坑井近傍探査システムのガイドライン

令和 3 年 10 月

独立行政法人石油天然ガス・金属鉱物資源機構

まえがき
独立行政法人石油天然ガス・金属鉱物資源機構（JOGMEC）の技術開発事業「坑井近傍探査技術」（平成 30 年度~令和 2 年度）では，サイドトラックや既設発電所での補充井のターゲット選定への寄与を目標として，坑井近傍の断裂系把握を可能とする調査法の開発
や，地熱井用高温地震計として Fiber Bragg Grating センサーによる３軸坑内地震計の開発に取り組んだ。本ガイドラインはここで開発された AE 探査法と DAS-VSP 法の手引を取りまとめたものである。
地熱資源開発では，探査の段階から地熱発電所の運転開始までにかかる長期間のリード
タイム及び莫大な開発費用が大きな問題となっており，これらの削減は地熱資源開発を促進する上で，喫緊な対応が必要な課題である。このような問題に対しては掘削成功率の向上が大きな寄与をもたらすと考えられるが，従来の探査ではターゲットとなる開放断裂系（断層/き裂）で構成された“高温かつ浸透率の十分大きい領域”に逢着しない例が散見されており，精度をより高めた地下探査を通じて地熱構造を詳細に把握し，地下リスクを低減させることが望まれている。この様な背景のもと JOGMEC は，サイドトラックや既設発電所での補充井のターゲット選定の場面を想定し，探査対象に接近可能な坑井を利用して行う高精度の断裂系調査法として，AE 探査法と VSP（Vertical Seismic Profiling）法の開発を実施した。
開発した AE 探査法は監視目的の地震観測と異なり，坑井操作に伴うき裂の進展や応力の再配置の状況を，坑井近傍で発生する Acoustic Emission（AE）の観測を通して把握し，さらに貯留層内外で発生する AE を利用して広範囲の水理特性を把握することが可能となった。
一方，VSP 法の開発においては近年，実用化が進みつつある光ファイバセンシングに注目した。光ファイバ分布型音響センサー（Distributed Acoustic Sensing）は光ファイバ全体を振動センサーに変える装置であり，耐熱性能を高めた光ファイバケーブルを地熱井内に降下させるだけで，坑井内全区間において受振点間隔 1 m ～ 数 m の稠密観測が実現される。効率的なデータ取得が可能になったことで，坑井周辺の三次元的な速度構造推定
や反射法記録の取得も実現可能となった。更に DAS 記録には VSP 調査の発振記録のみならず，坑井内振動の時空間的変化が詳細に記録されていた。地熱流体の坑内への流出を示
唆する定常的振動の判読や，坑井周囲で発生している AE の観測，地表観測点と組み合わせた震源決定に利用できることが判明した。
そこで本技術開発では「開口断裂系探査法」と呼称する，DAS の特徴を活かした新しい探査法の開発にも取り組んだ。ここでは人工震源や AE 源で発生した弾性波が坑井近傍のi

き裂を通過した際に発生する，回折波等の弾性波応答を坑井内の DAS で捉えて，回折波の発生源のイメージングを通してターゲットとなる断裂の位置を推定する。活発な AE 活
動を持つ地熱地域では AE を利用した受動探査が可能となるなど，より簡便な断裂系探査の手法として今後の利用が期待される。
本ガイドラインの第 1 章は AE 探査法についての基本的事項とともに，一歩進んだ使い方，調査費用の概要を記載した。1-5 節には AE 探査法の適用事例として，日本国内のあるサイトにおける約 3 年間の連続地震観測データに対し，高分解能の震源位置決定およびテンサル角推定を通した震源メカニズムへの流体寄与の推定を行ったほか，観察された活性期間中の AE の拡散について，トモグラフィ解析に基づく速度構造分布と対比しながら解釈を加えた。
第 2 章は「開口断裂系探査システム」を中心とした DAS-VSP 法について，同様にまとめを行った。また，別添 2-1 に DAS-VSP 法の補足資料として，代表的 VSP の観測点配置とその目的，および DAS の感度特性に関わる留意点について記載した。別添 2-2 では「ジオメトリカルアトリビュートと面構造解析」として，DAS-VSP 記録との比較対象として使用されている，地上反射法調査による断裂系評価アトリビュートの見方などについて記述した。本書が地熱資源の探査・開発の一助となることを祈念する。

令和 3 年 10 月
独立行政法人石油天然ガス・金属鉱物資源機構ii

目次
第１章 AE 探査システム ................................................................................... 1
１-１ AE 探査法システムの概要 .............................................................................. 1
１-１-１ 目的 ........................................................................................................ 1
１-１-２ 手法の特性と適用性 ................................................................................ 1
１-１-３ 観測仕様に係る基本情報 ......................................................................... 1
１-１-４ 解析作業に係る基本情報 ......................................................................... 5
１-１-５ 典型的な探査の流れ ................................................................................ 6
１-２ データ取得の計画と実施 ................................................................................. 9
１-２-１ 観測点配置・期間の設定 ......................................................................... 9
１-２-２ 観測の方式 ............................................................................................ 11
１-２-３ 坑井内観測点設置 ................................................................................. 13
１-２-４ 地表観測点設置 ..................................................................................... 18
１-２-５ 速度モデルの向上 ................................................................................. 19
１-２-６ 観測点補正値の計算のためのチェックショット利用 ............................ 19
１-３ 一歩進んだ使い方.......................................................................................... 20
１-３-１ 震源メカニズム解 ................................................................................. 20
１-３-２ 自然地震トモグラフィ法 ....................................................................... 21
１-３-３ 地表稠密アレイ ..................................................................................... 21
１-３-４ DAS による AE モニタリング............................................................... 21
１-４ 調査費用........................................................................................................ 21
１-４-１ 2 年間の AE 探査の例 ........................................................................... 21
１-５ 事例研究........................................................................................................ 23
１-５-１ AE 探査法による地熱井近傍の構造推定の事例..................................... 23
１-６ 各探査手法の取り纏め一覧 ........................................................................... 30
参考文献（第１章） ................................................................................................ 31

第２章 DAS-VSP 探査システム ...................................................................... 33
２-１ DAS-VSP 探査システムの概要 ..................................................................... 33
２-１-１ 方法 ...................................................................................................... 33
２-１-１ 手法の特性と適用性 .............................................................................. 41iii

２-１-２ 調査仕様設計の方針 .............................................................................. 42
２-１-３ データ処理・解析作業の指針 ................................................................ 45
２-１-４ 調査期間 ............................................................................................... 48
２-１-５ 典型的な探査の流れ .............................................................................. 49
２-２ データ取得技術 ............................................................................................. 50
２-２-１ 探査範囲・期間の設定 .......................................................................... 50
２-２-２ 観測点配置と探索範囲 .......................................................................... 50
２-２-３ 観測方式・機器選定 .............................................................................. 53
２-２-４ 機器設置法 ............................................................................................ 53
２-３ データ解析技術 ............................................................................................. 60
２-３-１ 回折波抽出と強調 ................................................................................. 60
２-３-２ 地表測線を利用した震源決定 ................................................................ 61
２-３-３ 回折源イメージング .............................................................................. 62
２-４ 一歩進んだ使い方.......................................................................................... 63
２-４-１ 速度構造推定 ........................................................................................ 63
２-４-２ 反射法処理 ............................................................................................ 65
２-４-３ DAS/DTS 観測 ...................................................................................... 66
２-４-４ 反射法記録に基づく断層面抽出 ............................................................ 67
２-４-５ 地表測線を追加した同時調査 ................................................................ 68
２-５ 調査費用........................................................................................................ 69
２-６ 各探査手法の取り纏め一覧 ........................................................................... 71
参考文献（第２章） ................................................................................................ 72
別添 2-1 VSP 調査の基本配置と DAS-VSP 調査での留意点 ................................. 74
別添 2-2 ジオメトリカルアトリビュートと面構造解析 ......................................... 78iv

添付図表一覧
図 １-1 分散型システムの例 ....................................................................................................... 2
図 １-2 集約型システムの例 ....................................................................................................... 3
図 １-3 観測作業のフローチャート ............................................................................................ 6
図 １-4 解析作業のフローチャート ............................................................................................ 7
図 １-5 震源分布の高精度化のフローチャート .......................................................................... 8
図 １-6 2 つの観測点における垂直平面内での震源決定............................................................. 9
図 １-7 観測網の稠密化の効果 .................................................................................................. 10
図 １-8 坑井近傍の AE 観測を目的とする地表観測網の例 ...................................................... 11
図 １-9 坑井内地震計を用いた AE 観測概要図 ........................................................................ 13
図 １-10 AE 観測井ケーシングプログラムの例① .................................................................... 14
図 １-11 AE 観測井ケーシングプログラムの例② .................................................................... 15
図 １-12 坑井内地震計設置作業例 ............................................................................................ 16
図 １-13 ホールロック方式による坑井内地震計固定方法 ........................................................ 17
図 １-14 キー方式による方位決定方法 ..................................................................................... 17
図 １-15 人工発振による方位決定方法 ..................................................................................... 17
図 １-16 地表への地震計の設置例 ............................................................................................ 18
図 １-17 単管パイプで構成した雪除け囲い例 .......................................................................... 19
図 １-18 震源分布と断層メカニズム解 ..................................................................................... 20
図 １-19 テンサイル角による流体流動に起因する破壊成分の表現 ......................................... 21
図 １-20 AE 分布図 ................................................................................................................... 23
図 １-21 A E 分 布 の 断 面 図 （ 左 列 ） と 時 空 間 分 布 図 （ 右 列 ） .......................... 25
図 １-22 全期間のマグニチュード頻度分布図 .......................................................................... 26
図 １-23 マグニチュード頻度分布図 ........................................................................................ 27
図 １-24 AE 分布図 ................................................................................................................... 28
図 ２-1 入射角に依存する DAS の感度特性 ............................................................................. 34
図 ２-2 JOGMEC 坑井近傍探査の DAS-VSP 探査システムの概要 ......................................... 35
図 ２-3 回折強度分布の例 ......................................................................................................... 35
図 ２-4 P 波後続波中の亀裂に関連するイベント ..................................................................... 37
図 ２-5

S 波後続波中の亀裂に関連するイベント .................................................................... 37v

図 ２-6 合成記録による回折源イメージの例 ............................................................................ 38
図 ２-7 回折源イメージングの解析フロー................................................................................ 39
図 ２-8 AE 記録を利用した回折源イメージと反射法記録の統合表示 ..................................... 40
図 ２-9 反射法に基づく断層尤度分布（左）と回折強度分布（右）の比較 ............................. 41
図 ２-10 分布型光ファイバセンサの原理 ................................................................................. 42
図 ２-11 シングルモードとマルチモード ................................................................................. 43
図 ２-12 ステンレス二重管による光ケーブルの例 ................................................................... 43
図 ２-13 アーマード化し保護性能を高めた光ケーブルの例 .................................................... 44
図 ２-14 DAS-VSP 探査システムの解析の流れ ....................................................................... 46
図 ２-15 DAS の AE 記録に対する回折波強調処理の例：（左）適用前（右）適用後 ............. 47
図 ２-16 坑跡沿い断面における回折源イメージ ...................................................................... 48
図 ２-17 AE 記録とバイブレータ発振記録（SP1009）の比較 ................................................ 49
図 ２-18 DAS-VSP の適用場面................................................................................................. 50
図 ２-19 発振点配置の例 .......................................................................................................... 52
図 ２-20 実証試験の坑井作業模式図 ........................................................................................ 54
図 ２-21 ワイヤーライン法における坑内ツール編成の例 ........................................................ 54
図 ２-22 ラインワイパー .......................................................................................................... 55
図 ２-23 タップテスト時の DAS 記録 ...................................................................................... 56
図 ２-24 冷却スプレーによる FREEZING TEST .......................................................................... 57
図 ２-25 臨時観測網の例 .......................................................................................................... 58
図 ２-26 分散型の長期観測網に適した観測機材の例 ............................................................... 58
図 ２-27 短期の稠密観測に適した機材（SERCEL UNITE）...................................................... 59
図 ２-28 AE 観測の波形記録例 ................................................................................................. 59
図 ２-29 回折波イベント沿いの平滑化 ..................................................................................... 60
図 ２-30 稠密臨時観測による AE 記録 ..................................................................................... 61
図 ２-31 波形の相関評価を通した初動読み取り精度の改善 .................................................... 61
図 ２-32 グループ毎に初動の読み取り位置を調整 ................................................................... 62
図 ２-33 回折源イメージング法 ................................................................................................ 63
図 ２-34 マルチウェル DAS 観測による回折源イメージの改善 .............................................. 63
図 ２-35 DAS-VSP / SSP データ統合によるトモグラフィ解析の効果 .................................... 64vi図 ２-36 地上のバイブレータ震源と坑井内および地表の観測点を用い行われた走時トモグラ
フィ解析の例 ....................................................................................................................... 65
図 ２-37 同上のデータに対し適用された FWI 解析の例 ......................................................... 65
図 ２-38 DAS-VSP 反射法記録の例（青木ほか, 2020A,B）..................................................... 66
図 ２-39 地熱井で取得された DTS および DAS モニタリングデータの例（永田ほか, 2020）............................................................................................................................................. 67
図 ２-40 DAS-VSP 反射法記録の高傾斜反射面の抽出 ............................................................ 67
図 ２-41 DAS-VSP と SSP の統合データ処理フロー .............................................................. 68
図 ２-42 坑井近傍で取得された地表弾性波探査に基づく断裂系モデル .................................. 69

表 １-1 観測仕様検討における選択事項 ..................................................................................... 5
表 １-2 各種解析作業にかかる期間の概算.................................................................................. 5
表 １-3 震源決定誤差を生じる要因とその改善策 ....................................................................... 6
表 １-4 市販の地震計のスペック .............................................................................................. 12
表 １-5 市販の収録機器のスペック ............................................................................................ 12
表 １-6 分散型システムによる AE 探査法の調査費（2 年分）の例......................................... 22
表 １-7 AE 探査関連の各探査手法の取り纏め一覧表............................................................... 30
表 ２-1 坑井内測定用機材の例 .................................................................................................... 56
表 ２-2 バイブレータ震源の諸元比較表 ..................................................................................... 60
表 ２-3 モデル別探査費試算表 .................................................................................................... 70
表 ２-4 DAS-VSP 関連の各探査手法の取り纏め一覧表 ........................................................... 71

vii

第１章 AE 探査システム
１-１ AE 探査法システムの概要
１-１-１ 目的
AE 探査法の目的は，坑井操作に伴うき裂の進展や応力の再配置の状況を，AE 観測を通して把握するとともに，貯留層内外で発生する AE を利用して，より広範囲の水理特性を把握することである。
１-１-２ 手法の特性と適用性
複数観測点での自然地震観測を実施している地域では，既存観測網を利用した AE 探査が可能である。しかし，高精度な AE 観測のためには，対象領域内に満遍なく最低 4 点程度の観測点を配置するとともに，小振幅の振動を捉えるために高感度の地震計を用いることが必須である。
そのため，状況に応じて，
既存観測網に加えて数点の高感度な地表観測点や，可能ならば坑内観測点を設置する。これにより，小規模な AE イベントまで取得できるとともに，高精度な震源決定が可能となる。
活発な AE 活動を伴う地熱地域が存在する一方，殆ど観察されない地域があるため，本手法の適用可能性は地域依存性が大きい。但し，AE 活動度が低い地域においても，人工震源による地震波トモグラフィを利用した，弾性波速度の推定等は実施可能である。
AE の震源分布等により坑井近傍の断裂系の分布を把握することができるが，透水性が非常によい構造や，難透水で流体活動が生じえない構造では，AE 自体が発生しない場合がある。そのため，AE 分布が断裂系の全容を示しているとは限らないことに留意が必要である。
１-１-３ 観測仕様に係る基本情報
AE 探査の観測システムの仕様は，収録方式，即時データ取得の要否，観測期間，地震計設置の方法，観測計器や地震計の種類や数量等によって様々なバリエーションが存在する。
これら項目の最適な組み合わせは探査目的や適用フィールドの状況によって異なる。坑井近傍探査では対象となる坑井から，対象深度と同程度の範囲を対象とした仕様が望まれる。
１）観測システム
各観測点で収録を行う分散方式と，データを転送して集約する集中方式（またはテレメト
リー方式）に分けられる。
【分散方式の特徴】


