SEISMIK MULTIKOMPONEN DAN ANALISA AVO UNTUK

KARAKTERISASI FISIK PERMUKAAN BAWAH BUMI

OLEH

Ni Komang Tri Suandayani, SSi. MSi

JURUSAN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS UDAYANA

TAHUN 2016

Lembar Pengesahan

Seismik Mukltikomponen Dan Analisa AVO Untuk

Karakterisasi Fisik Permukaan Bawah Bumi

Mengetahui Penulis

Dekan Fakultas MIPA UNUD

Drs Ida Bagus Made Suaskara, MSi Ni Komang Tri Suandayani, SSi.MSi

NIP 196606111997021001 NIP 197017121996032001

SEISMIK MULTIKOMPONEN DAN ANALISA AVO UNTUK

KARAKTERISASI FISIK PERMUKAAN BAWAH BUMI

ABSTRAK

Eksplorasi seismologi berkaitan erat dengan penggunaan gelombang elastis batuan untuk

pendeteksian deposit mineral ( hidrokarbon, air, reservoir gas, dll). Metode seismik refleksi

adalah metode yang paling sering digunakan.

Metode seismik refleksi dalam aplikasinya memanfaatkan dua macam gelombang, yaitu

gelombang P dan gelombang S (Vertikal dan Horisontal). Kedua tipe gelombang ini memiliki

kecepatan rambat yang berbeda dalam suatu medium yang sama. Informasi mengenai cepat

rambat tiap jenis gelombang ini dapat dimanfaatkan untuk menetralkan lapisan-lapisan bawah

permukaan.

Dalam pengembangannya, seismic refleksi membutuhkan metode-metode lain untuk

memperoleh analisa yang lebih akurat untuk pencitraan permukaan bawah bumi. Salah satu

metode yang telah dikembangkan adalah metode AVO ( Amplitude Variation with Offset ).

Metode AVO adalah metode yang digunakan untuk mempelajari karkteristik permukaan bawah

bumi dengan menganalisa perubahan nilai-nilai amplitude terhadap perubahan sudut datang dan

jarak offset dari suatu citra seismic. Pada makalah ini dilakukan pengolahan data seismic untuk

tiga jenis gelombang ( P, SH, dan SV ) hingga mencapai tahap migrasi dan analisa AVO dengan

interval sudut tertentu untuk tiap-tiap jenis gelombang tersebut.

BAB I

PENDAHULUAN

1.1.Latar Belakang

Eksplorasi seismologi berkaitan erat dengan penggunaan gelombang elastis buatan untuk

pendeteksian deposit mineral( hidrokarbon, air, reservoir gas, dll). Eksplorasi seismologi

menyediakan data yang ketika digunakan bersama dengan metode geofisika lainnya,data lubang

bor dan data geologi akan memberikan informasi mengenai struktur dan distribusi tipe-tipe

batuan.

Metode seismic terbagi menjadi beberapa cara, tetapi pada umumnya hanya metode

seismik refraksi dan seismic refleksi (pantul) yang digunakan . Seismik refraksi seringkali

digunakan untuk eksplorasi permukaan bawah bumi yang dangkal, misalnya dalam pencarian

deposit material pertambangan (batu bara, emas, dll ).

Metode seismic pantul pada masa kini umumnya digunakan dalam eksplorasi

pendeteksian cadangan minyak bumi dan gas alam. Hal tersebut dikarenakan kemampuan

metode ini untuk mencitrakan permukaan bawah bumi hingga kedalaman beberapa kilometer.

Metode seismic pantul dalam aplikasinya memanfaatkan dua macam gelombang yaitu

gelombang P dan gelombang S. Gelombang P adalah gelombang yang merambat secara

longitudinal sedangkan gelombang S adalah gelombang yang merambat secara transversal.

Gelombang S berdasarkan arah perambatanmnya dapat dibedakan menjadi gelombang S

Vertikal(SV) dan gelombang S Horisontal (SH). Ketiga tipe gelombang ini memiliki kecepatan

rambat yang berbeda dalam suatu medium yang sama. Informasi mengenai cepat rambat tiap

jenis gelombang ini dapat dimanfaatkan untuk mencitrakan lapisan-lapisan bawah permukaan.

Pada metode seismic multikomponen ketiga jenis gelombang tersebut diatas yang dihasilkan dari

suatu sumber energy yang sama direkam secara serentak.

Dalam pengembangannya, seismic pantul membutuhkan metode-metode lain untuk

memperoleh analisa yang lebih akuirat dari pencitraan permukaan bawah bumi. Salah satu

metode yang telah dikembangkan adalah metode AVO (Amplitude Variation with Offset ).

Metode AVO selanjutmya digunakan untuk menganalisa anomaly seismic berkaitan dengan

model batupasir-gas, Kebutuhan akan metode ini disebabkan terutama karena ambiguitas

anomaly amplitude untuk membedakan antara anomaly akibat hidrokarbon dan anomaly akibat

efek litologi lainnya.

Metode AVO adalah salah satu metode yang digunakan untuk mempelajari karakteistik

permukaan bawah bumi dengan menganalisa perubahan nilai-nilai amplitude terhadap perubahan

sudut dating dan jarak offset dari suatu citra seismiK

1.1.1. Batasan Masalah

Berdasarkan latar belakang di atas, penulis membatasi masalah sebagai penelitian sifat dan

karakterisasi fisik permukaan bawah bumi dengan menganalisa nilai kecepatan, amplitude

dan variasinya terhadap sudut dari datang gelombang P dan gelombang S.

1.2.Tujuan Penulisan

Tujuan penulisan makalah ini adalah :

1. Melakukan perekaman data seismic

2. Melakukan pengolahan data seismic refleksi dan data AVO serta mencitrakan hasilnya

dalam bentuk penampang seismic.

