PENGOLAHAN DATA SEISMIKSundus Ghaida Noor AzizahHerdis HaerusalamKerja Praktek PPPTMGB "Lemigas"

Gelombang Gelombang : Fenomena alam dimana terjadi perambatan usikan atau energi dari suatu sumber ke titik lain.

Prinsip HuygensSetiap titik pengganggu yang dilalui muka gelombang seismik akan menjadi sumber bagi terbentuknya deretan gelombang seismik baru.

Titik pengganggu dapat berupa patahan, rekahan, antiklin, dll

Gambar perambatan gelombang :

Sumber : Answer.com

Hukum SnelliusBila suatu gelombang jatuh pada bidang batas dua medium yang mempunyai perbedaan densitas, maka gelombang dapat dipantulkan atau dibiaskan.

Persamaan Hukum Snellius : Sumber : inibumi.blogspot.com

Asas FermatJika sebuah gelombang merambat dari satu titik ke titik yang lain maka gelombang tersebut akan memilih jejak yang tercepat.

Jika gelombang melewati sebuah medium yang memiliki variasi kecepatan gelombang seismik, maka gelombang tersebut akan cenderung melalui zona-zona kecepatan tinggi dan menghindari zona-zona kecepatan rendah.

Gelombang Seismik

Gelombang Seismik : Gelombang mekanik yang merambat baik di dalam maupun di permukaan bumi yang berasal dari sumber seismik alami/buatan.

Tipe Gelombang Seismik

Gelombang PrimerGelombang RayleighGelombang LoveGelombang SekunderSumber: http://www.eas.purdue.edu

Konsep Dasar Seismik RefleksiMenginisiasi gel.seismik di / dekat permukaan dan merekam amplitudo dan travel time dari gel.seismik yang kembali ke permukaan setelah dipantulkan/dibiaskan dari bidang batas satu atau banyak lapisan batuan. Seismik refleksi menggunakan Prinsip Huygens, Hukum Snellius dan Asas Fermat dalam penerapan perambatan gelombangnya.

Impedansi Akustik dan Koefisien Refleksi

Impedansi Akustik

IA =.VIA= impedansi Akustik = densitas V= kecepatan gelombang

WaveletGelombang yang merepresentasikan satu reflektor yang terekam oleh satu geophone.

Gambar: Polaritas Wavelet (atas), Fasa Wavelet (kiri)

Trace SeismikData seismik yang terekam yang mencerminkan respon dari medan gelombang elastik terhadap kontras IA (reflektivitas) pada batas lapisan batuan yang satu dengan lainnya.

Eksplorasi SeismikKegiatan untuk melihat kondisi bawah permukaan bumiTerdiri dari 3 tahapan : Akuisisi Data --> Pengolahan Data --> InterpretasiSumber: Diktat kuliah seismologi eksplorasi ITB

Akuisisi Data SeismikAkuisisi data merupakan tahap awal dalam metode seismik. Akuisisi data seismik adalah proses pengambilan data hasil rekaman seismik dilapangan.

Tujuan utama akuisisi data seismik adalah memperoleh data pengukuran travel time yang diperoleh dari sumber energy ke penerima (geophone).

Akuisis data seismikAkuisisi di darat

Akuisisi di laut

Akuisisi data seismik darat Survey AwalPengukuran Titik ControlPengukuran Lintasan SeismikDesign SurveyDrilling & PreloadingRecordingShooting

Design Survey

Dalam pembuatan design design survey dibutuhkan beberapa parameter yang menjadi acuan diantaranya:

Trace Interval: Jarak antara tiap trace/receiverShot Point Interval: Jarak antara satu SP dengan SP yang lainnyaPosisi Shot Point: Koordinat posisi shot pointFar Offset: Jarak antara sumber seismik dengan trace terjauh Near Offset: Jarak antara sumber seismik dengan trace terdekatJumlah Shot Point: Banyaknya SP yang digunakan dalam satu lintasanJumlah Trace: Banyaknya trace yang digunakan dalam satu SPRecord Length: Lamanya perekaman gelombang seismikFold Coverage: Jumlah atau seringnya suatu titik di subsurfece terekam oleh geophone di permukaanJumlah tembakan: Jumlah tembakan persalvoPanjang lintasan: panjang lintasan pada akuisisi

Konfigurasi Titik Tembak

Pengukuran Titik Kontrol

Dalam tahapan ini dilakukan penentuan koordinat koordinat shoot point dan receiver point yang dikorelasikan dengan design survey, koordinat gps dan peta bakosurtanal sehingga memudahkan pengeplotan sesuai design

Pengukuran Lintasan SeismikPengukuran Lintasan Seismik & Pemasangan patok SP dan TR Pengukuran lintasan seismik yang meliputi pengukuran titik tembak (SP) dan titik rekam (TR) dilakukan dengan menggunakan peralatan total station.