分散方式を採用する分散型システム（図 １-1）では，各観測点でデータ収録を行うため
データ回収の頻度によってはイベント発生時期と解析結果が得られる時期にずれが生じ
る。
1



解析はデータ回収後に実施されることから，分散方式で解析結果が提示されるのは回収
後一定期間の後となる。タイムラグを短くしたい場合は，回収の頻度を上げることで対応可能である。

図 １-1

分散型システムの例【集中方式の特徴】


集中方式を採用する集約型システム（図 １-2）はリアルタイム解析との組み合わせることにより即時性が得られる一方，データ転送や実施体制に係る負担などがある。



集中方式であってもイベント数が膨大になれば解析結果の提示に遅延が生じる可能性がある。

2

図 １-2集約型システムの例

２）観測期間AE 発生数の増加が見込まれる特定の坑井作業に合わせた数週間程度の短期観測と，数か月以上に及ぶ中～長期観測では，それぞれ適した機材構成が異なる。坑井作業に伴う変化を捉える短期観測であっても，坑井作業開始前と坑井作業終了後にある程度の猶予期間を持たせた観測期間を設定し，坑井操作を伴わない自然状態での AE 発生状況を把握しておくことが望ましい。
長期観測では，商用電源を確保することができればバッテリ交換作業を省略することができる。商用電源が確保できない場合，低消費電力型の機器の採用や，太陽光電池の利用を行うことが望ましい。
３）地震計
一般的に地熱地域で発生する AE の卓越周波数は数 Hz から数十 Hz にも及ぶため，高感度，かつある程度広帯域の周波数特性を持つ地震計を採用するのが一般的である。観測期間の短い臨時観測では簡単のため，簡易地震計（ジオフォン）を用いた数十～数百点規模の多点観測も選択肢に挙げられる。
坑井内へ設置する場合，地熱地域では数 km の深度で数 100℃の地温に達する場合がある
ため，地震計の温度耐性にも留意する必要がある。近年，坑井内に長期設置可能な分布型光ファイバセンサ（DAS）の利用も進んでいる。センサケーブルの区間全体に 1～数 m 単位の任意の間隔で受振点を設定できるので，観測対象の近傍での稠密観測が実現される。ただ3

し，一般的な DAS システムのダイナミックレンジは 25dB 程度（最新機器では 60～80dB程度）という制約があることから，静穏な観測井への設置が望ましい。
地震計自体の電気回路等に起因するノイズを自己ノイズと呼ぶ。自己ノイズが観測目標の振幅以下となっていることは，観測のための必要条件である。
４）地震計の設置設置法には大きく地表設置と坑井内設置の選択肢があり，地表設置法には露岩設置，地表埋設設置，孔内設置などの手法が挙げられる。観測点配置の自由度やバックグラウンドのノイズレベル，
設置にかかるコストがそれぞれ異なるため，適切に選択することが必要である。
実用的な精度で震源位置を決定するためには，観測点数は 4～5 点以上あることが望ましい。
地表地震計は，できるだけ固い地表（露岩等）に設置することで，ノイズを低下させることができる。ジオフォンのような，自己ノイズや感度に劣る簡易地震計を利用する場合，近傍に数十から数百程度の多数の観測点を設けて，波形の相関評価を通してイベント検出や初動の読み取り時刻の精度を高める方式や，スタッキングによる波形の重合効果を利用し感度を高める方式が採用されることがある。地表でのノイズレベルが大きい場合，埋設または数 m～数十 m 程度の孔を掘削し，その底部に地震計を設置する。坑井内設置では，既存の観測井や，状況に応じて新規観測井を利用して，地下数 100m へ地震計を設置する。
AE は卓越する波長が非常に短いため，伝播距離あたりの振幅減衰が大きい。そのため，震源近傍で波形観測を行うために，観測対象付近に少なくとも 1 点は坑内地震計の設置を考慮するべきである。これにより，極小振幅の AE の検出も可能となる。
マグニチュード M のイベントが震源距離 r (km)で生じたとき，最大振幅 A (kine = cm/s)の目安を示したのが下記の渡辺の式である（渡辺，1971）。

log A  0.85M  2.50 1.73log r
これにより，例えば検出目標の M を-1，震源距離を 1 km とすると，A = 4.5×10-4 kine の
速度変位を捉える必要があることが分かる。一般的な地表設置でのノイズレベルは 10-5～
10-4 kine 程度，坑内設置では 10-6～10-5 kine 程度のため，静穏な環境を選択すれば，地表設置でも検出可能なことが分かる。実際の観測点設置の際には，事前に地動ノイズ測定を行い，検出目標とするイベントの振幅と比較することで，大凡の検出可能性を検討することができる。但し，A は最大振幅を示すため，AE 波の立ち上がりを正確に捉えるためには，ある程度余裕をもたせたノイズレベルの検討が必要である。
５）収録機器
短周期成分が卓越する AE 観測において，正確な AE 波の立ち上がりを検測するためには，サンプリングレート 1kHz，ダイナミックレンジ 120dB 程度の高分解能が望まれる。
ただし，低消費電力であることを優先する場合，100Hz や 200Hz のサンプリングレートの4

利用も考慮する。
震源決定においては，観測点間の時刻を高精度に同期する必要があるため，各観測点での GPS クロック等による時刻同期が必須である。
以上の AE 探査における観測仕様検討における選択事項を表 １-1 にまとめる。
表 １-1

観測仕様検討における選択事項

収録方式

分散型，集中型

回収頻度

常時，定期（日，週，月ごと），イベント毎（トリガ方式）

回収方法

現地巡回，有線，無線（Wi-Fi, Bluetooth 等），電話・衛星回
線

結果提示

定期，準リアルタイム，リアルタイム

観測期間

短期，長期

設置方法

地表（露岩，地表埋設（~数 m），孔内（~数 10m）），坑井内（数 100m）

地震計

高感度地震計，ジオフォン，DAS

サンプリング周波数
観測点数

100HZ, 200Hz, 1kHz
4～5 点以上

１-１-４ 解析作業に係る基本情報
AE 観測データの各種解析作業にかかる期間の目安を表 １-2 に示す。データ回収後に暫定的な検測・震源決定を実施する。観測終了後，またはある程度のイベント数が蓄積した段階で，検測の見直しと相対震源位置決定精度の高い手法（例：double-difference（DD）法，
Waldhauser and Ellsworth, 2000）の適用を行う。
表 １-2

各種解析作業にかかる期間の概算

検測

自動：瞬時～数時間，手動：観測期間と同程度

精査

全期間の検測終了後，概ね 1 カ月程度

速度構造推定精査終了後，概ね 1 カ月程度

震源決定は一定の誤差を伴っており，震源決定誤差を生じる要因とその改善策を表 １-3に示す。震源決定の精度は初動読みとり精度のほか，弾性波速度構造モデルや観測点配置の影響を強く受ける。観測点配置の影響に関してはデータ取得後の補正は難しいことから，観測点配置の事前検討が望まれる。
速度情報に関しては，既存の坑井速度測定（VSP，PS 検層，音波検層等）や地表弾性波
探査（反射法・屈折法）による速度推定結果がある場合，それらの利用が望ましい。また，
5

十分な数の観測点と AE 観測データが存在する場合，自然地震トモグラフィ解析を通して速度構造の不均質を検出できる場合がある。ただし本解析は震源位置と速度構造のトレードオフの関係が存在する。本質的な速度構造モデル向上のためには，坑井速度測定や地表弾性波探査等の実施を検討する。
表 １-3

震源決定誤差を生じる要因とその改善策

誤差の要因
観測点配置の偏り改善策
観測対象を取り囲み，できるだけ稠密に配置する。

読み取り誤差静穏な環境で，高分解能・高サンプリングレートの観測を行う。震
源決定誤差が大きいイベントに対しては，検測値の再検討を行う。

速度構造誤差坑井速度測定や弾性波探査等の信頼できる結果を利用する。

１-１-５ 典型的な探査の流れ
AE 探査に係る作業は，観測に掛かる部分と解析に掛かる部分に大別される。
１）観測作業
観測作業の流れを図 １-3 に示す。作業は観測仕様の検討と実施計画書の策定から始まり，
最終的には観測点の撤去作業，ならびに原状回復まで行う。

図 １-3

観測作業のフローチャート

２）解析作業
解析作業の流れを図 １-4 に示す。作業はイベント検出から始まり，震源分布の提示まで行う。データ回収を実施した後から逐次始めることが可能である。
STA/LTA 法は一般的なイベント検出手法である。連続 AE 波形に対して短時間窓を利用した平均振幅（short-time average, STA）と長時間窓を利用した平均振幅（long-time6average, LTA）の振幅比（STA/LTA）を移動計算し，ある一定の閾値を超えた箇所をイベントと判定する。STA/LTA 法では，正確な P 波，S 波の到達時刻読み取りは難しく，また，
ノイズや非 AE イベント等も含まれるため，目視によるイベントの精査が必要である。近年
では，過去の大量の読み取りデータを教師とした機械学習により，P 波，S 波位置を高精度に自動読み取りする AI 手法も研究されている。
震源決定は，国内で標準的に利用されている解析ソフトウェア WIN（卜部ほか，1990; 卜部・束田，1992）に組み込まれている HYPOMH（Hirata and Matsuura, 1987）や，国内
外 で 一 般 的 に 利 用 さ れ て い る HYPO71 （ Lee and Lahr, 1975 ）， ま た そ の 改 良 版 のHYPOINVERSE-2000（Klein, 2002）を利用するのが一般的である。精度向上のために，震源決定の残差（RMS）が一定値以上（例えば，サンプリングレートの 10 倍以上）となった場合，理論走時を参考にした検測の見直しを行う。RMS の改善が見られない場合，当該イベントを解析対象から外す等の処理が必要である。

図 １-4

解析作業のフローチャート

３）震源分布の高精度化
震源分布を高精度化し，再決定するまでの流れを図 １-5 に示す。解析作業を通して得た震源分布において，ごく近傍で発生する AE ペア間の AE 波到達時間差に基づいて，震源位
置の相対位置を修正することで，震源分布を高分解能に再決定する。これにより，詳細な断裂系のイメージを得ることを目指す。
同じ断層破砕帯上で発生する AE イベントや，近傍で同様のメカニズムを持つ AE イベン
トがよく似た AE 波形を示すことを利用し，波形の相互相関に基づき相似イベントを抽出する。この作業をクラスタリングと呼ぶ。その後，AE 波形の相互相関から得られる遅れ時間に基づき，高精度な走時差を求め，震源位置を修正する。

7

Double-difference（DD）法では，近接する AE ペアについて，同一観測点での観測走時差と理論走時差との差（double-difference）を，最小にするように相対震源位置を再決定する。DD 法は震源から観測点までの経路がほぼ同じ double-difference を用いることで，速度構造の影響を受けにくい方法となっている。

図 １-5

震源分布の高精度化のフローチャート

４）AE にもとづくトモグラフィ解析
初期モデルとして与えた弾性波波速度構造を改訂して，より正確な速度構造モデルを推定する手法がトモグラフィ解析である。十分に精度が高い震源位置と発生時刻情報が震源決定により得られている場合は，震源リスト情報に基づくトモグラフィ解析を適用することが可能である。また，DD 法のアルゴリズムを基本として，震源位置と速度構造を同時に推定する手法は double-difference tomography 法（Zhang and Thurber, 2003）として知られており，それぞれ三次元的な速度構造モデルが得られる。ただし，これら本手法の精度は震源分布や観測点の配置の影響を強く受けるため，常に適用可能ではない点に注意する必
要がる。
５）AE 波形を利用した反射法処理
十分に精度が高い震源位置が得られている場合，人工震源を用いた反射法と同様の，反射法処理を適用できる場合がある。AE 波形データから反射波を抽出し，VSP-CDP マッピン
グや，マイグレーション処理を適用することで，地層境界や構造境界からの反射面のイメー
ジングを行う。本手法の精度は震源分布や観測点の配置の影響を強く受けるため，常に適用可能ではない点に注意する必要がる。
以上，AE 探査を通して得られる成果品は，各種震源分布図，震源リスト，速度構造モデ
ル，反射法記録である。

8

１-２ データ取得の計画と実施
１-２-１ 観測点配置・期間の設定
１）観測点配置
AE 観測網の配置に関しては（国研）防災科学技術研究所「Hi-net 高感度地震観測網」のホームページに詳しい解説があり，本稿はこれを参考にした。
坑井近傍探査の目的に適合する観測点配置を考えるため，まず 2 つの観測点の間隔と誤差分布の関係について示す。図 １-6 は 2 つの観測点における垂直平面内での震源決定の様子が示されている。初動値に基づく震源決定は，P 波および S 波の到来時刻の読み取りの曖昧さに起因する誤差を伴っており，この様な状況で震源の位置を震央，深さともに最小限の誤差範囲で推定できるのは，図の b)で示すように，震源の深さが観測点間距離とほぼ同程度の場合に限られる。a)の様に AE が極浅い場合には，震央は良く決まるものの深さが決
まらず，c)の様に震源が深い場合には，深さは決まっても震央の位置が曖昧になる。そしてd)の様に観測網の外側では震央，深さ共に信頼精度が低くなる。

図 １-6

2 つの観測点における垂直平面内での震源決定

9地表観測点数の増加は良好な震源決定精度を得られる深度範囲を広げる効果が期待できる。坑井近傍の探査に最適な観測網の配置は，探査深度範囲の上限と下限に基づき，観測点
間隔と展開範囲を調整し決めることができる。図 １-7 は図 １-6 で示した 2 つの観測点間に，三つの観測点が追加されており，観測点間隔が 4 分の 1 となることで，図の a)~b)の範囲で高い震源決定精度が得られる配置となった。

図 １-7

観測網の稠密化の効果

一方，観測点の稠密化は同図の c)および d)の精度の改善には寄与しない。よって調査範
囲は，震源分布を得たい対象領域全体を覆うほか，探査対象深度以上の広がりを持つ観測網とする。図 １-8 に坑井近傍の AE 観測を目的とする場合の観測点配置の考え方を示した。
実際の観測網の設計では，観測点へのアクセスの容易さ，バックグラウンドノイズレベル，
国立・国定公園や国有林等の指定の有無も検討事項である。

10

図 １-8坑井近傍の AE 観測を目的とする地表観測網の例

地表観測網を用いて坑井近傍における深度 1～2 km の範囲の AE 観測を実施する
場合，観測点間隔は 1 km 程度で，展開範囲は一辺を 2 km 以上とする配置が推奨される。外側の観測点で囲まれる範囲が探査可能範囲となり，観測点は 9 点程度が最適と考えられる。
２）期間
観測期間は，AE 発生数の増加が期待できる期間とともに，通常状態からの AE 発生状況の変化を検証するために，バックグラウンドの AE 観測期間（作業前後１ヶ月程度）を含めて設定することが望ましい。解析期間は AE の発生数やバックグラウンドのノイズレベルの状況により異なるが，検測作業には概ね観測期間と同程度が見込まれ，全データの震源再決定に 1 か月程度を要する。観測期間中のデータ回収の頻度を高め，検測作業を早期に終了させることで，観測終了後から最終結果が提示されるまでの期間を短くすることができる。リアルタイム観測では，現地または遠隔での解析を検討する。また，設置準備期間として，土地使用に係る地元交渉および許認可申請には 3 か月程度が必要である。
１-２-２ 観測の方式
地形や電波状況，予算等に合わせて，分散方式，集中方式の何れかを選択する。地震デー
タの標準フォーマットは，日本で一般的に利用される win 形式の他，世界で一般的に利用される SAC 形式，地震探査データの収録で一般的な SEG-Y 形式等がある。データ形式は，選択した収録装置により規定されるが，ObsPy（Python ベースのライブラリ）等の無料ソフトウェアを利用してフォーマット間の相互変換が可能であるため，何れのフォーマット
でも大きな支障はない。
市販されている地震計のスペックを表 １-4 に示す。地震計は，周波数特性や設置方法，
自己ノイズや感度が選択の際に考慮すべき項目である。

