Analisa Pre-Stack Time Migration (PSTM) Data Seismik 2D Pada Lintasan ITS Cekungan Jawa Barat Utara ABSTRAK

Transkripsi

1 Analisa Pre-Stack Time Migration (PSTM) Data Seismik 2D Pada Lintasan ITS Cekungan Jawa Barat Utara Wahyu Tristiyoherni, Wahyuni, Widya Utama Laboratorium Geoisika Jurusan Fisika FMIPA ITS Surabaya Jl. Arie Rahman Hakim Sukolilo Surabaya wah_rni@physics.its.ac.id ABSTRAK Telah dilakukan analisa pre-stack time migration pada data seismik 2D dengan menggunakan metode Kircho pada lapangan ITS cekungan Jawa Barat Utara. Digunakan metode Kircho untuk migrasi sebelum stack karena perhitungan dengan metode kircho dapat menyelesaikan permasalahan yang meliputi waktu, sudut, dan jarak yang terdapat dalam penampang seismik dan migrasi sebelum stack mampu menghasilkan gambaran penampang bawah permukaan yang lebih jelas dan memberikan inormasi bawah permukaan (target yang diinginkan) yang lebih baik. Dilakukan untuk mengetahui gambaran penampang seismik yang hasilnya lebih jelas. Processingnya dilakukan picking velocity yang menghasilkan penampang stacking dari proses NMO kemudian pembuatan model kecepatan RMS dan selanjutnya dilakukan proses migrasi sebelum stacking. Hasil analisa gambar migrasi dapat diambil kesimpulan bahwa model kecepatan sangat mempengaruhi kualitas hasil stack untuk migrasi dan proses PSTM pada CMP gather nomor , CMP gather nomor , serta pada kedalaman meter menghasilkan penampang migrasi yang lebih jelas dibandingkan dengan penampang hasil stacking. Kata kunci : Pre-stack time migration, Seismik 2D, Metode Kircho I. PENDAHULUAN Eksplorasi dengan menggunakan metode seismik sangat popular di industri perminyakan. dengan data interpretasi seismik maka kita dapat mencitrakan kondisi geologi bawah permukaan bumi. Metoda seismik akan memberikan gambaran yang cukup baik tentang bawah permukaan bila tiga hal pokok yang menjadi tahapan dalam metoda ini dilakukan dengan baik. Tahapan ini tersebut adalah acqusition, processing, dan interpretation. Dari ketiga tahapan ini, tahap processing merupakan tahap yang sangat berpengaruh. Untuk processing dilakukan koreksi untuk mendapatkan penampang seismik dengan S/N (signal to noise ratio) yang tinggi tanpa mengubah bentuk kenampakan releksi dengan kata lain meredam noise dan memperkuat sinyal. Ada beberapa koreksi yang dapat digunakan untuk mengolah data seismik, salah satunya adalah koreksi migrasi. Migrasi bertujuan untuk mengembalikan titik relector (pemantul) pada kondisi sebenarnya. Migrasi sendiri dapat dilakukan 1

