KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAANUNIVERSITAS HASANUDDIN

FAKULTAS TEKNIKJURUSAN TEKNIK GEOLOGI

PROGRAM STUDI TEKNIK GEOLOGI

GEOFISIKA EKSPLORASI“SEISMIK REFLEKSI”

OLEH :KELOMPOK 2:

1. A.WIRAWIJAYA ACHMAD (D61108252)2. ST. NOORFAIKA FADILA (D61110004)3. RISMA (D61111005)4. SUPARMANTO (D61111261)5. ARSAT (D61111902)

MAKASSAR2014

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Indonesia merupakan salah satu negara dengan cadangan sumberdaya

hidrokarbon yang besar, cadangan tersebut dihasilkan dari cekungan-cekungan

berumur Tersier yang tersebar di seluruh wilayah negeri dan sampai saat ini

berjumlah 60 cekungan. Kegiatan ekplorasi dan eksploitasi minyak dan gas bumi

merupakan kegiatan yang sangat penting di dalam dunia industri perminyakan,

dimana umumnya setelah kegiatan eksplorasi dilaksanakan dan apabila ditemukan

kandungan minyak bumi yang dianggap cukup komersial, maka kegiatan itu akan

dilanjutkan dengan kegiatan eksploitasi minyak bumi tersebut. Namun kegiatan

eksplorasi tadi tidak hanya berhenti disitu saja, melainkan terus berjalan seiring

dengan kegiatan eksploitasi dilaksanakan dengan harapan dapat dilakukan

pengembangan zona hidrokarbon yang lebih luas ataupun kearah yang lebih dalam

pada sumur pemboran. Kemajuan industri minyak dan gas bumi tidak lepas dari

perkembangan teknologi yang ada. Sampai saat ini minyak dan gas bumi merupakan

salah satu komoditas ekspor utama Indonesia. Pengumpulan data seismik bertujuan

untuk mengetahui keadaan geologi bawah permukaan yang mencakup struktur

geologi, stratigrafi, litologi, dan perangkap hidrokarbon serta pencarian daerah

prospek. Dalam tahap interpretasi seismik kita harus menentukan hubungan antara

paramater seismik dengan geologi serta hubungan antara refleksi seismik dengan

batas-batas sikuen. Metode seismik digunakan untuk mengetahui zona hidrokarbon

secara detail ke arah horizontal.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Sejarah Metode Seismik

Metode Seismik adalah suatu metode dalam ilmu Geofisika yang

dipergunakan untuk mendeteksi struktur bawah permukaan. Metode ini termasuk

metode geofisika aktif. Seismik di bagi menjadi dua yaitu Seismik Refraksi (Bias)

dan Seismik Refleksi (Pantul).

Metode seismik merupakan salah satu bagian dari seismologi eksplorasi yang

dikelompokkan dalam metode geofisika aktif, dimana pengukuran dilakukan dengan

menggunakan ‘sumber’ seismic (palu, ledakan, dll). Setelah usikan diberikan, terjadi

gerakan gelombang di dalam medium (tanah/batuan) yang memenuhi hukum-hukum

elastisitas ke segala arah dan mengalami pemantulan ataupun pembiasan akibat

munculnya perbedaan kecepatan. Kemudian, pada suatu jarak tertentu, gerakan

partikel tersebut di rekam sebagai fungsi waktu. Berdasar data rekaman inilah dapat

‘diperkirakan’ bentuk lapisan/struktur di dalam tanah.

Eksperimen seismik aktif pertama kali dilakukan pada tahun 1845 oleh

Robert Mallet, yang oleh kebanyakan orang dikenal sebagai bapak seismologi

instrumentasi. Mallet mengukur waktu transmisi gelombang seismik, yang dikenal

sebagai gelombang permukaan, yang dibangkitkan oleh sebuah ledakan. Mallet

meletakkan sebuah wadah kecil berisi merkuri pada beberapa jarak dari sumber

ledakan dan mencatat waktu yang diperlukan oleh merkuri untuk be-riak. Pada tahun

1909, Andrija Mohorovicic menggunakan waktu jalar dari sumber gempa bumi

untuk eksperimennya dan menemukan keberadaan bidang batas antara mantel dan

kerak bumi yang sekarang disebut sebagai Moho.