11

市販されている収録機器のスペックを表 １-5 に示す。AE 探査の収録機器はデータ転送の機能の有無により，分散型ではデータロガー，集中型ではテレメータと呼ばれる。収録機
器は両機能を兼ね備えたものも存在する。AE 探査ではダイナミックレンジやサンプリング
レートが重要であり，それぞれ 120dB，1k Hz の高分解能が一般的には要求される。可搬
バッテリ等で長期観測を行う場合は，消費電力も重要となる。無線方式による集中方式をとる場合には，テレメータ機能が必要である。
表 １-4
メーカー

型式

Nanomertics
Nanomertics
Lennartz
Electronic
Lennartz
Electronic

Trillium
Compact
Trillium
Compact
Posthole
LE-3D lite
MK III
LE-3D/BH

近計システムKVS-300

東京測振VSE-15D-6

ミツトヨ

JEP-6A3

IESE

G88-2.0

IESE

F41-15.0

市販の地震計のスペック

固有周波数
周波数特性
(Hz)
120s – 108

寸法
(mm)

耐熱
(℃)

設置方法

90×128

1.2-40 – 70

地表，埋設

97×167

3.2-20 – 60

埋設

95×65

1.9-15 – 60

地表，埋設

×880

9.0-15 – 60

坑内

104×104×104

1.5-20 – 55

地表，埋設

55×69.5×72--10 – 50地表

165×175×112

2.0-20 – 50

地表，埋設

×930

20.0-45–100

坑内

×4092.7-40–200

坑内

120s – 108
1
1 – 100
1
1 – 1002
0.1 – 703
0.07–100
2
15
-

重量
(kg)

表 １-5 市販の収録機器のスペック
メー
カー
白山
工業
白山
工業
白山
工業
計測
技研
近計
測シ
ステ
ム

型式

ダイナ
ミック
レンジ
(dB)

サンプ
リング
間隔
(ms)
100–
1000
1–
1000

最大
分解
能
(bit)

寸法
(mm)

重量
(g)

耐熱
（℃）

消費
電力
(W)

テレメ
メータ
機能

24

170×43×123.5

600-20–500.2

無24

155×187×56

1000-20–501.5

有LS-8800128

LS-7000XT

137

LT-7700

135

1–200

24

155×187×56960-20–501.5

有HKS-9700

132

20–
1000

27

220×160×75

1100-20–500.15

追加可

EDR-X7000

-

250–
1000

18

230×181×68

1200-10–50

0.08

無

12

１-２-３ 坑井内観測点設置(1) 概要
熱抽出のための循環などにおいて，き裂の進展または応力場の再配置に伴い AE が発生するが，一般的にマグニチュードの小さな AE ほど多く発生する。地熱貯留層である地下深部で発生するマグニチュードの小さな AE まで精度よく観測するためには地熱貯留層近傍に観測井を設け，AE の発生位置近傍で観測する必要がある。坑井内観測は地表付近のノイズ（人為的振動，気象条件によって発生する振動）の影響を低減することができ，地表観測と比べて S/N 比（Signal / Noise 比）の高い良好な信号を取得することができる（図 １-9）。
一方，坑井内観測において，観測井を新たに掘削する場合は掘削費が発生する点がデメリットとなる。また，地熱地域では地温勾配が高いため，高温対応の坑井内地震計が必要であり，掘削深度も限られる点に留意が必要である。

地表地震計

地熱発電所

坑井内
地震計

生産井
還元井

AE

図 １-9

坑井内地震計を用いた AE 観測概要図(2) 観測井掘削
AE 観測のための観測井は，地震計の設置深度は軟弱地盤，湧水層等を避け，岩盤内となる様に計画する。坑井傾斜は，使用する地震計に合わせて検討する必要があり，坑井傾斜 90度まで対応可能な場合や垂直でなければならない場合があるため注意が必要である。AE 観
測では深度 100～200m 程度の観測井が多く見られるが，地質状況および予算に応じて計画する。周辺のノイズ環境によっては更に深い観測井を検討する必要があり，事前のバックグ
ラウンドノイズ測定は計画検討の上で有効な手法である。地熱地帯以外における AE 観測
では深度 1,000m を超える観測井が掘削される場合があるが，地熱地帯の AE 観測では浅い
深度の観測井を複数掘削する方が有効な場合もある。
13

ケーシングプログラムの例を図 １-10 および図 １-11 に示す。ケーシングプログラムは，
坑井内地震計の外径，後述するホールロックシステムを用いる場合はホールロックシステ
ムの有効径から逆算して設計する。坑井の仕上げは，坑底から地表までケーシングを立ち上げ，フルホールセメンチングで仕上げる。後述する方位計測でコンパスを用いる場合，地震計周辺のケーシングはステンレス等の非磁性ケーシングである必要がある。地権者等から帯水層を保護する様に指示される場合がある。その場合，帯水層にセメントが流れ込まない様に，帯水層から上部を珪砂充填で仕上げる場合もある。いずれの場合も，AE 観測ではケー
シングが岩盤にしっかり固定されていることが重要である。坑井の仕上げ状況や坑内温度を確認するために、セメントボンドログや温度検層を行うことが望ましい。

図 １-10 AE 観測井ケーシングプログラムの例①14図 １-11 AE 観測井ケーシングプログラムの例②(3) 坑井内地震計設置手順
観測井掘削後，図 １-12 に示す様に坑井内に地震計を降下させ，所定深度に設置する。
地震計を坑内で昇降させる際は，ケーブル切断による地震計の坑内落下，スタック等の坑内遺留が発生するリスクがある。その様な事故が発生した場合，地震計および観測井を喪失す
ることになるため，深度計，荷重計を用いて，深度および荷重に細心の注意を払って昇降させる。
坑井内地震計は，地盤の振動が確実に地震計に伝わるよう，坑壁に密着させ固定する必要がある。半永久的にモニタリングを行う場合，かつては地震計設置後に坑井内をモルタル等で充填する方法が取られていたが，メンテナンスの観点から回収可能な方式が主流となっている。ホールロックと呼ばれる油圧等で出し入れ可能なアームを備えたツールを地震計に接続して坑井内に設置し，アームを坑壁に密着させることで地震計を固定する方式が用いられている（図 １-13）。アームをツール内に格納することで，坑井内地震計の回収が可能となる。
3 軸の地震計を坑内に設置する場合，解析のために水平 2 成分の設置方向を把握する必要がある。FluxGate など磁力式のコンパスを内蔵した地震計の場合，地震計設置後にコンパ15

スの値を読み取ることで方位を把握する方式があるが，ケーシングや周囲の磁性鉱物などの影響を受ける可能性があり，次の 2 通りの方位決定方法と併用した方がよい。
1 つ目の方式として，キー方式による方位決定方法があげられる（図 １-14）。地震計の外周にキーを設置し，ケーシング管内にはキー溝を設置する。これにより、地震計の方位が常に固定される。キー溝の方位を予め計測しておくことで，キー位置を調整し地震計を任意の方位に向けることが可能である。なお、キー溝の方位を計測する方法としては、指向性掘削で使用されるステアリグツールを用いる方法が挙げられる。地震計を設置する際は，キー
溝に対して確実にキーが入ることが重要で，着底時は数度昇降させ，深度や荷重を確認する
ほか，地震計内蔵のコンパス等を用いて同じ方位に地震計がセットされることを確認する。
2 つ目の方式として，地震計の周囲から人工的に発振し，その波形の初動を坑井内地震計の水平 2 方向でそれぞれ読み取ることで設置方位を把握する方式があげられる（図 １-15）。
発振にはインパクターと呼ばれる起振車を用いて，1 カ所あたり 1 時間に 100 発程度の打撃を与えて発振する。地盤の速度構造，発振点と受振点の距離によって打撃数を調整し，スタック処理で S/N 比の高い波形を取得する。坑井の周囲，2 方向以上の方角から発振する必要があるが，起振車が入れる道路などの有無によって発振箇所は限られる場合がある。またノイズレベルが高い状況では初動が判然とせず，後続波を初動と見誤る可能性がある。坑口付近の高 S/N 比のゼロオフセット記録を収録しておくことで，地表から観測点までの片道走時とともに初動付近の波形を把握することができる。
坑井内地震計のデータ観測は地表地震計と同じであり，使用するデータロガーも地表地震計と同様の物が使用されるが，観測井に人が立ち入って怪我をする可能性が考えられる
ため，観測中はバリケードなどで観測井に人が近づかない様に対策する。

地震計ロガー
テンションケーブル

信号
ケーブル

ホールロック
ホース

加圧用

減圧用

エンコーダー
調査井

図 １-12坑井内地震計設置作業例

16

荷重計

ケーシングアーム

ホールロック

坑井内地震計

図 １-13

ホールロック方式による坑井内地震計固定方法

ケーシング

坑井内地震計先端

図 １-14

キー
キー受けケーシング(ケーシング内に溶接)

キー方式による方位決定方法
起振車(インパクター)

坑井内地震計
NS 成分
EW 成分
方位解析
(イメージ)
図 １-15

人工発振による方位決定方法

17

１-２-４ 地表観測点設置
地表観測点は坑井内観測点に比べて観測点配置における自由度が高く，比較的安価であるため多用されている。地上付近は坑井内に比べてノイズレベルが高いため，地動ノイズを低減させるため，露岩設置，地表埋設設置，孔内設置などの方法が用いられる。
【露岩設置の方法】
露岩，または構造物、コンクリート上のような安定した箇所に地震計を設置する（図１-16）。また，地震計の脚は、石膏やパテ、シリコンシーリングなどで固定する。



地震計の水平成分の１つが真北を向くように設置するなど，方位を把握できるようにする。



植木鉢などを地震計の上に被せ、雨や風、土砂などから地震計を保護するとともに，植
木鉢は石膏やパテ、シリコンシーリングなどで地面に固定する。

図 １-16

地表への地震計の設置例【地表埋設設置の方法】


構造物もしくはコンクリートがない場所での設置は、地面を数 10 cm ほど掘り、コンク
リート平板を置き、地震計を設置する。設置後、穴の隙間に土を入れる。



豪雪地帯での越冬観測においては，収録機器等の収納ケースが積雪で潰れないよう，単管パイプ等を組み合わせて囲いを作る必要がある（図 １-17）。

18図 １-17単管パイプで構成した雪除け囲い例【孔内設置の方法】


数 m 程度の孔を掘削する。



設置深度の調整，および水平調整用に坑底に珪砂を投入する。



地震計にケーブルワイヤーを接続し，孔底に静かに降ろす。ワイヤーで吊り下げた状態
でケーブルをねじり，設置方位を調整する



地震計が水平となるように，静かに棒等で突いて調整する。



地震計を固定するために，珪砂を追加投入し地震計をある程度埋没させる。



地表設置している収録機器等には積雪対策を行う。

１-２-５ 速度モデルの向上
震源決定で使用する速度モデルに含まれる誤差は，震源までの距離の誤差に現れる。坑井近傍で発生する AE の震源位置決定において，対象に近い坑内観測点が存在する場合，速度モデルの誤差の影響は低いと考えられるが，地表観測点のみの観測網では速度誤差の影響を受けやすい。速度モデルを向上させる確実な方法は坑井速度測定であり，高温の坑内環境での測定はかつて難しかったが，DAS などの新しい技術の登場により地熱井での速度測定の難易度は現在，低下しつつある。
１-２-６ 観測点補正値の計算のためのチェックショット利用
HYPOMH や HYPOINVERSE-2000 といった一般的な震源決定プログラムでは，速度構造を水平成層として扱っているため，局所的な不均質構造や，浅層のごく速度が遅い層の影響により，理論値と観測値の間に系統的な走時のずれが生じる場合がある。発振位置・時刻

19

が分かる坑内発破等を用いて理論値と観測値の間の差を求め，それを観測点補正値として利用することができる。
１-３ 一歩進んだ使い方
１-３-１ 震源メカニズム解P 波初動の極性から推定される震源断層の形状をビーチボール状の球体に図示（図 １-18）
したものが発震機構解もしくは震源メカニズム解である。この図を基に，各 AE においてできた地下亀裂の走向や傾斜，主引張軸 (T 軸)と主圧縮軸 (P 軸)の説明を行うことができる。
ただし，求まる震源メカニズム解は断層面の候補が必ず 2 つあり，真の断層面はそのどちらか(場合によっては両方)であることに注意が必要である。メカニズム解の見方については
気象庁などのサイトに詳しい解説がある。また，公開されている P 波初動を用いた震源メ
カニズム解析プログラムには Hardebeck and Shearer (2008)による HASH などがある。
上記の震源メカニズム解析では，断層面がせん断すべりにより食い違う破壊様式のみを考慮している。一方で，観測精度の向上とともに，地熱地域のような地下に流体流動が存在する地域で生じる AE の中には，流体が亀裂へ流出入することに起因して，体積変化を伴う破壊成分を持つ AE が観測されている（Julian et al., 1997; Vavryčuk and Hrubcová, 2017）。
亀裂への流体流入による引張破壊の成分や，流体流出による圧縮破壊の成分を，テンサイル
角（断層すべり面とスリップベクトルの偏角）と呼ばれるパラメータ（図 １-19）により推定することができる（Ou, 2008; Vavryčuk, 2011）。これにより，各 AE への流体流動の寄与や，流出・流入の傾向などを推定できる可能性がある。

図 １-18震源分布と断層メカニズム解20図 １-19

テンサイル角による流体流動に起因する破壊成分の表現

１-３-２ 自然地震トモグラフィ法
震源リストの活用法として自然地震トモグラフィ法が挙げられる。震源決定により得られた震源位置と初動走時の情報を用いた走時トモグラフィ解析により，速度の不均質構造を検出する。震源や観測点の配置や数に依存するため適用場面は限られるものの，不均質構造の検出に利用できる場合がある。なお，解析結果は震源リスト作成で使用した速度モデルの影響を受ける点に注意が必要である。同一深度ごとに速度平均を求め，その値からのゆらぎを計算するなどの相対的評価が望ましい場合がある。
１-３-３ 地表稠密アレイ
震源メカニズム解析の高精度化に寄与する。また，ライン状の配置を採用した場合，初動が連続的に並ぶ見かけに基づきイベントの判読が可能になるほか，隣接する観測点でのイベント波形の相似性を利用した初動読みとりが可能になる利点がある。
１-３-４ DAS による AE モニタリング
DAS は坑井内の全区間に数 m 間隔の観測点を展開可能な高い効率性能と，高温に耐え得る極限環境性能を併せ持つ特徴から，対象に近い地点での観測が可能である。対象近傍に観測点を稠密に配置できる主な利点は，低いノイズレベルの環境を活かした確実なイベント
検出や，震源決定精度（特に震源の深度，坑井からの距離）の向上などが挙げられる。
一方，DAS を用いた長期の AE モニタリングにでは，坑井内への光ファイバーの設置方
法，インテロゲータ等の装置に係るコスト，および大容量データの転送や保存に関する課題がある。
１-４ 調査費用
１-４-１ 2 年間の AE 探査の例
某所における分散型システムによる AE 探査法の調査費の例を表 １-6 に示す。観測期間
2 年間を通して，月 1 回の頻度でデータ回収を実施した概算が示されている。AE 探査法に係る主な費用には 1）調査業務費と２）解析業務費が含まれる。調査業務費には①観測機器
21