2 dengan cara sebelum stack (pre-stack migration) dan sesudah stack (post-stack migration). Migrasi sebelum stack jarang dilakukan karena banyak memakan waktu, sedangkan migrasi setelah stack sudah biasa dilakukan. Keunggulan dengan melakukan migrasi sebelum stack adalah proses migrasi dilakukan pada masing-masing titik tembak sehingga meningkatkan S/N dari data. Dengan menggunakan metode migrasi pada data seismik akan didapatkan gambar bawah permukaan dengan citra gambar yang lebih baik. II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Gelombang Seismik Gelombang merupakan getaran yang merambat dalam suatu medium. Medium disini yang dimaksudkan adalah bumi. Sehingga gelombang ini dinamakan gelombang seismik. Energi yang merambat dan menjalar ke segala arah akan dipantulkan atau dibiaskan pada suatu batas lapisan dimana batas lapisan tersebut merupakan batas antara dua lapisan yang mempunyai impedansi akustik yang berbeda cukup signiikan. Nilai nilai impedansi akustik tersebut adalah kecepatan rambat gelombang pada suatu perlapisan dikalikan dengan massa jenis masing masing perlapisan batuan tersebut. Hubungan antara kecepatan rambat gelombang dengan massa jenis batuan dapat dinyatakan dengan sebagai Koeisien Releksi (R) dan Koeisien Transmisi (T). Persamaannya adalah sebagai berikut : ρ2v2 ρ1v R = 1 ρ2v2 + ρ1v1 dan T = 1 R (2.1) Dimana : R = Koeisien Releksi T = Koeisien Transmisi ρ = Massa jenis (kg/m 3 ) 2 v = Kecepatan rambat gelombang (m/s) ρ.v = Impedansi akustik (kg/m 2 s) Sebagian energi tersebut akan diterima oleh serangkaian detektor (geophone/hydrophone) yang kemudian direkam dalam suatu magnetic tape. Parameter yang direkam adalah waktu perambatan gelombang seismik dari sumber menuju detektor. Dalam seismik, kita juga sering mendengar istilah wavelet. Wavelet adalah tubuh gelombang dari gelombang yang menjadi sumber dalam eksplorasi seismik releksi. Ada dua properti penting dalam sebuah wavelet, yaitu polaritas dan asa. Terdapat dua jenis polaritas dalam wavelet, yaitu polaritas normal (normal polarity) dan terbalik (reverse polarity). Pada polaritas normal, kenaikan impedansi akustik akan digambarkan sebagai lembah (trough) pada trace seismic, sedangkan pada polaritas terbalik, kenaikan impedansi akustik akan digambarkan sebagai dengan puncak (peak) pada trace seismic (berdasarkan konvensi SEG,Yilmaz,O.1990). Ada dua jenis asa dalam wavelet yang paling banyak dipakai di pengolahan data seismik dan interpretasi, yaitu asa minimum (minimum phase) dan asa nol (zero phase). Wavelet asa nol memiliki amplitudo maksimum pada waktu sama dengan nol dan berimpit dengan spike releksi. Sedangkan asa minimum memiliki amplitudo maksimum pada waktu minimum. 2.2 Pemantulan dan Pembiasan Gelombang Pemantulan dan pembiasan gelombang pada saat mencapai bidang batas antar lapisan yang berbeda siat isikanya, memenuhi tiga hukum penjalaran gelombang yang dinyatakan dengan istilah

3 sinar. Hukum penjalaran gelombang tersebut sebagai berikut : 1. Hukum penjalaran lurus. Sinar dalam medium homogen menjalar mengikuti garis lurus. 2. Hukum pemantulan. Pada bidang batas antara dua medium homogen dan isotropis yang berbeda, sebagian sinar dipantulkan dan pantulannya berada pada bidang datang yang dibuat oleh garis sinar datang dan garis normal terhadap permukaan pantul. Sudut pantul yang dihasilkan sama dengan sudut datang. 3. Hukum pembiasan. Pada permukaan antara dua medium yang mempunyai siat berbeda, sebagian sinar dibiaskan ke medium kedua. Sinar bias tersebut berada pada bidang datang dan membuat sudut dengan garis normal yang mengikuti hukum Snellius. Gelom bang Garis Gelombang 2.3 Common Depth Point (CDP) CDP adalah bidang releksi horisontal yang merupakan kumpulan titik titik yang menjadi titik pantul oleh beberapa sinyal gelombang seismic saat dilakukan perekaman. Tetapi pada umumnya keadaan bidang releksi tidak horisontal melainkan memiliki sudut kemiringan tertentu akan membentuk kemiringan sehingga pasangan titik tembak dan detektor penerima tidaklah sama (titik tengah antara sumber dan detektor di bawah permukaan bumi), maka titik pantul tersebut lebih tepat dinyatakan sebagai Common Mid Points (CMPs). Posisi CMP akan sama dengan CDP apabila lapisan truktur bawah permukaan mempunyai sudut kemiringan. 2.4 Konsep Dasar Migrasi Migrasi dilakukan pada pengolahan data seismik dengan tujuan untuk dapat memindahkan posisi pemantul semu (hasil rekaman) ke posisi pemantul yang sebenarnya (pemantul geologi) dan mengumpulkan titik diraksi ke puncak kurva diraksi yang diakibatkan oleh sesar, kubah garam, pembajian, dll (Yilmaz, 1987). S M G θ 1 θ 2 v v Interase/ batas Diasumsikan sebagai titik pemantul Titik Pemantul θ 3 Gelombang Gambar II.1. Ilustrasi penjalaran gelombang seismik dalam medium bumi. Gambar 2.1 Proses Pemantulan Gelombang Apabila terdapat suatu relektor miring pada penampang seismik yang 3

