BAB IV STUDI KASUS II : Model Geologi dengan Stuktur Sesardigilib.itb.ac.id/files/disk1/545/jbptitbpp-gdl... ·  · 2016-06-08rekahan juga mengalami pergerakan dinamakan sesar. Dalam

31

BAB IV

STUDI KASUS II : Model Geologi dengan Stuktur Sesar

Dalam suatu kegiatan eksplorasi minyak bumi perangkap merupakan suatu hal yang

sangat penting. Perangkap berfungsi untuk menjebak minyak bumi sehingga berkumpul

di suatu tempat dan tidak menyebar. Salah satu jenis perangkap dalam eksplorasi

hidrokarbon adalah perangkap struktur. Perangkap struktur merupakan suatu perangkap

yang di akibatkan oleh suatu struktur geologi tertentu misalnya sesar atau lipatan. Sesar

adalah rekahan pada batuan yang mengalami pergerakan pada bidang sesarnya. Sesar

terjadi karena adanya gaya (stress) yang bekerja pada pada batuan tersebut. Bila suatu

stress di kenakan pada suatu material maka material tersebut akan mengalami regangan

atau strain. Bila stress tersebut melewati batas elastisitas material tersebut maka material

tersebut akan mengalami fracture atau rekahan. Suatu material yang selain mengalami

rekahan juga mengalami pergerakan dinamakan sesar. Dalam klasifikasi sesar digunakan

pergeseran relatif, karena tidak tahu blok mana yang bergerak. Pergeseran salah satu sisi

melalui bidang sesar membuat salah satu blok relatif naik atau turun terhadap yang

lainnya. Blok di atas bidang sesar disebut hanging wall sedangkan blok di bawah bidang

sesar disebut footwall. Geometri sesar secara visual dapat dilihat pada Gambar 4.1

Berdasarkan atas dip bidang sesar dan arah gerak relatifnya, sesar dapat diklasifikasikan

menjadi menjadi sesar normal, sesar naik (reverse fault atau thrust fault) dan sesar

mendatar (strike slip fault). Sesar normal disebut juga sesar turun, disebabkan oleh stress

tensional yang seolah-olah saling menolak atau memisahkan. Sesar normal di definisikan

juga sebagai sesar yang hanging wall nya turun terhadap footwall. Sesar naik

berkembang karena stress kompresional. Pada sesar naik, blok hangingwall relatif naik

terhadap blok footwall. Sesar mendatar disebut juga sesar geser, dimana gerak utamanya

adalah horizontal dan sejajar dengan bidang sesarnya. Hal ini diakibatkan oleh

bekerjanya shear stress. Jenis-jenis sesar seperti yang telah dijelaskan di atas dilihat pada

Gambar 4.2.

Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya sesar memiliki hubungan yang penting dalam

eksplorasi hidrokarbon, yakni dapat berperan sebagai perangkap minyak bumi. Pada

dasarnya sesar mengakibatkan salah satu dari lapisan batuan yang bergeser tersebut

menutup atau menyekat lapisan lain, yang dapat berperan nantinya sebagai reservoir

minyak bumi. Pada Gambar 4.3 ditampilkan konsep terperangkapnya minyak dan gas

bumi pada suatu struktur sesar.

Gambar 4.1: Geometri sesar

(a)

(b) (c) (d) Gambar 4.2: Jenis-jenis sesar (a) kondisi tak terdeformasi (b) sesar normal (c) sesar naik (d) sesar geser

Mengingat pentingnya perangkap struktur sesar, maka pada bab ini akan di lakukan

simulasi penjalaran gelombang seismik pada model geologi sesar normal. Model geologi

ini dipilih karena seringkali perangkap minyak bumi dibentuk oleh hadirnya sesar

normal. Model geologi dalam simulasi penjalaran gelombang ini hanya terbatas pada

struktur sesar, tanpa mempertimbangkan apakah lapisan pada model sesar tersebut diisi

oleh hidrokarbon atau tidak. Pemahaman mengenai karakteristik penjalaran gelombang di

dalam model sesar sedikit banyak dapat membantu kita dalam menginterpretasi data

seismik untuk tujuan eksplorasi. Pada bab ini juga akan dilakukan rekontruksi model

sesar dengan cara membuat penampang seismik ”brute stack” dari kumpulan sintetik

seismogram hasil simulasi penjalaran gelombang seismik pada model sesar. Pembuatan

3232

penampang seismik ”brute stack” dilakukan dengan melakukan pengolahan standar data

seismik terhadap kumpulan sintetik seismogram hasil pemodelan gelombang seismik

melalui model sesar.

Gambar 4.3: Perangkap struktur sesar

Secara ringkasnya tahapan yang akan dikerjakan pada bab ini terbagi dalam dua tahap.

Tahap pertama adalah simulasi penjalaran gelombang melalui model sesar beserta

analisis snapshot gelombang seismik dan sintetik seismogramnya. Sementara tahapan

kedua adalah pembuatan dan pengolahan sintetik seismogram hingga penampang

seismik ”brute stack” dapat dihasilkan. Pada tahapan pertama simulasi penjalaran

gelombang dilakukan pada model sesar medium akustik isotropik maupun elastik

isotropik. Pada tahapan kedua, data yang digunakan untuk membuat penampang ”brute

stack” adalah sintetik seismogram hasil simulasi gelombang seismik pada medium elastik

isotropik saja.

IV.1 Persiapan Pembuatan Model Sesar

Pada dasarnya, tahapan dalam melakukan simulasi penjalaran gelombang sama seperti

yang telah dilakukan pada studi kasus I (pada BAB III). Yang berbeda disini hanya

modelnya saja, dimana model yang dipilih adalah model geologi sesar normal.

