OLEH :TIM KP. GEOFISIKA UNIVERSITAS HASANUDDIN

BASDAR PURWANSAH BS.DEDY ISMANTO HADI

AKINO ISKANDAR

FADILLAH

MICROEARTHQUAKE (MEQ)

KP PT. PERTAMINA GEOTHERMAL ENERGY

Universitas Hasanuddin

DEFENISI

Gelombang Gempa (Seismik)

Getaran gempa yang menjalar di dalam dan permukaan bumi dengan cara longitudinal dan transversal

Mikroseismik

Mikroseismik adalah metode yang merekam gempa-gempa atau gerakan2 kecil (≤ 3 SR), mencari frekuensi gempa yang dominan dan terbentuk akibat induksi yang disebabkan oleh simulasi hidraulik, produksi/injeksi, pengeboran dan kegiatan lainnya pada reservoar dan juga untuk karakterisasi reservoir geothermal maupun monitoring penambangan bawah permukaan

Teori Dasar

Sumber-sumber Gempa

Ada beberapa macam sumber seismik : dari Alam : Gempa Vulkanik dan gempa tektonik.

Sedangkan buatan seperti dinamit, benda jatuh, air gun, nuklir, water gun, vaporchoc, sparker, maupun vibroseis.

Sumber gelombang seismik buatan tersebut pada hakekatnya membangkitkan gangguan sesaat dan lokal yang disebut sebagai gradien tegangan (stress). (Adrian Oktaviana, 2008)

Ciri dan Sifat Gelombang

1. Gelombang Bawah Permukaan (Body Wave)Gelombang seismik yang menjalar menjauhi focus, merambat pada bagian bawah permukaan, dan dapat menyebar ke seluruh bagian bumi.

Body Wave :1. Gelombang P (Primer)

2. Gelombang S (Sekunder)

Gelombang P (Primer) / Gel.Kompresi (Compressional wave).

Gerak partikel yang merambat di dalam suatu medium adalah searah dengan penjalaran gelombang

Sifat dan Karakteristik Penjalaran Gelombang P :

1. kecepatan gelombang yang lebih cepat dan besar

2. Gelombang yang merambat secara longitudinal.

3. Dapat merambat melalui medium Solid (padat) ataupun Liqud (cair).

4.Mendeformasi batuan dengan mengubah volume medium yang dilaluinya

Persamaan Gel. P Pers. Kecepatan gel. P

Contoh Gelombang P

Lay and Wallace “Modern and Global Seismology” 1995

Gelombang S (Sekunder) / Shear Wave.

Sifat dan karakteristik penjalaran gelombang S : Gelombang ini terekam pada stasiun gempa setelah

gelombang P. Gelombang ini merambat secara Transversal. Arah pergerakan partikel medium yang dilaluinya tegak

lurus dengan arah perambatan gelombang. Gelombang ini hanya dapat merambat pada medium padat. Gelombang ini terbagi menjadi dua, yaitu seri gerak vertikal

dan seri gerak horizontal. Persamaan Gel. P Pers. Kecepatan gel. P

Contoh Gelombang S

Lay and Wallace “Modern and Global Seismology” 1995

Dua Tipe Gelombang S

2. Gelombang Permukaan ( Surface wave)Gelombang seismik yang menjalar di permukaan bumi.

Surface Wave :

- Gelombang Rayleigh

- Gelombang Love

Surface wave

Gelombang loveGelombang ini memiliki pergerakan yang sama dengan gelombang S, yaitu arah pergerakan partikel medium yang dilaluinya tegak lurus dengan arah perambatan gelombang. Akan tetapi lokasi perambatannya pada permukaan bumi.

Gelombang ReyleighAdalah gelombang yang memiliki perambatan paling berbeda dengan gelombang seismik lainnya. Pergerakan partikelnya melingkar berputar (Circular orbit) sepanjang arah perambatan gelombangnya.

Contoh Hasil Rekaman Gempa Mikro (MEQ0

Contoh seismogram gempamikro dari stasiun KBY, CTS dan MIS, yang terjadi pada tanggal 09 Juli 2004 Jam 08:13 WIB. (Source : Priyono A, 2010)

Hiposenter dan Episenter

Hiposenter

Titik (fokus) dalam perut bumi yang merupakan sumber gempa.

Episenter

Proyeksi tegak lurus hiposenter ke permukaan bumi. Ada berbagai cara untuk menentukan posisi hiposenter dan

episenter,

diantaranya metoda lingkaran, metode lokus, metode wadati, metode

stereometri, dan metode bola.

Cara Menghitung Hiposenter dan Episenter

Hiposenter S ∆ E

Keterangan:S: stasiun D hE: episentrum FF: hiposentrumD: jarak hiposentralh: kedalaman gempa: jarak episentral

Penentuan Hiposenter

Metode Lokus (DL)

Data-data yang diperlukan:

VP : Kecepatan rambat gelombang P

VS : Kecepatan rambat gelombang S

tP : Waktu tiba gelombang P

tS : Waktu tiba gelombang S

Penentuan Hiposenter (Metode Lokus)

Karena tS > tP, maka:

Metode WadatiData yang diperlukan adalah tP, tS – tP. Diagram didapatkan dengan menge-plotkan K(tS – tP) sebagai absis dan tP sebagai ordinat. Data dari n stasiun akan memberikan garis optimasi 1 yang dicari dengan metode least square.

atau

Perpotongan antara garis l dengan sumbu ordinat akan memberikan origin time (t0). Origin time adalah waktu terjadinya gempa di focus. Slope garis tersebut adalah 1/VP.

