makalah geofisika

21
MAKALAH PENGANTAR GEOFISIKA “ILMU DAN TEKNOLOGI GEOFISIKA “ Oleh: JEFRIYANTO UTIYA 111014001 FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM JURUSAN FISIKA UNIVERSITAS SAM RATULANGI

Transcript of makalah geofisika

Page 1: makalah geofisika

MAKALAH PENGANTAR GEOFISIKA

“ILMU DAN TEKNOLOGI GEOFISIKA “

Oleh:

JEFRIYANTO UTIYA

111014001

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

JURUSAN FISIKA

UNIVERSITAS SAM RATULANGI

MANADO

2012

Page 2: makalah geofisika

KATA  PENGANTAR

Segala puji bagi Tuhan yang telah menolong hamba-Nya menyelesaikan

makalah ini dengan penuh kemudahan. Tanpa pertolongan Dia mungkin penyusun tidak

akan sanggup menyelesaikan dengan baik.

Makalah ini disusun agar pembaca dapat memperluas tentang pengetahuan

Geofisika, yang kami sajikan berdasarkan pengamatan dari berbagai sumber. Makalah

ini di susun oleh penyusun dengan berbagai rintangan. Baik itu yang datang dari diri

penyusun maupun yang datang dari luar. Namun dengan penuh kesabaran dan terutama

pertolongan dari Allah SWT akhirnya makalah ini dapat terselesaikan.

Makalah ini memuat tentang ”ILMU DAN TEKNOLOGI GEOFISIKA” yang

menjelaskan pemanfaatan ilmu dan teknik fisika.

Penyusun juga mengucapkan terima kasih kepada bapak dosen yang telah

membimbing penyusun agar dapat menyelesaikan makalah ini.

Semoga makalah ini dapat memberikan wawasan yang lebih luas kepada

pembaca. Walaupun makalah ini memiliki kelebihan dan kekurangan. Penyusun mohon

untuk saran dan kritiknya. Terima kasih.

Manado,   April 2012

Penyusun

JEFRIYANTO UTIYA

Page 3: makalah geofisika

BAB IPENDAHULUAN

1.  Latar Belakang

Geofisika adalah metoda yang mempelajari Bumi dan Batuan menggunakan

pendekatan-pendekatan Fisika dan Matematika. Ilmu Geofisika merupakan gabungan

dari konsep-konsep Ilmu Geologi dan Fisika. Ilmu geofisika memiliki cakupan yang

luas, dimulai dari Fisika ujungnya pada Geologi Eksplorasi, malah mungkin masuk ke

Domain Tambang dan Petroteur Engineer, Domain yang termasuk “Pure Geophysics”

atau “Theoritical Geophysics”, digeluti pada bidang Ilmu Fisika.

Geofisika adalah metoda yang mempelajari Bumi dan Batuan menggunakan

pendekatan-pendekatan Fisika dan Matematika. Ilmu Geofisika merupakan gabungan

dari konsep-konsep Ilmu Geologi dan Fisika. Ilmu geofisika memiliki cakupan yang

luas, dimulai dari Fisika ujungnya pada Geologi Eksplorasi, malah mungkin masuk ke

Domain Tambang dan Petroteur Engineer, Domain yang termasuk “Pure Geophysics”

atau “Theoritical Geophysics”, digeluti pada bidang Ilmu Fisika, Ilmu Geofisika yang

mempelajari bumi secara umum juga disebut Global geophysics yang mengamati dan

menganalisa bumi, interior, gempa, dll, diketahui di bidang lain “Solid Eart

Geophysics”. Aplikasi geofiisika unutk eksplorasi disebut Eksploration Geophysics,

atau Geofisika eksplorasi atau Geofisika terapan. Eksplorasi geofisika terdiri dari

bermacam-macam metoda, satu sama lain, tergantung besaran yang diukur, macam dan

bentuk metoda geofisika eksplorasi tergantung besaran fisis yang akan diukur, cara

melakukan eksplorasi dan hasil akhir yang diharapkan. Metode itu teridiri antara lain:

·Metode Gaya Berat (Metode gravitasi).