4 berkoordinat kedalaman, maka posisi sesungguhnya dari relektor tersebut tidaklah berada di tempat itu. Karena penggambaran penampang seismik tersebut menggunakan asumsi atau rumus perambatan gelombang Snelius pada bidang datar. Perpindahan posisi pemantul pada data hasil perekaman dapat disebabkan oleh pemantul miring dan patahan. Perpindahan ini erat kaitannya dengan kesalahan anggapan yang diambil pada proses pemantulan (gambar 2.1). Pada penampang seismik dengan oset nol (zero oset seismic section), gelombang yang diterima oleh penerima dianggap sebagai penggambaran bentuk lapisan tepat dibawah sumber (source) dan penerima (geophone). 2.5 Prinsip Migrasi Seacara Geometri Proses migrasi secara geometri adalah melakukan pendistribusian semua kemungkinan titik pemantul dengan jarak tertentu dari titik osed nol (zero osed) (Berkout. AJ, 1984). Secara geograis proses migrasi untuk model bidang miring dengan kecepatan tunggal dapat didekati dengan menggunakan persamaan hubungan kemiringan yaitu : (2.2) Pada gambar dibawah ini, nilai dari tan θ pada persamaan (2.1) menunjukkan besarnya kecepatan langsung, karena proses migrasi berada dalam domain oset terhadap waktu. Sehingga untuk memindahkan relector dari kondisi perekaman ke kondisi migrasi, nilai dari tan θ merupakan nilai kecepatan yang dibutuhkan. 2.6 Analisa Kecepatan mempunyai tujuh pengertian yang berbeda, yaitu (Sismanto, 1996) : 1. Kecepatan sesaat V, adalah laju gelombang yang merambat melalui satu titik dan diukur pada arah rambatan gelombang ditulis sebagai z dz V = lim = dt (2.3) 0 z dimana z dan dz adalah actor jarak (m), sedangkan dan dt adalah actor waktu. 2. Kecepatan interval Vi, adalah laju rata-rata antara dua titik yang diukur tegak terhadap kecepatan lapisan yang dianggap sejajar, ditulis sebagai zi Vi = (2.4) t 3. Kecepatan rata-rata V, adalah perbandingan jarak vertical ( z) terhadap waktu perambatan gelombang ( t) yang menjalar daro sumber ke kedalaman tersebut, ditulis sebagai V z V = = (2.5) dimana dalam z adalah perubahan jarak vertical yang menjalar dari sumber ke kedalam. 4. Kecepatan semu V A, adalah kecepatan yang teramati disepanjang bentangan rekaman, sebagai contoh pada lapisan miring dengan sudut kemiringan (ϕ), ditulis sebagai V1 VA = (2.6) sin θ φ ( ) c Didalam geoisika kata kecepatan mempunyai banyak arti, paling tidak 4

