Rich Azimuth (RAZ) Seismic

Adalah metoda pengambilan data seismik 3 dimensi (3-D) yang merupakan kombinasi antara seismik multi-azimuth (MAZ) dan wide azimuth (WAZ) (lihat entry mengenai seismik multi-azimuth dan wide azimuth pada blog ini). Tujuan dari pengambilan data dengan metoda ini adalah untuk membuat distribusi offset-azimuth yang merata ke semua arah. Hal ini dijelaskan pada gambar di bawah ini:

Gambar di atas menunjukkan konsep rich azimuth survey, yang digambarkan sebagai MAZ + WAZ = RAZ. Panel atas menggambarkan diagram rose dari distribusi offset-azimuth.

Warna panas (merah) menunjukkan jumlah fold yang tinggi dan warna dingin (biru) menunjukkan jumlah fold yang rendah. Panel bawah menunjukkan posisi kapal (bintik hitam) dan kabel perekam (garis hijau) untuk masing-masing survey.

Panel kiri menunjukkan distribusi offset-azimuth untuk survey MAZ, dengan azimuth 3 arah, tetapi tiap arah memiliki azimuth yang sempit. Panel tengah menunjukkan distribusi offset-azimuth untuk survey WAZ, dengan azimuth yang cukup lebar, tetapi hanya ke satu arah.

Panel kanan menunjukkan distribusi offset-azimuth untuk survey RAZ, dengan azimuth yang lebar dan memiliki distribusi ke 3 arah.

Gambar di atas courtesy Howard, M, Marine seismic surveys with enhanced azimuth coverage: Lessons in survey design and acquisition, The Leading Edge, April 2007.

Artikel ini kontribusi Befriko Murdianto , Chevron Indonesia Company

Seismik Multicomponent (Multicomponent Seismic)

Akuisisi data seismik konvensional baik 2D, 3D maupun 4D hanyalah menggunakan geophone 1 komponen. Komponen tersebut adalah komponen vertikal yang hanya didesain untuk merekam gelombang kompresi (gelombang P). Sedangkan geophone yang digunakan dalam seismik multikomponen, baik 3C (three component) maupun 4C (four component) selain memiliki komponen vertikal, juga memiliki komponen horizontal yang didesain untuk merekam gelombang geser (shear wave / gelombang S).

Geophone 3 komponen mengukur pergerakan partikel secara vertikal (atas-bawah) dan dua arah horizontal (timur-barat dan utara-selatan). Komponen timur-barat disebut ’EW’ dan komponen utara selatan disebut ’NS’. Berikut ilustrasinya:

Komponen geophone vertikal (warna hijau) memiliki kemampuan mencatat gelombang P lebih baik dibanding gelombang S, sedangkan komponen horizontal (warna merah dan biru) akan merekam gelombang S lebih baik dibanding merekam gelombang P (mengapa? lihat definisi gelombang P dan S dalam blog ini).

Gelombang S itu sendiri merupakan gelombang yang terkonversi dari gelombang P akibat menghantam reflektor, selanjutnya disebut dengan (PS), sementara gelombang P yang terefleksikan disebut dengan (PP) , lihat gambar dibawah ini:

Courtesy Western Geco - Schlumberger

Didalam prakteknya, kedua komponen gelombang yang terekam secara horizontal tersebut akan dikalkulasi lebih lanjut sehingga diperoleh komponen gelombang yang lain yaitu gelombang SH (Tangensial) dan SV (Radial), melalui persamaan:

SV=(NS cos θ)+(EW sin θ) 1)
SH=(-NS sin θ)+(EW cos θ) 2)

θ merupakan azimuth, yakni sudut yang dibentuk oleh proyeksi horizontal sumber penerima terhadap arah utara.

Dikarenakan kecepatan gelombang P lebih tinggi (~2 kali) daripada gelombang S, maka waktu tempuh nya pun berbeda.

