aplikasi inversi ai dan ei dalam penentuan

7/27/2019 Aplikasi Inversi Ai Dan Ei Dalam Penentuan

http://slidepdf.com/reader/full/aplikasi-inversi-ai-dan-ei-dalam-penentuan 1/5

JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2012) 1/6 1

Abstrak — Dalam eksplorasi seismik, semua informasi tentang

kondisi bawah permukaan dibawa oleh karakteristik gelombang

mekanik yang terekam di permukaan melalui gelombang akustik

(pressure wave ) saja, karakteristik impedansi akustik AI yang

menunjukkan kontras densitas dan kecepatan lapisan di bawah

permukaan, digunakan untuk mengindikasikan potensi

hidrokarbon. Dalam banyak kasus, keberadaan lapisan shale

juga sering diinterpretasikan sebagai lapisan prospek

hidrokarbon karena nilai AI yang mirip. Untuk mempertegaskontras antara keduanya, dalam penelitian ini digunakan

kombinasi simultan parameter AI dan EI (impedansi elastik)

yang juga melibatkan parameter gelombang geser, sudut datang

gelombang (non zero offset ). Melalui analisis cross plot ,

penentuan sudut datang pada data sumur untuk memperoleh

pemisahan lithologi shale terhadap batu pasir yang mengandung

air maupun minyak menunjukkan bahwa sudut offset optimum

sebesar 35o. Nilai parameter cut off yang digunakan adalah Vclay

0,4, porositas 0,3 dan Sw 0,5. Semua parameter sumur tersebut

dipakai sebagai masukan dalam metode inversi constrained

sparse spike (CSSI), dengan posisi horizon stratigrafi sebagai

syarat batas, untuk memperoleh sebaran nilai impedansi pada

penampang data seismik. Hasil penampang impedansi simultan

AI-EI menunjukkan adanya daerah prospek ―baru‖

dibandingkan dengan penampang impendasi AI saja. Pada

penampang kajian, daerah prospek hidrokarbon ditunjukkan

oleh nilai IA berkisar 4000 – 4600 dan nilai EI berkisar 1300 –

1700 (gr/cc.m/s).

Kata Kunci —AI, EI, Seismik Inversi, CSSI.

I. PENDAHULUAN

alam aplikasinya, seismik refleksi bertujuan untuk

memperoleh model struktur bawah permukaan bumi

dengan menggunakan pantulan gelombang akustik yang

merambat dari sumber energi ke sistem penerima ( geophone

atau hydrophone). Dalam perambatannya, gelombang seismik

akan membawa semua informasi karateristik media di

sepanjang perambataannya. Impedansi Akustik (AI) adalah

salah satu parameter batuan yang merepresentasikan densitas

dan kecepatan rambat gelombang seismic pada batuan.

Parameter ini besarnya biasanya dipengaruhi oleh tipe

litologi, porositas, kandungan fluida yang juga merupakan

fungsi dari kedalaman, tekanan dan temperature insitu. Oleh

karena itu, parameter AI dapat digunakan sebagai indikator

karakteristik reservoir, misalnya: litologi, porositas, derajat

saturasi. Sebagaimana umumnya metode geofisika, pada

beberapa kasus, khususnya untuk lithologi shale, nilai AI

memberikan ambiguitas yang cukup tinggi untuk dipakai

sebagai marker potensi keberadaan hidrokarbon. Impedansi

Elastik (EI) merupakan generalisasi dari impedansi akustik

untuk sudut datang (incident angle) yang lebih lebar dan bisa

bervariasi atau non zero offset; tidak sebagaimana halnya AI

yang hanya bekerja pada kondisi zero offset . Impedansi

elastik dipengaruhi oleh kecepatan gelombang Vp dan Vs,

densitas dan sudut datang gelombang θ.

Seismik inversi adalah suatu teknik pembuatan modelgeologi bawah permukaan dengan menggunakan data seismik

sebagai input dan data geologi sebagai kontrol (Sukmono,

2000). Konversi dari wiggle seismik menjadi impedansi

akustik (AI) memberikan model bawah permukaan yang lebih

mudah dipahami. Seismik inversi AI telah menjadi metode

standar untuk memperoleh informasi sifat fisik dari sistem

pelapisan batuan secara baik. EI merupakan generalisasi dari

impedansi akustik untuk sudut datang yang bervariasi (non

zero offset ). EI adalah sebuah pendekatan linier terhadap

persamaan Zoeppritz, untuk aplikasi penyebaran sudut datang

yang lebar. Dalam makalah ini, dipaparkan penggunaan

kombinasi AI dan EI untuk analisa perbedaaan litologi dan

potensi hidrokarbon. Kombinasi dari AI dan EI secara baikdapat memberikan informasi perbedaan anomali impedansi

yang disebabkan oleh kehadiran hidrokarbon pada batuan

reservoir.

