Upload
yongki-andita-aiman
View
220
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
7/27/2019 Aplikasi Inversi Ai Dan Ei Dalam Penentuan
http://slidepdf.com/reader/full/aplikasi-inversi-ai-dan-ei-dalam-penentuan 1/5
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2012) 1/6 1
Abstrak — Dalam eksplorasi seismik, semua informasi tentang
kondisi bawah permukaan dibawa oleh karakteristik gelombang
mekanik yang terekam di permukaan melalui gelombang akustik
(pressure wave ) saja, karakteristik impedansi akustik AI yang
menunjukkan kontras densitas dan kecepatan lapisan di bawah
permukaan, digunakan untuk mengindikasikan potensi
hidrokarbon. Dalam banyak kasus, keberadaan lapisan shale
juga sering diinterpretasikan sebagai lapisan prospek
hidrokarbon karena nilai AI yang mirip. Untuk mempertegaskontras antara keduanya, dalam penelitian ini digunakan
kombinasi simultan parameter AI dan EI (impedansi elastik)
yang juga melibatkan parameter gelombang geser, sudut datang
gelombang (non zero offset ). Melalui analisis cross plot ,
penentuan sudut datang pada data sumur untuk memperoleh
pemisahan lithologi shale terhadap batu pasir yang mengandung
air maupun minyak menunjukkan bahwa sudut offset optimum
sebesar 35o. Nilai parameter cut off yang digunakan adalah Vclay
0,4, porositas 0,3 dan Sw 0,5. Semua parameter sumur tersebut
dipakai sebagai masukan dalam metode inversi constrained
sparse spike (CSSI), dengan posisi horizon stratigrafi sebagai
syarat batas, untuk memperoleh sebaran nilai impedansi pada
penampang data seismik. Hasil penampang impedansi simultan
AI-EI menunjukkan adanya daerah prospek ―baru‖
dibandingkan dengan penampang impendasi AI saja. Pada
penampang kajian, daerah prospek hidrokarbon ditunjukkan
oleh nilai IA berkisar 4000 – 4600 dan nilai EI berkisar 1300 –
1700 (gr/cc.m/s).
Kata Kunci —AI, EI, Seismik Inversi, CSSI.
I. PENDAHULUAN
alam aplikasinya, seismik refleksi bertujuan untuk
memperoleh model struktur bawah permukaan bumi
dengan menggunakan pantulan gelombang akustik yang
merambat dari sumber energi ke sistem penerima ( geophone
atau hydrophone). Dalam perambatannya, gelombang seismik
akan membawa semua informasi karateristik media di
sepanjang perambataannya. Impedansi Akustik (AI) adalah
salah satu parameter batuan yang merepresentasikan densitas
dan kecepatan rambat gelombang seismic pada batuan.
Parameter ini besarnya biasanya dipengaruhi oleh tipe
litologi, porositas, kandungan fluida yang juga merupakan
fungsi dari kedalaman, tekanan dan temperature insitu. Oleh
karena itu, parameter AI dapat digunakan sebagai indikator
karakteristik reservoir, misalnya: litologi, porositas, derajat
saturasi. Sebagaimana umumnya metode geofisika, pada
beberapa kasus, khususnya untuk lithologi shale, nilai AI
memberikan ambiguitas yang cukup tinggi untuk dipakai
sebagai marker potensi keberadaan hidrokarbon. Impedansi
Elastik (EI) merupakan generalisasi dari impedansi akustik
untuk sudut datang (incident angle) yang lebih lebar dan bisa
bervariasi atau non zero offset; tidak sebagaimana halnya AI
yang hanya bekerja pada kondisi zero offset . Impedansi
elastik dipengaruhi oleh kecepatan gelombang Vp dan Vs,
densitas dan sudut datang gelombang θ.
Seismik inversi adalah suatu teknik pembuatan modelgeologi bawah permukaan dengan menggunakan data seismik
sebagai input dan data geologi sebagai kontrol (Sukmono,
2000). Konversi dari wiggle seismik menjadi impedansi
akustik (AI) memberikan model bawah permukaan yang lebih
mudah dipahami. Seismik inversi AI telah menjadi metode
standar untuk memperoleh informasi sifat fisik dari sistem
pelapisan batuan secara baik. EI merupakan generalisasi dari
impedansi akustik untuk sudut datang yang bervariasi (non
zero offset ). EI adalah sebuah pendekatan linier terhadap
persamaan Zoeppritz, untuk aplikasi penyebaran sudut datang
yang lebar. Dalam makalah ini, dipaparkan penggunaan
kombinasi AI dan EI untuk analisa perbedaaan litologi dan
potensi hidrokarbon. Kombinasi dari AI dan EI secara baikdapat memberikan informasi perbedaan anomali impedansi
yang disebabkan oleh kehadiran hidrokarbon pada batuan
reservoir.