3. Menginterpretasikan hasil pengolahan data seismic serta menganalisa sifat dan

karakteristik permukaan bawah bumi daerah pengukuran.

1.3.Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan sebagai berikut :

1. Pendahuluan, pada bab ini dibahas latar belakang dan perumusan masalah yang

memberikan gambaran umum mengenai seismic refleksi dan analisa AVO.

2. Teori Dasar, bab ini dibagi menjadi dua bagian yaitu, teori dasar seismic refleksi yang

berisikan definisi, penurunan persamaan dan konsep gelombang P dan S, yang kedua

adalah teori dasar analisa AVO yang berisikan definisi, penurunan pers maan dan

konsep analisa AVO.

3. Metode Akuisisi data, pada bab ini metode pengukuran yang digunakan serta kondisi

topologi daerah pengukuran menjadi pembahasan utama.

4. Pengolahan data, pada bab ini dibahas tahap-tahap pengolahan data seismic besera

asumsi-asumsi yang digunakan serta hasil pencitraan data seismic tersebut.

5. Kesimpulan , pada bab ini akan dibahas kesimpulan yang diperoleh dari penelitian ini

BAB II

TEORI DASAR

II.I. Metode Seismik Refleksi

Teknik dasar seismic refleksi terdiri atas pembangkitan gelombang seismic dan

pemanfaatan waktu yang dibutuhkan oleh gelombang untuk merambat dari sumber energy

gelombang menuju sederetan penerima ( geofon) yang diatur sedemikian rupa sepanjang suatu

garis lurus mengarah kepada sumber energy. Dari informasi waktu tempuh gelombang mencapai

geofon dan kecepatan gelombang seismic. Informasi-informasi mengenai struktur diperoleh dari

analisa amplitude gelombang baik dari segi nilai maupun kontinyuitas amplitude antar tras.

II.I.I. Teori Perambatan Gelombang

Gelombang badan ( body wave ) adalah gelombang sinyal yang diprioritaskan dalam

eksplorasi seismic. Gelombang badan merambat dalam batuan bawah permukaan bumi sebagai

hasil dari sumber energy ( pukulan, vibroseis, ledakan, dan lain-lain ) yang terpantulkan saat

gelombang menyentuh lapisan dengan kontras impedansi yang berbeda.

Gelombang badan terdiri atas dua tipe gelombang. Tipe pertama dikenal sebagai

gelombang dilatasi, longituldinal, kompresional atau gelombang P, indeks diberikan berdasarkan

fakta bahwa gelombang ini biasanya tiba paling awal ( primary) pada perekaman seismic. Tipe

kedua dikenal sebagai gelombang geser ( shear), transversal, rotasional atau gelombang S, indeks

diberikan berdasarkan fakta bahwa gelombang S tiba belakangan dalam perekaman seismic (

secondary ).

Gelombang P menggerakkan partikel tanah searah dengan arah perambatan gelombang.

Gelombang S menggerakkan partikel tanah tegak lurus arah perambatan gelombang. Jika

gelombang P merambat tanpa membangkitkan gelobang S, maka gelombang tersebut disebut

sebagai gelombang akustik. Jika gelombang P merambat dan membangkitkan gelombang S,

maka gelombang ini disebut sebagai gelombang elastis.

II.1.2. Persamaan Rambat Gelomiibang

Gelombang yang berada dalam keadaan tidak teredam dapat dinyatakan dengan

persamaan sebagai berikut :

2 =

(2.1)

Dengan

= i

+ j

+ k

(2.2)

Persamaan rambat gelombang P dan S dapat diturunkan dari Hukum Hooke yang

menyatakan hubungan antara stress (gaya persatuan luas) dan strain (perubahan dimensi)

sebagai:

ii = ᵡ + 2 (2.3)

= ( )

Dalam persamaan di atas I,j = x, y, z sedangkan ᵡ dan dikenal sebagai konstanta Lame.

Konstanta didefinisikan sebagai kemampuan menahan strain geser, sehingga seringkali

disebut sebagai modulus geser. Adalah perubahan volume sebagai akibat dari tekanan :

+

+

Persamaan (2.3) menyatakan hubungan antara stress ( ) dan strain ( ) pada

keadaan satu arah sedangkan persamaan (2.4) menyatakan hubungan stress dan strain yang

saling tegak lurus. Dalam gambar 2.1 diperlihatkan hubungan antara stress dan strain.

Gambar 2.1 Penggambaran Stress dan strain yang ditimbulkan oleh tekanan

Dalam hokum Newton, gaya (F) pada suatu benda setara dengan massa bendehubungan a

(M) dikalikan percepatannya (a). F = M. a. Sehubungan dengan pergeseran (u) sebagai akibat

dari tekanan sepanjang sumbu-x, hokum Newton tersebut diungkapkan sebagai berikut :

= ( ᵡ + )

+ (2.5)

Dimana P adalah massa jenis bahan. Sehubunmgan dengan tekanan dalam arah sumbu y dengan

pergeseran v :

= (ᵡ + )

+ (2.6)

Dan dalam arah sumbu-z dengan pergeseran w :

= (ᵡ + )

+ (2.7)

Jika persamaan (2.5) didiferensialkan terhadap s, persamaan (2.6) didiferensikan

terhadan persamaan (2.7) terhadap z lalu dijumlahkan akan didapat

= (ᵡ + 2 ) (2.8)

Persamaan (2.8) adalah persamaan untuk gelombang P karena beroperasi pada arah

sejajar (searah) dengan komponen gaya. Jika persamaan (2.8) dibandingkan dengan persamaan

gelombang umum (2.1), maka akan diperoleh perumusan kecepatan rambat gelombang P, yaitu :

V =

(2.9)

Dimana ᵡ adalah konstanta Lame dan adalah massa jenis.

