Efek Keberadaan Jebakan Minyak Bumi Trapped Fault Pada Rekaman Seismik dengan Penyelesaian Beda Hingga Model Bumi Elastik

Transkripsi

1 Prosdng Semnar Nasonal Penelan Penddan dan Penerapan MIPA Falas MIPA nersas Neger Yogyaara 6 Me 9 Efe Keberadaan Jebaan Mnya Bm Trapped Fal Pada Reaman Sesm dengan Penyelesaan Beda Hngga Model Bm Elas Eddy Haranyo Walyo dan Ww Sryano Lab Geofsa FMIPA nersas Gadah Mada Sep ara PO Bo Bls Yogyaara 558 e-mal: haranyo@gm.ac.d Absra Pemodelan reaman daa sesm d permaan aba eberadaan hdroarbon (HC) mrn yang ereba pada berbaga model srr elah dlaan. Pemodelan menggnaan persamaan gelombang elas n ass dmens (P-S) model yang dselesaan dengan persamaan beda hngga erpsa. Syara drchle menggnaan bdang redam pada ss r anan dan bawah. Sebaga smber dgnaan fngs Gass ba pada eols wanya dan eols spasalnya. Model srr yang damplan adalah model fal rap yang mengandng HC dan da. Hasl eols wa mennan bahwa pada omponen horsonal erlha penalaran pada arah- dan pada omponen eral adalah penalaran pada arah-. Hal n dsebaban arena fngs smber derapan pada omponen sress dan sehngga hanya omponen ransersal (gelombang P) saa yang meramba. Hasl pengrangan reaman daa d permaan n model ber HC dan da mennan bahwa pengarh hdroarbon sanga sgnfan erhadap eradnya banya fase gelombang bar aba yang erpanl dan erbasan oleh model srrnya. Kaa nc: Modellng HC beda hngga perambaan gelombang elas Absrac Recorded srface sesmc daa modelng of pre esng hdrocarbon (HC) whch rapped a many srcral raps hae been condced. I sng elasc wae eqaon for dmensonal (P-S) model whch soled by cenered fne dfference. Drchle bondary condons are damped area a lef rgh and boom par. Gass fncon was sed for pon sorce a me and space eolons. Deployed srcral model n hs paper are fal rap models conss of HC and who HC. Tme eoled resl shows wae propagaon n -drecon a horonal elocy componens and ce ersa for ercal componens. I cased by sorce applcaon o and sress componens herefore only ransersal componens (P wae) was propagaed. Sbsracon of sesmc records on HC model wh non HC model shows a hgh sgnfcance of new phase-wae emerge from srcral model reflecons and refracons. eywords: HC modelng fne dfference elasc wae propagaon F-377

