optimalisasi pencitraan struktur bawah permukaan

JGE (Jurnal Geofisika Eksplorasi)Vol. 06, No. 02, July 2020, 101-112 https://doi.org/10.23960/jge.v6i2.67

101

OPTIMALISASI PENCITRAAN STRUKTUR BAWAH PERMUKAANMENGGUNAKAN METODE KIRCHHOFF PRE-STACK TIME MIGRATIONPADA DATA SEISMIK LAUT WETAR

OPTIMIZATION OF SUBSURFACE STRUCTURE IMAGING USINGKIRCHHOFF PRE-STACK TIME MIGRATION ON SEISMIC DATA ATWETAR SEA

Syamsurijal Rasimeng1, Amelia Isti Ekarena2*, Bagus Sapto Mulyanto3, Subarsyah4, AndrianWillyan Djaja5

123Jurusan Teknik Geofisika, Universitas Lampung, Bandar Lampung45Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi Laut (P3GL), Bandung

Received: 2020, 09th MayAccepted: 2020, 10th June

Keyword:PSTM;Kirchhoff;Aperture

Corespondent Email:

How to cite this article:Rasimeng, S., Ekarena, A.I.,Mulyanto, B.S., Subarsyah, &Djaja, A.W. (2020).Optimalisasi PencitraanBawah PermukaanMenggunakan MetodeKirchoff Prestack TimeMigration Pada Data SeismikLaut Wetar. Jurnal GeofisikaEksplorasi, 6(2), 101-112.

© 2020 JGE (Jurnal GeofisikaEksplorasi). This article is an openaccess article distributed under theterms and conditions of the Creative

Abstrak. Migrasi merupakan salah satu tahap dalam pemrosesan data seismikyang bertujuan untuk mengembalikan efek difraksi ke titik reflektor yangsebenarnya. Pengolahan data seismik disesuaikan dengan permasalahan yangada pada data itu sendiri, sehingga ketepatan dalam menggunakan teknikmigrasi dan penentuan parameter pengolahan data sangat berpengaruhterhadap penampang seismik yang dihasilkan. Kirchhoff Pre-Stack TimeMigration merupakan salah satu metode migrasi yang banyak digunakankarena menunjukkan hasil yang lebih baik daripada metode stackingkonvensional. Parameter yang perlu diperhatiakan dalam Migrasi Kirchhoffadalah nilai migration aperture. Berdasarkan hal tersebut, digunakan beberapavariasi nilai migration aperture yakni 75 m, 200 m dan 512,5 m. Nilai migrationaperture 512,5 m menunjukkan hasil penampang seismik yang terbaik. Haltersebut dibuktikan dengan kemampuannya dalam menghilangkan efek bowtiedi sekitar CDP 600 sampai dengan CDP 800, menghilangkan efek difraksi disekitar CDP 3900 sampai CDP 4050, dan menunjukkan penampang seismikdengan resolusi lateral yang lebih baik dibandingkan dengan nilai migrationaperture 75 m dan 200 m. Dari penampang seismik hasil migrasi, strukturgeologi yang berhasil teridentifikasi pada lokasi penelitian adalah strukturberupa patahan yang terdapat di beberapa CDP.

Abstract. Migration is one of the stages in seismic data processing aimed atreturning the diffraction effect to the actual reflector point. The processing of aseismic data is adjusted to the existing problems in the data itself, so theaccuracy in using the migration technique and determination of dataprocessing parameters greatly affects the resulting seismic cross-section.Kirchhoff Pre-Stack Time Migration is one of the most used migration methodsin seismic data processing because it shows better results than conventionalstacking methods. The parameters that need to be noticed in the Kirchhoffmigration are the migration aperture values. Based on this, variations ofmigration aperture values used are 75 m, 200 m and 512,5 m. The 512,5 maperture migration value shows the best seismic cross-section results. This isevidenced by the capability in eliminating bowtie effects around CDP 600 up toCDP 800, eliminating diffraction effects around CDP 3900 to CDP 4050, and

[email protected]

mailto:[email protected]

JGE (Jurnal Geofisika Eksplorasi) 06 (02) 2020, 101-112

102

Commons Attribution (CC BY NC) showing a seismic cross-section with better lateral resolution compared to themigration value of the aperture of 75 m and 200 m. Based on the seismic cross-section of migration results, the geological structure that can be identified is afault that found in some CDP.

