2021 Fiscal Year Annual Research Report
Fundamental research on quantitative seismic emisson tomography
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18K05012
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
三ヶ田 均 京都大学, 工学研究科, 教授 (10239197)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
武川 順一 京都大学, 工学研究科, 准教授 (70463304)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 受動的地震観測 / 貯留層モニタリング / 全波形インバージョン / 流体運動 / モーメントテンソル解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，地下の流体資源貯留層内を流動する流体，あるいは地下を流動する地下水などが発生させる微小地震波を観測し，その流路の位置や粘性などのその流体の性質を推定することが可能であるという結論を得ていた。最終年度となる令和３年度の研究では，大きく２点についての研究を遂行した。まず１点目は，本研究成果を実用化する際に必要となる，観測の地動ノイズに対する耐性の確認である。流体の運動に伴い発生する地震波動のエネルギーは，風による地表の草木や人工構造物の振動，雨滴の地表落下，自然界に存在する各種音波などにより発生する地動のノイズレベルに比較し，極めて微小である可能性が高く，流体に起因する微小地震波信号の検出可能性から考察を行った。数値シミュレーションを用い，地下の流体運動が発生させる微小な応力変化およびその応力変化により発生する微小地震波を地表において位置の異なる多数の観測点で観測するモデルを用いた数値実験により，S/N比と観測継続時間および流体運動箇所の推定精度について定量的な評価を行った。その結果，地下において時間的に安定した流体流動が存在する場合，地動のノイズがランダムノイズあるいは白色に極めて近いという仮定の下，継続した観測時間を長くすることで，流体の運動に起因する微小地震波の抽出は可能であることが判明した。２点目は，微小地震波の観測により，流体の流速・流動方向などの動力学的な物理量の推定が可能であるかどうかという点についての検討である。微小地震波の成因が，流体運動に起因する地中の応力擾乱であることから，観測された地震の波形情報を全波形逆解析(Full-Waveform Inversion: FWI)法で解析する方法で震源のモーメントテンソルを推定し，流路方向との関係を検討した。その結果，震源において発生するモーメントの推定が可能であることを確認した。
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