Pemakaian awal observasi seismik untuk eksplorasi minyak dan mineral

dimulai pada tahun 1920an. Teknik seismik refraksi digunakan secara intensif di Iran

untuk membatasi struktur yang mengandung minyak. Tetapi, sekarang seismik

refleksi merupakan metode terbaik yang digunakan di dalam eksplorasi minyak

bumi. Metode ini pertama kali didemonstrasikan di Oklahoma pada tahun 1921.

2.2 Konsep Dasar Seismik Refleksi

Dalam melakukan suatu interpretasi seismic prosedur yang umum dilakukan

adalah :

Pemahaman geologi daerah penelitian, terutama masalah evolusi cekungan

dan proses sedimentasi terkait

Pemahaman mengenai karakter data seismic yang digunakan misalnya

polaritas, fase, resolusi, bising dan lainnya

oKarakterisasi horizontal target, baik segi geologi (jenis litologi, tebal,

pelamparan lateral/vertical) maupun geofisika (kecepatan, densitas, perilaku

kurva gammaray/SP dan lain – lain)

Pengikatan data seismic dan data bor (well seismic tie), serta bila mungkin

dengan data singkapan

Identifikasi horizon target pada rekaman seismic dengan menggunakan

konsep stratigrafi sekuen dan seismic stratigrafi

Pemetaan horizon target pada rekaman seismic dengan menggunakan konsep

stratigrafi sekuen dan seismic stratigrafi

Pembuatan peta kontur waktu atau kedalaman serta analisa kwalitas

interpretasi bila memungkinkan

Analisa lingkungan pengendapan, fasies dan system track berdasarkan data

seismic

Analisa atribut dan pemodelan data seismic bila diperlukan

Sintesa sejarah geologi

KONSEP DASAR SEISMIK REFLEKSI

Seismik refleksi adalah metoda geofisika dengan menggunakan gelombang

elastis yang dipancarkan oleh suatu sumber getar yang biasanya berupa ledakan

dinamit (pada umumnya digunakan di darat, sedangkan di laut menggunakan sumber

getar (pada media air menggunakan sumber getar berupa air gun, boomer atau

sparker).

Gelombang bunyi yang dihasilkan dari ledakan tersebut menembus

sekelompok batuan di bawah permukaan yang nantinya akan dipantulkan kembali ke

atas permukaan melalui bidang reflektor yang berupa batas lapisan batuan.

Gelombang yang dipantulkan ke permukaan ini diterima dan direkam oleh alat

perekam yang disebut geophone (di darat) atau Hydrophone (di laut), (Badley, 1985).

Refleksi dari suatu horison geologi mirip dengan gema pada suatu muka tebing atau

jurang. Metoda seismic repleksi banyak dimanfaatkan untuk keperluan Explorasi

perminyakan, penetuan sumber gempa ataupun mendeteksi struktur lapisan tanah.

Seismik refleksi hanya mengamati gelombang pantul yang datang dari batas-

batas formasi geologi. Gelombang pantul ini dapat dibagi atas beberapa jenis

gelombang yakni: Gelombang-P, Gelombang-S, Gelombang Stoneley, dan

Gelombang Love

Esplorasi seismik refleksi dapat dikelompokan menjadi dua, yaitu eksplorasi

prospek dangkal dan eksplorasi prospek dalam. Eksplorasi seismik dangkal (shallow

seismic reflection) biasanya diaplikasikan untuk eksplorasi batubara dan bahan

tambang lainnya. Sedangkan seismik dalam digunakan untuk eksplorasi daerah

prospek hidrokarbon (minyak dan gas bumi). Kedua kelompok ini tentu saja

menuntut resolusi dan akurasi yang berbeda begitu pula dengan teknik lapangannya.

Secara umum, metode seismik refleksi terbagi atas tiga bagian penting yaitu

pertama adalah akuisisi data seismik yaitu merupakan kegiatan untuk memperoleh

data dari lapangan yang disurvei, kedua adalah pemrosesan data seismik sehingga

dihasilkan penampang seismik yang mewakili daerah bawah permukaan yang siap

untuk diinterpretasikan, dan yang ketiga adalah interpretasi data seismik untuk

memperkirakan keadaan geologi di bawah permukaan dan bahkan juga untuk

memperkirakan material batuan di bawah permukaan.

Seismik refraksi dihitung berdasarkan waktu jalar gelombang pada

tanah/batuan dari posisi sumber ke penerima pada berbagai jarak tertentu. Pada

metode ini, gelombang yang terjadi setelah gangguan pertama (first break)

diabaikan, sehingga sebenarnya hanya data first break saja yang dibutuhkan.

