MIGRASI PRE-STACK DOMAIN KEDALAMAN (PSDM) DENGAN METODE KIRCHHOFF DAN PEMBANGUNAN MODEL KECEPATAN DENGAN TOMOGRAFI. Oleh Kaswandhi Triyoso

Transkripsi

1 MIGRASI PRE-STACK DOMAIN KEDALAMAN (PSDM) DENGAN METODE KIRCHHOFF DAN PEMBANGUNAN MODEL KECEPATAN DENGAN TOMOGRAFI TUGAS AKHIR Kelompok Keahlian Fisika Sistem Komplek Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Kelulusan Pendidikan Sarjana Program Studi Fisika-ITB Oleh Kaswandhi Triyoso PROGRAM STUDI FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2007

2 ABSTRACT Seismic data is generated by waves propagating through a subsurface. The image that is obtained in this process is a distorted image that does not correctly reflect the true geometry of the subsurface structure. The migration process removes this wave propagation effect and as a result seismic events move to their correct subsurface position. Several migration methods are used to obtain the best result that is reflects the true geometry of the subsurface structure. This final project present a technique which is very popular used in migration of seismic data, known as Kirchhoff pre-stack depth migration (PSDM). The goal of pre-stack depth migration is building velocity model. Even in sparse seismic data, Kirchhoff pre-stack depth migration with good velocity model could image seismic data accurate enough with less time consuming. Keyword : distorted image, PSDM, Kirchhoff migration, velocity model, sparse.

3 ABSTRAK Data seismik dihasilkan oleh penjalaran gelombang seismik menuju bawah permukaan. Citra yang dihasilkan oleh penjalaran gelombang seismik ini mengalami distorsi. Akibat adanya distorsi ini citra seismik tidaklah menggambarkan geometri sebenarnya struktur bawah permukaan. Proses migrasi menghilangkan efek penjalaran gelombang ini sehingga menghasilkan data seismik dengan kondisi bawah permukaan sebenarnya. Tugas akhir ini menyajikan metode yang cukup populer digunakan dalam migrasi data seismik. Metode itu adalah migrasi pre-stack domain kedalaman (PSDM) dengan metode Kirchhoff. Pembuatan model kecepatan merupakan inti dari migrasi prestack domain kedalaman. Model kecepatan yang benar akan menghasilkan citra seismik yang baik yang mampu menunjukkan struktur bawah permukaan dengan cukup jelas dan waktu yang tidak terlalu lama. Bahkan pada data seismik dengan jarak trace yang jarang-jarang atau tidak terlalu rapat. Kata Kunci : distorsi, migrasi prestack, Kichhoff, model kecepatan, trace jarang.

4 PRAKATA Puji syukur kepada Allah SWT atas segala nikmat dan karunia yang telah dilimpahkan sehingga penulis akhinya mampu menyelesaikan tugas akhir ini. Tugas akhir ini disusun sebagai prasyarat kelulusan pendidikan sarjana di Program Studi Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Teknologi Bandung. Pada tugas akhir ini dikaji tentang teknik pencitraan bawah permukaan menggunakan metode seismik. Teknik pencitraan dilakukan dengan metode migrasi Kirchhoff pre-stack domain kedalaman yang cukup akurat bekerja di medium yang memiliki variasi kecepatan lateral dan juga merupakan metode yang cukup populer digunakan di dalam dunia industri pencitraan hidrokarbon. Penyelesaian tugas akhir ini tak lepas dari dukungan berupa moril maupun materiil dari berbagai pihak. Untuk itu penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. Bapak DR Bagus Endar B.N. yang telah memberikan bimbingan dan dukungan dalam menyelesaikan tugas akhir ini. 2. Ibunda tercinta yang selalu memberikan doa, kasih sayang, dan segalanya yang sangat berarti dalam kehidupan penulis. 3. Kedua kakak atas segala dukungan tiap bulanannya, adik yang meramaikan suasana setiap liburan di Bandung.

5 4. Teman-teman HIMAFI khususnya HIMAFI 2003, Badai, Zaky, Opik, Martin, Luan, Dian, Atep atas segala kegilaan yang terlalu sulit didapatkan di tempat lain. Izul atas tutorial mekanikanya, Rani atas kebaikan dan hal lainnya yang cukup berarti. 5. Rekan-rekan satu perjuangan, Puput, Turis, Satryo yang memberikan celotehan-celotehan selama mengerjakan tugas akhir dan tugas-tugas lainnya di WISFIR. 6. Pak Nugie yang memberikan kursus singkat lima jam mengerti Geodepth. 7. Seluruh penghuni Laboratorium WISFIR. Pak Maman yang seharian menemani penulis mengerjakan TA di Jakarta. Partner baru penulis Rian, Alwi, dan Silo. Supporting team Lilis, Erwin, Bambang, Agus, Danang, dan Pak Mardi. Atas segala bantuan penulis mengucapkan terima kasih, semoga Allah SWT memberikan balasan yang setimpal untuk semua kebaikan ini. Penulis menyadari kekurangan dan kesalahan pasti akan ditemukan dalam laporan tugas akhir ini. Oleh karena itu saran dan kritik dari semua pihak akan menjadi masukan yang cukup berarti untuk pembelajaran penulis di masa yang akan datang. Semoga tugas akhir ini dapat menjadi bahan studi dan pengembangan penelitian selanjutnya terutama dalam pencitraan seismik refleksi. Bandung, September 2007 Kaswandhi Triyoso

