Atribut Seismik [PDF]

Citation preview

PROPOSAL TUGAS AKHIR UNTUK SKRIPSI MAHASISWA TINGKAT STRATA-1 DIAJUKAN KEPADA PERTAMNINA E & P



1. PENDAHULUAN Sesuai dengan kurikulum Jurusan Teknik Geofisika, Fakultas Teknologi Mineral, Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Yogyakarta, mewajibkan setiap mahasiswa untuk mengambil mata kuliah Tugas Akhir yang berupa penulisan skripsi dari suatu studi kasus tertentu untuk memperoleh gelar sarjana program pendidikan Strata S-1 dalam jurusan Teknik Geofisika Atas kewajiban ini, dan sesuai dengan konsentrasi bidang studi yang saya pelajari dibidang teknik geofisika, kami berkeinginan untuk mengambil Tugas Akhir di PERTAMINA E & P. I.1



Usulan Topik Penelitian Pada dasarnya pemilihan judul penelitian, saya serahkan kepada pihak



managemen PERTAMINA E & P sesuai dengan kesempatan dan kebutuhan yang tersedia. Namun demikian, saya ajukan alternatif topik penelitian yang kami rasa sesuai dengan kemampuan kami. Topik penelitihan yang kami ajukan adalah Atribut Seismik. I.2



Latar Belakang Pemenuhan kebutuhan akan minyak dan gas bumi sebagai sumber energi penggerak kehidupan manusia memiliki peranan yang sangat penting. Kebtuhan akan minyak dan gas bumi semakin meningkat dalam pemanfaatannya, sedangkan di sisi lain jumlah cadangan minyak dan gas bumi akan mengalami penurunan seiring dengan meningkatnya produksi.



Metode seismik merupakan suatu metode geofisika eksplorasi yang sering digunakan dalam suatu pekerjaan eksplorasi khususnya di bidang perminyakan untuk mencari daerah-daerah prospek reservoar hidrokarbon. Dengan menggunakan prinsip penjalaran gelombang seismik akan dapat ditentukan medium yang dilewatinya berdasarkan kecepatan penjalaran gelombang. Usaha peningkatan perolehan minyak dari potensi lapangan minyak dilakukan dengan melakukan analisis atribut seismik dari data seismik volum 3D dan analisis sifat-sifat fisis data sumur yang membantu dalam penentuan zona prospek reservoar hidrokarbon. Dengan melakukan analisis atribut seismik dan log sumur maka penyebaran anomaly zona prospek akan lebih terlihat polanya secara lateral dalam peta atribut amplitudo dan atribut frekwensi. Data seismik voluk 3D memberikan informasi mengenai batas litologi dari perbedaan impedansi akustik suatu perlapisan batuan. Data sumur memberikan informasi geologi bawah permukaan secara vertikal berdasarkan sifat-sifat fisis dari hasil rekaman logging untuk mengetahui litologi batuan dan prosplek kandungan hidrokarbonnya. I.3.



Perumusan Masalah Atribut seismik merupakan penyajian dan anlisa data seismik berdasarkan informasi utama yaitu informasi waktu, frekwensi, amplitud dan fase pada jejak seismik kompleks. Oleh karenanya analisis atribut seismik dilakukan untuk mengetahui penyebaran daerah prospek secara lateral berdasarkan anomali amplitud dan anomali frekwensi.



I.4.



Tujuan Penelitian Tujuan sebenarnya dari atribut seismik adalah ; 1. Identifikasi daerah-daerah anomaly amplitudo tinggi (high amplitude) dan anomaly frekwensi rendah (low amplitude). 2. Mempertinggi S/N ratio, sehingga kualitas data yang dihasilkan akan lebih baik. 3. Memberi kemudahan bagi interpreter dalam menginterpretasikan data seismic pada derah dengan struktur dan stratigrafi yang kompleks. 4. Memperoleh informasi struktur bawah permukaan yang lebih baik.



I.5.



