makalah geofisika
TRANSCRIPT
MAKALAH PENGANTAR GEOFISIKA
“ILMU DAN TEKNOLOGI GEOFISIKA “
Oleh:
JEFRIYANTO UTIYA
111014001
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
JURUSAN FISIKA
UNIVERSITAS SAM RATULANGI
MANADO
2012
KATA PENGANTAR
Segala puji bagi Tuhan yang telah menolong hamba-Nya menyelesaikan
makalah ini dengan penuh kemudahan. Tanpa pertolongan Dia mungkin penyusun tidak
akan sanggup menyelesaikan dengan baik.
Makalah ini disusun agar pembaca dapat memperluas tentang pengetahuan
Geofisika, yang kami sajikan berdasarkan pengamatan dari berbagai sumber. Makalah
ini di susun oleh penyusun dengan berbagai rintangan. Baik itu yang datang dari diri
penyusun maupun yang datang dari luar. Namun dengan penuh kesabaran dan terutama
pertolongan dari Allah SWT akhirnya makalah ini dapat terselesaikan.
Makalah ini memuat tentang ”ILMU DAN TEKNOLOGI GEOFISIKA” yang
menjelaskan pemanfaatan ilmu dan teknik fisika.
Penyusun juga mengucapkan terima kasih kepada bapak dosen yang telah
membimbing penyusun agar dapat menyelesaikan makalah ini.
Semoga makalah ini dapat memberikan wawasan yang lebih luas kepada
pembaca. Walaupun makalah ini memiliki kelebihan dan kekurangan. Penyusun mohon
untuk saran dan kritiknya. Terima kasih.
Manado, April 2012
Penyusun
JEFRIYANTO UTIYA
BAB IPENDAHULUAN
1. Latar Belakang
Geofisika adalah metoda yang mempelajari Bumi dan Batuan menggunakan
pendekatan-pendekatan Fisika dan Matematika. Ilmu Geofisika merupakan gabungan
dari konsep-konsep Ilmu Geologi dan Fisika. Ilmu geofisika memiliki cakupan yang
luas, dimulai dari Fisika ujungnya pada Geologi Eksplorasi, malah mungkin masuk ke
Domain Tambang dan Petroteur Engineer, Domain yang termasuk “Pure Geophysics”
atau “Theoritical Geophysics”, digeluti pada bidang Ilmu Fisika.
Geofisika adalah metoda yang mempelajari Bumi dan Batuan menggunakan
pendekatan-pendekatan Fisika dan Matematika. Ilmu Geofisika merupakan gabungan
dari konsep-konsep Ilmu Geologi dan Fisika. Ilmu geofisika memiliki cakupan yang
luas, dimulai dari Fisika ujungnya pada Geologi Eksplorasi, malah mungkin masuk ke
Domain Tambang dan Petroteur Engineer, Domain yang termasuk “Pure Geophysics”
atau “Theoritical Geophysics”, digeluti pada bidang Ilmu Fisika, Ilmu Geofisika yang
mempelajari bumi secara umum juga disebut Global geophysics yang mengamati dan
menganalisa bumi, interior, gempa, dll, diketahui di bidang lain “Solid Eart
Geophysics”. Aplikasi geofiisika unutk eksplorasi disebut Eksploration Geophysics,
atau Geofisika eksplorasi atau Geofisika terapan. Eksplorasi geofisika terdiri dari
bermacam-macam metoda, satu sama lain, tergantung besaran yang diukur, macam dan
bentuk metoda geofisika eksplorasi tergantung besaran fisis yang akan diukur, cara
melakukan eksplorasi dan hasil akhir yang diharapkan. Metode itu teridiri antara lain:
·Metode Gaya Berat (Metode gravitasi).
·MetodeGeomagnet.
· Metode Seismik Refraksi
· Metode Seismik Refleksi
· Metode Geofisika Lubang Bor, terdiri bermacam metoda : Tahanan jenis,
potensial diri, potensial terimbas, sonik, metoda gamma ray, metoda neutron,
dll.