Selanjutnya, sehubungan dengan gerak puntir diperoleh persamaan :

= (2.10)

Dimana , yang menyatakan vector sudut puntir. Persamaan (2.10) ini disebut juga

sebagai persamaan gelombang S karena gelombang merambat dengan gerakan memutar (curl).

Makna fisis gerakan curl dari persamaan (2.10) diilustrasikan oleh gambar 2.2

Gambar 2.2 Arah gerak rambat gelombang S dan pola gerakan partikel sesuai dengan

persamaan gelombang S

Dengan membandingkan persamaan (2.10) dan persamaan gelombang umum (2.1)

maka diperoleh kecepatan gelombang S, yaitu :

Ѵs =

(2.11)

Dimana adalah modulus geser dan adalah massa jenis . Berdasarkan persamaan ini,

gelombang S tidak dapat merambat pada medium cair maupun udara karena cairan dan udara

mempunyai modulus geser bernilai nol.

II.1.3. Konsep Gelombang S

Gelombang S memiliki peran penting dalam karakterisasi reservoir karena beberapa

sifatnya yang khas. Gelombang S disebut juga sebagai gelombang dipol ( dipole wave ),

sedangkan gelombang P sering disebut sebagai gelombang monopol. Karena karakter pergerakan

memuntir dari partikelnya yang tegak lurus terhadap arah rambatnya, gelombang S dapat

digunakan untuk mengkarakterisasi adanya rekahan (fracrure), dan kandungan fluida dalam

sebuah reservoir. Gelombang S juga dimanfaatkan dalam teknologi well logging dengan

gelombang sonic yang lebih dikenal sebagai DSI ( Dipole Sonic Imaging ).

Gelombang S terbagi dalam dua jenis berdasarkan arah pergerakan partikelnya, yaitu

gelombang SV (vertical) dan SH (horizontal). Gelombang S vertical didefinisikan sebagai

gelombang S dengan pergerakan partikel yang vertical terhadap pemantul, sedangkan gelombang

S horizontal didefinisikan sebagai gelombang S yang pergerakan partikelnya horizontal terhadap

pemantul.

Gambar 2.3 mengilustrasikan pola rambat gelombang SH dan SV. Gelombang SH sejajar

terhadap pemantul, sedangkan gelombang SV tegak lurus terhadap pemantul. Garis

silang menandakan gerakan menjauhi pengamat dan titik hitam menandakan

gerakan menghampiri pengamat.

II.2. AMPLITUDE VARIATION WITH OFFSET ( AVO )

Ketika suatu gelombang seismic kompresi P melewati suatu batas lapisan

bawah permukaan yang memiliki kontras impedansi, maka sebagian energy akan dipantulkan,

sebagian akan diteruskan ( dibiaskan ) dan sebagian lagi akan terkonversi menjadi gelombang

geser S yang diteruskan dan dipantulkan.

Variasi amplitude trhadap offset dari gelombang P yang dipantulkan

tergantung pada hubungan antara koefisien refleksi gelombang P dan S yang dipantulkan. Jika

koefisien refleksi untuk gelombang P dan S sebanding, maka amplitude akan menurun terhadap

offset, namun jika koefisien refleksi untuk gelombang P jauh lebih besar dari koefisien refleksi

untuk gelombang S, maka amplitude akan naik terhadap meningkatnya offset. Fenomena ini

kemudian dijadikan suatu teknik untuk mempelajari karakteristik reservoir. Teknik ini disebut

sebagai Amplitude Versus Angle of incidence (AVA) atau yang lebih dikenal sebagai Amplitude

Versus Offset ( AVO ).

Fenomena ini dapat digunakan untuk mendeteksi adanya kandungan

hidrokarbon pada lingkungan pengendapan tertentu. Dasar yang digunakan dalam AVO anomaly

untuk melihat zona hidrokarbon adalah adanya perubahan sifat rigiditas yang kecil, sementara

modulus Bulk mengalami penurunan secara drastic.

II.2.1. Hubungan Poisson’s Ratio dengan Batas Perlapisan

Terdapat tiga parameter elastis pada dua medium yang berbatasan, yaitu :

1 Kontras kecepatan gelombang P

2. Kontras densitas

3. Kontras Poisson’s Ratio

Persamaan Poisson’s Ratio dituliskan sebagai beriklut:

ɚ=

(

)

(

)

(2.12)

Hal ini dapat dijelaskan dengan mengetahui bahwa kecepatan gelombang P akan menurun

drastic dengan adanya kehadiran hidrokarbon, sedangkan kecepatan gelombang S relative

tidak terpengaruh dengan kehadiran hidrokarbon, sehingga untuk lapisan yang mengandung

hidrokarbon , nilai Poisson’s rationya akan mengecil.

II.2.2. Reflektivitas Sebagai Fungsi Sudut Datang

Koefisien refleksi didefinisikan bernilai negative bila gelombang masuk dari

medium yang lebih padat ke medium yang kurang padat. Dengan menggunakan rumus

pendekatan dari Hilterman-Shuey (19850, dapat dihitung koefisien refleksi sebagai sudut

datang. Persamaan Hilterman-Shuey adalah sebagai berikut : (Castagna, 1993)

R( ) = Ro + ( AoRo +

( )) sin

2 (2.13)

Karena untuk sudut datang lebih kecil dari 300

harga tan = sin , :maka persamaan diatas

dapat dituliskan menjadi :

R( ) = Ro + ( AoRo +

( ) ) sin

2 (2.14)

Dimana Ro = koefisien refleksi pada pantulan tegak lurus

= selisih Poisson’s ratio antara medium 1 dengan medium 2

= sudut datang

II.2.3. Faktor-faktor Yang Mempengaruhi Amplitudo

Secara skematis beberapa faktor yang dapat mempengaruhi amplitudo dapat dilihat

pada gambar berikut:

Gambar 2.4. Faktor-faktor yang mempengaruhi amplitudo gelombang seismik (O’Doherty

dan Anstey, 1971).