Faedah yang Diharapkan Penelitian ini diharapkan akan bermanfaat bagi : 1. PERTAMINA E & P dalam rangka memperkecil resiko eksplorasi dan eksploitasi hidrokarbon di Indonesia. 2. Jurusan Teknik Geofisika, FTM, UPN “VETERAN” Yogyakarta, dalam rangka pengembangan dan meningkatan keilmuan di dalam bidang seismik eksplorasi. 3. Untuk mengembangkan ilmu pengetahuan yang saya miliki dalam bidang processing data seismik.



II. DASAR TEORI II.1 Tinjauan Umum Seismik Metode seismik merupakan metod ekesplorasi yang mneggunakan prinsip-prinsip penjalaran gelombang seismik untuk tujuan penyilidikan bawah permukaan bumi. Dalam proses penjalarannya gelombang seismik memiliki kecepatan rambat gelombang yang dipengaruhi oleh sifat elastisitas batuan. Setiap batuan penyusun kerak bumi memiliki rapat massa yang berbeda-beda berdasarkan komposisi penyusun batuannya. Fenomena perambatan gelombang merupakan efek dari adanya usikan sumber gelombang yang menyebabkan terjadinya pergeseran ataupun peregangan partikel-partikel penyusun medium. Sumber gelombang seismik dapat terbentuk dari proses alamiah karena getaran bumi ataupun dengan menimbulkan sumber gelombang batuan. Gelombang seismik buatan yang dibangkitkan di permukaan bumi dirambatkan ke segala arah di dalam bumi. Ketika mencapai bidang batas antar lapisan, gelombang ini sebagian akan dibiaskan dan sebagian lagi dipantulkan untuk kemudian diteruskan menuju permukaan bumi. Gelombang yang mencapai permukaan bumi inilah yang direkam oleh serangkaian geophone. Gelomabng



seismik



merambat



melewati



batuan



dalam



bentuk



gelombang elastis yang mentransfer energi menjadi pergerakan partikel batuan. Salah satu sifat akustik yang khas pada batuan adalah akustik impedansi yangmerupakan hasil perkalian antara densitas ρ pad akecepatan V. Perbedaan nilai akustik impedansi dari tipa perlapisan batuan ini akan menyebabkan terjadinya refleksi gelombang seismik yangmerupakan perbandingan antara energi terpantul dan energi datang yang dinyatakan dalam persamaan berikut :



R



AI 2  AI 1  2V2  1V1  AI 2  AI 1  2V2  1V1



dengan : R adalah besar koefisien refleksi



(2.1)



AI adalah besar akustik impedansi 1 ,  2 adalah rapat massa medium 1 dan medium 2



V1,V2 adalah kecepatan medium 1 dan medium 2 Kuat lemahnya gelombang yang kembali ke permukaan sangat bergantung pada koefisien pada bidang batas antara dua jenis batuan (medium). Koefisien refleksi menyatakan besarnya amplitudo gelombang yang dipantulkan dari gelombang datang. Secara teoritis koefisien refleksi bernilai antara -1 sampai +1, dan apabila nilai R sama dengan nol berarti tidak terjadi pemantulan. II.2. Klasifikasi Gelombang Seismik Gelombang



seismik



diklasifikasikan



menjadi



dua



gelombang



berdasarkan tipe penjalarannya, yakni : 1. Gelombang badan (body wave), yakni gelombang yang energinya ditransfer melalui medium di dalam bumi. Gelombang badan terdiri dari gelombang longitudinal (compressional wave) dan gelombang transversal (shear wave). 2. Gelombang permukaan (surface wave), yakni gelombang yang energinya ditransfer melalui permukaan bebas, dan menjalar dalam bentuk ground roll. Gelombang permukaan terdiri dari gelombang Rayleigh, Gelombang Love, dan gelombang Stonely. Di dalam aplikasi seismik eksplorasi, dua kecepatan yang utama adalah kecepatan gelombang primer (Vp) dan kecepatan gelombang sekunder (Vs) yang dinyatakan dalam persamaan geombang berikut : 1. Gelombang primer (longitudinal/compressional wave), terbentuk dari osilasi tekanan yang menjalar dari satu tempat ke tempat yang lain. Gerakan partikel medium yang dilewati gelombang ini adalah searah dengan arah penjalaran gelombangnya (Gambar 2.1). Kecepatan penjalaran gelombang primer dinyatakan dalam persamaan (2.2)



Vp 



4  3 



k



(2.2)



dengan k adalah modulus bulk,  adalah modulus geser, dan  adalah densitas.



