ATENUASI NOISE DENGAN MENGGUNAKAN FILTER F-K DAN TRANSFORMASI RADON PADA DATA SEISMIK 2D MULTICHANNEL

Transkripsi

1 Fibusi (JoF) Vol. 2 No. 1, April 2014 ATENUASI NOISE DENGAN MENGGUNAKAN FILTER F-K DAN TRANSFORMASI RADON PADA DATA SEISMIK 2D MULTICHANNEL Elisa Tri Wiguna 1, Tumpal B. Nainggolan 2*, Taufik R. Ramalis 3* 1 Jurusan Pendidikan Fisika, Fakultas Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Pendidikan Indonesia (UPI) 2 Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi Kelautan elisa_merseyside@yahoo.co.id, tumpalbn@mgi.esdm.go.id, taufik_lab.ipba@upi.edu ABSTRAK Atenuasi Noise dengan Menggunakan Metode Filter F-K dan Transformasi Radon pada Data Seismik 2D Multichannel Kehadiran noise merupakan salah satu permasalahan pada data seismik. Noise yang terekam merupakan multiple yang terjadi di laut, dikarenakan perulangan refleksi gelombang. Gelombang melalui lapisan yang berbeda-beda dan memiliki densitas yang berbeda pula. Selain itu, kehadiran lintasan yang miring pada penampang dapat memicu terjadinya multiple. Sehingga semua refleksi gelombang yang terjadi akan terekam, sedangkan yang dibutuhkan adalah hanya penampang struktur bawah permukaan laut. Hal ini menyebabkan interpretasi terhadap data seismik yang kita miliki menjadi lebih rumit. Oleh karena itu, noise dilemahkan agar sinyal primer yaitu reflektor yang diharapkan dapat lebih jelas terlihat pada rekaman data seismik dan dapat menampilkan struktur penampang bawah permukaan laut dengan baik. Metode filter F-K menghilangkan multiple berdasarkan frekuensi sinyal reflektor dengan frekuensi noise. Dilakukan filter frekuensi yang sesuai dengan reflektor dan multiple menjadi terlemahkan. Karena noise juga memiliki frekuensi tertentu, maka difilter frekuensi noise tersebut. Filter F-K memisahkan frekuensi multiple dan reflektor berdasarkan lapisan penampang yang terekam. Sedangkan metode Transformasi Radon menghilangkan multiple dari sinyal refleksi primer berdasarkan perbedaan moveout antara multiple dan sinyal primer. Transformasi Radon dapat memisahkan sinyal multiple dan sinyal primer, dan analisis permilihan moveout dapat dilakukan. Perbandingan kedua metode tersebut dapat dianalisis dan digunakan untuk interpretasi geologi. Analisis yang didapat pada interpretasi geologi yaitu mendapatkan informasi mengenai struktur geologi. Kata kunci : Multiple, Filter F-K, Transformasi Radon * Penulis penanggung jawab

2 2 Elisa Tri Wiguna, dkk., -Atenuasi Noise... ABSTRACT NOISE ATTENUATION BY USING F-K FILTER AND RADON TRANSFORM METHOD ON 2D MULTICHANNEL SEISMIC DATA The presence of noise is one of the problems in seismic data. Noise recorded a multiple that occurs in the sea, because the looping wave reflection. Waves through the different layers and have different densities. In addition, the presence of a sloping path to the cross section can trigger multiple being recorded. So that all wave reflections that occur will be recorded, whereas what is needed is just a cross-section of the structure below the sea surface. This leads to the interpretation of the seismic data that we have become more complicated. Therefore, the primary noise signal is attenuated so that the reflector is expected to be clearly visible on seismic data recording and can show the structure of the cross section well below sea level. F-K filter method eliminates multiple frequency based reflector signal with frequency noise. Carried out in accordance with the frequency filters and multiple reflectors become weakened. Because the noise also has a certain frequency, then the filtered frequency noise. FK filter separating multiple frequencies