1. PENDAHULUANPemodelan zero-offset untuk meng-

gambarkan penampang seismik belummencitrakan event seismik pada posisisebenarnya, sehingga perlu dilakukan prosesmigrasi untuk mengembalikan event seismikke posisi yang sesuai terutama pada reflektormiring. Migrasi seismik akan memindahkanposisi reflektor miring ke posisi bawahpermukaan yang sebenarnya dan jugamenghilangkan efek difraksi denganmengembalikan energi difraksi ke difraktoryang sesuai sehingga proses ini dapatmeningkatkan resolusi spasial dari penampangseismik (Yilmaz, 2001).

Pemrosesan standar data seismik meliputi:sorting common mid-point (CMP), analisiskecepatan, koreksi normal move out (NMO)dan juga stacking. Teknik stackingdikembangkan untuk mendekati tampilanzero-offset dan picking velocity yang baikmerupakan hal yang penting untukmengoptimalkan fungsi stacking. Hasil dariproses stacking belum sepenuhnya sesuaidengan keadaan sebenarnya dan dapatmengganggu keakuratan post-stack migration(Bonomi & Cabitza, 1994). Oleh karena itu,dilakukan proses pre-stack migration.

2. TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Geologi RegionalWetar adalah bagian dari busur vulkanik

Banda, sebuah cicin kepulauan di sekitarCekungan Banda. Inner arc dan outer arc daricincin kepulauan ini membentuk batas luarcekungan. Busur berasal dari zonaintrakratonik di batas tenggara lempeng Asia,di mana terdapat interaksi kompleks antaralempeng India-Australia yang bergerak ke

utara dan Lempeng Pasifik yang bergerak kebarat.

Fenomena geologi yang berkembang dibagian utara Pulau Wetar akibat tumbukanLempeng Australia dan Busur Sundamerupakan zona sesar naik yang telahdiklasifikasikan berupa Normal Fault Zone,Proto Thrust Zone dan Thrust Zone (Ku & Hsu,2009). Normal Fault Zone merupakan zonayang didominasi oleh sesar normal padabagian atas dari kerak, sementara Proto ThrustZone merupakan zona antara Normal FaultZone dan Thrust Zone yang umumnya ditandaidengan zona lipatan atau Proto Thrust(Subarsyah & Rahardiawan, 2016).

2.2. StratigrafiStratigrafi Pulau Wetar utamanya tersusun

atas batuan vulkanik submarine. Geologiregional secara stratigrafi terdiri dari Aluvium(Qal), Batugamping Koral (Ql), BatuanGunungapi Tua (QTv), Formasi Alor (Tmpa),Formasi Naumatang (Tmn), BatuanTerobosan (Tm), Batuan Gunung api RiolitSakir (Tmvs), Formasi Tihu (Tmt). Secarastruktur geologi daerah wetar termasuk dalambusur vulkanik Banda (Siraju dkk., 2018).

Erosi yang terjadi secara cepat selamaproses pengangkatan menyebabkan tergalinyastratigrafi vulkanik, yang sebagian besarberasal dari submarine. Batuan dasar darikepulauan Wetar tidak terpapar kepermukaan, tetapi diasumsikan sebagai batuanvulkanik kerak samudera sebelum Oligosen.

2.3. Hukum Fisika Gelombang SeismikMetode seismik merupakan metode yang

didasarkan dari peristiwa penjalarangelombang mekanis pada medium elastik(bumi). Gelombang mekanis yang merambatdengan bumi sebagai mediumnya inilah yang

Optimalisasi Pencitraan Struktur Bawah Permukaan Rasimeng dkk.

103

disebut dengan gelombang sesimik (Dewanto,2004).

Prinsip Huygens menyatakan bahwagelombang datang pada suatu penghalang akandipantulkan sedemikian rupa sehingga sudutpantul besarnya sama dengan sudut datang.Dalam kedua kemungkinan ini, besar sudutdatang dan sudut bias dihubungkan olehHukum Snellius yang menyatakan bahwasudut datang sama dengan sudut refleksi dansudut refraksi ditentukan oleh kontraskecepatan pada batas lapisan (Sutrisno, 1997).