II. TINJAUAN PUSTAKA
Impedansi Akustik (AI)
Impedansi Akustik (AI) merupakan salah satu bentuk
atribut seismik yang dirumuskan secara sederhana sebagai
berikut:
AI = .V (1)
dengan: = densitas (kg/m3)
V = kecepatan gelombang seismik (m/s1)
Semakin keras dan sukar dimampatkan suatu batuan maka AI
semakin besar, sebaliknya, batuan yang lunak dan lebih
mudah dimampatkan seperti lempung mempunyai AI rendah.
Variasi nilai kecepatan rambat gelombang pada batuan
berperan penting dalam kontrol nilai AI, daripada densitas.
Artinya, baik porositas maupun fluida pengisi pori batuan
(air, minyak, gas) lebih mempengaruhi harga kecepatan
daripada densitas.
Aplikasi Inversi AI dan EI Dalam Penentuan
Daerah Prospek Hidrokarbon
Mohammad Qodirin Sufi, Widya Utama
Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 E-mail : [email protected]
D
7/27/2019 Aplikasi Inversi Ai Dan Ei Dalam Penentuan
http://slidepdf.com/reader/full/aplikasi-inversi-ai-dan-ei-dalam-penentuan 2/5
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2012) 1/6 2
Impedansi Elastik
Impedansi Elastik (EI) merupakan generalisasi dari
impedansi akustik untuk sudut datang (incident angle) yang
bervariasi. EI memberikan kerangka kerja untuk menginversi
data non zero offset seismik seperti yang dilakukan AI pada
zero offset. Connoly (1999) merumuskan impedansi elastik
sebagai :
EI = Vp
α
Vs
β
ɣ
(2)dengan α, β, ɣ : (1+tan2θ), (-8Ksin2θ), (1-4Ksin2θ)
K : (Vs/Vp)2
Vp dan Vs : kecepatan gelombang P dan S
Inversi Constrained Sparse-Spike (CSSI)Jenis inversi yang dipakai adalah constrain sparse spike
inversion (CSSI), gabungan dari inversi trace based sebagai
model awal yang dikontrol dengan model sparse spike untuk
model frekuensi rendah (low frequency model) dan dikontrol
oleh bidang horizon seismik antar lapisan. CSSI merupakan
metode inversi yang bisa diatur sparsity nya (tingkat
kejarangan reflektor) dengan membandingkan reflektor daridata sumur sebagai kontrol. Metode CSSI dapat
menghasilkan nilai impedansi akustik dalam sebuah batasan
(constraint) yang meminimalkan fungsi objektif (Jason
Geoscience Workbench, 2003).
III. METODOLOGI
Metodologi pada penelitian ini yaitu melakukan inversi AI
serta inversi EI dengan menggunakan software Jason
Geoscience Workbench Invertrace.
Gambar 3.1 Alur penelitian
IV. ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN
Analisa Sensitivitas DataPada tahapan ini menentukan batas-batas (cut-off) untuk
tiap-tiap parameter yang berguna mengklasifikasikan litologi-
litologi pada daerah penelitian didalam satu formulasi. Berikut
adalah nilai parameter-parameter karakterisasi yang
digunakan:
1. Nilai Vclay < 0.4 ; porositas > 0.3 ; Sw < 0.5menunjukkan lithologi pasir berisi minyak
2. Nilai Vclay < 0.4 ; porositas > 0.3 ; Sw 0.5
menunjukkan lithologi pasir berisi air (wet)
3. Selain nilai di atas, menunjukkan lithologi shale.
Lapisan yang menjadi target kajian ini adalah daerah yang
mengandung hidrokarbon, seperti yang ditunjukan oleh
gambar 4.1, dapat dibuat pengelompokan litologi berdasarkan
skala warna dengan nilai-nilai yang telah ditentukan oleh nilai
cut-off di atas. Daerah target (hidrokarbon) ditunjukan dengan
warna hijau, daerah wet ditunjukkan dengan warna biru, shale
ditunjukkan dengan warna abu-abu dan log gamma ray
berwarna coklat.Sesuai dengan hasil pengelompokan litologi berdasarkan
gambar 2 didapatkan bahwa pasir berisi minyak terdapat pada
daerah horizon green top dengan selang waktu pada masing-
masing sumur :
- 1895 – 1915 ms (pada sumur 1)
- 1940 – 1945 ms (pada sumur 2)
- 1885 – 1950 ms dan 2150 – 2190 ms (pada
sumur 4)
- 1900 – 1925 ms (pada sumur 5)
Pada selang waktu tersebut di atas digunakan sebagai dugaan
awal keberadaan hidrokarbon.
