Metode Seismik Dan Elektro Magnetik

Nama : Danang Setiadi Eko Saputro NIM : 115.090.019

Metode Seismik Dan Elektromagnetik

Metode Seismik Metode seismik merupakan salah satu bagian dari seismologi eksplorasi yang dikelompokkan dalam metode geofisika aktif, dimana pengukuran dilakukan dengan menggunakan ‘sumber’ seismic (palu, ledakan, dll). Setelah usikan diberikan, terjadi gerakan gelombang di dalam medium (tanah/batuan) yang memenuhi hukum-hukum elastisitas ke segala arah dan mengalami pemantulan ataupun pembiasan akibat munculnya perbedaan kecepatan. Kemudian, pada suatu jarak tertentu, gerakan partikel tersebut di rekam sebagai fungsi waktu. Berdasar data rekaman inilah dapat ‘diperkirakan’ bentuk lapisan/struktur di dalam tanah. Eksperimen seismik aktif pertama kali dilakukan pada tahun 1845 oleh Robert Mallet, yang oleh kebanyakan orang dikenal sebagai bapak seismologi instrumentasi. Mallet mengukur waktu transmisi gelombang seismik, yang dikenal sebagai gelombang permukaan, yang dibangkitkan oleh sebuah ledakan. Mallet meletakkan sebuah wadah kecil berisi merkuri pada beberapa jarak dari sumber ledakan dan mencatat waktu yang diperlukan oleh merkuri untuk be-riak. Pada tahun 1909, Andrija Mohorovicic menggunakan waktu jalar dari sumber gempa bumi untuk eksperimennya dan menemukan keberadaan bidang batas antara mantel dan kerak bumi yang sekarang disebut sebagai Moho. Pemakaian awal observasi seismik untuk eksplorasi minyak dan mineral dimulai pada tahun 1920an. Teknik seismik refraksi digunakan secara intemsif di Iran untuk membatasi struktur yang mengandung minyak. Tetapi, sekarang seismik refleksi merupakan metode terbaik yang digunakan di dalam eksplorasi minyak bumi. Metode ini pertama kali didemonstrasikan di Oklahoma pada tahun 1921.

Nama : Danang Setiadi Eko Saputro NIM : 115.090.019 Metode Seismik : Bias dan Pantul 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 saja yang 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 dalam seismik pantul, analisis dikonsentrasikan pada energi yang diterima setelah getaran awal diterapkan. Secara umum, sinyal yang dicari adalah gelombanggelombang yang terpantulkan dari semua interface antar lapisan di bawah permukaan. Analisis yang dipergunakan dapat disamakan dengan ‘echo sounding’ pada teknologi bawah air, kapal, dan sistem radar. Informasi tentang medium juga dapat diekstrak dari bentuk dan amplitudo gelombang pantul yang direkam. Struktur bawah permukaan dapat cukup kompleks, tetapi analisis yang dilakukan masih sama dengan seismik bias, yaitu analisis berdasar kontras parameter elastisitas medium.

Perbandingan Metode Seismik Dengan Metode Geofisika Lainnya Apabila dibandingkan dengan metode-metode gefisika lainnya, metode seismik memiliki beberapa keunggulan dan kelemahan, yaitu: Metode Seismik Keunggulan Dapat mendeteksi variasi baik lateral maupun kedalaman dalam parameter fisis yang relevan, yaitu kecepatan seismik. Dapat menghasilkan citra kenampakan struktur di bawah permukan

Kelemahan 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.

Dapat dipergunakan untuk membatasi

Reduksi dan prosesing membutuhkan

Nama : Danang Setiadi Eko Saputro NIM : 115.090.019 kenampakan stratigrafi dan beberapa kenampakan pengendapan.

banyak waktu, membutuhkan komputer mahal dan ahli-ahli yang banyak.

Respon pada penjalaran gelombang seismik bergantung dari densitas batuan dan konstanta elastisitas lainnya. Sehingga, setiap perubahan konstanta

Peralatan yang diperlukan dalam akuisisi umumnya lebih mahal dari metode

tersebut (porositas, permeabilitas,

geofisika lainnya.

kompaksi, dll) pada prinsipnya dapat diketahui dari metode seismik. Memungkinkan untuk deteksi langsung terhadap keberadaan hidrokarbon

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

Berdasar kelemahan dan keunggulannya, maka metode seismik sangat baik digunakan jika dapat diperkirakan bahwa terdapat kontras kecepatan pada target yang diinginkan. Namun, mengingat bahwa suatu survei geofisika disamping keunggulan metode juga harus memperhatikan sisi ekonomisnya, maka pemilihan metode-metode yang cocok dari ‘segi ekonomis’ dan target menjadi sangat penting. Perbandingan Seismik Bias dan Pantul Keunggulan dan kelemahan metode seismik bias dan pantul adalah sebagai berikut.