2.4. Seismic TraceModel konvolusi menyatakan bahwa trace

seismik secara sederhana merupakan hasilkonvolusi antara reflektifitas bumi dengansuatu fungsi sumber seismik dengan tambahankomponen noise. Model ini dapat dirumuskansebagai berikut:

*t t t tS W r n= + (1)

dengan:tS = trace seismiktW = wavelet seismik

tr = reflektivitas bumitn = noise

* = menyatakan konvolusi

2.5. Multiple AttenuationProsedur standar untuk mengatenuasi

multiple adalah stacking atau penjumlahanlurus dari trace CDP (Naess & Bruland, 1985).Penjumlahan trace yang didapatkan padawaktu yang berbeda atau tempat yang berbedaatau keduanya merupakan dasar dari beberapateknik stacking termasuk vertical stacking,common midpoint stacking, uphole stackingdan beberapa metode yang lebih rumit(Telford dkk., 1990).

Multiple bisa terjadi dalam dua bentukyaitu jangka pendek atau panjang. Multiplejangka pendek adalah multiple yang memilikiinterval pengulangan hanya beberapa kalipanjang wavelet sumber (kelipatan periodik).Maka proses penghilangan multiple jangka

pendek biasanya dilakukan dengandekonvolusi prediktif dan pada kasus multiplejangka panjang metode ini tidak akanmemberikan hasil yang baik dikarenakanmultiple yang ada memiliki refleksi yang lebihpanjang dibandingkan dengan durasi wavelet(Dimri, 1992).

2.6. Seismic ProcessingPemrosesan data seismik dimulai dari

demultiplexing data. Data yang telah didemultiplex merupakan data sekuensial waktudan tersusun dalam bentuk trace yangberurutan. Setelah itu dilakukan stacking daritrace seismik dengan menjumlahkan beberapatrace yang berada pada satu CMP (CommonMid-Point).

Sebelum melakukan proses stacking,penting untuk menerapkan koreksi normalmoveout. Rekaman data yang telah tersusundalam CMP gathers akan melewati prosesvelocity analysis, koreksi NMO, dan stacking.Proses stacking akan mengurangi random noisedan melemahkan multiple. Multiple akanmengalami penekanan dan akan keluar darifase gelombang seismik tergantung padagelombang primer yang terdapat pada datasaat proses stacking. Proses dekonvolusi dapatdilakukan sebelum ataupun sesudah stacking.

2.7. MigrasiMigrasi seismik akan mengoreksi posisi

reflektor miring ke posisi bawah permukaanyang sebenarnya dan akan menghilangkan efekdifraksi, sehingga meningkatkan resolusispasial dan menghasilkan gambaran seismikdari permukaan bawah tanah.

Tujuan dari migrasi adalah untuk membuatpenampang hasil stacking menggambarkankeadaan geologi yang hampir sama dengancross-section yang ada di sepanjang lintasanseismik. Hasil dari migrasi umumnyaditampilkan dalam fungsi waktu. Salah satualasannya adalah estimasi kecepatanberdasarkan data seismik dan data lainnyamemiliki akurasi yang terbatas, oleh karena itu


104

konversi dalam bentuk kedalaman tidaksepenuhnya akurat. Proses migrasi yangmeghasilan tampilan dalam fungsi waktudisebut time migration.

2.8. Pre-Stack Time MigrationAlgoritma pre-stack migration relatif

sederhana dibandingkan dengan metode post-stack. Perbedaan mendasar dari kedua metodeini adalah dimana pre-stack migrationmengatur traveltime dan faktor koreksi yangterkait dengan sumber dan masalah serupauntuk setiap receiver (Bednar, 2008).

Pre-stack migration dapat digambarkansebagai penjumlahan difraksi yang dilakukansepanjang diffraction response curve (Kirchhoffmigration). Diffraction response curve dapatdiperoleh dari persamaan berikut ini

2 2 2 2(( ) )) (( ) ))y h z y h zT

V- + + + +

= (2)

dengan:T = waktu tempuhz = kedalaman (z=V*T0/2)h = offset/2y = apertureV = reflektivitas bumiT0 = noise

2.9. Kirchhoff MigrationPenjumlahan difraksi yang menggabungkan

faktor kemiringan, spherical spread, danwavelet disebut sebagai penjumlahanKirchhoff, dan metode migrasi yang didasarioleh penjumlahan ini adalah migrasiKirchhoff.