Gambar 2.1 arah pergerakan partikel dan penjalaran gelombang primer.



2. Gelombang sekunder (transversal/shear wave), adalah gelombang yang arah geser (osilasi) partikel-partikel mediumnya tegak lurus terhadap arah penjalaran gelombangnya (Gambar 2.2). Gelombang S terdiri dari dua komponen yakni gelombang SV dengan arah gerakan terpolarisasi pada bidang horisontal. Persamaan kecepatan gelombang sekunder dinyatakan dalam persamaan berikut (3.3) Vs 



 



(2.3)



Gambar 2.2 arah pergerakan partikel dan penjalaran gelombang sekunder.



II.3.



Mekanisme Penjalaran Gelombang Gelombang seismik dalam medium berlapis (perlapisan bumi) penjalarannya akan memenuhi hukum Snellius. Hukum Snellius merupakan suatu bentuk model sederhana perilaku energi seismik dari batas anatar dua lapisan dengan kecepatan yang berbeda. Energi yang datang tersebut akan terpantulkan dan terbiaskan. Gelombang seismik yang melewati bidang batas antara dua medium dinyatakan dalam persamaan berikut : sin i k V



(2.4)



Dengan i dapat berupa sudut datang, sudut pantul, atau sudut bias gelombang, v adalah kecepatan gelombang dalam medium, dan k adalah konstanta yang biasa disebut parameter gelombang. Parameter gelombang ini besarnya tertentu dan tetap untuk semua gelombang yang berasal dari satu berkas gelombang. Gelombang P yang datang pada bidang batas antar 2 medium (Gambar 3.3) akan dapat dipantulkan atau dibiaskan sebagai gelombang P dan gelombang S, dan mengikuti hubungan berikut : sin 1 sin  rp sin  rs sin  tp sin  ts     V p1 V1 Vs1 Vp2 Vs 2



(2.5)



dengan 1 adalah sudut dating gelombang P,  rp adalah sudut pantul gelombang P,  rs adalah sudut pantul gelombang S,  tp adalah sudut bias gelombang P, dan  ts adalah sudut bias gelombang S.



Gambar 3.3 Pemantulan dan pembiasan gelombang P dan S.



II.4.



Atenuasi Gelombang Efek peredaman akan menyebabkan gelombang mengalami penurunan amplitudo ataupun perubahan frekwensi. Besar frekwensi gelombang seismik yang diserap tergantung pada sifat fisis batuan seperti porositas batuan, ukuran butir, rapat massa dan saturasi fluida. Sebagian energi tersebut hilang akibat adanya gesekan gerak antar partikel di dalam batuan. Efek serapan merupakan pengaruh keseluruhandari banyak faktor fisis yang besarnya dinyatakan dengan koefisien redaman α. Sedangkan koefisien redaman α mempunyai hubungan berkebalikan dengan faktor kualitas Q yangmerupakan ukuran kemampuan batuan untuk meneruskan gelombang seismik. Hubungan antara koefisien redaman dengan faktor kualitas (Sismanto, 1996) dinyatakan sebagai berikut : Q



dengan



f V



Q adalah faktor kualitas gelobang elastik f adalah frekwensi gelombang



(2.6)



α adalah koefisien redaman V adalah kecepatan gelombang II.5.



Atribut Seismik Atribut seismik merupakan suatu transformasi matematis dari data tras seismik yang mempresentasikan besaran waktu, amplitudo, fase, frekwensi, dan tenuasi. Atribut seismik juga dinyatakan sebagai sifat kuantitatif dan deskriptif dari data seismik yang dapat ditampilkan dalam skala yang sama dengan yang aslinya (Barnes, 1999). Tiap-tiap atribut saling berhubungan satu sama lainnya, di mana beberapa atribut memiliki sensitifitas terhadap sifat reservoar tertentu dan beberapa atribut lainnya lebih baik di dalam menampilkan informasi ataupun anomali bawah permukaan yang mula-mula tidak teridentifikasi oleh data konvensional atau bahan sebagai indikator keberadaan hidrokarbon (direct hidrocarbon indicator).



