筒波または球面波）は時間調和平面波の合計（積分）によって表される。[6]積層中を伝播する個々の平面波の反射係数と透過係数は、行列伝播関数[7] [8] [9] [10 ] [11 ]グローバル行列[12]または不変埋め込みなどのさまざまな方法を使用して解析的に計算できる。[13]この手法群は、地球が1Dモデル（平坦な層）で表現され、波の伝播が2D（円筒波）または3D（球面波）で考慮されるため、1.5Dと呼ばれます。

2D合成地震モデリング

同様のアプローチを用いて、2次元地質断面の地震応答を調べることができます。この手法は、薄層の解像度や、潜在的な貯留層砂中の石油、ガス、塩水など、様々な流体の異なる応答を調べるために使用できます。[14]また、岩塩ダイアピルなどの構造物の様々な形状をテストし、どの形状が元の地震データと最もよく一致するかを調べるためにも使用できます。断面は、各層に割り当てられた密度と地震波速度を用いて構築されます。これらの密度と地震波速度は、層内で一定である場合もあれば、モデル全体に​​わたって水平方向と垂直方向の両方で系統的に変化する場合もあります。その後、ソフトウェアプログラムはモデル全体に​​わたって合成データを取得し、「ショットギャザー」のセットを作成します。このショットギャザーは、実際の地震データであるかのように処理され、合成2次元地震断面が作成されます。この合成記録は、モデリングの目的に応じて、レイトレーシングアルゴリズムまたは何らかの完全波形モデリングを使用して生成されます。レイトレーシングは構造物の照明をテストするには迅速かつ十分であるが[15]、振幅応答を正確にモデル化するには完全な波形モデリングが必要となる。[16]

3D合成地震モデリング

このアプローチはさらに拡張され、3D地質モデルの応答をモデル化することができます。これは、解釈の対象となるデータの取得に実際に使用されたものと可能な限り一致する合成地震探査データに対する3Dモデルの応答をモデル化することで、解釈における不確実性を低減するために使用されます。[17]合成地震探査データは、元のデータに使用されたものと同じシーケンスを使用して処理されます。この手法は、地質モデルの領域で取得された2Dおよび3D地震探査データの両方をモデル化するために使用できます。地震探査の計画段階では、3Dモデリングを使用して、探査方向や発信源と受信機間の最大オフセットなどの地震探査パラメータの変化が特定の地質構造の画像化に及ぼす影響をテストできます。[18] [19]

WARRデータモデリング

広開口反射屈折（WARR）モデルの初期処理は通常、トモグラフィー的手法を用いて行われます。この手法では、観測された初到達時刻を地下の速度構造を変化させることで一致させます。このモデルは、フォワードモデリングを用いてさらに改良され、個々のショットギャザーの合成地震波形を生成することができます。[1]

地震モデル化

ソースモデリング

速度構造が十分に理解されている地域では、合成地震記録を用いて地震の推定震源パラメータを検証することが可能です。断層面、すべりベクトル、破壊速度などのパラメータを変化させることで、個々の地震計における合成地震応答を作成し、観測された地震記録と比較することができます。[20]

速度モデリング

既知の種類と発生場所の地震イベントについては、そのイベントの遠地地震応答をモデル化することで、様々なスケールで地球の構造に関する詳細な情報を得ることができます。 [2]

参考文献

  1. ^ ab Makris, J., Egloff, F. & Rihm, R. 1999. WARRP（広口反射屈折プロファイリング）：従来の地震探査では不可能なデータ取得の成功原理、SEG 1999 拡張抄録
  2. ^ ab Helmberger, DV 1974、「数値モデルの構築による地震記録の理解」、エンジニアリングとサイエンス、38、26–29。
  3. ^ Goldberg, D., Wilkens, RH & Moos, D. 1987. 深海掘削プロジェクト地点612および613における新生代海洋堆積物における続成作用の地震学的モデリング、DSDP Leg 95の初期報告書、23
  4. ^ OBartels, T., Krastel, S., Spiess, V., 2007. 高解像度地震データとODP Leg 208ボーリング測定の相関関係．Kroon, D., Zachos, JC, Richter, C. (編), Proc. ODP, Sci. Results, 208: College Station, TX (Ocean Drilling Program), 1–27
  5. ^ Fuchs, K., and G. Muller, 1971, 「反射法による合成地震記録の計算および観測結果との比較」、Geophys. JR Astron. Soc, 23, 417。
  6. ^ Aki, K.およびRichards, RG, 定量地震学、理論および方法、第1巻、WH Freeman、1980年。
  7. ^ Thomson, WT、1950、「層状固体材料を通る弾性波の伝達」、Journal of Applied Physics、21、89–93。
  8. ^ Haskell, NA、「多層媒体における表面波の分散」、米国地震学会誌、43、17–34、1953年。
  9. ^ Dunkin, IW, 1965, 「高周波数における層状弾性媒体のモデル解の計算」、米国地震学会誌、55、335–358。
  10. ^ Thrower, EN、「層状媒体における弾性波の分散の計算」、Journal of Sound and Vibration、2、210–226。
  11. ^ Molotkov LA, 1984, 「層状弾性体および流体媒体における波動伝播理論におけるマトリックス法」Nauka (ロシア語)。
  12. ^ Schmidt, H および Tango.、1986、「合成地震記録の計算に対する効率的なグローバル マトリックス アプローチ」、Geophysical Journal of the Royal Astronomic Society、84、pp 331–359。
  13. ^ Kennett, BLN、1985 年、「成層媒体における地震波の伝播」、ケンブリッジ大学出版局。
  14. ^ Hodgetts, D. & Howell, JA 2000. ブッククリフス（ユタ州、米国）の大規模地質断面の合成地震モデル化、Petroleum Geoscience、6、221–229。
  15. ^ Graham, S.、Lawton, D.、Spratt, D. 2005.「サブスラストイメージング：コロンビア、リャノス盆地の Cusiana 油田のモデリング例」、CSEG 全国大会、抄録。
  16. ^ Li, Y., Downton, J. & Xu, Y. 2004.地震処理と解釈におけるAVOモデリングII.方法論、CSEG Recorder、1月、38-44。
  17. ^ Gawith, DE & Gutteridge, PA 1996.共有地球モデルを用いた貯留層シミュレーションの地震検証、Petroleum Geoscience、2、97–103。
  18. ^ Gjøystdal, H., Iversen, E., Lecomte, I., Kaschwich, T., Drottning, Å. and Mispel, J. 2007.地震探査、画像化、解釈におけるレイトレーシングの適用性の向上、地球物理学、72、261–271。
  19. ^ Ray, A., Pfau, G. & CHen, R. 2004.メキシコ湾サンダーホースノースフィールドの発見におけるレイトレースモデリングの重要性、The Leading Edge、23、68–70。
  20. ^ Cotton, F. & Campillo, M. 1994.地震記録合成の強震記録からの地震源研究への応用、Annali di Geofisica、37、1539–1564。
「https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Synthetic_seismogram&oldid=1310114875」より取得