Pembuatan model dilakukan dengan memanfaatkan perangkat lunak “Seismic Unix”

yaitu program yang bernama ”unif2”. Keluarannya adalah model bawah permukaan bumi

yang terdiri atas empat lapisan dengan stuktur geologi sesar normal. Model tesebut dapat

dilihat pada Gambar 4.4. Model tersebut berukuran 10000 m x 5000 m. dengan

menggunakan spasi grid sebesar 10 m. Dengan demikian jumlah grid dalam model

tersebut adalah 2001 x 1501 buah atau sekitar 3.000.000 buah grid.

3333

Gambar 4.4: Parameter fisik model sesar

Jumlah grid di atas dipilih karena menunjukkan hasil yang optimum pada snapshot

penjalaran gelombangnya. Jumlah grid pada model di atas tentunya jauh lebih banyak

daripada yang dimiliki oleh model pada studi kasus 1 (BAB III). Hal ini dilakukan agar

pada bidang miring sesar tidak terjadi difraksi artefak akibat grid yang tidak halus.

Parameter-parameter model tersebut dapat dilihat pada Tabel 4.1,

Tabel 4.1: Parameter fisik tiap lapisan model sesar

Lapisan 1 Lapisan 2 Lapisan 3 Lapisan 4

Ciri Warna Merah Hijau Biru Biru

Kecepatan Gel P ( Vp ) 1500 m/s 2500 m/s 3500 m/s 4500 m/s

Kecepatan Gel S ( Vs) 866 m/s 1443 m/s 2020 m/s 2596 m/s

Densitas 2300 gr/cc 2400 gr/cc 2500 gr/cc 2600 m/s

Tebal Lapisan 1000 m s/d

1500 m

500 s/d

1500 m

500 m s/d

1000 m

1500 m s/d

2200 m

Nilai kecepatan gelombang P yang dipakai dalam lapisan pertama sebesar 1500 m/s, yang

mengasumsikan bahwa lapisan tersebut merupakan lapisan sedimen lunak yang belum

terkompaksi dengan baik. Sedangkan kecepatan gelombang P lapisan kedua sebesar 2500

m/s , mengasumsikan bahwa lapisan tersebut merupakan lapisan batu pasir. Lapisan yang

ketiga mempunyai litologi yang sama dengan lapisan ke dua yaitu lapisan batu pasir,

tetapi nilai kecepatan gelombang P nya berbeda yaitu sebesar 3500 m/s. Nilai kecepatan

gelombang P pada lapisan batu pasir tersebut lebih tinggi dari pada lapisan batu pasir

pada lapisan yang kedua karena lapisan yang ketiga tersebut diasumsikan telah 3434

3535

mengalami proses kompaksi yang lebih besar dibandingkan dengan lapisan ke dua.

Lapisan yang terakhir merupakan basement berupa batuan granit. Granit tersebut

memiliki nilai kecepatan dan densitas yang paling tinggi diantara lapisan yang lainnya

yaitu sebesar 4500 m/s. Batuan granit memiliki kecepatan yang tinggi selain karena

mineral pembentuknya berbeda dengan lapisan sedimen juga karena memiliki batuan ini

sangat kompak dan keras. Nilai kecepatan gelombang S dalam model tersebut mengikuti

hubungan gelombang P dan S yang formulasinya tertulis pada persamaan 2.8. Model

kecepatan lapisan gelombang P tersebut dijadikan sebagai input pada program “Aku2D”

sedangkan pada program “Ela2D” inputnya terdiri dari kecepatan lapisan gelombang P,

gelombang S, dan densitas.

IV.2 Penentuan Parameter Simulasi Gelombang Seismik

Semua informasi mengenai parameter simulasi gelombang seismik diinputkan kedalam

file bernama ”aku2d.in” untuk simulasi gelombang akustik isotropik dan ”ela2d.in”

untuk simulasi gelombang elastik isotropik. Parameter yang digunakan dalam simulasi

gelombang akustik dan elastik isotropik dapat dilihat pada Tabel 4.2.

Tabel 4.2: Parameter simulasi gelombang seismik model sesar

No Parameter Nilai Parameter

1 Sampling rate ( dt ) 0.02 s

2 Waktu Simulasi (tmaks) 4.2 s

3 Frekuensi tengah (fcent) 5 Hz

4 Tipe Wavelet Ricker

5 Jenis sumber Explosive point source

6 Posisi sumber tembakan 7040 m (sb x) & 30 m (sb z)

7 Jumlah geophone 124 buah

8 Jarak antar geophone 50 m

Nilai sampling waktu yang digunakan pada model 3 ini adalah 0.002 s, dimana nilai ini

sudah sesuai dengan kriteria kestabilan sistem yaitu tidak boleh melebihi nilai

maksimumnya yang bernilai 0.00552 s. Sedangkan untuk nilai frekuensi haruslah

memenuhi kriteria dispersi yang ditentukan sesuai dengan persamaan 2.10. Nilai

frekuensi maksimum pada model ini adalah 12 Hz. Nilai frekuensi yang di pilih haruslah

kurang dari nilai maksimum tersebut. Setelah dilakukan trial dan error dipilihlah

frekuensi sebesar 5 Hz sebagai frekuensi dominan supaya sintetik seismogram dan

snapshot yang dihasilkan cukup baik. Waktu perekaman simulasi ini 4.2 s karena di

anggap sudah cukup menghasilkan event-event gelombang yang penting. Tipe sumber

yang dipilih pada simulasi model ini adalah “explosive point source”. Jumlah

penembakan pada simulasi penjalaran gelombang ini dilakukan sebanyak satu kali. Titik

lokasi penembakan berada pada jarak (X) 7020 m dan kedalaman (Z) 30 m Titik lokasi

sumber tersebut dipilih karena pada posisi ini fenomena gelombang dari model sesar di

atas dapat terlihat dengan jelas, baik pada sintetik seismogram maupun pada snapshot

penjalaran gelombang seismik.