·MetodeGeomagnet.

· Metode Seismik Refraksi

· Metode Seismik Refleksi

· Metode Geofisika Lubang Bor, terdiri bermacam metoda : Tahanan jenis,

potensial diri, potensial terimbas, sonik, metoda gamma ray, metoda neutron,

dll.

· Metode Geolistrik Tahanan Jenis

· Metode Geolistrik Potensial Terimbas

Page 4: makalah geofisika

Geofisika adalah bagian dari ilmu bumi yang mempelajari bumi menggunakan

kaidah atau prinsip-prinsip fisika. Di dalamnya termasuk juga meteorologi, elektrisitas

atmosferis dan fisika ionosfer. Penelitian geofisika untuk mengetahui kondisi di bawah

permukaan bumi melibatkan pengukuran di atas permukaan bumi dari parameter-

parameter fisika yang dimiliki oleh batuan di dalam bumi. Dari pengukuran ini dapat

ditafsirkan bagaimana sifat-sifat dan kondisi di bawah permukaan bumi baik itu secara

vertikal maupun horisontal. Dalam skala yang berbeda, metode geofisika dapat

diterapkan secara global yaitu untuk menentukan struktur bumi, secara lokal yaitu untuk

eksplorasi mineral dan pertambangan termasuk minyak bumi dan dalam skala kecil

yaitu untuk aplikasi geoteknik (penentuan pondasi bangunan dll). Di Indonesia, ilmu ini

dipelajari hampir di semua perguruan tinggi negeri yang ada. Biasaya geofisika masuk

ke dalam fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam (MIPA), karena

memerlukan dasar-dasar ilmu fisika yang kuat, atau ada juga yang memasukkannya ke

dalam bagian dari Geologi. Saat ini, baik geofisika maupun geologi hampir menjadi

suatu kesatuan yang tak terpisahkan Ilmu bumi.

2. Rumusan masalah

a.       Apa  yang dimaksud Teknik Geofisika?

b.      Apa yang dipelajari pada teknik geofisika?

c.       Bagaimana penembangan ilmu dan Teknik Geofisika?

Page 5: makalah geofisika

BAB IIPEMBAHASAN

1. Metode Geofisika

Secara umum, metode geofisika dibagi menjadi dua kategori yaitu metode pasif

dan aktif. Metode pasif dilakukan dengan mengukur medan alami yang dipancarkan

oleh bumi. Metode aktif dilakukan dengan membuat medan gangguan kemudian

mengukur respons yang dilakukan oleh bumi. Medan alami yang dimaksud disini

misalnya radiasi gelombang gempa bumi, medan gravitasi bumi, medan magnetik bumi,

medan listrik dan elektromagnetik bumi serta radiasi radioaktifitas bumi. Medan buatan

dapat berupa ledakan dinamit, pemberian arus listrik ke dalam tanah, pengiriman sinyal

radar dan lain sebagainya. Secara praktis, metode yang umum digunakan di dalam

geofisika tampak seperti tabel di bawah ini: Metode Parameter yang diukur Sifat-sifat

fisika yang terlibat Seismik Waktu tiba gelombang seismik pantul atau bias, amplitudo

dan frekuensi gelombang seismik Densitas dan modulus elastisitas yang menentukan

kecepatan rambat gelombang seismik Gravitasi Variasi harga percepatan gravitasi bumi

pada posisi yang berbeda Densitas Magnetik Variasi harga intensitas medan magnetik

pada posisi yang berbeda Suseptibilitas atau remanen magnetik Resistivitas Harga

resistansi dari bumi Konduktivitas listrik Polarisasi terinduksi Tegangan polarisasi atau

resistivitas batuan sebagai fungsi dari frekuensi Kapasitans ilistrik Potensial diri

Potensial listrik Konduktivitas listrik Elektromagnetik Respon terhadap radiasi

elektromagnetik Konduktivitas atau Induktansi listrik Radar Waktu tiba perambatan

gelombang radar Konstanta dielektrik.