II.5.1. Atribut Kompleks Atribut tras seismik kompleks merupakan suatu transformasi yang memisahkan amplitudo dan sudut (fase dan frekwensi) dalam tampilan yang terpisah. Dalam perhitungannya atribut kompleks mengasumsikan bahwa tras seismik konvensional merupakan bagian riil dari fungsi matematis kompleks sedangkan bagian imajinernya adalah hasil transformasi Hilbert dari bagian riilnya. Tras seismik kompleks (Gambar 2.4) yang memiliki komponen riil dan imajiner dinyatakan dalam pernyataan matematis berikut : F(t) = f(i) *i.h(t)



(2.7)



dengan f(t) adalah sinyal itu sendiri (Gambar 2.5) dan h(t) adalah tras kuadratur (Gambar 2.6). Kuadratur merupakan pergeseran fase sebesar 90 0 dari sinyal rekaman. Kuadratur diperoleh dengan transformasi Hilbert dari f(t) (Bracewell, 1965).



h(t ) 



1 * f (t ) 



(2.8)



di mana * menunjukkan konvolusi dan h(t) merupakan pergeseran fase sebesar 900 dari f(t). Atribut tras kompleks lainnya didapatkan dari tras kuadrat h(t) dan tras rekaman f(t). Jika disubstitusikan ke dalam persamaan (2.7) maka : F (t )  f (t )  i



1 * f (t ) 



(2.9)



Gambar 2.4 Tras seismik komleks dengan komponen riil dan komponen imajiner (Bracewell, 1965)



Tras riil f(t) dan tras kuadratur h(t) yang merupakan pergeseran fase tas riil dapat dinyatakan dalam batasan dari amplitudo fungsi waktu A(t) dan fase fungsi waktu θ(t) sebagai berikut : f(t) = A(t) cos θ(t)



(2.10)



h(t) = A(t) sin θ(t)



(2.11)



Fungsi tras riil f(t) dan tras kuadratur h(t) dapat dinyatakan dalam fungsi polar yang apabila disubstitusikan ke dalam persamaan (2.7) menjadi seperti berikut :



F(t) = A(t) cos θ(t) – i A(t) sin θ(t)



(2.12)



F(t) = A(t)eiθ(t)



(2.13)



Gambar 2.5 Tampilan riil seismik



Gambar 2.6 Tampilan imajiner (kuadratur) dengan pergeseran fase 900



II.5.1.1. Atribut Amplitudo Sesaat Kuat refleksi atau amplitudo sesaat adalah akar kuadrat dari jumlah kuadrat amplitudo tras riil dan kuadrat ampitudo tras imajiner pada waktu sesaat. Kuat refleksi dikatakan sebagai amplitudo tidak langsung terhadap fase. Kuat refleksi merupakan envelope (Gambar 2.7) dari tras seismik untuk tiap sampel waktu yang dinyatakan sebagai berikut :



A(t ) 



f (t ) 2  h(t ) 2



(2.14)



Kuat refleksi digunakan untuk mengidentifikasi adanya efek bright spot ataupun dim spot. Kuat refleksi juga mengidentifikasi kontras akustik impedansi. Perubahan lateral kuat refleksi sering berasosiasi dengan perubahan litologi utama atau dengan indikasi adanya akumulasi hidrokarbon. Perubahan kuat refleksi secara tajam kemungkinan berasosiasi dengan sesar ataupun deposisional seperti channel.



Gambar 2.7 Tampilan amplitudo sesaat atau kuat refleksi



II.5.1.2. Atribut Fase Sesaat Fase sesaat merupakan ukuran kontinyuitas dari suatu event pada penampang seismik. Fase sesaat menggambarkan sudut antara phasor yang merupakan komponen real dan komponen imajiner (Gambar 2.8) yang berputar dari deret waktu, dan sumbu real sebagai fungsi waktu.  h(t )   (t )  arctan    f (t ) 



(2.16)