Tipe wavelet yang digunakan adalah Ricker seperti dapat dilihat pada Gambar 4.6.

Wavelet tersebut dipilih karena sudah optimum dalam mensimulasikan gelombang

terutama ketika muka gelombang tersebut mengenai batas-batas lapisan. Pada sintetik

seismogram wavelet tersebut dapat dengan jelas menunjukkan batas-batas antar lapisan

sehingga wavelet tersebut ideal untuk dipilih. Batas lapisan dalam sintetik seismogram

ditunjukkan oleh bagian trough dalam gambar wavelet tersebut. Pada gambar 4.7 dapat

dilihat bahwa frekuensi yang dominannya sekitar 5 Hz. Hal ini sudah sesuai dengan nilai

kriteria dispersi yang digunakan dalam pemodelan ini.

Gambar 4.5: Tipe wavelet pada model sesar medium akustik dan elastik isotropik

3636

Gambar 4.6: Spektrum frekuensi sumber model sesar

IV.3 Hasil Keluaran Simulasi Gelombang Seismik melalui Model Sesar

Seperti yang telah kita ketahui sebelumnya, solusi dari persamaan 2.5 berubah dari waktu

ke waktu. Untuk setiap waktu tertentu solusi tersebut berupa snapshot penjalaran

gelombang seismik seperti yang terlihat dalam Gambar 4.7 dan 4.8. Gambar 4.7 a dan d

memperlihatkan snapshot penjalaran gelombang seismik melalui medium akustik setelah

waktu 1,44 s (Gambar a) dan 1,92 s (Gambar d). Sedangkan Gambar 4.7 b,c,e dan f

memperlihatkan penjalaran gelombang seismik melalui medium elastik isotropik setelah

waktu 1,44 s dan 1,92 s . Gambar 4.7 b dan e merupakan penjalaran gelombang seismik

medium elastik isotropik untuk komponen Z (vertikal) sedangkan gambar 4.7 c dan f

menunjukkan penjalaran gelombang seismik elastik isotropik untuk komponen X

(horizontal). Gambar 4.8 memiliki penjelasan yang sama dengan gambar 4.7 hanya saja

gambar-gambar tersebut memperlihatkan snapshot pada waktu 2,64 s (Gambar 4.8 a,b,c)

dan 2,85 s (Gambar 4.8 d,e,f). Batas-batas lapisan pada seluruh snapshot yang tertera

pada Gambar 4.7 dan 4.8 ditunjukkan oleh garis-garis berwarna merah.

Sumber yang digunakan pada simulasi penjalaran gelombang ini berada di koordinat

X=7040 m dan Z=30 m. Jenis sumber yang digunakan adalah tipe ”exsplosive point

source”. Jenis sumber ini hanya menghasilkan gelombang P saja. Setelah sumber

dibangkitkan, gelombang P tersebut mulai menjalar melalui model. Pada snapshot

dengan medium akustik isotropik, saat t=1,44 s (Gambar 4.7 a), gelombang seismik

(ditandai oleh A) sudah mengenai batas lapisan 1 dan 2 dan menghasilkan dua fasa

gelombang yaitu gelombang P refleksi (fasa P-R-P di tandai oleh B) dan gelombang P.

37

(a) (b) (c)

(d) (e) (f)

Gambar 4.7: Snapshot gelombang pada model sesar (a) akustik saat t=1.44 s (b) elastik komponen Z saat t=1,44 s (c) elastik komponen X saat t=1,44 s

(d) akustik saat t=1,92 s (e) elastik komponen Z saat t=1,92 s (f) elastik komponen X saat t=1,92 s

38

(a) (b) (c)

(d) (e) (f)

Gambar 4.8: Snapshot gelombang pada model sesar (a) akustik saat t=2,64 s (b) elastik komponen Z saat t=2,64 s (c) elastik komponen X saat t=2,64 s (d) akustik saat t=2,85 s (e) elastik komponen Z saat t=2,85 s (f) elastik komponen X saat t=2,85 s

39

(a) (b) (c)

Gambar 4.9: Sintetik seismogram model sesar (a) akustik (b) elastik komponen Z (c) elastik komponen X

40

4141

transmisi (fasa P-T-P ditandai oleh C). Terjadinya dua jenis gelombang ini disebabkan

oleh adanya kontras akustik impedansi pada kedua lapisan tersebut.

Pada snapshot dengan medium elastik isotropik, selain muncul gelombang P refleksi dan

transmisi seperti yang terdapat dalam medium akustik juga muncul gelombang S.

Gelombang S tersebut berasal dari gelombang P yang terkonversikan pada batas lapisan

yang memiliki kontras impedansi elastik. Pada snapshot elastik komponen Z saat t=1,44 s

(Gambar 4.7 b), gelombang P yang dibangkitkan oleh sumber (ditandai oleh A) sudah

mengenai batas lapisan 1 dan 2 dan menghasilkan empat fasa gelombang yaitu

gelombang P refleksi (fasa P-R-P di tandai oleh B), gelombang S refleksi konversi (fasa

P-RC-S ditandai oleh L), gelombang P transmisi (fasa P-T-P ditandai oleh C), dan

gelombang S transmisi konversi (fasa P-TC-S ditandai oleh M).