5 dimana θ c adalah sudut kritis, dan V 1 adalah kecepatan sebenarnya dari gelombang sewaktu merambat. 5. Kecepatan RMS, adalah kecepatan total dari sistem perlapisan horisontal dalam bentuk akar kuadrat pukul rata. Apabila waktu rambat vertikal 1, 2,, n dan kecepatan masing-masing lapisan V 1, V 2,, V n, maka kecepatan rms-nya untuk n lapisan adalah V rms = n 2 Vk k = 1 n 1 k k (2.7) 6. Kecepatan stacking (stacking velocity atau V NMO ), adalah nilai kecepatan empiris yang memenuhi dengan tepat hubungan antara T x dengan T o pada persamaan NMO, 2 2 x T = + x To (2.8) VNMO secara umum kecepatan NMO sama dengan kecepatan stacking untuk lapisan horizontal. (Yilmaz, 1987) Dalam suatu relector yang miring, besarnya kecepatan stacking adalah besar kecepatan NMO dibagi dengan cosines sudut kemirigan lapisan yang bersangkutan. 7. Kecepatan migrasi, adalah nilai atau besarnya kecepatan yang memberikan hasil terbaik ketika digunakan dalam perhitungan migrasi. bias didapat dari besarnya NMO ataupun DMO, baik sebelum maupun sesudah stack, dalam domain waktu ataupun kedalaman. 2 Analisa kecepatan penting untuk diketahui karena dengan analisa kecepatan akan diperoleh nilai kecepatan yang cukup akurat untuk menentukan kedalaman, ketebalan, kemiringan (dip) dari suatu relektor atau reraktor. III. METODOLOGI Data seismik yang digunakan dalam penelitian berbentuk data releksi 2D yang terdiri dari 1692 CDP dengan kedalaman 6000 m berada di daerah Jawa Barat Utara. Data tersebut telah mengalami proses tahap awal (pre-processing) dan ketika di masukkan dalam perangkat lunak sudah dalam bentuk CMP gather. Mulai Input Data Pick Stacking Velocity Vertical Functions NMO Stack RMS Velocity Section CRP Gather Flat Yes PSTM Section QC Initial Time Migrated CDP Gathers No Update Time Gambar 3.1 Alur Kerja Pengolahan Seismik 2D 5

6 IV. HASIL Hasil yang didapatkan setelah dilakukan pengolahan terhadap data seismik adalah sebagai berikut : Analisa model kecepatan pada lintasan RNI-14 dibuat dengan memilih spektrum warna yang lebih kuat yang menandakan adanya energi yang lebih tinggi atau maksimum. Hasil dari pembuatan model ini menyerupai penampang seismiknya. Namun pada CMP nomor 2200 sampai CMP nomor 2400 model kecepatannya lebih tinggi nilainya dibanding dengan model kecepatan sebelumnya. Pada kedalaman antara 2000 ms sampai kedalaman 3000 ms koreksi dilakukan dengan baik ditandai dengan dihasilkannya koreksi NMO pada CDP gather yang lurus atau datar. Sedangkan pada kedalaman 0 sampai 1000 meter dan kedalaman dibawah 3000 meter didapatkan hasil stacking yang kurang baik dikarenakan pada kedalaman tersebut terjadi absorsi gelombang oleh batuan yang ada sehingga menghasilkan gambar penampang yang kurang jelas. Setelah didapatkan model kecepatan stacking dibuat model kecepatan RMS. Model kecepatan ini didapatkan dari nilai kecepatan stacking yang diubah dalam nilai kecepatan ratarata dari seluruh lapisan berdasarkan waktu tempuhnya dengan menggunakan persamaan Hal ini dilakukan berdasarkan pada asumsi bahwa lapisan bawah permukaan adalah horizontal dan tidak adanya variasi kecepatan lateral. Model kecepatan RMS seperti model kecepatan stacking, hal ini dikarenakan asumsi bahwa lapisan bawah permukaan adalah horizontal dan tidak adanya variasi kecepatan lateral sehingga memungkinkan kecepatan stacking menyerupai dengan kecepatan RMS. Kecepatan RMS digunakan untuk proses migrasi. Yang digunakan untuk proses migrasi mulanya adalah model kecepatan RMS namun model kecepatan RMS awal dalam proses prestack time migration kurang akurat dikarenakan belum dapat melakukan koreksi NMO dengan tepat yang ditunjukkan oleh CMP gather yang tidak lat. Untuk itu dilakukan analisis kecepatan dengan menggunakan kecepatan horizon terhadap CDP gather yang telah dimigrasi. Proses migrasi dilakukan dengan menggunakan apertur 600 dengan kedalaman 900 meter. Penggunaan apertur 600 didasarkan pada persamaan 2 kali maksimum kedalaman dikali 0.75 dibagi dengan interval CMP gather. Persamaan tersebut diambil dari tutorial sotware yang digunakan. Hasil yang didapatkan dari migrasi dengan menggunakan aperture 600 adalah dapat memberikan inormasi bahwa pada CMP gather nomor 3234 sampai 3584 meter memperlihatkan lapisan yang lebih jelas penampakannya. Pada CMP gather nomor 2009 sampai 2184 juga dihasilkan gambar yang lebih jelas penampangnya dibandingkan dengan hasil stacking. Pada kedalaman 3000 meter sampai 4000 meter juga terlihat untuk hasil migrasi kebih terlihat jelas dibandingkan dengan hasil stacking. Secara teori dipilih metode Kircho karena perhitungannya dapat menyelesaikan permasalahan yang meliputi waktu, sudut, dan jarak yang terdapat dalam penampang seismik (Suprayitno, 2002). Migrasi Kirchho juga dapat meng-handle dip relektor secara akurat sampai batas 90 derajat. Dilihat dari hasil migrasi, terdapat event dengan dipping relector yang menarik, yaitu pada batas CDP ke 2319 sampai Dengan hal tersebut dapat dikatakan bahwa pembuatan model kecepatan yang tepat akan digunakan sebagai data masukan yang baik untuk proses migrasi yang menghasilkan nilai yang lebih tepat di titik releksi pada penampang seismik. 6 Gambar 4.1 Picking Velocity