2. Teknologi Geofisika Seismik

SURVEI SEISMIK

Pelaksanaan survey seismik melibatkan beberapa departemen yang bekerja

secara dan saling berhubungan satu dengan yang lainnya. Departemen-departemen yang

terlibat antara lain: Topografi, Seismologist, Processing, Field Quality Control (QC)

dan departemen pendukung lainya. Dept. Topografi bertugas untuk memplotkan

koordinat teoretik hasil desain. Dept Seismologist bertugas mulai dari pembentangan

kabel, penempatan Shot point (proses drilling dan preloading) dan selanjutnya

dilakukan penembakan dan recording yang teknis pelaksanaanya dikerjakan di LABO.

Data hasil recording diolah oleh departemen processing untuk mendapatkan output data

Page 6: makalah geofisika

akhir pelaksanaan survey. Untuk mengontrol serta meningkatkan kualitas dalam

kegiatan akuisisi data seismik maka dilakukan juga Field QC.

Berikut gambaran umum pekerjaan survey seismik.

TOPOGRAFI

Dalam survey seismik posisi koordintat SP (shot point) dan TR (trace) sangat penting

sekali diperhatikan, karena hal ini menyangkut dengan kualitas data yang akan

dihasilkan. Departemen Topografi melakukan pengeplotan /pematokan koordinat-

koordinat SP dan TR teoritik yang telah didesain. Dalam membuat desain survei

seismik terdapat beberapa parameter lapangan yang harus diperhatikan :

1. Trace interval : Jarak antara tiap trace

2. Shot point interva l : Jarak antara satu SP dengan SP yang lainnya

3. Far Offset : Jarak antara sumber seismik dengan trace terjauh terjauh4. Near Offset : Jarak antara sumber seismik dengan trace terdekat

5. Jumlah shot point : Banyaknya SP yang digunakan dalam satu lintasan

6. Jumlah Trace : Banyaknya trace yang digunakan dalam satu SP

7. Record length : lamanya merekam gelombang seismik

8. fold coverage : Jumlah atau seringnya suatu titik di subsurfece terekam oleh geophone di permukaan

Program kerja yang dilakukan oleh departemen Topografi antara lain:

-Survey Lokasi-Posisi Lokasi Survey-Daerah Survey-Akses kelokasi survey-Perencanaan Pekerjaan-Pembuatan peta kerja

Pengukuran Titik Kontrol

Langkah pertama dalam pembuatan titik kontrol adalah mendistribusikan pilar-pilar GPS pada seluruh area. Kemudian BM GPS ini dipasang pada area survai sesuai dengan distribusi dimana pilar tersebut dipasang.Titik BM yang telah diketahui digunakan untuk menentukan koordinat-koordinat lain yang belum diketahui, misalnya koordinat

Page 7: makalah geofisika

shoot point atau koordinat receiver.Pada dasarnya pengukuran GPS selalu diikatkan dengan titik dari Bakosurtanal yang bertujuan untuk mengikatkan titik koordinat secara global sehingga titik koordinat tersebut dapat dikorelasikan dengan titik koordinat peta yang lain.

Pengukuran Lintasan Seismik

Pengukuran Lintasan Seismik & Pemasangan patok SP dan TRPengukuran

lintasan seismik yang meliputi pengukuran titik tembak (SP) dan titik rekam (TR)

dilakukan dengan menggunakan peralatan total station.Pembuatan Titian dan

RintisanTitian 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.

Pengukuran Lintasan

DRILLING DAN PRELOADING

Pemboran dangkal pada survey Seismik bertujuan untuk membuat tempat penanaman

dinamit sebagai sumber energi (source) pada perekaman. Kedalaman lubang bor

biasanya 30 m dengan diameternya sekitar 11 cm. Penentuan kedalaman lubang bor ini

berdasarkan test percobaan yang dilakukan sebelumnya. Kedalaman ini terletak di

bawah lapisan lapuk (weathering zone).