Pada snapshot komponen X (Gambar 4.7 c), fasa gelombang S konversi dapat dilihat

secara lebih jelas. Gelombang P transmisi akibat batas lapisan 1 dan 2 (ditandai oleh C )

kemudian terus menjalar pada lapisan dua sampai akhirnya mengenai batas lapisan 2 dan

3. Pada t=1,92 s (Gambar 4.7 e), muka gelombang P transmisi (ditandai oleh C) tadi

sudah mengenai batas lapisan 2 dan 3 dan menghasilkan empat fasa gelombang yaitu

Gelombang P refleksi (fasa P-T-P-R-P ditandai oleh D), gelombang S refleksi konversi

(fasa P-T-RC-S ditandai oleh N), gelombang P transmisi (fasa P-T-P-T-P ditandai oleh

G), dan gelombang S transmisi konversi (fasa P-T-P-TC-S ditandai oleh M).

Pada medium elastik isotropik (Gambar 4.7 b), selain terdapat penjalaran gelombang

transmisi P (ditunjukkan oleh C) pada lapisan 2 terdapat juga penjalaran gelombang S

transmisi konversi (ditunjukkan oleh M). Gelombang S transmisi konversi tersebut

menjalar sampai akhirnya mengenai batas lapisan 2 dan 3. Pada t=1,92 s (Gambar 4.7 e)

gelombang S transmisi konversi sudah mengenai batas lapisan 2 dan 3 dan menghasilkan

dua fasa gelombang yaitu gelombang S refleksi konversi (fasa P-TC-S-R-S) dan

gelombang S transmisi konversi (fasa P-TC-S-T-S ditunjukkan oleh P ). Fasa gelombang

S refleksi konversi memiliki amplitudo yang sangat kecil sehingga kurang terlihat jelas

pada snapshot.

4242

Pada t=1,92 s juga telah terjadi suatu fenomena gelombang. Fenomena gelombang

tersebut berupa pola ”bow tie”. Pola tersebut dihasilkan oleh bentuk bidang sesar dan

bidang horizontal lapisan yang menyerupai geometri sinklin pada lipatan. Pada snapshot

medium akustik (Gambar 4.7 d) dan medium elastik (Gambar 4.7 e,f) pola ”bow tie”

ditunjukkan oleh E dan F. E merupakan pola ”bow tie” gelombang P akibat bidang sesar

dan batas lapisan horizontal 1 dan 2 sedangkan F merupakan pola ”bow tie” gelombang

P akibat bidang sesar dan batas lapisan horizontal 2 dan 3.

Pada medium akustik isotropik saat t=1,92 s (Gambar 4.7 d), terdapat satu gelombang

yang menjalar pada lapisan 3 yaitu gelombang G. G merupakan gelombang P transmisi

akibat batas lapisan 2 dan 3. Gelombang tersebut terus menjalar pada lapisan 3 sampai

akhirnya mengenai batas lapisan 3 dan 4. Setelah mengenai batas lapisan, gelombang P

transmisi tadi berpisah menjadi gelombang P refleksi (fasa P-T-P-T-P-R-P ditunjukkan

oleh H) dan P transmisi (P-T-P-T-P-T-P ditunjukkan oleh I) seperti yang terlihat pada

Gambar 4.7 a. Berbeda dengan medium akustik isotropik, pada medium elastik isotropik

(Gambar 4.7 e,f ) terdapat tiga gelombang yang menjalar pada lapisan 3 yaitu G, O, dan

P. Ketiga gelombang tersebut menjalar pada lapisan 3 sampai mengenai batas lapisan 3

dan 4. Pada snapshot elastik komponen Z saat t=2,64 s (Gambar 4.8 b) gelombang G

sudah mengenai batas lapisan 3 dan 4 sehingga menghasilkan gelombang P refleksi dan P

transmisi.

Pada snapshot akustik saat t=2,85 s (Gambar 4.8 d), gelombang P refleksi akibat batas

lapisan 3 dan 4 (ditunjukkan oleh H) menjalar ke atas permukaan dan memantul pada

reflektor 1 dan 2. Reflektor 1 adalah batas antara lapisan 1 dan 2 sedangkan reflektor 2

adalah batas antara lapisan 2 dan 3. Pada batas lapisan 2 dan 3 dihasilkan gelombang P

pantulan yang ditunjukkan oleh K sedangkan pada batas lapisan 1 dan 2 dihasilkan

gelombang P pantulan yang ditunjukkan oleh J. Pada snapshot elastik X dan Z saat

t=2,85 s (Gambar 4.8 e,f) , didapatkan juga gelombang J dan K seperti pada medium

akustik isotropik. Gelombang O dan P yang menjalar pada lapisan 3 sudah mengenai

batas lapisan 3 dan 4 sehingga masing-masing gelombangnya terpisahkan menjadi

gelombang pantul dan transmisi. Energi gelombang pantul lebih kecil daripada energi

gelombang sehingga gelombangnya kurang terlihat pada snapshot. Energi gelombang

transmisi cukup besar sehingga dapat terlihat pada snapshot (Gambar 4.8 e,f). Gelombang

4343

transmisinya ditunjukkan oleh S dan Q. S merupakan gelombang S pantul konversi akibat

lapisan 3 dan 4 oleh gelombang O. Q merupakan gelombang S pantul konversi akibat

lapisan 3 dan 4 oleh gelombang P.

