ANALISIS METODE SURFACE RELATED MULTIPLE ELIMINATION (SRME) PADA DATA SEISMIK 2D MARINE Oleh Ratu Mifta Fadilla 1115051028 TEKNIK GEOFISIKA UNIVERSITAS LAMPUNG 2015

OUTLINE : PENDAHULUAN Akuisisi Marine Pengolahan Data Seismik Pengertian SRME (Surface Related Multiple Elimination) Teknik Minimalisasi Multiple (Multiple Suppression Techniques) Metodologi Penelitian Diagram Alir Pengolahan SRME Penerapan Metode SRME Penerapan Metode Tranformasi Radon Kelebihan & Kekurang Metode SRME

PENDAHULUAN Dalam pengambilan data seismik laut,terkadang bukan hanya sinyal informasi struktur bawah permukaan yang terekam tetapi juga gangguan atau noise yang bisa merusak kualitas data sehingga data tidak bisa di interpretasi dengan baik. salah satu jenis gangguan yang sering dijumpai adalah pengulangan refleksi akibat ‘terperangkapnya’ gelombang seismik dalam air laut atau terperangkap dalam lapisan batuan lunak. terdapat beberapa macam multiple : (a) water-bottom multiple atau surface-related multiple, (b) peg-leg multiple dan (c) intra-bed multiple. Salah satu noise coherent adalah surface-related multiple. gelombang multiple masih menjadi permasalahan serius dalam pengolahan data seismik dikarenakan gelombang multiple sulit dihilangkan. Teknik yang bisa mengeliminasi multiple diantaranya adalah teknik surface-related multiple elimination (SRME).

1.2 Batasan Masalah Ruang lingkup penelitian ini dibatasi pada pengolahan data seismik 2D Marine dengan metode surface-related multiple elimination (SRME).  1.3 Tujuan Studi Tujuan dari penelitian ini sebagai berikut: 1. melakukan proses migrasi data PSTM dengan metode surface-related multiple elimination (SRME). 2. memperoleh informasi geologi dari hasil penampang bawah permukaan lapangan penelitian yang akan membantu proses interpretasi.

TEORI DASAR A. Marine Acquisition 2D (Akuisisi data seismik laut 2D) Akuisisi data seismik laut 2D dilakukan untuk memetakan struktur geologi di bawah laut dengan menggunakan peralatan yang cukup rumit seperti: streamer, air gun, perlengkapan navigasi dll. Skema akuisisi marin 2D dapat dilihat pada gambar dibawah ini:

Beberapa parameter geofisika yang dipakai dalam akuisisi marin adalah sbb (contoh): Record length: 9500ms Sample rate: 2ms Start of data: 50ms Low cut filter: 3 Hz/ 6dB Hi Cut filter: 200Hz @ 370dB / Octave Tape format: Demux SEGD rev 1, 8058 Polarity: first break is negative Shot point interval 25 m No of streamer: 1 Streamer length: 8100m Number of channels: 648 Group interval: 12.5 m Operating depth: 7 m +/- 1m Offset CSCNG (inline) 125m (center of source to center of near group) Array volume: 4140 cu inc Operating pressure: 2000 psi +/- 10% Array configuration: 3 strings (each string = 9 segments) Array separation: 15 m Source depth: 6m +/- 1m Center source to nav. mast: 185m

Off-End Geometri Penembakan STATION : analog with line number 1000 1001 1002 1003 1004 1005 1006 1007 1008 1009 1010 1011 1012 1013 1014 1015 1016 1017 1018 1019 1020 1021 1022 1023 Last Channel 1st Channel SP 1 12 Far offset Near offset

Split Spread Geometri Penembakan STATION : analog with line number 1000 1001 1002 1003 1004 1005 1006 1007 1008 1009 1010 1011 1012 1013 1014 1015 1016 1017 1018 1019 1020 1021 1022 1023 First channel Before gap After gap Last channel Source/SP 1 6 7 12 Far offset Near offset