II. TINJAUAN PUSTAKA

Impedansi Akustik (AI)

Impedansi Akustik (AI) merupakan salah satu bentuk

atribut seismik yang dirumuskan secara sederhana sebagai

berikut:

AI = .V (1)

dengan: = densitas (kg/m3)

V = kecepatan gelombang seismik (m/s1)

Semakin keras dan sukar dimampatkan suatu batuan maka AI

semakin besar, sebaliknya, batuan yang lunak dan lebih

mudah dimampatkan seperti lempung mempunyai AI rendah.

Variasi nilai kecepatan rambat gelombang pada batuan

berperan penting dalam kontrol nilai AI, daripada densitas.

Artinya, baik porositas maupun fluida pengisi pori batuan

(air, minyak, gas) lebih mempengaruhi harga kecepatan

daripada densitas.

Aplikasi Inversi AI dan EI Dalam Penentuan

Daerah Prospek Hidrokarbon

Mohammad Qodirin Sufi, Widya Utama

Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)

Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 E-mail : [email protected]

D




Impedansi Elastik

Impedansi Elastik (EI) merupakan generalisasi dari

impedansi akustik untuk sudut datang (incident angle) yang

bervariasi. EI memberikan kerangka kerja untuk menginversi

data non zero offset seismik seperti yang dilakukan AI pada

zero offset. Connoly (1999) merumuskan impedansi elastik

sebagai :

EI = Vp

α

Vs

β

ɣ

(2)dengan α, β, ɣ : (1+tan2θ), (-8Ksin2θ), (1-4Ksin2θ)

K : (Vs/Vp)2

Vp dan Vs : kecepatan gelombang P dan S

Inversi Constrained Sparse-Spike (CSSI)Jenis inversi yang dipakai adalah constrain sparse spike

inversion (CSSI), gabungan dari inversi trace based sebagai

model awal yang dikontrol dengan model sparse spike untuk

model frekuensi rendah (low frequency model) dan dikontrol

oleh bidang horizon seismik antar lapisan. CSSI merupakan

metode inversi yang bisa diatur sparsity nya (tingkat

kejarangan reflektor) dengan membandingkan reflektor daridata sumur sebagai kontrol. Metode CSSI dapat

menghasilkan nilai impedansi akustik dalam sebuah batasan

(constraint) yang meminimalkan fungsi objektif (Jason

Geoscience Workbench, 2003).

III. METODOLOGI

Metodologi pada penelitian ini yaitu melakukan inversi AI

serta inversi EI dengan menggunakan software Jason

Geoscience Workbench Invertrace.

Gambar 3.1 Alur penelitian

IV. ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN

Analisa Sensitivitas DataPada tahapan ini menentukan batas-batas (cut-off) untuk

tiap-tiap parameter yang berguna mengklasifikasikan litologi-

litologi pada daerah penelitian didalam satu formulasi. Berikut

adalah nilai parameter-parameter karakterisasi yang

digunakan:

1. Nilai Vclay < 0.4 ; porositas > 0.3 ; Sw < 0.5menunjukkan lithologi pasir berisi minyak

2. Nilai Vclay < 0.4 ; porositas > 0.3 ; Sw 0.5

menunjukkan lithologi pasir berisi air (wet)

3. Selain nilai di atas, menunjukkan lithologi shale.

Lapisan yang menjadi target kajian ini adalah daerah yang

mengandung hidrokarbon, seperti yang ditunjukan oleh

gambar 4.1, dapat dibuat pengelompokan litologi berdasarkan

skala warna dengan nilai-nilai yang telah ditentukan oleh nilai

cut-off di atas. Daerah target (hidrokarbon) ditunjukan dengan

warna hijau, daerah wet ditunjukkan dengan warna biru, shale

ditunjukkan dengan warna abu-abu dan log gamma ray

berwarna coklat.Sesuai dengan hasil pengelompokan litologi berdasarkan

gambar 2 didapatkan bahwa pasir berisi minyak terdapat pada

daerah horizon green top dengan selang waktu pada masing-

masing sumur :

- 1895 – 1915 ms (pada sumur 1)

- 1940 – 1945 ms (pada sumur 2)

- 1885 – 1950 ms dan 2150 – 2190 ms (pada

sumur 4)

- 1900 – 1925 ms (pada sumur 5)

Pada selang waktu tersebut di atas digunakan sebagai dugaan

awal keberadaan hidrokarbon.