and reflectors based on cross-sectional layers are recorded. While the Radon transform method to eliminate multiple reflections of the signal primer based moveout differences between multiple and primary signal. Radon transform can separate multiple signals and primary signal, and permilihan moveout analysis can be performed. Comparison of the two methods can be analyzed and used for geological interpretation. The analysis obtained on geological interpretation of obtaining information about the geological structure. Keywords : Multiple, Filter FK, Radon Transform PENDAHULUAN Dalam upaya pencarian sumber daya alam di wilayah laut diperlukan penelitian terlebih dahulu untuk mengetahui gambaran sebaran potensi sumber daya alam, dan eksplorasi dapat dilakukan dengan baik. Pemanfaatan energi dan sumber daya alam di laut Indonesia, akan mendorong teknologi untuk dapat membantu pengeksploitasian sumber daya alam. Teknologi yang diaplikasikan berupa perangkat lunak dan kajian ilmu pengetahuan yang terkait. Meskipun keberadaan software dapat mempermudah dalam pengambilan data lapangan, namun munculnya faktor alam ketika pengambilan data tidak dapat dihilangkan oleh software. Oleh karena itu diperlukan rekaman pengambilan data yang secara keseluruhan dapat menginterpretasikan secara terperinci. Salah satu software yang berkembang untuk akuisisi data seismik adalah ProMAX 2D, software tersebut digunakan untuk pengolahan data seismik Laut Flores. Penggunaan software tersebut dapat menampilkan gambaran geologi struktur bawah permukaan laut, dan memberikan informasi penting lainnya. Selain itu, ProMAX 2D dapat lebih mudah dipahami dan digunakan, serta memudahkan untuk menganalisa data dengan berbagai fitur yang terkandung di dalamnya. Dengan menggunakan metode eksplorasi geofisika, bertujuan untuk mengetahui struktur geologi bawah permukaan laut adalah metode seismik refleksi multichannel. Metode seismik refleksi multichannel merupakan salah satu metode geofisika yang digunakan untuk menyelidiki struktur lapisan bawah permukaan dengan target kedalaman yang cukup jauh. Metode ini memberikan gambaran yang cukup baik untuk menampilkan permukaan bawah laut. Ketika akuisisi data, gelombang seismik

3 Fibusi (JoF) Vol. 2 No. 1, April akan terekam oleh receiver. Data yang terekam tersebut terdiri dari gelombang refleksi (pantul), gelombang refraksi (bias), gelombang langsung (direct wave), dan juga noise yang terjadi selama akuisisi data. Data seismik yang ideal, memunculkan gelombang refleksi yang dapat menginformasikan penampang seismik permukaan bawah laut dengan melemahkan atau menghilangkan gelombang lainnya termasuk noise di dalamnya. Noise multiple perioda panjang bisa dihilangkan dengan berbagai metode seperti filter F-K, Karhunen-Loeve (KL) transform dan Transformasi Radon (Deni, 2006). Metode atenuasi noise dapat digunakan dengan filter F-K, yang merupakan domain frekuensi dan domain bilangan gelombang. Karena noise yang terekam juga memiliki frekuensi tertentu, maka dengan mengaplikasikan filter F-K dapat dipilih (picking) frekuensi yang diharapkan sesuai dengan sinyal reflektor. Filter F-K juga dapat meresolusi struktur dengan kemiringan yang curam, dan dapat diperlakukan juga pada data dengan rasio signal to noise yang rendah atau dengan kata lain data yang buruk. (Yilmaz, 2001) Transformasi Radon efektif digunakan untuk penghilangan noise multiple perioda panjang. Proses penghilangan noise multiple dengan Transformasi Radon dilakukan berdasarkan perbedaan normal moveout antara noise multiple dan refleksi primer (Deni, 2006). Sebelumnya, dilakukan Transformasi Radon dari domain waktu dan jarak (t-x) ke domain radon (yaitu domain waktu tiba pada jarak nol (intercept time )) dan parameter moveout. Pada domain ini penghilangan multiple menjadi lebih mudah karena sinyal yang bertumpuk pada domain t-x dapat dibedakan dengan lebih jelas pada domain radon. Sinyal noise multiple kemudian dipisahkan dengan sinyal primer dengan melakukan filter antara primer dan multiple. Kemudian dilakukan transformasi balik (invers) untuk mengembalikan domain radon ke domain t- x sehingga dihasilkan data refleksi primer multiple teratenuasi. Penelitian ini bertujuan untuk menginterpretasi penampang seismik dengan menggunakan filter F-K dan membandingkan dengan Transformasi Radon. Kemudian menganalisis hasil perbandingan tersebut dalam upaya untuk atenuasi noise. SURVEI SEISMIK MULTICHANNEL Akuisisi data seismik multichannel digunakan ketika setiap satu kanal pada streamer, terdapat beberapa atau lebih dari satu receiver / hidrophone. Digunakan pada akuisisi data laut, karena penjalaran gelombang mampu menjangkau kedalaman yang jauh. Sedangkan singlechannel dapat digunakan ketika setiap satu titik pada streamer, hanya terdapat satu receiver / geophone (Abdullah, 2011). Digunakan pada akuisisi data di darat karena penjalaran gelombang menjangkau tidak terlalu dalam, namun dapat juga digunakan pada akuisisi data laut untuk daerah pesisir. Gambar 1 Survei seismik multichannel. (Abdullah, 2011) ATENUASI NOISE Noise dapat diamati melalui sifat gelombang dan energi gelombang yang terhambur (direct waves dan gelombang bias). Gelombang pada noise koheren terjadi pada lapisan air dengan kecepatan yang rendah, posisinya dekat dengan permukaan air dan merambat pada arah horizontal. Hal ini akan berdampak buruk,

4 4 Elisa Tri Wiguna, dkk., -Atenuasi Noise... yaitu akan mengakibatkan setiap frekuensi yang tersebar merambat akan memiliki fase kecepatan yang berbeda-beda. Pelemahan noise yang akan dilakukan, berdasarkan pada pemilahan kecepatan (velocity discrimination) antara multiples dan primaries, kemudian juga didasar pada selang waktu multiples (periodicity multiples). Ketika multiple terekam akibat dari gelombang paket yang merambat dengan kecepatan yang rendah, maka akan terjadi overlap refleksi gelombang bias dan dibutuhkan proses dip filtering dengan domain F-K (Yilmaz, 2001). Sesuai kriteria tersebut dapat digunakan domain F-K (frekuensi-bilangan gelombang) dan domain τ p (Radon transform). gelombang akibat kehadiran lintasan miring (dip). Dalam faktanya, noise koheren berupa ground-roll, gelombang langsung dan gelombang bias yang secara umum merupakan refleksi pertama dalam data seismik. Noise pada jenis ini dapat ditangani dari energi refleksi dalam domain f k. Salah satu proses implementasi dari domain F-K adalah F-K dip filtering. Zona yang dihilangkan oleh F-K pada data seismik yang terganggu oleh noise, dapat juga dilakukan pada kasus untuk mengatenuasi multiple noise (Philip and Hill, 2002). Kelebihan metode ini adalah waktu komputasi yang cepat dan dapat meresolusi struktur dengan kemiringan yang curam, dan dapat dilakukan pada data dengan rasio signal to noise yang rendah (data buruk). Dan diharapkan dapat merubah rasio singnal to noise menjadi tinggi (data baik) Gambar 2 Ilustrasi noise direct wave, refraksi dan refleksi (Priyono, A., 2006) Gambar 4 Filtering data seismik dengan menggunakan F-K (Yilmaz, 2001) Gambar 3 Ilustrasi mutiple yang kemungkinan terjadi (Yilmaz, 2001) FILTER F-K Noise koheren linier pada persamaan gelombang dengan domain ruang-waktu (t-z), harus ditransformasikan ke dalam domain frekuensi-bilangan TRANSFORMASI RADON Secara umum untuk Transformasi Radon, persamaan untuk menunjukkan arti p adalah: t= τ + px (1) Sinyal-sinyal refleksi dalam kumpulan data seismik yang saling bertumpuk, dapat dibedakan oleh perbedaan moveout. Radon mentransformasikan data tersebut dari domain t-x ke domain τ p dengan