MACAM-MACAM GANGGUAN/NOISE Dalam segala survey seismik perlu diantisipasi adanya berbagai macam jenis gangguan-gangguan/noise yang mempengaruhi dan mengurangi kualitas data yang terekam. Berbagai macam noise tersebut dapat berupa : 1. Noise koheren; noise ini dapat diidentifikasi dalam bentuk pola-pola khusus gelombang yang terekam. Beberapa contoh noise yang koheren antara lain : Ground Roll, terdapat di data seismik darat yang dicirikan dengan amplitudo yang kuat dan frekuensi yang rendah. Multiple, umumnya terdapat pada data seismik laut dalam bentuk kenampakan refleksi sekunder akibat gelombang yang terperangkap. Gelombang langsung (direct wave), dicirikan dengan frekuensi yang cukup tinggi dan dengan waktu datang (arrival time) lebih awal.

2. Noise tidak koheren; muncul pada rekaman data seismik dengan pola yang acak. Sedangkan berdasarkan sumbernya, noise dapat dikategorikan sebagai berikut : Shot-related (“Correlated”); merupakan noise yang ditimbulkan oleh energi dari sumber seismik itu sendiri, dimana secara umum noise ini akan muncul secara berulang ketika pengukuran yang sama dilakukan secara berulang pula, dan tidak akan muncul apabila tidak ada ledakan/sumber seismik yang diberikan. 2. Ambient (“Uncorrelated”); noise yang diakibatkan oleh energi dari gangguan-gangguan lingkungan di sekitar daerah pengukuran seperti angin, mesin, vegetasi, hewan, berbagai aktivitas manusia, dll. Noise ini akan selalu muncul walaupun tidak ada ledakan/sumber seismik yang diberikan. 3. Recording; noise yang muncul karena adanya masalah pada perlengkapan, seperti bad geophones, bad cables, noise bursts, electronic hum, spikes, dan gangguan pada amplifier.

Sumber noise seismik (kiri), dan noise dalam rekaman data seismik (kanan).

Pengolahan Data Seismik (Refleksi) Pengolahan data seismik, pada dasarnya dimaksudkan untuk mengubah data seismik lapangan yang terekam menjadi suatu penampang seismik yang kemudian dapat dilakukan interpretasi darinya. Sedangkan tujuan pengolahan data seismik adalah untuk menghasilkan penampang seismik dengan kualitas signal to noise ratio (S/N) yang baik tanpa mengubah bentuk kenampakan-kenampakan refleksi/pelapisan batuan bawah permukaan, sehingga dapat dilakukan interpretasi keadaan dan bentuk dari struktur pelapisan bawah permukaan bumi seperti kenyataannya. Atau dapat dikatakan bahwa pengolahan data seismik didefinisikan sebagai suatu tahapan untuk meredam noise dan memperkuat sinyal.

Pengolahan data seismik dilakukan melalui serangkaian tahapan-tahapan Pengolahan data seismik dilakukan melalui serangkaian tahapan-tahapan. Oleh karena geologi setiap medan survey seismik berbeda-beda, yang secara umum dapat dibedakan menjadi lingkungan laut (marine), lingkungan darat (land), dan transisi (transition), perbedaan ini akan menghasilkan data dengan karakteristik yang berbeda-beda dan akan menyebabkan tahapan-tahapan pengolahan data seismik pun berbeda-beda. Selain itu, urutan/tahapan dalam pengolahan data seismik juga dipertimbangkan atas dasar kualitas data lapangan yang terekam, hingga kemampuan/pengalaman orang yang mengerjakan, dan biaya. Secara prinsip, tahapan dalam pengolahan data seismik dapat dikelompokkan dalam : Pre Processing/Editing (Conditioning Data) Main Processing Post Processing Secara garis besarnya, serangkaian tahapan pengolahan data seismik dapat disajikan sebagai berikut :