設置工事 ②ツールオリエンテーション確認 ③データ取得 ④撤収工事に係る費用が示されている。データ回収の方法や頻度は調査の目的により異なる可能性があるが，本調査では毎月のデータ回収が実施された。また既存の坑井内に坑井内地震計の設置が行われたが，坑井を新たに掘削する場合には，その仕様に応じた費用がこれに加わる。また人や機材の保護を目的としてフェンスの設置が必要な場合も別途工事費が掛かる。
解析業務費に関しては①ツールオリエンテーション解析，②検測，③震源再決定が主な費目となる。検測は毎月のデータ回収後これを実施し，年 1 回の最終報告では DD 法による震源再決定が行われた。

表 １-6

分散型システムによる AE 探査法の調査費（2 年分）の例

内容

金額(円）

1. 調業務費

56,080,000（１）観測機器 設置工事

8,570,000

摘要

観測坑掘削費およびフェンス等の工事費は含まず。

（２）ﾂｰﾙｵﾘｴﾝﾃｰｼｮﾝ確認

2,360,000

1 坑井分（３）データ取得費

35,970,000

2 年間(保守・回収 23 回分)※冬期アクセスが可能の地域（４）撤収工事

9,180,000

埋坑およびフェンス撤去費用含まず。

2. 解析業務費

48,750,000（１）ﾂｰﾙｵﾘｴﾝﾃｰｼｮﾝ解析

2,200,000（２）検測37,060,000

1 ヵ月分×24 回含む（３）震源再決定

9,490,000

1 年分×2 回含む

合計

104,830,000

22１-５ 事例研究
１-５-１ AE 探査法による地熱井近傍の構造推定の事例
日本国内のあるサイトでの約 3 年間の連続地震観測データから，約 10,000 イベントのAE を検出するとともに，Double- difference ( DD, Waldhauser and Ellsworth, 2000 ) 法
を用いて約 4,000 イベントの震源位置を高精度に求めた。それらのイベントに対して，
Okamoto et al. (2018)に記した手法を用いてテンサル角の推定を行い，震源メカニズムへの流体寄与を推定した（図 １-20）。震源は海抜-1000 m 以深と，それ以浅の AE 群に分かれており，それに応じて貯留層も深部と浅部に分かれていることが示唆される。テンサイル
角の推定の結果，流体流出を示す負のテンサイル角を持つイベントが深部貯留層側に多く，流体流入を示す正のテンサイル角を持つイベントが浅部貯留層側に多いことが分かった。

• Detected eventᵒ Relocated event(DD method)

Inflow

Outflow
図 １-20 AE 分布図
テンサイル角成分は○の色で示している（岡本ほか，2021）

観測期間中に AE が活性化する時期（以下，活性期間と呼ぶ）が複数回あったが，その際に，深部貯留層内，浅部貯留層内，および深部―浅部貯留層間を拡散する AE 群が見られた
23

（図 １-21）。これは，何らかの要因で発生した圧力変動が伝播することにより生じたと考えられる。トモグラフィ法によって推定された速度構造分布によると，何れの AE 群も，周囲よりやや高速度で特徴づけられる領域に分布していた。深部，および浅部貯留層内では，
AE 群の拡散速度より 2.0 × 10-14 m2 の浸透率が計算された。一方で，深部―浅部貯留層
間では，より低い浸透率（8.0×10-15 m2）が計算された。単一の貯留層内に比べて，両貯留層間をまたがった AE の拡散速度は遅く，貯留層間 は比較的低透水であることが示唆された。また，何れの領域においても，AE の拡散が見られた場所は周囲より高速度な領域であった。これは，「AE が発生している領域は，間隙が水で飽和しており高速度を示すが，周囲の領域は水で満たされていない亀裂があり低速度である」と仮定すると説明できる。貯留層は熱水卓越状態であることが知られており，そのような水飽和した多孔質体内を選択的に AEが拡散した可能性がある。

24

図 １-21 A E 分 布 の 断 面 図 （ 左 列 ） と 時 空 間 分 布 図 （ 右 列 ）断面図の背景色はトモグラフィ法で計算された速度構造を示す。断面図，および時空間分
布図内の○の色はテンサイル角を示す。（上段）深部貯留層内の結果，（中段）浅部貯留層
内の結果，（下段）深部―浅部貯留層間の結果（岡本ほか，2021）

25

さらに全期間と，一度目の活性期間中，二度目の活性期間中に発生した AE のローカルマ
グニチュードごとの発生頻度をヒストグラムで表示した（図 １-22, 図 １-23）。全期間のAE 発生頻度は M：-1.5～-0.5 までの AE が最も多く，一度目の活性期間中にも同様の傾向が見られた。しかし，二度目の活性期間中の AE では発生頻度の変化が見られた。これは，一度目の活性期間中に比べて，低マグニチュードのイベントを何らかの理由で取り逃しているためと考えられる。

図 １-22

全期間のマグニチュード頻度分布図26

図 １-23マグニチュード頻度分布図(a)一度目の活性期間中(b)二度目の活性期間中（田中ほか，2021）

また，一度目の活性期間前と活性期間中の AE の震源分布を図 １-24 に示す。活性期間中の AE 分布から，深部貯留層（海抜-2000 m）側で主に AE 活動が活発になることを確認した。検出された AE 数は減少するが，二度目の活性期間においても同様の傾向を確認した。活性期間中に，深部貯留層内，浅部貯留層内，深部―貯留層間のそれぞれで AE の拡散が見られた。

27

図 １-24 AE 分布図(a)一度目の活性期間前 (b)一度目の活性期間中。青・緑線は井戸を示す（田中ほか，

2021）

28

（まとめ）


高分解能なAE分布により，坑井近傍の構造体の分布を把握することができた



トモグラフィにより推定された速度構造と比べることで，構造体の性質を推定するこ
とができた



テンサイル角の情報や，AEの拡散情報等を組み合わせることで，流体挙動を推測することができた。



全期間のAE発生頻度は M：-1.5～-0.5までのAEが最も多く，一度目の活性期間中にも同様の傾向が見られた。



活性期間中のAE分布の検証により，深部貯留層側でAEが活発になる場合があることを確認した。

参考文献
Okamoto, K., Asanuma, H., Okabe, T., Abe, Y., and Tsuzuki, M. (2018) : Estimation ofwater flow in geothermal field inferred from microseismic events, Proceedings of the
13th SEGJ International Symposium 2018, doi: 10.1190/SEGJ2018-065.1.
田中勇希・岡本京祐・浅沼 宏・青木直史・大里和己・小野寺真也（2021）: 微小地震探査法による地熱生近傍の構造推定 その１，物理探査学会第 145 回学術講演会要旨集.
岡本京祐・田中勇希・浅沼 宏・青木直史・大里和己・小野寺真也（2021）: 微小地震探査法による地熱生近傍の構造推定 その２，物理探査学会第 145 回学術講演会要旨集.

29

１-６ 各探査手法の取り纏め一覧
AE 探査システム関連の各探査手法の取り纏め一覧表を表 １-7 に示す。
表 １-7
解析手法

解析方法

AE 探査関連の各探査手法の取り纏め一覧表
使用のタイミング

震源再決定
似た波形を持つAEイベントを抽出（クラスタリング）し，DD法等により相対位(震源決定の高精度化) 置を修正。
解析
法

震源メカニズム解析①断層面解：
P波初動の押し引き分布を用いて，初動極性を分ける2つの節面を推定。
②流体流出・流入メカニズム：
3成分振幅記録を用いて，モーメントテンソル解析を使用。

AEトモグラフィ解析

速度構造をトモグラフィ解析により推定

AE反射法

DAS
ケー ブ ル集
約型【対象期間の例】
・掘削地点決定前
・加圧注水/フラッキング中・地下構造を速度構造分布として把握
など

1
以上

DAS
（新規掘削井を利用）

DAS（周辺坑井を利用）

費用対効果
使用目的

1

摘要
低

環境ノイズの影響がある場合，微弱イベント検出困
難。

中

低

設置孔の深度により検出限界は異なる。

高

中

4
以上

高

中

6
以上

低

中

中

中

高

高

高

高

中

高

原位置での稠密観測によるイベント検知能力，
震源決定精度の向上

高高震源決定に使用する高精度な速度構造の取得

高高対象深度での観測によるイベント検知能力，震源決定精度の向上（複数坑井利用により飛躍的に精度向上）。回折強度分布を取得（AE発生状況による）。

高

高

高

高

孔内

人工
震源

使用のタイミング

5
以上
4
以上

掘削地点決定前（期間：半年～1年程度）

5
以上
4
以上

加圧注水/フラッキングの前～後（期間：3ヶ月程度）

サイドトラックまたは補充井のターゲット選定に資するデータの取得

4
以上
1
以上

1
1
以上

4
以上

1
以上

4
以上

掘削終了後

掘削地点決定前（期間：半年～1年程度）
加圧注水/フラッキングの前～後（期間：3ヶ月程度）

30

震源決定精度の向上，震源メカニズム解析が可能なデータセットの取得。
地上で検出困難な高周波成分まで観測できるため，微弱イベント検知可能。
周辺坑井が利用できない場合、コストは増大する。

準リアルタイム震源決定によるオンサイト評価
加圧注水またはフラッキングによる透水性改善の評価に資するデータの取得

100以上

地表稠密アレイ・3次元速度構造 AEの発生位置と時刻の高精度な推定結果が必要。
逆問題やイメージングに適した震源と観測点の数と分布配置が必要。
速度構造と震源位置を同時インバージョンする手法・反射断面も存在する。

低

10
以上
4
以上

1
以上

・震源メカニズム
高精度にメカニズム解を求めるためには，稠密な観・流体挙動の解
測点配置が望ましい。
釈

コ スト

10
以上

孔内観測点＋地表観測点

地上観測点(オンライン回収と自動検測)
孔内観測点(オンライン回収と自動検測)
孔内観測点＋地表観測点(オンライン回収と自動検測)
坑井内観測点(オンライン回収と自動検測)観測法

・地域の応力場の推定
・水理特性の把握

摘要

データ
精度

地上

孔内観測点(簡易孔)

坑井内観測点（周辺坑井を利用）

・高分解能なAE
分布

6
以上

地上観測点
分
散
型

・坑井近傍のフラクチャー分布の高精度な推定・進展したフラクチャーの高分解能な推定・地下構造を反射断面として把握

使用機材数・観測点数
坑井内
地表
3成分

得られる成果

対象期間の全データ取得後 ・地下の断層構造の推定

反射波形を抽出し，AE発生位置と時刻情報に基づきマッピング

観測手法

使用目的

環境ノイズの影響がある場合，微弱イベント検出困難。メカニズム解析には最適。

第2章のDAS-VSP法参照

参考文献（第１章）
Hardebeck, J. L., & Shearer, P. M. (2008). HASH: A FORTRAN Program for Computing
Earthquake First-Motion Focal Mechanisms–v1. 2–January 31, 2008.
Hirata, N., and Matsu’ura, M. (1987): Maximum-likelihood estimation of hypocenterwith origin time eliminated using nonlinear inversion technique, Phys. Earth Planet.
Inter., 47, 50-61.
Julian, B., Miller, A., Foulger, G. (1997): Non-double-couple earthquake mechanisms at
the Hengill-Grensdalur volcanic complex, southwest Iceland, Geophys. Res. Lett.,
24, 743-746.
Klein, F. (2002): User's Guide to HYPOINVERSE–2000, a Fortran Program to Solve for
Earthquake Locations and Magnitudes: U.S. Geological Survey Open-File Report
02-171, 123 pp., https://pubs.usgs.gov/of/2002/0171/.
Lee, W.H.K., and Lahr, J.C. (1975): HYPO71 (revised): A computer program fordetermining hypocenter, magnitude and first motion pattern of local earthquakes,
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卜部 卓，石桁征夫，溝上恵（1990）：新世代の微小地震テレメータ・システムの試み，

地震学会講演予稿集（1990 年度秋季大会），279.
卜部 卓，束田進也（1992）：win-微小地震観測網波形検測支援のためのワークステーショ
ン・プログラム（強化版），地震学会講演予稿集（1992 年秋季大会），388.
Vavryčuk, V. (2011): Tensile eartuqkaes: Theory, modeling, and inversion. J. Geoophys.
Res., 116, B12320.
Waldhauser, F., and Ellsworth, W.L. (2000): A Double-Difference Earthquake Location
Algorithm: Method and Application to the Northern Hayward Fault, California. Bull.
Seismol. Soc. Am., 90 (6), 1353–1368.
渡辺 晃（1971）：近地地震のマグニチュード，地震第 2 輯，24，189-200.
Zhang, H., and Thurber, C.H. (2003): Double-Difference Tomography: The Method and
Its Application to the Hayward Fault, California. Bull. Seismol. Soc. Am., 93 (5),1875–1889. doi: https://doi.org/10.1785/0120020190.
ウェブサイト
気象庁，“発振機構解とは何か”，
https://www.data.jma.go.jp/svd/eqev/data/mech/kaisetu/mechkaisetu.html(accessed 2021/06/08)31

防災科学技術研究所「Hi-net 高感度地震観測網」, ”地震の基礎知識とその観測（岡田義光著）9.2 地震観測網の配置”, https://www.hinet.bosai.go.jp/about_earthquake/ (accessed
2021/06/16)

32

第２章 DAS-VSP 探査システム
２-１DAS-VSP 探査システムの概要
２-１-１方法（1）開発経緯
VSP は坑井内に設置された複数の地震計を使用し行う弾性波調査であり，地熱貯留層を対象とした探査や評価の手段として有望視されながらも，高温環境での実施の困難さから，これまで多くは利用されてこなかった。近年注目される DAS-VSP は光ファイバ分布型音響センサ（DAS）を使用して行う VSP 法であり，高温対応の光ファイバの選択により数百℃の環境での調査が可能となった。加えて DAS は坑井全区間に 1,000 ch を越える観測点を
1~ 2m 程度の間隔で展開可能であり，1 点当たりの測定コストが安いほか，VSP 調査の効率化が期待できる。
JOGMEC は坑井近傍の開口断裂系探査システム開発の一環として，
平成 30 年度の DASVSP 野外機器試験（藤澤ほか, 2019）を実施し，坑井速度測定や反射法等の従来の調査法に関しては極めて効率的なデータ収録が可能であることを確認した。一方で，本技術開発が目指す坑井近傍の開口断裂からの応答検出の観点からは，図 ２-1 の DAS の入射角（θ）に依存した感度特性（P 波に対しては cos2θ，S 波に対しては sin2θ； e.g. Wu et al., 2017）に示されるように，P 波に対する感度の強い指向性（ケーブルに対する入射角が 45°以上
で感度が半分以下に低下）によって，ケーブル側方からの P 波の応答の検出には限界があることを確認した。
令和元年度の DAS-VSP 法実証試験（青木ほか 2020a,b; 永田ほか, 2020;
寺西ほか 2021a,b）では，DAS の長所である高いデータ取得効率を活かしつつ，ケーブルの斜めから入射する S 波に対しては良好な感度を持つ（入射角 15°-75°で 0.5 以上を保つ）DAS の特性を活かした開口型断裂系探査システムの開発を行った。本ガイドラインでは，この新しい探査法を中心に解説する。従来のゼロオフセット VSP，オフセット VSP，
Walk-away VSP 等の手法に関しての解説は章末に別添したが，詳しくは公財団法人 物理探査学会が出版する物理探査ハンドブックを参照されたい。