Parameter jarak (offset) dan waktu jalar dihubungkan oleh cepat rambat gelombang

dalam medium. Kecepatan tersebut dikontrol oleh sekelompok konstanta fisis yang

ada di dalam material dan dikenal sebagai parameter elastisitas batuan.

 Terjadinya Gelombang Refleksi

Terjadinya gelombang refleksi diakibatkan oleh adanya pulsa seismic yang

merambat sebagai gelombang elastis yang mentransfer energi menjadi pergerakan

partikel batuan. Kecepatan gelombang dalam batuan umumnya mencapai ribuan feet

permeter.

Salah satu sifat akustik khas pada batuan adalah Impedansi Akustik (AI) yang

merupakan hasil perkalian antara densitas (p) dan kecepatan (V).

Efek Interfretasi

Refleksi gelombang seismic akan timbul setiap terjadi perubahan harga AI.

Salah satu masalah dalam metoda seismic refleksi adalah adanya efek interferensi

respon seismic dari perubahan AI yang sangat rapat. Interferensi ini bisa bersifat

positif atau negatif yang dipengaruhi oleh bentuk pulsa seismic yang digunakan.

Harga kontras AI dapat diperkirakan dari amplitude refleksinya, semakin besar

amplitudonya semakin besar refleksi dan kontras AI-nya.

Resolusi Vertikal

Resolusi didefinisikan sebagai jarak minimum antara dua obyek yang dapat

dipisahkan oleh gelombang seismic dan berhubungan erat dengan fenomena

interferensi. Suatu contoh jika saat TWT (two way time) dari suatu perlapisan batuan

(batugamping) mencapai setengah panjang gelombang atau saat tebal waktu

batugamping sama dengan seperempat panjang gelombang, maka akan terjadi

interferensi konstruktif maksimum dan ketebalan ini dikenal sebagai tuning

thickness. Ketebalan minimum batuan untuk dapat memberikan refleksi sendiri

bervariasi dari 1/8 – 1/30 panjang gelombang.

Pada situasi dimana diperlukan perkiraan tebal lapisan yang lebih tipis dari ¼

panjang gelombang, maka dapat digunakan teknik pemodelan, karena secara teoritis

tebal tersebut dapat diperkirakan dari variasi amplitude refleksi. Dengan

bertambahnya kedalaman, dimana kecepatan bertambah tinggi dan frekuensi

bertambah kecil, maka tuning thickness juga akan semakin bertambah. Hubungan

kecepatan dan frekuensi dalam resolusi vertical adalah :

^ = v/f

f = 1/T

Resolusi Horisontal

Resolusi horizontal akan berkurang dengan bertambahnya kedalaman,

bertambahnya kecepatan dan berkurangnya frekuensi reflaksi tersebut berasal dari

daerah dimana terjadi interaksi antara muka gelombang dan bidang reflector, daerah

tersebut dikenal dengan zona fresnal.

Efek Kedalaman

Kecepatan akan meningkat dengan bertambahnya kedalaman karena efek

kompaksi dan diagenesa, sedangkan frekuensi akan berkurang akibat efek atenuasi

dan panjang gelombang semakin besar. Oleh karena itu dengan bertambahnya

kedalaman, resolusi vertical dan resolusi horizontal akan berkurang sedangkan efek

interferensi akan semakin besar akibat meningkatnya panjang pulsa sehubungan

dengan berkurangnya frekuensi.

Efek Porositas

Pada batuan klastik, porositas tergantung pada tekanan diferensial yaitu perbedaan

antara tekanan overburdeni dan tekananinterstitial. Porositas menurun dengan

peningkatan tekanan diferensial dalam proses yang irreversible, oleh karena itu

porositas batuan klastik umumnya tergantung pada tekanan diferensial maksimum

yang pernah terjadi. Nilai porositas tinggi umumnya berkaitan dengan kecepatan

rendah dan sebaliknya. Porositas batuan klastik umumnya berkurang terhadap

kedalaman pemendaman akibat kompaksi, berkurangnya pemilahan dan

meningkatnya sementasi.

Efek Jenis Fluida Pori

Kehadiran hidrokarbon yang mempunyai densitas dan kecepatan lebih rendah

daripada air akan mengakibatkan turunnya AI batuan reservoir. Bagaimana jenis

fluida yang mempengaruhi karakter seismic akan tergantung pada impedansi akustik

relatif dari reservoir dan litologi disekitar reservoir.

