弾性波検層法によるフラクチャー開口幅の評価手法 に関する研究

九州大学学術情報リポジトリ

Kyushu University Institutional Repository

弾性波検層法によるフラクチャー開口幅の評価手法 に関する研究

菊地, 恒夫

https://doi.org/10.11501/3123161

出版情報：Kyushu University, 1996, 博士（工学）, 論文博士 バージョン：

権利関係：

物 理 探 査 ~~ 10 どさ ~/~ 2 日 101t‑116j.'~

13UTSUl<l‑TAl¥;SA VUL. ，10  NO. 2 (1987)  p. 101‑116 

音 波 検居 波 形 の デ ィジ タル 記 録 シ ス テ ム と そ の 解 析

菊 地 恒 犬

・

伊

J)

事 久男

・

杉 原 光 彦

物 理 探 査 学

^之』_ヱミ

物 理 探 査 第 40巻 第 21j‑

101‑116 

I3UTsuRI‑TANSA  Vo .l40 No.  2 (1987)  p.  101‑116 

立波検 波 形 の デ ィ ジ タ ル 記 録 シ ス テ ム と そ の 解 析

菊 地 恒 犬 木 . 1)行法久見本 ・ 杉原 光彦本

Digital Recording Systern and Analysis of Acoustic Log‑By Tsuneo KIKUCHI

， 

Hisao ITO and  Mitsuhiko SUGJHARA 

lt  is important  to detect  fractures in  boreholes because fractures  act  as  the f1uid  flow path  and  constitute geothermal reservoir. Recently full  waveform  acoustic  logs become known to  be useful  to  detect  fractures  in boreholes. Digital waveform data  of  acoustic  logs is  also useful  for  determining P‑

and S‑wave velocity  and Stoneley (tube) wave analysis. So we developed digital  data acquisition  system  for acoustic  logs and automatic arrival  time determination method using AR model. 

Waveform data  is digitized at  the surface by 12 bit  A/D converter at  a sampling  rate  of  256 kHz，  and stored in 9 track computer tape. 

lt  turned out  that AR model calculation is much more eAicient  and  accurate than  conventional  threshold  method in  determining P‑wave arrival time， although several improvements  are  necessary.  From the examination of acoustic logs  and  borehole  televiewer (BHTV) logs  obtained in  the  Sengan  area (eastern  part  of Akita prefecture)， location of  fractures detected by BHTV are very close to  that  of  low velocity  zones detected by acoustic logs. 

1 . は じ め に

地熱 貯 留 府 に おいて，フ ラ ク チ ャ ー は 地 熱 流 体 の 通 路 や，貯 留 部 を 形 成 す る な ど^I重 要 な 働 き を す る 。 こ の フ ラ クチャーを孔JI:内におし、て 検出する こ と は，地 熱貯留 層 の 規 模 や 構 造 を 解 明 す る た めの第1歩である。

孔 井 内 に お け る フ ラ ク チ ャーの 検出に は ， 現 在 ボ ア ホ ールテレピュアー (ZEMANEKet al.， 1969，以 下 BIITV と略す〉が{5eわれているが，近年音波検陪のフルウェーブ

・フォームのディジタル記録から， p波，S~ およびチ ューブウェーブの速度決定を行ったり (INGRAMet al.，  1985， KIMBALL  and  MARZETTA， 198 ，1t WILLIS and  TOKSOZ， 1983)，フラクチャーの検11¥を 行 う 例 が 報 告 れている。

例えば， PAILLET (1980)は BHTVなどによって二十 一プンで‑あると砿認されているフラクチ十一の周辺で，

チューブウェーフ'の版刷が20か ら50%低 下 す る と 述 べ て し、る。

*地 質 調 査 所

しかしながら，石 油)1二で は以liijより 2トランスミッタ ー 2レシーパー(あるし、はこれ以 上 の レシーパー数〉

の 検 肘 ゾ ン デ を 使 川 し て 波 形 の デ ィ ジ タ ル 記 録 を 行 っ て きたのに女、Iし ( シ ュ ラ ン ベ ル ジ ャ ー，1983)， 国内のi也 熱地域で‑行われてきた音被検府，特 に 調 査 井 に お け る検 府 で は，孔 径 等 に よ る 機 器 の 制 約 か ら チ ャ ー ト用紙 ない しフィルムに!，z

n n

走 附 L1T(L1Tの 逆 数 が 地 問 速 度 〉 を アナログ記録するものであった。

ま た こ の 区11¥17:長時L1Tも，従;1(:のi'i'.波 検

J N

はlトシン スミッター 1レシーパー形式のソ。ンデを使ったものが 多く，このようなゾンデは，子Lf計iliJEや 行 肢 が孔内 の 配 水 中 を 伝 描 す る11与問の誤差などを補正することができず， J'Gの医!日]走H年L1Tを求めることが￨十!雌であった。

ま た フ ル ウ ェ ー プ・ソオームの11'己保も，インテンシテ ィ・ログないしはウェープトレインとして (JJ対している ものの，辿続出Ij定ではなく，心鉛』具体がフィルムないし チャートであるために後の定 1，~j\ji{IUîにはli iJl起があった。

そ こ で フ ラ ク チ ャ ー 検山に 行 波 検 j刊を此;川jす る た め の 基 礎 と し て，

1)  フルウェープ・デ ィ ジ タ ル 記 録 を 行 う 簡 単なシス

ffI皮検.J;j~皮)~のディジタノレ g記録ゾ λ テムとその解析 奇;jl削'i[ノ 心 他 10;) 

テム(ハート， ソソトも合む)の t，'?~築

2) 

m

られたフルウェーブ記録から，1:舵な地!同辿度を 求めるこi: llJ・に新しい試みとしてARモ デ ル を 適JlIして初動の

n

1"V)決 定 をfn、地!門

J A

伎 を 求 め

る。

3)  2)でれれ hにj也J¥"，'.iilil立とBHTV'iG似の比較。

の3，';、につし、て枝川したその粘*ややボ卜分 で あ る が， 1 m.I̲，;::の 辿 統 ノ ル ウ ェ ー フ ・デ ィ シ ク ル ぷ 鉛 がr!J 能 な シ ス テ ム をf'FI点 し ， 実 際 の 孔)1:で'ii二山検}'，Y，lを1T'v、デ