· Metode Geolistrik Tahanan Jenis
· Metode Geolistrik Potensial Terimbas
Geofisika adalah bagian dari ilmu bumi yang mempelajari bumi menggunakan
kaidah atau prinsip-prinsip fisika. Di dalamnya termasuk juga meteorologi, elektrisitas
atmosferis dan fisika ionosfer. Penelitian geofisika untuk mengetahui kondisi di bawah
permukaan bumi melibatkan pengukuran di atas permukaan bumi dari parameter-
parameter fisika yang dimiliki oleh batuan di dalam bumi. Dari pengukuran ini dapat
ditafsirkan bagaimana sifat-sifat dan kondisi di bawah permukaan bumi baik itu secara
vertikal maupun horisontal. Dalam skala yang berbeda, metode geofisika dapat
diterapkan secara global yaitu untuk menentukan struktur bumi, secara lokal yaitu untuk
eksplorasi mineral dan pertambangan termasuk minyak bumi dan dalam skala kecil
yaitu untuk aplikasi geoteknik (penentuan pondasi bangunan dll). Di Indonesia, ilmu ini
dipelajari hampir di semua perguruan tinggi negeri yang ada. Biasaya geofisika masuk
ke dalam fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam (MIPA), karena
memerlukan dasar-dasar ilmu fisika yang kuat, atau ada juga yang memasukkannya ke
dalam bagian dari Geologi. Saat ini, baik geofisika maupun geologi hampir menjadi
suatu kesatuan yang tak terpisahkan Ilmu bumi.
2. Rumusan masalah
a. Apa yang dimaksud Teknik Geofisika?
b. Apa yang dipelajari pada teknik geofisika?
c. Bagaimana penembangan ilmu dan Teknik Geofisika?
BAB IIPEMBAHASAN
1. Metode Geofisika
Secara umum, metode geofisika dibagi menjadi dua kategori yaitu metode pasif
dan aktif. Metode pasif dilakukan dengan mengukur medan alami yang dipancarkan
oleh bumi. Metode aktif dilakukan dengan membuat medan gangguan kemudian
mengukur respons yang dilakukan oleh bumi. Medan alami yang dimaksud disini
misalnya radiasi gelombang gempa bumi, medan gravitasi bumi, medan magnetik bumi,
medan listrik dan elektromagnetik bumi serta radiasi radioaktifitas bumi. Medan buatan
dapat berupa ledakan dinamit, pemberian arus listrik ke dalam tanah, pengiriman sinyal
radar dan lain sebagainya. Secara praktis, metode yang umum digunakan di dalam
geofisika tampak seperti tabel di bawah ini: Metode Parameter yang diukur Sifat-sifat
fisika yang terlibat Seismik Waktu tiba gelombang seismik pantul atau bias, amplitudo
dan frekuensi gelombang seismik Densitas dan modulus elastisitas yang menentukan
kecepatan rambat gelombang seismik Gravitasi Variasi harga percepatan gravitasi bumi
pada posisi yang berbeda Densitas Magnetik Variasi harga intensitas medan magnetik
pada posisi yang berbeda Suseptibilitas atau remanen magnetik Resistivitas Harga
resistansi dari bumi Konduktivitas listrik Polarisasi terinduksi Tegangan polarisasi atau
resistivitas batuan sebagai fungsi dari frekuensi Kapasitans ilistrik Potensial diri
Potensial listrik Konduktivitas listrik Elektromagnetik Respon terhadap radiasi
elektromagnetik Konduktivitas atau Induktansi listrik Radar Waktu tiba perambatan
gelombang radar Konstanta dielektrik.
2. Teknologi Geofisika Seismik
SURVEI SEISMIK
Pelaksanaan survey seismik melibatkan beberapa departemen yang bekerja
secara dan saling berhubungan satu dengan yang lainnya. Departemen-departemen yang
terlibat antara lain: Topografi, Seismologist, Processing, Field Quality Control (QC)
dan departemen pendukung lainya. Dept. Topografi bertugas untuk memplotkan
koordinat teoretik hasil desain. Dept Seismologist bertugas mulai dari pembentangan
kabel, penempatan Shot point (proses drilling dan preloading) dan selanjutnya
dilakukan penembakan dan recording yang teknis pelaksanaanya dikerjakan di LABO.
