[S-SS12] 地震波伝播:理論と応用

[SSS12-08] 木地山DAS-VSPデータに対するFWI解析

*寺西 慶裕¹、藤澤 萌人¹、清水 英彦¹、青木 直史¹、毛利 拓治² (1.JGI、2.JOGMEC)

キーワード：3D acoustic FWI、DAS、PSDM

地熱資源の開発では断層や亀裂などの開放断裂系で構成された地熱貯留層の構造や特徴を掘削前に詳細に把握することが重要である。そのような目的に対して、分解能の高い弾性波速度構造と反射法断面を取得できるVSP探査は有効な手段であると考えられるものの、坑内地震計の耐熱限界温度の制限から地熱地域においてその利用は限定されていた。しかし近年耐熱性素材の光ファイバを振動センサとして用いたDistributed Acoustic Sensing(DAS）によるVSP探査(DAS-VSP探査)が行われるようになったことで、地熱地域の坑井近傍の断裂系評価手法としてDAS-VSP探査を選択することが可能となった (藤澤ほか, 2019)。一方データ解析においてはFull Waveform Inversion(FWI)が波長以下の詳細な速度変化を捉えられる手法として、特に石油開発分野において広く利用されており、物性情報を用いた石油・ガス貯留層の定量的な特徴把握やイメージング精度の向上に寄与している。地熱資源の開発の促進においてもFWI解析によって詳細な物性値情報を取得することは、地熱貯留層の構造や特徴を詳細に把握するために有効なアプローチとなると考えられる。
　本研究では地熱地域のDAS-VSP記録に対してのFWI解析の有効性を検証するため、2018年木地山地熱地域で得られたデータ(藤澤ほか, 2019)に対してFWI解析を実施した。調査エリア内に屈曲した測線を2本設定した受発振仕様のデータに対して、3次元acoustic FWI解析を適用した。DAS記録はgeophone記録と異なった入射角応答特性を有する。そこで、目的関数にはnormalized misfit function(Groos, 2013)を用いて振幅減衰の問題を緩和させた。FWI解析の初期モデルとした走時トモグラフィの解析結果と比較して、速度境界の存在が示唆される三途川層と皆瀬川層に対応するP波速度の高速度分布域が推定された。この結果を用いてVSPとSurface Seismic Profile(SSP)の記録を用いたPSDMを実施し、初期モデルとFWI解析結果を用いた断面を比較すると、高速度層にあたるイメージの分解能が向上したとともに、坑跡沿いのSSPとVSPの断面の整合性が向上した結果が得られた。これらの結果からDAS-VSPデータを用いたFWI解析は坑井近傍の詳細なイメージの把握に有効なツールとなると考えられる。