Page 8: makalah geofisika

Drilling

PRELOADING

Pada survey seismik digunakan sumber energi dinamit untuk di darat, dan airgun

digunakan khusus untuk daerah survey di dalam air. Dinamit yang digunakan bermerk

Power Gel ini terbungkus dalam tabung plastik dan dapat disambung-sambung sesuai

dengan berat yang diinginkan untuk ditanam. Di dalam tabung ini dinamit diisi dengan

detenator atau ‘cap’ sebagai sumber ledakan pertama, serta dipasang pula anchor agar

dinamit tertancap kuat di dalam tanah. Pemasangan dinamit (preloading) dilakukan

langsung setelah pemboran selesai, dengan tujuan untuk menghindari efek

pendangkalan dan runtuhan di dalam lubang. Pengisian dinamit dilakukan oleh regu

loader yang dipimpin oleh seorang shooter yang telah mempunyai pengetahuan

keamanan yang berhubungan dengan bahan peledak dan telah memiliki lisensi tertulis

dari migas.

Preloading

Page 9: makalah geofisika

RECORDING

Perekaman merupakan pekerjaan akhir dari akuisisi data seismik, yaitu

merekam data seismik ke dalam pita magnetik (tape) yang nantinya akan diproses oleh

pusat pengolahan data (processing centre). Sebelum melakukan perekaman kabel

dibentangkan sesuai dengan posisi dan lintasannya berdasarkan desain survey 2D. Pada

saat perekaman, yang memegang kendali adalah observer dengan memakai

perlengkapan alat recording yang disebut LABO.

Persiapan Peralatan

Peralatan yang digunakan dalam proses recording antara lain:1. Kabel Trace: Kabel

penghubung antar trace.2. Geophone: Penerima getaran dari gelombang sumber yang

berupa sinyal analog.3. SU (Stasiun Unit): Pengubah sinyal analog dari trace ke dalam

digital yang akan ditransfer ke LABO.4. PSU (Power Stasiun Unit): Berfungsi

memberikan energi pada SU 70 A / 16 Volt.

Penembakan (Shooting

peledakan dan perekaman tidak semua data terekam sempurna, kadang-kadang dinamit

tidak meledak, Up Hole tidak terekam dengan baik, banyak noise, dsb. Kejadian ini

disebut misfire, beberapa istilah misfire yang sering digunakan di lapangan:

Page 10: makalah geofisika

Cap Only : dinamit tidak meledak, detenator meledak

Dead Cap : hubungan pendek, dinamit tidak meledak

Loss wire : kabel deto tidak ditemukan

Weak Shot : tembakan lemah, frekuensi rendah

Line Cut : kabel terputus saat shooting

Parity Error : instrumen problem

No CTB : no confirmation time break

Loss Hole : lubang dinamit tidak ditemukan

Reverse Polaritty : polaritas terbalik

Bad/No Up Hole : UpHole jelek atau tidak ada (pada monitor record atau blaster)

Dead Trace : trace mati

Noise Trace : terdapat noise pada trace

FIELD PROCESSING

Field processing adalah proses yang dilakukan di lapangan sebelum dilakukan

proses selanjutnya di pusat. Perhatian utama di field processing adalah pada geometri

penembakan dimana jika ada penembakan terdapat wrong ID, wrong coordinate, wrong

spread dsb, dapat diketahui dan segera dikonfirmasikan ke Field Seismologist dan

TOPO untuk dilakukan perbaikan. Proses pengolahan data seismik di lapangan

biasanya hanya dilakukan sampai pada tahapan final stack tergantung dari permintaan

client. Langkah-langkah yang umum dilakukan dalam memproses data seismic di

lapangan adalah sebagai berikut:

Loading Tape

Data sesimik dalam teknologi masa ini selalu disimpan dalam pita magnetik dalam

format tertentu. Pita magnetik yang memuat data lapangan ini disebut field tape. SEG

(Society of Ekploration Geophysics) telah menetukan suatu standar format penulisan

data pada pita magnetic.