ータ1rl((~f. を rf った t た(~}られた， ;G鋭から， 八I~ モデ/[..

dど干IJ川 し て 初 励 金4とめるためのソソ lウェアをj}j‑IftL，  こJLIう・ら初動を求めJ也jF7辿伎を1I1f.1.して， BIlTV 検 問

とlt'li土したとよ心， I3IITV 検 J~うで fwll\ 占 )1 たツソクチ 十ーの(川

n

^と， J む!刊の低 j企庁j~ の f-'I.irl'/J .n く j交するニ /

)、j}1Jミ.̲，t二

2.  測定システムについて

2.1 R内ゾンテ

今l"lmリÆ に他 111 した JL 内ソンテは、米 IJ~Simplcc社製 工デル CGYとIIflJhるもので， ヨつのレシーハ ‑ R₁ 

(ニア )， R2 (ミドル)， R3 (ファー〉と 1つのトラン ス fッタ‑Tを

t

、?っ CFig.l)

。

3つのレシーハーは， トランλミッターより九々O.61  m(2ft)，O.91m(3:ft)お よ びl.52m( ;) ft)の 距 離 に あ

り，J也1:か ら ス イ ッ チ 切 り 倖 て に よ り ， こ の 内 の2つ の レシーパーを j~l1-~できゐ円高Ilみ介わせは ， RJ‑R2 (レシ

Fig. I Diagram of  the  acoustic sOlldじ i'is  a  trallsmittcr， R

， 

is a ncar receiver， R~ is  a  middlv rcceiver  and Ra is a far rccciver. 

訊 ーホ「

80msec  middle receiver 

..1T=..1T?‑..1T

， 

nAハハa

L J v v   v d ‑ m e  

j  80msec 

far  receiver 

Fig.  2 Diagram of measurin只iJT. ーハー￨日間古O.30m， 以 下r，i]じ)， R2‑H3 (0.61m)， R1‑

R3 (0.91 m)の3通 り で あ る レシーパーは， JU~< 周波 数20kllzのH:"t!:7主fを使川している。

トヲンλミッターの発

1 4 ' (

^伎の11'心).'，

1

^iJi :!~'，(:は 20kllz て，

(j(j.7m日c(ソ /Tの'tki原町山政か601IzのJ4.，)(i) をたU:. H()mscc ，(/i1しく定限:J司法政か::iOllz(/)j砧(i) iiJに常品、

し J1"1の琵 j1i~luにlつのレシ」ノーーについて￨〆間ノセ!日j

L1Tの /1!I1iとを(Jウ 例え(J，レゾーパーの行lf7せヵ、R_2‑

R:lのI品fT、k~ 初の党品、で T-R~ の I</nl 定Il 'J JTJどを7R'J

'ti L ，次の ftH~.: で T-R3 (/) 1><:/l，UlJI!j L1 T~ を /HIj';j~し L1 T2

‑L1TJを求める こ の 様

r

^{を段式;化して} Fig.2に ぶ すn

ま た 孔}I'.lソ舟ンテの(]:慌を， Tahlc 1にノJ~ す

トランスミ :1'7ーおよびレシーハ一部分は，コム'叫の 円刊になっており， この￨付加に村川;オイルが ii出lたされて し、て， ト ラ ン ス ミ ッ タ ー お よ び レ シ ー ハ ー は こ の オ イ ル に 以 っ て い る1 二のコムとオイルか， ソンデのホテfを 伝わるJ反政jを 防J1:している

Table 1 Spccification of thc acoustic log叩nde I‑‑Di

孟平 一一一て五

^cm

[

¥1 nimum hole size  10.2cm  laximum temperature  """'119"C  Maximum pressure  '""'1055 kg/cm² 

umber of transmitters  1  Number of receivers  3 

(Two receivers are used simultaneously) 

2.2 測 定 記 録 部

Fig.3に、ll!1'定，U鋭部のノ pグク世イ fクノムをぶし た

ま

‑ r

^‑fLlJ'Jソンデヵ、らの j皮!伝子ータは司Jml..モ子ュール でJfl $lri されそジュール内でL1 Tが， ;I'n:~ れる

j位前は、 このモシュ‑‑I~ 1}'1て汁 'O~: れ.t:.L1TのfI府を杉ミ j丹も;1~~ l::してきたが， この111‑'(;fはある 'd.UI: レへ I~ のし Z L、fll'l，をがとめ、そのfI((を 受j4<した肢の似市f，¥が越えたときを 初{l)J の j~11 li とするもので， 孔 l世の状態などの~~'f~~~ により 初動の14¥制fI!(が変動するために不孔:記て、ある

そ こ で 今川はモジュールより. レシーハーで受

1 t <

~ Jl  た i'i'"Ji主i皮Mそ の も の を 山 )J~せ， A/D変換日誌によりデ

ィシタルデータとし 1/2インチ9I・ジックの磁気テーソ にいじ対した。

107  泊地ド1.).よ，他

KAKKOト《活面E

GEOTHERMAL  POWER PLANT  ti:' (皮検 l'i1 i皮}~'I)デ f ノタル U 録・ノステムとその解析

MtOOJIROMα司l

z・0的︒市山門

2り

ヨ ;

