Jurnal Tugas Akhir

“ANALISA PENAMPANG SEISMIK PRE-STACK TIME MIGRATION DAN POST-STACK TIME MIGRATION BERDASARKAN METODE MIGRASI KIRCHHOFF

(Studi Kasus Lapangan GAP#)”

Oleh: Tommy Piru Herdiyantoro (1107100021) Email: tommy_ph@physics.its.ac.id

ph_tommy@yahoo.com Pembimbing : Anik Hilyah, S.Si., MT

Wawan Satriawan, S.Si., MT Nurudin Mahmud, MT

Telah dilakukan analisa Pre-stack dan Post-stack Time Migration pada data seismik 2D dengan menggunakan metode Kirchhoff lapangan GAP# laut natuna. Digunakan metode Kirchhoff untuk proses migrasi karena perhitungannya dapat menyelesaikan domain waktu, sudut, dan jarak yang terdapat dalam penampang seismik serta memberikan gambaran penampang bawah permukaan menjadi lebih jelas. Pengolahan data dilakukan dengan picking velocity untuk mendapatkan model kecepatan RMS sebagai acuan berdasarkan NMO pada CDP gathers. Hasil analisa gambar migrasi dapat diambil kesimpulan bahwa pada CDP nomor 239-559 kedalaman 1200-2000ms menghasilkan penampang migrasi yang lebih jelas struktur bawah permukaannya.

Abstrak

Kata kunci: Pre-stack Time Migration, Post-stack Time Migration, Migration Aperture, Metode Kirchhoff

Pengolahan data seismik dapat menggambarkan hasil yang baik dengan dilakukan beberapa proses, salah satunya adalah migrasi. Salah satu tujuan dari proses migrasi adalah mengembalikan posisi reflektor (bidang pantul) pada kondisi sebenarnya di bawah permukaan. Posisi reflektor sangat mungkin untuk tidak berada pada kondisi sesungguhnya saat terbaca pada penampang seismik. Faktor penyebab kesalahan penentuan reflektor diantaranya adalah perbedaan asumsi-asumsi yang dipakai saat pengambilan dan pengolahan data, ketidakaturan penjalaran gelombang dibawah permukaan, serta adanya struktur rumit seperti sesar atau patahan.

Pendahuluan

Tujuan berikutnya dilakukan migrasi adalah untuk menghilangkan difraksi yang ditampilkan sebagai kurva hiperbolik. Difraksi itu sendiri disebabkan oleh adanya pembauran gelombang yang berasal dari sumber dan pantulannya mengenai bidang yang tidak continu seperti patahan atau gap yang berupa celah-celah. Pembauran akibat uncontinuity reflektor akan membentuk muka gelombang baru yang nantinya terekam oleh receiver di permukaan. Beberapa metode migrasi yang terkenal adalah metode migrasi Finite-Difference, migrasi transformasi F-K, dan migrasi Kirchhoff (Yilmaz, 2001). Metode yang digunakan pada tugas akhir ini adalah migrasi Kirchhoff, karena perhitungannya dapat menyelesaikan permasalahan yang meliputi domain waktu, sudut, dan jarak yang terdapat dalam penampang seismik. Kelebihan yang dimiliki oleh metode Kirchhoff adalah mampu mengatasi dip sampai 90ᵒ, sedangkan pada metode Finite-Difference hanya mencapai 60ᵒ. Kelemahan metode Kirchhoff adalah tidak dapat maksimal jika diaplikasikan pada S/N ratio yang rendah. Dipilih metode migrasi Kirchhoff karena cakupan struktur yang dimigrasi oleh metode Kirchhoff lebih luas. Sudut yang dimigrasi dapat mencapai titik maksimal yaitu mencapai 90ᵒ.