Metode ini merupakan suatu pendekatansecara statistik di mana posisi suatu titik dibawah permukaan dapat saja berasal dariberbagai kemungkinan lokasi dengan tingkatprobabilitas yang sama. Secara praktis migrasiKirchhoff dilakukan dengan caramenjumlahkan amplitudo dari suatu titikreflektor sepanjang suatu tempat kedudukanyang merupakan kemungkinan lokasi yangsesungguhnya.

3. METODE PENELITIANData yang digunakan dalam penelitian ini

adalah data seismik 2D Laut Wetar denganmetode Kirchhoff pre-stack time migrationyang digunakan sebagai optimalisasipencitraan struktur bawah permukaan.

Data seismik dalam format SEG-D diolahmenggunakan software ProMax melalui tahapdemultiplexing hingga didapatkan raw datadan kemudian dilakukan proses geometryuntuk memasukkan nilai parameter lapangan.Hasil dari proses geometry digunakan sebagaiinput pada proses selanjutnya yaitu pre-processing dan processing. Tahap pre-processingterdiri dari proses bandpass filter, trueamplitude recovery dan dekonvolusi. Tahappengolahan data terdiri dari proses analisakecepatan, migrasi dan juga stacking. Tahapakhir pada penelitian ini yaitu menganalisispenampang seismik hasil Kirchhoff pre-stacktime migration yang memiliki nilai apertureyang berbeda.

4. HASIL DAN PEMBAHASANPengolahan data seismik pada penelitian ini

menghasilkan penampang seismik dua dimensidari perairan Wetar line 01, seperti terlihatpada Gambar 1. dengan arah lintasan daritenggara ke barat laut. Penampang seismikpada Gambar 1. merupakan penampangseismik dua dimensi, dimana penampang kearah lateral menggambarkan posisi atau jarak,sedangkan ke arah bawah menggambarkanwaktu atau kedalaman.

Pengolahan data seismik akan disesuaikandengan permasalahan yang ada pada data itusendiri. Seperti pengaplikasian pre-stack timemigration yang dilakukan pada penelitian iniyang bertujuan untuk memperjelas arahkemenerusan reflektor. Proses migrasi pre-stack pada penelitian ini dilakukanmenggunakan metode Kirchhoff.


105

Gambar 1. Penampang hasil stacking

Pre-stack time migration menggunakanmetode Kirchhoff dipilih karena kemampuanmetode ini dalam melakukan migrasi dalamkeadaan non zero-offset. Keuntungan lainnyamenggunakan metode ini, karena metode inimampu mengatasi jarak trace yang tidak tepatpada data seismik. Namun metode migrasiKirchhoff sendiri memiliki kelemahan, yaituketidakmampuan mencitrakan secara akuratketika terdapat struktur kecepatan yangkompleks. Data setelah diaplikasikan metodeKirchhoff menghasilkan penampakan seismikyang lebih optimal daripada beberapa metodepre-stack time migration lain yang digunakanpada penelitian ini.

4.1. Analisis Hasil StackingStacking adalah proses yang akan

meningkatkan S/N ratio denganmenjumlahkan trace seismik dalam satu CDP.Penerapan koreksi NMO pada proses ini akansecara efektif menggeser sinyal seismik darisumber dan receiver yang berbeda pada suatutitik tengah yang sama. Koreksi NMO inimembutuhkan suatu model kecepatan yangdidapatkan dari proses velocity analysis.

Penampang seismik yang diperoleh dariproses stacking pada Gambar 1.memperlihatkan reflektor yang polakemenerusannya belum jelas akibat adanya

efek difraksi. Pada penampang hasil stackingini juga terdapat efek bowtie yang terdapatpada reflektor bagian atas yang merupakandasar laut dari lokasi penelitian, sehingga perludilakukan proses migrasi untuk me-ngembalikan reflektor ke posisi yangseharusnya.

