TEKNIK GEOFISIKA FTSP ITSModul Praktikum Metode InversiAnalisa Data Seismik pada Reflektor Tunggal Horizontal Oleh: Nova Linzai (3712100002) M. Ghazalli (3712100012)Natassa Adi P (3712100020) 4/6/20151.Tugas Pendahuluana. Sebutkan dan jelaskan perbedaaan Seismik Refraksi dan Refleksib. Tuliskan persamaan gelombang seismik refleksi dan jelaskan variabel yang ada dalam persamaan.c. Jelaskan parameter apa saja yang harus diperhatikan dalam metode inversi garis seismik refleksi.Jawaban:a. Seismik Refraksi mengukur gelombang datang yang dipantulkansepanjang formasi geologi di bawah permukaan tanah. Waktu tembuhgelombang antara sumber getaran dan penerima akan menghasilkangambaran tentang kecepatan dan kedalaman lapisan. Seismik Refleksi mengukur waktu yang diperlukan suatuimpuls suara untuk melaju dari sumber suara, terpantul oleh batas- batasformasi geologi dan ditangkap oleh geophone.b. Z adalah kedalaman reflektor, x adalah jarak antara source (sumber)ke reciever (penerima), v adalah kecepatan gelombang di bawah permukaan,dan t adalah waktu tempuh gelombang. Dalam metode inversi, parameteryang dicari adalah z (kedalaman) dan v(kecepatan gelombang di lapisan).c. Kecepatan lapisan atas dalam pemodelan harus lebih kecil dari lapisan bawahnya untuk menghindari refraksi. Kecepatan (v) dianggap sama dalam satu lapisan karena lapisan diasumsikan isotropis, sehingga nilai kecepatan yang keluar hanya satu.- Data yang sudah ada adalah travel time (t) dan offset (x). Data ini merupakan hasil data lapangan, sedangkan parameter yang dicari adalah kecepatan gelombang seismik pada suatu lapisan (v) dan kedalaman reflektor (z)2.Tinjauan Pustaka Survei Seismik dilakukan untuk mengetahui kedalaman sebah reflektormendatar seperti Gambar 1.Gambar 1: Reflektor mendatar dengan kedalaman z. Sumber gelombang seismikdinamakan source ditandai dengan S dan Penerima gelombang seismik yangdinamakan receiver ditandai dengan R. Jarak antara S dan R dinamakan offset(x). Lintasan Gelombang seismik ditandai dengan garis merah yang adapanahnya. Dalam inversi, data yang ada (Given) berasal dari data lapangan. Dalam halini data dari lapangan berupa offset (x) dan travel time (t). Data offset dan traveltime tidak lah cukup untuk menentukan parameter dari dalam bumi. Untukmenetukan parameter model bumi dibutuhkan kecepatan gelombang seismik (v)dan kedalaman reflektor mendatar (z) terhadap permukaan yang disebut dengan(determine) dalam Gambar 2.Gambar 2: Proses Inversi memerlukan input berupa data lapangan kemudianoperator berupa model matematika dan teori inversi sehinggga menghasilkanoutput berupa estimasi parameter model bumi. Proses Inversi untuk mendapatkan parameter model bumi dari dari datalapangan memerlukan model matematika. Model matematika yang sesuai denganmasalah ini adalah melalui perumusan waktu tempuh gelombang (t) yang bergeraksesuai dengan lintasan warna merah. Berikut model matematikanya Metode pendekatan yang digunakan untuk mendapatkan parametermodel (unknown parameter) digunakan metode Inversi model garis.Model matematis di atas dapat disederhanakan menjadi seperti berikutsehingga mendekati model garis: y= m1+ m2x3.Pengukuran Pengukuran data dilakukan dengan menggunakan data sintesis yangdimodelkan oleh software Tesseral. Praktikum ini menggunakan model reflektordatar.P1P2 Diatas adalah model geologi yang akan digunakan. Memiliki panjang lintasansebesar 100 meter dengan kedalaman 50 m. Reflektor terletak di kedalaman 25meter. Lapisan P1 adalah clay dengan kualitas rendah yang memiliki velocitysebesar 500 m/s dan P2 adalah lapisan pasir dengan velocity sebesar 750 m/s.Desain survey menggunakan single shot dengan besar frekuensi 300 Hz, jumlahreceiver yang digunakan sebesar 21 buah dan interval antara receiver sebesar 5 m. Berikut adalah hasil pemodelan data seismik yang telah di shooting laluditampilkan dengan software Seisee, dapat dilihat 21 jumlah receiver yang akan dipick