Gambar 4.1 . Pengelompokan litologi berdasarkan nilai cut-

off pada tiap sumur, disertai datalog gamma ray (coklat)

Analisa Crossplot AI dengan EI

Analisa crossplot AI dengan EI dilakukan untuk mengetahui

kemampuan pengelompokan lithologi shale, pasir berisi air

dan pasir berisi minyak, berdasarkan variasi sudut datang.

Dari analisa ini dapat diperoleh nilai dugaan awal sudut datang

yang mampu memberikan resolusi terbaik dari aplikasi EI

terhadap pemisahan ketiga lithologi tersebut di atas.

Angle

stack

Near Stack

(100-20

0)

Far Stack

(300-40

0)

Data

Sumur

Estimasi Wavelet

(100-20

0)

Permodelan

frekuensi rendah

Inversi AI

Crossplot

Analisa

Permodelan

frekuensi rendah

Inversi EI

Well Seismic

Tie

Estimasi Wavelet

(300-40

0)




Connoly (1999) menunjukkan bahwa EI pada sudut

kecil akan memiliki kenampakan yang hampir sama dengan

AI. Crossplot antara AI dengan EI dengan sudut bervariasi

dari 5° hingga 35° menunjukkan bahwa resolusi terbaik untuk

ketiga litologi di peroleh pada sudut 35°, lihat gambar 4.2 di

bawah ini. Hasil crossplot menunjukkan bahwa secara apriori,

bisa diperoleh zona hidrokarbon yang memiliki nilai AI

berkisar antara 3296.9 – 4495.52 g/cc*m/s dan nilai EI

berkisar 1230.66 – 1736.48 g/cc*m/s.

Gambar 4.2 Crossplot AI & EI sudut 35°

Hasil Inversi Impedansi Akustik (AI)

Berikut akan dijelaskan interpretasi hasil inversi AI. Seperti

yang telah diketahui bahwa kehadiran hidrokarbon (minyak

dan gas) akan menurunkan nilai dari impedansi akustik

batuan. Pada gambar45 terlihat bahwa terdapat zona

hidrokarbon (ditunjukkan dengan lingkaran berwarna putih)

yang terdapat pada daerah horizon green top. Pada daerah ini

dikatakan zona hidrokarbon karena nilai dari impedansi

akustik yang rendah (berwarna kuning). Zona hidrokarbon ini

terletak pada selang waktu :- 1991.43 – 2059.47 ms (pada sumur 4).

- 1924.22 – 1957.17 ms (pada sumur 5)

- 1905.24 – 1924.41 ms (pada sumur 1)

Sedangkan pada sumur 2 tidak terlihat adanya indikasi zona

hidrokarbon yang ditunjukkan oleh nilai AI.

Hasil Inversi Impedansi Elastik (EI)

Impedansi elastik merupakan generalisasi dari impedansi

akustik dengan variasi sudut datang. Untuk melihat

perbandingan antara AI dengan EI maka pada inversi EI

dilakukan dengan variasi sudut yang semakin meningkat dari

5 hingga 35°. Pada gambar 6, hasil inversi EI pada sudut 35°

memberikan peningkatan resolusi penampakan zona

hidrokarbon yang signifikan. Seperti yang terlihat pada

gambar tersebut terdapat zona hidrokarbon pada daerah sekitar

horizon blue top pada sumur 4, sumur 5 dan sumur 1 (elips

hitam), yang tidak ditunjukkan pada gambar sebelumnya

Gambar 4.3 Hasil inversi impedansi akustik. Letak sumur

dari kiri ke kanan: sumur 4, sumur 5, sumur 1, sumur 2.

Warna kuning menunjukkan nilai AI rendah

Pada hasil inversi EI sudut 35° benar-benar terlihat jelas

terdapatnya zona hidrokarbon. Jika menggunakan inversi

impedansi akustik hanya bisa di dapatkan persebaran

hidrokarbon pada daerah horizon green top (elips putih), maka

dengan menggunakan inversi impedansi elastik pada sudut 35° bisa di dapatkan persebaran zona hidrokarbon pada daerah

green top (elips putih) serta pada daerah blue top (elips hitam).