4.2. Analisis Hasil MigrasiDalam penelitian ini dilakukan migrasi

dalam domain waktu yang dilakukan sebelumtahapan stacking. Pre-stack mengacu padamigrasi data seismik sebelum stacking yangberisi banyak trace per bin, sehinggadibutuhkan waktu yang lebih lama daripadamigrasi yang dilakukan setelah stacking. Prosespre-stack time migration kali ini menggunakanmetode penjumlahan Kirchhoff dengan nilaiaperture sebesar 75 m, 200 m, dan 512,5 m.Nilai aperture 75 m merupakan nilai dari nearoffset data pengukuran, 512,5 m merupakannilai dari far offset, dan nilai 200 m merupakannilai yang diambil diantara near offset dan faroffset.

Hasil migrasi Kirchhoff dengan nilaiaperture 75 m pada Gambar 2, 5, 8 dan 11menunjukkan hasil migrasi yang belummaksimal, karena masih terdapatnya efekdifraksi dan bowtie. Nilai aperture 75 m tidakmampu memperbaiki kemenerusan reflektor


106

Gambar 2. Penampang seismik hasil migrasi dengan aperture 75 m CDP 172-1142.


Gambar 4. Penampang seismik hasil migrasi dengan aperture 512,5 m CDP 172-1142.

bowtie

Kemenerusan reflektoryang kurang jelas


107





108




Resolusi penampangyang kurang baik


109





110

miring dan juga reflektor yang memilikiketidakmenerusan berupa patahan dilihat darimasih banyaknya bowtie yang terdapat padapenampang seismik.

Hasil migrasi Kirchhoff dengan nilaiaperture 200 m pada Gambar 3, 6, 9 dan 12menampilkan gambaran yang lebih baikdibandingkan hasil dari proses stacking danhasil migrasi dengan nilai aperture 75 m,karena dapat menghilangkan efek difraksi danbowtie yang terdapat pada penampang seismik.Namun nilai aperture 200 m tidak mampumemperbaiki kemenerusan reflektor miringpada CDP 542-722 dan juga terjadi pelemahanresolusi yang terdapat pada CDP 2292-2242.

Hasil migrasi Kirchhoff dengan nilaiaperture 512,5 m pada Gambar 4, 7, 10 dan 13menampilkan gambaran bawah permukaanyang lebih baik dibandingkan hasil dari prosesstacking serta hasil migrasi dengan nilaiaperture 75 m dan 200 m. Nilai aperture 512,5meter lebih mampu menangani reflektormiring, juga menghilangkan efek difraksi yangterdapat pada penampang seismik lintasanpenelitian dan juga mereduksi efek bowtiedengan baik pada reflektor miring dan jugamenunjukkan ketidakmenerusan reflektoryang dapat diinterpretasi sebagai patahan.

4.3. Analisis Penampang SeismikPengolahan data seismik menghasilkan

penampang seismik Wetar yang berarahtenggara ke barat laut. Berdasarkanpenampang yang dihasilkan, morfologi berupahorst atau tinggian terletak pada CDP 0-422,kemudian lubuk laut terletak pada CDP 422-662 dan juga shelf atau paparan yang melandaike arah baratlaut.

Untuk mengidentifikasi struktur geologipada penelitian ini, digunakan penampangseismik yang memberikan hasil optimum,yakni penampang seismik hasil migrasi yangmenunjukkan bidang reflektor dan resolusipenampang yang cukup jelas yaitu penampang

dengan nilai migration aperture sebesar 512.5meter yang merupakan nilai far offset.

Pulau Wetar mumnya tersusun oleh batuanvulkanik berumur Tersier, sehingga polareflektor yang dihasilkan tidak memilikipenetrasi yang dalam dikarenakan sifat batuanvulkanik yang keras dan ditunjukkan denganadanya perulangan pantulan (multiple).Multiple yang terdapat pada data seismiklintasan ini berada pada kedalaman TWT10400, sehingga tidak mengganggu interpretasidari data seismik.