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抑 協 l[)ppth data 

I 

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毘 探

︑hu F 物

︐ ︐

l 

。

5 

Mt KAYO 

‑

O'g，tat  rcrorrlpr  T E4C刊TROO，rP日

BJock  diagram of  the full  waveform digitaJ acoustlC Jog.  Fig. ~~

動 す る た め に ， 正 確 に 初 動 を 決 め ら れ な い こ と が し ば し iあった

今 川 は 全 波 形 を 記 録 し た の で ， 波 形 記 録 か ら 初 動 到 着 のH年刻を杭みとればよい訳であるが， ，勾￨棋での読み取り に は 時 間 が 掛 か り ， 現 場 で リ ア ル タ イ ム に 初 動 到 着 時 刻 を決定するこ と が で き な い 。 し か し ディシタル披形デー タがある場介には，計算により初動をJ'i忠j決定すること が可能となってきた(横旧ほか， 1981)。

そ こ で 今lulの 初 動 決 定 に は ， 受J辰波形の振幅レベルた けでなく，その周期の変化も検出できる円己￨口￨帰モデル (Autoregressive mode!二 ARモデル)を使った初動の自 動判定(横川ほか， 1981)を行った。 ARモデルとは，

l変日の11与系刈 {Xt;t= ，1…， 

n l

を考えると (tは l時刻 を.kす)，次のように長すことができる(坂Jeほか，

1081)

。

Location of the GF‑2 welJ.  140.45'E 

イLで、同:孔却の孔i'fは約lticmで あ る 。 地 質 は ， 地 点 近 くより孔l氏まで~新 11': の，~川|治結凝灰計額のイ 1タミ安 111'1;  Tî治結擬)火岩からなる。本れは，陥灰色，塊状の硬質~':.で，

'

nlN: (I白r:i:を2~ 3 mm)の石英，斜長，(j斑lqIが顕:v，:であ り、自作8~20mm の H青'*色兇質慨を小佐含有する ま た 251.8mから 252.3m の|メ:i間で軟弱な;j:~i 1‑質許;崎市長E民 約

Fig. 1  140.37'30・E

次数

仏 "1L'.I叶州系数

E，:  、ド均0，分散(J2のJE規分布

己れは， ARモデルて は時系列の駐在の航を過E.の怖 に 紙 形 に 依 存 す る 部 分 会aiXt‑iと

な L、部分E，の和として点してし、るニとをぷす(坂元{

カヘ 19H.l)

。

( :2  ) 

め ニLjια.1"1‑/十E， ここで

が児られた。

GF‑2サjドにおける測'".jiの内科を.Table 2に/J'す Tab!e 2の 深 度 は ， す べ て 選 択 さ れ た2つのレシーパー の 中 点 の 深 度 を (1 )式で補正した深度である。今俺損)1 定 限 度 と い う 場 合 は 、 特 に 断 わ ら な い か ぎ り ， こ の2つ のレシーハーの'1'/(の 傑l止を (1 )式で補正した限度で 点す。

測 定)j

t L

のj虫帝1e'illli'Jiとは，イL内ゾンデを:2~:3

m /

分 の パ ヒ ー ト でづ￨きL:げ な がら測定したもので，iJt̲形記録 は1m 

r

^l}に行った また停11，.とは，いったんイLI付ソンデ を()}， I~~ せ波形の記録を行い， 次に孔￨付ソンデをO.2m

づ12'1:げて1¹}ひ1やlL、させぷ録を行う )j訟をlfxったもので

ある m 

それで・は長現でき 解 析 方 法 :初 動 の 自 動 決 定

j也l同速度をl卜:(I(tにするためには， ;を々のレシーハーの

i山野記録から初動をJI:しく決定する必要がある³ 従‑*の i

':ii&検肘機は，受ih':された波形の阪*日レヘノしから初動を i)~^として米たが，受抗、 i山政のj1:t~I，品は地用の J人況により変

4.  Dt=().9083D 

D1: Miu:深 度 (m)

D:検 肘 を 行 っ た と き の 深IQ"Iーの此み 取 り 他 (m)

乙れは拍!??保!交に対しケープル保肢の誠人fli(1)  (If(が 1/0，9983た け 長 め に 出 る こ と を 広l床している そ こ で 出 管の i創立をLf~しいものと似返し， γーフルt単位ーの試み取 り{I売を侃併の深度に什わせることにした なお;次の ~11ì IE式 も 求 め (1 )式と比較したが，梢!立 (I'Jv'::' (1 )式で

1

‑分なことが分カ ったので， ( 1 )点を使い傑度補正を 行った。

3.2 測 定

7J11J忘 )j 法は，通常の r~:iJ.支倹!門を rý う )j jt と If~l'で^tちる が，ケープルスヒー Ht通'市のスヒート(lO ~~Om/ 分 f'rU立〉に比べ 2~3 m/分とかなり;It:くした こ れ は1

波 形 デ ー タ を 磁 気 テ ー プ に 記 録 主 せ る の にII!JII'dがかβ、る ためで句あるf またウェーフトレインのiJll:J記とHI来、 ソン デを停1"1主せての測定も併せて

r r

った

7Jl1J }.Eは， 19出{I.・1l)]2HI，l1JJ~911 およひ12)J (j " 

に，地質調子iJ貯が f:k 川県仙北 ms 川れ N~J lfIJ (t，こ品Ii ì~IJ した，保

!