Adapun tujuan dari disusunnya tugas akhir ini antara lain:

Tujuan

1. Menentukan kenampakan noise pada penampang seismik 2D akibat pengaruh difraksi dan menghilangkannya dari penampang seismik. 2. Menunjukkan bidang reflektor pada penampang seismik 2D dan mengembalikannya ke posisi asli di bawah permukaan melalui proses migrasi. 3. Memperoleh hasil penggambaran yang terbaik berdasarkan perbandingan pengolahan data seismik dengan menggunakan metode Kirchhoff Prestack Time Migration dan Kirchhoff Poststack Time Migration pada penampang seismik.

Gelombang merupakan getaran yang merambat dalam suatu medium. Medium disini yang dimaksud adalah bumi. Sehingga gelombang ini dinamakan gelombang seismik, dengan kata lain gelombang seismik adalah rambatan energi yang disebabkan karena adanya gangguan di dalam kerak bumi seperti misalnya patahan atau ledakan.

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 signifikan. 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 janis batuan dapat dinyatakan sebagai koefisien refleksi (R) dan koefisien transmisi (T). Persamaannya adalah sebagai berikut:

(2.1)

dan

(2.2)

Dimana:

R = koefisien refleksi T = koefisien Transmisi ρ = massa jenis (kg/m3) V = kecepatan rambat gelombang (m/s) ρ.V = impedansi akustik (kg/m2s)

Berdasarkan cara perambatannya, gelombang seismik digolongkan menjadi dua yaitu gelombang P dan gelombang S. Gelombang P merambat dengan gerak partikel yang sejajar dengan arah perambatan gelombang. Sedangkan gelombang S merambat dengan gerak pertikel tegak lurus dengan arah perambatan gelombangnya.

Pada umumnya gelombang P akan terekam lebih dulu dari pada gelombang S. Gelombang P memiliki kecepatan yang lebih besar dari pada gelombang S karena gelombang P dapat merambat melalui medium padat dan cair, sedangkan gelombang S hanya dapat merambat pada medium padat saja. Hal ini karena modulus rigiditas pada gelombang S akan bernilai nol jika melalui medium cair atau gas.

Terdapat dua jenis polaritas dalam wavelet, yaitu polaritas normal (normal polarity) dan polaritas 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 (Yilmaz, Ö. 2001).

Dalam pemrosesan data seismik terdapat beberapa istilah tentang kecepatan dan memiliki banyak arti, antara lain sebagai berikut:

Jenis-jenis Kecepatan

Kecepatan interval Vint, yaitu laju rata-rata antara dua titik yang diukur tegak lurus terhadap kecepatan lapisan yang dianggap sejajar. Persamaan yang digunakan adalah:

(2.3)

dimana ∆t adalah waktu y ang diperlukan untuk melakukan penjalaran sejauh ∆z. Kecepatan rata-rata, yaitu kecepatan interval sepanjang penampang geologi ketika puncak dari interval. Kecepatan rata-rata digunakan sebagai datum referensi untuk pengukuran seismik. Persamaan yang digunakan adalah sebagai berikut:

(2.4)

Kecepatan RMS (root mean square) Vrms, yaitu kecepatan total dari sistem perlapisan horizontal dalam bentuk akar kuadrat. Apabila waktu rambat vertikal ∆t 1, ∆t 2, ..., ∆t n dan kecepatan masing-masing lapisan atau kecepatan yang menjalar pada lapisan yang homogen yang terletak diantara dua bidang batas lapisan adalah Vint 1, Vint 2, ..., Vint n, maka kecepatan RMS-nya untuk n lapisan adalah akar kuadrat rata-rata dari kecepatan interval. Kecepatan RMS selalu lebih besar dari pada kecepatan rata-rata kecuali untuk kasus satu lapisan. Persamaan yang digunakan adalah sebagai berikut:

(2.5)

Kecepatan NMO (Normal Move Out) Vnmo, yaitu kecepatan yang diperlukan untuk melakukan proses NMO. Persamaan yang digunakan adalah sebagai berikut:

(2.6)

Difraksi tidak memiliki perbedaan karakter dengan refleksi. Amplitudo difraksi bersifat maksimum pada beberapa titik sepanjang kurva difraksi, yaitu dimana event refleksi hilang (saat refleksi menyinggung difraksi). Amplitudo menurun secara cepat di titik yang posisinya semakin menjauh dari titik singgungan antara refleksi dan difraksi.