Diagram alir tahapan Pengolahan Data Seismik secara umum

Main Processing Velocity Analysis Kecepatan yang dihasilkan oleh PSTM adalah kecepatan RMS (root-mean-square)   Berikut adalah jenis kecepatan yang berkaitan dengan velocity analysis : 1.  Vint= kecepatan konstan pada setiap lapisan. 2. Vnmo = kecepatan yang dibutuhkan untuk koreksi NMO terbaik menggunakan asumsi hiperbolik.  3.  Vrms = kecepatan yang diambil dari persamaan moveout hiperbolik dapat diturunkan dari deret pangkat dengan Vrms sebagai kecepatan.  4. Vstack = kecepatan yang dibutuhkan untuk stack terbaik menggunakan hiperbola paling sesuai pada seluruh rentang offset. 

NMO (Normal Move Out) Tx = waktu rekam pada offset x, dalam detik T0 = waktu rekam pada zero-offset, dalam detik x = jarak atau offset antara sumber dan penerima, dalam meter atau feet VNMO = kecepatan NMO, dalam meter/detik atau feet/detik

NMO (Normal Move Out) Sebelum koreksi NMO Setelah koreksi NMO Kecepatan terlalu rendah Kecepatan terlalu tinggi

Dekonvolusi Dekonvolusi adalah suatu proses untuk menghilangkan pengaruh dari wavelet sumber dari suatu trace seismik. Dengan proses tersebut diperoleh deret pseudo refleksi yang berupa spike yang menggambarkan amplitudonya. Dekonvolusi digunakan untuk meningkatkan resolusi sehingga trace mendekati koefisien refleksi. Dekonvolusi (predictive/gapped) Data memiliki resolusi yang baik sehingga lebih mirip dengan keadaan sebenarnya

S (t) = Sinyal W (t) = Wavelet R (t) = koefisien refleksi

STACKING Stacking  merupakan proses penjumlahan (penggabungan) trace-trace yang bertujuan untuk memperbesar  S /N Ratio. pada proses ini sinyal yang kohern akan saling menguatkan dan noise yang inkohern akan saling menghilangkan. Sain itu proses stacing juga akan menghilangkan noise yang bersifat ramdom. Stacking dapat dilakukan berdasarkan Common Depth Point (CDP), Common Offset (CO), Common Source Point (CSP) maupun Common Receiver Point (CRP) berdasarkan tujuan dari stack itu sendiri. Biasanya proses stack dilakukan berdasarkan CDP-nya. Pada pemrosesan data seismic proses stacking dilakukan tiga kali stacking yaitu Initial Stack, Residual Stack dan Final Stack. Masing-masing proses tersebut pada dasrnya adalah sama, hanya tingkat kualitas data distack yang berbeda sesuai dengan tingkat pemrosesan.

Metode SRME (Surface Related Multiple Elimination) SRME adalah metoda untuk menghilangkan energi multiple yang dihasilkan oleh batas air-udara. Multiple yang dihasilkan oleh batas air-udara ini kadang-kadang sangat sulit dihilangkan dengan menggunakan metoda demultipel konvensional seperti Radon atau pun Tau-P (Geotrace). Metoda SRME memiliki tiga tahap utama: menghilangkan noise non fisis: regulasisasi data sehingga diperoleh grid sumber-penerima yang konstan, interpolasi near dan intermediate offset yang hilang, menghilangkan gelombang langsung dan gelombang permukaan.