6 DAFTAR ISI ABSTRACT ABSTRAK LEMBAR PENGESAHAN UCAPAN TERIMA KASIH DAFTAR ISI DAFTAR GAMBAR i ii iii iv vi viii BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang dan Rumusan Masalah Batasan Masalah Tujuan Penulisan Sistematika Penulisan 2 BAB II TEORI GELOMBANG ELASTIK Sifat dan Jenis Gelombang Seismik Persamaaan Gelombang Elastis Prinsip Huygens Hukum Snellius Prinsip Fermat 12 BAB III MIGRASI DATA SEISMIK Exploding Reflector Zero Offset Section Downward Continuation Skema Migrasi Data Seismik Manual Metode Finite Difference Dalam Migrasi Data Seismik 20 BAB IV TOMOGRAFI SEISMIK Metode Ekspansi Deret Algebraic Reconstruction Technique (ART) Simultaneous Iterative Reconstruction Technique (SIRT) Hamburan Gelombang Akustik Aproksimasi Born Untuk Memecahkan Persamaan Lippmann-Schwinger Aproksimasi Rytov untuk memecahkan persamaan Lippmann-Schwinger 37 BAB V MIGRASI PRE-STACK DOMAIN KEDALAMAN Pembuatan Model Kecepatan Perbaikan Model Kecepatan PSDM dengan metode Kirchoff Teori Migrasi Pre-stack Domain Kedalaman Kirchoff 52

7 BAB VI MIGRASI PRE-STACK DOMAIN KEDALAMAN PADA DATA SEISMIK DUA DIMENSI Loading Data CDP Gather Pembuatan Model Kecepatan Awal Perbaikan Model Kecepatan Pembuatan Model Akhir 62 BAB VII KESIMPULAN 65 DAFTAR PUSTAKA 66

8 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Ilustrasi Muka Gelombang dan Berkas Sinar Gelombang 5 Gambar 2.2 Ilustrasi Trayektori Gerakan Partikel (a) Gelombang longitudinal 6 (b) Gelombang transversal 6 Gambar 2.3 Ilustrasi Gelombang Permukaan (a) Gelombang Rayleigh 6 (b) Gelombang Love 6 Gambar 2.4 Ilustrasi Trayektori Gerakan Partikel Gelombang Permukaan (a) Gelombang Rayleigh 7 (b) Gelombang Love 7 Gambar 2.5 Prinsip Huygens 11 Gambar 2.6 Hukum Snellius Penjalaran Sinar Gelombang Melalui Medium Berbeda 11 Gambar 3.1 Rekaman data seismik dari suatu model geologi dan rekaman data seismik setelah dilakukan migrasi 14 Gambar 3.2 Exploding Reflector 15 Gambar 3.3 (a) Rekaman Data Seismik zero offset 16 (b) Ilustrasi exploding reflector 16 Gambar 3.4 Sinar Gelombang Direkam Dengan Datum Berbeda D 1 dan D 2 17 Gambar 3.5 Skema Migrasi Data Seismik Secara Manual 18

9 Gambar 3.6 Elemen Pada Migrasi Finite Difference 23 Gambar 4.1 Fungsi Model Dalam Bentuk Sel-Sel Diskrit 26 Gambar 4.2 Contoh penjalaran sinar gelombang pada model sel 27 Gambar 4.3 Hamburan Gelombang Seismik di Medium Tidak Homogen 33 Gambar 5.1 (a) Refleksi pada medium dengan kecepatan lateral konstan 42 (b) Kurva waktu tempuh dari gambar (a) dengan puncaknya tepat berada di bawah geophone penerima 42 (c) Refleksi pada medium dengan perubahan kecepatan lateral 42 (d) Kesalahan posisi puncak waktu tempuh yang tidak lagi berada tepat di bawah geophone penerima. 42 Gambar 5.2 Tahapan Migrasi PSDM 43 Gambar 5.3 (a) Data 10 Shot Gather Suatu Titik Difraktor 45 (b) Migrasi Titik Difraktor 45 Gambar 5.4 (a) Kecepatan RMS 47 (b) Kecepatan Interval 47 Gambar 5.4 Sinar Gelombang Pada Sebuah CDP 51 Gambar 5.5 Geometri Supergather Secara Horisontal dan Vertikal 52 Gambar 6.1 Alur Pengerjaan PSDM Tugas Akhir 55 Gambar 6.2 Data Sebelum Picking Kecepatan 56 Gambar 6.3 Data Setelah Picking Kecepatan 57 Gambar 6.4 Data Seismik PSTM 58 Gambar 6.5 Model Kecepatan Awal 59

10 Gambar 6.6 Hasil PSDM Iterasi Pertama 60 Gambar 6.7 Koherensi Horizon dan Data Gather Setelah Perbaikan 61 Gambar 6.8 (a) Model Kecepatan Sebelum Tomografi 62 (b) Model Kecepatan Setelah Tomografi 62 Gambar 6.9 Model Kecepatan Akhir 62 Gambar 6.10 Perbandingan Hasil Akhir PSDM dan Hasil Akhir PSTM 63 Gambar 6.11 Overlay Final Section dan Model Kecepatan Akhir 64