Hal yang menarik untuk dikaji dari snapshot simulasi gelombang elastik adalah

gelombang M. M merupakan gelombang S transmisi konversi dari gelombang langsung

akibat batas lapisan 1 dan 2 (fasa P-TC-S). Gelombang M dapat dilihat pada snapshot

elastik pada Gambar 4.7 b,c,e,f dan 4.8 b,c,e,f. Seperti yang kita ketahui bila gelombang

P mengenai suatu batas lapisan yang memiliki kontras akustik impedansi dengan sudut

lebih besar dari 0 º, maka gelombang P tersebut akan membangkitkan empat macam fase

gelombang yaitu gelombang P refleksi, gelombang S refleksi konversi, gelombang P

transmisi, dan gelombang S transmisi konversi. Tetapi apa yang terjadi bila gelombang S

mengenai batas lapisan yang memiliki akustik impedansi yang berbeda. Perilaku

mengenai gelombang S tersebut dapat kita amati pada gelombang M.

Pada Gambar 4.7 e (snapshot elastik Z saat t=1,92 s) M mengenai batas lapisan 2 dan 3

sehingga menghasilkan gelombang transmisi yang ditandai oleh huruf P. Menurut

analisis, gelombang tersebut merupakan gelombang S karena memiliki karakteristik

penjalaran gelombang dalam snapshot elastik yang sama seperti gelombang S. Pada

snapshot elastik Z, karakteristik gelombang S ditandai oleh bentuk muka gelombang

yang tidak utuh berbentuk lingkaran tetapi amplitudo di tengah muka gelombangnya nol.

Selain itu juga, bila dibandingkan dengan gelombang transmisi S lain pada lapisan yang

sama, P memiliki kecepatan gelombang yang hampir sama. Hal itu dapat dibandingkan

antara kecepatan P dengan O pada lapisan 3 (Gambar 4.7 e). O merupakan gelombang S

transmisi konversi dari C akibat batas lapisan 2 dan 3. Bila terus diperhatikan maka P

tersebut tetap menjalar pada lapisan tiga (Gambar 4.8 b) sampai akhirnya mengenai batas

lapisan 3 dan 4.

Pada Gambar 4.8 e (snapshot elastik Z saat t=2,85 s), P sudah mengenai batas lapisan dan

membangkitan fasa gelombang baru yaitu gelombang transmisi dan refleksi. Jenis

gelombang yang dihasilkan tetap merupakan gelombang S. Dari hasil tersebut dapat

disimpulkan bahwa simulasi penjalaran gelombang elastik pada program ini, tidak

4444

memodelkan gelombang S konversi menjadi gelombang P refleksi ataupun transmisi

pada batas lapisan yang memiliki kontras akustik impedansi yang berbeda.

Gambar 4.9 menunjukkan sintetik seismogram yang merupakan produk samping (by

product) dari simulasi penjalaran gelombang model geologi sesar. Titik lokasi sumber

berada pada koordinat yang sama dengan titik sumber pada simulasi penjalaran

gelombang di atas. Geophone yang digunakan sebanyak 124 buah dengan spasi antar

geophone 50 m. Geophone tersebut ditempatkan pada model dengan kedalaman 30 m

dari permukaan. Dari geophone-geophone tersebut dihasilkan trace berjumlah 124.

Gambar 4.9 terdiri atas tiga gambar. Gambar pertama (Gambar 4.9 a) merupakan sintetik

seismogram pada simulasi gelombang pada medium akustik isotropik. Sintetik

seismogram pada gambar tersebut memperlihatkan respon geophone pada komponen

radial. Sintetik seismogram pada Gambar 4.9 b dan c merupakan sintetik seismogram

pada simulasi gelombang medium elastik. Gambar 4.9 b merupakan sintetik seismogram

yang memperlihatkan respon geophone pada komponen vertikal (Z) saja sedangkan

gambar 4.9 c merupakan respon dalam komponen horizontal (X).

Pada sintetik seismogram dapat dilihat even-even gelombang seperti even yang terlihat

di dalam snapshot simulasi gelombangnya. Tetapi tidak semua even gelombang dapat

dilihat pada sintetik seismogram Hanya even gelombang yang melewati geophone saja

yang dapat dilihat. Pada Gambar 4.9 a dapat dilihat even-even yang muncul pada sintetik

seismogram medium akustik isotropik. Even-even tersebut adalah gelombang langsung

(A), gelombang P pantulan akibat batas lapisan 1 dan 2 (fasa P-R-P ditunjukkan oleh B),

gelombang P pantulan akibat batas lapisan 2 dan 3 (fasa P-T-P-R-P ditunjukkan oleh D),

dan gelombang P pantulan akibat lapisan 3 dan 4 (fasa P-T-P-T-P-R-P ditunjukkan oleh

H). Kemudian selain itu, pola ”bow tie” pun dapat dilihat pada sintetik seismogram

seperti di tunjukkan oleh E dan F. E merupakan pola ”bow tie” pada gelombang B

sedangkan F merupakan pola ”bow tie” pada gelombang D. Pada sintetik seismogram

elastik (Gambar 4.9 b), tidak hanya terdapat gelombang refleksi P saja tetapi terdapat

juga even gelombang S konversi yang ditunjukkan oleh L. L merupakan gelombang S

pantulan konversi akibat batas lapisan 1 dan 2 (fasa P-RC-S). Pada sintetik seismogram

elastik X (Gambar 4.9 c) kita dapat melihat even gelombang konversi S secara lebih

lengkap dan jelas. Gelombang tersebut ditunjukkan oleh L dan N. Pada sintetik

4545

seismogram Z, N tidak dapat terlihat tetapi pada sintetik seismogram X dapat terlihat

dengan jelas. N adalah gelombang S refleksi konversi akibat batas lapisan 2 dan 3. Pada

sintetik seismogram elastik X pola ”bow tie” dapat terlihat seperti ditunjukkan oleh E , F

dan W.