Gambar 2.8 Tampilan fase sesaat



Fase sesaat cenderung menguatkan event koheren yang lemah karena fase sesaat tidak bergantung terhadap kuat refleksi. Fase sesaat ini menekankan



kontinyuitas



event



dan



karenanya



membantu



dalam



menyingkap fault, pinchout, ataupun channel. Dalam zona reservoar, fase sesaat dapat digunakan untuk mengidentifikasi dan memetakan pembalikkan fase, dimana mengindikasikan kandungan gas. II.5.1.3. Atribut Frekwensi Sesaat Frekwensi sesaat mempresentasikan tingkat perubahan dari fase sesaat sebagai fungsi waktu. Frekwensi sesaat merupakan ukuran lereng tras fase (Gambar 2.9) dan didapatkan dari turunan pertama fasenya dan dinyatakan dalam persamaan berikut :  (t ) 



d (t ) dt



(2.15)



dengan ώ(t) adalah frekwensi sesaat dan θ(t) adalah fase sesaat. Nilai frekwensi sesaat merupakan nilai suatu titik yang bukan nilai rata-rata. Nilai frekwensi sesat bisa saja berubah secara tajam, yang terkadang dapat memberikan keuntungan tersendiri karena perubahan tajam tersebut tidak hilang saat dirata-ratakan. Frekwensi sesaat merupakan indikator yang baik bagi reservoar kondensat yaitu asosiasi antara anomali frekwensi rendah yang ada di bawah zona reservoar. Frekwensi rendah (low



frequency) yang berasosiasi dengan anomali amplitudo yang bear berhubungan dengan reflektor di bawah zona reservoar hidrokarbon.



Gambar 3.9 Tampilan frekwensi sesaat



II.5.2 Atribut Amplitudo Atribut amplitudo merupakan atribut terdasar dari tras seismik yang diturunkan dari perhitungan statistik. Atribut amplitudo didapatkan dengan mengekstrak nilai amplitudo untuk tiap tras yang melingkupi horison dalam jendela waktu tertentu. Atribut amplitudo ini banyak digunakan untuk mengidentifikasi anomali amplitudo akibat adanya hidrokarbon seperti bright spot ataupun dim spot. Atribut amplitudo ini juga merupakan indikator langsung keberadaan hidrokanrbon (direct hidrocarbon indicator) dari nilai anomali tinggi ataupun amplitudo rendah. Dalam analisis atribut amplitudo yang paling sederhana perhitungannya adalah atribut amplitudo akar kuadrat rata-rata (root mean square) dan atribut amplitudo positif maksimum.yg digunakan untuk menentukan zona prospek reservoar hidrokarbon.



II.5.2 Atribut Amplitudo RMS



Amplitudo akar kuadrat rata-rata (root mean square) merupakan akar kuadrat rata-rata dari kuadrat amplitudo dalam interval waktu tertentu. Karena amplitudo dikuadratkan sebelum dirata-ratakan, maka komputasi root mean square akan sensitif terhadap perubahan amplitudo yang cukup besar ataupun kecil. Amp _ RMS 



1 N Amp 2  N i 1



(2.17)



II.5.2 Atribut Amplitudo positif maksimum Amplitudo



positif



maksimum



merupakan



amplitudo



puncak



maksimum dari tras dalam interval jendela analisis. Digunakan untuk mengidentifikasi anomali amplitudo akibat perubahan litologi ataupun akumulasi hidrokarbon.



III. METODE PENELITIAN III.1. Data-Data Yang Diperlukan Dalam Penelitian Dalam penelitian ini diperlukan beberapa data utama antara lain : 1. Data seismik Data yang didapatkan dari hasil pengukuran akuisisi data di lapangan. Data tersebut berupa gather yang siap diolah melalui proessing data seismik. 2. Data sumur Data Logging dihasilkan dari rekaman logging tool setelah pemboran pada suatu daerah dengan prospek hidrokarbon. III.2. Alur Penelitian Tahapan yang dilakukan dalam penelitian ini meliputi penyiapan data, pengolahan data dan pembahasan hasil yang dicapai. Dalam tahapan persiapan dilakukan pengumpulan data-data dan informasi daerah penelitian yang diperlukan seperti peta dasar (base map), data seismik, data sumur, dan data geologi. Kemudian pengolahan data dilakukan dengan mengacu pada tujuan penelitian yakni perhitungan atribut seismik dengan mengidentifikasi zona-zona anomali amplitudo frekwensi rendah dari peta atribut amplitudo dan peta atribut kompleks yang dihasilkan. Adapun langkah kerja Analisis Atribut Seismik dalam pengolahan data disketsakan dalam gambar 3.1



