METODE SEISMIK

METODE SEISMIK

Metoda seismik adalah salah satu metoda eksplorasi yang didasarkan pada pengukuran respon gelombang seismik (suara) yang dimasukkan ke dalam tanah dan kemudian direleksikan atau direfraksikan sepanjang perbedaan lapisan tanah atau batas-batas batuan. Terdapat dua macam metoda dasar seismik yang sering digunakan, yaitu seismik refraksi dan seismik refleksi. Metoda seismik refraksi mengukur gelombang datang yang dipantulkan sepanjang formasi geologi di bawah permukaan tanah. Peristiwa refraksi umumnya terjadi pada muka air tanah dan bagian paling atas formasi bantalan batuan cadas. Grafik waktu datang gelombang pertama seismik pada masing-masing geofon memberikan informasi mengenai kedalaman dan lokasi dari horison-horison geologi ini. Informasi ini kemudian digambarkan dalam suatu penampang silang untuk menunjukkan kedalaman dari muka air tanah dan lapisan pertama dari bantalan batuan cadas. 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 sajayang 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 metode seismik refleksi menggunakan gelombang kejut (shock-wave) buatan yang diarahkan untuk melalui bebatuan menuju target reservoir dan daerah sekitarnya. Oleh berbagai lapisan material di bawah tanah, gelombang  kejut  ini  akan  dipantulkan  ke  permukaan  dan  ditangkap oleh  alat receivers sebagai pulsa tekanan (oleh hydrophone di daerah perairan) atau sebagai percepatan (oleh  geophone  di  darat).  Variasi waktu  datang  gelombang  pantul tersebut akan mencerminkan adanya kondisi struktural tertentu dari lapisan di bawah permukaan. Kedalaman bidang antar lapisan dapat dihitung jika kita ketahui waktu datang  gelombang pantul serta data kecepatan gelombang di dalam lapisan batuan.

Kelebihan metode seismik refraksi dibandingkan dengan metode seismik refleksi :

·    Pengamatan refraksi membutuhkan lokasi sumber dan penerima yang kecil, sehingga relatif murah dalam pengambilan datanya

·    Prosesing refraksi relatif simpel dilakukan kecuali proses filtering untuk memperkuat sinyal first break yang dibaca.

·    Karena pengambilan data dan lokasi yang cukup kecil, maka pengembangan model untuk interpretasi tidak terlalu sulit dilakukan seperti metode geofisika lainnya.

Kekurangan metode seismik refraksi dibandingkan dengan metode seismik refleksi

:

·    Dalam pengukuran yg regional ,membutuhkan offset yang lebih lebar.

·    Hanya  bekerja  jika  kecepatan  gelombang  meningkat  sebagai  fungsi kedalaman.

·    Biasanya diinterpretasikan dalam bentuk lapisan-lapisan. Masing lapisan memiliki dip & topografi.

·    Hanya menggunakan waktu tiba sebagai fungsi jarak (offset).

·    Model yang dibuat didesain untuk menghasilkan

Kelebihan metode seismik refleksi dibandingkan dengan metode seismik refraksi :

·    Pengukuran seismik pantul menggunakan offset yang lebih kecil.

·    Seismik pantul dapat bekerja bagaimanapun perubahan  kecepatan sebagai fungsi kedalaman.

·    Seismik pantul lebih mampu melihat struktur yang lebih kompleks .

·    Seismik pantul merekam dan menggunakan semua medan gelombang yang terekam.

·    Bawah permukaan dapat tergambar secara langsung dari data terukur. Kekurangan metode seismik refleksi dibandingkan dengan metode seismik refraksi

:

·    Karena lokasi sumber & penerima yang cukup lebar untuk memberikan citra bawah permukaan yang lebih baik, maka biaya akuisisi menjadi lebih mahal.

·    Memerluakn komputer yang lebih mahal, dan sistem data base yang jauh lebih handal.

·    Karena banyaknya data yang direkam, pengetahuan terhadap data base harus kuat, diperlukan juga beberapa asumsi tentang model yang kompleks dan interpretasi.

Keunggulan metode seismik dibandingkan dengan metode geofisika yang lain:

·    Dapat mendeteksi variasi baik lateral maupun kedalaman dalam parameter fisis yang relevan, yaitu kecepatan seismik.

·    Dapat menghasilkan citra kenampakan struktur di bawah permukan

·    Dapat dipergunakan untuk membatasi kenampakan stratigrafi dan beberapa kenampakan pengendapan.

·    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.

·    Memungkinkan untuk deteksi langsung terhadap keberadaan hidrokarbon. Kekurangan metode seismik dibandingkan dengan metode geofisika yang lain:

·    Banyaknya data yang dikumpulkan dalam sebuah survei akan sangat besar jika diinginkan data yang baik

·    Perolehan data sangat mahal baik akuisisi dan logistik dibandingkan dengan metode geofisika lainnya.

·    Reduksi  dan  prosesing  membutuhkan  banyak  waktu,   membutuhkan komputer mahal dan ahli-ahli yang banyak.

·    Peralatan  yang  diperlukan  dalam  akuisisi  umumnya  lebih  mahal  dari metode geofisika lainnya.

