Hubungan Antara Konstanta Elastik Dan Kecepatan Gelombang Seismik

Dalam teori dari elastisitas, kecepatan gelombang longitudinal (compressional waves) Vp dan kecepatan gelombang transversal (shear waves) Vs dalam medium non-porous dirumuskan sebagai berikut :

Dimana : E = Young Modulus
µ = Shear Modulus
ρ = Density
v = Poisson’s Ratio
K = Modulus Elastis

Semua nilai dari setiap parameter tersebut berkaitan dengan kebiasaan dari material saat suatu subyek (litologi) dikenai suatu tekanan tertentu. Salah satu contoh, parameter µ digunakan sebagai parameter untuk mengukur derajat rigiditas dari suatu material. Dalam kasus liquid (cair), parameter µ mempunyai nilai nol (zero). Oleh karena itu kecepatan gelombang transversal tidak merambat pada medium cair. Sehingga kecepatan gelombang longitudinal lebih cepat daripada kecepatan gelombang transversal. Hal tersebut dijelaskan melalui persamaan dibawah ini :

Vs = 0

Pada dasarnya konstanta-konstanta elastis tersebut saling berkaitan antara satu sama lainnya. Keterkaitan antara satu dengan lainnya dijelaskan melalui persamaan dasar berikut ini :

dan

Melalui pengetahuan Vp dan Vs, kita bisa menghitung nilai-nilai beberapa konstanta elastis lain dari suatu medium. Hubungan lain dari tipe persamaan tersebut telah dipublikasikan oleh Clark (1966). Hubungan tersebut dirumuskan sebagai berikut :

• Possion’s Ratio :

yang mana

• Shear Modulus µ :

• Modulus Elastis K :

Karena alasan tersebut maka muncullah usaha-usaha untuk memperoleh atau menggunakan gelombang seismik transversal dalam penyelidikan seismik (seismic prospecting) yang semata-mata untuk memperoleh suatu pengetahuan yang lebih baik tentang kondisi bawah permukaan (subsurface).

(Saran, koreksi, dan komentar : cendekia.05@gmail.com)

Istilah-istilah dalam survei seismik 3D (part 3)

Signal to Noise Ratio : perbandingan energi sinyal dan energi noise.

Source Point Density: merupakan kerapatan titik-titik penembakan.

Xmin : offset minimum terbesar. Harga Xmin yang kecil digunakan untuk merekam event dangkal.

Xmax : offset maksimum yang bergantung dari strategi penembakan dan ukuran patch. X max biasanya sama dengan jarak setengah diagonal patch. Xmax terbesar berhubungan dengan pengukuran event terdalam.

Migration Aperture : luasan yang perlu ditambahkan pada survey 2D untuk memperoleh cakupan migrasi pada event yang terjadi akibat kemiringan lapisan. Luasan ini boleh tidak sama pada tiap sisi daerah survei, tetapi berbeda-beda berdasarkan analisa kemiringan.

Fold Taper : luasan yang ditambahkan (di permukaan) untuk membentuk fold yang lengkap. Kadang-kadang terdapat tumpang tindih antara fold taper dengan cakupan migrasi karena usaha untuk mereduksi fold di luar cakupan migrasi.

Gambar 1. Istilah-Istilah dalam desain survei 3D (Cordsen, A and Peirce, J., 1995)

(Saran, koreksi, dan komentar : cendekia.05@gmail.com)

istilah-istilah dalam survei seismik 3D (part 2)

Template : kumpulan patch dimana perekaman dilakukan. Titik-titik sumber ledakan (source) dapat berada di dalam atau di luar patch. Dapat dikatakan bahwa template = patch + titik-titik penembakan di luar patch.

Swath : metode tata letak swath merupakan garis-garis bawah permukaan yang tidak berhubungan dengan garis pengukuran di permukaan, sedangkan bila dihubungkan dengan template, swath adalah garis-garis Receiver Line yang diliput pada setiap penembakan.

Midpoint : titik tengah eksak anatara posisi sumber dan receiver.

CMP Bin : sering disebut sebagai piksel, memiliki ukuran bin = (SI/2 * RI/2). Semua midpoint yang terletak di dalam bin ini memiliki CMP yang sama.

