Static Correction

Didalam pengolahan data seismik, terdapat dua jenis static correction (koreksi statik) yang harus dilakukan yakni elevation (field) statics dan near surface (weathering) correction.

Elevation Statics
Elevation statics adalah koreksi karena perbedaan elevasi source dan receiver. Elevation statics dilakukan dengan meletakkan source dan receiver pada posisi virtual dengan elevasi yang sama (datum) yang biasanya sedikit dibawah elevasi source dan receiver yang terendah. Untuk proses ini, diperlukan informasi replacement velocity dari material antara datum dengan masing-masing source dan receiver. Replacement velocity biasanya diperoleh dari pengetahuan sebelumnya dari daerah yang bersangkutan atau dari pengukuran uphole time.

Persamaan elevation statics, diberikan oleh:

t_D = [(E_S – Z_S - E_D) + (E_R – Z_R - E_D)]/V_r

Dimana E_S elevasi dari source (di atas permukaan laut), Z_S kedalaman dari source ( 0 untuk vibroseis), E_R elevasi dari receiver, Z_R kedalaman dari receiver, E_D elevasi datum, dan V_r adalah replacement velocity.

Gambar di bawah ini mengilustrasikan parameter-parameter yang digunakan dalam elevation statics.
Selanjutnya dilakukan perhitungan:

TWTes=TWT-t_D

TWTes adalah waktu tempuh (TWT) dari trace pasangan sumber penerima setelah koreksi statik, TWT adalah waktu tempuh trace sebelum koreksi statik.


Near surface (weathering) correction
Setelah elevation statics, selanjutnya dilakukan near surface correction untuk mengkompensasi variasi ketebalan dan perubahan lateral kecepatan dari lapisan lapuk (weathering zone).

Metoda yang biasa dilakukan untuk near surface correction adalah: uphole surveys, refractions statics, residual statics dan tomo statics.

Uphole survey dilakukan dengan meletakkan rangkaian geophone pada lubang bor yang menembus kedalaman weathering layer dan sub weathering layer, sumber gelombang diletakkan di permukaan di dekat lubang bor, lalu waktu tempuh gelombang dari sumber ke masing-masing penerima diplot untuk menghitung kecepatan. Uphole survey dilakukan pada beberapa lokasi, dimana kecepatan lapisan akan diinterpolasi dari satu lokasi ke lokasi lainnya.

Refraction statics dilakukan untuk mengestimasi long wavelength statics. Wavelength statics mengacu pada lebarnya perubahan lateral kecepatan dan ketebalan dari lapisan lapuk relatif terhadap offset maksimum.

Refraction statics dilakukan untuk mengestimasi ketebalan dan kecepatan lapisan lapuk pada lintasan survey. Terdapat beberapa metoda refraction statics diantaranya: Delay-time, Generalized Reciprocal Method (GRM), dan Least-squares method. Dua metoda pertama memerlukan proses first break picking dan geometri jejak sinar, sedangkan least square method memiliki konsep yang sama dengan residual statics, hanya saja least square menggunakan gelombang refraksi daripada refleksi.

Gambar di bawah ini menunjukkan hasil pekerjaan first break picking, profil weathering dan sub weathering zone dari studi seismik refraksi serta profil untuk elevation statics dan weathering statics.

Courtesy Lawton, D.C., Geophysics Vol. 54 NO. 10, 1989.

Dari hasil studi refraksi di atas terlihat bahwa kecepatan weathering zone (Vw) = 520m/s sedangkan sub weathering zone (Vb)=3103m/s. Demikian juga kita memperoleh informasi kedalaman weathering zone (Zw) pada setiap titik pengamatan.

Koreksi statik untuk mengkompensasi weathering zone terhadap datum D dapat dirumuskan sbb:

t_D=(-2Zw/Vw)+(2(E_D-E_S+Zw)/Vb)

Dimana E_D adalah elevasi dari datum dan E_S elevasi dari source. Selanjutnya t_D akan dikurangkan dari TWT trace untuk shot yang bersangkutan.

Gambar di bawah ini menunjukkan perbandingan antara data awal (a), elevation statics (b), dan elevation statics+weathering statics (c). Walaupun pada contoh ini kita tidak melihat perbedaan yang sangat mencolok, tetapi kalau kita perhatikan lebih teliti koreksi statics memberikan peningkatan koherensi dari satu trace ke trace yang lainnya.