2. prediksi multiple, prediksi ini didasarkan pada observasi bahwa multiple yang terkait dengan permukaan dapat diprediksi melalui konvolusi temporal dan spasial dari data itu sendiri (Berkhout, 1982). 3. data input dikurangi dengan multiple yang terprediksi pada tahap dua (Long et al., 2005). Gambar dibawah menunjukkan keampuhan metoda SRME dibandingkan dengan metoda konvensional (Gambar courtesy: Geotrace Technologies, Inc, 2007):

Teknik Minimalisasi Multiple (Multiple Suppression Techniques) Pengurangan energi multiple pada data 2D merupakan proses iterasi. Untuk lingkungan marine dalam, kami memulai dengan menggunakan SRME untuk menghapus energi multiple dengan periode panjang. Metode ini dapat ditingkatkan dengan migrasi pada data brute stack untuk menghasilkan lokasi yang lebih akurat Surface Related Multiple Elimination (SRME) – Pendekatan standar untuk data marine dengan kedalaman waktu hingga + 500 ms. Untuk metode 2D adalah sebagai berikut; a. Migrasi pada data near offset. b.Membuat model bawah permukaan (water bottom). c.Membuat reciprocal offsets untuk membantu dalam pemodelan dan pengurangan multiple. d. Model secara berkala akan mengurangi energi multiple Masalah utama dalam penerapan SRME pada data marine dangkal adalah adanya energy source yang datang secara langsung dan multiple dengan periode pendek. Ini membuat isolasi dan pemodelan dasar menjadi sulit untuk dilakukan. Dalam hal ini metode dekonvolusi dapat bekerja lebih baik.

Metode Tranformasi Radon Metode radon merupakan metode untuk mereduksi multipel dalam data seismik. Prinsip yang digunakan dalam metode ini adalah merubah domain data seismik menggunakan pendekatan moveout parabola. Dengan menggunakan pendekatan moveout parabola, domain waktu-jarak (t-x) dirubah menjadi domain tau-p (intercept time-parameter ray). Hal ini dilakukan karena pada domain tau-p suatu multipel akan mudah dibedakan terhadap data primernya.

METODOLOGI PENELITIAN A. Alat dan Bahan Adapun alat dan bahan yang diperlukan selama Tugas Akhir ini berlangsung adalah sebagai berikut : Laptop (Operation System Windows) PROMAX Data Seismik PSTM B. Metodologi Studi Dalam studi tugas akhir ini, jenis data yang digunakan adalah data seismik 2D hasil survei seismik laut di area penelitian (X).selanjutnya melalukan proses dengan metode SRME untuk meng-eliminasi multiple yang terdapat pada data.

Diagram Alir penelitian (Risma, 2013) Diagram Alir Pengolahan SRME Diagram Alir penelitian (Risma, 2013)

PENERAPAN METODE SRME Flow SRME (Risma, 2013)

a. SRME Regularization Dalam setiap akusisi seismik, selalu terjadi gap data pada near offset. Untuk mengisi gap pada near offset ini maka dilakukan regularization near offset. Proses regularization dilakukan dengan cara mengisi trace yang tidak terekam melalui ekstrapolasi dari trace yang ada. Tahapan pertama yang dilakukan pada metode ini adalah SRME regularization, input yang kita masukan adalah input preprocessing. Pada tahap ini akan dibuat suatu ensemble baru dengan spasi offset yang teratur dan dilakukan ekstrapolasi trace dari offset minimum hingga offset nol. Pada tahap ini juga dilakukan interpolasi trace-trace yang berdekatan sehingga setiap satu shot point terdapat satu receiver.

b. Prediksi Multiple Tahapan kedua adalah SRME Macro, pada tahapan ini dilakukan prediksi multiple. Prosedur prediksi multiple permukaan pada prinsipnya merupakan konvolusi antar trace seismik. Konvolusi antara trace awal dengan trace awal akan menghasilkan multiple orde satu. Konvolusi antara multiple orde satu dengan trace awal akan menghasilkan multiple orde dua. Multiple orde tiga diperoleh melalui konvolusi multiple orde dua dengan awal dan seterusnya. Agar dapat memprediksi multiple secara akurat dan tepat dengan menggunakan wavelet yang benar, maka kedalaman source dan receiver serta wavelet source harus diketahui.