IV.4 Pembuatan Penampang “Brute Stack” dengan Input Sintetik Seismogram

Hasil Simulasi Gelombang

Pada sub bab ini akan dipaparkan proses pembentukan penampang seismik ”brute stack”

dengan inputnya berupa sintetik seismogram hasil pemodelan gelombang seismik melalui

model sesar. Simulasi penjalaran gelombang ini terbatas hanya pada gelombang elastik

komponen Z saja dengan mengunakan parameter elastik yang sama dengan simulasi

model di atas. Simulasi tersebut dilakukan dengan menempatkan beberapa titik sumber,

yang posisinya berbeda beda. Pengambilan data dilakukan dalam dua tahap. Tahap

pertama dilakukan dengan jarak antar sumber 800 m sedangkan tahap ke dua dilakukan

dengan jarak sumber yang lebih rapat yaitu 480 m. Tahap pertama menghasilkan 12

sintetik shot gather sedangkan tahap ke dua menghasilkan 19 sintetik shot gather.

Parameter akusisi model sesar dapat dilihat pada Tabel 4.3. Percobaan dilakukan dua

tahap dengan jarak sumber yang berbeda untuk mendapatkan cdp full coverage yang

lebih banyak (lebih dari satu). Pada eksplorasi hidrokarbon jumlah cdp di satu titik (full

coverage) menjadi sangat penting karena dapat meningkatkan nilai sinyal terhadap

ganguan (noise) sehingga data seismik yang akan di olah menjadi semakin optimum.

Tabel 4.3: Parameter pembuatan penampang “Brute Stack” model sesar (akusisi data)

Akusisi 1 Akusisi 2

Jumlah tembakan 12 19

Jarak antar sumber 800 m 480 m

Titik sumber (sb x ) - 60 m s/d 8760 m - 60 m s/d 8600 m

Titik sumber (sb z) 30 m 30 m

Jumlah geophone 124 124

Jarak antar geophone 80 m 80 m

Titik geophone (sb x) 40 m s/d 9960 m 40 m s/d 9960 m

Titik geophone (sb y) 30 m 30 m

4646

Sampling rate ( dt ) 0.02 s 0.02 s

Waktu Simulasi (tmaks) 4.2 s 4.2 s

Frekuensi tengah (fcent) 5 Hz 5 Hz

Tipe Wavelet Ricker Ricker

Jenis source Explosive point source Explosive point source

Metode Akusisi Split spread Split spread

Semakin rapat jarak antar sumber, maka semakin banyak jumlah cdp pada satu titik

tersebut. Sedangkan semakin rapat jarak antar geophone berarti semakin detailnya

rekontruksi lapisan bawah permukaan. Namun demikian, pada proses pembuatan

penampang ”brute stack” dengan data sintetik, hal tersebut tidak begitu penting karena

mediumnya dianggap bebas gangguan (noise). Hasil pembuatan penampang ”Brute

Stack” dengan data sintetik dapat dilihat pada Tabel 4.4.

Tabel 4.4: Hasil pembuatan penampang ”Brute Stack” (akusisi 1 dan 2 )

Hasil Pembuatan Penampang ”Brute Stack”

(akusisi 1 dan 2)

Jumlah sintetik shot gather 27

Jumlah trace 3348

Jumlah trace dalam satu shot gather 124

Jumlah cdp 234

Jumlah cdp full coverage 3

Offset -8720 m s/d 9920 m

Geometri akusisi pembuatan penampang ”brute stack” model sesar, secara visual dapat

dilihat pada Gambar 4.10. Jumlah sumber dan geophone pada Gambar 4.10 tersebut

hanya sebagai ilustrasi saja tidak menunjukkan jumlah yang sebenarnya. Sumber dan

geophone pada pembuatan penampang ”brute stack” berada pada kedalaman yang sama

yakni kedalaman 30 m. Posisi geophone-geophone pada pembuatan penampang ”brute

stack” akusisi tahap pertama sama dengan posisi geophone-geophone pada akusisi tahap

kedua.

: titik lokasi sumber akusisi 1: titik lokasi geophone

: titik lokasi sumber akusisi 2 Gambar 4.10: Geometri akusisi pembuatan penampang ”Brute Stack”model sesar

IV. 5 Pengolahan Data Hasil Pembuatan Penampang “Brute Stack”

Simulasi gelombang seismik menghasilkan produk samping (by product) berupa sintetik

seismogram. Data seismik pada pembuatan penampang “brute stack” model sesar didapat

dari sintetik seismogram hasil simulasi gelombang seismik dengan menempatkan titik

sumber pada posisi yang berbeda-beda sesuai dengan parameter akusisi pada Tabel 4.3.

Setelah simulasi selesai dilakukan, dihasilkan kumpulan data sintetik seismogram. Data

tersebut kemudian diolah sesuai prosedur pengolahan standar data seismik sehingga

dihasilkan penampang “brute stack” yang merekontruksikan model sesar. Adapun

diagram alir dari pengolahan data seismik tersebut dapat dilihat pada Gambar 4.6.

