Pengantar Pemodelan Inversi GeofisikaDalam illmu geofisika,
pengukuran data di permukaan bumi dilakukan untuk memperkirakan
kondisi-bawah permukaan berdasarkan respon dari struktur atau
formasi geologi. Respon tersebut timbul karena adanya variasi sifat
fisika yang relevan, seperti cepat rambat gelombang seismik, rapat
masa, resistifitas, kemagnetan dan sebagainya yang berasosiasi
dengan kandungan fluida dan struktur atau formasi geologi
bawah-permukaan.Untuk menerjemahkan data geofisika menjadi
besaran-besaran yang menggambarkan sifat fisis bawah-permukaan,
selain dilakukan secara kualitatif, informasi-informasi tersebut
juga diolah secara kuantitatif, yang umumnya dilakukan melalui
pemodelan. Tujuan dari penggunaan model adalah agar permasalahan
dapat disederhanakan dan repon model dapat diperkirakan atau
dihitung secara teoritis menggunakan teori-teori fisika. Secara
garis besar, didalam ilmu geofisika dikenal 2 jenis permodelan
yaitu Pemodelan kedepan (Forward Modeling) dan pemodelan inversi
(Inverse Modeling). Khusus untuk tulisan bulletin samudra edisi
ini, kita akan mendiskusikan konsep dasar pemodelan inversi
(Inverse Modeling) yang digunakan sebagai aplikasi ilmu geofisika
dalam industri Migas.Inverse ModelingJika Pemodelan kedepan
(forward modeling) menyatakan proses perhitungan data yang secara
teoritis akan teramati di permukaan bumi jika diketahui harga
parameter model bawah-permukaan, maka pemodelan inversi (Inverse
Modeling) adalah kebalikan dari pemodelan kedepan karena dalam
pemodelan inversi, parameter model diperoleh langsung dari data,
seperti dalam inversi seismik untuk mendapatkan model impedansi
akustik, model didapatkan berdasarkan data dan informasi waveleet
dan citra struktur geologi yang terkandung dalam data seismik.
Menke (1984) mendefinisikan teori inversi sebagai suatu kesatuan
teknik atau metoda matematika dan statistika untuk memperoleh
informasi yang berguna mengenai suatu sistem fisika berdasarkan
observasi terhadap sistem tersebut. Sistem fisika yang dimaksud
adalah fenomena yang kita tinjau seperti Impedansi Akustik (AI)
atau Impedansi Elastik (EI) yang berkaitan dengan reservoar
hidrokarbon dan kondisi geologi bawah-permukaan.Pemodelan inversi
sering disebut sebagai data fitting karena dalam prosesnya dicari
parameter model yang menghasilkan respon yang sesuai dengan
pengamatan. Kesesuaian antara respon model dengan data pengamatan
umumnya dinyatakan oleh suatu fungsi objektif yang harus
diminimumkan.Pemodelan geofisika dalam kegiatan eksplorasi
hidrokarbon, biasanya dilakukan melalui forward modeling berupa
simulasi seismik sintetik dengan memodelkan aspek fisika dari
geologi bawah permukaan(struktur, impedansi akustik, anisotropik)
lalu dilakukan simulasi akusisi seismik menggunakan sumber wavelet
yang diketahui, sehingga menghasilkan respon seismik sesuai dengan
kaidah-kaidah fisika penjalaran gelombang. Sedangkan dalam inverse
modeling, menggunakan data seismik hasil akusisi data dilapangan,
dilakukan estimasi model geologi yang sesuai dengan menghilangkan
aspek wavelet (sumber ledak) yang dibawa serta sebagai hasil
penjalaran gelombang di bawah-permukaan bumi.Ketidak-unikan solusi
model Inversi GeofisikaDalam metoda inversi seismik, contohnya
untuk Impedansi Akustik, model diasumsikan sebagai respon yang
cocok dari data seismik refleksi sebagai data hasil pengamatan dan
model Impedansi akusitik ini dianggap sebagai model yang
merepresentasikan kondisi geologi bawah-permukaan bumi. Padahal
sebenarnya banyak model lain yang juga menghasilkan respon hampir
sama, yang dapat dianggap fit dengan data. Dengan demikian solusi
pemodelan inversi ini umumnya tidak unik (tidak tunggal).
Ketidak-unikan (Non Uniqueness) solusi pemodelan ini adalah akibat
dari paling tidak tiga hal utama, yaitu : sifat fisika fenomena
geologi yang ditinjau, adanya kesalahan atau bising (noise) pada
data, serta yang terakhir adalah kekuarangan data dalam membatasi
atau mendefinisikan (menjadi constrain) solusi.
Cara untuk mengatasi ketidak-unikan solusi (terutama yang
bersifat inherent) pada pemodelan inversi geofisika adalah dengan
menyertakan informasi tambahan berupa data log sumur dari horizon
yang dapat memberi batasan dan constrain bagi solusi atau model.
Ketidak-unikan solusi pemodelan inversi geofisika juga menuntut
interpreter untuk lebih berhati-hati dalam memanfaatkan dan menarik
kesimpulan dari hasil pemodelan. Solusi atau model yang baik dari
model inversi seperti dalam Inversi data seismik harus dapat
menjelaskan data secara fisis dan layak ( feasible) secara
geologi.
Aplikasi Metoda InversiPermasalahan geofisika pada dasarnya
adalah masalah inversi karena kita dituntut untuk memperkirakan
model atau parameter berdasarkan hasil pengamatan data. Dengan
demikian pemodelan inversi merupakan fokus kebanyakan atau hampir
semua bidang geofisika. Pemodelan inversi dapat pula digunakan
untuk menyelesaikan permasalahan pencarian parameter model secara
lebih umum dengan catatan bahwa permasalahan tersebut dapat
dimodelkan secara kuantitatif.Beberapa permasalahan inversi
geofisika dapat dijumpai sebagai solusi bawah permukaan bumi dan
aplikasinya dalam dunia migas, ekplorasi mineral maupun ilmu
kebumian lainya, diantaranya adalah:1. Seismik Inversi dalam
karakterisasi reservoar minyak bumi baik Impedansi Akustik (AI) dan
Impedansi Elastik (EI) serta attribute-attribute seismik
turunannya.2. Pemodelan Inversi data magnetik bumi untuk keperluan
pemetaan geologi regional dan eksplorasi mineral.3. Pemodelan
inversi geolistrik tahanan jenis dalam pemetaan air tanah dan
survey lapisan lapuk.4. Pemodelan inversi magnetotellurik untuk
keperluan pemetaan dan karakterisasi reservoar geotermal.Selain
aplikasinya di dalam dunia migas dan energi, metoda inversi juga
dijumpai diberbagai bidang seperti dalam tomography kedokteran
(USG), penentuan episenter gempa bumi, prediksi fluktuasi indeks
pasar modal dan sebagainya.
Salam,Roy Baroes