  Sehingga DW dapat dicari dengan rumus:

Penentuan Episenter

1. Metode Lingkaran (kasus dua stasiun)

1. Metode Lingkaran (kasus tiga stasiun)

Metode Perhitungan Hiposenter

Metode Single Event Determination (SED)

Metode Joint Hypocenter Determination (JHD)

Metode Double Differential (DD)

Metode Single Event Determination (SED)

Untuk SED digunakan teori dan prinsip metode Geiger yaitu

suatu prosedur iterasi dengan menggunakan optimasi Least

Square untuk menentukan lokasi hiposenter. Penggunaan

model kecepatan 1D untuk penentuan lokasi hiposenter

merupakan metode umum yang diterapkan pada berbagai

metode Single Event Determination (SED).

Model kecepatan ini mampu memberikan kemudahan dalam

proses inversi penentuan lokasi hiposenter, tetapi masih

dihadapkan pada masalah akurasi yang kurang baik.

Metode ini secara simultan akan menginversi waktu tempuh

sekelompok

hiposenter untuk mendapatkan lokasi hiposenter serta besaran

koreksi stasiun

sebagai koreksi terhadap kesalahan akibat model kecepatan 1D

yang digunakan dan memperbaiki kesalahan akibat penggunaan

model 1D.

Dengan menggunakan model kecepatan yang sama, metode JHD

berhasil mengurangi error akibat kesalahan model kecepatan dan

memberikan posisi hiposenter yang lebih baik dari pada SED (Pujol,

1988).

Metode Joint Hypocenter Determination (JHD)

Adalah suatu metode penentuan lokasi relatif suatu

hiposenter. Metode ini merupakan pengembangan metode

Geiger dengan menggunakan data relatif waktu tempuh antar

dua hiposenter. Prinsip metode ini adalah jika jarak

persebaran hiposenter antara dua gempa sangat kecil

dibanding jarak antara stasiun – sumber, maka ray path

kedua gempa dapat dianggap mendekati sama.

Metode Double Differential (DD)

Ilustrasi dari algoritma metode Double Differential.

Prinsip Dasar Metode MEQ

Secara sederhana metode ini merekam event-event seismik ('gempa' mikro) yang ada di suatu tempat. Sama dengan cara kerja jaringan seismograf di dunia untuk mempelajari gempa, walaupun magnitude yg terekam lebih kecil dengan resolusi yg lebih baik tentunya.

Untuk monitoring digunakan asumsi bahwa segala signature geofisika (event seismik, perubahan gravity dll) terkait dengan perubahan di dalam reservoir karena ekstraksi fluida (steam pada geothermal atau hidrokarbon pada lapangan migas). Jadi tujuannya adalah mengetahui kondisi reservoir dari sinyal geofisika yg ditangkap.

Pada lapangan geothermal, microseismic dilakukan dengan memasang network receiver/geophone menggunakan pattern tertentu sehingga event yg tertangkap maksimal. Sedangkan untuk sumber gelombangnya sebenarnya ekstraksi fluida selama produksi bs menjadi sumber gelombang tapi karena jumlah event dan magnitude nya yg kecil biasanya digunakan suatu sumur untuk menjadi sumur injeksi untuk memperbesar jumlah event yg terekam di receiver. Dari injeksi yg dilakukan pada sumur yg dipilih diharapkan terjadi hydraulic fracturing atau thermal-shock (seperti di lapangan geothermal) yg menjadi event2 microearthquake.

Setelah didapatkan data yang cukup bisa dilakukan relokasi posisi event2 yg ada menggunakan velocity model yg sudah ditentukan sebelumnya. Selanjutnya, posisi event2 ini bs menggambarkan kejadian di reservoir (semisal arah aliran fluida, high permeable zone, dll). data yg ada juga bisa digunakan untuk tomography kecepatan gelombang yg jika dibandingkan dari waktu ke waktu menggambarkan perubahan fluid contact, saturasi air dan properti reservoir lainnya.

Aplikasi MEQ ; Migas & Geothermal

Migas;Metode ini sangat bermanfaat untuk diaplikasikan pada pengembangan lapangan baru (sebelum dilakukan eksplorasi seismik 2D/3D), sebagai pendukung dalam eksplorasi seismik 2D/3D, mengidentifikasi daerah prospek dan menentukan posisi titik pengeboran, menghindari risiko pengeboran dry-hole, dapat mengidentifikasi ketebalan lapisan hidrokarbon pada reservoar sehingga dapat digunakan untuk mengestimasi sumberdaya hidrokarbon, serta dapat digunakan untuk memonitor lapangan-lapangan yang sudah lama berproduksi (EOR).

Aplikasi MEQ ; Migas & Geothermal

Geothermal1. Metode ini merekam event-event seismik (gempa mikro) yang ada di suatu lapangan panas bumi2. Untuk monitoring perubahan karakter reservoar (arah aliran fluida, rekahan) oleh timbulnya ketidakstabilan reservoar( perubahan suhu, tekanan yang menimbulkan rekahan) dengan mengukur event-event seismik(gempa) yang ditimbulkan oleh adanya rekahan, produksi, dan injeksi fluida,

Sekian dan Terima KasihSemoga Bermanfaat