2 Eddy Haranyo d. / Efe Keberadaan Jebaan... Pendahlan Mnya dan gas bm (hdroarbon) yang berada d dalam anah ersmpan pada por-por baan ah d bawah anah yang erlngp oleh lapsan edap yang dseb sebaga rmah mnya (reseror). Keberadaan rmah mnya dpengarh oleh (da) ens; ya rmah mnya aba proses srr (ebaan srr) dan aba proses sragraf (ebaan sragraf). Dalam esplorasnya meode sesm yang merpaan meode yang erngg resolsnya bersaha memeaan dan menggambaran ebaan-ebaan erseb. Aba adanya por-por mnya aa gas bm ar anah sh dan eanan ngg dalam rmah mnya n menyebaban adanya onras yang sanga sgnfan anara sfa gelombang elass (p s dan densas) reseror dan baan dseellngnya. Pemeaan sfa-sfa elassas n yang menad arge ahr esploras sesm n dapa memban ahl geolog menceraan dan menelasan onsep perembangan pemaangan dan mgras hdroarbon men e reseror yang bar. Dalam paya penenan poss dan geomer ebaan hdroarbon dperlan sebah en perhngan ma n mengeah perbahan sfa gelombang sesm yang lewa d dalamnya. Ten n nannya aan bergna n memerfas model ecepaan/mpedans as elas yang dhaslan dar proses ners gelombang sesm. Dalam memodelan gelombang bdang Hgdon (99) dan Ceran e al (985) menggnaan gelombang osns secara anal n mempelaar perambaan gelombang dan coba efe redaman dalam model beda hngga (fne dfferen). Sedangan beberapa penls b es (msal Lay and Wallace 995 dan Aser ) menggnaan gelombang bdang perod n menyesaan secara anal panlan dan basan gelombang bdang erseb dalam medm elas dan beropograf daar. Beberapa penel yang lan msal Janod and Coan () menganalss polarsas gelombang S pada smb y dengan menggnaan smber fngs Rcer. Analss n dgnaan n menyelesaan masalah bdang baas pada persamaan elemen hngga (fne elemen). Gelombang bdang anal n ga dpergnaan oleh Komasch dan lloe (998) n medm yang beropograf dengan menggnaan permaan gassan D dan 3D. Formlas gelombang yang dgnaan dalam penelan n nannya sesa dengan meode beda hngga yang dembangan oleh Haranyo (7a) berbass pemodelan beda hngga n gelombang elas (re 986). Meode erseb emdan elah dcoba dengan menggnaan medm Posson sold oleh Haranyo (7b). Penelan erseb mennan bahwa lasan medm yang dperlan aan dperngarh oleh besarnya sd daang gelombang bdangnya agar da erad esalahan ampldo aba adanya daerah yang da erlewa gelombang (ncagh area). Salah sa penls yang memba model model beropograf gnng 3D dengan meode beda hngga adalah Rpperger (). Model n menggnaan smber gelombang pada beberapa edalaman dan melha efe scaerng aba perbahan opograf. Persamaan-persamaan yang dssn erama syara baas permaan opograf mesh hanya dssn hss n model gnng erseb. Pendeaan yang sama ga dpergnaan oleh Haranyo 8 namn persamaan yang ada d-generalsas-an sehngga dapa dpergnaan n berbaga macam opograf. Persamaan elasodnam P-S (dmens) yang merpaan persamaan gelombang elas melbaan eor sress dan pergeseran yang drmsan sebaga (re 986): F-378

3 Prosdng Semnar Nasonal Penelan Penddan dan Penerapan MIPA Falas MIPA nersas Neger Yogyaara 6 Me 9 F-379 ρ ρ () dalam persamaan () erseb merpaan sress ensor ρ() adalah rapa massa dan () dan () adalah oefsen Lame. Persamaan erseb dapa dransformasan menad persamaan eor ecepaan-sress dalam ssem hperbol orde perama sebaga;. b b () Dalam persamaan erseb ( ) merpaan eor ecepaan b() adalah e rngan an (lghness) aa eapngan (boyancy) yang merpaan seper massa ens. Meodolog Pada onds awal medm danggap berada pada eadaan sembang (pada ) yan sress dan ecepaan bernla nol dseap. Berdasaran onds awal erseb penalaran sress dan ecepaan aan sebandng dengan penalaran sress er-negras wa dan pergeseran. Model yang sesa n eols wa dan rang persamaan n (re 986) adalah grd bernda (saggered grd). Grd erseb dapa dlha pada gambar ber. Gambar. Poss node n ecepaan arah y ( dan ) sera Boyancy (B) berbeda dengan poss node n sress arah (Σ Ξ dan Τ) sera onsana elassasnya. Perbedaan ama saggered grd n dengan grd FD yang lan bahwasanya poss eor ecepaan dalah sama anara dan. Persamaan nmer berdasaran gambar adalah; B B Σ T LM L Ξ M

4 Eddy Haranyo d. / Efe Keberadaan Jebaan... F-38 ) ( ) ( Ξ Ξ Σ Σ Ξ Ξ Ξ Ξ Σ Σ M M L M L T T L M L T T B B B B Pada persamaan erseb adalah ndes dsrsas wa adalah dsrsas arah dan dsrsas arah. merpaan sep grd wa sedangan dan adalah sep grd bdang (pada lsan n dmodelan ). Pada persamaan erseb ecepaan nmer ( ) ( ) pada wa ( ½) dan sress nmer (Σ Ξ Τ) ( ) pada wa ( ) dhng secara espls dar ecepaan pada wa ( ½) dan sress pada wa. B mennan eapngan (boyancy) d dalam medm dan L M mennan onsana Lame ( ) Sedangan dalam syara baasnya baas-baas nernal medm da denan secara espls arena berada dalam formlas homogen. Baas erseb dnan oleh perbahan parameer elas dan massa ensnya secara alam seper dalam formlas a-homogen. Syara baas Nemann (sress free/ero sress) derapan pada permaan medm sedangan ega baas lannya (r anan dan bawah) menggnaan en daerah eredam (damped area). Hasl dan Pembahasan Besarnya oefsen redaman n empa conoh lebar bdang redaman (n n n3 dan n4) dnan pada gambar a ber. (a) node oefsen redaman n n n3 n4 (b) wa eols Ampldo n n n3 n4 Gambar. Graf oefsen redaman menggnaan lebar redaman n -4 (a) dan penrnan ampldo ernormalsas aba penalaran mas e dalam daerah redaman sesa dengan lebar bdang redamannya (b)