Courtesy Lawton, D.C., Geophysics Vol. 54 NO. 10, 1989.

Residual statics atau dikenal juga dengan reflection statics dilakukan untuk mengkoreksi short wavelength statics, dimana metoda yang paling banyak digunakan adalah surface consistent method.

Residual statics dirumuskan dengan persamaan sbb:

t_ijk=r_i+s_j+G_k+M_kx_ij²

dimana t_ijk adalah koreksi residual statics total untuk receiver ke-i, source ke - dan CMP ke-k, r_i adalah residual statics untuk receiver ke-i, s_j adalah residual statics untuk source ke-j, G_k perbedaan TWT antara CMP ke-k dengan CMP referensi yang biasanya CMP pertama, M_kx_ij² adalah residual moveout.

Mengacu pada persamaan di atas, komputasi least square dilakukan untuk memperoleh parameter r_i, s_j, G_k dan M_k sebagai unknown parameters dengan input t_ijk dan x_ij (offset) sebagai known parameters.

Pada praktiknya residual statics dilakukan dengan beberapa tahap: menghitung t_ijk, mendekomposisi persamaan di atas untuk memperoleh unknown parameters, menerapkan r_i dan s_j pada gathers sebelum koreksi NMO.

Cara yang umum digunakan untuk menghitung t_ijk adalah pilot trace method, dimana tahapannya sbb:

• Sebuah CMP dengan S/N ratio yang bagus di-gain lalu di-NMO dengan menggunakan model kecepatan awal.
• Memilih event refleksi tertentu.
• CMP gather di stack untuk menghasilkan sebuah stack trace.
• Masing-masing trace pada gather di kros-korelasi dengan stack trace.
• Time shifts t_ijk¹ merupakan time shift dengan kros-korelasi tertinggi.
• Melakukan shifting trace original dengan t_ijk¹ .
• Pilot trace awal diperoleh dengan melakukan stacking trace yang di time shifting pada gather tersebut.
• Pilot trace ini di kros-korelasi dengan trace yang di shifting pada gather untuk memperoleh t_ijk².
• Shift masing-masing trace yang telah di shift dengan menggunakan t_ijk².
• Time shift total saat ini adalah t_ijk = t_ijk¹+t_ijk²
• Pilot trace akhir dibangun lagi dengan melakukan stacking time shift total.
• Pilot trace akhir ini di kros korelasi dengan trace-trace pada gather berikutnya untuk membuat pilot trace pada gather yang bersangkutan.
• Proses ini dilakukan pada semua CMP dengan menggerakkan ke-kanan atau ke kiri dari CMP referensi.

Gambar di bawah ini menunjukkan stack sebelum dan setelah residual statics dengan referensi events pada 3.5-4.0s . Perhatikan perbedaan antara keduanya.

Sebelum reflection statics, courtesy Ronen J. dan Claerbout, SEG Atlanta, 1984

Setelah reflection statics, courtesy Ronen J. dan Claerbout, SEG Atlanta, 1984

Pada hasil studi seismik refraksi di atas (Lawton, D.C), kita melihat bahwa profil model kecepatan untuk weathering dan sub weathering zone memiliki resolusi lateral yang kurang baik. Hal seperti ini memberikan hasil yang kurang akurat untuk mengkoreksi elevation statics maupun refraction statics.

Untuk mengantisipasi kekurangan tersebut, teknik tomo statics digunakan untuk memberikan hasil yang lebih baik karena menghasilkan model kecepatan yang lebih detail.

Hal yang terpenting pada tomo statics adalah determinasi model kecepatan tomography yang secara garis besar diperoleh dengan tahapan sbb: penelusuran jejak sinar refraksi (ray tracing), mendiskritisasi model bawah permukaan menjadi sel-sel tomography, perhitungan waktu tempuh gelombang refraksi (first break picking), pembuatan model kecepatan awal dari studi refraksi dan inversi untuk memperoleh model kecepatan tomography.

Keakuratan model kecepatan tomography terutama ditentukan oleh densitas sinar dan arah sinar yang merata ke semua arah pada masing-masing sel tomography.

Gambar di bawah ini menunjukkan densitas sinar serta model kecepatan refraction tomography.

Densitas Sinar, courtesy Doll et al., 2010

Model kecepatan refraction tomography, courtesy Doll et al., 2010