Hal ini menjelaskan bahwa penggunaan EI secara kombinasi

dengan AI akan lebih baik daripada AI sendiri, dalam hal

membedakan zona persebaran hidrokarbon. Dari gambar 4.4

inversi EI pada sudut 35° memberikan informasi zona

hidrokarbon pada selang waktu:

1) 1905.24 – 1924.41 ms (pada sumur 1)

2) 1991.43 – 2059.47 ms dan 2260.3 – 2285.34 ms (pada

sumur 4)

3) 1924.22 – 1957.17 ms dan 2071.83 – 2062.37 ms (pada

sumur 5)

Dengan memperhatikan hasil inversi tersebut diatas, usulansumur baru bisa ditempatkan pada line 2409 CMP 6333

dengan interval target berkisar 2013.84 – 2081.05 ms (dekat

sumur 4) dan pada line 2339 CMP 6321 dengan interval target

berkisar 1911.04 – 1955.85 ms dan 2171.99 – 2194.4 ms

(dekat sumur 5)

Gambar 6. Hasil inversi EI pada sudut 35°, tampak bahwa

persebaran daerah potensi hidrokarbon yang meluas. Hal ini

menunjukkan kemampuan daya resolusi inversi EI yang

lebih baik.




V. KESIMPULAN

Berdasarkan semua pengolahan data, analisis, dan

interpretasi yang telah dilakukan dalam tugas akhir ini dapat

disimpulkan beberapa hal, yaitu :

1. Hasil analisa data sumur, analisa crossplot, serta analisa

histogram menunjukan bahwa penggunaan atribut

impedansi akustik dalam kasus tertentu belum mampu

memberikan resolusi pemisahan zona hidrokarbon,

khsusnya pada lithologi shale, pasiran basah dan pasirandengan potensi hdirokarbon.

2. Kombinasi atribut impedansi akustik dan elastik dapat

dihasilkan pencitraan bawah permukaan dengan resolusi

yang lebih baik yang mampu memperkuat tahap

interpretasi.

3. Didapatkan persebaran hidrokarbon pada interval waktu

pada daerah uji:

- 1905.24 – 1924.41 ms (pada sumur 1)

- 1991.43 – 2059.47 ms dan

2260.3 – 2285.34 ms (pada sumur 4)

- 1924.22 – 1957.17 ms dan 2071.83 – 2062.37 ms

(pada sumur 5)

DAFTAR PUSTAKA

[1] Acoustic Impedance inversion manual book Fugro jason.

[2] Aki, K. & Richard, P. G., 1980,” Quantitative Seismology Theory and

Methods”, Freeman & Co. New York.

[3] Connolly Patrick, 1999, “Elastic impedance”, The Leading Edge, v. 18,

p. 438–452.

[4] Katerina C.S., 2011, “Aplikasi seismik inversi akustik impedans untukmemetakan batu pasir “porous” terisi gas di lapangan “k‟ pada cekungan

natuna barat”,Tugas Akhir, Teknik Geofisika ITB.

[5] Ritchie M.S, 2005, “Inversi AI dan EI untuk identifikasi hidrokarbon

pada reservoar”, Jurnal Geofisika, Bandung Indonesia.

[6] Sukmono Sigit, 2000, “Seismik Inversi untuk Karakterisasi Reservoar”,Jurusan Teknik Geofisika, Institut Teknologi Bandung.

[7] Veeken, 2006, “Seismic Stratigraphy, Basin Analysis and Reservoir

Characterisation”, Volume 37, France.

LAMPIRAN

ANALISA CONSTRAIN SPARSE SPIKE INVERSION

“Inversi ini merupakan gabungan dari inversi trace based dan

sparse spike yang dibatasi oleh model frekuensi rendah (low

frequency model) dan dikontrol oleh horizon. Pada saat

memasukkan model awal CSSI menerapkan trace based dan

tahap selanjutnya CSSI menerapkan model sparse spike

inversion. CSSI merupakan metode inversi yang bisa diatur

sparsity nya (tingkat kejarangan reflektor) dengan

membandingkan reflektor dari data sumur sebagai kontrol.

