metode seismik dan elektromagnetik

Nama : Danang Setiadi Eko SaputroNIM : 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.


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 gelombang-

gelombang 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 SeismikKeunggulan KelemahanDapat mendeteksi variasi baik lateral

maupun kedalaman dalam parameter fisis

yang relevan, yaitu kecepatan seismik.

Banyaknya data yang dikumpulkan dalam

sebuah survei akan sangat besar jika

diinginkan data yang baikDapat menghasilkan citra kenampakan

struktur di bawah permukan

Perolehan data sangat mahal baik akuisisi

dan logistik dibandingkan dengan metode

geofisika lainnya.

Dapat dipergunakan untuk membatasi Reduksi dan prosesing membutuhkan


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

tersebut (porositas, permeabilitas,

kompaksi, dll) pada prinsipnya dapat

diketahui dari metode seismik.

Peralatan yang diperlukan dalam akuisisi

umumnya lebih mahal dari metode

geofisika lainnya.

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.

Metode Bias Metode PantulKeunggulan Kelamahan Keunggulan KelemahanPengamatan

refraksi

membutuhkan

lokasi sumber dan

penerima yang

kecil, sehingga

Dalam pengukuran

yang regional ,

Seismik refraksi

membutuhkan

offset yang lebih

lebar.

Pengukuran

seismik pantul

menggunakan

offset yang lebih

kecil

Karena lokasi

sumber dan

penerima yang

cukup lebar untuk

memberikan citra

bawah permukaan


relatif murah dalam

pengambilan

datanya

yang lebih baik,

maka biaya akuisisi

menjadi lebih

mahal.

Prosesing refraksi

relatif simpel

dilakukan kecuali

proses filtering

untuk memperkuat

sinyal first berak

yang dibaca.

Seismik bias hanya

bekerja jika

kecepatan

gelombang

meningkat sebagai

fungsi kedalaman.

Seismik pantul

dapat bekerja

bagaimanapun

perubahan

kecepatan sebagai

fungsi kedalaman

Prosesing seismik

refleksi

memerluakn

komputer yang

lebih mahal, dan

sistem data base

yang jauh lebih

handal.Karena

pengambilan data

dan lokasi yang

cukup kecil, maka

pengembangan

model untuk

interpretasi tidak

terlalu sulit

dilakukan seperti

metode geofisika

lainnya.

Seismik bias

biasanya

diinterpretasikan

dalam bentuk

lapisan-lapisan.

Masing-masing

lapisan memiliki

dip dan topografi.

Seismik pantul

lebih mampu

melihat struktur

yang lebih

kompleks

Karena banyaknya

data yang direkam,

pengetahuan

terhadap database

harus kuat,

diperlukan juga

beberapa asumsi

tentang model yang

kompleks dan

interpretasi

membutuhkan

personal yang

cukup ahli.

Seismik bias hanya

menggunakan

waktu tiba sebagai

fungsi jarak (offset)

Seismik pantul

merekan dan

menggunakan

semua medan

gelombang yang

terekam.

Model yang dibuat

didesain untuk

menghasilkan

Bawah permukaan

dapat tergambar

secara langsung


waktu jalar

teramati.

dari data terukur

Seismik bias

biasanya

diinterpretasikan

dalam bentuk

lapisan-lapisan.

Masing-masing

lapisan memiliki

dip dan topografi.

Seismik pantul

lebih mampu

melihat struktur

yang lebih

kompleks

Seismik bias hanya

menggunakan

waktu tiba sebagai

fungsi jarak (offset)

Seismik pantul

merekan dan

menggunakan

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


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


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.


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


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 blok-

blok 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


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.

metode seismik dan elektromagnetik

Documents