Pembuatan Titian dan Rintisan Titian dibuat untuk mempermudah dan memperlancar kerja ketika survey menemukan lokasi yang tidak bisa dilewati sepeti: irigasi, parit, sungai atau rawa Sehingga mengefektifkan waktu dan kerja crew baik drilling maupun recording.

Drilling & PreloadingDalam proses drilling dan preloading dilakukan pengeboran dan penanaman dinamite pada shot point sebagai source dalam proses akuisisi. Kedalaman lubang biasanya 30m dengan diameter 11cm

ShootingTahap akhir dari akuisisi seismik adalah proses shooting dan recording dimana pada proses ini dilakukan peledakan dan penembakan source yang akan diterima oleh receiver dan dilakukan proses perekaman ke dalam pita magnetik (tape record)Kriteria sumber gelombang seismik yang ideal:Energi yang diemisikan cukup besar.Durasinya cukup kecil.Dapat diulang (tidak sekali pakai)Tidak menghasilkan noise.

Besar energi berbanding lurus dengan panjang wavelet, sehingga memperkecil resolusi.

Sumber Gelombang Seismik

a. Sumber impulsifSumber impulsif merupakan sumber energi seismik dengan penjalaran energinya terjadi secara sangat cepat dan suara yang dihasilkan sangat kuat, singkat dan tajam. Biasanya sumber energi impulsif yang digunakan untuk akuisisi data seismik data seismik di laut adalah air gun, dan didarat menggunakan Dinamit / bom.

b. Sumber energi vibratorSumber energi vibratormerupakan jenis sumber energi dengan durasi selama beberapa detik. Panjang sinyal input dapat bervariasi karena disesuaikan sesuai kebutuhan . Gelombang outputnya berupa gelombang sinusoidal. Seismik refleksi resolusi tinggi menggunakan vibrator dengan frekuensi 125 Hz atau lebih. Untuk dilaut menggunakan Sparker.

Sumber ImpulsifDinamit merupakan campuran bahan kimia yang dapat terbakar dengan sangat cepat dan menghasilkan tekanan dan temperatur yang sangat tinggi.Dalam proses seismik, peledakan dinamit dilakukan di sumur bor yang telah dibor sebelumnya, diletakkan pada kedalaman 6-30 m.Ledakan dipicu oleh blasting cap yang berupa dinamit dengan ukuran ledakan yang minimal, namun mampu memicu ledakan yang lebih besar.

Recording EquipmentGeophone: Alat penerima getaran dari gelombang sumber yang berupa sinyal analog dan ditransmisikan oleh kabel trace menuju ke station unit

RecordingA/D ConverterAmplifierFilterTrace displayRecordingTape storage

Raw Data ( Akuisis darat )

Raw data (Akuisisi Laut)

Quality Control (QC)Tahap Field QC data seismik merupakan kegiatan untuk mengkontrol kualitas dari perekaman data seismic yang berupa raw data.

Kualifikasi kualitas raw data adalah berupa:Good : Frekuensi sinyal dan energy tinggi, kandungan bising (noise) yang sangat sedikit / Tidak ada.Fair : Frekuensi sinyal dan energi tidak begitu tinggi, terdapat kandungan bising yang tidak terlalu banyak.Poor : Frekuensi sinyal dan energi rendah, kandungan bising dominan

PENGOLAHAN DATA SEISMIKKegiatan mengubah (memproses) data seismik lapangan (raw data) menjadi penampang seismik

Untuk meningkatan S/N ratio

Dibagi menjadi 3 tahap: Pre-Processing, Processing (Analysing), Post-Processing

Pre-Processing: Merekondisi sinyal gelombang seismik yang terekam

Processing: Menganalisis kecepatan gelombang seismik yang melewati reflektor

Post-Processing: terdiri dari koreksi residual statik dan migrasi

Flow Chart Gambar: Pengolahan Data Seismik di Darat (Kiri) dan di Laut (Kanan). Sumber: Prajitno (2002)

Reformat Data (Demultiplexing)Reformat data untuk mengubah data pada field tape dari format multiplex menjadi demultiplex.