Gambar sebelah kiri adalah rekaman PP dan kanan adalah rekaman PS, perhatikan TWT PS sekitar 2X TWT PP. Courtesy: Lawton, Don C, et al., 2001, Multicomponent survey at Calgary AirportCREWES Research Report — Volume 13

Didalam akuisisi seismik, untuk menempatkan geophone multicomponent sangatlah susah, menurut laporan CREWES, untuk crew yang sangat berpengalamanpun error azimuth dapat mencapai 10 derajat.

Didalam industri, aplikasi Multicomponen geophone atau Multicomponent seismic memiliki kelebihan yang tidak bisa diberikan oleh geophone komponen tunggal. Kelebihan itu diantaranya memberikan prediksi gas cloud, Lambda Mu Rho, analisis Vp/Vs, shear wave splitting untuk mendelineasi orientasi fracture/anisotropy, dll.

Persamaan 1 dan 2 diatas courtesy: Agus Abdullah, 2007, PhD Thesis, Research School of Earth Sciences, Australian National University.

Referensi tambahan:
Bland, H.C, Robert R. Stewart, 1996, Geophone orientation, location, and polarity checking for 3-C seismic surveys, CREWES Research Report — Volume 8.

HSP (Horizontal Seismic Profiling)

Adalah metoda pengambilan data seismik, dimana posisi sumber dan penerima (geophone) diletakkan di permukaan bumi. Jadi istilah metoda HSP adalah istilah lain untuk metoda seismik refleksi biasa.

Contoh konfigurasi metoda HSP, geophone (kiri) dan layout kabel seismik (kanan):

Gambar courtesy: Anniston Army Depot, Alabama

VSP (Vertical Seismic Profiling)

VSP adalah operasi seismik lubang bor dimana sumber seismik diletakkan di permukaan bumi sementara perekam (geophone) diletakkan pada level kedalaman yang berbeda di sepanjang lubang bor.

Jika sumur bor tersebut memiliki geometri vertikal, maka lokasi sumber getar diletakkan pada posisi yang tetap, sedangkan untuk sumur bor miring, lokasi sumber tidak tetap, lokasinya disesuaikan dengan posisi perekam dalam lubang bor.

Walaupun geophone diletakkan disepanjang lubang bor, resolusi vertikal VSP harus dipertimbangkan masih berada dalam resolusi seismik, sementara secara lateral, resolusinya dibatasi oleh zona Fresnel.

Geometri survey VSP beserta sketsa rekaman yang dihasilkan ditunjukkan pada gambar dibawah ini:

Rekaman VSP merupakan komposit dari gelombang downgoing dan upgoing dari jenis gelombang kompresi (P) dan/atau gelombang geser (S) dan juga gelombang Stoneley yang berhubungan dengan lubang bor dan fluida sumur.

Gelombang downgoing adalah gelombang yang terekam oleh geophone tanpa terefleksikan terlebih dahulu. Sedangkan gelombang upgoing adalah gelombang yang terefleksikan.

Pengolahan VSP
Pengolahan data VSP terbagi menjadi beberapa tahap: demultiplex, korelasi (jika sumber getarnya vibrator), koreksi dari efek fluktuasi, koreksi rotasi alat dan sumur miring, eliminasi data yang buruk, stacking, pemilahan komponen gelombang jika perekam yang dipakai multicomponent.

Gambar di bawah ini adalah contoh rekaman VSP setelah editing dan stacking:

Selanjutnya, jika sumber dan penerima dianggap memiliki garis yang tegak lurus dengan reflektor, maka standar pengolahan data VSP adalah sbb:

1. Dekonvolusi gelombang upgoing dengan gelombang downgoing. Proses ini ditujukan untuk mengeliminasi efek sinyal sumber dan multiple downgoing.
2. Flattening gelombang upgoing yang telah didekonvolusi, proses ini menjadikan gelombang upgoing mirip dengan rekaman seismik biasa.
3. Membuat stack VSP
   

Gambar dibawah adalah contoh korelasi rekaman VSP (upgoing wave) dengan log lithofasies

Referensi: Jean-Luc Mari, Geophysics of Reservoir and Civil Engineering, 1999, Institut Francais Du Petrole Publications

Gambar rekaman VSP courtesy: US Dept. of Transportation (www.cflhd.gov)

Wide Azimuth Seismic

Adalah metoda pengambilan data seismik yang didesain sedemikian rupa sehingga menghasilkan azimuth antara sumber dan penerima yang cukup lebar dibandingkan dengan pengambilan data seismik konvensional.
Tujuan utama dari desain ini adalah untuk meningkatkan fold, rasio sinyal terhadap noise, meningkatkan iluminasi, dll.