Geometri Up Date

Adalah proses pendefinisian identitas setiap trace yang berhubungan dengan shotpoint,

koordinat X,Y,Z di permukaan, kumpulan CDP, offset terhadap shot-point, dan

sebagainya. Trace Editing Proses editing dan mute bertujuan untuk merubah atau

memperbaiki trace atau record dari hal-hal yang tidak diinginkan yang diperoleh dari

Page 11: makalah geofisika

perekaman data di lapangan. Editing dapat dilakukan pada sebagian trace yang jelek

akibat dari adanya noise, terutama koheren noise, misfire, atau trace yang mati, polariti

yang terbalik. Pelaksanaan pengeditan dapat dilakukan dengan 2 cara yaitu, pertama

membuat trace-trace yang tidak diinginkan tersebut menjadi berharga nol (EDIT) dan

atau membuang / memotong bagian-bagian trace pada zona yang harus didefinisikan

(MUTE). Hal-hal yang perlu diedit dari suatu data dapat diperoleh dari catatan

pengamatan di lapangan (observer report) maupun dengan pengamatan dari display raw

recordnya.

Raw Data

koreksi statik

Tujuan koreksi statik ini adalah untuk memperoleh arrival time bila penembakan

dilakukan  dengan titik tembak dan group geophone yang terletak pada bidang

horizontal dan tanpa adanya lapisan lapuk. Koreksi ini dilakukan untuk menghilangkan

Page 12: makalah geofisika

pengaruh dari variasi topografi, tebal lapisan lapuk dan variasi kecepatan pada lapisan

lapuk. Suatu reflector yang datar (flat) akan terganggu oleh adanya kondisi static yang

disebabkan adanya efek permukaan (near surface efects). Secara garis besar koreksi

static ini dapat dibagi menjadi dua bagian koreksi :- Koreksi Lapisan Lapuk

(weathering layer)- Koreksi Ketinggian.

Amplitudo Recovery (Proses Pemulihan Amplitudo)

Proses ini bertujuan memulihkan kembali nilai amplitudo yang berkurang yang hilang

akibat perambatan gelombang seismic dari sumber sampai kepenerima (geophone),

sedemikian rupa sehingga pada setiap trace dikalikan dengan besaran tertentu, sehingga

nilai amplitudo relatif stabil dare time break hingga kedalaman target. Pengurangan

intensitas gelombang seismic ini disebabkan karena hal-hal sebagai berikut:-

Peredaman karena melewati batuan yang kurang elastik sehingga mengabsorbsi energi

gelombang.- Adanya penyebaran energi kesegala arah (spherical spreading atau

spherical divergence).

Deconvolution

Energi getaran yang dikirim kedalam bumi mengalami proses konvolusi (filtering) bumi

bersikap sebagai filter terhadap energi seismik tersebut. Akibat efek filter bumi, maka

bentuk energi seismik (wavelet) yang tadinya tajam dan tinggi amplitudonya di dalam

kawasan waktu (time domain). Kalau ditinjau dalam kawasan frekuensi, tampak bahwa

spektrum amplitudonya menjadi lebih sempit karena amplitudonya frekuensi tinggi

diredam oleh bumi dan spektrum fasenya berubah tidak rata. Dekonvolusi adalah suatu

proses untuk kompensasi efek filter bumi, berarti di dalam kawasan waktu bentuk

wavelet dipertajam kembali, atau di dalam kawasan frekuensi spektrum amplitudonya

diratakan dan spektrum fase dinolkan atau diminimumkan.

Analisa Kecepatan

Analisa kecepatan (velocity analysis) adalah metode yang dipakai untuk mendapatkan

stacking velocity dari data seismik yang dilakukan dengan menggunakan Interactive

Velocity Analisis diperoleh dari kecepatan NMO dengan asumsi bahwa kurva NMO

adalah hiperbolik. Analisa kecepatan ini sangat penting, karena dengan analisa

kecepatan ini akan diperoleh nilai kecepatan yang cukup akurat untuk menetukan

kedalaman, ketebalan, kemiringan dari suatu reflektor. Analisis kecepatan ini dilakukan

Page 13: makalah geofisika

dalam CDP gather, harga kontur semblance analisis sebagai fungsi dari kecepatan NMO

dan CDP gather stack dengan kecepatan NMO yang akan diperoleh pada waktu analisa

kecepatan. Didalam CDP gather titik reflektor pada offset yang berbeda akan berupa

garis lurus (setelah koreksi NMO).