Difraksi

Geometri dan kurva waktu tempuh untuk difraksi (Telford, 1990).

Proses migrasi dilakukan untuk memindahkan posisi dip kembali ke posisi yang seharusnya pada bawah permukaan yang sebenarnya, dan difraksi juga hilang dengan melakukan migrasi pada penampang stack yang sebelumnya dengan penambahan amplitude scaling.

Migrasi

Struktur yang kompleks akibat patahan dan lipatan, secara umum menimbulkan permasalahan dalam stacking dan penggambaran kondisi bawah permukaan: (a). Hubungan antara bidang refleksi dip yang curam dengan bidang patahan sering bersinggungan selama proses stack atau refleksi yang terjadi pada bidang yang tidak datar. Untuk menyelesaikan masalah tersebut solusinya adalah menggunakan metode Prestack Time Migration yang merupakan metode alternatif terkuat dari kombinasi Dip-Moveout Correction dengan Poststack Time Migration. (b). Nonhyperbolic moveout disebabkan oleh variasi kecepatan lateral yang kuat terhubung dengan struktur overburden yang kompleks termasuk di dalamnya salt tectonics dan distorsi amplitudo selama stack berdasarkan asumsi hyperbolic moveout. (c). Kedua kasus yang dijelaskan pada poin (a) dan (b) sering terjadi pada Format 3-D. Solusi untuk efek 3-D tentu saja dengan migrasi 3-D.

Section yang sudah dimigrasi harus dievaluasi kembali dengan melakukan stacking dan pemodelan bawah permukaannya (Yilmaz, 2001).

Claerbout (1985) menggunakan perumpamaan dermaga laut untuk menggambarkan prinsip migrasi secara fisik. Asumsi yang digunakan adalah penahan ombak badai yang terletak di jarak z3 dari pantai dan terdapat celah pada penahan ombak tersebut. Bila dibayangkan pada sore hari dengan angin sepoi-sepoi yang datang dengan tidak disangka-sangka dari arah samudra sebagai bidang gelombang, maka muka gelombang tersebut adalah paralel dengan penahan ombak badainya. Ketika kita berjalan di sepanjang garis pantai, kita dapat melihat muka gelombang yang berbeda dari bidang gelombangnya, celah yang terdapat pada penahan ombak badai berperan sebagai sumber kedua dan menghasilkan muka

gelombang setengah lingkaran yang tersebar luas di sepanjang pantai.

Kirchhoff Migration

Fisikawan menyebut celah pada penahan ombak tersebut dengan nama titik aperture. Ada kesamaan dengan titik sumber, karena keduanya menghasilkan muka gelombang yang berbentuk lingkaran. Bagaimanapun, amplitudo muka gelombang yang meluas keluar dari titik sumber adalah isotropik meskipun titik aperture tergantung pada sudut. Titik aperture pada penahan badai ombak berperan sebagai sumber kedua Huygens’.

Reflektor di bawah permukaan dapat divisualisasikan sebagai susunan dari banyak titik yang berperan sebagai sumber kedua Huygens’. Kita juga ketahui bahwa zero-offset section terdiri dari banyak respon superposisi waktu tempuh hiperbolik. Lebih lanjut, ketika terjadi kontinuitas (patahan) pada reflektor, difraksi akan sering muncul.

1. Peralatan

Metodologi

Peralatan dan perangkat lunak (software) yang digunakan dalam proses pengolahan data adalah sebagai berikut: 1. 1 set komputer PC DELL

PRECISION, RAM 2GB 160 HDD 2. WKG (Propriatary Fair Field) 3. ProMAX seri 19.1

2. Lokasi Penelitian

Tugas akhir ini dilaksanakan di PT. FAIR FIELD INDONESIA Jakarta.

A. Raw Data

Tahapan Penelitian

Data mentah pada pemrosesan seismik ini merupakan data seismik 2D yang berasal dari subline seismik offshore 3D. Data mentah dari lapangan GAP# masih dalam format SEG-D yang kemudian dilakukan tapying dan diubah formatnya agar dapat dibaca dan diproses oleh software.