Jadi apabila reflektor di sumur jarang-jarang maka di inversi

juga dibuat jarang-jarang, demikian pula sebaliknya”.

Metoda inversi ini menggunakan data partial stacks sebagaifungsi dari sudut. Metoda ini diselesaikan dengan

menggunakan formula turunan dari persamaan Zoeppritz.

1

1

1

2

11

22

2

11

22

1

1

1

1

2

11

212

22

121

2

212

1

1

1

1

2211

2211

2cos

2sin

cos

sin

2sin2cos2sin2cos

2cos2sin2cos2sin

sincossincos

cossincossin

D

C

B

A

..................................................................................(1)

dimana:

A =Amplitudo gel. P refleksi B = Amplitudo gel. S refleksi

C =Amplitudo gel. P transmisi D = Amplitudo gel. S transmisi

ϕ1 = Sudut pantul gel. S ϕ2 = Sudut bias gel. S

θ1 = Sudut datang gel. P θ2 = Sudut bias gel. P

α = Kecepatan gel. P β = Kecepatan gel. S

ρ = densitas

yang kemudian didekati oleh Aki- Richard dan dikenal dengan

persamaan yang didalamnya terkandung 3 parameter

sekaligus. Berikut merupakan persamaan dari Aki-Richard :

R (θ) = A + B sin2 θ + C tan2 θ sin2 θ........................(2)

dimana : A = Rp0 =1

2 [∆Vp

Vp+

∆ρ

ρ]

B =∆Vp

2Vp− 4 γ

∆Vs

Vs− 2 γ

∆ρ

ρ

C =∆Vp

2Vp , dan γ = [

Vs

Vp]2

lalu timbul persamaan yang diformulasikan oleh Fatti (1994)

yang merupakan turunan dari formulasi Aki-Richard. Berikut

adalah formulasi dari persamaan Fatti et al. (1994, Geophysics

59(9), p 1362) :

Rpp (θ) = C1RP + C2RS + C3RD...........................(3)

dimana :

C1 = 1 + tan2 θ, RP = ½ [∆Vp

Vp+

∆ρ

ρ]

C2 = -8 γ2 sin2 θ, RS = ½ [∆Vs

Vs+

∆ρ

ρ]

C3 = -½ tan2 θ + 2 γ2 sin2 θ, RD =∆ρ

ρ, γ =

Vs

Vp

dan pada hasil akhirnya, persamaan (3) dapat disederhanakan

menjadi :

Rpp (θ) = (1+tan2 θ)∆Ip

2Ip – 8γ2sin2 θ

∆Is

2Is - [½ tan2θ 2γ2sin2θ]

∆ρ

ρ..................................................................................... (4)

dimana :

θ = Sudut datang gelombang P

I(x) = Impedansi akustik dari gelombang (P atau S)

γ = VS/Vp




dan tujuan dari inversi ini pun sama dengan hasil yang kita

cari di persamaan (4), yaitu impedansi gelombang P (Ip),

impedansi (Is), dan densitas (ρ). Dari tiga parameter elastis

tersebut kita dapat menurunkanya menjadi properti batuan

lainya, seperti porositas dan Vp/Vs yang bertujuan untuk

interpretasi lebih lanjut.

PADA INVERSI AI DAN EI

EI(θ) = VP(1+tan2 θ)VS(-8Ksin2 θ) ρ (1-4Ksin2 θ)............(5)

Impedansi Elastik dapat di implementasikan dengan cara

mengatur ulang persamaan EI (5) sesuai dengan (Lu and

McMechan, 2004; Lee, 2006a):

ln(EI(θ)) = (1 + tan2 θ) ln(VP)+ (-8 K sin2 θ) ln(VS) +

(1 – 4 K sin2 θ) ln(ρ)..........................................(6)

Pada persamaan diatas yang tidak diketahui adalah Vp, Vs, ρ.

Jadi ketika diketahui nilai 3 buah EI pada sudut yang berbeda

maka Vp, Vs, ρ dapat diperoleh dengan cara menyelesaikan

matrik persamaan

3

2

1

3

2

3

2

3

2

2

2

2

2

2

2

1

2

1

2

1

2

lnln

ln

lnln

ln

sin41sin8tan1sin41sin8tan1

sin41sin8tan1

EI EI

EI

V

V

K K K K

K K

S

P

..............................................................................................(7)

aplikasi inversi ai dan ei dalam penentuan

Documents