5 Fibusi (JoF) Vol. 2 No. 1, April 2014 penjumlahan trace. Dalam domain τ p energi dari sinyal-sinyal refleksi yang bertumpuk akan terpisah, karena energi diatur menurut moveout. Sinyal refleksi yang tidak diinginkan kemudian dihilangkan dalam domain τ p dengan pemotongan kecepatan. Terakhir, dilakukan transformasi balik kembali ke domain jarak dan waktu. Multiple dapat dihilangkan dengan cara meloloskan refleksi primer melalui transformasi tersebut dan meloloskan multiple dan mengurangkan pada data asli (Deni, 2006). Cara menghilangkan multiple dengan pengurangan (substraction) data asli mempunyai keuntungan dan kekurangan. Keuntungannya adalah dapat mempertahankan karakter data asli lebih banyak. Ini juga mencegah masalah yang mungkin disebabkan oleh range kecepatan yang sempit, dimana range p adalah tetap pada bagian dangkal. Kekurangannya adalah sinyal refleksi multipel dangkal tidak dapat dimodelkan dengan baik. Karena itu proses pengurangan tidak sempurna. Metode pengurangan cenderung sukses karena data primer dangkal diperlukan dan sinyal refleksi multiple cenderung lebih dalam pada penampang tersebut. METODE PENELITIAN Pada penelitian ini, metode yang digunakan adalah deskriptif analistik. Penelitian tersebut meliputi memproses data dan interpretasi data seismik. Secara garis besar, tahapan prosedur penelitian ini sebagai berikut : 1. Memproses data seismik untuk atenuasi noise. Atenuasi ini menggunakan metode filter F-K dan Transformasi Radon. 2. Interpretasi data seismik dilakukan dengan membandingkan data seismik setelah difilter dengan filter F-K dan data seismik hasil Transformasi Radon. Setelah dilakukan penelitian, akan diketahui metode mana yang lebik baik digunakan untuk proses atenuasi noise. 5 Dapat dijabarkan prosedur penelitian tersebut, diawali dengan memasukkan data lapangan dengan format SEG-Y. Data tersebut harus dikenali oleh software, dan dapat ditampilkan sebagai raw data. Kemudian, raw data tersebut harus dikaji parameter-paremeter geometri terkait, seperti jarak CDP, jarak receiver, minimum offset dan parameter lainnya. Tahapan geometri yaitu dengan memasukkan input parameter geometri dari raw data, nilai parameter di software sama dengan nilai ketika akuisisi data. Ketika sudah sesuai dengan akuisisi data, rekaman seismik diperlukan editing untuk menghilangkan gelombang yang tidak diinginkan, seperti direct wave, gelombang bias. Rekaman sesimik menjadi lebih baik setelah tahapan editing, kemudian diperlukan prediksi jarak antara reflektor dengan multiple periode pendek pada tahapan dekonvolusi. Kecepatan gelombang dianalisis apakah berada minimal pada kecepatan gelombang di air yaitu 1480 m/s, hal itu menentukan gelombang telah terpantul pada reflektor penampang. Hasil dari analisis kecepatan dapat digunakan untuk filtering dengan F-K dan juga untuk Transformasi Radon. Kemudian dikoreksi dengan dip moveout yang berarti meluruskan lintasan yang miring agar dapat dimigrasikan. Tahapan akhir adalah migrasi basis waktu, gelombang tiba dan gelombang terpantulkan diistilahkan dengan two ways travel time (TWT) dan penampang seismik akan terlihat dengan baik. HASIL DAN PEMBAHASAN Berdasarkan hasil processing data seismik, terlihat noise multiple berada pada kedalaman 8500ms (area merah). Noise tersebut merupakan multiple yang terekam pada trace seismik dan diupayakan untuk melemahkan noise multiple tersebut seperti pada Gambar 5.