Penjelasan dari tiap tahapan tersebut adalah sebagai berikut :

Seting Header

Data seismik terdiri dari sekumpulan trace. Trace merupakan sinyal seismik yang di

rekam pada tiap geophone. Sinyal seismik tersebut merupakan fungsi dari waktu dan

amplitudo. Tiap trace haruslah di berikan informasi identitas mengenai trace tersebut

atau yang lebih di kenal dengan header. Header tersebut antara lain berisi nomor trace,

nomor tembakan, nomor trace di dalam suatu tembakan, posisi geophone, posisi sumber,

nomor CDP, dan nomor offset. Header diatas merupakan informasi yang harus ada di

dalam tiap trace sintetik seismogram agar kita dapat melakukan pengolahan data

4747

Gambar 4.12: Diagram alur pengolahan data penampang ”Brute Stack” model sesar

Pengaturan nilai header dilakukan dengan program “sushw” dan “suchw” di dalam

“Seismic Unix”. Setelah dilakukan pemberian header pada tiap-tiap trace maka kita dapat

melihat gambaran model sesar yang kita buat dengan menampilkan trace-trace yang

memiliki offset yang sama. Gambar 4.13 menunjukkan gabungan dari beberapa trace

yang memiliki offset yang bernilai sama. Offset pada gambar 4.13 merupakan trace near

offset yaitu trace yang memiliki jarak antara sumber dengan geophone terdekat. Dari

gambar tersebut dapat dilihat bentuk model yang telah kita buat walaupun secara kasar.

Gambar 4.14 merupakan gambar stacking chart yang memplot nomor cdp terhadap titik

lokasi sumber dalam sumbu X. Pada gambar tersebut kita dapat melihat bahwa nomor

cdp meningkat seiring dengan pertambahan posisi sumber. Dari gambar tesebut kita juga

dapat melihat bahwa pengambilan data dilakukan secara split spread.

4848

Gambar 4.13: Near common offset model sesar

Gambar 4.14: Stacking chart model sesar

Muting & Sorting trace

Muting adalah proses menghilangkan gelombang yang tidak diperlukan di dalam

rekaman seismik. Gelombang yang dihilangkan di dalam rekaman seismik hasil

pemodelan di atas berupa gelombang langsung. (Gambar 4.15). Muting tersebut di

lakukan dengan program ”sumute” di dalam Seismic Unix. Setelah gelombang langsung

dalam trace tersebut dihilangkan selanjutnya di pilih trace-trace dengan jarak yang tidak

jauh terhadap sumbernya agar data seismik yang dihasilkan optimum (Gambar 4.16).

Sorting trace menurut cdp dan offset

Sorting trace adalah proses mengurutkan trace-trace dalam data seismik menurut header

yang dikehendaki. Data seismik hasil pemodelan di atas di urut menurut nilai cdp dan

offset. Sorting trace tersebut dilakukan dengan program “susort” di dalam Seismic Unix.

Setelah trace di urutkan, maka proses selanjutnya adalah analisis kecepatan. 4949

(a) (b)

Gambar 4.15: Sintetik seismogram model sesar komponen Z (sumber X= 7360 m Z=30 m)

(a) Sebelum proses mute (b) Setelah proses mute

Gambar 4.16: Sintetik seismogram model sesar komponen Z hasil sorting (sumber X= 7360 m Z=30 m)

Analisis Kecepatan

Analsis kecepatan adalah proses menganalisis nilai kecepatan terhadap kedalaman. Nilai

kecepatan tersebut dipakai dalam proses NMO sehingga pengaruh perbedaan offset

antara sumber dan geophone “seolah-olah” tidak ada. Analisis kecepatan tersebut

dilakukan dengan program “suvelan” di dalam Seismic Unix.

Data seismik hasil pemodelan berjumlah 234 cdp. Nomor cdp dimulai dari 125 sampai

dengan 358. Analisis kecepatan dilakukan pada cdp no 125, 150, 175, 200, 225, 250, 275,

300, 325, 350. Semakin banyak analisis kecepatan yang dilakukan pada cdp maka

hasilnya semakin baik tetapi waktu yang dibutuhkan semakin lama. Oleh karena itu

banyaknya analisis kecepatan disesuaikan dengan kondisi lapisan.

50

(a) (b)

Gambar 4.17: Analisis Kecepatan (a) CMP 175 (b) CMP 200

Nilai kecepatan yang dipilih pada analisis kecepatan tersebut adalah titik yang

memperlihatkan nilai semblance yang tinggi dengan nilai kecepatan yang meningkat

seiring kedalaman

Koreksi NMO (Normal Move Out)

Suatu koreksi untuk memindahkan pengaruh perbedaan letak antara shot dan receiver

pada CDP gather. Hasil dari proses ini adalah “seolah-olah” shot dan receiver terletak

pada offset 0.

(a) (b)

Gambar 4.18: CMP 175 (a) sebelum NMO (b) setelah NMO

5151

(a) (b)

Gambar 4.19: CMP 200 (a) sebelum NMO (b) setelah NMO

Stacking

Tahapan yang terakhir adalah Stacking. Stacking adalah proses menumpuk trace-trace

dalam cdp gather sehingga menjadi satu trace. Tujuan stacking untuk meningkatkan nilai

signal to noise rasio nya sehingga data seimik menjadi optimum untuk diinterpretasi.

Hasil stack dapat dilihat pada Gambar 4.20.

IV.6 Analisis Penampang ”Brute Stack”

5252

Gambar 4.20 merupakan gambar penampang seismik “brute stack” hasil pengolahan data

seismik pada model sesar. Data dalam pembuatan penampang ”brute stack” model sesar

berasal dari sintetik seismogram hasil simulasi gelombang seismik pada medium elastik

isotropik sehingga direkam gelombang refleksi P dan gelombang S konversi refleksi.