Berikut ilustrasi pengambilan data wide azimuth seismic:
Berdasarkan gambar diatas, secara sederhana wide azimuth seismic hanyalah menempatkan kapal utama dengan streamer dan gun (paling kiri) serta beberapa kapal gun disampingnya (kedua dan ketiga disamping kanannya).

Gambar diatas courtesy Long A.S., et al AESC2006, Melbourne, Australia.

Multi Azimuth Seismic

Adalah metoda pengambilan data seismik 3D dengan arah penembakan (shooting) dari berbagai arah (azimuth).

Dibandingkan dengan survey seismik 3D ‘konvensional’, survey seismik multi azimuth memiliki keunggulan seperti meningkatkan resolusi, ketajaman dan meningkatnya rasio sinyal terhadap noise (SNR). Hal positif ini muncul sebagai buah dari meningkatnya jumlah ‘fold’ dan iluminasi.

Berikut prinsip pengambilan data seismik 3D multi azimuth:

Gambar di bawah ini menunjukkan perbandingan rekaman seismik ‘konvensional (kiri) dan multi azimuth (kanan). Apakah anda melihat perbedaan yang cukup signifikan?

Gambar diatas courtesy Barley B. and Summers T., BP Exploration, The Leading Edge 2007

Dog leg

Dog leg adalah istilah yang digunakan untuk lintasan seismik yang membelok secara tiba-tiba.

Dog leg biasanya terjadi akibat perubahan rencana survey seismik untuk menghindari medan yang berat atau tidak memungkinkan seperti lembah yang curam, gedung bersejarah, atau dasar laut yang dangkal sehingga kapal survey tidak bisa melewatinya.

Berikut ilustrasinya:

Feather

Feather adalah istilah yang digunakan untuk menujukkan sifat penyimpangan streamer dari line seismik yang dikehendaki di dalam akuisisi seismik laut. Efek feather ini muncul dikarenakan arus laut.

Berikut ilustrasinya:

Kehadiran feather ini tentu kurang menguntungkan di dalam akuisisi laut, akan tetapi masih bisa di toleransi dengan syarat jangan melebihi 10°.

Cara yang mungkin bisa dilakukan untuk mengurangi efek ini adalah dengan melakukan survey arus laut terlebih dahulu sebelum mendesain lintasan seismik. Memang anda bisa ber-argumen bahwa desain lintasan seismik tersebut haruslah mempertimbangkan aspek geologi yang menjadi target anda (seperti strike ataupun bentuk struktur) akan tetapi apakah tidak ada celah komunikasi untuk mempertimbangkan aspek arus laut di dalam mendesain lintasan tersebut?

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:

Dalam praktiknya akuisisi seismic marin terdiri atas beberapa komponen: kapal utama, gun, streamer, GPS, kapal perintis dan kapal pengawal dan kadang-kadang perlengkapan gravity (ditempatkan di dalam kapal) dan magnetik yang biasanya ditempatkan 240 meter di belakang kapal utama (3 meter di dalam air)

Didalam kapal utama terdapat beberapa departemen: departemen perekaman (recording), navigasi, seismic processing, teknisi peralatan, ahli komputer, departemen yang bertanggung jawab atas keselamatan dan kesehatan kerja, departemen lingkungan, dokter, juru masak, dan kadang-kadang di lengkapi dengan departemen survey gravity dan magnetik, dll. Jumlah orang yang terlibat dalam keseluruhan operasi berjumlah sekitar 40 orang.