Keunggulan Pengamatan

Metode Bias Kelamahan Dalam pengukuran

Metode Pantul Keunggulan Kelemahan Pengukuran Karena lokasi

refraksi

yang regional ,

seismik pantul

sumber dan

membutuhkan

Seismik refraksi

menggunakan

penerima yang

lokasi sumber dan

membutuhkan

offset yang lebih

cukup lebar untuk

penerima yang

offset yang lebih

kecil

memberikan citra

kecil, sehingga

lebar.

bawah permukaan

Nama : Danang Setiadi Eko Saputro NIM : 115.090.019 yang lebih baik,

relatif murah dalam

maka biaya akuisisi

pengambilan

menjadi lebih

datanya Prosesing refraksi relatif simpel dilakukan kecuali proses filtering untuk memperkuat sinyal first berak yang dibaca.

mahal. Prosesing seismik Seismik bias hanya

Seismik pantul

refleksi

dapat bekerja

memerluakn

bagaimanapun

komputer yang

perubahan

lebih mahal, dan

meningkat sebagai

kecepatan sebagai

sistem data base

fungsi kedalaman.

fungsi kedalaman

yang jauh lebih

bekerja jika kecepatan gelombang

Karena

handal. Karena banyaknya

pengambilan data

data yang direkam,

dan lokasi yang cukup kecil, maka pengembangan model untuk interpretasi tidak terlalu sulit dilakukan seperti metode geofisika

pengetahuan

Seismik bias biasanya diinterpretasikan dalam bentuk lapisan-lapisan. Masing-masing

Seismik pantul

terhadap database

lebih mampu

harus kuat,

melihat struktur

diperlukan juga

yang lebih

beberapa asumsi

kompleks

tentang model yang kompleks dan

lapisan memiliki

interpretasi

dip dan topografi.

membutuhkan

lainnya.

personal yang cukup ahli. Seismik bias hanya menggunakan

Seismik pantul merekan dan

waktu tiba sebagai

menggunakan

fungsi jarak (offset)

semua medan gelombang yang

Model yang dibuat

terekam. Bawah permukaan

didesain untuk

dapat tergambar

menghasilkan

secara langsung

Nama : Danang Setiadi Eko Saputro NIM : 115.090.019 waktu jalar teramati.

dari data terukur

Seismik bias biasanya diinterpretasikan dalam bentuk lapisan-lapisan. Masing-masing lapisan memiliki

Seismik pantul lebih mampu melihat struktur yang lebih kompleks

dip dan topografi.

Seismik bias hanya menggunakan

Seismik pantul merekan dan

waktu tiba sebagai

menggunakan

fungsi jarak (offset)

semua medan gelombang yang terekam.

Model yang dibuat didesain untuk menghasilkan waktu jalar teramati.

Bawah permukaan dapat tergambar secara langsung dari data terukur

Berdasar perbedaan-perbedaan tersebut, teknik refleksi lebih mampu menghasilkan data pengamatan yang dapat diinterpretasikan (interpretable). Seperti telah dinyatakan sebelumnya, bagaimanapun juga teknik refleksi membutuhkan biaya yang lebih besar. Biaya tersebut biasanya sangat signifikan secara ekonomis. Karena survey refleksi membutuhkan biaya lebih besar daripada survey refraksi, maka sebagai konsekuensinya survey refraksi lebih senang digunakan untuk lingkup sempit/kecil. Misalnya digunakan dalam mendukung analisis lingkungan atau geologi

Nama : Danang Setiadi Eko Saputro NIM : 115.090.019 teknik. Sedangkan survey refleksi digunakan dalam eksplorasi minyak bumi.