SRME Un-Regularization Modul SRME Un-Regularization diterapkan untuk mengembalikan offset nol dari estimasi multiple ke offset minimum semula, kemudian menggabungkannya dengan data input awal hasil preprocessing ke dalam satu ensemble. Input yang dibutuhkan adalah data awal hasil preprocessing dengan model estimasi multiple hasil output modul SRME Macro. Agar model prediksi multiple dapat dicocokkan dengan multiple data preprocessing melalui proses adaptif filter, maka kedua data ini harus memiliki offset yang sama. Untuk itulah dilakukan proses un-regularization, dimana offset model prediksi multiple dikembalikan menjadi offset minimum.

Match Filter Modul Match Filter bertujuan untuk me-match-kan model estimasi multiple dengan multiple sesungguhnya yang terdapat pada data input awal. Pada proses ini digunakan filter Least-Square. Pada tahap ini kita mencoba-coba untuk mencari parameter filter yang terbaik agar model estimasi multiple mendekat multiple sesungguhnya, baik besar amplitudo maupun fasenya. Agar multiple hasil prediksi mirip atau mendekati multiple sebenarnya, maka model prediksi dikonvolusikan dengan suatu fungsi filter. Fungsi filter ini sendiri diperoleh dari dekonvolusi antara autokorelasi model prediksi multiple dengan korelasi silang data input awal dan model prediksi multiple. Selain itu pada proses ini, dilakukan estimasi horizon multiple yang mana dua kalinya dari horizon water bottom multiple.

Adaptive Subtraction Tahap terakhir dari penerapan SRME ini adalah menggunakan modul Adaptive Substraction atau pengurangan adaptif. Dalam modul ini data input awal akan dikurangkan dengan model multiple yang telah di match-kan dengan data multiple sesungguhnya melalui proses filter. Dalam tahap ini hasil yang diharapkan adalah data telah bebas dari multiple permukaan, sebab multiple yang dikurangkan dari data input telah mendekati besar amplitudo dan fase multiple sesungguhnya. Seperti halnya pada modul Match Filter, pada modul Adaptive Substraction ini juga kita perlu mencari parameter filter yang tebaik agar multiple yang kurangkan maksimal.

Flow Velocity Analysis SRME (Risma, 2013) Velocity Analysis pada SRME sama seperti pada tahap Velocity sebelumnya, hanya saja input yang digunakan berbeda, dengan input pre-compute SRME, Flow Velocity Analysis SRME (Risma, 2013)

Jendela Picking Velocity Analysis SRME (Risma, 2013)

DMO Correction SRME Pada kasus lapisan miring, titik tengah tidak lagi merupakan proyeksi vertikal dari titik hantam, sehingga pada kasus lapisan miring, CDP gather tidak ekuivalen dengan CMP gather. Secara sederhana DMO (Dip Move Out) dapat diterjemahkan dengan koreksi NMO pada lapisan miring. Pada bidang pemantul yang miring common mid point (CMP) tidak sama dengan common depth point (CDP) sehingga ada jarak antara titik CMP dan CDP. Koreksi DMO dilakukan untuk mengembalikan titik CDP kembali sama dengan titik CMP karena dalam pengolahan data seismik penampang seismik yang dihasilkan harus dalam zero offset. Berikut flow koreksi

Flow DMO SRME (Risma, 2013)

Pre-Stack Time Migration SRME Prestack migration merupakan proses dimana migrasi dilakukan terlebih dahulu sebelum data di-stack. Data input dari proses PSTM adalah data yang telah terkoreksi DMO dan binning. Dalam tugas akhir ini penulis menggunakan metode Kirchhoff sebagai alat perhitungannya. Metode Kirchhoff dilakukan dalam domain waktu 2 dimensi pada migrasi sebelum stack (Pre-stack Time Migration) Flow PSTM SRME (Risma, 2013)

Hasil migrasi dengan proses Surface Related Multiple Elimination (SRME) diharapkan dapat membuat reflektivitas penampang seismik lapisan bawah permukaan menjadi lebih representatif tanpa adanya multiple sehingga tahap interpretasi selanjutnya pada penampang seismik termigrasi akan semakin optimum. Hal ini sangat bermanfaat dalam menentukan sumber daya alam yang terdapat di tempat akuisisi data seismik.