Gambar 4.1 . Pengelompokan litologi berdasarkan nilai cut-
off pada tiap sumur, disertai datalog gamma ray (coklat)
Analisa Crossplot AI dengan EI
Analisa crossplot AI dengan EI dilakukan untuk mengetahui
kemampuan pengelompokan lithologi shale, pasir berisi air
dan pasir berisi minyak, berdasarkan variasi sudut datang.
Dari analisa ini dapat diperoleh nilai dugaan awal sudut datang
yang mampu memberikan resolusi terbaik dari aplikasi EI
terhadap pemisahan ketiga lithologi tersebut di atas.
Angle
stack
Near Stack
(100-20
0)
Far Stack
(300-40
0)
Data
Sumur
Estimasi Wavelet
(100-20
0)
Permodelan
frekuensi rendah
Inversi AI
Crossplot
Analisa
Permodelan
frekuensi rendah
Inversi EI
Well Seismic
Tie
Estimasi Wavelet
(300-40
0)
7/27/2019 Aplikasi Inversi Ai Dan Ei Dalam Penentuan
http://slidepdf.com/reader/full/aplikasi-inversi-ai-dan-ei-dalam-penentuan 3/5
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2012) 1/6 3
Connoly (1999) menunjukkan bahwa EI pada sudut
kecil akan memiliki kenampakan yang hampir sama dengan
AI. Crossplot antara AI dengan EI dengan sudut bervariasi
dari 5° hingga 35° menunjukkan bahwa resolusi terbaik untuk
ketiga litologi di peroleh pada sudut 35°, lihat gambar 4.2 di
bawah ini. Hasil crossplot menunjukkan bahwa secara apriori,
bisa diperoleh zona hidrokarbon yang memiliki nilai AI
berkisar antara 3296.9 – 4495.52 g/cc*m/s dan nilai EI
berkisar 1230.66 – 1736.48 g/cc*m/s.
Gambar 4.2 Crossplot AI & EI sudut 35°
Hasil Inversi Impedansi Akustik (AI)
Berikut akan dijelaskan interpretasi hasil inversi AI. Seperti
yang telah diketahui bahwa kehadiran hidrokarbon (minyak
dan gas) akan menurunkan nilai dari impedansi akustik
batuan. Pada gambar45 terlihat bahwa terdapat zona
hidrokarbon (ditunjukkan dengan lingkaran berwarna putih)
yang terdapat pada daerah horizon green top. Pada daerah ini
dikatakan zona hidrokarbon karena nilai dari impedansi
akustik yang rendah (berwarna kuning). Zona hidrokarbon ini
terletak pada selang waktu :- 1991.43 – 2059.47 ms (pada sumur 4).
- 1924.22 – 1957.17 ms (pada sumur 5)
- 1905.24 – 1924.41 ms (pada sumur 1)
Sedangkan pada sumur 2 tidak terlihat adanya indikasi zona
hidrokarbon yang ditunjukkan oleh nilai AI.
Hasil Inversi Impedansi Elastik (EI)
Impedansi elastik merupakan generalisasi dari impedansi
akustik dengan variasi sudut datang. Untuk melihat
perbandingan antara AI dengan EI maka pada inversi EI
dilakukan dengan variasi sudut yang semakin meningkat dari
5 hingga 35°. Pada gambar 6, hasil inversi EI pada sudut 35°
memberikan peningkatan resolusi penampakan zona
hidrokarbon yang signifikan. Seperti yang terlihat pada
gambar tersebut terdapat zona hidrokarbon pada daerah sekitar
horizon blue top pada sumur 4, sumur 5 dan sumur 1 (elips
hitam), yang tidak ditunjukkan pada gambar sebelumnya
Gambar 4.3 Hasil inversi impedansi akustik. Letak sumur
dari kiri ke kanan: sumur 4, sumur 5, sumur 1, sumur 2.
Warna kuning menunjukkan nilai AI rendah
Pada hasil inversi EI sudut 35° benar-benar terlihat jelas
terdapatnya zona hidrokarbon. Jika menggunakan inversi
impedansi akustik hanya bisa di dapatkan persebaran
hidrokarbon pada daerah horizon green top (elips putih), maka
dengan menggunakan inversi impedansi elastik pada sudut 35° bisa di dapatkan persebaran zona hidrokarbon pada daerah
green top (elips putih) serta pada daerah blue top (elips hitam).