33

図 ２-1

入射角に依存する DAS の感度特性（2）開口断裂系探査システム
回折波や散乱波は地層の食い違いや断層などで発生し，原理的にそれらは反射波では捉えられない微小な変化を反映するものとして活用法が検討されている（e.g. Schwarz, 2019）。
これら回折波や散乱波は一般的に反射波の数分の一の振幅値しか持たず，標準的な反射法処理においてはノイズ抑制などによって記録から取り除かれてきた。しかしこれらの波が持つ情報は微小な亀裂群や断層の位置推定に有効であると考えられる。
JOGMEC の DAS-VSP 法探査システムは，坑井から数百 m に及ぶ範囲の開口断裂系の探索を目的として，地震波の通過に伴い断裂から発生する二次的な波（変換波，散乱波，および回折波）を検出し，回折源のイメージングを通してその発生位置を特定する（図 ２-2）。
回折源は断裂面に沿って多く分布し，断裂の大きさや開口度の多寡により回折波の振幅に強弱が生じることが予想されることから，イメージング結果の回折強度分布はサイドトラ
ックや新坑井の掘削ターゲットの選定に資する可能性がある。
データ収録に係るシステム構成は 1）DAS と 2）震源からなり，AE を震源に用いる場合はこれに 3）AE 観測網が加わる。震源は地表の人工震源（バイブレータ震源等）または調査エリア内で発生した AE のいずれか，またはその両方を利用する。解析は二次震源で発生する回折源のイメージングを通して回折強度分布（図 ２-3）を提示する。

34

図 ２-2

JOGMEC 坑井近傍探査の DAS-VSP 探査システムの概要

図 ２-3

回折強度分布の例

本記録は 20 個の AE イベントから解析された坑井近傍の回折強度分布であり，レーダープロットは坑井からの距離と方位を示す。同坑井は回折強度異常が認められる 30°方向に掘進し，約 40m 下位で大規模な流体の流出を伴う断裂群に逢着している。回折強度分布は開口性断裂の多寡を示唆する可能性がある。

35

（3）開口亀裂における回折イベント
本手法では人工震源や AE の直達波が坑井近傍の亀裂を通過した際に，発生する回折波を対象イベントとする。亀裂に関連する回折波は直達波と比べて，微弱な振幅を持つことが予想される。図 ２-4 および図 ２-5 に示す弾性波動シミュレーション記録は，それぞれ P
波および S 波の直達波が亀裂を通過した際に，発生する二次的な波動場とその観測記録を示したものである。
各図のパネル（a）は亀裂の応答（亀裂の有無のみが異なる 2 つの弾性波動モデリングの差）を示したスナップショットであり，DAS 記録との比較の為，鉛直成分が表示されている。図中には補足情報として亀裂（Fracture と記載）が緑色の直線で，震源位置が起振車両マークで，DAS の展開範囲（坑井位置）が水色の鉛直線で，そして P 波および S 波の直達波の初動の位置が赤と青の曲線でそれぞれ示されている。各図のパネル（b）は坑井位置での合成 DAS 記録を示しており，それぞれ上段は亀裂モデルでの合成 DAS 記録（原記録）
を，下段はそこから亀裂の応答のみを抽出したパネル（a）に対応する観測記録を示す。図中の黒破線は，それぞれのスナップショットの時刻を表している。注目すべき点として，原記録と亀裂の応答を示した両記録では振幅のスケール値が異なっており，直達波の振幅に対して，亀裂の応答の振幅値が 1~2 桁小さいことが分かる。
P 波後続波中の回折波では亀裂の下方に進行する PP 回折波と，水平方向に伝播する PS
変換波が相対的に大きな振幅値を持つ。一方，S 波後続波中の回折波では亀裂の下方に進行する SP 変換波と，水平方向に伝播する SS 回折波が顕著である。ここで下方に進行する PP
回折波や SP 変換波は直達波と似た見かけから抽出が難しいと考えられるため，PS 変換波または，SS 回折波の利用が妥当と考えられる。
図 ２-6 は合成 DAS 記録における亀裂の応答のみを入力として，PS 変換波マイグレーシ
ョンを実施した記録例である。亀裂を設定した位置に PS 変換波が収斂する様子が示されており，亀裂と関連する回折波イベントの抽出が実現されれば，亀裂のイメージングが可能であることを示唆する。

36

図 ２-4

P 波後続波中の亀裂に関連するイベント

図 ２-5

S 波後続波中の亀裂に関連するイベント

37図 ２-6

合成記録による回折源イメージの例（4）解析手順
図 ２-7 にデータ解析ワークフローの一例を示す。DAS 記録から回折波の抽出を行い，顕著な亀裂の兆候を示すイベントが認められた場合にはイメージングのステップに進む。ここで AE を震源に用いる場合はそれらの震源決定を行い，震源リストの発生時刻に基づくデータの切り出しが必要となる。またマイグレーション処理では震源および受振点からの走時テーブルをそれぞれの速度モデルを用いて計算する。本手法では P 波および S 波の速度モデルを回折波のタイプに応じた組み合わせに応じて使用するほか，AE を利用する場合
は，AE の震源決定に利用した速度モデルを震源側の速度モデルとして使用する。

38

図 ２-7

回折源イメージングの解析フロー（5）適用事例
図 ２-8 に回折源可視化結果を地表反射法調査の解析結果に重ねて表示した例を示す。地
表反射法は振幅値分布を示す反射法断面と，面構造解析と呼ばれる画像診断により判定した断層らしさの指標（Fault Likelihood (Hale, 2013), 断層尤度）がそれぞれ示されている。
断層尤度分布において相対的に値が高い領域はフラクチャーの発達が予想される。一方，回折源の可視化結果としては，回折強度分布（Diffraction Energy）が示されている。高値を示す箇所は，反射法断面において反射イベントが不連続となる構造境界や，断層尤度の高まる箇所と良好な一致を示している。赤矢印で示した深度スライスと坑跡が交わる箇所は，顕著な流体流出が認められた高透水性の断層帯への逢着地点であり，回折強度分布には著しい高値が現れている。
図 ２-9 は坑跡沿いおよび深度スライス上での断層尤度分布と回折強度分布の比較がなされている。それぞれの高値を持つ箇所には関連性が認められ，地表反射法調査の断層尤度
分布に準ずる情報を，DAS による回折源イメージングにより取得可能であることを示唆する。

39

図 ２-8

AE 記録を利用した回折源イメージと反射法記録の統合表示

回折源イメージは DAS-VSP 法実証試験において傍受された AE 記録に対して，
図 ２-7 に示すデータ解析ワークフローを適用し作成された。表示は振幅値の二乗和の計算により回折強度が表現されている。坑井周辺の回折強度分布は，背景に示される地表反射法調査に基づく反射法断面，および断層らしさを 0 から 1 の数値で表現した面構造解析結果（Fault Likelihood または断層尤度）に見られる構造境界と良好な対応が認められた。坑跡沿いのログは温度勾配を，マーカーは流出点の位置を示しており，赤矢印で示す回折強度高値に逢着した地点には，顕著な温度勾配の低下と流体の流出が認められる。

40

図 ２-9反射法に基づく断層尤度分布（左）と回折強度分布（右）の比較（上段）水色の破線は反射法記録において断層発達が示唆される坑井近傍の領域であり，同領域は DAS の AE 波形記録から作成された回折強度分布の高値の領域と良好な一致が見られた。
（下段）同上の深度スライス記録。レーダープロットは坑井からの距離と方位を示す。本断面においても回折強度高値と断裂尤度の高値の分布には関連性が認められる。開口断裂系探査は AE 波形情報を利用した新しい探査法として期待される。

２-１-１ 手法の特性と適用性
DAS は光ファイバ内で発生する後方散乱光が外からの振動によって変化する現象（図２-10）を利用した装置である。地熱井での利用に適した効率性能・極限環境性能のみならず，測定可能な周波数レンジが 0.01 Hz ～ 50 kHz と幅広い広帯域のセンサでもある。また DAS は光ファイバの長手方向の振動に対して感度を持つことから，側方からの P 波入射や，長手方向に進行する S 波の検出には不向きである一方，図 ２-2 に示した様なケーブル
周辺の S 波回折波の検出には適した装置と考えられる。ダイナミックレンジに関してはジ41

オフォン等の弾性波探査のセンサより狭く，測定対象の振動レベルに合わせたアンプの増幅度設定が必要となる。振動レベルが高い環境での微小なイベントの観測には不向きである可能性がある。

図 ２-10分布型光ファイバセンサの原理

２-１-２ 調査仕様設計の方針
本項では主にデータ収録に係る調査仕様設計の方針について記載する。
（1）計測系/受振系
・インテロゲータ（interrogator）
DAS の光源部およびデータ分析部を担う端末であり，検出された信号を計測値に変換し出力する。複数の製品が市場に出回っているが，機種によりダイナミックレンジやシステム
ノイズ等に顕著な性能差が認められるほか，GPS 時刻の精度，出力ファイルの扱いにも優劣が生じている。弾性波探査の発振制御装置との同期や波形データの処理機能を搭載したシステムも存在する（例：シュルンベルジェ hDVS; Silixa iDAS）。
・光ファイバーケーブル
光ファイバは石英ガラス等の素材で形成されており，中心のコアと，その周囲を覆うクラッドの二層構造となっている。コアはクラッドに対して屈折率を高めることで，光は全反射
しコア内を伝播する。光ファイバには用途に応じて複数の種類が存在するが，DAS 用には広帯域な特性を有する高品質で安定した通信が可能なシングルモード（Simgle Mode, SM）と呼ばれる種類が推奨されている。マルチモード（Multi Mode, MM）はコア径が SM より大きく安価であるが，コア内を多くのモード（光の通り道）に分かれて伝搬するため，伝搬信号の歪みが想定される。ただし伝播距離が比較的短い VSP では，SM と大差のない記録を得られた事例の報告がある。

42

図 ２-11

シングルモードとマルチモード

光ファイバの周囲に保護被膜を被せたものを光ファイバ心線と呼ぶ。被覆材料や被覆構
造は使用環境に応じて種々開発が進められており，地熱井用には高耐熱性・耐薬品性を有す
るポリイミドなど，特別な保護被膜を施したものを用いる。また探査用の光ケーブルは，光ファイバ心線を外圧や水の進入から守る設計がされており，ステンレス管に光ファイバ心線を挿入した上に，特殊な高分子材料で被覆を施し，更にその外側を金属被覆したケーブル
構造が主に用いられる（e.g. 常石, 2013）。後述するワイヤーライン法と呼ばれる設置方式
で実績がある光ケーブルの例を図 ２-12，図 ２-13 に示す。前者はキャピラリーチューブと呼ばれる細いステンレス管を二重に用いたものであり，内側の鋼管にはジェルが充填さ
れ 2 本の光ファイバ心線を保護している。後者はこれを更にアーマード化し，より大きな外圧に耐えられる設計となっているほか，傾斜井では自重による良好なカップリングが期待できる。

(SM, MM)

図 ２-12ステンレス二重管による光ケーブルの例

43図 ２-13

アーマード化し保護性能を高めた光ケーブルの例

・設置法
坑井内に光ファイバーを設置する方式として以下の 4 種が知られている（e.g. 小林ほか,
2019）：①外側にファイバーケーブルをクランプしたケーシング（CSG）を降管し，そのままセメンチングを行い固定する方法（Behind CSG 法），②外側にファイバーケーブルをクランプしたチュービング（TBG）を降管し設置する方法（Along TBG 法），③チュービングあるいはケーシングの内側に，芯に光ファイバーを備えたワイヤーラインを降下し設置する方法（ワイヤーライン法），④ファイバーケーブルを挿入済みのコイルドチュービング（CT）
をチュービング内に降管し設置する方法（Inside CT 法）。
探査目的で坑井内に一次的に光ファイバーケーブルを設置する場合，②～④が候補となり，最も簡便な方式が③のワイヤーライン法となる。
・坑井数
複数の坑井を順次または同時に利用し観測を行う方式は，より広範の探査や，震源数の少なさを補う方法としても有効である。デメリットとして，順次を行う方式では発振作業をそれぞれの展開に対して行う必要があり，調査期間が延びる点が挙げられる。複数坑井で同時

44

観測を行う場合ではこの問題は生じないが，観測装置をそれぞれの坑井に対して用意する必要がある。
（2）震源系
震源は，AE または人工震源（バイブレータ等）のいずれを使用するかを検討する。AE が調査エリア内で頻繁に発生している地域では，AE を震源として利用することでコスト低減が図られるが，震源位置を精度よく求めるための AE 観測網が別途必要である。
一方，AE の発生頻度が低い，あるいは分布に偏りがある場合や，坑井を利用できる期間が限定される場合には，人工震源が必要となる。バイブレータは AE と異なり，任意の時
間・場所で発振が可能であるため，計画的な調査が実現する。本手法において発振点数は必ずしも多数を必要としないものの，明瞭な回折波を収録するために，1 地点あたり 1 時間程
度ないしはそれ以上の発振作業が必要となる可能性がある。この場合，長時間の発振作業に適した敷地が必要である。
なお，人工震源を用いる方式では坑井速度測定が Zero offset VSP（坑口付近で発振を行
い複数の坑井内受振点で観測を行う VSP 調査方式）により可能である。速度モデルは震源決定の精度向上に寄与することから，AE を利用するケースであってもバイブレータの併用により，精度を高めた解析が可能となる。また AE 記録の取得は運任せの側面があり，より確実な探査を求める場合，両者の組み合わせが理想的である。
また地層流体の流出点では定常的あるいは突発的な振動が DAS 記録において観察されるが，その振動レベルによっては AE 観測が困難になる状況が想定される。この場合，バイブ
レータでは相互相関処理を通して，これらの影響を低減できるとの期待がある。
(3) AE 観測網
AE を震源として利用する場合，AE の波形データに加えて，震源決定の結果である震源
リストの取得（または入手）が必要である。震源位置と発生時刻の情報が加わることで，波形記録を発震記録と見做したデータ解析が可能になる。三成分地震計の地上観測点は少な
くとも 4 地点が必要であり，観測点が不足する場合は臨時に設置する必要がある。ジオフ
ォンを用いたライン状の測線配置はイベントの検出に有利であり，良好な観測点配置が可
能なアクセス路があれば利用を検討する。
速度モデルは震源決定と回折源イメージングで共通のものを使用することが肝心である。
これは DAS の初動データについての理論走時と観測走時の誤差が十分小さいことが望まれているからであり，誤差が大きい場合は観測点補正の適用を検討する。
２-１-３ データ処理・解析作業の指針
本項では主に取得データの処理・解析の指針を示す。図 ２-14 に解析の流れを示す。本
解析手法における主な作業項目は以下の 4 点である。
45

・速度モデル作成
・回折波の抽出と強調
・震源決定（震源の位置，発生時刻の推定）
・回折波イメージング・反射法イメージング（オプション）

図 ２-14DAS-VSP 探査システムの解析の流れ（1）速度モデル作成
後述する震源決定，回折源イメージング，およびオプションの反射法イメージングにおいて必要となる速度モデルを作成し，それぞれの処理・解析において調和的なモデルが使用される必要がある。DAS-VSP では初動走時を用いた区間速度推定のほか，トモグラフィ解析や波形を利用した FWI 解析に基づく速度構造推定（詳細は２-４-１項を参照のこと）が可能であり，速度モデルはこれらを参照したものであることが望ましい。
（2）回折波の抽出と強調
回折波は直達波や反射波に対し微弱であることから，回折波の抽出 / 強調処理が必要となる。この実現のための手法は様々に考えられるが，例えば回折波の見かけの違いを利用して，ローカルに平面波と近似できる反射波や直達波を除去した後，回折波の波面に沿った平滑化を行う方法で，回折波の抽出・強調が可能である。図 ２-15 に適用例を示す。本手法により顕著な回折波イベントを確認できた場合，回折源イメージングのプロセスに進むこと
ができる。
46