Residual static

Kesalahan perkiraan penentuan kecepatan dan kedalaman pada weathering layer saat

melakukan koreksi statik dan adanya sisa deviasi static pada data seismik serta Data

Uphole dan First break yang sangat buruk juga dapat mempengaruhi kelurusan reflektor

pada CDP gather sehingga saat stacking akan menghasilkan data yang buruk. Pada

prinsipnya perhitungan residual static didasarkan pada korelasi data seismik yang telah

terkoreksi NMO dengan suatu model. Dimana model ini diperoleh melalui suatu

Picking Autostatic Horizon yang mendefinisikan besar pergeseran time shift yang

dinyatakan sebagai statik sisa yang akan diproses. Proses stacking adalah

menjumlahkan seluruh komponen dalam suatu CDP gather, seluruh trace dengan

koordinat midpoint yang sama dijumlahkan menjadi satu trace. Setelah semua trace

dikoreksi statik dan dinamik, maka di dalam format CDP gather setiap refleksi menjadi

horizontal dan noise-noisenya tidak horizontal, seperti ground roll dan multiple. Hal

tersebut dikarenakan koreksi dinamik hanya untuk reflektor-reflektornya saja. Dengan

demikian apabila trace-trace refleksi yang datar tersebut disuperposisikan (distack)

dalam setiap CDP-nya, maka diperoleh sinyal refleksi yang akan saling memperkuat

dan noise akan saling meredam sehingga S/N ratio naik. Kecepatan yang dipakai dalam

proses stacking ini adalah stacking velocity. Stacking velocity adalah kecepatan yang

diukur oleh hiperbola NMO.

Migrasi

Migrasi dilakukan setelah proses stacking, migrasi merupakan tahap akhir dalam

metode Post Stack Time Migration yang bertujuan untuk memindahkan event-event

data pada section seismic ke posisi yang sebenarnya. Dengan kata lain migrasi

diperlukan karena rumusan pemantulan pemantulan pada CMP yang diturunkan

berasumsi pada model lapisan datar, apabila lapisannya miring maka letak titik-titik

CMP / reflektornya akan bergeser. Untuk mengembalikan titik-titik reflektor tersebut

keposisi yang sebenarnya dilakukan proses migrasi.

Page 14: makalah geofisika

BAB III

PENUTUP

KESIMPULAN

1. Teknik Geofisika adalah disiplin ilmu rekayasa yang mempelajari fisik bumi

dibagian dalam dengan menggunakan metode dan teknik fisika seperti

gelombang gempa, magnet bumi, gravitasi, struktur lapisan kulit bumi, dan

sebagianya. Aplikasi dari Teknik Geofisika digunakan untuk

mengidentifikasi serta menentukan secara kuantitatif dan kualitatif besarnya

sumber daya bumi yang bermanfaat bagi manusia.

2. Pembahasan dalam Teknik Geofisika berdasarkan kepada prinsip-prinsip

geologi, fisika, kimia, matematika, hidrologi, dan informatika. Secara

keseluruhan bidang kajian ilmu geofisika meliputi meteorologi, geofisika

bumi padat (seismologi yang mempelajari gempa bumi, ilmu tentang

gunungapi atau volcanology, geodinamika yang mempelajari dinamika

pergerakan lempeng-lempeng di bumi, dan eksplorasi seismik yang

digunakan dalam pencarian hidrokarbon), dan oseanografi.

3. metode geofisika dapat diterapkan secara global yaitu untuk menentukan

struktur bumi, secara lokal yaitu untuk eksplorasi mineral dan pertambangan

termasuk minyak bumi dan dalam skala kecil yaitu untuk aplikasi geoteknik

(penentuan pondasi bangunan dll).

SARAN

Makalah ini masih jauh dari kesempurnaan, mohoh tanggapan dan kritikan yang

mengarah kearah yang membangun.

Page 15: makalah geofisika

DAFTAR PUSTAKA

http://www.engineeringtown.com/teenagers/index.php/teknik-geofisika.html

www.itb.ac.id/usm-itb/Prodi teknik geofisika/123.htm