Super Bin : merupakan kelompok (group) CMP bin, sering disebut sebagai macro bin atau maxi bin.

Fold : banyaknya midpoint yang akan di stack pada CMP bin.

(Saran, koreksi, dan komentar : cendekia.05@gmail.com)

Istilah-istilah dalam survei seismik 3D (part 1)

Source Line ; lintasan atau titik-titik penembakan (dinamit, atau vibrator) yang diambil pada spasi antar titik yang sama. Spasi ini (Source Interval) biasanya sama dengan dua kali panjang bin CMP pada arah sumbu x. sedangkan spasi ke arah sumbu y disebut Source Line Interval. Spasi ini ditentukan berdasarkan ketelitian daerah yang diminta.

Receiver Line ; lintasan atau titik-titik penerima yang terletak dalam spasi yang teratur (Receiver Interval), biasanya sama dengan dua kali panjang bin CMP. Jarak antar Receiver Line disebut sebagai Receiver Line Interval.

In-Line Direction ; garis-garis yang sejajar dengan Receiver Line. Garis ini serupa dengan arah lintasan pada survey seismic 2D.

X-Line Direction ; garis-garis yang orthogonal dengan Receiver Line.

Box ; luasan yang dibatasi oleh dua Receiver Line dan dua Source Line. Kotak ini dapat dikatakan daerah kecil survey 3D yang secara statistik melingkupi seluruh daerah.

Patch ; menunjukkan semua stasiun penerima yang hidup untuk setiap penembakan yang dilakukan. Patch biasanya berbentuk kotak berisi beberapa Receiver Line yang parallel.

(Saran, koreksi, dan komentar : cendekia.05@gmail.com)

Kecepatan Seismik

Dalam pengolahan data seismik, keakuratan model kecepatan gelombang seismik (seismic wave velocity) merupakan salah satu faktor penting yang menentukan keakuratan hasil image seismik baik dalam kawasan waktu (time domain) maupun kawasan kedalaman (depth domain). Image seismik yang baik mampu menggambarkan kondisi geologi bawah permukaan sebenarnya. Kecepatan adalah perubahan posisi/kedudukan per satuan waktu.

Nilai kecepatan suatu medium banyak dipengaruhi oleh berbagai faktor seperti, jenis litologi, porositas, kandungan fluida, densitas, suhu, tekanan, dan lain-lainya (Sheriff and Geldard, 1995).

Secara umum, kecepatan mempunyai peranan penting dalam konversi waktu ke kedalaman (conversion from time to depth), memodelkan kecepatan (check of results by modeling), proses migrasi (imaging of the data), mengklasifikasi dan penapisan signal terhadap noise (classification and filtering of signal and rasio), prediksi litologi/batuan (predictions of the lithology), dan membantu dalam interpretasi geologi (aid for geological interpretation) (Kruk, J.van der., 2004).

(Saran, koreksi, dan komentar : cendekia.05@gmail.com)

Tiga Tahapan Utama Dalam Pengolahan Data Seismik

Menurut (Yilmaz, Oz. 2001) setiap tahapan dalam pengolahan data seismik dimaksudkan untuk meningkatkan resolusi seismik. Resolusi seismik merupakan kemampuan untuk memisahkan dua buah event yang tampak sangat berhimpitan baik secara horisontal maupun vertikal.

Tahapan utama itu disebutkan dan dijelaskan seperti berikut ini :

1. Dekonvolusi (deconvolution) : dilakukan sepanjang time axix untuk meningkatkan resolusi temporal (verikal) dengan cara mengkompres wavelet seismik dasar unttuk memperoleh suatu wavelet seismik yang kira-kira spike dan menekan gelombang yang mengalami reverberasi.

2. Stacking : mengkompres dimensi offset hingga mereduksi volume data seismik untuk memperoleh suatu bidang zero offset dalam penampang seismik dan meningkatkan signal-to-noise ratio.

3. Migrasi (migration) : pada umumnya dilakukan pada penampang yang telah distack yang diasumsikan sudah ekuivalen dengan suatu penampang zero offset. Proses migrasi untuk meningkatkan resolusi lateral (horisontal) dengan cara menghilangkan efek difraksi dan memindahkan event-event reflektor miring ke posisi yang sebenarnya (bawah permukaan bumi).