立405mの干し)1: (GF‑2号井)において行った。 GF‑2 け井は， J也殻応 ))ìJlリ疋のための水 JE般地'~!肢を行うため に抗11 削~れたもので， 1司'Jミ験のために BHTV検!討が行 われている

イ

し)1:の 位iFtをFig.Ijに /J~-t^u j.iJ.jLJ十は100m以 r~~は門(

︑ ︑ ︐ ︐

︐ ︐

r︐

︐

︑ 八/D変j免の}j

i L

として， llPシリーメ200モデル16ハ ︑

ー ソ ナ ル 」 ン ピ ュ ー タ ー で ， 保l定，;"1'から

i T

被 検 問 ゾ ン デ の深!立をl沈みj以り， ソロクーラムで直定した深度になる と， A/D変換制として働く YHP3561Aタ.イナミツクシ グナルアナライザーに， コンヒューターより‑):liのハラ

」 ー タ 設 定 命 令 を だ し A/D変換開始待わとする。

3561A(ま， トランメミッ骨ーが発拡ーするとIr~ 1I寺に /I\))

~h るトリカ、-(，jけの立ら |二がりで A/O 変 J免を開始し，

256kHzのサンプリングレートで， c10960(同のデータ(デ ータ長で160msec)をlfxf!}す る ま でA/O変換を続ける。

このデータは， 3561Aの〆，. ソ フ ァ メ モ リ に 占 え ら れ 八/0変換終f後二lンヒューターへ}去ら;/'Lる さらにコ ンヒューターから， TE人C MT800GPUディジタル{磁気 テーソ『記憶皆川一ヘテータを送り磁気テーγにJU録する。 たお 八/D変換のtIijに，地形(，¥けをlonklIzのローハ八 ソィル骨ーに通した3 また波形データと1"jll'Jに ゾ ン デ 限 度もlU録しん

3.1  ケ ー ブ ル の 深 度 補 正

通常倹!宵を行う￨埠は， ケーブルの (lj1びによる r:.t~/主ぷ去 を「ドう3 そこでその出足を取り除くために， 日二波検l併を 行う前にCCL(ケーシンク ・カラー ・ロケーター)検肘 を行い，抗jI竹何度とケープソL様 変 の 比 較 を 行 っ た この 手li~~から‘ ~:H 、:釆 1'" により i大のようたì':f: 1n:flli 

ι

式をj立

し

、f‑u

測 定 方 法

:3. 

H.F.: hydrauric fracturing 

cont.: continuous logging， cable speed ~"'-'3m 日top The sonic sonde was stopped during logging.  /\f~ ^‑eデノしを('1.::ったり)'líJJ 下JJ'A[法は，受 J以波J肢をII~Í'系列j とはなし，発j以

f ‑

/J ~ Ji5 

J I J

しff波 が レ シ ー パ ー に刊 行する までをノイズ/H)とし， fJJ1i方針]{[f:去をいり部としたlI!f，受 晶、被形全体ではJI:'ど常たいりであるが， ノイズ市，f，:j'り・ 品 作 々 に {'I11 i.h: ，f. これらl 工学'ぷ'l;~.とはなせる 'hか

r:̲)， Fig. 5 Iこぶすよ・〉に I"'‑'K‑，] K...Nで， (キ々 ^I~

てデルを('1"反し. この件々の モデルの JJ~iÚ!.の↑11J骨II，\:W¹V，

C 1 I C )

を，，1'ηする Jl

I C

とは

.‑llC=‑2X(モテルの峠人夕、I数 尤l立)

r'~'i，皮検肘波 J~のディ ジタルむ録システムとその解析 佑i也 1'rU~ ，他 の

AIC

の

H

1，"'}・が終わったら，KをJIIl'.i次 移動させ， 名々

のじく

1

I1jにイ、JいてIIJ:び ARモデルを 立て，

AIC

を，

H 1 1 :

す る。このようにして得られた

AIC

列 のうち，

AIC

最づ の 時 点 を 初 動 の 到着とする訳である。

この 様 子 を 模 式 的 に示すと，Fig，6のよう に な る。 Fig. 6 (a)の場介，ARモデル2は， ノイス部分とれり・部 分のJ，r，j)jを合んていゐためモデルの j白介VI:がJtlく， モ デ ル2の Jl

I C

は人きくたる ここでKをI/I{{次移f山して

1 r

主，(1】)のような;IJ~lL~のと 主， モデル lは ノ イ ス 却 を，モ

デル2は，{jり却を各々1<すようになり， モデノLの 迎{t1'1: 一一一‑J

は山くなって Jl

I C

は峠小{J({をI[)(る さらにKを 移動し l AR mod制1

て(C)のような状態になると，今 度 は モ デ ルlが ノ イ ズ 部 と(，jり部を 什むようになり， 1与びモ 7 ノLの 適 介

n

^{が 忠く}

jllCはよきくなる"(b)の場合， 2てのモデルはJEに 初 動到着前徒を)::.しているれであるから， 1‑¥‑1のが{が 初 動の宝IJイラ￨待刻となる

ノ，.[111このようにして初動 を4占めたのは，198‑1年11月21

} {‑) ( l 

L ‑ J 1 1 1 1 。穴ハし

ⁿ

ハ / 

VVVVV V V 0 

V 

^{T，m~ →}

iι1rriAn 八 /

「ν v ν ν V V V V

V … 

川J}K円 叫 〈 行 〉

》叩ν旬ψ日~V υ…ν山ννVTlm~ ー Fig， 6 (a) AH model 2 which includes noise and 

signal. 

Fig.  6 (b) AR model  1 which includes noise and  model 2 which  includes signa1.  Fig.  6 (c AR model  1 which includes l10ise and 

ignal， 

Ilf二測定をfrった 限 度 :93. 6m...399. 1 mの 測 定 記 録 小の 部 分を初動到清 と 判 定し，A. T (Arrival Time)と (Table  2の1)であり， 他の 記 録 に ついては現拒解析 点ノ戸しである。その他はイJ隅のARRIVALTIME(A. T)  '1'である。 の項の MARTの下に示されている。この場介 の 初動 到

Fig， 7に，ARモデルによる初動の

n

助 決 定 の 一 例 を 訴 時 刻 は，ミドルレシーパー が0，273msec，ソァーレシ ボ す。この例は 深 広393.1mのもので， Fig. 7 (a)は ミ ド ーパーは0.391msecである

ルレシーハー，I"J以I(b)は ソ ァ ー レ シ ー ハ ー の 記 録 で あ 玄た STA/LTAとは短n'!iInJ、￨λ氏J (Short  Term八v・

ム似|のし ば:jiJ~

^{(H{形を，山}

AIC

をよソJ

~し仏受拡

^{叫 e)/向i川 平均(Lo噌 TermAv山 e)の目(代初動}

以j隠 は 川 先jJu川 :2msec 分)</1~ した。凶rl'AIC刈 ^{判 定の た め の ゾj法である こ の 川} GF‑2  MIDDLE円ECEIVER(Spacing ^o 2 ft)  1984/11/21 

0.5γSONIC WAVE (DEPTH・393.1m) 

n u 

ト

J O﹀

Tlm~-・

ー0.5 10村 物 .f1 il ^探 ?‑H .10どさ 立~ 2 ~J'

Table 2 The acoustic logs carried out  in  the GF‑2 wel1  Date 

! 