Hal ini menjelaskan bahwa penggunaan EI secara kombinasi
dengan AI akan lebih baik daripada AI sendiri, dalam hal
membedakan zona persebaran hidrokarbon. Dari gambar 4.4
inversi EI pada sudut 35° memberikan informasi zona
hidrokarbon pada selang waktu:
1) 1905.24 – 1924.41 ms (pada sumur 1)
2) 1991.43 – 2059.47 ms dan 2260.3 – 2285.34 ms (pada
sumur 4)
3) 1924.22 – 1957.17 ms dan 2071.83 – 2062.37 ms (pada
sumur 5)
Dengan memperhatikan hasil inversi tersebut diatas, usulansumur baru bisa ditempatkan pada line 2409 CMP 6333
dengan interval target berkisar 2013.84 – 2081.05 ms (dekat
sumur 4) dan pada line 2339 CMP 6321 dengan interval target
berkisar 1911.04 – 1955.85 ms dan 2171.99 – 2194.4 ms
(dekat sumur 5)
Gambar 6. Hasil inversi EI pada sudut 35°, tampak bahwa
persebaran daerah potensi hidrokarbon yang meluas. Hal ini
menunjukkan kemampuan daya resolusi inversi EI yang
lebih baik.
7/27/2019 Aplikasi Inversi Ai Dan Ei Dalam Penentuan
http://slidepdf.com/reader/full/aplikasi-inversi-ai-dan-ei-dalam-penentuan 4/5
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2012) 1/6 4
V. KESIMPULAN
Berdasarkan semua pengolahan data, analisis, dan
interpretasi yang telah dilakukan dalam tugas akhir ini dapat
disimpulkan beberapa hal, yaitu :
1. Hasil analisa data sumur, analisa crossplot, serta analisa
histogram menunjukan bahwa penggunaan atribut
impedansi akustik dalam kasus tertentu belum mampu
memberikan resolusi pemisahan zona hidrokarbon,
khsusnya pada lithologi shale, pasiran basah dan pasirandengan potensi hdirokarbon.
2. Kombinasi atribut impedansi akustik dan elastik dapat
dihasilkan pencitraan bawah permukaan dengan resolusi
yang lebih baik yang mampu memperkuat tahap
interpretasi.
3. Didapatkan persebaran hidrokarbon pada interval waktu
pada daerah uji:
- 1905.24 – 1924.41 ms (pada sumur 1)
- 1991.43 – 2059.47 ms dan
2260.3 – 2285.34 ms (pada sumur 4)
- 1924.22 – 1957.17 ms dan 2071.83 – 2062.37 ms
(pada sumur 5)
DAFTAR PUSTAKA
[1] Acoustic Impedance inversion manual book Fugro jason.
[2] Aki, K. & Richard, P. G., 1980,” Quantitative Seismology Theory and
Methods”, Freeman & Co. New York.
[3] Connolly Patrick, 1999, “Elastic impedance”, The Leading Edge, v. 18,
p. 438–452.
[4] Katerina C.S., 2011, “Aplikasi seismik inversi akustik impedans untukmemetakan batu pasir “porous” terisi gas di lapangan “k‟ pada cekungan
natuna barat”,Tugas Akhir, Teknik Geofisika ITB.
[5] Ritchie M.S, 2005, “Inversi AI dan EI untuk identifikasi hidrokarbon
pada reservoar”, Jurnal Geofisika, Bandung Indonesia.
[6] Sukmono Sigit, 2000, “Seismik Inversi untuk Karakterisasi Reservoar”,Jurusan Teknik Geofisika, Institut Teknologi Bandung.
[7] Veeken, 2006, “Seismic Stratigraphy, Basin Analysis and Reservoir
Characterisation”, Volume 37, France.
LAMPIRAN
ANALISA CONSTRAIN SPARSE SPIKE INVERSION
“Inversi ini merupakan gabungan dari inversi trace based dan
sparse spike yang dibatasi oleh model frekuensi rendah (low
frequency model) dan dikontrol oleh horizon. Pada saat
memasukkan model awal CSSI menerapkan trace based dan
tahap selanjutnya CSSI menerapkan model sparse spike
inversion. CSSI merupakan metode inversi yang bisa diatur
sparsity nya (tingkat kejarangan reflektor) dengan
membandingkan reflektor dari data sumur sebagai kontrol.