2.3 Kelebihan dan Kekurangan Metode Seismik

Apabila dibandingkan dengan metode-metode geofisika lainnya, metode

seismik memiliki beberapa keunggulan dan kelemahan, yaitu:

KEUNGGULAN DAN KELEMAHAN METODE SEISMIK

Metode Seismik

Keunggulan Kelemahan

Dapat mendeteksi variasi baik lateral maupun

kedalaman dalam parameter fisis yang relevan,

yaitu kecepatan seismik.

Banyaknya data yang

dikumpulkan dalam sebuah survei

akan sangat besar jika diinginkan

data yang baik

Dapat menghasilkan citra kenampakan struktur

di bawah permukaan

Perolehan data sangat mahal baik

akuisisi dan logistik dibandingkan

dengan metode geofisika lainnya.

Dapat dipergunakan untuk membatasi

kenampakan stratigrafi dan beberapa

kenampakan pengendapan.

Reduksi dan prosesing

membutuhkan banyak waktu,

membutuhkan komputer mahal

dan ahli-ahli yang banyak.

Respon pada penjalaran gelombang seismik

bergantung dari densitas batuan dan konstanta

elastisitas lainnya. Sehingga, setiap perubahan

konstanta tersebut (porositas, permeabilitas,

kompaksi, dll) pada prinsipnya dapat diketahui

dari metode seismik.

Peralatan yang diperlukan dalam

akuisisi umumnya lebih mahal

dari metode geofisika lainnya.

Memungkinkan untuk deteksi langsung

terhadap keberadaan hidrokarbon

Deteksi langsung terhadap

kontaminan, misalnya

pembuangan limbah, tidak dapat

dilakukan.

Berdasarkan kelemahan dan keunggulannya, maka metode seismik sangat

baik digunakan jika dapat diperkirakan bahwa terdapat kontras kecepatan pada target

yang diinginkan. Namun, mengingat bahwa suatu survei geofisika disamping

keunggulan metode juga harus memperhatikan sisi ekonomisnya, maka pemilihan

metode-metode yang cocok dari ‘segi ekonomis’ dan target menjadi sangat penting.

Seismik bias dihitung berdasarkan waktu jalar gelombang pada tanah/batuan

dari posisi sumber ke penerima pada berbagai jarak tertentu. Pada metode ini,

gelombang yang terjadi setelah usikan pertama (first break) diabaikan, sehingga

sebenarnya hanya data first break saja yang dibutuhkan. Parameter jarak (offset) dan

waktu jalar dihubungkan oleh sepat rambat gelombang dalam medium. Kecepatan

tersebut dikontrol oleh sekelompok konstanta fisis yang ada di dalam material dan

dikenal sebagai parameter elastisitas.

Sedangkan dalam seismik pantul, analisis dikonsentrasikan pada energi yang

diterima setelah getaran awal diterapkan. Secara umum, sinyal yang dicari adalah

gelombang-gelombang yang terpantulkan dari semua interface antar lapisan di bawah

permukaan. Analisis yang dipergunakan dapat disamakan dengan ‘echo sounding’

pada teknologi bawah air, kapal, dan sistem radar. Informasi tentang medium juga

dapat diekstrak dari bentuk dan amplitudo gelombang pantul yang direkam. Struktur

bawah permukaan dapat cukup kompleks, tetapi analisis yang dilakukan masih sama

dengan seismik bias, yaitu analisis berdasar kontras parameter elastisitas medium.

Seismik Refleksi dipergunakan untuk mendeteksi Hidrokarbon. Sedang

Seismik Refraksi dipergunakan untuk mendeteksi batuan atau lapisan yang letaknya

cukup dangkal dan untuk mengetahui lapisan tanah penutup (overburden). Eksplorasi

seismik adalah istilah yang dipakai di dalam bidang geofisika untuk menerangkan

aktifitas pencarian sumber daya alam dan mineral yang ada di bawah permukaan

bumi dengan bantuan gelombang seismik. Hasil rekaman yang diperoleh dari survei

ini disebut dengan penampang seismik. Eksplorasi seismik atau eksplorasi dengan

menggunakan metode seismik banyak dipakai oleh perusahaan-perusahaan minyak

untuk melakukan pemetaan struktur di bawah permukaan bumi untuk bisa melihat

kemungkinan adanya jebakan-jebakan minyak berdasarkan interpretasi dari

penampang seismiknya.