Prinsip Metode Seismik dipermukaan ditimbulkan oleh sumber menghasilkan gelombang mekanis. Sumber tersebut dapat berupa ledakan(eksplosien), vibroseis, airgun, watergun, hammer, weigh drop, tergantung jenis metode seismik yang dipergunakan. Seismik Refleksi dipergunakan untuk mendeteksi Hidrokarbon. Sedang Seismik Refraksi dipergunakan untuk mendeteksi batuan atau lapisan yang letaknya cukup dangkal dan untuk mengetahui lapisan tanah penutup (overburden). Eksplorasi seismik adalah istilah yang dipakai di dalam bidang geofisika untuk menerangkan aktifitas pencarian sumber daya alam dan mineral yang ada di bawah permukaan bumi dengan bantuan gelombang seismik. Hasil rekaman yang diperoleh dari survei ini disebut dengan penampang seismik. Eksplorasi seismik atau eksplorasi dengan menggunakan metode seismik banyak dipakai oleh perusahaan-perusahaan minyak untuk melakukan pemetaan struktur di bawah permukaan bumi untuk bisa melihat kemungkinan adanya jebakan-jebakan minyak berdasarkan interpretasi dari penampang seismiknya.

Mekanisme pengambilan data lapangan yang dipergunakan dalam Seismik Refraksi adalah mengetahui jarak dan waktu yang terekam oleh alat Seismograf untuk mengetahui kedalaman dan jenis lapisan tanah yang diteliti. Dari getaran atau gelombang yang diinjeksikan dari permukaan tanah akan merambat kebawah lapisan tanah secara radial yang di mana pada saat bertemu lapisan dengan sifat elastik batuan di bawah permukaan yang berbeda. Maka gelombang yang datang akan mengalami pemantulan dan pembiasan. Gelombang yang melewati bidang batas dengan sifat lapisan yang berbeda akan terpantul dan terbiaskan kepermukaan kemudian di tangkap oleh alat reciver yaitu Geophone yang diletakkan di permukaan. Pada umumnya metode seismik refleksi terbagi atas tiga tahapan utama, yaitu: 1. Pengumpulan data seismik (akuisisi data seismik): semua kegiatan yang berkaitan dengan pengumpulan data sejak survey pendahuluan dengan survey detail. 2. Pengolahan data seismik (processing data seismik): kegiatan untuk mengolah data

Nama : Danang Setiadi Eko Saputro NIM : 115.090.019 rekaman di lapangan (raw data) dan diubah ke bentuk penampang seismik migrasi. 3. Interpretasi data seismik: kegiatan yang dimulai dengan penelusuran horison, pembacaan waktu, dan plotting pada penampang seismik yang hasilnya disajikan atau dipetakan pada peta dasar yang berguna untuk mengetahui struktur atau model geologi bawah permukaan.

Metode seismik refleksi mengukur waktu yang diperlukan suatu impuls suara untuk melaju dari sumber suara, terpantul oleh batas-batas formasi geologi, dan kembali ke permukaan tanah pada suatu geophone. Refleksi dari suatu horison geologi mirip dengan gema pada suatu muka tebing atau jurang.Metode seismik refleksi banyak dimanfaatkan untuk keperluan Explorasi perminyakan, penentuan sumber gempa ataupun mendeteksi struktur lapisan tanah. Seismik refleksi hanya mengamati gelombang pantul yang datang dari batas-batas formasi geologi. Gelombang pantul ini dapat dibagi atas beberapa jenis gelombang yakni: Gelombang-P, Gelombang-S, Gelombang Stoneley, dan Gelombang Love. Metode seismik merupakan salah satu bagian dari metode geofisika eksplorasi yang dikelompokkan dalam metode geofisika aktif, dimana pengukuran dilakukan dengan menggunakan ‘sumber’ seismik buatan misalnya palu, ledakan, dll. Setelah diberikan gangguan (sumber seismik), terjadi gerakan gelombang di dalam tanah/batuan yang memenuhi hukum-hukum elastisitas ke segala arah dan mengalami pemantulan ataupun pembiasan akibat munculnya perbedaan kecepatan. Kemudian, pada suatu jarak tertentu, gerakan partikel tersebut dapat di rekam sebagai fungsi waktu. Berdasar data rekaman inilah dapat ‘diperkirakan’ bentuk lapisan/struktur di dalam tanah. Pemakaian awal observasi seismik untuk eksplorasi minyak dan mineral dimulai pada tahun 1920an. Teknik seismik refraksi digunakan secara intemsif di Iran untuk membatasi struktur yang mengandung minyak. Tetapi, sekarang seismik refleksi merupakan metode terbaik yang digunakan di dalam eksplorasi minyak bumi. Metode ini pertama kali didemonstrasikan di Oklahoma pada tahun 1921.