B. Main Processing

Tahapan main processing meliputi proses geometri yang berhubungan dengan navigasi, koordinat, waktu penembakan. Selanjutnya adalah proses lowcut filter yang bertujuan untuk menghilangkan frekuensi

rendah akibat pengaruh noise. Spherical Divergen Correction bertujuan untuk melakukan penguatan amplitudo yang mengalami peluruhan selama penjalaran gelombang, sehingga amplitudo dianggap memiliki nilai yang sama dan tidak terpengaruh waktu. Swell Noise Attenuation dan Diversity Edit dilakukan untuk menghilangkan penampakan noise yang terangkat akibat pengaruh Spherical Divergen Correction. TAU-P filter adalah metode pengolahan data seismik yang bertujuan untuk menghilangkan linier noise. Terakhir adalah dekonvolusi yang fungsinya untuk menghilangkan reverbrasi dan multiple.

C. Velocity Analysis Proses ini dilakukan untuk

menentukan nilai kecepatan pada lapisan batuan yang didasarkan pada prinsip bahwa semakin dalam posisi lapisan batuan maka nilai kecepatan yang dimilikinya pun akan semakin cepat. Analisa kecepatan pada proses tugas akhir migrasi ini dilakukan dua kali. Analisa kecepatan yang pertama dilakukan untuk menentukan nilai dari kecepatan gelombang pada saat melewati lapisan batuan dengan menggunakan single velocity. Single velocity yang digunakan masih berupa grafik linier tanpa koreksi kecepatan rambat gelombang sebelumnya. Tahapan analisa kecepatan yang kedua dilakukan setelah migrasi pertama atau disebut dengan migration preparation tujuannya adalah untuk membuat nilai kecepatannya menjadi lebih baik dari hasil analisa kecepatan sebelumnya.

D. Migrasi Pada tugas akhir ini dilakukan dua

jenis metode migrasi, yakni sebelum dan sesudah stack. Tujuannya adalah untuk mengetahui metode mana yang menghasilkan penggambaran penampang seismik yang lebih baik. Proses migrasi menggunakan tahap pengujian parameter aperture dan dip. Kedua parameter tersebut digunakan sebagai batas yang akan dilakukan migrasi dengan gradasional dari 0% sampai dengan 100%.

E. Data Display I and II Analysis Data yang ditampilkan dari hasil

proses Pre Stack dan Post Stack akan dianalisa kualitas pencitraan penampang seismiknya dan ditentukan hasil dari proses mana yang menghasilkan kualitas yang paling baik. Analisa pada pengerjaan tugas akhir pemrosesan data seismik cenderung lebih bersifat subjektif, akan tetapi tidak meninggalkan kaidah teori yang berkaitan. Analisa migrasi dilakukan berdasarkan perbedaan jenis input parameter aperture dan dip.

1. Analisa Data

Analisa Data dan Pembahasan

Data awal yang digunakan sebagai input pada tugas akhir pemrosesan seismik ini adalah berupa data seismik 2D yang merupakan subline dari data 3D seismic offshore lapangan GAP# laut natuna.

2. Pembahasan

Proses migrasi terhadap data seismik dilakukan pada pengerjaan tugas akhir ini dengan artian bahwa migrasi adalah suatu langkah untuk mendapatkan posisi sebenarnya bagi titik-titik refleksi menuju kondisi aslinya semula akibat dari pengolahan data di lapangan. Dalam tugas akhir ini penulis menggunakan metode Kirchhoff sebagai alat perhitungannya. Metode Kirchhoff dilakukan dalam domain waktu 2 dimensi pada migrasi sebelum stack (Pre-stack Time Migration) dan setelah stack (Post-Stack Time Migration). Perbedaan penggambaran penampang seismik yang terjadi tetap dapat ditunjukkan berdasarkan hasil analisa penampang seismik 2D lapangan GAP# metode migrasi antara sebelum stack (Pre-stack Time Migration) dan sesudah stack. Perbedaan tersebut terlihat pada CDP nomor 239-559. Tampak bahwa pencitraan yang dihasilkan oleh metode Pre-stack Time Migration lebih baik. Karena hasil Pre-stack Time Migration memberikan kemenerusan bidang reflektor jika dibandingkan dengan hasil metode Post-stack

Time Migration. Tampak terputus bidang refleksinya pada penampang seismik 2D Post-stack Time Migration.