6 6 Elisa Tri Wiguna, dkk., -Atenuasi Noise... Gambar 5 Tampilan penampang data seismik Area yang dibatasi dengan lintasan berwarna merah merupakan multiple yang hendak diatenuasi dengan filter F-K dan Transformasi Radon. Data tersebut akan dianalisis dengan menggunakan domain frekuensi dan bilangan gelombang atau biasa disebut dengan F-K. Hasil analisis tersebut akan menjadi proses filtering data untuk dapat mengatenuasi noise multiple yang terekam pada data seismik. Analisis F-K dilakukan dengan picking frekuensi yang diharapkan sesuai dengan data, dan juga disesuaikan dengan bilangan gelombang (k wavenumber) Dan hasil dari filter F-K dapat dilihat pada penampang seperti pada Gambar 7 Gambar 6 Picking frekuensi-bilangan gelombang Dari Gambar 7 terlihat bahwa noise multiple masih ada, namun penampang dasar laut terlihat semakin jelas. Hal tersebut mengindikasikan bahwa sinyal makin kuat pada selang waktu kisaran 4000 ms sampai 7000 ms ketika proses filter FK. Tetapi sinyal yang difilter pada selang waktu 8000 ms sampai ms tidak

7 Fibusi (JoF) Vol. 2 No. 1, April Gambar 7 Tampilan penampang seismik hasil filter F-K teratenuasi secara maksimal, dikarenakan frekuensi sinyal seismik pada multiple bernilai sama dengan sinyal seismik pada frekuensi sinyal penampang, dan data menjadi semakin tidak baik. Bukan berarti metode filter F-K tidak baik diaplikasikan untuk menghilangkan noise, namun pada kenyataannya data tersebut terekam sinyal dan noise berada pada frekuensi yang sama. Secara teoritis, metode filter F-K dapat dengan baik menghilangkan noise multiple dengan memilih frekuensi yang dikehendaki. Oleh karena itu, diperlukan metode tambahan lain untuk mengatenuasi noise yaitu dengan Transformasi Radon. Apabila frekuensi multiple diatenuasikan, maka secara otomatis akan mengatenuasikan pula frekuensi sinyal penampang, dan data menjadi semakin tidak baik. Diperlukan metode lain untuk proses atenuasi noise, yaitu Transformasi Radon. Analisis radon merupakan koreksi move out diambil dari hasil picking analisis kecepatan. Metode ini digunakan dalam domain tau-p, itu dikarenakan suatu multiple akan mudah dibedakan terhadap data primernya. penampang, yaitu 40 Hz. Apabila frekuensi multiple diatenuasikan, maka secara otomatis akan mengatenuasikan pula Gambar 8 Tampilan jendela Transformasi Radon sebelum picking moveout Gambar 9 Tampilan setelah proses picking moveout Transformasi Radon

8 8 Hasil Elisa Tri Wiguna, dkk., -Atenuasi Noise... dari analisis Transformasi Radon ttersebut, dapat dilihat pada Gambar 10 Gambar 10 Tampilan penampang seismik hasil Transformasi Radon Dari Gambar 10 terlihat bahwa dengan metode Transformasi Radon, noise multiple dapat dengan baik teratenuasi. Namun kelemahan pada metode radon ini adalah sinyal penampang ada sebagian yang hilang, tidak seutuhnya seperti pada penampang dengan filter F-K. Hal ini terjadi karena metode Transformasi Radon memproses sinyal dengan moving out sinyal yang tidak tidak dikehendaki, maka akan ada sinyal yang hilang karena gelombang yang terekam masing-masing berbeda untuk setiap FFID. Transformasi Radon sangat berbeda dengan hasil filter FK. Gambar 10 hasil Transformasi Radon tidak menunjukkan adanya pencitraan penampang, yang