Secara umum, faktor-faktor yang mempengaruhi amplitudo gelombang seismik

terbagi atas dua bagian , yaitu faktor alam dan faktor teknis.

1. Faktor alam : merupakan sifat-sifat gelombang seismic sebagai fenomena alam. Karena

amplitudo gelombang seismik sangat berkaitan erat dengan energinya, maka harga

amplitudonya juga akan dipengaruhi oleh adanya faktor pelemahan energi seismik,

seperti faktor spherical, faktor spreading, efek penyerapan dan hamburan dan

pemantulan dan pembiasan pada bidang batas. Selain itu terdapat juga faktor yang k

amplitudo sinyal seismik dapat menjadi lebih besar atau lebih kecil. Interferensi tidak

hanya disebabkan oleh multiple dan difraksi. Lapisan tipis juga dapat menghasilkan

interferensi gelombang yang dipantulkan oleh batas lapisan atas dan batas dasar lapisan

tipis tersebut. Interferensi akibat adanya lapisan tipis ini disebut sebagai efek tuning

(tuning effect).

2. Faktor teknis : mempengaruhi amplitudo gelombang seismik pada saat perekaman dan

dan pengolahan data. Susunan geophone, kedalaman titik tembak amplifier dan kopling

antara geophone dan tanah berpengaruh terhadap nilai amplitudo gelombang seismik

yang direkam. Pada saat pengolahan , banyak sub proses yang menyebabkan amplitudo

sinyal seismik berubah.

II.2.4. AVO Attribute

AVO Attribute Stack digunakan untuk menganalisa perubahan amplitudo dengan offset

atau sudut datang gelombang seismik. Sebelum analisa AVO Attribute Stack dilakukan, data

masukan harus berbentuk angle gather agar memenuhi persamaan Shuey. Karena itu data CDP

gather terlebih dahulu diproi suatu bidang batas antara dua medium elastik dapatses dengan

menggunakan analisa AVO gather melalui metode pelacakan sinar (ray tracing ) sehingga

diperoleh data angle gather.

Karakteristik attribute stack merupakan pencocokan linier dari amplitudo versus sudut

datang dengan menggunakan persamaan Zoeppritz yang telah disederhanakan oleh Shuey

(1985). Shuey menunjukkan bahwa untuk sudut datang yang lebih kecil dari sudut kritis, maka

amplitudo pantulan gelombang P dari suatu bidang batas antara dua medium elastik dapat

diperkirakan sebagai berikut :

Gambar 2.5. Percocokan linier untuk data AVO

Sehingga persamaan (2.24) dapat dituliskan sebagai berikut :

R( )

Dengan I = Intercept

G = Gradien

BAB III

METODE AKUSISI DATA

III.1. Akusisi Data

Akusisi data pada eksplorasi seismik merupakan tahapan terpenting diantara tahapan-

tahapan lainnya (prosesing dan interpretasi ), meskipun tiap-tiap tahap haruslah saling

mendukung. Tanpa akuisisi data yang baik tidak akan diperoleh gambaran bawah permukaa

Untuk dapat mengakuisisi data dengan benar perlu dilakukan desain arah penembakan,

presentasi fold maksimum dan fold minimum, desain array, desain lintasan dan kedalaman titik

bor untuk penembakan ( bila sumber energi yang digunakan adalah bahan eksplosif).

III.1.1. Metode Perekaman Data Seismik

Perekaman data seismik dilakukan dengan teknik end of line (off end) untuk keseluruhan

jenis geophone (P dan S). Pada teknnik off end, 24 geophone diletakkan sepanjang lintasan

pengukuran di permukaan tanah dan dihubungkan dengan kabel seismik pada suatu alat perekam

(seismogram). Seismogram ini kemudian dihubungkan dengan sebuah computer jinjing ( laptop).

Komputer dan piranti lunak didalamnya akan merubah bentuk rekaman seismik analog dari

seismograf menjadi bentuk digital yang dapat ditampilkan pada layar computer.

Tiga buah geofon terdiri atas satu buah geofon gelombang P dan dua buah geofon

gelombang S diletakkan dalam satu stasioun untuk menerima energi yang dikirim sumber secara

bersamaan, baik dari sumber gelombang P, sumber gelombang SV maupun sumber gelombang

SH. Konfigurasi peletakan geofon P dan S dibedakan dengan geofon P menghadap vertikal

permukaan bumi, sedangkan geofon S diletakkan menghadap sejajar lintasan pengukuran ( untuk

menerima gelombang SV ), dan tegak lurus lintasan pengukuran ( untuk gelombang SH ).

Gambar 3.1 Konfigurasi peletakan geofon dalam satu stasiun

Cara melakukan pukulan untuk perekaman tiap-tiap jenis gelombang disesuaikan

dengan konfigurasi peletakan geofone-geofon tersebut. Untuk memberi energy gelombang P,

palu dipukulkan vertical kea rah permukaan tanah ( gambar 3.2). Energi dari pukulan akan

ditangkap oleh keseluruhan jenis geofon.

Gambar 3.2 Konfigurasi pemukulan yang menghasilkan energi gelombang P.