Data hasil recording diolah oleh departemen processing untuk mendapatkan output data
akhir pelaksanaan survey. Untuk mengontrol serta meningkatkan kualitas dalam
kegiatan akuisisi data seismik maka dilakukan juga Field QC.
Berikut gambaran umum pekerjaan survey seismik.
TOPOGRAFI
Dalam survey seismik posisi koordintat SP (shot point) dan TR (trace) sangat penting
sekali diperhatikan, karena hal ini menyangkut dengan kualitas data yang akan
dihasilkan. Departemen Topografi melakukan pengeplotan /pematokan koordinat-
koordinat SP dan TR teoritik yang telah didesain. Dalam membuat desain survei
seismik terdapat beberapa parameter lapangan yang harus diperhatikan :
1. Trace interval : Jarak antara tiap trace
2. Shot point interva l : Jarak antara satu SP dengan SP yang lainnya
3. Far Offset : Jarak antara sumber seismik dengan trace terjauh terjauh4. Near Offset : Jarak antara sumber seismik dengan trace terdekat
5. Jumlah shot point : Banyaknya SP yang digunakan dalam satu lintasan
6. Jumlah Trace : Banyaknya trace yang digunakan dalam satu SP
7. Record length : lamanya merekam gelombang seismik
8. fold coverage : Jumlah atau seringnya suatu titik di subsurfece terekam oleh geophone di permukaan
Program kerja yang dilakukan oleh departemen Topografi antara lain:
-Survey Lokasi-Posisi Lokasi Survey-Daerah Survey-Akses kelokasi survey-Perencanaan Pekerjaan-Pembuatan peta kerja
Pengukuran Titik Kontrol
Langkah pertama dalam pembuatan titik kontrol adalah mendistribusikan pilar-pilar GPS pada seluruh area. Kemudian BM GPS ini dipasang pada area survai sesuai dengan distribusi dimana pilar tersebut dipasang.Titik BM yang telah diketahui digunakan untuk menentukan koordinat-koordinat lain yang belum diketahui, misalnya koordinat
shoot point atau koordinat receiver.Pada dasarnya pengukuran GPS selalu diikatkan dengan titik dari Bakosurtanal yang bertujuan untuk mengikatkan titik koordinat secara global sehingga titik koordinat tersebut dapat dikorelasikan dengan titik koordinat peta yang lain.
Pengukuran Lintasan Seismik
Pengukuran Lintasan Seismik & Pemasangan patok SP dan TRPengukuran
lintasan seismik yang meliputi pengukuran titik tembak (SP) dan titik rekam (TR)
dilakukan dengan menggunakan peralatan total station.Pembuatan Titian dan
RintisanTitian dibuat untuk mempermudah dan memperlancar kerja ketika survey
menemukan lokasi yang tidak bisa dilewati sepeti: irigasi, parit, sungai atau rawa
Sehingga mengefektifkan waktu dan kerja crew baik drilling maupun recording.
Pengukuran Lintasan
DRILLING DAN PRELOADING
Pemboran dangkal pada survey Seismik bertujuan untuk membuat tempat penanaman
dinamit sebagai sumber energi (source) pada perekaman. Kedalaman lubang bor
biasanya 30 m dengan diameternya sekitar 11 cm. Penentuan kedalaman lubang bor ini
berdasarkan test percobaan yang dilakukan sebelumnya. Kedalaman ini terletak di
bawah lapisan lapuk (weathering zone).