7 3584, dan pada kedalaman meter menghasilkan penampang migrasi yang lebih jelas dibandingkan dengan penampang hasil stacking. Proses stacking kurang jelas dikarenakan belum mengalami proses migrasi yang pada prinsipnya digunakan untuk memindahkan pemantul semu ke pemantul yang sebenarnya. Gambar 4.2 Hasil Stacking DAFTAR PUSTAKA Munaji, Suprajitno Pengolahan Data Seismik Prinsip Dasar dan Metodologi.Program Studi Geoisika, Jurusan Fisika, FMIPA, UI. Depok. Anonim, 2007, Introduction to Velocity and Velocity Analisis, Paradigm Geophysical Team, Houston. Gambar 4.3 Hasil Migrasi V. KESIMPULAN Dari hasil yang didapatkan dalam pengolahan data seismik yang dimigrasi sebelum stack dalam domain waktu dapat disimpulkan bahwa : 1. Model kecepatan sangat mempengaruhi kualitas hasil stack untuk migrasi. Model kecepatan yang tepat akan menghasilkan hasil stacking yang tepat (S/N yang besar) di titik releksi pada penampang seismik yang akan dimigrasi. 2. Proses PSTM pada CMP gather nomor , CMP gather nomor Berkout, AJ, 1984, Seismic Migration : Imaging o Acoustic Energy by The Wave Field Extrapolation A Theoritical Aspec, Elsevier. Amsterdam. Berkhout, 1985, Seismik Migration : Imaging O Acoustic Energy By The Wave Field Extrapolation A Theoritical Aspec, Elsevier, Amsterdam. Musolin, 1993, Proses Migrasi Data Seismik Buatan Dua Dimensi Dengan Metode Bada Hingga, Tugas Akhir Fisika ITS. Sismanto, Seri Kegiatan Seismik Eksplorasi Modul 2 Pengolahan Data Seismik. Yogyakarta: Laboratorium Geoisika Fakultas MIPA Universitas Gadjah Mada. 7

8 Taner M. T., F. Koehler dan R. E. Sheri, 1979, Complex Seismic Trace Analysis, Geophysics. Yilmaz, Ozdogan Seismic Data Processing. Society Exploration Geophysics Yilmaz, Ozdogan, Seismic Data Analysis Processing, Inversion, and Interpretation o Seismic Data Volume 1. Tulsa: Society o Exploration Geophysicists. 8