Untuk memberi energi yang sesuai arah perambatan gelombang SV, pemukulan

dilakukan di ujung lintasan pengukuran dengan memukulkan palu kepada plat besi yang telah

ditanam kedalam tanah tegak lurus terhadap line. Pemukulan dilakukan dengan arah sejajar

lintasan pengukuran. Pemukulan dengan cara ini diharapkan dapat menghasilkan gelombang

yang merambat secara transversal dengani pemukulan yang arah pergerakan partikelnya vertical

terhadap bidang gelombang. Konfigurasi pemukulan yang menghasilkan energi gelombang SV

ini digambarkan oleh gambar (3.3)

Gambar 3.3 Konfigurasi pemukulan yang menghasilkan energi gelombang SV

Untuk memberi energy yang sesuai dengan arah perambatan gelombang SH,

palu dipukulkan kepada plat besi yang ditanamkan dalam tanah sejajar dengan lintasan

pengukuran. Pukulan dilakukan dengan arah tegak lurus lintasan pengukuran.

Gambar 3.4 Konfigurasi pemukulan yang menghasilkan energi gelombang SH

Pada penggunaan teknik off end, setiap penembakan diikuti dengan pergeseran titik

tembak beserta geofon dengan jarak yang tetap. Tujuan metode ini adalah untuk memperoleh

refleksi pada titik yang sama( common point) dan meningkatkan rasio sinyal terhadap noise.

Metode perekaman yang digunakan diilustrasikan pada gambar 3.5.

Gambar 3.5 Sketsa perekaman dengan teknik off end

Refleksi-refleksi pada titik kedalaman yang sama (common depth point) digunakan

untuk mencitrakan titik-titik pada suatu reflector beberapa kali. Informasi yang diperoleh ini

selajutnya digabungkan dalam tahapan prosesing. Teknik ini diharapkan dapat memperkuat

sinyal yang datang dari reflector-reflektor utama dan mengurangi atau menghilangkan sinyal-

sinyal yang tidak diinginkan, sehingga diperoleh rekaman yang baik. Perekaman common depth

point (CDP) dan pencerminannya di permukaan atau common mid point (CMP) diilustrasikan

pada gambar 3.6

Gambar 3.6 Perekama CDP / CMP

III.1.2.1. Lokasi dan Deskripsi Pengambilan Data

Pengambilan data dilakukan di daerah Lebak Siliwangi Daerah pengukuran

memiliki topologi permukaan yang rata terbentuk dari bahan tanah liat berpasir.

Perekaman data seismic dilakukan dengan menggunakan 24 geofon P dan geofon

S tipe 30 Hz (gambar 3.4) sebagai penerima dan dirkam oleh divais Seistronix 24 chanel (gambar

3.5). Lama perekaman sepanjang 500 ms dengan sampling rate 0.200 ms dan gain alat 24 dB.

Sumber gelombang yang digunakan adalah palu (5kg) dan plat besi sebagai landasan pukulan.

Prosedur penembakan dilakukan dengan metode end of line / off end dengan jarak antar geofon

2,5 m serta near offset sejauh 10 m.

BAB IV

PENGOLAHAN DAN ANALISA DATA SEISMIK

Tujuan dari pengolahan data seismic adalah menghasilkan penampang seismic

dengan perbandingan sinyal terhadap bising ( noise) yang tinggi tanpa mengubah bentuk

kenampakan refleksi, sehingga dapat diinterpretasikan bentuk keadaan bawah bumi seperti apa

adanya.

Pengolahan data seismic pantul multikomponen ini dilakukan dengan menggunakan

perangkat lunak (software) Visual Sunt versi 5.4 produk dari perusahaan W-Geosoft Geophysical

Software untuk pengolahan data mentah dan software Hampson-Russel produksi Hampson-

Russel Software Service Ltd. Untuk pengolahan dan analisa AVO. Pengolahan data dilakukan di

ruang Prosesing Laboratorium Fisika Bumi, Institut Teknologi Bandung.

IV.1. Pengolahan Data Seismik

Data rekaman seismic yang diolah merupakan data digital yang direkam pada

pita magnetic, dalam format SEG-2. Polaritas yang digunakan adalah polaritas normal SEG.

Sebelum dilakukan analisa AVO, data harus diproses terlebih dahulu menjadi

data CDP/CMP gather sebagai pra kondisi analisa Amplitude Variation with Offset.

Secara umum , alur pengolahan data yang dilakukan dapat dilihat pada bagan

dibawah ini:

Gambar 4.1 Alur pengolahan data sistemik

IV.1.1. Konversi Format Data

Seismograf (dalam pengambilan data digunakan Seistronix) merekan data dalam

format SEG-2 atau SEG-Y ataupun format-format data lainnya. Software membaca format file

yang berbeda dengan yang digunakan oleh seismograf, oleh karena itu dilakukan pengubahan

dari format alat (SEG-2) kedalam bentuk SU (Seismik Unix).

Unix selain memberikan gambaran trace (tras) seismic, juga menuliskan ‘kandungan’ file

seismic tersebut yang berupa :

1 Header file

2 Header Trace

3 Nilai sampling

Header berisikan nilai-nilai yang dimiliki tiap tras yaitu parameter perekaman, geometri,

topografi, tras yang mati, dll.

IV.1.2. Input Geometri

Tahap ini digunakan untuk memberikan informasi geometri pengamnbilan

rekaman seismic di lapangan. Parameter-parameter yang dijadikan sebagai input adalah jarak

antar gefon, jarak antar penembakan, jarak near offset dan topografi lapangan. Rekaman yang

semula hanya berisikan nomor ID perekaman (FLDR) setelah melalui proses ini akan

menghasilkan rekaman dengan data penembakan, CDP dan jarak offset.

IV. 1.3.Pree-Processing

Preprocessing merupakan tahap untuk menyiapkan data lapangan untuk pengolahan

selanjutnya. Tahap ini berisikan pengolahan data shot gather yang akan diubah menjadi data

CDP/CMP gather.