Horison Interpretasi



Perhitungan Atribut



Peta Atribut Kompleks



Peta Amplitudo Sesaat



Peta Atribut Amplitudo



Peta Frekwensi Sesaat



Peta Amplitudo RMS



Analisis Peta Atribut



Kesimpulan Gambar 3.1 Langkah Kerja Analisis Atribut Seismik



Peta Amplitudo Positif Maksimum



IV. LAPORAN Semua hasil penelitian akan diberikan dalam bentuk susunan laporan baik secara tertulis maupun dalam bentuk presentasi kepada PERTAMINA E& P dan juga disusun dalam bentuk skripsi sebagai syarat mahasiswa memperoleh gelar Sarjana Teknik (ST) di Jurusan Teknik Geofisika, Fakultas Teknologi Mineral, Universitas Pembangunan Nasional “veteran” Yogyakarta V. RENCANA JADWAL PENELITIAN UNTUK TUGAS AKHIR Rencana jadwal penelitian untuk Tugas Akhir selama 2 (tiga) bulan dari 22 Oktober 2007 sampai 17 Desember 2007, atau dapat menyesuaikan dengan kesepakatan dan ketentuan dari manajemen PERTAMINA E & P Rencana kerja yang diusulkan: Minggu JENIS KEGIATAN Studi Literatur Pengumpulan Data Analisis dan processing data Interpretasi data dan diskusi Presentasi dan Evaluasi



1



2



3



4



5



6



7



8



VI. AKOMODASI DAN FASILITAS YANG DIBUTUHKAN Untuk mendukung kegiatan penelitian maka dibutuhkan beberapa data dan alat pendukung yang diantaranya: 1. Data seismik 2. Observer data 3. Software yang digunakan perusahaan 4. Seperangkat Work Station 5. Literatur yang berkait 6. Peralatan yang menunjang selama penelitian. Fasilitas: 1. Akses ke perpustakaan 2. Akses ke internet 3. Akses untuk penggandaan data VII. PEMBIMBING 1. Pembimbing pengolahan & analisis data dari PERTAMINA E & P. 2. Pembimbing akademik dari Jurusan Teknik Geofisika, Fakultas Teknologi Mineral, Universitas Pembangunan Nasional “veteran” Yogyakarta. VIII. PENUTUP Diberikannya kesempatan kepada saya untuk melakukan penelitian di perusahaan, akan lebih mengenalkan dan mendekatkan mahasiswa pada lingkungan kerja yang sebenarnya serta dapat menambah ilmu pengetahuan yang lebih dari kegiatan di kelas. Kesempatan yang diberikan oleh pihak perusahaan dalam hal ini PERTAMINA E & P kepada saya, tentunya akan saya manfaatkan semaksimal mungkin yang hasilnya akan disusun dalam bentuk laporan hasil penelitian yang terbaik bagi PERTAMINA E & P.



Besar harapan saya, proposal ini dapat diterima. Sebelumnya saya ucapkan terima kasih. Semoga akan selalu terjalin kerjasama yang baik dan saling menguntungkan antara lembaga Perguruan Tinggi dalam hal ini Universitas Pembangunan Nasional ‘VETERAN” Yogyakarta dengan PERTAMINA E & P.



IX. DAFTAR PUSTAKA Barnes, A.E,. 1999. Seismic attributes past, present and future, Society of Exploration Geophysics, Expanded Abstracts. Bracewell, R. N., 1965. The fourier transform and its application. McGraw Hill, New York Landmark Graphics Corporation, 2003. Poststack Reference Manual, Houston Sismanto, 1996. Seismik Eksplorasi Akuisis dan Pengolahan Data Seismik. Laboratorium Geofisiska FMIPA Universitas Gajah Mada, Yogyakarta.



X. LAMPIRAN Sebagai bahan pertimbangan, saya lampirkan beberapa dokumen antara lain : 1. Transkrip IP komulatif 2. Daftar Riwayat Hidup (Curiculum Vitae).