図 ２-15DAS の AE 記録に対する回折波強調処理の例：（左）適用前（右）適用後①～④は定常的な振動のある位置を示しており，左図中に赤線で示される
Distributed Temperature Sensing（DTS）の温度曲線が変化する地点に対応することから，地層流体の出入が生じている箇所と解釈される。回折波強調処理を施した結果（右図）には，断層帯（FZ1・FZ2）付近の赤矢印で示した位置に，P
波初動の後続に顕著なPS変換波が確認できるほか，S波通過後にも後続波の著しい増幅が認められる。
（3）震源決定AE の波形をイメージングで利用可能とするため，震源決定を行い震源の位置と発生時刻を推定する。ここで震源位置から DAS までの理論走時と実際の走時の誤差は十分小さいことが望まれており，誤差が大きい場合は観測点補正や速度モデルの調整が必要となる。
（4）回折源イメージング
回折波強調処理を行った DAS 記録を入力とするマイグレーション処理を行う。図２-16 に回折源イメージングを行った例を示す。可視化に当たっては S 波初動後の後続波に顕著な回折波（図 ２-15 参照）が抽出されたことから，SS 回折波についての回折源の可視化が行われた。速度モデルは S 波初動走時と震源側走時テーブルが調和的になることを期待し，震源決定に使用された S 波速度モデルが使用されている。回折イメージング記
録は反射法記録と同様の振幅表示のほか，一定の解析窓内の振幅値の 2 乗和（回折強度）
を対数スケールにて表示する方法が推奨される。
（5）反射法イメージング（オプション）
47

観測データには回折波のほか，地層境界面や岩相境界面からの反射波が含まれており，これらを対象とした反射法イメージングを行う事で反射法断面を得ることができる。詳細は２-４-２項を参考のこと。

図 ２-16

坑跡沿い断面における回折源イメージ

回折波のマイグレーション記録（左）とその強度表示（右）。10 個の AE 記録から抽出された回折波データを用いて作成された。左図の黄色矢印は反射イベントに対応し，右図の黄色矢印は想定される断層（マゼンタの波線）近傍の回折強度が高い領域を示す。

２-１-４ 調査期間
（1）AE を震源とする場合
AE 記録から抽出された回折波データを入力として，それらの発生源（二次震源位置）を
マイグレーション処理により推定するためには，複数の AE 記録が必要となる。この解析に必要とされる AE の数や分布に関する問題は微小地震の震源決定における観測点配置の問題と同様に，発生源の位置決定には少なくとも 3 個の AE 震源がケーブルを取り囲むように分布することが必要であるほか，偽像の少ない回折源イメージを得るためにはより多くの AE 記録が必要となる。ここで実証試験において 10 個の AE 記録を用いた回折強度分布
において，反射法の断裂尤度分布（Fault Likelihood）に準じる記録が得られていたこと（e.g.
図 ２-8，図 ２-9）を踏まえて，2 桁以上の AE 記録の利用を本ガイドラインでは推奨する。
よって受動探査の観測期間は，回折波の抽出が可能な AE 記録が 10 地点以上で確保可能な期間を目安とする。発生頻度に関する事前情報が無い場合は，十分な観測期間を設けるか，
バイブレータとの併用が推奨される。

48

（2）バイブレータを震源とする場合
回折源イメージの作成には少なくとも，3 地点以上の震源により DAS の受振ケーブルが取り囲まれている状況が望ましいと考えられる。ここで回折波の振幅値は直達波のそれと比べて 1～2 桁小さいため，バイブレータを震源に用いる場合は長時間の発振作業が必要である。図 ２-17 は DAS の AE 記録と VSP 発振記録の比較であり，S/N 比に基づく検討か
らは同等の記録を得るために，3 時間程度の発振作業が必要であることが示されている。一日当たり数点の発振作業を実施する場合，数日程度の調査期間が一般的と考えられる。
なお，
バイブレータの同時発振技術により複数の発振記録を重ねて取得することで，調査期間を短縮できる可能性がある。

図 ２-17 AE 記録とバイブレータ発振記録（SP1009）の比較
各図における赤枠内（シグナル）と黒枠内（バックグラウンドノイズ）の RMS
振幅の比を S/N 比（SNR）と定義して，AE 記録相当の SNR を得るためバイブ
レータのスウィープ回数（npassive）が 364 回（発振作業時間換算で約 3 時間分）と見積もられた。
２-１-５ 典型的な探査の流れ
AE 観測と DAS-VSP 法を掘削ロケーションの選定に積極的に適用する場面のフローチャートを図 ２-18 に示す。AE 観測を地表調査の初期段階から実施することで，震源分布や応力場の状況を早期に把握でき，透水性亀裂の卓越方向の予測に基づく試掘位置やサイドト
ラック候補地点の選定が可能となる場合がある。掘削が不成功の場合は翌年度に備えて
DAS-VSP 調査を実施し，Zero offset VSP による坑井速度測定結果をハードデータとする
速度モデルを用いて震源分布の再決定と断層面解の再解析を行うほか，回折源イメージン
49

グ等の VSP 記録を用いてターゲットを評価し，翌年以降のサイドトラックか，別エリアの新規掘削かの判断に役立てる。AE 数が多い場合は AE トモグラフィ解析も有効である。

図 ２-18DAS-VSP の適用場面

２-２データ取得技術
２-２-１ 探査範囲・期間の設定
回折源イメージングの探索範囲は，坑跡から水平距離で 500ｍ程度となる。AE が対象坑
井の周辺で取り囲むように発生している場合，これらを震源に用いた回折源イメージングが可能と考えられる。観測期間はこの場合，震源決定が可能なイベントが 10 回程度観測される期間となる。
上記 AE 記録の収録が難しい場合，人工震源を使用する。1 地点あたり発振時間はバイブ
レータの種類，対象深度，地質状況によって異なるが，1 時間から数時間程度の発振時間が必要と考えられる。発振作業は 1 日当たり 2~3 点の進捗を想定した場合，3～5 日程度の発振作業期間が標準的と思われる。坑井の利用時間が限られる場合，同時発振法を用いることで発振作業期間を 1～2 日に短縮できる一方，震源数の増加に伴うコストの増加が見込まれる。
２-２-２ 観測点配置と探索範囲
本手法で検討すべき観測点配置には，人工震源（バイブレータ震源），受振ケーブル（光ファイバーケーブル），AE 観測網に関するものがある。
回折源は断裂面に沿って多く分布し，開口の多寡により回折波の強弱が生じることが想定される。地上から発振を行う場合，発振点数は必ずしも多数を必要としないと考えられる
50

が，回折波のエネルギーが放出される方向は，断裂形状のほかに震源の位置にも依存するため，発振点はある程度，面的に配置されることが望ましい。発振点は坑跡の周囲を取り囲む
1km 以内を目安に，最低 3 地点に分散して配置する必要があり，通常は 10 地点以上を目安とする（図 ２-19）。また，回折波のエネルギーを十分に確保するため，1 地点当たりの発
振時間は十分確保する必要がある。この際は地表の陥没等に留意し選点を行う必要がある。
DAS の受振ケーブルの配置に関しては，受振ケーブルの長手方向の振動に対し感度を持
つ特性を考慮する。傾斜井の場合，回折源からの S 波の検出が期待できる範囲は，図２-19(b)示すような指向性を持つと考えられる。探査深度は震源のエネルギー次第ではあるが，ケーブルから 500m 程度の距離を目安とする。
AE を震源に用いる場合，その震源決定のための観測網が必要である。既設の観測網がある場合にはこれを利用し，観測網が無い場合または観測点数が足りない場合は，臨時観測点を設ける。震源位置決定目的では坑井から 1～2 km 程度の範囲に少なくとも 5 地点以上，
震源メカニズム解析の実施を実施する場合は 30 点以上が推奨される。地表測線を追加設定
し反射法記録を取得する場合には，この測線を AE 観測に用いることが可能である（２-３２項を参照のこと）。

51

図 ２-19発振点配置の例（a）坑跡から概ね 1 km までの周囲を中心に 10 地点以上の発振点を配置する。同時発振法
は観測時間の短縮を図る事が可能である。
（b）S 波回折波を利用する本手法では，ケーブル直交方向に 500m 程度の距離が調査可能な範囲と考えられる。

52

２-２-３ 観測方式・機器選定
弾性波探査用の機能を有する DAS システムでは震源制御装置と連動し，発振信号に応じて収録を開始し，所定の時間の記録がファイル出力される。この様な機能を持たない DAS
システムでは連続観測を実施し，GPS 時刻に基づき波形を切り出す。DAS の連続観測記録
は通常，一定時間（30 秒が一般的）毎のファイルとして，観測時刻を含むファイル名で出力される。AE または人工震源の波形記録の切り出しは地震探査用のデータ処理ソフトウェアを用いて，震源リストの AE 発生時刻や発振開始時刻に基づき実施する。
なお DAS のファイルフォーマットの統一規格は普及しておらず，現時点では機種により異なる点に注意が必要である。ただし，弾性波探査に対応した DAS システムでは米国物理探査学会の標準フォーマット SEGY が利用できるほか，バイブレータの記録をリアルタイ
ムで確認するための，データ処理システムを搭載した機種が存在する。
２-２-４ 機器設置法（1）DAS の設置
光ケーブルをワイヤーライン法により坑内に設置する作業の模式図の例を図 ２-20 に示す。ケーブル先端にシンカーバー（図 ２-21）を取り付け，ウィンチで坑井内に降下させる。
目的深度に達したらケーブルを固定し，ラインワイパー（図 ２-22）により防噴対策を講じ
たうえで観測を開始する。表 2-1 に観測の仕様例を示す。
固定後には設置深度と DAS 記録上の位置の対応をつけるためのタップテストを行う。坑口などの基準となる位置において光ファイバーケーブルを工具等でタップし，DAS 記録上
でこのイベントに対応するチャネルを特定する（図 ２-23）。その他の方法として冷却スプ
レーを吹き付けることで，温度変化に伴うシグナルを検出する方法（freezing test）も用いられる（図 ２-24）。深度の基準点を設定することで DAS の各チャンネルに対し，対応する深度（Measured depth）が割り当てられる。
配線に係る注意点として，光ファイバは許容曲げ半径以内で取り扱う必要があることが挙げられる。また DAS の典型的ノイズである「コモンノイズ」はインテロゲータの振動が原因であることから，インテロゲータは静穏な環境に設置されることが望ましいほか，防振台や防振パッドなどの対策を施すことが望まれる。

53

図 ２-20 実証試験の坑井作業模式図

図 ２-21

ワイヤーライン法における坑内ツール編成の例

54

図 ２-22

ラインワイパー55

表 ２-1 坑井内測定用機材の例
機 種

種 別

製 造 元

仕 様

ウインチ

キャピラリーチュー （株）物理計測コ 電動式チェーンドライブ

ユニット

ブ用ウインチ

巻上速度：0～20 m/min

ンサルタント

外径：1/4" (6.35 mm)
破断強度：9,490 N (967 kgf)
光ファイバ入りキャケーブル

ピラリーチューブ

耐熱：300℃
AFL

光ファイバ：マルチモード (MM) 1 本(DNS-5681)

シングルモード (SM) 1 本
MM：3.2/1.4 dB/km @ 850/1,300 nm
SM：0.82 dB/km @ 1,550 nm
サンプリング周波数：1 kHz ～ 100 kHz

弾性波
測定機

周波数レンジ：0.01 Hz ～ 50 kHz

光ファイバ分布型音
響センシング装置

最大測定範囲：40 km

Silixa

空間分解能：1 m(iDAS)

ゲージ長：10 m
光ファイバ：SM, MM
測定方法：シングルエンド方式
測定距離：6,000 m

光ファイバ分布型温
温度
測定機

度計測装置

横河電機（株）(DTSX-200)

温度測定範囲：-200～800 ℃
サンプリング分解能：0.1～1 m
温度精度：±1.0 ℃
光ファイバ：MM

図 ２-23

タップテスト時の DAS 記録

56

図 ２-24

冷却スプレーによる freezing test

（左）freezing test の風景（右）DTS の表示（2）AE 観測網
AE 測網の例を図 ２-25 に示す。分散型配置の観測点（A~E, W）とライン状の稠密観測網（1～90）の 2 種類が示されており，使用された観測機材をそれぞれ図 ２-26，図 ２-27に示す。1 か月以上の長期観測を実施する場合，長期のバッテリ駆動の前者の様な機材が候補となる。一方，短期の観測を行う場合には，設置・回収が容易な探査用の簡易観測機材が候補となる。図 ２-27 に示す例では鉛直方向の振動を計測するジオフォンが用いられている。
2 種類の観測点配置による波形記録例を図 ２-28 に示す。震源の決定は，前者は P 波とS 波の初動走時を，後者は P 波の初動走時を用いて実施する。前者には坑井内観測点が含まれており，地上付近のコヒーレントノイズと AE イベントを見分けることが容易である。
稠密観測網のライン状のアレイにおいて AE イベントは双曲線状の特徴的な見かけを持ち，地表付近のノイズや遠地地震とは異なるため判読が容易である。

57

図 ２-25

図 ２-26

臨時観測網の例

分散型の長期観測網に適した観測機材の例

58

図 ２-27

短期の稠密観測に適した機材（Sercel Unite）

図 ２-28 AE 観測の波形記録例（左）9 観測点の AE 観測網による記録例。坑井内観測点は W で示される。
（右）稠密観測網による記録。坑井近傍の AE イベントは特徴的な双曲線状の見かけを持つため，車両や雷などのノイズと区別できる。
（3）人工震源（バイブレータ）
AE の発生頻度が低い場合，分布に偏りがある場合，あるいは坑井を利用できる期間が限定される場合などには，人工震源を用いる方式を採用する。バイブレータ震源は任意の時間・場所で発振が可能であるため，計画的な調査が実現する。表 ２-2 に現在，国内で稼働しているバイブレータの諸元を示す。車両サイズが異なる数種のものがあり，アクセス路の道幅を参考に選択する。
「ピークフォース」に示される値は起振力を示しており，大型のものでは発振時間の短縮を図ることができる一方，道幅等の制約からアクセス可能な場所の選択肢が少なくなる傾向がある。また高度な発振制御を実現した次世代型のバイブ
レータは 1Hz からの発振が可能であり，実効 2.5 Hz から 400 Hz までの振動が可能にな
っている。

59

表 ２-2 バイブレータ震源の諸元比較表

２-３データ解析技術
２-３-１ 回折波抽出と強調
図 ２-15 で例示したような坑井近傍の回折波イベントを，DAS の発振記録や AE 記録から抽出するデータ処理は，それぞれのイベントの見かけの差を利用し行われる。まず直達波
や反射波はローカルに平面波と近似できる振幅の大きいイベントであり，この様な波はPlane Wave Destruction (PWD) フィルタ(Fomel, 2002; Schwarz, 2019) を用いて抽出が可能である。これを原記録から除去した差分記録には回折波イベントが含まれるが，ノイズレベルに近く目視では判然としない場合が多い。これら回折波イベントの強調処理は S 波
速度で広がる回折波に対応する曲率を持ったイベントを差分記録上で探索し，その曲面に沿った平滑化によって S/N 比を改善する（参考：Common Reflection Surface (CRS) 重合法（Jager et al., 2001））。

図 ２-29

回折波イベント沿いの平滑化
60

２-３-２ 地表測線を利用した震源決定
震源位置の推定に関しては前章（AE 探査法）に詳しく記載されている。本節では稠密臨
時観測測線における解析例を紹介する。図 ２-30 に示す AE 記録は，探査用の簡易地震計（ジオフォン）を坑井周辺にライン状展開し観測したものであり，同測線は反射法記録の取得にも利用されている（２-４-５「地表観測点を追加した同時調査」参照）。図 ２-31 は波形の相関評価を通して相似地震をグルーピングし，グループ内の初動読み取り位置の共通化（図 ２-32）を通して読み取り精度の改善を図ったほか，震源決定には Double Difference（DD）法を用い，相対的な位置の精度を高めた。