Pada saat akuisisi data di lapangan seringkali terjadi hal-hal yang tidak diinginkan,

seperti pemasangan geofon yang terbalik, geofon yang tidak berfungsi, bising yang terlalu besar

dan pengaruh spread kabel. Kondisi lapangan juga mempengaruhi kualitas rekaman seismic,

seperti perbedaan titik ketinggian dan ketebalan lapisan lapuk. Untuk mengurangi pengaruh

rekaman yang buruk dilakukan proses- proses sebagai berikut :

. Pengeditan Tras : proses ini terdiri atas mute,kill dan reverse

Mute digunakan untuk menhilangkan gelombang linear (bising gelombang udara, gelombang

permukaan, gelombang refraksi) pada rekaman agar diperoleh refleKtor yang hiperbolik. Nilai-

nilai amplitude pada bagian tras. Yang dipotong ini akan bernilai nol. Untuk rekaman gelombang

P, mute dilakukan pada rentang waktu 0-22 ms untuk trace pertama dan 0-45 ms untuk trace ke

24.

Kill digunakan untuk mematikan tras yang penuh dengan bising berfrekuensi tinggi.

Reverse digunakan untuk membalikan polari tras.

. Koreksi Statik : proses ini dilakukan untuk menghilangkan pengaruh topografi,

ketebalan ;lapisan lapuk dan variasi kecepatan pada lapisan lapuk. Koreksi ini akan

menyebabkan seluruh titik tembak dan geofon berada pada posisi kedalaman (datum) yang sama,

biasanya digunakan ketinggian dpl (diatas permukaan laut).

. Filtering : proses ini berguna dalam memisahkan sebagian besar bising dari rekaman

seismic dan meningkatkan nilai rasio sinyal terhadap bising (S/N). Dengan melihat frekuensi dari

rekaman melalui analisa spectrum (gambar 4.2), dapat diperkirakan frekuensi bising dan

frekuensi sinyal.

Gambar 4.2 Analisa spectrum frekuensi

Proses filtering dapat dilakukan beberapa kali dan dapat dilakukan baik sebelum maupun setelah

stack.Pada pengolahan data seismic ini digunakan filter band pass. Ilustrasi pemfilteran band

pass dapat dilihat p ada gambar 4.3 dibawah ini

Gambar 4.3 Filter band pass

Untuk rekaman gelombang P, filter band pass dilakukan dengan batas frekuensi 20,40,70 dan 90

Hz ( gambar 4.4)

Untuk rekaman gelombang SH , filter band pass dilakukan dengan batas frekuensi 30,50,70,dan

100 Hz ( gambar 4.5)

Untuk rekaman gelombang SV, filter band pass dilakukan dengan batas frekuensi 30,50,70 dan

100 Hz ( gambar 4.6)

Gambar 4.4 Rekaman geloimbang P terfilter band pass

Gambar .4,5 Rekaman geloimbang SH terfilter band pass

rGambar .4.6 Rekaman geloimbang SV terfilter band pass

IV.1.4. Koreksi Normal Move Out

Koreksi Normal Move Out digunakan untuk menghilangkan efek jarak antara sumber

dengan penerima. Bila pengaruh offset ini dihilangkan, gelombang pantul terlihat seolah-olah

datang dalam arah vertical (arah normal), sehingga pada tampilan reflector akan tampak datar:

Koreksi ini diterapkan berdasarkan formulasi berikut :

t2(x) = t

2(0) +

(4.1)

atau

t(x) = √ ( )

Dengan mengurangi fungsi t(x) dari data lapangan dengan fungsint(0) akan diperoleh fungsi

koreksi waktu dimana :

t(x)NMO = t(x) – t(0) = t(0) (

( ) -1 )

Dengan t(x) = waktu tempuh sebenarnya

t(0) = waktu tempuh pada zero offset

x = jarak offset

Nilai waktu tempuh dari perhitungan diatas digunakan sebagai nilai input pada tahap

koreksi NMO. Proses koreksi NMO ini bias .dilakukan pada saat analisa kecepatan CVS maupun

setelah sorting/ CDP gather

Pada pengolahan data seismic wiilayah ini diambil waktu NMO pada 27 ms,

42ms,123ms, dan 160 ms dengan kecepatan NMO berturut-turut sebesar 1200m/s, 1400m/s,

2000m/s, dan 2200 m/s.

IV. 1.5. Analisa Kecepatan

Analisa kecepatan dilakukan untuk memperoleh nilai fungsi kecepatan yang tepat

agar sinyal-sinyal refleksi dari tras-tras seismic dalam satu titik pantul yang sama (CDP)

menjadi datar. Tahap pengolahan ini dilakukan berulang-ulang untuk menghasilkan fungsi

kecepatan yang tepat sehingga diperoleh gambaran bawah permukaan yang mendekati keadaan

sebenarnya.

Metode yang digunakan untuk analisa kecepatan untuk data daerah ini adal;ah

metode Constant Velocity Scan (CVS). Pada metode ini sejumlah tras dengan kecepatan yang

konstan akan ditambahkan pada data asli. Garis-garis reflector akan muncul pada beberapa

kecepatan tertentu beserta waktu keberadaan refreflectorrsebut. Data kecepatan dn waktu inilah

yang akan digunakan untuk proses penambahan tras (stack).

Gambar 4.7 Garis-garis reflector yang muncul dalam proses CVS

IV. 1.5. AVO Angle Gather

Untuk melakukan analisa AVO, diperlukan adanya batasan sudut pada CDP

gather. Proses AVO angle gather memberikan batasan sudut yang diinginkan untuk analisa AVO

selanjutnya. Data seismic yang digunakan dalam proses ini adalah data CDP gather yang telah

terkoreksi NMO. Pada kasus ini pembagian interval sudut pada tahap ini adalah 00- 10

0 , 10

0-20

0.

Batasan sudut diberikan hingga 200 dengan anggapan nilai sudut datang dibawah sudut kritis.