Measured depth 

一 一 一 一

Receiver  Logging 

I~emark

。

(interval)  spacmg  method  19H 1. 11. 21  93.6...399.1 m (1 m)  0.61m  cont. 

') 

11山l.11. 29  96.6...328.2m (1 m)  11  11  11  298.  1...381. 3m (1 m)  0.91 m  ¹¹ 

/1  119. 1...150， Om (0. 2m)  O.61m  ~t()P f rac tu re ZOllC 

》 11  17:3. )'，...171.リ111( 11  )  1/  1/  11  11  17(j.:~""""177..)tn ( 11  )  I!  /1  /1 

7  ^1/  ~G~. 1 ~~():~.;)111 ( I!  )  11  1/  11 

約 11  :~:n. :3~:~引.() 111  ( 1/  )  1/  /1  beforι、:3rdH. F 

11  :)lì;).1~:{(j6.;)1ll (  /1  )  1/  /1  bdore Ith 11. F 

10  ^1/  3:7 .11 ~37 1. 7m ( 1/  )  I!  11  fracturじZOllC 11  19K 1. 1~. (i  3!J l. l~:3%.7111 ( 1/  )  1/  1/  after ，)th I1  F 

16  ¹¹  3:ti  l.~~;)(iK. ~1ll ( I!  )  /1  11  aftcr lth  11. F 

1:3  ¹¹  J~1.~~:~~.I.HI11 ( 11  )  /1  11  after :3rd 11. F  11  ^/1  ~6 1. 1 ~~67. :‑3111  ( 11  )  /1  1/  after 21ld 11. F 

1/  179，3...1H2.5m (I! )  I!  11  after 1st  11. F 

16  11  396. 9...3~7..)m ( I!  )  11  11 

11  3:21.8""""'325.2111 ( I!  )  11  11  18  ¹¹  267.3...268. I m ( I!  )  11  ^/1 

J9  ¹¹  391. 5...397.  7m ( 11  )  (}.911ll  1/  after :>th 11. F  ヨ)( ¹¹  36， .13""""':368. 2 m ( If  )  If  11  after lth  11.ド

/1  321. 1...325.0m ( I!  )  11  11  after 3rd 11.ド 22  ^1/  261. 3...267. 5 m ( 11 )  11  11  after 2nd 11. F  23  ^1/  179. 1...182. 6m ( 11  )  11  11  after bt l!. F  2.1  11  173.6...175.0m ( 11  )  11  11 

25  ¹¹  119.6...150.2m ( 11  )  ^1/ 

26  ¹¹  26 .16‑‑‑267. 8m ( 11  )  0.30m  11  after 2nd 11. F 

Fig. 5 Diagral11 of detι:cting thC' fir;‑:t arri

、

ral by八R model. 

!U1Q'1りには、作々の ARモデII.‑U)..11('は次 点でJ止め ることができる(版元ほか，1981)。

A.IC(m)二月(Iog 2

7 r +  

1)←lllog (J2+，(!.'1lI十1)(，1) 

AAAIVAL TII4E (A. Tl  STA/L TA 

.219 I4SEC  HART 

.273 I4SEC  C伽FIOENCE

932 

AIC  2 MSEC 

。

1..90 

+zx(でデルの1I111ハヲメータ数) ( 3)  ここで

として定，民主れるもの(版元ほか， 1981)で ， あ る 現 象 ・ m:モデル次数 を1<.現するために，'(てられたモデルの近似の良さをぷす 11 デーな数 ものである たお .11Cは ふ の 定 長からこれを

l t l

小 に 寸

ゐトテベが

A

.i泊本ミデルとザえられる

1471 

8²:分Ili0‑²の 恥右側定111 Fig. 7 (a) An exanlple of  automatic determination of  the日r5tarrival time by  AR model for  the  middle receiver. 

ーのようにして， l~1同^1...1(-]， K'''‑<刈の八Hモテ/レ

) ( l l  物.J‑1I[ {記 fi ^{部 川} '{!:究~ ~ ~ )  Gr‑2 rAR RECEIVER(Spacing・2ft) 1984/11/21 

O.5T SONIC WAVE (OEPTH・3931 m)  ^{.l.RRIVAL TI}S H/LU ^{IoIE IA. Tl}  .26 MSEC  MART 

.391 MSEC  CONFIOENCE 

1..9 

nu 

↑﹂ ロ﹀

ー0.5

AIC 

2 MSEC 

。

1529 

1~62

Fig. 7 (b) An exall1ple o[  automatic determinatiol1  o[ the first  arrival time by  八Rmodel for  the  far  receiver. 