5 Prosdng Semnar Nasonal Penelan Penddan dan Penerapan MIPA Falas MIPA nersas Neger Yogyaara 6 Me 9 Sedangan dalam mplemenasnya bdang redam hars dar sedeman rpa sehngga bdang erseb dapa meredam sress yang men e bdang baas anan r dan bawah dan dapa memenh syara baas Drchle. Apabla erdapa gelombang sress yang mas e salah sa ss bdang redam maa ampldonya aan melrh sesa fngs oefsen redamnya. Gambar b mennan besarnya ampldo ernormalsas np dar sa gelombang sress yang mas ega lrs bdang redam. Terlha bahwa n n energ yang erpanlan mash cp besar ya sear 6% dan berr r sear 3% 4% dan 7% n n 3 dan 4. Nla redaman n4 dnla cp ba n meredaman gelombang yang mas. Smber yang dgnaan dalam pemodelan n adalah fngs gass yang daplasan erhadap sress sehngga ben waele yang dhaslan nannya adalah dfferensal gass dan rcer waele. Dalam aplas esas smber gearnya sesa dengan desan sebelmnya smber gear menggnaan fngs Gass yang derapan epada sress dan dalam awasan wa. Namn dalam mplemeasnya d dalam medm esas smber gear yang derapan secara langsng pada sa node aan memberan arefa hssnya dalam penalarannya sebaga fngs rang. Oleh arena n mengaas arefa erseb dpergnaan fngs gass dalam bdang D yang mewal sa node n smber gearnya. Model rapped fal merpaan model srr paahan yang dgambaran dengan ona reman paahan yang memoong anln bapasr. Senaro yang dpergnaan bawah paahan n bersfa mpermeabel sehngga dapa menyea alran flda hdroarbon yang menalar men e permaan anln. fal bpasr hos HC AI Gambar 3. Srr paahan yang memoong bapasr anln. Bapasr yang erpoong paahan mengandng hdroarbon (sealed fal rap) Parameer ecepaan dan densas medm dalam model n dapa dlha pada abel ber; Greyscale p s rho hos bpasr fal HC 44.8 Parameer ompas yang dgnaan dapa dlha pada abel ber; Parameer Nla Banya node smb- [n] 6 n Banya node smb- [n] 67 n Wa masmm [n] n 5 Spas grd d(m) m F-38

6 Eddy Haranyo d. / Efe Keberadaan Jebaan... Ineral wan eols d.5ms Orde dfferensas Lebar daerah absorps [n] 4 Poss Smber [n] 3 Poss Smber [n] 5 Freens domnan smber 3 H Sample pengamblan 5 gambar [n] Poss Geophone Peream Node e-3 seap d Berdasaran abel erseb erlha bahwa panang gelombang erpende sear 45 meer sehngga dengan menggnaan spas anar grd sebesar m aan dperoleh banya adalah per panang gelombang. Nla n dsara cp n memben gelombang yang a ergangg oleh perbahan fase gelombang. Reaman daa dpermaan erlha pada gambar 4. Gambar (a) mennan ecepaan pada omponen horsonal () dan gambar (b) mennan omponen eral (). Pada omponen eral domnas gelombang awal erad arena efe pengaan aba adanya ona free-srface (permaan) sedangan pada omponen horsonalnya perambaan smber d dea permaan menyebaban domnas ampldo mrp seper gelombang langsng yang cp besar. Pada gambar n efe eberadaan ona hdroarbon relaf da elhaan namn efe n erad seelah wa eols beralan hngga.5 de arena anomal ecepaan hdroarbon n cp dalam (a) Jara (m) 5 5 (b) Jara (m) Wa (s).6 Wa (s) Gambar 4. Reaman daa sesm d permaan dengan spas anar geophone m pada omponen horsonal (a) dan eral (b). Model pembandng yang dgnaan adalah sama dengan modela pada gambar 3 hanya da erdapa hdroarbon. Parameer ecepaan medm densas dan ompasnya ga sama dengan abel d aas. Seelah proses eols gelombangnya reaman geophone d permaan erlha pada gambar 5. Gambar 5a adalah reaman ecepaan gear pada omponen horsonal () dan gambar 5b adalah reaman omponen eralnya (). Pada gambar n dapa dnan bahwa ampldo geombang erlha menalar e arah horsonal dan mengalam panlan pada bdang paahan (fal). Sedangan pada omponen eralnya gambar yang dperoleh hampr sama dengan F-38