Tampilan angle gather gelombang P untuk interval sudut datang yang berbeda

dapat dilihat pada gambar 4.26 dan 4.27. Pada gambar menandakan munculnya fenomena AVO

pada tahap angle gather.

Gambar 4.8 Tampilan angle gather gelombang P dengan interval sudut datang 0o – 10

o

Gambar 4.9 Tampilan angle gather gelombang P dengan interval sudut datang 10o – 20

o

IV.1.6. AVO Attribute Volum

Proses ini digunakan untuk menganalisa perubahan amplitude dengan offset

atau sudut datang. Data yang digunakan untuk proses ini adalah data seismic angle gather.

Keluaran dari proses ini adalah atribut-atribut AVO yang digunakan dalam tahap interpretasi.

Atribut-atribut AVO yang dimaksud adalah :

1. Intercept (A) atau Normal Incidence

Atribut ini merupakan fungsi Impedansi Akustik dan dihasilkan dari ekstrapolasi trend

Gradient AVO data pre stack pada zero offset.

Intercept merupakan suku pertama dari persamaan Shuey (2.24)

R( ) R0 + ( A0R0 +

( ) ) sin

2

Intercept

2. Gradient (B)

Atribut ini dihasilkan dengan menggunakan persamaan inversi AVO. Gradien

menjelaskan perubahan amplitude terhadap offset atau sudut datang dari CDP gather.

Gradient merupakan suku kedua dari persamaan Shuey (2.24)

R( ) = R0 + ( A0R0 +

( ) ) sin2

Gradient

3. Product Gradient (A * B)

Product Gradient dihasilkan dari perkalian antara Normal Incidence dengan

Gradient. Pada penampang atribut ini, penambahan nilai amplitude terhadap sudut

datang akan diplot sebagai puncak (peak), sebaliknya pengurangan nilai amplitude

terhadap sudut datang akan diplot sebagai lembah (through).

Tampilan penampang seismik gelombang P yang telah melalui proses atribut

Volume untuk interval sudut datang yang berbeda dapat dilihat pada gambar 4.10

dan 4.11

Gambar 4.10 Penampang atribut volum Intercept (A) dari data angle gather

gelombang P dengan sudut interval 0o – 10o

Gambar 4.11 Penampang atribut volum Gradient (B) dari data angle gather

gelombang P dengan sudut interval 0o – 10o

Gambar 4.12 Penampang atribut volum Product (A*B) dari data angle gather

gelombang P dengan sudut interval 0o – 10o

IV. 2. Analisa Data Seismik

IV.2.1. Analisa Penampang Seismik CDP Stack

Dari hasil pengolahan data seismic diatas dapat dilakukan analisa sebagai

berikut.

. Rekaman Gelombang P

Dengan melihat penampang gelombang P, dapat terlihat bahwa terdapat

perbandingan sinyal dan bising (noise) yang rendah. Bising ini kemungkinan besar

merupakan pengaruh dari terekamnya gelombang permukaan ( ground roll) dan

air wave yang muncul dari lingkungan sekitar. Bising ini mempengaruhi kualitas

data yang diolah. Penggunaan filter F-K untuk data gelombang P ini dapat

mengurangi kehadiran bising tersebut, tetapi di lain pihak juga menimbulkan

multiple.

Dengan melihat data yang telah melalui proses stack dan migrasi dapat

terlihat keberadaan beberapa batas perlapisan. Dari data yang telah termigrasi

terlihat dua lapisan dengan batas-batas perlapisan pada posisi 64,3 ms, 143 ms, dan

231 ms. Batas-batas perlapisan ini ditandakan oleh kontinyuitas amplitude yang

tinggi. Kecepatan interval hasil analisa kecepatan pada posisi waktu di atasa

berturut-turut adalah 920 m/s, 1040 m/s, dan 1600m/s. Selang waktu antar

reflector pertama dan kedua sekitar 80 ms dan antara reflector kedua dan ketiga

sekitar 90 ms. Reflektor pertama diperkirakan merupakan batas atas dari water

table di daerah pengukuran. Komposisi diatas lapisan pertama diperkirakan terdiri

atas tanah yang tercampur air, sedangkan lapisan dibawahnya kemungkinan besar

merupakan reservoir air.

. Rekaman Gelombang SH

Dengan melihat rekama gelombang dapat terlihat lebih banyak garis-garis

reflektor dibandingkan pada rekaman gelombang P. Batas-batas perlapisan yang

diasumsikan dari penampang seismik gelombang P tidak terletak pada posisi waktu

yang sama pada penampang gelombang S. Hal ini disebabkan kecepatan gelombang

S yang lebih rendah dari gelombang P. Penampang yang dihasilkan tampak lebih

jelas mencitrakan permukaan bawah bumi daerah pengukuran, hal ini disebabkan

energi gelombang SH yang tidak terkonversi di bidang batas perlapisan.

Dengn memperhatikan penampang seismik gelombang SH, terlihat bahwa

batas-batas perlapisan yang terletak pada posisi waktu 97 ms dan 268 ms

merupakan reflektor yang sama dengan reflektor yang hadir pada posisi waktu 64,3

ms dan 231 ms. Tetapi pada penampang gelombang SH terlihat beberapa reflektor

lainnya, seperti pada posisi waktu 145,1 ms.

Dari penampang gelombang SH dapat terlihat kehadiran multiple-multipel

pad posisi waktu 181,9 ms, 192,6 ms, dan 281,7 ms. Multipel ini merupakan

pengulangan dari reflektor-reflektor dii atasnya. Multipel ini dapat menyebabkan

terjadinya kesalahan interpretasi.

Ketebalan lapisan pertama dari penampang gelombang SH ini adalah sekitar

55 ms dan ketebalan lapisan kedua adalah sekitar 70 ms. Posisi batas atas water

table pada penampang ini diperkirakan merupakan lapisan batuan lapuk.