Jadi apabila reflektor di sumur jarang-jarang maka di inversi
juga dibuat jarang-jarang, demikian pula sebaliknya”.
Metoda inversi ini menggunakan data partial stacks sebagaifungsi dari sudut. Metoda ini diselesaikan dengan
menggunakan formula turunan dari persamaan Zoeppritz.
1
1
1
2
11
22
2
11
22
1
1
1
1
2
11
212
22
121
2
212
1
1
1
1
2211
2211
2cos
2sin
cos
sin
2sin2cos2sin2cos
2cos2sin2cos2sin
sincossincos
cossincossin
D
C
B
A
..................................................................................(1)
dimana:
A =Amplitudo gel. P refleksi B = Amplitudo gel. S refleksi
C =Amplitudo gel. P transmisi D = Amplitudo gel. S transmisi
ϕ1 = Sudut pantul gel. S ϕ2 = Sudut bias gel. S
θ1 = Sudut datang gel. P θ2 = Sudut bias gel. P
α = Kecepatan gel. P β = Kecepatan gel. S
ρ = densitas
yang kemudian didekati oleh Aki- Richard dan dikenal dengan
persamaan yang didalamnya terkandung 3 parameter
sekaligus. Berikut merupakan persamaan dari Aki-Richard :
R (θ) = A + B sin2 θ + C tan2 θ sin2 θ........................(2)
dimana : A = Rp0 =1
2 [∆Vp
Vp+
∆ρ
ρ]
B =∆Vp
2Vp− 4 γ
∆Vs
Vs− 2 γ
∆ρ
ρ
C =∆Vp
2Vp , dan γ = [
Vs
Vp]2
lalu timbul persamaan yang diformulasikan oleh Fatti (1994)
yang merupakan turunan dari formulasi Aki-Richard. Berikut
adalah formulasi dari persamaan Fatti et al. (1994, Geophysics
59(9), p 1362) :
Rpp (θ) = C1RP + C2RS + C3RD...........................(3)
dimana :
C1 = 1 + tan2 θ, RP = ½ [∆Vp
Vp+
∆ρ
ρ]
C2 = -8 γ2 sin2 θ, RS = ½ [∆Vs
Vs+
∆ρ
ρ]
C3 = -½ tan2 θ + 2 γ2 sin2 θ, RD =∆ρ
ρ, γ =
Vs
Vp
dan pada hasil akhirnya, persamaan (3) dapat disederhanakan
menjadi :
Rpp (θ) = (1+tan2 θ)∆Ip
2Ip – 8γ2sin2 θ
∆Is
2Is - [½ tan2θ 2γ2sin2θ]
∆ρ
ρ..................................................................................... (4)
dimana :
θ = Sudut datang gelombang P
I(x) = Impedansi akustik dari gelombang (P atau S)
γ = VS/Vp
7/27/2019 Aplikasi Inversi Ai Dan Ei Dalam Penentuan
http://slidepdf.com/reader/full/aplikasi-inversi-ai-dan-ei-dalam-penentuan 5/5
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2012) 1/6 5
dan tujuan dari inversi ini pun sama dengan hasil yang kita
cari di persamaan (4), yaitu impedansi gelombang P (Ip),
impedansi (Is), dan densitas (ρ). Dari tiga parameter elastis
tersebut kita dapat menurunkanya menjadi properti batuan
lainya, seperti porositas dan Vp/Vs yang bertujuan untuk
interpretasi lebih lanjut.
PADA INVERSI AI DAN EI
EI(θ) = VP(1+tan2 θ)VS(-8Ksin2 θ) ρ (1-4Ksin2 θ)............(5)
Impedansi Elastik dapat di implementasikan dengan cara
mengatur ulang persamaan EI (5) sesuai dengan (Lu and
McMechan, 2004; Lee, 2006a):
ln(EI(θ)) = (1 + tan2 θ) ln(VP)+ (-8 K sin2 θ) ln(VS) +
(1 – 4 K sin2 θ) ln(ρ)..........................................(6)
Pada persamaan diatas yang tidak diketahui adalah Vp, Vs, ρ.
Jadi ketika diketahui nilai 3 buah EI pada sudut yang berbeda
maka Vp, Vs, ρ dapat diperoleh dengan cara menyelesaikan
matrik persamaan
3
2
1
3
2
3
2
3
2
2
2
2
2
2
2
1
2
1
2
1
2
lnln
ln
lnln
ln
sin41sin8tan1sin41sin8tan1
sin41sin8tan1
EI EI
EI
V
V
K K K K
K K
S
P
..............................................................................................(7)