Drilling
PRELOADING
Pada survey seismik digunakan sumber energi dinamit untuk di darat, dan airgun
digunakan khusus untuk daerah survey di dalam air. Dinamit yang digunakan bermerk
Power Gel ini terbungkus dalam tabung plastik dan dapat disambung-sambung sesuai
dengan berat yang diinginkan untuk ditanam. Di dalam tabung ini dinamit diisi dengan
detenator atau ‘cap’ sebagai sumber ledakan pertama, serta dipasang pula anchor agar
dinamit tertancap kuat di dalam tanah. Pemasangan dinamit (preloading) dilakukan
langsung setelah pemboran selesai, dengan tujuan untuk menghindari efek
pendangkalan dan runtuhan di dalam lubang. Pengisian dinamit dilakukan oleh regu
loader yang dipimpin oleh seorang shooter yang telah mempunyai pengetahuan
keamanan yang berhubungan dengan bahan peledak dan telah memiliki lisensi tertulis
dari migas.
Preloading
RECORDING
Perekaman merupakan pekerjaan akhir dari akuisisi data seismik, yaitu
merekam data seismik ke dalam pita magnetik (tape) yang nantinya akan diproses oleh
pusat pengolahan data (processing centre). Sebelum melakukan perekaman kabel
dibentangkan sesuai dengan posisi dan lintasannya berdasarkan desain survey 2D. Pada
saat perekaman, yang memegang kendali adalah observer dengan memakai
perlengkapan alat recording yang disebut LABO.
Persiapan Peralatan
Peralatan yang digunakan dalam proses recording antara lain:1. Kabel Trace: Kabel
penghubung antar trace.2. Geophone: Penerima getaran dari gelombang sumber yang
berupa sinyal analog.3. SU (Stasiun Unit): Pengubah sinyal analog dari trace ke dalam
digital yang akan ditransfer ke LABO.4. PSU (Power Stasiun Unit): Berfungsi
memberikan energi pada SU 70 A / 16 Volt.
Penembakan (Shooting
peledakan dan perekaman tidak semua data terekam sempurna, kadang-kadang dinamit
tidak meledak, Up Hole tidak terekam dengan baik, banyak noise, dsb. Kejadian ini
disebut misfire, beberapa istilah misfire yang sering digunakan di lapangan:
Cap Only : dinamit tidak meledak, detenator meledak
Dead Cap : hubungan pendek, dinamit tidak meledak
Loss wire : kabel deto tidak ditemukan
Weak Shot : tembakan lemah, frekuensi rendah
Line Cut : kabel terputus saat shooting
Parity Error : instrumen problem
No CTB : no confirmation time break
Loss Hole : lubang dinamit tidak ditemukan
Reverse Polaritty : polaritas terbalik
Bad/No Up Hole : UpHole jelek atau tidak ada (pada monitor record atau blaster)
Dead Trace : trace mati
Noise Trace : terdapat noise pada trace
FIELD PROCESSING
Field processing adalah proses yang dilakukan di lapangan sebelum dilakukan
proses selanjutnya di pusat. Perhatian utama di field processing adalah pada geometri
penembakan dimana jika ada penembakan terdapat wrong ID, wrong coordinate, wrong
spread dsb, dapat diketahui dan segera dikonfirmasikan ke Field Seismologist dan
TOPO untuk dilakukan perbaikan. Proses pengolahan data seismik di lapangan
biasanya hanya dilakukan sampai pada tahapan final stack tergantung dari permintaan
client. Langkah-langkah yang umum dilakukan dalam memproses data seismic di
lapangan adalah sebagai berikut:
Loading Tape
Data sesimik dalam teknologi masa ini selalu disimpan dalam pita magnetik dalam
format tertentu. Pita magnetik yang memuat data lapangan ini disebut field tape. SEG
(Society of Ekploration Geophysics) telah menetukan suatu standar format penulisan
data pada pita magnetic.