. Rekaman Gelombang SV

dapat dihilangkan pada proses filter band pass . Bising ini menyebabkan

menurunnya kontinyuitas amplitude pada beberapa reflektor. Meskipun begitu,

dapat terlihat keberadaan reflektor sebagai penanda batas perlapisan pada posisi

waktu 132 ms dan 270 ms yang merupakan refleksi dari batas perlapisan yang

sama dengan yang tampak pada penampang gelombang P dan SH.

Kecepatan gelombang SV pada posisi 132 ms adalah 1020m/s dan pada

posisi 270 ms sebesar 1420m/s. Sama seperti pada penampang gelombang SH,

reflector terbawah pada penampang gelombang P tidak terlihat dikarenakan waktu

perekaman yang tidak cukup panjang untuk meliputi reflektor tersebut.

Dari penampang gelombang SV terlihat kemunculan multiple pada posisi

waktu 184 ms yang merupakan pengulangan dari reflector pada 132 ms.

Ketebalan lapisan pertama dari penampang seismik ini diperkirakan

sekitar 50 ms dan ketebalan lapisan kedua sekitar 68 ms. Reflektor pada posisi 100

ms diperkirakan merupakan batas atas water table daerah pengukuran.

IV. 22. Analisa AVO

Dengan memberikan batasan sudut datang tertentu pada data CDP gather

dan merubahnya menjadi angle gather maka dapat dilihat respon amplitude

terhadap peningkatan sudut datang.

Dengan membandingkan penampang angle gather untuk tiap-tiap jenis

gelombang , terlihat bahwa respon amplitude meningkat terhadap peningkatan

sudut datang. Kontinyuitas amplitude sebagai penanda kehadiran reflector turut

meningkatnya nilai amplitude. Perubahan amplitude ini juga menandakan

terjadinya perubahan Koefisien Refleksi (KR) gelombang sebagai fungsi dari sudut.

Dalam beberapa kondisi terlihat perubahan amplitude terhadap

perubahan sudut yang kecil menyebabkan sulit terdeteksinya reflector karena

adanya pengaruh ketebalan tunning , atenuasi dan penurunan rasio sinyal-bising

terhadap offset .

Dengan membandingkan penampang-penampang seismic yang telah

diberi attribute AVO antara dua interval sudut datang yang berbeda untuk ketiga

jenis gelombang, dapat terlihat terjadinya peningkatan amplitude bernilai positif

dan kontinyuitasnya terhadap peningkatan sudut datang gelombang. Pemberian

atribut Intercept (A) sebagai fungsi dari Impedansi Akustik (IA) pada penampang

seismic gelombang P menunjukkan perubahan nilai IA pada posisi waktu sekitar

180 ms yang digunakan untuk memprediksi batas atas water table daerah

pengukuran. Pada penampang gelombang SH, fenomena ini terlihat pada posisi

waktu sekitar 200 ms, sedangkan pada penampang gelombang SV, fenomena ini

tampak pada posisi waktu 140 ms – 180 ms.

Dengan melihat penampang seismic yang telah diberi atribut Gradient

(B) yang menjelaskan karakteristik amplitude versus offset dari data pre stack,

terlihat peningkatan amplitude pada posisi waktu 140 ms hingga 200 ms yang dapat

digunakan untuk memprediksi kehadiran air. Pada penampang gelombang SH

fenomena ini terlihat mulai pada posisi waktu 180 ms. Pada penampang gelombang

SV fenomena yang berbeda terjadi dimana pada penampang atribut Gradient untuk

data angle gather 00 – 100 terlihat peningkatan amplitude pada posisi waktu 100 ms

dan terus berulang hingga 400 ms. Kemungkinan keadaan ini disebabkan adanya

bising yang tidak terfikter.

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

V.1. Kesimpulan

Setelah melakukan pengolahan dan analisa data seismic dan AVO, maka dapat

diambil kesimpulan sebagai berikut :

1. Proses pengambilan data dengan jarak offset yang terlalu pendek akan

menyebabkan munculnya bising pada data rekaman seismik. Bising ini akan

menyebabkan terjadinya kesalahan interpretasi.

2. Penampang seismik gelombang SH dapat mencitrakan permukaan bawah baik

lebih baik dari jenis gelombang lainnya disebabkan sifatnya yang tidak

terkonversi di bidang batas perlapisan.

3. Melalui pengubahan data CDP gather menjadi angle gather dapat terlihat

fenomena peningkatan amplitudo terhadap meningkatnya sudut datang

gelombang.

4. Peningkatan amplitude sebagai dampak bertambahnya sudut datang gelombang

pada proses AVO dapat digunakan dalam menentukan reflektor sebagai penanda

batas perlapisan.

5. Melalui pengamatan penampang seismik yang telah diberi atribut AVO,

perubahan koefisien refleksi dan pengamatan nilai amplitude dapat ditentukan

klasifikasi litologi suatu lapisan.

DAFTAR PUSTAKA

1. Burger , H.R. 1992. Exploration Geophysic of the Shallow Subsurface. New Jersey

: Prentice Hall Inc

2. Sheriff, R.E. dan Geldart, L.P. 1982. Exploration Seismology : volume 1 : History,

theory and data acquisition. Cambridge : Cambridge University Press

3. Sheriff, R.E. dan Geldart, L.P.1983. Exploration Seismology : volume 2 : Data

Processing and interpretation. Cambridge : Cambridge University Press

4. Sukmono, S. dan Abdullah, A. 2002. AVO dan Multikomponen untuk karakterisasi

Reservoar.

5. Telford, W.M. Geldart, L,P. dan Sheriff R.E. 1990, Apllied Geophysic , 2nd ed.

Cambridge : Cambridge University Press.