阪市民の子均を比較的長 n~l 間求め，これを LTA とし ^よ り恒u~，間の平均 (S1'八)を順次移動させながら ril-算し，

その郎l主S1'八 とLTAの比を求め ， こ の 比 が あ る ど のレヘノLを越えた11な刻を下J)到jの子IJ{'fとするものであるの 今11I1は， この STA/し1' A を初')~Vβ.õll，{.í のおよその[1'去を 推定するために使い.ARモデルによる初動決記は，

STA/LTAで、求めた初動の前後で行うことにより，初動

~'l 動決定に要する時 lf~ の W.縮を \;1'ったr

なお初動11動 決;どには， DEC社製ミニコン Microl PDP 11を使

m

した。ffy(

f ) r  

J: JI~i として，八R モデんによ

る初動の

n

動決定を行ったのわ，結果を〆ラフィック ・ ディスノレイに長イ、3せ，適正に初動を決定してし、るカー をイエツヲする《もし決定した初動が不適切な場行はも

うづ笠ロ1‑'昨をやり￨直したゆ

内動決定tこ裂するi時!日jは， 1 つの記録あたり 2()~:3()秒 智庄であるοこれは現場でリアルタイムに初動を決返す るのにはHキ間がかかり過きゐので，今後簡便法を{士った 八RモデノLによる初動の

n

出J決定をfJ い、ロ1-1;1:附聞を ~\j 縮した¥，、。

R モデルを(~った初動の自動決定に対し， ^INGRAM 

el al. (1985)により 2つのレシーノ、ーの波形のグロス スヘクトルを求め，その位相からL1TおよびS披速度を 求める刀法なども提唱されている。この刀法は，相互利 関関数の周波数領域での応用である。この)i法 に 対 し

AR

モデルによる初動の自動決定は，初動そのものを決

'，

1主:て.きるという平利￨リ1].¥点s

(19側氏柿5め)σの)J万

n

担拡1主;に比ベ， \μ:日I./~I叫叫日Q児u印u川n時l日昨!午fli川i日川;刊lがj片ム之之 Lい、" ^I イレベルカ、 尚いと初到動j を平判|リl定し弘制i ‘う3 なとの欠j点~U)カが'lあPらJ るO ^{今{をはこれ} らの恒PTr，民所を踏まえて他の初)!P')J1)と'ぷfJ;

ι

fijl})，よ1)

汗制Iltc検:討を行う子うとである

9.結 果

il¥ll ~必需り1 (保皮93.6~399. 1 m  受~.Jr l1nr~~O. 61111，  辿続iWI忘)のデータより， AIミモデルを(，tった初動の'11

!助決7とから求めた地!同述)主をFi只8(こ't線でぶした〉二 ファーレシーパ一件 のj也l留Jill)主は， ミドルレシーハー，γ

々について， AIミモデルヵ、ら初動の'[1助(!どどをIJって，

ます作々の￨メ:l1¥JえIllrを;1<め， この rlr~\1ノt:l1~J7トん(ろ)点

，)求めたものて ある

¥" =S/( T

，  ‑

T"，)  (九)

V

，

・j也l伺i単位 (m/sec)

，). レシーハ II¥1I

i M  

(m) 

T

， 

^八lミ壬.:;:'ノHこより;1<ol) tニファーレシー くーの1.>(11'1]定II'j'(sec) 

T"，:八Rモテルにより;jとめたミドルレシー

、ーのI;(~I制定日;f (sec) 

またHJ凶には，初動の1'1助決正を行わない現場での記 録(この記録を今後単に現場記録という)も点線で・示し てある。この現場記録は， ミドルレシーハー，ブァーレ シλ一各々について，ある五ハJレベルのしきい 値 を 決

f f  

j皮杉~)';1 ;r~ Jf~ 0)アィジタル記録システムとその解析 的JlI~jl  [ )ミ，1LI1 

め，受 Jh<Ò支の Jぷ 1~/tÍがそのレヘルを越えたときを初動杢IJ，(;  とする )J'Yl; tこより，各レンーハ -1I.f: iこ|ベ出l 定IJ.~'を求め，

ìJ~ の λ により地 j計速j主を求めたものである。

V;'=S/L1T  ((j)  V/白地肘速度 Cm/sec)

S: レシーハ-II\H~M (m) 

L17': ;トールレシーハー， ファF レ・/ーハ・ r:けの1/11¥J/

: t

II'j

L1T=7γ ‑ ']'，，，' 

TJ.しきいul(により求めたソァーレシーハ ーの|メ.:lHJ 走O~J' (sec) 

7γー しきし、怖により求めたミトルレソーハ ーのIx:!i¥J走時 (sec)

すなわち C!1)式との違いは，ソァーレシーハー， 卜ルレシーハーの￨天間走H寺を Alミモデルにより求めた か， しきい値により求めたかの違いであるのこの2つを 比較すると，現場記録のブjは時々IFしし、地層速度を求め

m

^{なっていることが分かる。例えば、 深度} 193m，208  m， 262m， 269mなどでは， 6 km/sec以上の速度をノj'

しており，明らかに初動到析の'1:1]定を誤った も の で あ る。

これに比較して，八Rモデノしを使った初動1'1~))判定よ

り求めた地肘速度はこのような不安定~LJ:.無い 現場1記

録にみられた非常‑に変革)Jの人ーきいヒークは3 ほとんとは られなくなっており，全7)幻影のディジタル記録を行う己 とは，後処Jfllを行うことができるので，地M速肢を精!立 良く求めるという点でも有効であるミとを/J¥している

この初動1'1助決定より求めたj也!門速度か1')，GF‑2 ~J )1:は次のような太古っぱな深度I/{分 を わ う こ と が で き るわ

深 度 (11l)  11'心辿l江 速度範Ul1 1) I()()~l~()m: 3.5km/sec  3. l"""'LIkm/sec  :2)  1:i()~2:{()m; '1. 6km/sec  :1. 1~5. 6km/seじ

( -，!ft~ 低速度情を合む)

:D  2:~()~:30()m: 1. :~km/sec 3. (i ~5. J km/sec  11) 

: m O   .   . . . . . .

<1f)()m: d.7km/scc  :1. 9~f). tlkm/sec  (迷佐漸j骨屑) 日) :i;)()~，I()() Ill: G.2km/sec  '1. (ì~:1. 'Ikm/sec 

6.考 察

次に司ここで件られたARモデルによる解析結果と，

BHTV検層の結果を比較してみた。特 に 地 問 が 低 速 な 部分(この場合，低速な部分とは，上ドの地層に比べて 速度が相対的に小さい部分〉と， BHTV検層で検出 れたフラクチャ一部が'致するかどうかに重点を置い

n u 

FhJV 

内 ︐ι

{ ε }

工 ↑

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VEL~CITY(km/9)

10 ^{j  3  3  フ}

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'・ー・ーーー^{:-:，~，，:ー司}三ー 、‑一ー

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ム}長ーー ー二ーよ 匡匡‑‑・・

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‑・E一『回 ー

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..噌.. 