terlihat hanya sinyal saja yang terekam dengan warna biru dan merah. Sinyal yang terlihat juga terpotong dan data menjadi tereduksi. Secara keseluruhan, penampang migrasi hasil Transformasi Radon terlihat agak samar dan cenderung menjadi tidak baik karena warna yang timbul pula tidak terlalu tebal. Meskipun multiple menjadi lemah dengan lebih sempurna, namun hal yang terpenting adalah sinyal refleksi yang sempurna agar penampang dapat diinterpretasikan, dapat diketahui struktur geologi dan juga kandungan alam yang tersimpan pada penampang tersebut. Bentuk penampang diantara keduanya terlihat sangat berbeda, dan dapat menimbulkan penafsiran yang berbeda untuk masing-masing penampang. Pada Gambar 7 bentuk dan alur sinyal terlihat baik dari segi pewarnaan, menyerupai penampang pada raw data. Pada Gambar 10, sinyal terpotong dan warna menjadi tidak jelas, bentuk dan alur penampang sangat berbeda dengan Gambar 7 yang tidak menyerupai pada penampang yang sebenarnya seperti pada raw data. Dari Gambar 7 dan Gambar 10, terlihat dengan jelas bahwa penampang filter F-K memiliki sinyal yang kuat, bentuk dan alur yang sangat baik. Pada filter F-K, frekuensi akan diperkuat pada gelombang primer yang terlihat pada sinyal penampang. Sedangkan pada proses Transformasi Radon, tidak dapat memperkuat sinyal hanya dapat melemahkan frekuensi sinyal baik itu gelombang primer pada penampang dan juga noise akan terlemahkan.

9 Fibusi (JoF) Vol. 2 No. 1, April 2014 KESIMPULAN Berdasarkan hasil dari pembahasan dalam upaya menginterpretasi penampang seismik permukaan bawah laut sebagai acuan sumber daya alam yang terkandung, maka diperoleh kesimpulan : 1. Dilihat dari penampang seismik tahapan migrasi, data seismik menghasilkan data yang lebih baik. Terlihat dari penampang, multiple berkurang dan reflektor menjadi semakin jelas. 2. Noise multiple pada data seismik Laut Flores lintasan 2 FLRS-02 dapat diatenuasikan dengan transformasi radon, namun sinyal pada reflektor menjadi lemah. Filter f-k tidak dapat mengatenuasi noise multiple dengan maksimal, namun dapat memperkuat sinyal pada reflektor. Proses atenuasi noise dapat dilakukan dengan metoda lain selain filter F-K dan Transformasi Radon. Setiap metode memiliki kekurangan dan kelebihan, namun dari setiap metode yang digunakan dapat saling melengkapi untuk mengatenuasi noise. DAFTAR PUSTAKA Abdullah, Agus. (2011). Ensiklopedi Seismik. [online]. Tersedia : blogspot.com [3 Maret 2013] Bancroft, John. (1997). A Practical Understanding of Pre and Poststack Migrations. Oklahoma: Society of Exploration Geophysicists. Philip, K., Brooks, M. and Hill, Ian. (2002). An Introduction to geophysical Exploration (third ed). Oxford: Blackwell Science Priyono, A. (2006). Metoda Seismik. Bandung: Program Studi Geofisika Fakultas Ilmu Kebumian dan Teknologi Mineral Institut Teknologi Bandung Saputra, Deni. (2006). Atenuasi Multipel pada Data Seismik Laut dengan Menggunakan Metoda 9 Predictive Deconvolution dan Radon Velocity Filter. Skripsi Sarjana pada program Studi Teknik Geofisika Fakultas Ilmu Kebumian dan Teknologi Mineral Institut Teknologi Bandung; tidak diterbitkan Yilmaz, Ӧz. (2001). Seismik Data Analysis (vol. 2). Houston: Society of exploration Geophysicists