Geometri Up Date
Adalah proses pendefinisian identitas setiap trace yang berhubungan dengan shotpoint,
koordinat X,Y,Z di permukaan, kumpulan CDP, offset terhadap shot-point, dan
sebagainya. Trace Editing Proses editing dan mute bertujuan untuk merubah atau
memperbaiki trace atau record dari hal-hal yang tidak diinginkan yang diperoleh dari
perekaman data di lapangan. Editing dapat dilakukan pada sebagian trace yang jelek
akibat dari adanya noise, terutama koheren noise, misfire, atau trace yang mati, polariti
yang terbalik. Pelaksanaan pengeditan dapat dilakukan dengan 2 cara yaitu, pertama
membuat trace-trace yang tidak diinginkan tersebut menjadi berharga nol (EDIT) dan
atau membuang / memotong bagian-bagian trace pada zona yang harus didefinisikan
(MUTE). Hal-hal yang perlu diedit dari suatu data dapat diperoleh dari catatan
pengamatan di lapangan (observer report) maupun dengan pengamatan dari display raw
recordnya.
Raw Data
koreksi statik
Tujuan koreksi statik ini adalah untuk memperoleh arrival time bila penembakan
dilakukan dengan titik tembak dan group geophone yang terletak pada bidang
horizontal dan tanpa adanya lapisan lapuk. Koreksi ini dilakukan untuk menghilangkan
pengaruh dari variasi topografi, tebal lapisan lapuk dan variasi kecepatan pada lapisan
lapuk. Suatu reflector yang datar (flat) akan terganggu oleh adanya kondisi static yang
disebabkan adanya efek permukaan (near surface efects). Secara garis besar koreksi
static ini dapat dibagi menjadi dua bagian koreksi :- Koreksi Lapisan Lapuk
(weathering layer)- Koreksi Ketinggian.
Amplitudo Recovery (Proses Pemulihan Amplitudo)
Proses ini bertujuan memulihkan kembali nilai amplitudo yang berkurang yang hilang
akibat perambatan gelombang seismic dari sumber sampai kepenerima (geophone),
sedemikian rupa sehingga pada setiap trace dikalikan dengan besaran tertentu, sehingga
nilai amplitudo relatif stabil dare time break hingga kedalaman target. Pengurangan
intensitas gelombang seismic ini disebabkan karena hal-hal sebagai berikut:-
Peredaman karena melewati batuan yang kurang elastik sehingga mengabsorbsi energi
gelombang.- Adanya penyebaran energi kesegala arah (spherical spreading atau
spherical divergence).
Deconvolution
Energi getaran yang dikirim kedalam bumi mengalami proses konvolusi (filtering) bumi
bersikap sebagai filter terhadap energi seismik tersebut. Akibat efek filter bumi, maka
bentuk energi seismik (wavelet) yang tadinya tajam dan tinggi amplitudonya di dalam
kawasan waktu (time domain). Kalau ditinjau dalam kawasan frekuensi, tampak bahwa
spektrum amplitudonya menjadi lebih sempit karena amplitudonya frekuensi tinggi
diredam oleh bumi dan spektrum fasenya berubah tidak rata. Dekonvolusi adalah suatu
proses untuk kompensasi efek filter bumi, berarti di dalam kawasan waktu bentuk
wavelet dipertajam kembali, atau di dalam kawasan frekuensi spektrum amplitudonya
diratakan dan spektrum fase dinolkan atau diminimumkan.
Analisa Kecepatan
Analisa kecepatan (velocity analysis) adalah metode yang dipakai untuk mendapatkan
stacking velocity dari data seismik yang dilakukan dengan menggunakan Interactive
Velocity Analisis diperoleh dari kecepatan NMO dengan asumsi bahwa kurva NMO
adalah hiperbolik. Analisa kecepatan ini sangat penting, karena dengan analisa
kecepatan ini akan diperoleh nilai kecepatan yang cukup akurat untuk menetukan
kedalaman, ketebalan, kemiringan dari suatu reflektor. Analisis kecepatan ini dilakukan
dalam CDP gather, harga kontur semblance analisis sebagai fungsi dari kecepatan NMO
dan CDP gather stack dengan kecepatan NMO yang akan diperoleh pada waktu analisa
kecepatan. Didalam CDP gather titik reflektor pada offset yang berbeda akan berupa
garis lurus (setelah koreksi NMO).