·    Deteksi  langsung  terhadap  kontaminan,  misalnya  pembuangan  limbah, tidak dapat dilakukan

Kegunaan Metode Seismik Dan Hubungannya Dengan Model Eksplorasi

Objek Geofisika :

1.   Eksplorasi Minyak Bumi

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. Gelombang seismik akan dipantulkan bila mengenai kontras acoustic impedance, yang merupakan produk dari densitas dan kecepatan gelombang seismik dari suatu medium. Metode seismik refleksi dapat digunakan untuk mendeteksi parameter fisis baik secara lateral (horizontal) maupun kedalaman (vertikal). Sehingga metoda seismik mampu untuk menghasilkan peta struktural dari setiap horison geologi yang memberikan harga pantulan, tetapi horison itu sendiri tidak dapat diidentifikasi tanpa informasi geologi  berdasarkan data lubang pemboran. Data seismik pantul dapat digunakan untuk menentukan harga kecepatan rata-rata, dan sesuatu yang penting dari kacamata geologi, kecepatan interval pada lapisan yang kurang dari beberapa ratus meter. Informasi ini menyajikan setidak-tidaknya suatu indikator statistik tentang litologi.

Dengan metoda seismik pantul maka dapat dilokalisasi dan dipetakan adanya struktur antiklin, patahan, kubah garam, dan terumbu. Beberapa darinya berasosiasi dengan akumulasi minyak bumi dan gas. Beberapa bentuk penipisan stratigrafi semacam bentuk melidah atau perubahan fasies.

2.   Eksplorasi Panas Bumi

Aktivitas micro earthauke /kegempaan merupakan salah satu fenomena yang   terjadi   pada   area   produksi   Geothermal.   Injeksi   fluida   pada   saat proses  produksi akan menghasilkan tekanan yang melawan formasi batuan dan menciptakan hydraulyc fracture. Dari  fracture yang terbentuk akan menyebabkan timbulnya  micro erathquake  yang melepakan energi gelombang seismik. Oleh karena adanya aktivitas kegempaan ini, untuk melakukan  monitoring pada zona reservoir Geothermal digunakan metode micro erathquake (MEQ) yang merupakan metode  passive seismic  untuk melihat distribusi gelombang mikro yang terjadi pada zona  reservoir.

Melalui pengukuran dengan metode ini akan didapatkan nilai kecepatan gelombang-p dan gelombang-s yang merambat pada medium bumi. Nilai ini dapat digunakan untuk mengestimasi sebaran nilai Rasio poisson pada suatu batuan pada

zona  reservoir Geothermal. Rasio poisson merupakan sifat mekanik batuan yang mengindikasikan tingkat fracturing pada batuan tersebut yang mana nilai  Rasio poisson       akan   lebih   tinggi   dari    kondisi   normal   pada   batuan   yang terisi   liquid   (cairan). Selanjutnya nilai   Rasio poisson   digunakan untuk memprediksi prosentase saturasi air sehingga dapat dilakukan evaluasi terhadap kondisi zona reservoir Geothermal.

3.   Eksplorasi Bijih Besi

Umumnya metode seismik dalam eksplorasi bijih besi digunakan sebagai penentuan struktur bawah permukaan. Penggunaan metode seismik refleksi dangkal (shallow seismic reflection) dapat mendeteksi variasi baik lateral maupun kedalaman dalam parameter fisis yang relevan, yaitu kecepatan seismik. Dapat menghasilkan citra kenampakan struktur di bawah permukaan. Dapat dipergunakan untuk membatasi kenampakan stratigrafi dan beberapa kenampakan pengendapan. 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. Sehingga dapat memungkinkan untuk deteksi langsung terhadap keberadaan struktur bawah permukaan yang berasosiasi dengan keberadaan bijih besi.

4.   Eksplorasi Batubara

Dalam eksplorasi batubara umumnya seismik refleksi digunakan untuk struktur geologi lapisan batubara. Secara fisis, batubara dicirikan dengan densitas dan kecepatan gelombang P (Vp) yang sangat rendah dibandingkan dengan lapisan penutupnya. Dikarenakan memiliki densitas dan Vp yang sangat rendah, maka pada rekaman seismik, batubara akan menunjukkan respon amplitudo yang mencolok. Oleh karena itu, walaupun ketebalan batubara yang umumnya tipis, akan tetapi karena adanya respon amplitudo yang mencolok tersebut maka batas resolusinya menjadi λ/8 bukan lagi λ/4. Untuk eksplorasi batubara dengan target yang dangkal, maka metode seismik yang tepat untuk diterapkan adalah High Resolution Seismic, dimana rentang frekuensi dominan-nya antara 50-150Hz.

5.   Eksplorasi Air Tanah

Untuk pencarian air tanah bisanya digunakan metoda seismik refraksi karena lebih efektif untuk target yang lebih dangkal. Dengan Mengukur gelombang datang yang dipantulkan sepanjang formasi geologi dibawah permukaan tanah. Peristiwa refraksi umumnya terjadi pada muka air tanah dan bagian paling atas formasi bantalan batuan cadas. Mengingat batuan yang lebih kompak akan memiliki densitas yang lebih besar dari batuan berpori(yang kemungkinan terisi fluida/air).

Metode ini didasarkan pada sifat penjalaran gelombang yang mengalami bias dengan sudut kritis dalam perambatannya, gelombang tersebut melalui bidang batas yang memisahkan suatu lapisan dengan lapisan lain di bawahnya, yang mempunyai kecepatan gelombang lebih besar. Parameter yang diamati adalah karakteristik dan waktu tiba gelombang pada masing-masing geophone. Interpretasi dilakukan terhadap kurva waktu tempuh gelombang yang menyatakan hubungan linear antara nilai waktu tiba gelombang dengan jarak offset geophone.

Adanya nilai variasi kecepatan yang berbeda dari tiap lapisan. Dari nilai variasi kecepatan yang berbeda ini menunjukan adanya jenis batuan penyusun dari tiap lapisan yang berbeda, sehingga dari analisis tiap lapisannya memperlihatkan kedalaman serta ketebalan tiap lapisannya, yang digunakan untuk menganalisis letak lapisan akuifer, geometri akuifer dangkal.