Penerapan Metode Tranformasi Radon a. Analysis Radon Metode radon merupakan metode untuk mereduksi multipel dalam data seismik. Prinsip yang digunakan dalam metode ini adalah merubah domain data seismik menggunakan pendekatan moveout parabola. Dengan menggunakan pendekatan moveout parabola, domain waktu-jarak (t-x) dirubah menjadi domain (tau-p) (intercept time-moveout parameter ray). Hal ini dilakukan karena pada domain tau-p suatu multipel akan mudah dibedakan terhadap data primernya. Pertama-tama kita buat dahulu subflow untuk Radon, seperti yang diperlihatkan pada Gambar dibawah ini :

Flow Radon (Risma,2013)

Parameter Radon Analysis (Risma,2013)

Radon Filter Untuk melakukan Radon Filter, jalankan subflow pada blok pertama, dan matikan dahulu subflow yang ada dibawahnya, setelah itu klik Execute untuk menjalankan flow Radon analysis dan akan muncul jendela Radon Filter seperti pada gambar dibawah ini (a) Jendela before Radon Analysis

(b) Jendela after Radon Analysis

Radon Velocity Analysis Setelah itu, lakukan Velocity Analysis ulang untuk Transformasi Radon, dengan input radon. Tahapan untuk melakukan Velocity Analysis sama seperti pada tahap Velocity sebelumnya, hanya saja input yang digunakan berbeda. Flow Radon Velocity Analysis (Risma,2013)

d. DMO Correction Radon Sama seperti pada SRME, setelah dilakukan analisa kecepatan, perlu juga dilakukan koreksi DMO untuk untuk mengembalikan titik CDP kembali sama dengan titik CMP karena dalam pengolahan data seismik penampang seismik yang dihasilkan harus dalam zero offset. Flow DMO Binning Transformasi Radon (Risma,2013)

e. Pre-Stack Time Migration Radon Untuk memindahkan data seismik ke posisi yang benar secara horisontal maupun vertikal diperlukan proses migrasi. Migrasi menggeser kedudukan reflektor non horisontal posisi subsurface pada penampang seismik. Sama seperti pada SRME, penulis melakukan Pre-stack time migration setelah penerapan metode Radon. Data input dari proses PSTM adalah data yang telah terkoreksi DMO dan binning sebelumnya.

Flow PSTM Radon (Risma,2013)

Kelebihan & Kekurangan SRME Multiple umumnya terdiri dari dua macam yakni internal multiple dan surface related multiple. Pada data seismik marine jenis surface related multiple yang sering muncul adalah water bottom multiple.Tujuan penerapan metoda 2D Surface Related Multiple Elimination (SRME yakni untuk mengurangi efek dari water bottom multiple.Metoda SRME dipilih karena memiliki kelebihan dapat mengurangi efek multiple yang memiliki perilaku moveout hampir sama dengan primary-nya.Hasil yang diperoleh dari penerapan metoda 2D SRME menunjukkan efek water bottom multiple pada data near-offset berkurang, sedangkan pada data far-offset efek water bottom multiple masih terlihat jelas. Metoda 2D SRME mampu mengurangi efek multiple yang diakibatkan oleh permukaan water bottom yang relatif datar.Sedangkan untuk multiple yang diakibatkan oleh permukaan water bottom yang berundulasi atau memiliki kemiringan lapisan yang cukup besar, metoda 2D SRME kurang berhasil mengurangi efek tersebut.

Terimakasih