Berdasarkan geologi regional dan tatananstratigrafi pada daerah ini, lapisan paling atasyang terlihat pada penampang seismikmerupakan batuan termuda berumur kuarterberupa endapan aluvial dan sedimen gampingkoral yang terdapat disepanjang pantai.Lapisan pertama dari penampang seismikGambar 14. menunjukkan pola kemenerusanreflektor kontinyu yang menunjukkan adanyaproses pengendapan yang seragam, namunpada beberapa titik terdapat polaketidakmenerusan yang diidentifikasi sebagaipatahan. Berdasarkan penelitian dari PusatSurvey Geologi, jenis sedimen yang terdapat disepanjang pantai Wetar adalah berupaendapan aluvial dan sedimen gamping.

Penampang seismik yang dihasilkanmenunjukkan beberapa reflektor yangmengindikasikan keberadaan patahan yangterbentuk akibat dari proses tumbukan busurbelakang Wetar. Patahan- patahan ini terdapatdi beberapa titik CDP seperti yang dapatdilihat pada Gambar 14.

5. KESIMPULANBerdasarkan hasil penelitian yang

dilakukan maka didapatkan kesimpulansebagai berikut :

1. Pada penelitian ini, dari setiap prosesyang dilakukan berhasil meningkatkankualitas data dan pada proses akhir yaitumigrasi dengan metode Kirchhoff pre-


111

stack time migration, efek difraksigelombang dan juga bowtie yangterbentuk oleh pengaruh lapisan miringdapat dihilangkan.

2. Penampang seismik hasil migrasidengan nilai migration aperture 512,5meter menghasilkan penampang hasilmigrasi yang lebih baik dibandingkan

dengan nilai migration aperture 75meter dan 200 meter.

3. Berdasarkan penampang seismik hasilmigrasi dengan menggunakan pre-stacktime migration, struktur geologi yangterdapat pada lokasi penelitian adalahberupa patahan yang terdapat dibeberapa titik CDP.

Gambar 14. Penampang seismik hasil migrasi Kirchhoff dengan Interpretasi

UCAPAN TERIMA KASIHUcapan terima kasih kepada PPPGL

Bandung untuk kesempatan dan izin aksesdata pada penelitian ini serta semua pihak yangturut berkontribusi.

DAFTAR PUSTAKABednar, J. (2008). Modeling, Migration and Velocity

Analysis in Simple and Complex Structure.http://www.panoramatech.com/papers/migration.pdf

Bonomi, E., & Cabitza, G. (1994). Migration ofseismic data. Journal of Statistical Physics, 76(1–2), 703–723.

https://doi.org/10.1007/BF02188682Dewanto, O. (2004). Seismik Eksplorasi. Jurusan

Fisika, Fakultas Matematika dan IlmuPengetahuan Alam, Universitas Lampung.

Ku, C.-Y., & Hsu, S.-K. (2009). Crustal structureand deformation at the northern Manila Trenchbetween Taiwan and Luzon islands.Tectonophysics, 466(3–4), 229–240.

https://doi.org/10.1016/j.tecto.2007.11.012

Naess, O. E., & Bruland, L. (1985). Stackingmethods other than simple summation.Developments in geophysical explorationmethods - 6.

Siraju, A., Hutabarat, J., Sukiyah, E., & Haryanto, A.D. (2018). Analisis Kandungan Mineral danLogam Oksida Pada Singkapan BatuanVulkanik yang Termanivestasi AlterasiHidrothermal di Wilayah Pertambangan PT.Batutua Tembagaraya Pulau Wetar ProvinsiMaluku. Bulletin of Scientific Contribution :Geology, 16(3), 149–162.

Subarsyah, S., & Rahardiawan, R. (2016). GeologicalStructures Appearances and Its Relation toMechanism of Arc-Continent CollisionNorthen Alor-Wetar Islands. BULLETIN OFTHE MARINE GEOLOGY, 31(2), 55–66.https://doi.org/10.32693/bomg.31.2.2016.326

Sutrisno. (1997). Fisika Dasar: Gelombang Optik.ITB Press.

Telford, W. M., Geldart, L. P., & Sheriff, R. E.(1990). Applied geophysics. 2nd edition.Cambridge University Press.


112

Yilmaz, Ö. (2001). Seismic Data Analysis. InInvestigations in geophysics. Society of

Exploration Geophysicists. https://doi.org/10.1190/1.9781560801580

optimalisasi pencitraan struktur bawah permukaan

Documents