(Saran, koreksi, dan komentar : cendekia.05@gmail.com)

Jenis-Jenis Noise

Noise

Noise sering dijumpai pada saat perekaman data seismik. Noise adalah sesuatu diluar yang diinginkan (sinyal). Noise bisa dibedakan dalam noise koheren dan random. Berdasarkan lingkungan terjadinya noise bisa dipisahkan dalam 2 kategori yaitu noise darat dan noise laut.

Noise koheren dalam perekaman di laut yaitu efek buble, multiple, ghost dan difraksi. Sedangkan yang termasuk noise koheren dalam perekaman di darat adalah ground roll. Noise koheren ini dapat dihilangkan dengan melakukan langkah-langkah khusus dalam metode pengambilan dan pemrosesan data. Untuk menghilangkan noise yang berupa efek buble dapat dilakukan dengan cara memasang sangkar pada sumber seismik sehingga setiap gelembung yang dihasilkan akibat ledakan akan segera pecah pada saat keluar dari sangkar. Efek ghost dapat diredam dengan filter deghosting. Sedangkan efek multiple (reverberasi) dapat dihilangkan dengan filter dereverberation. Noise difraksi dapat dihilangkan dengan langkah migrasi. Efek ground roll bisa diatasi menggunakan band pass filter atau bisa juga dengan low cut filter. Apabila noise-noise koheren tersebut masih dominan daripada sinyal seismik maka langkah yang mungkin bisa dilakukan dengan menerapkan filter F-K domain, T-P domain dan filter atau domain lain seperti DNA (Diversity Noise Attenuator) yang diterapkan oleh suatu perusahaan minyak terkemuka di dunia.

Stack no T-P Filter (gambar dari slide Susila ZM).

Stack menggunakan T-P Filter (gambar dari slide Susila ZM).

Yang termasuk dalam noise random dalam perekaman di laut berasal dari aktivitas hewan laut, arus dan gelombang air laut. Sedangkan noise random dalam perekaman di darat bisa berasal dari geophone yang tidak tertanam dengan baik, atau dari aktivitas manusia, hewan dan kendaraan. Noise random kecil pengaruhnya terhadap data karena energi getarannya jauh lebih dibandingkan dengan energi yang berasal dari sumber. Noise random ini bisa dihilangkan dengan cara stacking dimana noise tersebut akan berkurang (hilang) dan editing (scaling) bisa secara manual atau automatic.

Beberapa tujuan menghilangkan noise dalam pengolahan data seismik yaitu : Preserved Amplitudo (Stratigrafi) dan Non Preserved Amplitudo (Struktur). Untuk memperoleh preserved amplitudo sebaiknya dihindari menggunakan AGC (Automatic Gain Control) sedangkan untuk non-preserved amplitudo bisa menggunakan AGC.

(Saran, koreksi, dan komentar : cendekia.05@gmail.com)

Akuisisi Data Seismik 3D

Why the 3D survey?

Jenis pengambilan data seismik dapat dipisahkan dalam dua kategori : akuisisi data seismik 2D dan 3D. Teknologi seismik 2D diperkirakan mulai berkembang pada tahun 1920-an dimana kerjasama antara perusahaan Seismos dan Gulf berhasil menemukan Kubah Orchard di pantai Texas pada tahun 1924. Ladang ini menghasilkan minyak secara komersial, sehingga dicatat sebagai keberhasilan teknologi seismik untuk eksplorasi minyak bumi. Penelitian tentang teknologi seismik berjalan terus dan menghasilkan teknologi seismik refleksi sebagai teknologi komersial. Pada tahun 1970-an perusahaan minyak menjadi pasar terbesar yang memanfaatkan superkomputer sehingga mampu mengolah data seismik secara lebih banyak dan lebih cepat. Hal ini ternyata diikuti dengan perkembangan teknologi seismik yang mengarah pada teknologi seismik 3D sehingga diperkirakan pada tahun 1980-an lahirlah teknologi terbaru dalam dunia akuisisi seismik yaitu akuisisi data seismik 3D. Teknologi seismik 3D ini diyakini sebagai terobosan teknologi di generasi masa kini. Teknologi ini menjadikan evolusi yang tadinya hanya teknologi eksplorasi saja menjadi teknologi ekplorasi dan pengembangan (development) dari ladang migas.