Residual static
Kesalahan perkiraan penentuan kecepatan dan kedalaman pada weathering layer saat
melakukan koreksi statik dan adanya sisa deviasi static pada data seismik serta Data
Uphole dan First break yang sangat buruk juga dapat mempengaruhi kelurusan reflektor
pada CDP gather sehingga saat stacking akan menghasilkan data yang buruk. Pada
prinsipnya perhitungan residual static didasarkan pada korelasi data seismik yang telah
terkoreksi NMO dengan suatu model. Dimana model ini diperoleh melalui suatu
Picking Autostatic Horizon yang mendefinisikan besar pergeseran time shift yang
dinyatakan sebagai statik sisa yang akan diproses. Proses stacking adalah
menjumlahkan seluruh komponen dalam suatu CDP gather, seluruh trace dengan
koordinat midpoint yang sama dijumlahkan menjadi satu trace. Setelah semua trace
dikoreksi statik dan dinamik, maka di dalam format CDP gather setiap refleksi menjadi
horizontal dan noise-noisenya tidak horizontal, seperti ground roll dan multiple. Hal
tersebut dikarenakan koreksi dinamik hanya untuk reflektor-reflektornya saja. Dengan
demikian apabila trace-trace refleksi yang datar tersebut disuperposisikan (distack)
dalam setiap CDP-nya, maka diperoleh sinyal refleksi yang akan saling memperkuat
dan noise akan saling meredam sehingga S/N ratio naik. Kecepatan yang dipakai dalam
proses stacking ini adalah stacking velocity. Stacking velocity adalah kecepatan yang
diukur oleh hiperbola NMO.
Migrasi
Migrasi dilakukan setelah proses stacking, migrasi merupakan tahap akhir dalam
metode Post Stack Time Migration yang bertujuan untuk memindahkan event-event
data pada section seismic ke posisi yang sebenarnya. Dengan kata lain migrasi
diperlukan karena rumusan pemantulan pemantulan pada CMP yang diturunkan
berasumsi pada model lapisan datar, apabila lapisannya miring maka letak titik-titik
CMP / reflektornya akan bergeser. Untuk mengembalikan titik-titik reflektor tersebut
keposisi yang sebenarnya dilakukan proses migrasi.
BAB III
PENUTUP
KESIMPULAN
1. Teknik Geofisika adalah disiplin ilmu rekayasa yang mempelajari fisik bumi
dibagian dalam dengan menggunakan metode dan teknik fisika seperti
gelombang gempa, magnet bumi, gravitasi, struktur lapisan kulit bumi, dan
sebagianya. Aplikasi dari Teknik Geofisika digunakan untuk
mengidentifikasi serta menentukan secara kuantitatif dan kualitatif besarnya
sumber daya bumi yang bermanfaat bagi manusia.
2. Pembahasan dalam Teknik Geofisika berdasarkan kepada prinsip-prinsip
geologi, fisika, kimia, matematika, hidrologi, dan informatika. Secara
keseluruhan bidang kajian ilmu geofisika meliputi meteorologi, geofisika
bumi padat (seismologi yang mempelajari gempa bumi, ilmu tentang
gunungapi atau volcanology, geodinamika yang mempelajari dinamika
pergerakan lempeng-lempeng di bumi, dan eksplorasi seismik yang
digunakan dalam pencarian hidrokarbon), dan oseanografi.
3. metode geofisika dapat diterapkan secara global yaitu untuk menentukan
struktur bumi, secara lokal yaitu untuk eksplorasi mineral dan pertambangan
termasuk minyak bumi dan dalam skala kecil yaitu untuk aplikasi geoteknik
(penentuan pondasi bangunan dll).
SARAN
Makalah ini masih jauh dari kesempurnaan, mohoh tanggapan dan kritikan yang
mengarah kearah yang membangun.
DAFTAR PUSTAKA
http://www.engineeringtown.com/teenagers/index.php/teknik-geofisika.html
www.itb.ac.id/usm-itb/Prodi teknik geofisika/123.htm