図 ２-30

図 ２-31

稠密臨時観測による AE 記録

波形の相関評価を通した初動読み取り精度の改善（左）稠密臨時観測による AE 記録例（初動値により整列）（中央）ある観測点における全イベント波形（右）波形の相関評価

61図 ２-32

グループ毎に初動の読み取り位置を調整

各パネルの（左）適用前，（右）適用後２-３-３ 回折源イメージング
マイグレーション手法は，キルヒホッフ型重合前深度マイグレーションを用いるケースについて説明する。同手法は図 ２-33 に示すように，走時テーブルを震源位置と受振点位置を起点にそれぞれ作成し，それらの和によって表現される観測走時（T）に対応する波形データを，等走時面沿いにマッピングする。この等走時面は回折源の候補地点を表しており，全ての入力トレースについての計算結果を加算していくことで，定常的な回折源が徐々に可視化されていく。震源の数が少ない場合や，分布に偏りがあると偽像が残存しやすい特徴がある。一方で，図 ２-34 に示すように複数の坑井で DAS 観測が可能である場
合には，観測点数の増加とともに観測点配置の多様性が増すことで，回折源イメージの確からしさが向上するとの期待がある。
また，キルヒホッフ型マイグレーションでは速度モデルの組み合わせを変えることで，
P 波後続の PS 変換波と，S 波後続の S 波回折波（SS 回折波）を，それぞれ別々に取り扱うことができる。すなわち PS 変換波を対象にする場合，震源側速度モデルを P 波速度モ
デル，受振側速度モデルを S 波速度モデルとする。同様に SS 回折波を扱う場合は，震源側と受信側の双方でＳ波速度モデルを使用する。AE 記録を利用する場合，SS 回折波は振幅が大きくイメージングに有利であるが，全ての受振点および震源を含む領域の S 波の速度モデルが必要である。震源リストを使用した処理を行う場合，震源決定に使用された S
波速度モデルを使用する方法が推奨されるが，受振点側については DAS-VSP で推定した
速度構造を利用することで，坑井から対象までの距離がより正確に求められる利点がある。

62図 ２-33

図 ２-34

回折源イメージング法

マルチウェル DAS 観測による回折源イメージの改善

２-４一歩進んだ使い方
回折源イメージングに追加して実施することで，解釈精度の向上や地下構造の捕捉に役立つ観測・解析手法を以下に示す。
２-４-１ 速度構造推定
地下の速度構造は岩石の種類，亀裂や断層の発達状況，変質作用に伴う岩石性状の変化，温度，含水量など様々な要因により変化する。広範囲かつ詳細な速度構造の推定が可能となれば，地質状況を理解する手掛かりとなる。速度構造の推定には地震波トモグラフィが広く利用されている。トモグラフィ解析では，地下空間を小さな領域に分割し，ここを通過する
多数の地震波の伝播時間（走時）を基にした逆解析によって地下の速度構造を推定する。

63ここで，自然地震を利用する場合は，発生の位置と時刻の双方が推定に基づくものである
ため，解析結果は一定の誤差を伴う。一方，VSP では発振が行われた正確な位置と時刻が判明している人工震源を用いることで，速度構造推定の精度の向上が期待できる。
ここで自然地震トモグラフィと DAS-VSP のトモグラフィには，震源および受振点の配置の偏りに関する共通の課題がある。自然地震の震源分布には地域性があり，偏在する場合が多い。さらに観測点の数は少なく散在している。DAS-VSP の観測点は坑井内に限定され，震源の配置は地表条件に依存する。この問題に対しては，両者の組み合わせや，地表弾性波探査による屈折トモグラフィとの組み合わせによる統合解析が，有効な緩和策となる可能性がある。図 ２-35 は DAS-VSP、SSP それぞれの初動走時データに基づくトモグラフィ
解析を実施した結果と，両データの組み合わせによる解析結果を比較したもので，前者はそれぞれ波線の通過しない箇所が白抜けの状態となっている点が指摘されるが，両者を組み合わせた結果ではより広い領域の不均質速度構造の把握が可能であった。

図 ２-35DAS-VSP / SSP データ統合によるトモグラフィ解析の効果

図 ２-36 に示す例はゼロオフセット VSP による坑井速度と DAS-VSP と SSP の初動走時データを統合した解析による速度構造が対比されており，坑井で認められた低速度異常
域が，統合解析により空間的に把握可能になったことが示されている。また，図 ２-37 は，より高い精度の速度構造推定が実現される Full waveform Inversion（FWI）の例を示したものである。本手法は初動走時だけでなく波形も利用する解析法であり，図の例では坑跡沿いの区間速度との比較において，FWI は坑井速度測定により近い値を示しており，白矢印
で示した箇所などで整合性が向上している。

64

図 ２-36

地上のバイブレータ震源と坑井内および地表の観測点を用い行われた走時トモ
グラフィ解析の例

図 ２-37

同上のデータに対し適用された FWI 解析の例

２-４-２ 反射法処理
DAS-VSP 記録から反射波を抽出し，マイグレーション処理を通して反射法断面を得ることができる。図 ２-38 に DAS-VSP と SSP の反射法断面の比較が示されており，DAS-VSP
65

は SSP よりも分解能が高く，深部の高傾斜断裂面からの反射波が捕捉されていることが分かる。一方で DAS-VSP の反射法記録は受振点のバリエーションが限られるため，得られる反射断面には坑跡の下方では地層境界面が，側方では断裂等の構造境界面が主に捉えられている。

図 ２-38DAS-VSP 反射法記録の例（青木ほか, 2020a,b）２-４-３DAS/DTS 観測
図 ２-39 は DAS と DTS の記録を併記したものである。DAS の連続観測記録には，周辺域で発生した AE 記録が傍受されており，ここには明瞭な P 波と S 波の初動を呈する記録も含まれていた。一方で定常的にノイズレベルが高い区間が観測されており，DTS データと比較すると，浅部のノイズレベルが高い区間は飽和温度に達している区間と一致し，飽和温度区間の境界面や水位の深度で強い振動が観察されることから，坑内流体の沸騰による振動が発生していると解釈される。深部のノイズレベルが高い区間では，温度曲線が大きく変化しており地層流体の活動による振動が発生していると考えられる。光ファイバ計測は
坑井近傍の変化を時空的かつ詳細に把握できると考えられ，掘削後の坑井のように，坑内状
況が時間的に変化する場合のモニタリングにも有効であると考えられる。

66

図 ２-39

地熱井で取得された DTS および DAS モニタリングデータの例（永田ほか, 2020）

２-４-４反射法記録に基づく断層面抽出
DAS-VSP の反射法記録には図 ２-38 で示したように，坑井近傍の高傾斜断層面からの反射が含まれる場合がある。これらイベントの抽出を目的とする面構造解析は回折源イメ
ージングと同様に，断裂系の把握に役立つ可能性がある。図 ２-40 は DAS-VSP の反射法
記録から高傾斜反射面を抽出した例であり，断層面の分布や大きさが表現されている。
ここで留意すべき点として，光ファイバーケーブル 1 本のみの DAS-VSP の反射法記録
は観測点配置の影響から，抽出される反射面の殆どがケーブルに向かい傾斜する特徴を持つ点である。DAS-VSP においてより正確な反射法イメージングを実施するためには，
Multi-well DAS-VSP など，観測点配置の改善を図った VSP 調査が必要となる。

図 ２-40DAS-VSP 反射法記録の高傾斜反射面の抽出

面構造のサイズの大きいものが暖色系で表現されており，坑井近傍の面構造の位置とサイズが比較可能である。
67

２-４-５ 地表測線を追加した同時調査
反射法用の地表測線を設置可能なフィールドでは DAS-VSP との同時収録により，個々に調査を実施する場合に対して経済的なデータ収録と効果的なデータ処理・解析（図２-41）が可能である。地表弾性波探査（SSP）を実施する主な利点は，DAS-VSP で得られた坑井近傍の地質状況が，反射法断面の画像処理を通してモデル化され，どの様に広がるかを把握できることである。図 ２-42 の左パネルは断層尤度（Fault Likelihood）を背景にして，断裂密度（Fault Density または FD）分布のモデル（断裂密度の高値の領域の割合を示したもの）が示されている（青木ほか, 2020a）。断層が複雑に発達し，空隙が保持され透水性を有する可能性の高い個所を示している。また図 ２-42 の右パネルは FD 高
値が連続する領域を抽出し，サイズ順に色づけを行うことで断裂系の連結状況を示した図である。流体の流れやすい方向などの把握に役立つと考えられる。

図 ２-41DAS-VSP と SSP の統合データ処理フロー68図 ２-42坑井近傍で取得された地表弾性波探査に基づく断裂系モデル

２-５調査費用
開口断裂系探査を目的とする DAS-VSP の実施方法には様々な実施パターンが想定される。そこで幾つかのモデルケースについて概算を行った。坑井は最高温度 300℃未満の傾斜井を想定し，測定区間は 2,000 m としている。
最も安価に実施可能なケースとして，DTS による温度回復試験等の追加作業として実施する場合が想定される。DTS と DAS における光ファイバーケーブルの敷設方法は同じであり，光ファイバ心線に複数のファイバが搭載されているケーブルでは，DTS と DAS の同時観測も可能である。モデル 1 は AE 観測網が既に整備された調査地において，DTS と同時に DAS による AE 観測を実施し，顧客提供による震源リストを利用して回折源イメージングを実施した場合の追加費用の試算となる。
モデル 2～モデル 3 は AE を震源に利用できる場合であり，観測日数がそれぞれ 2 日(48時間)，4 日間（96 時間）の調査費を示している。一方，モデル 4~モデル 5 は AE 観測とバイブレータ震源の発振作業を併用する場合の同様の調査費を示している。DAS の観測費用
は 2 日間 2200 万円，4 日間 3000 万円と仮定した。DAS は新しい計測技術であり，本稿執筆時点において国内普及はまだ進んでおらず，使用機材は海外からのレンタルを想定した概算となっている。年 4-5 回程度の需要創生により国内導入が進めば，DAS のサービス価格は低下することが見込まれる。
モデル 6 はバイブレータ震源のみで実施するケースの試算である。効率を改善するため，
3 台の同時発振による 1 日の観測を見込んだ。回折源イメージングにおける同時発振の有効性については本稿執筆時点では未実証であり，実用化研究が期待される。
モデル 7 は地表観測点を追加し，DAS-VSP との同時調査を実施する場合を想定する。それぞれの調査を単独で行う場合に対して，震源の共通化による効率の改善が図られるほか，断裂系に係るより多くの情報の取得が可能になる。
69

表 ２-3 モデル別探査費試算表
モデル１ モデル２ モデル３ モデル４ モデル５ モデル６ モデル７
計測期間[Day]

2

2

4

2

4

1

4

坑内計測時間[h]

48

48

96

48

96

24

48

DTS

―

DAS

500

2200

3000

2200

3000

1800

2200

発振作業

―

―

―

750

1000

1500

750

AE 観測(臨時）

―

700

900

700

900

―

700

100

―

―

―

―

―

―

回折源イメージング

900

900

900

900

900

900

900

地表弾性波探査

―

―

―

―

―

―

3450

探査コスト

1500

3800

4800

4550

5800

4200

8000

提供された震源リスト
を利用する場合

単位：万円（税抜）
共通条件：測定区間 2,000 m，最大傾斜角 50°未満，最高温度 300℃未満
モデル１

DTS 温度回復試験等に合わせた実施。震源リスト提供可能の場合（DTS 費用は含まれない）。

モデル２ AE 頻発地域向け。30 点程度の地表臨時観測を想定（環境ノイズ少ない場合）
モデル３ モデル 2 を 2 日間延長。AE がやや少ない地域向け。
モデル４ モデル 2 とバイブレータ震源（1 台）を併用。
モデル５ モデル 4 を 2 日間延長。AE がやや少ない地域向け。
モデル６ AE がまれな地域。バイブレータ震源（3 台）の同時発振により観測期間を短縮した場合。
モデル７ モデル 4 に続けて 2 日間の地表弾性波探査の実施（2D またはミニ３
D を想定）。

70

２-６ 各探査手法の取り纏め一覧
DAS-VSP 探査システム関連の各探査手法の取り纏め一覧表を表 ２-4 に示す。
表 ２-4

DAS-VSP 関連の各探査手法の取り纏め一覧表
探査に使用機材・観測配置等
探査手法

使用目的

使用のタ
イミング

坑井内
DAS DTS

温度回復試験/水みち検知
DAS/DTS
受動探査

/周辺坑井

人工震源併 回折強度分布把握を通した掘削ター
用

ゼロオフセット
DAS-VSP
オフセット
DAS-VSP
マルチアジマス
DAS-VSP
マルチオフセットDAS-VSP

坑井速度測定/コリドースタックと地表反射断面の対比
坑井近傍の反射断面（放射方向）

震源を配置した方位の反射断面比較AE

2D

調査法の特徴透過トモグラフィ断面取得

測定時間

下

〇

〇

温度 振動
1D

終了後

坑井内温度の時間空間変化

不要 1時間終了後

振動の時空間変化

○

数日

終了後

AEの有無/地震波の見かけ速度

○

地震活動

上記＋AE臨時観測(30点程度）〇1

得られる成果

間

1D

24時間～

〇

解析期

否

観測 測線 測線 震源次第

上記＋発振点（10点以上を空3週間~

AE分布・回折強度（結果はAE分布次
第）

AE
分布
3D

速度記録
1D

2D

3D

反射記録
1D

2D

△2

〇

〇

30分

数日

坑井速度

〇

1時間

2週間～ 1枚の反射断面

〇

1~数日

1か月～ 複数の反射断面〇〇 DAS×複数オフセット点

1~数日

1か月～ ２次元速度構造

〇 △3

〇

〇 DAS×坑井通過2D SSP

数日間

2か月～ ２次元速度構造〇〇〇 DAS×面的な地上発振点

1週間～

3カ月～

1週間～

3カ月～ 3次元反射記録

DAS×坑口付近での発振(1〇〇 DAS×オフセット点(1点）〇〇 DAS×オフセット点(数点）

点）

必要

3D

△ 2 △1

坑井速度・回折強度分布

〇

強度

△1

2か月

〇

3D

回折

〇

数日～

間的に配置）

上記＋発振
坑井近傍の反射断面（放射方向）と

認可申
請の要

3D 人工

光ファイバ搭載ケーブルを降

〇

ゲット選定

地上

〇

泥水循環後

バックグラウンドの振動（AE有無） からの水圧 〇入/掘削終AE・微小地 回折強度分布把握を通した掘削ター
了直後
〇
ゲット選定
開口断裂系 震を利用
探査法

能動探査

流出点/流出量の多寡の把握

成果詳細

係る許

作業が可能
なタイミン 〇グ

Walkaway DAS-VSP

解像度の高い反射断面と屈折トモグ
ラフィ断面の取得〇〇*

3次元速度構造推定/ケーブル下方の
3D DAS-VSP

高分解能3D反射記録/ケーブル側方の断層面反射記録の取得/回折強度分〇

３次元速度構造/震源分布/回折強度
分布

△4

〇

〇 △5

△6

〇

布(※)
＋3D SSP

上記＋3次元的き裂発達域調査〇 〇 地表-坑井内同時観測○：主な成果* 必須ではないが推奨△：条件つきの成果

条件等： 1) 見かけ速度からの推定が可能な場合あり 2) AE活動の有無次第 3) 発振点5点以上で可 4)微小地震が地上測線で観測された場合 5) 多重発振記録または震源決定がなされたAE記録が必要 6)
SSPでは浅部速度構造のみ

71参考文献（第２章）
青木直史・藤澤萌人・寺西慶裕・永田丈也・毛利拓治・小野寺真也（2020a）： 光ファイバ
センサによる坑井近傍の断裂系探査，物理探査学会第 143 回学術講演会講演論文集.