Multiplex --> format data sequential series. Data gelombang yang diperoleh mewakili deret jarak.

Demultiplex --> format data time series, tersusun berdasarkan urutan trace. Data gelombang tersusun menurut deret waktu

Multiplexer: membaca amplitudo gel.seismik dari channel ke 1 sampai channel ke-n

Matriks amplitudo gel.seismik yang direkam channel 1 s.d channel ke-n yang terdiri dari sample ke-1 s.d sampel ke-n

m = sample dalam setiap tracen = channel yang dipakai saat diaktifkan

Field GeometriProses memasukkan parameter lapangan kedalam dataset yang dimiliki.

Hasil output nya berupa stacking chart yang sesuai dengan geometri penembakan yang dilakukan pada saat akuisisi data.

PelabelanProses pendefinisian identitas trace-trace yang berhubungan dengan point, posisi di permukaan offset dan nomor CMP (Common Mid Point) pada data hasil demultiplexing.

Hasilnya kemudian disimpan dalam tape processing yang akan digunakan untuk pemrosesan selanjutnya.

TAR (True Amplitude Recovery)Untuk memulihkan kembali (menguatkan) besaran-besaran amplitudo yang melemah karena kehilangan energi, agar seolah-olah setiap titik reflektor datang sejumlah energi yang sama.

Koreksi TAR terdiri dari gain removal, koreksi spherical divergence, koreksi attenuasi.Rumus TAR :Penggambaran koreksi TAR

Editing dan MutingMuting -> pembuangan/pemotongan bagian-bagian trace pada zona tertentu, membuang sinyal gelombang langsung dan gelombang refraksi.

Editing -> mengedit amplitudo pada trace seismik yang dianggap jelek---> Killing trace : dilakukan penghapusan trace-trace yang mati.

Koreksi StatikUntuk menghilangkan pengaruh topografi (elevasi shot dan receiver) yang mengakibatkan bergesernya waktu datang sinyal refleksi yang diharapkan, sehingga dengan koreksi statik, shot point dan receiver seolah-olah ditempatkan pada datum yang sama.

Untuk menghilangkan pengaruh lapisan lapuk yang pada umumnya mempunyai kecepatan sangat rendah bila dibandingkan dengan lapisan-lapisan batuan yang ada di bawahnya.

Koreksi StatikDimana :

FilteringPada prinsipnya, frekuensi sinyal seismik di lapangan mempunyai bandwith yang cukup lebar. Filtering digunakan untuk memisahkan range frekuensi antara sinyal seismik dengan sinyal noise dan kemudian meredam noise.1. Filter 1 dimensi (frekuensi)Memisahkan sinyal dari noise yang berbeda frekuensinya.

--> Dalam domain waktu: --> Dalam domain frekuensi:

2. Filter dua dimensi (F-K)- Memisahkan sinyal dari noise berdasarkan perbedaan kecepatan semu yang ditentukan oleh F dan K. - noise memiliki frekuensi sama dengan frekuensi sinyal tetapi bilangan gelombangnya berbeda.

V1= f1/k1V2= f2/k2

DekonvolusiMetode Seismik didekati dengan model konvolusiDekonvolusi -> Proses untuk meniadakan konvolusi.Dilakukan untuk meningkatkan resolusi temporalDilakukan sebelum dan setelah stack (berhubungan dengan kepraktisan saat penentuan operator dekonvolusinyaMengatasi masalah interferensi sinyal seismik dengan lapisan-lapisan tipis (dekon sebelum stack) atau ghost (setelah stack) yang mengakibatkan sinyal terpantul yang sampai ke permukaan menjadi kompleks bentuknya.

Dekonvolusi Sebelum StackSpiking Deconvolution, Filter Inversi, Filter Inversi Domain Frekuensi

Spiking: ditujukan untuk membentuk sinyal. menggunakan prinsip filter wiener (mengubah sinyal menjadi paku)

Filter Inversi: untuk mengembalikan bentuk sinyal yang rumit menjadi sederhana berdasarkan anggapan bumi bertindak sebagai filter.F = 1/S

Filter Inversi Domain F: semua komponen nilai S(f) >0

Dekonvolusi Setelah StackUntuk menekan noise yang koheren. Noise koheren: sinyal yang lintasan penjalarannya melalui jalan yg tidak diinginkan, contoh ghost, multiple, reverberasi (laut)

Dioperasikan pada data seismik dengan kondisi pantulan normal

Filter anti ghost, Filter prediksi, De Reverberasi

Fenomena GhostGambar: Filter Prediksi (atas), De Reverberasi (kiri)

GatherMenghubungkan besaran-besaran di permukaan dengan besaran di bawah permukaan.banyaknya CDP = fold coverage = berapa kali titik pantul dilewati gelombang.