(a)

(b)

Penampang Seismik (a) Post-stack (b) Pre-stack Time Migration

Tampak melalui hasil metode migrasi terdapat event dengan dipping reflector yang menarik yaitu pada batas X-line nomor 239-559 dan kedalaman 1200-2000 milisekon. Berdasarkan reflektor tersebut, dapat ditunjukkan bahwa migrasi Kirchhoff juga dapat mengatasi dip reflector sampai batas 90 derajat atau sama dengan mencapai titik maksimal. Pada pengerjaan tugas akhir ini, penulis melakukan proses migrasi dengan variasi width aperture dan dip agar dapat mengetahui hasil yang terbaik. Penulis menggunakan aperture 500, 1500, 2500 dan dip 40-50 derajat, 70-80 derajat, 80-90 derajat sebagai parameter pembanding. Berdasarkan hasil pencitraan bawah permukaan yang paling baik maka penulis menggunakan aperture 2500 dan dip 70-80 derajat.

(a)

(b)

Perbandingan parameter dip Gambar (a) adalah hasil penggunaan parameter dip dengan nilai 40o -50ᵒ. Maksud dari 40o -50ᵒ tersebut adalah wilayah yang mengalami migrasi. Migrasi tidak dilakukan secara mutlak pada sudut tersebut, akan tetapi dilakukan secara gradasional dari 0% sampai 100% pada nilai sudut yang telah ditentukan sebelumnya sebagai parameter migrasi. Gambar (b) adalah penggambaran migrasi dengan parameter dip 70ᵒ-80ᵒ. Sudut dengan nilai tersebut sudah cukup terbuka untuk dilakukan migrasi karena hampir mendekati sudut maksimal yakni 90ᵒ. Hasil pengolahan migrasi dengan parameter dip tidak terlalu tampak dengan jelas karena pembatasan yang dimigrasi sebelumnya telah mengalami pengujian parameter aperture. Wilayah yang awalnya telah mengalami migrasi akibat pengaruh aperture akan membuat parameter dip tidak terlalu berpengaruh, hal tersebut dikarenakan wilayah penampang seismik telah dibatasi oleh jarak aperture.

(a)

(b)

Perbandingan Parameter Aperture Pada Gambar terdapat daerah yang dilingkupi oleh kotak berwarna merah, kotak tersebut menunjukkan bahwa terdapat perbedaan pada koherensi amplitudo reflektor. Gambar (a) menggunakan aperture 500 yang digunakan sebagai parameter pembanding karena nilai parameter yang dimasukkan masih terlalu kecil. Terbukti bahwa penggunaan Aperture 500 pada metode migrasi memberikan hasil yang tidak maksimal karena masih terlihat pada tanda kotak berwarna merah terdapat ketidakaturan pola reflektor. Ketidakaturan tersebut dikarenakan wilayah yang akan dilakukan proses migrasi pada penampang seismik hanya terbatas pada jarak 500 meter ke kanan dan kiri dari titik trace. Hal tersebut berakibat wilayah yang berada diluar lingkupnya masih belum tertangani oleh metode migrasi.

Tanda kotak berwarna merah pada gambar (b) menunjukkan pola koherensi

reflektor yang jauh lebih baik jika dibandingkan dengan gambar (a). Pola reflektor menjadi terlihat kemelurusannya karena cakupan aperture 2500 memiliki jangkauan untuk melakukan migrasi yang lebih luas. Kawasan yang mengalami migrasi adalah 2500 meter ke kanan dan 2500 meter ke sebelah kiri dari masing-masing trace seismik. Pola koherensi reflektor yang baik ditandai dengan adanya bentuk kemelurusan seperti yang ditunjukkan oleh gambar (b). Oleh karena itu dapat dibuktikan dari tugas akhir ini bahwa penentuan nilai aperture tidak harus selalu mengikuti prinsip teori setengah dari panjang streamers akusisi seismik.