travel time seismik yang direkam tiap receiver sebagai data pertama. Offsetantara shot dan receiver akan menjadi data kedua yang akan digunakan.Dari data sintetik diatas, didapatkan tabel seperti berikut:Receiver R ke-iOffset (x), Meter 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95100Travel time (t), detik 0,95 0,953 0,969 0,997 1,032 1,068 1,119 1,17 1,225 1,292 1,363 1,434 1,505 1,576 1,663 1,743 1,828 1,836 1,871 1,935 1,954 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21Asumsi yang digunakan adalah :1. Tiap lapisan isotropis dengan kecepatan yang sama.2. Reflektor batas perlapisan lurus.4.MetodologiAkuisisi data seismik Dalam percobaan ini tidak dilakukan akusisi secaralangsung akan tetapi dibuat suatu permodelanPicking Travel time pada Seislab- Buat model dua lapisan pada software Tesseral- Tentukan input kecepatan pada setiap lapisan didapatkandata offset dan travel timepenghitungan inversiPick setiap reciever dan catat waktu Perhitungan denganmenggunakan penyelesaian matrix. Dengan model matematika yang sudah ditentukan4 2 2 + 2 = 2 2Sederhanakan ke dalam bentuk:m1+m2 2= 2 Hasil danPembahasan Tunjukkan hasil perhitungan dalam bentuk tabel, grafik dll. Setelah itubuatlah pembahasan mengenai hasil tersebut PenarikankesimpulanBuatlah kesimpulan dari semua tahap yang ada di percobaan iniData yang dicari: (unknown parameter)1. Kecepatan gelombang seismic (v)2. Kedalaman reflector terhadap permukaanData yang didapatkan (variabel):1. Offset (x)2. Time Travel (t)Algoritma yang digunakan4 2 2 + 2 = 22Dengan mengasumsikan bahwa:m1=422m2=2maka didapatkan persamaan matriks:m1+m2 2 = 2setelah dilakukan proses penghitungan maka matriks penjumlahan yang didapatkanadalah: ( 2Diinversikan menjadi11 2 1 2 )= 4 2 2 21 =(2 2maka didapatkan persamaan matriks: 24 2) 2 2m1+m2 2 = 2setelah dilakukan proses penghitungan maka matriks penjumlahan yang didapatkanadalah: ( 2Diinversikan menjadi1 2 1 2 )= 4 2 2 21 =(2 2 24 2) 2 25.HasilReceiver R ke-i12345Offset (x), Meter 0 5101520Travel time (t), detik 0,95 0,953 0,969 0,997 1,032Masukkan data berikut, 6 7 8 9101112131415161718192021Kedalam algoritma dibawah, 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 951001,0681,119 1,171,2251,2921,3631,4341,5051,5761,6631,7431,8281,8361,8711,9351,954 1[ ] = [ 2 2 2 ] 41 2 ][ 2 2Sebelumnya, hitung data sesuai kebutuhan.N21 xi2 0 25 100 225 400 625 900122516002025250030253600422549005625 xi4 0 625 10000 50625 160000 390625 8100001500625256000041006256250000915062512960000178506252401000031640625 ti2xi2ti2 0,902500,90820922,7052250,93896193,89610,994009 223,6520251,065024426,00961,140624712,891,2521611126,9449 1,36891676,90251,50062524011,6692643380,25961,8577694644,42252,0563566220,47692,2650258154,092,483776 10493,95362,765569 13551,28813,038049 17089,02563 6400 7225 8100 90251000071750 409600003,341584 21386,1376 522006253,370896 24354,7236 656100003,500641 28355,1921 814506253,744225 33791,63063100000000 3,81811638181,16451666250 43,982283 216286,3606Masukkan nilai diatas kedalam bentuk matriks yang telah diketahui, 121[ ]= [ 271750 71750 1 43,982283 ] [] 216286,3606451666250Invers matriks yang di tengah, 0,104141[ ]=[ 21,7 1051,6544 x 1059 ] [4,84214 10 43,982283 ]216286,3606Dihasilkan,[ 1,0022683581 ]=[] 0,0003196472Kembalikan ke bentuk awal,2 =1 2 4 21 = 2 Didapatkan, = 27,99799504 m = 550,932588Hitung besar error yang dihasilkan, ( 100%)Error kedalaman = (|25 27,99799504|25 100%)Error kedalaman = 11.99198%DanError kecepatan =(|500 55,932588|500 100%)Error kecepatan =88.8134802%6.Pembahasan Dalam praktikum ini, parameter yang menjadi target adalah kedalaman m (z)dan kecepatan (v) dalam m/s dengan variable yang digunakan adalah jarak antarareceiver dan source/ offset (x) dalam m dan travel time (s). Dapat dianalisa bahwawaktu tempuh yang dibutuhkan gelombang untuk menembus suatu mediumdipengaruhi oleh factor jarak. Yaitu jarak (z) atau kedalaman dan jarak (x) atausumber-receifer/offset. Dari hasil yang didapatkan, kedalaman bidang refleksiadalah 27.997 m dan kecepatannya adalah 55.932 m/s. Kami menggunakan software pemodelan Tesseral 2D untuk mengetahui tingkatkeberhasilan praktikum ini. Setelah dilakukan perhitungan dengan alur sepertidiatas, maka didapatkan error yang didapatkan dari kedua parameter yang dicariadalah 10% untuk kedalaman dan lebih dari 80% untuk kecepatan. Hal inimenunjukkan bahwa tingkat kepercayaan untuk parameter kecepatan adalahb90% dan kedalaman adalah 20%. Hal yang menyebabkan error tinggi pada kedalaman adalah karena nilai traveltime yang di picking tidak sesuai dan kurang tepat. Sehingga mendapatkan erroryang sangat besar. Walaupun tingkat keberhasilan mencapai 90%, terdapat kendala daripraktikum ini sendiri yaitu, belum dicoba menggunakan data akusisi seismic yangasli (karena ini adalah inversi). Data yang digunakan merupakan hasil dari dataforward modelling menggunakan Tesseral 2D. Selain itu, asumsi yang digunakandalam praktikum ini jarang ditemui di alam karena jarang ditemui lapisan lurusyang isotropis. Kemudian untuk menunujukkan tingkat keberhasilan praktikum ini, kamimencoba untuk mengkoreksi data diatas dengan menggunakan koreksi NormalMove Out (NMO). Untuk mendapatkan two way travel time, kami menggunakanpersamaan berikut :Kemudian setelah dilakukan proses inversi, maka menghasilkan: 13374.17331 [ ]=[] 2164900.8331Kembalikan ke bentuk awal,2 =1 2 4 21 = 2 Didapatkan, = 183.233 = 406.08Perhitungan Error: ( 100%)Error kedalaman = (|25 183.233|25 100%)Error kedalaman = 632.932%DanError kecepatan =(|500 406.08|500 100%)Error kecepatan = 18.784%Dengan melihat error yang sangat tinggi, maka untuk perhitungan NMO denganmenggunakan data diatas sangat tidak dianjurkan.7.Kesimpulan Praktikum ini merupakan analisa data seismik pada reflektor tunggal dengangelombang refleksi. Pengukuran yang dilakukan adalah menggunakan data sintetikdengan pembuatan model geologi dua lapisan. Asumsi yang digunakan adalahlapisan bersifat isotropis artinya memiliki kecepatan yang sama di setiap lapisannyadan reflektor batas perlapisan lurus. Kemudian di dalam metodologi, ditentukanparameter yang diketahui yaitu travel time (t) dan offset (x) sedangkan parameteryang tidak diketahui adalah kecepatan gelombang seismik (v) dan kedalamanreflektor batas perlapisan dari permukaan (z). Untuk mencari parameter yang tidakdiketahui maka dilakukan inversi garis. Langkah selanjutnya adalah pembuatan model matematis kemudianpenyelesaian menggunakan operasi matrik. Hasil kecepatan melalui inversi garis iniadalah sebesar 55,93 m/s dan kedalaman reflektor batas lapisan terhadap perukaanadalah sebesar 27, 998m. Untuk lebih meyakinkan hasil dari praktikum, dilakukan koreksi NMO danmenghasilkan kedalaman sebesar 183.233 m dan kecepatan sebesar 406.08 m/s.kemudian dihitung errornya dan mendapatkan error yang sangat besar padakedalaman yaitu sebesar 632.932% dan error kecepatan sebesar 18.874%.8.Saran dan RekomendasiSetelah mengetahui kendala dan kekurangan dari praktikum ini, maka saran dansolusi yang dapat disampaikan adalah: a. Perlu adanya uji coba praktikum ini menggunakan data akusisi seismic. b. Praktikum ini disarankan dilakukan pada awal pembelajaran metode inversi karena merupakan dasar-dasar yang terdapat pada inversi khususnya seismic. c. Perlu dikalkulasi kembali nilai error setelah menggunakan data akusisi seismic. d. Praktikum hanya dapat digunakan pada asumsi tertentu. Yaitu pada saat lapisan datar dan isentropis. Selanjutnya praktikum ini dapat digabungkan dengan praktikum kelompok lain yang sejenis dengan model yang berbeda namun prinsipnya sama, gelombang refleksi seismic. e. Koreksi NMO sangat tidak dianjurkan dalam praktikum ini karena error yang sangat besar. f. Diperlukan ketelitian dalam picking. Selanjutnya asisten perlu menghitung forward modelling dari rumus yang tertera agar didapatkan nilai yang sesuai.