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で匡E  c f手

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一一 一ト一‑ー

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一一トー一 一←一 ー円

&  ¥ 

l l l 

ただここて

. n

芯;寸べきことは、地用速度の深肢を2つ のレシーハーのr' l}，'J..にしていることである 今1"1佐川し たソぷンデは， トランスミッターがレシーベーの 1"部につ いてし、るので， レゾーハーが受振した、波は， トランスミ

ッターから上に向かつて進んだ波である。したがってレ シーハーに到着した披は， 1..‑部レシーパーと， トランス ミッターのIH1のフラクチャーの影悼を受ける訳である。

15 

200 

300 

350 

400 

̲J 

Fig. H Formalion velocity  us'n只autυl11atIc determinatioll of the first  arrival  timc  by八R model 抗( 日olid line) uml ⁰¹¹  si tc  record (H dυtted line). 

11 :3

~~j 1山11l).と，他 (i' ;}~杉r)，;1 iJt jr~ の γ イ/タノレ記録システJ、とその俳桁

2 Ij  釘

~f~ 川 >'J:

r R  

む .flI!  112  物

00100 

300 

350 

400  150 

200 

250  RESISTIVITY(oh~-~l

DENSITY(co

u.

n t ・

^1.1

・

^{‑hL 0 h  1 0} ~噌

。 。

5  D 1

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ll'l)

VELOCITY(k

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/ . l  

{ ε }

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ι

一 山

口

fC) 伺)

l'l1larging. 日ymbol日(円)日howlow velocity 2011eS， but borehole diameters 1con't cnlargc  at the same locations of low velocity  zoncs.  (c dcnsity  log. Symbols (司)show which  locat ions o[ low vclocity zones are coincident with those of low density zones. (1c) electrical  log. Symbols (時)~h()w wh ich I促ationsof low velocity zones are coincident  with those  of low rcsistivity  zones.  A so)id line shows )ollg norma) and a dotted  line shows short  normal. 

a)  (b) 

八compo日iteof logs o[  GF‑2 wc). l (a) Formatioll velocity  determincd  by八lミmodel. Svmbols (時)show which locatiolls  of low velocity ZOI1(日 are  coinciclent  with _th()~流通 of  fractures appear on the BIITV log.  Symbols (円)show low velcci ty zones， bu t f ractures  don't appear explicitly  on the BBT¥' log at the same locations  of low ve)ocity zoncs  because of  poor data quality of the B日T¥'log.  (b) Ilo1e‑diameter.  Symbols (相)show  which locations of low velocity  zones  are  coincident  with those o[ borehole  cliameters  Fig. ~)

とが多く， またフラグチャーがオーソンてあれば，その ブソクチャーを合む部分の;よかげの栴l主は， ソゾクチ''¥ ーがJ!(を合むために小さくなる十めで‑ある またlIi]じ f!/t 山によ，)はヵ、けの j山!刊比阻むI も小~くなる。

空fニiL¥";)単位/部N，()にもソフクヂャーがイ[:(1:寸るfIf能 性がある (caliperlogの引にく〉がi.J‑L、たもの〉η

以1:のように地問述!立と BIITV検"1・4のれij取を比舵し たれli虫、 J也!門が低i宝j{[となる深度とノヌク 7ャーか{({卜 する限度は，此く 4致するニとが分かった j釦こ， BII  TV ，記録 1: てゾラクチャーがみられるのに j也 l'~1J主!広が低 迷とならなかった却分は， ソラクチャーそのものがJtd附

'r':‑‑r

. i

とは民自のもの(例えは熱ノド変質による変

n

^鉱物な

ど)により光明占れてし、て，オーソン刷、態で‑は t{.，¥、f1T能 性もある。

BHTV検!付てilllJ返しているIU‑は， ‑fL fi;l;での組;子肢の jよ身.li，庄の ~IIi 附であり，その fl1.>: ~!jH ;t ‑f L慌の

i ' H i

同イfの反身、l 本とぷ1(1Iの相主に関係するものであるら

Y ;

ィil.r;!有のJx与l 平は， i大の式で現される以射本. R

R=(ρ2C2一ρ

，

C

， ) / (

ρ

，

c+ρ2CZ) (ここで

R: J;Z射ヰ:

C，:イL内J.Kの(fiJlz速1主 PI: ‑fL内J.Kの栴!宣 C~: .JL慢の日行のtfV幻主!主

P2: 孔 1棋の ~t;

{

干の密度〉

とヵ、なり近し、仰をノJ~す(伊 l除ほか， 1976)ので3 近似的 には (fi皮の jメ射械の iiril隔は k 式から孔慢の~';'，(jの1密度と 速l庄て})とまる。したがって，JJZ.身、!被のfk，IV!，I(;tks 

r

子被が反 射したごく近(咋の物性

f l f l

によって決まるのに対し， tf地 検!円でiHlJ主主れるj也肘速度は， 2つのレシーパ一川全体 の速度であるために，フックチャーの!PMがごく j火く， ソ サクチャ‑I)'Jを光j点している物'fIのJili1D::が.'1，iVHと人夫tr.