青木直史・藤澤萌人・寺西慶裕・原 彰男・毛利拓治・小野寺真也（2020b）：坑井近傍の断裂系探査に向けた DAS-VSP 法実証試験結果，日本地熱学会 令和 2 年学術講演
要旨集，97．
小林佑輝・成瀬涼平・安達啓太・守嶋祐輔・谷 昌憲・薛 自求（2019）：DAS-VSP に
よる Time-lapse subsurface monitoring 技術開発

－大深度・高傾斜井を用いた

Inside CT Walk-away DAS -VSP 実証試験－，石油技術協会誌, 84(1),17-31.
常石克之（2013）：光ファイバの被服材料と構造，SEI テクニカルレビュー，182，5664．
寺西慶裕・青木直史・藤澤萌人・清水英彦・小野寺真也（2021a）：光ファイバを用いた
断裂系探査法の開発，日本地球惑星科学連合 JpGU Meeting 2021 地震波伝播:理論と応用（セッション ID：

S-SS09）.

寺西慶裕・青木直史・藤澤萌人・小野寺真也（2021b）：DAS 夜間観測記録を用いた回折波抽出・可視化手法，物理探査学会第 144 回学術講演会 講演論文集.
永田丈也・手塚和彦・青木直史・毛利拓治・小野寺真也（2020）：地熱井における分布型光ファイバー計測 －DTS および DAS の適用例 －，日本地熱学会 令和 2 年学術講演要旨集，96．
藤澤萌人・清水英彦・青木直史・原彰男・毛利拓治（2019）：木地山 DAS-VSP+SSP

実験におけるデータ取得とイメージング，物理探査学会第 140 回学術講演会 講演論
文集.
Fomel, S., (2002): Applications of plane-wave destruction filters. Geophysics. 67, 1946–
1960
Hale, D. (2013). Methods to compute fault images, extract fault surfaces, and estimate
fault throws from 3D seismic images. Geophysics, 78(2), O33–O43.
Jager, R., Mann, J., Hocht, G. and Hubral, P. (2001): Common-reflection-surface stack:
Image and attributes. Geophysics, 66, 1, 97-109.
Schwarz, B. (2019): Coherent wavefield subtraction for diffraction separation.
Geophysics, 84, 3, 157-168
Wu, X., Wills, M. E., Palacios, W., Ellmauthaler, A., Barrios, O., Shaw, S., Quinn, D.
(2017): Compressional- and shear-wave studies of distributed acoustic sensing
acquired vertical seismic profile data, The Leading Edge, 36(12), 987-993.

72

ウェブサイト
物理探査学会，“物理探査ハンドブック” , http://www.segj.org/publication/ (accessed
2021/6/20)

73

別添 2-1 VSP 調査の基本配置と DAS-VSP 調査での留意点
VSP の調査法には発振点の数・配置により幾つかのバリエーションがある。DAS の利用を想定し，以下にその概要を示した。各手法についての詳細は公財団法人 物理探査学会が出版する物理探査ハンドブックを参照されたい。
１）ゼロオフセット VSP
ゼロオフセット VSP は震源を坑口付近（概ね数十 m 程度の場所）に設置して行う VSP
調査（図 1）であり，地下の時間-深度関係を求めるためのチェックショット調査と類似する
が，10 m から数十 m 程度の受振点間隔で密にサンプリングを行う点が異なる。震源に P波，S 波それぞれの震源をそれぞれ用いて行う VSP は PS 検層と呼ばれることがある。ここで DAS は長軸方向の振動に対して感度を持つため，DAS-VSP におけるゼロオフセット
発振では S 波の直達波が検出されにくい点に注意が必要である。また坑跡が傾斜を伴う場
合，入射角（θ）に対する感度変化がある点にも注意が必要である。
ゼロオフセット VSP のデータ解析は，下方進行波（主に直達波）を対象とするものと，
上方進行波（主に反射波）を対象とするものとがある。下方進行波を対象とした解析では，直達波の初動走時を利用した時間-深度（T-D）曲線の作成と，坑井近傍の速度構造の推定が行われる。また，直達 P 波の初動部分の周波数特性を利用した地層吸収効果（減衰率）の評価が可能であり，地熱貯留層の評価での利用が期待される。その他にも，直達 S 波を利用した異方性解析やチューブ波を利用した透水性亀裂評価など，下方進行波を用いたデータ解析法が提唱されている。
上方進行波を対象とする解析ではまず，坑跡沿いの VSP 反射法記録を得るコリドースタック（Corridor stack）法が挙げられる。コリドースタック記録は主に地表反射法記録と直接対比できる記録であり，地表反射法記録から作成した深度断面の検証や，坑井で認定した
地層境界面と地表反射法記録との対比，真の反射波と多重反射波との識別等の解析を行うために利用される。

74

図 1 ゼロオフセット VSP のデータ取得状況
２）オフセット VSP
オフセット VSP は坑口から離れた地点（数十 m～数 km）で発振を実施する VSP 調査法（図 2）であり，ゼロオフセット VSP が坑井のごく近傍の地質状況の把握を目的とするのに対し，オフセット VSP は坑井から離れた地点の地質状況の把握を目的とする。震源を配置する地点は目的や対象深度などにより異なるため，調査目的に合致するかどうかの検証
を事前に行なう必要がある。
オフセット VSP を利用する主な目的は，VSP 反射法断面の取得を通した岩相変化や断裂の検出である。オフセット VSP では反射点が坑井と震源を結ぶ断面沿いに分布するため、坑井近傍の反射法断面の取得が VSP-CDP 変換や深度マイグレーション処理を通して可能である。坑井から異なる複数方向に震源を配置する方式はマルチアジマス VSP と呼ばれる。本方式は断裂の走向の把握など，構造評価の目的で実施される場合があるが，オフセット VSP の反射法断面は 2 次元反射法測線と同様に，断面線の側方の構造の影響を受ける場合がある。複雑な構造が想定される地域では，後述する 3D VSP の適用が望ましい。坑井から特定の方向に複数の発振点を配置する方式はマルチオフセット VSP と呼ばれ，測線に沿った 2 次元のトモグラフィ解析の適用が可能になるほか，反射法断面の重合効果やマイグレーション処理における解像度の向上などが期待できる。ただし DAS-VSP
では入射角に応じた感度変化があるため，P 波広角反射波の寄与は乏しいと考えられる。
長大オフセット発振は深部探査する場合を除き，有効ではない点に注意が必要である。

75

図2

オフセット VSP のデータ取得状況

３）ウォークアウェイ VSP
ウォークアウェイ VSP はマルチオフセット VSP の一種であり、震源が一定間隔で配置された発振測線の中央部に坑井が位置される（図 3）。マルチオフセット VSP に対して重合数が高まるほか、マイグレーション処理を通して高解像度の反射法記録を得ることができる。また波線の密度が高められることで，トモグラフィ解析による 2 次元速度構造の推定
精度向上が期待できる。通常，発振測線沿いに受振器を並べて地表弾性波探査（Surface
Seismic Profiling）の同時収録を実施し，発振点の静補正値の取得や，両データの統合によるトモグラフィ解析を通して更なる高精度化，高分解能化を図る。VSP 反射法断面は，記録の得られる範囲が坑井周辺に限定されるが，地表測線から得られるより長い反射法記録
によって，広範囲の構造把握が可能になる。

図3

ウォークアウェイ VSP のデータ取得状況

76４）3D VSP
3D VSP は発振点を地表に面的に配置する調査法（図 4）であり、坑井近傍の 3 次元的な反射法記録の取得や速度構造の把握を目的に実施する。VSP では坑内地震計の数の制約か
ら測定区間を分割し，区間毎に発振作業を繰り返し実施するが，3D VSP では発振作業に係る時間が膨大となるため，これまで多くは利用されてこなかった。DAS の登場により発振
作業は一つの発振点につき一回で済むようになり，3D VSP は現実的なものとなった。
3D VSP では発振点の配置が特に重要である。前述の通り DAS の感度の特性から P 波広角反射波の利用は叶わないため，長大オフセット発振は深部探査する場合を除き，有効ではない点に注意が必要である。

図4

3D VSP のデータ取得状況

77

別添 2-2 ジオメトリカルアトリビュートと面構造解析
本編では DAS-VSP の解析結果を，地表反射法調査による断裂系評価記録との比較が行われている。本別添資料ではこの代表的な断裂系評価手法について解説を行う。
１）ジオメトリカルアトリビュート
反射法記録は地表や坑井内で観測される弾性波探査記録に含まれる反射波形を，反射点の位置にマッピングしたものと捉えることができ，類似した波形の並びから境界面の形状が把握できるほか，波形の変化を通して地質状況を推測することができる。特に空間的な情報が得られる 3 次元反射法記録は地震波属性（サイスミックアトリビュート）解析を通して構造に関する特徴量の抽出が可能である（図 1）。代表的なものとして，傾斜角や傾斜方位を示す Dip / Dip-Azimuth，反射面の撓みを曲率で示す Curvature，周辺トレースとの波形の類似度を示すコヒーレンス，その不連続箇所を強調処理した Discontinuity などがある。
特に Discontinuity については詳細な断層面解釈に役立つ Ant-track (Pedersen et al., 2002)，
Fault Likelihood (Hale, 2013) といった解析手法が普及している。これらは面構造解析と称されることがある。図 2 の結果に示されるように，面構造解析は断裂系イメージの高解像度画像化処理と捉えることができる。

図1

ジオメトリカルアトリビュート解析で抽出される構造的特徴量

78

図2

面構造解析を通した断裂系イメージの高解像度化(左) 入力となる Semblance アトリビュート：三次元反射法記録において隣接トレースとの波形の類似性をセンブランス関数で表示したもの。断層など波形変化により値が低下する箇所は黒い色（低値）で表現されている。(右) Ant-track 法による面構
造解析の結果。センブランス値が三次元的に面状の分布を持つ領域を抽出した結果であり，断層の尤度が高い場所が緑（高値）で塗色され，網目状の断裂系が表現された。

２）面構造解析に基づく断裂系評価のワークフロー
面構造解析ワークフローの例を図 3 に示す。断裂系評価に用いたアトリビュートは次の4 種である：1）断層尤度を表す Fault Likelihood（FL）,
2）FL の極大値が作る面状構造を抽出した Thinned Fault Likelihood（TFL）,
3）単位体積中の高 TFL の割合を示した Fault Density（FD）,
4）高 FD 値が連続する範囲を示す Voxcel connectivity（VC）。
また計算されたアトリビュートを用いた分析や可視化として，以下を実施する：
5）FL からは抽出された面構造の配向の分布評価，
6）VC からは高 FD 値を持つ領域の連結構造の可視化。

79

図3

面構造解析ワークフロー

実データへの適用例を次に示す。図 4 は入力の地表反射法記録であり，坑跡沿いの断面と，2 か所の等深度断面が示されている。坑跡沿いには DTS の温度と温度勾配がそれぞれ示されている。等深度断面はそれぞれ，流体流出を伴う断層帯の出現深度と対応しており，温度検層記録には温度の上昇および低下がそれぞれ認められる。
図 5 に FL の計算結果を示す。値は 0 から 1 の範囲で分布し，相対的に値が高い領域はフラクチャーの発達が予想される。図 6 は面構造の検出を通して断層イメージの高解像度化を図った記録であり，抽出結果の厚さは各面構造につき 1 グリッドとなることから，
Thinned (薄くした) Fault Likelihood（TFL）と呼ばれる。値は FL と同様に 0 から 1 の範囲を取る。図 7 は TFL と坑井情報を比較した図であり，坑跡には検層記録として DTS の温度勾配が表示されているほか，坑跡沿いで抽出した TFL のアトリビュートログが表示されている。坑井沿いには断裂情報も示されており，TFL との間に高い相関を読み取ること
ができる。

80

図4

図5

図6

地表反射法記録

Fault Likelihood（FL）計算結果

Thinned Fault Likelihood（TFL）計算結果
81図7

TFL と坑井情報の亀裂の情報との対比

次に Fault Density (FD)と Voxcel connectivity (VC) のアトリビュートを計算した。図 8の FD は単位体積中の TFL の割合を計算したものであり，断層が交わる領域などで値が大きくなる傾向がある。図 9 の Voxcel connectivity アトリビュートは FD＞0.35 が連続する
範囲について大きさ順にランク付けがなされており，ランク上位の領域は「みず道」を表現している可能性がある。図 10 は VC アトリビュートにおいてサイズがランク１位となった
領域を 3 次元的に表示した例であり，3 次元的に網目状の断裂系がモデル化されており，坑井配置の検討などに役立つと考えられる。

図8

Fault Density 計算結果

82

図 9 Voxcel connectivity（VC）計算結果

図 10

高導通性構造の可視化(イメージ図)

中段金色の領域は図 9 において，最も高い連続性を有していた領域を 3 次元的に可視化。上下のマップは図 8 の FD より作成。
３）面構造配向の不均質性評価
FL を用いて面構造の配向についての不均質性を検討することができる。図 11 はある範囲に含まれる抽出されたすべての面構造が鳥瞰図にて示されている。各面構造の色はサイズを表し，暖色系が大きな面構造を示す。右側パネル中央の「サイズ」の枠内には頻度分布が示されている。面構造のサイズと数の関係は指数関数的である様子が窺える。
「走向」の

83

パネルにおいて範囲を絞り込むことが可能であり，図 12，図 13 は南北系，および東西系に制限した図をそれぞれ示し，面構造の配向に顕著な不均質性があることが分かる。

図 11

FL の分布から抽出された全面構造の走向・傾斜分布

図 12

同上の南北系の走向を持つ面構造群の図

84

図 13

同上の東西系の走向を持つ面構造群の図

４）DAS-VSP に基づく面構造配向分析における注意点
反射法記録の品質は，特定の発振点と受振点を用いて取得される反射波を利用する特性
上，観測点配置の影響を受ける。DAS-VSP 調査は受振測線が坑跡沿いに限定されるため，
図 ２-38 で示したように反射法記録の品質が坑井との位置により大きく異なる。すなわち
坑井よりも下方では主に，水平に近い境界面（地層面など）を捉えた陸上反射法記録に準ずる断面が得られる一方，坑井の周囲では高傾斜の境界面（断層面）
を捉えやすい状況となる。
また図 ２-40 で示したように，反射法記録で表現される坑井周辺の高傾斜反射面は，坑井の方向に特定の角度で傾斜したものが卓越する。図 14 はこの面構造の配向を示した図であり，坑跡と直交する走向を持ち，傾斜角が類似した反射面だけが抽出されていることが示されている。右上に示される SSP で抽出された面構造の走向・傾斜は多様であることを踏まえると，DAS-VSP では反射面の走向によって検出できないものが存在する可能性を示唆しており，断裂系評価では DAS-VSP の反射法解析における限界を理解しておく必要がある。

85

図 14

DAS-VSP 反射法記録における高傾斜反射面の走向・傾斜分布

参考文献
Hale, D. (2013). Methods to compute fault images, extract fault surfaces, and estimate
fault throws from 3D seismic images. Geophysics, 78(2), O33–O43.
Pedersen, S. I., Randen, T., Sonneland, L., and Steen, O., (2002): Automatic 3D Fault
Interpretation by Artificial Ants: 64th Meeting, EAEG Expanded Abstracts.
以上86坑井近傍探査システムのガイドライン
令和 3 年
独立行政法人石油天然ガス・金属鉱物資源機構
制作
株 式 会 社地 球 科 学 総 合 研 究 所
国立研究開発法人産業技術総合研究所
地 熱 技 術 開 発 株 式 会 社