7 Prosdng Semnar Nasonal Penelan Penddan dan Penerapan MIPA Falas MIPA nersas Neger Yogyaara 6 Me 9 gambar model sebelmnya dengan beberapa perbedaan hssnya pada wa reaman seelah.5 de. (a) (b) Jara (m) Jara (m) Wa (s).6 Wa (s) Gambar 5. Reaman daa sesm d permaan dengan spas m. Gambar r (a) adalah omponen horsonal dan gambar anan (b) adaah omponen eral. Efe HC pada ssa model dapa erlha elas seelah dlaan pengrangan reaman geophone dar gambar 4 dengan gambar 5. Nampa bahwa efe eberadaan mnya nampa pada wa sear.6 de. Terlha bahwa ben gelombang aba HC meml emrpan anara omponen eral dan horsonalnya dengan danda oleh rogh pada lereng r dan beberapa fase mnor pada lereng anan. (a) (b) Jara (m) Jara (m) Wa (s).6 Wa (s) Gambar 6. Reaman dana sesm yang mennan efe hdroarbon saa pada medm srr anln erpaahan. Daa erseb mennan bahwa pengarh HC sanga sgnfan erhadap gelombang mlpel yang mncl dar eberadaan HC erseb. Berdasar analss dengan model lan yang lebh sederhana (model anln dengan pnca erdapa HC) ga dperoleh beberapa fase gelombang aba srr dan ombnasnya dengan eberadaan HC. F-383

8 Eddy Haranyo d. / Efe Keberadaan Jebaan... Kesmplan Pemodelan dengan sbsras reaman sesm model berhc dan da mennan bahwa pengarh eerdapaan HC pada berbaga ebaan srr memberan respon yang cp sgnfan erhadap daa fnal yang sanga dpengarh oleh omplesas srr hos-nya. Pemodelan n memberan gambaran rel erhadap elaan gelombang elas yang ddomnas perbahan fase gelombang P dan S. capan Termaash Termaash epada LPPT GM aas pemberan dana hbah penelan berbass ompas ahn 8 dan Lab Geofsa FMIPA aas sppor peralaannya. Dafar Psaa A K. And Rchard P.G. 98 Qanae Sesmology: Theory and Mehods ol. W.H. Freeman New Yor. Aser R. Plane waes n layered meda Ceran C. Koslo D. Koslof R. & Reshef M A no reflecng bondary condon for dscree acosc and elasc wae eqaons Geophyscs Haranyo E. 8 Pemodelan Beda hngga Gelombang Telesesm D pada opograf Gnng Merap paper oles prbad belm dpblasan. Haranyo E. 7a Arbrarly dp sesmc plane wae sorce generaon on D saggered grd scheme: A new mehod Proceedng of The 4h Kenngan Physcs Form NS Solo. Haranyo E. 7b A erfcaon of plane wae mplemenaon on fne olme posson sold medm Proceedng Joga Regonal Physcs Conference (JRPC) FMIPA GM Hgdon R.L. 99 Absorbng bondary condons for elasc waes Geophyscs 56 p3-4. Janod F. and Coan O. Sesmc response of hree dmensonal opographes sng a me doman bondary elemen mehod Geophys. J. In Komasch D. & loe J.P The specral elemen mehod: an effcen ool o smlae he sesmc response of D and 3D geologcal srcres Bll. Sesm. Soc. Am Lay T. and Wallace T.C. 995 Modern Global Sesmology Academc Press Calforna Rpperger J. olcano opography n 3D sesmc wae smlaon Dploma hess Inse of Geophyscs LM no pblshed. re J elocy-sress fne-dfference mehod. Geophyscs F-384