Berdasarkan analisa data yang telah dilakukan dalam pengolahan data seismik proses migrasi dalam domain waktu dan menggunakan paramater sudut serta jarak maka dapat diambil beberapa kesimpulan, yaitu:

Kesimpulan

1. Teknik Pre-stack Time Migration memberikan hasil pencitraan yang lebih baik dibandingkan Post-stack Time Migration. Pengolahan data seismik pada Pre-stack melakukan migrasi di masing-masing trace sebelum dijumlahkan atau di-stack sehingga hasilnya lebih detail.

2. Model kecepatan migrasi, migration aperture, dan dip angle mempengaruhi kualitas hasil stack pada migrasi pada Xline nomor 239-559 dan kedalaman 1200-2000ms. Penampang migrasi tampak lebih jelas struktur bawah permukaannya dibandingkan dengan penampang hasil stack sebelumnya.

3. Berdasarkan hasil migrasi dapat diketahui adanya pola reflektor membentuk antiklin yang memiliki strukur patahan lebih detail serta posisi dip lebih curam yang merupakan posisi sebenarnya di bawah permukaan.

4. Pengaruh migrasi pada Xline dan kedalaman yang lain tidak terlalu terlihat disebabkan data yang digunakan adalah formasi Upper Gabus penampang utara-selatan. Penampang tersebut tidak memiliki kerumitan pola struktur karena sejajar dengan Inline perekaman data seismik.

5. Formasi Upper Gabus penampang utara-selatan dengan struktur yang tidak terlalu rumit berpengaruh pada difraksi yang tidak

terlalu tampak pada penampang seismik lapangan GAP#.

Adapun saran yang diajukan penulis untuk pengerjaan tugas akhir lebih lanjut terkait studi analisa prestack dan poststack time migration lapangan GAP# adalah dilakukan pereduksian noise multiple. Tujuannya adalah agar hasil stack tidak mencerminkan reflektor semu akibat kehadiran multiple. Pereduksian multiple bisa dilakukan melalui metode RADON dan SRME. Hasil migrasi tanpa adanya multiple akan memberikan kondisi reflektor bawah permukaan yang sebenarnya.

Saran

Avila, R.M. dan Nascimento, 2010, 2D Seismic Lines Reprocessing Using Prestack Time Migration: Case Study of the Solimoes Basin, AAPG International Conference and Exhibition: Rio de Janeiro, Brazil.

Daftar Pustaka

Advance Geo. Corp, ProMAX Training Manual, 1995.

Berkhout, AJ, 1984, Seismic Migration : Imaging of Acoustic Energy By The Wave Field Extrapolation A Theoritical Aspec, Elseiver, Amsterdam.

Dobrin M. B, 1988, Introduction to Geophysical Prospecting, 4th Edition, Society of Exploration Geophysics (SEG), McGraw-Hill Book Company, Singapore.

Taner M.T., F. Koehler dan R. E. Sherif, 1979, Complex Seismic Trace Analysis, Geophysics.

Telford, W.M., Geldart, L.P dan Sheriff, R.E, 1990, Applied Geophysics, Second Edition, Cambridge, University Press.

Yilmaz, Ö, 2001, Seismic Data Analysis, Processing, Inversion, and Interpretation of Seismic Dat, Volume I, Society of Exploration Geophysicists: Tulsa USA.

Yilmaz, Ö, 2001, Seismic Data Analysis, Processing, Inversion, and Interpretation of Seismic Data, Volume II, Society of Exploration Geophysicists: Tulsa USA.

http://www.rigzone.com/news/image_detail.asp?img_id=3267&a_id=30594

http://en.wikibooks.org/wiki/The_Geology_of_Indonesia/Natuna