汗;がJ!¥f，(' JJl.l t (10HI

¥ t

Jf1として検11'，主Jl tc い1f T 能 1~1ーも ， IÎ) る。

以卜ーの品11命をさらに府iiキ，':v'::'( f今には， 初動 f二十jーではな くSil~ J.宝山および iJ~ 1f1 の検什も rr う必叫がある 今係は これらの点につレて険汁を行う f記てある

(、omparisolbletwecn th(' low velocity  zolles ancl  the re日ultsof other logs 

I Lパ心川(J仰w)川 v山elo叫 zo 附 川川，B印山B3引引1川1 ω

c

ω、冶'a剖 州l￨

Depth  I log  I log  I log  Iω 10只

nG. ~1l1

I  0 I 

x 

I 

13D. G m  ()  I 

n 

1 

111.:1m  () 

I

く) I 

I 

1;)3.:im  ~ 1 

x 

l九時.:im 1 

  . :

^{I  X} 

16:1.3m  176.5m  181.5m 

1~9. 3m  192. :1m  203. ‑1m  206. ~m

2n.lm  227. 1m  232. 1m  21;:). 1m  2;:)7. 3m  2(j1. :lm  2(j 1. :3m  2(jH.3m 

: n l .  

:~m

2HO.3m  2H:3.3m  2R5.3m  291.3m  29ろ3m 299. :3m  :HlI.3m  : 310.3m 

: n :

'L 2m  :3:39. 2m  31:3.201 

:l:)().2m  1 x 

:

3i.7.2m 

x 

l511T¥' (fracture were clet^仁cttd):  (  Caliper log Cborehole expal，clecl):  (  Density log (Iow density): 

Electrical log  (Iow resistivity) 

一刀{{(1 するものと推'ど 0~l る (caliperlog， dellsity log  および electricallog のJJlvこ が

H

^{¥，イニもの)}

この即山として，低迷 l丘部Fではられるように， イLU，~

こプラグチャーが存イFすれはキャリハー検lHでは，その フラクチャ一部分で‑fL径が挺i}，:̲しているように見える二

3 

1・・1

1 ι 

ー)j:j地1江jよ， 1[1!  白 ;r~ 検 J~1;皮 )r~の) ^f ./タル記録ンスヲムとその~~!#i' 

160 

162 

164 

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N O PQR日TLYWXYZM一

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l京 . Pl l

たにし￨ベ!1¥j心II'JLJT v.::.W刊を及ぼすのは， 1'，ドレシーハ ーの!1J¥にあるソソク子ャーである。こニで，低迷j主，出‑と ソラクチャーの伏ii':Iが ・致したとパーうのは， (1'¥;)ili/主'li;‑の 除!J立にJ<"jして， B1IT¥'て検/1¥されたソラクヂャーが，そ の r~1主ヵ、~.) 1"トーのレンーハーまでの日I~肉Il:t0. 3mの!1¥Jvこ ({(I:するJJ/)(~である

Fig.  9

，

^a vこ， íl~ 辿 1D:.，:g. と Bf ITV より求めたソラグ子

十ーの{、日々が 'jil{したものを記り時で， 日1fT¥'検j刊の

，，~i--Rかィ ~fH ゆj でソラク子ャーがイfイ1:するカ、とうか分カ・ら tn 、が，悦iliJ止をぷす限度をf1t:.りりでぶしたまたこれ

~. ，の(ICJ!MJJJ，.却に点、J"LA， B，一等の ‑辿のtiULJーを十J'~トてノj 、 した 作低迷!良部の限度は， Table :3にをとめた なお 低迷度品;でも'ケグ千ャーが認められないものは除外し Tこp

この払1;::Rからl.'j:Vこ:1ft!符な低速l良:仙 F(3. 12km/sec)  は， BHT¥'検肘の私見:から..)1:常に規模がよきく数lOcm の中討をむしているよ 〉に比える (Fig.10， BHT¥' ，i~録 参照〉。

乙の他に íJ~ili1立 'Ji? とソヲク手ャーの位 i?I':が-放したの は， /1，  B， C， [)， F.， G， H， K， L， Q司S，T， U， V， ¥V， X， i'，  c， 

r

^であるr

低迷岐部 Cに対此;するフラクチャーは， (也の只incカ ‑ .IJ、をぷすフうクチャーと違い，桁1IJ ~えであるの

しカ、し I，J，λ子、λ!，Q、P，R， Z， a， 17， d， tヘ正f^司11は、 (10企l立 をノJ~ す r~1主であるが， BHTV 検 "t~ のがI リ(が不鮮明のた めに， ブヲクチャーがあるかとうヵ、を判断てきなカ・った ので、!也の険!円札I;~~ から考えてみる

11‑1 

166 

168 

ミ

句昆

一"・

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5 

il ll

i‑

‑1 11

斗

××× 

××

× ××f 

a  b 

g  c  d 

おわりに

地質調台所がJW1rするマJ，.J‑r・レシー"ーを持つ

r r ' j

^，皮検

肝機を{土川して， フルウェーフ ・ディジタル記録を行う システム(ハード・ソフトを合む)を出築し， í~f-られた フルウェーフぷ録からIF.確なL1Tを求めた。二のために AT~ モデルを使った初動の ['1 出lJ1h í.じフログ'ラムを作成し た。

7. 

170 

Rc^判llt詰 ofBllTV log (160.......，170m). 

W  N  E  S 

N  Fig.l0  前lに， Fig.  9 (b，v二ぶしたキャリバー検1'(1の結果に (K

JiliJ良川;の(、川町をフロ γ 卜してみた".  ，¥B、ーーて手の1;ULj‑は， Fig.  9 a¥とI'IJ'てあるが， iiU57・は低迷!主却で孔ifカ封、

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またIIt]‑fUI二の情!ぜ検J丹 記 録 (Fig.9 (C)) (*iJlli'松林，

1 ~JK5) にも=\' ャl'ハー検肘と lrí) 肢のソロソトを行って λ たところ，低速度行;11、M、P，gで情!広が減少しているこ とが分かった。

また屯%検!門 CFig.9 (CI))からも ，(l\:~生!立 (~i; /， J， ~M，

O，?，a，bに， 低!t1li.JIL'!I¥;がよよられる。

1，.述の結果を， Table 3にまとめた。このkよ')BH  T¥'記録がが灯明で， ブラクチャーが{V(

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