Akibatnya pada penampang ”brute stack” didapatkan dua jenis reflektor yaitu reflektor P

dan S. Dari gambar tesebut secara umum dapat dilihat bahwa reflektor yang ditampilkan

pada penampang “brute stack” sudah cukup memperlihatkan kondisi reflektor pada

model sesar. Batas-batas lapisan pada model sesar sangat jelas sekali ditunjukkan oleh

reflektor pada penampang ”brute stack”. Pada Gambar 4.20 reflektor gelombang P

ditunjukkan oleh reflektor dengan amplitudo yang kuat yaitu pada waktu 1,5 s, 2,4 s, dan

3,5 s. Reflektor gelombang P merupakan reflektor dengan amplitudo yang kuat karena

data yang diolah berasal dari sintetik seismogram komponen Z yang sensitif dalam

merespon gelombang kompresi (gelombang P). Pada gambar penampang tersebut juga

Reflektor 1 gelombang S

Reflektor 2 gelombang P

Reflektor 1 gelombang P

Pola “Bow Tie”

Reflektor 3 gelombang P

Gambar 4.20: Penampang seismik “Brute Stack” model sesar

53

54

kita masih dapat melihat reflektor gelombang S hanya saja amplitudo pada reflektor

tersebut tidak sebesar reflektor gelombang P. Reflektor gelombang S tersebut dapat

dilihat pada waktu 2 s. Reflektor tersebut merupakan reflektor S untuk batas lapisan 1

dan 2. Reflektor gelombang S pada batas-batas lapisan selanjutnya tidak ditemukan. Itu

dimungkinkan karena energi gelombang S refleksi konversi sangat kecil sehingga tidak

dapat dideteksi oleh geophone. Pada gambar 4.20 reflektor satu merupakan gelombang

pantul yang diakibatkan oleh batas lapisan 1 dan 2 pada model sesar. Reflektor dua

merupakan gelombang pantul yang diakibatkan batas lapisan 2 dan 3 sedangkan reflektor

tiga merupakan gelombang pantul akibat batas lapisan 3 dan 4.

Bila dibandingkan antara bentuk reflektor lapisan penampang seismik “brute stack”

(Gambar 4.20) dengan reflektor lapisan model sesar (Gambar 4.4) maka terdapat

perbedaan. Perbedaaan bentuk reflektor tersebut terjadi pada reflektor tiga dan dua

gelombang P pada penampang seismik “brute stack”. Perbedaan bentuk reflektor tiga

gelombang P pada penampang ”brute stack” dan model sesar sangat jelas terlihat. Pada

penampang ”brute stack” bentuk reflektor tiga gelombang P tidak terlalu simetris

membentuk lengkungan seperti pada model sesar. Perbedaan tersebut dapat diamati seara

jelas dengan membandingkan bentuk lengkungan pada reflektor tiga gelombang P bagian

sebelah kiri dan kanan pada penampang ”brute stack”. Berdasarkan analisis snapshot

gelombang, hal ini dikarenakan muka gelombang hasil pantulan dari reflektor tiga

gelombang P tersebut menjalar dengan kecepatan yang berbeda pada sebelah kiri dan

kanan model sesar. Penjalaran gelombang pantulan tersebut lebih cepat pada bagian kiri

karena lapisan ke satu pada model sesar (kecepatan lapisan paling rendah) relatif lebih

tipis dari pada lapisan satu pada bagian kanannya. Hal inilah yang mengakibatkan bentuk

reflektor tiga gelombang P pada bagian sebelah kiri berbeda dengan sebelah kanan pada

penampang ”brute stack”. Reflektor tiga pada bagian kiri lebih terangkat ke atas karena

gelombang pantulannya merambat lebih cepat dibandingkan perambatan gelombang

pantulan di sebelah kanannya.

Bentuk reflektor dua gelombang P pada penampang ”brute stack” juga berbeda dengan

model sesar yang dibuat. Ini diakibatkan oleh hal yang sama yang terjadi pada reflektor 3

gelombang P tadi yaitu akibat penjalaran gelombang P yang lebih cepat pada sebelah kiri

model sesar yang diakibatkan lapisan satu (kecepatan lapisan paling rendah) relatif lebih

tipis dibandingkan sebelah kanannya.

Pada Gambar 4.20 juga dapat dilihat fenomena gelombang yang terjadi pada model sesar

yakni berupa pola ”bow tie”. Pola “bow tie” tersebut terdapat pada reflektor satu dan dua

gelombang P. Pola ”bow tie” tersebut terjadi karena gelombang mengenai suatu bentuk

reflektor yang menyerupai bentuk sinklin seperti pada kasus model geologi lipatan. Pola

”bow tie” tersebut muncul pada penampang ”brute stack” akibat geometri sinkiln yang

dibentuk reflektor bidang sesar dan reflektor bidang horizontal sebelah bawahnya

sehingga seolah-olah membentuk sinklin seperti pada kasus lipatan. Bila diperhatikan

Pola ”bow tie ” pada penampang ”brute stack” hampir mirip dengan pola ”bow tie” pada

sintetik seismogram model lipatan pada bab sebelumnya.

Untuk menghilangkan pola ”bow tie” dan mengembalikan bentuk reflektor (seperti pada

reflektor tiga) kepada posisi sebenarnya maka diperlukan teknik pengolahan data seismik

yang lebih lanjut yaitu teknik migrasi. Teknik migrasi sangat di perlukan untuk

mendapatkan rekontruksi sesar yang mendekati model sebenarn

55