Analisis KecepatanProses trial dan error dalam pemilihan kecepatan yang sesuai (terbaik) untuk memperoleh stacking terbaik.

Proses diterapkan pada trace-trace dalam satu CDP/CMP sehingga dapat dijumlahkan menjadi 1 trace yang mencerminkan pantulan normal.

Koreksi NMO yang tepat memungkinkan didapatkannya nilai kecepatan yang benar, dan sebaliknya

Koreksi NMO (Koreksi Dinamik)Koreksi ini diterapkan untuk mengoreksi efek adanya jarak offset antara shot point dan receiver pada suatu trace yang berasal dari satu CDP (Common Depth Point).Waktu datang (arrival time) gel. refleksi :Koreksi NMO :

Koreksi DMOBerusaha menggeser titik-titik pantul sedemikan sehingga refleksi-refleksi dengan offset tak nol diubah menjadi refleksi dengan offset = 0

StackingProses penjumlahan trace-trace dalam satu gather data untuk memperbesar rasio s/n dan mendapat satu trace yang tajam.Proses ini biasanya dilakukan berdasarkan CDP dan telah dikoreksi NMO.Sinyal yang kohern akan saling menguatkan dan noise yang inkohern akan saling menghilangkan. Proses stacking dilakukan tiga kali stacking yaitu Initial Stack, Residual Stack dan Final Stack.

Koreksi Residual StatikKoreksi ini dilakukan untuk menghilangkan efek statik (sisa travel-time delay dekat permukaan) yang ditinggalkan pada saat koreksi statik dilakukan yang disebabkan adanya variasi kecepatan dan ketebalan lapisan lapuk.

Koreksi residual statik dapat dilakukan lebih dari satu kali.

Migrasi

Hakikatnya berusaha menghilangkan pengaruh penjalaran gelombang sehingga seolah-olah berada di titik reflektor sebenarnya.

Strategi migrasi diantaranya- Migrasi 2D dan migrasi 3D- Pre Stack Migration dan Post Stack Migration- Time Migration dan Depth Migration

Gambar : Migrasi dari reflektor semu CD ke reflektor sebenarnya CD

Migrasi KirchoffTeori integral kirchoff: -Menghubungkan nilai medan gelombang pada titik-titik amat suatu luasan tertutup pada waktu lebih awal.-Titik-titik reflektor dianggap sebagai titik difraktor, garis singgung pada muka difraksi membentuk bidang pemantul.

Migrasi Kirchoff: menjumlahkan amplitudo gelombang mengikuti suatu kurva hiperbola difraksi dengan memakai faktor pembobot yang sesuai.Medium dianggap homogen sebatas panjang operator.

REFERENSIAfnimar. 2009. Seismologi. Bandung: Penerbit ITBSantoso,DJoko. Seismologi Eksplorasi, Diktat Kuliah. Bandung: Penerbit ITBMunadi, Suprajitno. 2002. Pengolahan Data Seismik. Depok: UIhttp://duniaseismik.blogspot.com/2008/07/pre-processing.htmlhttp://duniaseismik.blogspot.com/2008/06/proses-data-seismik.htmlhttp://ensiklopediseismik.blogspot.com/https://qurniawulansari.wordpress.com/2013/11/15/aquisistion-and-processing-seismic/http://www.ibnurusydy.com/mengenal-gelombang-gempa-dan-manfaatnya/

Band-pass filter adalah metoda yang mudah untuk menekan noise yang ada di luar spektrum frekuensi dari sinyal yang diinginkan.Didalam pengolahan data seismik band pass filter lebih umum digunakan karena biasanya gelombang seismik terkontaminasi noise frekuensi rendah (seperti ground roll) dan noise frekuensi tinggi (ambient noise).Sebagai tahapan akhir dari field processing, dilakukan suatu tahapan akhir berupa plotting, dimana plotting ini dilakukan sebagai alat untuk menampilkan hasil akhir data berupa penampang seismik dalam bentuk wiggle lengkap dengan attribut-atribut keterangan yang menyertainya.