Untuk menjaga hal-hal yang tidak diinginkan, selama operasi ini disertai pula dua buah kapal perintis (chase boat) yakni sekitar 2 mil di depan kapal utama. Selain bertanggung jawab membersihkan lintasan yang akan dilewati (membersihkan rumpon, perangkap ikan, dll) , kapal perintis bertugas untuk menghalau kapal-kapal yang dapat menghalagi operasi ini. Selain itu di belakang streamer, terdapat juga sebuah kapal pengawal.

Operasi akuisisi data seismik memakan waktu dari mulai beberapa minggu sampai beberapa bulan, tergantung pada 'kesehatan' perangkat yang digunakan, musim, arus laut, dll.

Mengingat mahalnya operasi data akuisisi (mencapai 150 ribu dollar per hari, dalam operasi 3D bisa mencapai 250 ribu dollar per hari!) maka Quality Control dari operasi ini harus betul-betul diperhatikan, seperti apakah semua hidrophon bekerja dengan baik, apakah air gun memiliki tekanan yang cukup, apakah streamer dan air gun berada pada kedalaman yang dikehendaki, apakah feather tidak terlalu besar, dll.

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

Gambar dibawah menunjukkan ruang kerja seismic recording, navigasi dan processing…

Serta stasiun perangkat kerasnya…

Streamer…yang dilengkapi dengan hydrophone, ADC (Analog to digital converter dan bird yang berperan untuk mengatur posisi dan kedalaman streamer). Diameter streamer sekitar 7 cm dengan panjangnya bisa mencapai 10km. Bagian hitam dari gambar ini menunjukkan perangkat ADC.

Bird...mengatur kedalaman dan posisi streamer...

Air gun...dengan tekanan mencapai 2000psi...sangat berbahaya! bandingkan dengan ban mobil anda yang ’hanya’ 30-an psi! Bagian kuning dan hitam (seperti roket) hanyalah untuk pelampung. Bagian ’air gun’ adalah selinder logam yang menggantung padanya.

Saat perekaman berbagai aspek dimonitor secara dinamik.
Seperti rekaman setiap shot, apakah ada tras seismik yang mati?, penampang single channel dan signature sumber....

Kedalaman air gun....tekanan dll. Apakah ada loss compression ? Gambar di bawah menunjukkan terdapat 3 array air gun dengan masing-masing array terdiri atas 9 kompartemen.

Level ambient noise….akibat arus laut, deru mesin kapal, baling-baling, dll. (merah menunjukkan tinggi dan biru menunjukkan rendah)

Navigasi…bertugas untuk memastikan bahwa akuisisi data seismik berada pada lintasan yang dikehendaki. Disamping itu mereka juga memberikan informasi tentang feather akibat arus laut yang biasanya diterima dibawah 10° dan juga meminta kapten kapal mengatur kecepatan kapal, yang biasanya dibawah 5 knot.

Dan lain..lain…sampai memperhatikan kelangsungan makhluk laut yang satu ini…
Kehadiran mereka dilaporkan oleh Marine Mammal Observer yang hadir selama akuisisi seismik ...jika dilaporkan terdapat mamalia laut, tembakan air gun dihentikan untuk sementara waktu, walaupun ribuan dollar melayang!

CDP...

CDP (Common Deep Point) adalah istilah dalam pengambilan data seismik untuk konfigurasi sumber-penerima dimana terdapat satu titik tetap dibawah permukaan bumi. Untuk kasus reflektor horisontal (tidak miring) CDP kadang-dagang dikenal juga dengan CMP (Common Mid Point).

Selain CDP dikenal juga CR (Common Receiver) untuk konfigurasi beberapa sumber satu penerima, CS (Common Shoot) untuk konfigurasi satu sumber beberapa penerima dan Common Offset untuk konfigurasi sumber penerima dengan jarak (offset) yang sama.

Untuk lebih jelasnya perhatikan gambar dibawah berikut respon seismiknya.