Nama : Danang Setiadi Eko Saputro NIM : 115.090.019

Seismik refraksi dihitung berdasarkan waktu jalar gelombang pada tanah/batuan dari posisi sumber ke penerima pada berbagai jarak tertentu. Pada metode ini, gelombang

Metode Elektromagnetik VLF (Very Low Frequency) Metode elektromagnetik biasanya digunakan untuk eksplorasi benda-benda konduktif. Perubahan komponen-komponen medan akibat variasi konduktivitas dimanfaatkan untuk menentukan struktur bawah permukaan. Medan elektromagnetik yang digunakan dapat diperoleh dengan sengaja membangkitkan medan elektromagnetik di sekitar daerah observasi, pengukuran semacam ini disebut teknik pengukuran aktif. Contoh metode ini adalah Turam elektromagnetik. Metode ini kurang praktis dan daerah observasi dibatasi oleh besarnya sumber yang dibuat. Teknik pengukuran lain adalah teknik pengukuran pasif, teknik ini memanfaatkan

Nama : Danang Setiadi Eko Saputro NIM : 115.090.019 medan elektromagnetik yang berasal dari sumber yang tidak secara sengaja dibangkitkan di sekitar daerah pengamatan. Gelombang elektromagnetik seperti ini berasal dari alam dan dari pemancar frekuensi rendah (15-30 Khz) yang digunakan untuk kepentingan navigasi kapal selam. Teknik ini lebih praktis dan mempunyai jangkauan daerah pengamatan yang luas.

Inversi Bostick merupakan teknik yang sederhana dan cepat untuk analisis kurva sounding tahanan jenis semu dan fasa dari data megnetotelurik (MT). Pada metode transformasi tersebut informasi mengenai kedalaman diperoleh dari frekuensi pengukuran atau waktu untuk metoda elektromagnet berdasarkan prinsip skin-depth. Kemudian tahanan jenis semu pengukuran ditransformasikan menjadi tahanan jenis efektif sehingga diperoleh tahanan jenis sebagai fungsi dari kedalaman. Ground Penetrating Radar (GPR) merupakan metode geofisika dengan menggunakan teknik elektromagnetik yang dirancang untuk mendeteksi objek yang terkubur di dalam tanah dan mengevaluasi kedalaman objek tersebut. GPR juga dapat digunakan untuk mengetahui kondisi dan karakteristik permukaan bawah tanah tanpa mengebor ataupun menggali tanah. Sistem GPR terdiri atas pengirim (transmitter), yaitu antena yang terhubung ke sumber pulsa (generator pulsa) dengan adanya pengaturan timing circuit, dan bagian penerima (receiver), yaitu antena yang terhubung ke LNA dan ADC yang kemudian terhubung ke unit pengolahan (data processing) serta display sebagai tampilan outputnya. Berdasarkan blok diagram di atas, masing – masing blok mempunyai fungsi yang cukup penting dan saling ketergantungan. Hal ini dikarenakan GPR merupakan suatu sistem mulai dari penghasilan pulsa pada pulse generator lalu melewati blokblok yang ada kemudian sampai pada blok display dimana kita dapat melihat bentuk dan kedalaman objek yang dideteksi. Namun dalam hal ini antena memegang peranan yang sangat penting karena menentukan unjuk kerja dari sistem GPR itu sendiri. Adapun faktor yang berpengaruh dalam menentukan tipe antena yang digunakan, sinyal yang ditransmisikan, dan metode pengolahan sinyal yaitu : 1. Jenis objek yang akan dideteksi

Nama : Danang Setiadi Eko Saputro NIM : 115.090.019 2. Kedalaman objek 3. Karakteristik elektrik medium tanah atau properti elektrik. Dari proses pendeteksian seperti di atas, maka akan didapatkan suatu citra dari letak dan bentuk objek yang terletak di bawah tanah atau dipermukaan tanah. Untuk menghasilkan pendeteksian yang baik, suatu sistem GPR harus memenuhi empat persyaratan sebagai berikut: 1. Kopling radiasi yang efisien ke dalam tanah 2. Penetrasi gelombang elektromagnetik yang efisien 3. Menghasilkan sinyal dengan amplitudo yang besar dari objek yang dideteksi. 4. Bandwidth yang cukup untuk menghasilkan resolusi yang baik.