PERBANDINGAN METODE SEISMIK REFLEKSI DAN METODE

SEISMIK REFRAKSI

Metode Seismik Refraksi (Bias) Metode Seismik Refleksi (Pantul)

Keunggulan Kelemahan

Pengamatan refraksi membutuhkan

lokasi sumber dan penerima yang kecil,

sehingga relatif murah dalam

pengambilan datanya

Karena lokasi sumber dan penerima yang

cukup lebar untuk memberikan citra bawah

permukaan yang lebih baik, maka biaya

akuisisi menjadi lebih mahal.

Prosesing refraksi relatif simpel

dilakukan kecuali proses filtering untuk

memperkuat sinyal first berak yang

dibaca.

Prosesing seismik refleksi memerluakn

komputer yang lebih mahal, dan sistem data

base yang jauh lebih handal.

Karena pengambilan data dan lokasi

yang cukup kecil, maka pengembangan

model untuk interpretasi tidak terlalu

sulit dilakukan seperti metode geofisika

lainnya.

Karena banyaknya data yang direkam,

pengetahuan terhadap database harus kuat,

diperlukan juga beberapa asumsi tentang

model yang kompleks dan interpretasi

membutuhkan personal yang cukup ahli.

Kelemahan Keunggulan

Dalam pengukuran yang regional ,

Seismik refraksi membutuhkan offset

yang lebih lebar.

Pengukuran seismik pantul menggunakan

offset yang lebih kecil

Seismik bias hanya bekerja jika

kecepatan gelombang meningkat

sebagai fungsi kedalaman.

Seismik pantul dapat bekerja bagaimanapun

perubahan kecepatan sebagai fungsi

kedalaman

Seismik bias biasanya diinterpretasikan

dalam bentuk lapisan-lapisan. Masing-

masing lapisan memiliki dip dan

topografi.

Seismik pantul lebih mampu melihat

struktur yang lebih kompleks

Seismik bias  hanya menggunakan

waktu tiba sebagai fungsi jarak (offset)

Seismik pantul merekan dan menggunakan

semua medan gelombang yang terekam.

Model yang dibuat didesain untuk

menghasilkan waktu jalar teramati.

Bawah permukaan dapat tergambar secara

langsung dari data terukur

2.4 Metode Pengambilan data

Mekanisme pengambilan data lapangan yang dipergunakan dalam Seismik

Refraksi adalah mengetahui jarak dan waktu yang terekam oleh alat Seismograf

untuk mengetahui kedalaman dan jenis lapisan tanah yang diteliti. Dari getaran atau

gelombang yang diinjeksikan dari permukaan tanah akan merambat kebawah lapisan

tanah secara radial yang di mana pada saat bertemu lapisan dengan sifat elastik

batuan di bawah permukaan yang berbeda. Maka gelombang yang datang akan

mengalami pemantulan dan pembiasan. Gelombang yang melewati bidang batas

dengan sifat lapisan yang berbeda akan terpantul dan terbiaskan kepermukaan

kemudian di tangkap oleh alat reciver yaitu Geophone yang diletakkan di permukaan.

Berdasarkan perbedaan-perbedaan tersebut, teknik refleksi lebih mampu

menghasilkan data pengamatan yang dapat diinterpretasikan (interpretable). Seperti

telah dinyatakan sebelumnya, bagaimanapun juga teknik refleksi membutuhkan

biaya yang lebih besar. Biaya tersebut biasanya sangat signifikan secara ekonomis.

Karena survey refleksi membutuhkan biaya lebih besar daripada survey

refraksi, maka sebagai konsekuensinya survey refraksi lebih senang digunakan untuk

lingkup sempit/kecil. Misalnya digunakan dalam mendukung analisis lingkungan

atau geologi teknik. Sedangkan survey refleksi digunakan dalam eksplorasi minyak

bumi.

DAFTAR PUSTAKA

http://kornelisekopatty.blogspot.com/2012/06/seismik-refleksi-untuk-eksplorasi.html

http://id.wikipedia.org/wiki/Metoda_seismik

http://duniaseismik.blogspot.com/2008/06/tahapan-seismik.html

http://wingmanarrows.wordpress.com/2013/01/23/eksplorasi-geofisika-5-metoda-

seismik-refleksi/

http://kristyoadhi.blogspot.com/2013/12/dasar-observasi-seismik-refleksi-

sedimen.html