Para geoscientist umumnya menyenangi kumpulan data seismik 3D. Mengapa data seismik 3D lebih disenangi? Alasannya adalah kondisi aktual dari subsurface berupa tiga dimensi (subsurface are three dimension), merupakan cara pencitraan yang lebih baik untuk merekam roman bawah permukaan (better imaging way to record subsurface feature), memperoleh informasi lebih dari segala sudut pandang untuk memciptakan suatu gambaran bawah permukaan (more information from all directions to build subsurface image), solusi untuk masalah rekonstruksi seismik 2D sejak penggunaan asumsi reflektor datar di bawah permukaan bumi (solution to 2D seismic reconstruction problem since an assumption of flat reflector beneath the earth), dan lain sebagainya.

Model dari dua antiklin dan satu sesar dengan data seismik sepanjang Line 6 yang menunjukkan perbandingan migrasi 2D dan migrasi 3D (French, 1974).

Telah banyak tulisan yang menjelaskan tentang teknologi seismik 3D. Pada kesempatan ini author ingin menguraikan tujuan dan istilah-istilah yang sering digunakan dalam akuisisi 3D.

Sebelumnya banyak geoscientist yang berharap untuk mempunyai data seismik 3D. Para geoscientist tersebut bertanya mengapa kita tidak melakukan shoot 3D? Alasan utama untuk menjawab pertanyaan ini pada masa lampau adalah masalah perkembangan teknologi dan keterbatasan peralatan untuk field operations, processing dan interpretation. Tetapi “hari ini” jawaban tersebut tidak berlaku atau tidak tepat digunakan sebagai jawaban atas pertanyaan tersebut. Saat ini perkembangan teknologi perekaman, pengolahan dan penginterpretasian sangat berkembang pesat. Alasan yang paling tepat untuk menjawab pertanyaan tersebut adalah berkaitan dengan tujuan dari pengambilan data seismik 3D. Apakah akan digunakan untuk proses ekplorasi (exploration) atau proses eksploitasi (exploitation). Apabila teknologi seismik 3D digunakan untuk proses ekplorasi maka akan berhubungan dengan masalah stuktur (structure), pendefinisian sesar (fault definition), stratigrafi (stratigraphy), pembebasan lahan (land sales), penawaran konsesi penambangan (concession offerings), waktu berakhirnya penambangan (expiring lands), konversi seismik dari kawasan waktu ke kedalaman (time to depth conversion), dan pembiayaan bank yang berhubungan dengan besarnya pinjaman modal, suku bunga bank, dan jatuh tempo pinjaman (Bank financing). sedangkan teknologi seismik 3D yang dipakai untuk proses eksploitasi akan berhadapan dengan masalah karakterisasi reservoir (reservoir characterization), pemantauan tumbuh-kembangnya reservoir (reservoir monitoring), pengeboran horisontal (horizontal drilling) dan inversi (inversion). Aspek-aspek tersebut yang digunakan untuk bahan pertimbangan, penilaian dan pengambilan keputusan dalam melakukan suatu kegiatan pengambilan data seismik 3D. Hal ini mengingat begitu mahalnya biaya survei 3D maka diperlukan suatu pengambilan keputusan yang tepat dan akurat.

Selama proses pengambilan data seismik 3D tentunya tidak terlepas dari istilah-istilah seismik 3D. Oleh karena itu, mengerti dan memahami istilah-istilah yang dipakai dalam dunia seismik 3D merupakan suatu sikap yang arif dan cerdas. Beberapa istilah baru yang dipakai dalam metode survei 3D antara lain :

Source Line, Receiver Line, In-Line Direction, X-Line Direction, Box, Patch, Template, Swath, Midpoint, CMP Bin, Super Bin, Fold, Signal to Noise Ratio, Source Point Density, Xmin, Xmax, Migration Aperture, dan Fold Taper.

(Saran, koreksi, dan komentar : cendekia.05@gmail.com)