社団法人 物理探査学会
第132回(平成27年度春季)学術講演会


地震計アレイデータを用いたフルウェーブインバージョンによる速度変化推定

講演要旨(和文)
地震計アレイデータを用いたモニタリングでは、まず震源推定を行い、それに基づいて地下の物性変化を定性的に解釈してきた。しかし、地下の速度構造変化を直接的に求めることができれば、流体分布や応力分布などを定量的に評価することが可能となる。こうした速度構造変化は、元の物性値に対して数パーセント程度であることが多く、波線トモグラフィなど走時情報から推定することは困難であり、波動論に基づいた解析が必要である。そこで、本研究では、周波数領域におけるフルウェーブインバージョンを用いた、地下速度構造変化の直接的推定手法を提案する。ここでは、単一震源データから、数パーセント程度の速度構造変化の推定と、その最適化条件を評価した。本研究結果は、より精度の高い速度変化推定を行うためには、1)波動場を利用すること、2)速度構造変化が震源に近いこと、3)広角の地震計アレイを用いること、が重要であることを示唆している。

講演要旨(英文)
Traditional passive monitoring focuses on locating seismic events, and interpreting the results in terms of changes to subsurface properties. Instead we directly estimate the subsurface velocity changes which can be more quantitatively related to changes in fluid and geomechanical properties. In this study, we employ frequency-domain full waveform inversion in order to obtain a high-resolution velocity model by exploiting full wavefields. We demonstrate the feasibility of the method for a surface geophone array by inverting for time-lapse 4D velocity changes in a realistic subsurface model. Our method successfully estimates the small velocity changes of a few percent within layers of 10s of meters, even for a single passive seismic source event. The analysis of wavepaths and gradients suggests that keys for the successful inversion are the use of full wavefields (both first and scattered arrivals), the vicinity of velocity changes to the source, and the wide-aperture surface array.