Gelombang Prisma (Prism Wave)

Adalah gelombang yang terefleksikan lebih dari satu kali. Gambar dibawah ini mengilustrasikan jejak gelombang prisma yang terefleksikan oleh Top Balder, lalu terefleksikan kembali oleh kubah garam sebelum akhirnya terekam oleh receiver.

Pada rekaman tersebut kita akan melihat jenis gelombang prisma yang dicirikan dengan waktu tempuh lebih lambat dari Top Balder (seperti interbed multiple).

Courtesy Paul A. Farmer and Ian F. Jones, ION GX Technology

Shear Wave Splitting

Shear Wave Splitting merupakan studi untuk menganalisis tingkat anisotropi (lihat subject anisotropi pada blog ini) dari sebuah medium. Dalam hal ini azimuthal anisotropy.
Pemisahan (splitting) dari gelombang S tersebut diakibatkan oleh perbedaan waktu tempuh (delay time atau Δτ) antara dua komponen gelombang S yang saling tegak lurus satu sama lain.

Ingat, gelombang S memiliki komponen SV dan SH, SV adalah gelombang S yang bergerak secara vertikal dan SH adalah gelombang S yang bergerak secara horizontal, berikut ilustrasinya:

Jika gelombang S melewati sebuah medium homogen isotropis, maka waktu tempuh gelombang SV akan sama dengan waktu tempuh gelombang SH (lihat persamaan matematika pada subject seismic multicomponent pada blog ini untuk menurunkan gelombang SH dan SV dari sebuah survey seismik multicomponent).

Sedangkan jika terdapat perbedaan sifat fisis (contoh: foliasi mineral) maupun perbedaan karakter struktur medium (contoh: orientasi fracture) ke arah vertikal maupun ke arah horizontal maka akan menghasilkan waktu tempuh yang berbeda bagi kedua jenis gelombang tersebut, fenomena perbedaan waktu tempuh tersebut dikenal dengan shear wave splitting. Berikut ilustrasinya untuk sebuah gelombang S yang melewati medium dengan fracture vertikal:
Dari gambar diatas terlihat bahwa sebuah gelombang S yang melewati medium dengan fracture berorientasi vertikal akan meghasilkan pemisahan komponen SH dan SV dengan SV datang lebih cepat (lebih awal) dibandingkan SH yang datang lebih lambat. Dengan kata lain gelombang S yang merambat tegak lurus dengan fracture akan datang lebih lambat sedangkan gelombang S yang sejajar dengan fracture akan datang lebih cepat. Jika kita kembangkan lebih lanjut, delay time (Δτ) akan semakin besar jika gelombang S merambat tegak lurus dengan fracture dan semakin kecil jika merambat sejajar dengan fracture.

Dengan mempergunakan logika di atas, multi azimuth atau wide azimuth seismic (lihat kedua subject tersebut pada blog ini) dengan multicomponent geophone dapat dipergunakan untuk mendeterminasi orientasi fracture.

Dengan menghitung tingkat anisotropi (baca delay time) pada berbagai azimuth anda akan mendapatkan gambaran orientasi fracture pada zona bersangkutan. Sehingga pada reservoar dengan porositas sekunder, dalam hal ini porositas akibat fracture. Studi shear wave splitting dapat membantu untuk menempatkan posisi sumur bor sedemikian rupa sehingga produksi hidrokarbon lebih optimal.

Sebagai informasi tambahan, tingkat homogenitas medium dapat dijustifikasi oleh resolusi seismik, sehingga medium dengan derajat keheterogenan lebih kecil dari resolusi seismik masih dipertimbangkan sebagai medium homogen (Backus, 1962). Sebagai konsekuensi teori Backus tersebut, anda jangan bermimpi untuk mendeteksi fracture reservoar yang berada di bawah resolusi seismik.

Atenuasi (attenuation)

Atenuasi dilambangkan dengan Q, dimana 1/Q adalah fraksi dari energi gelombang yang hilang setiap cycle saat gelombang tersebut merambat. Sehingga ‘Q rendah’ berarti lebih teratenuasi dan ‘Q tinggi’ berarti sedikit teratenuasi.

Umumnya, didalam aplikasi seismik eksplorasi, besaran Q diprediksi untuk memberikan kompensasi terhadap amplitudo gelombang seismik yang hilang dalam perambatannya.

Didalam mendeterminasi besaran Q, terdapat beberapa macam metoda. Metoda yang cukup sering digunakan di dalam industri migas adalah metoda rasio spektral, yakni Q merupakan slope (kemiringan) rasio natural logaritmik (ln) spektral ’gelombang dalam’ dengan ’gelombang dangkal’.

Untuk lebih jelasnya perhatikan diagram di bawah ini (klik untuk memperbesar):

Akhir-akhir ini analisis Q mulai dilirik sebagai metoda yang cukup jitu didalam karakterisasi reservoar. Hal ini dilakukan karena Q lebih sensitif terhadap kehadiran gas maupun temperatur daripada sifat kecepatan gelombang seismik.

Contoh dibawah adalah Analisis Q untuk kasus monitoring zona minyak dan gas serta monitoring injeksi karbon dioksida. Apakah anda melihat bahwa gelombang lebih teratenuasi (Q rendah) di sekitar antiklin sebagai perangkap gas?

Courtesy: Clark R., University of Leeds, School of Earth & Environment

Zero Crossing

Zero Crossing adalah salah satu komponen gelombang (lihat subject Komponen Gelombang pada blog ini) dimana amplitudo gelombang adalah nol dan fasa-nya adalah nol atau 90 derajat.

Difraksi (Diffraction)

Difraksi adalah reflektor semu yang dihasilkan akibat penghamburan gelombang utama yang menghantam ketidakmenerusan seperti permukaan sesar, ketidakselarasan, pembajian, perubahan kontras jenis batuan, dll.

Difraksi nampak seperti parabola terbalik yang dapat mengganggu interpretasi seismik. Untuk menghilangkan difraksi dilakukan proses migrasi.

Gambar dibawah menunjukkan difraksi akibat lapisan garam.

[Gambar diatas dimodifikasi dari Veritas DGC]

Prinsip Fermat (Fermat's Principle)

Prinsip Fermat menyatakan bahwa jika sebuah gelombang merambat dari satu titik ke titik yang lain maka gelombang tersebut akan memilih jejak yang tercepat.

Kata tercepat di-boldkan untuk memberikan penekanan bahwa jejak yang akan dilalui oleh sebuah gelombang adalah jejak yang secara waktu tercepat bukan yang terpendek secara jarak. Tidak selamanya yang terpendek itu tercepat.

Dengan demikian jika gelombang melewati sebuah medium yang memiliki variasi kecepatan gelombang seismik, maka gelombang tersebut akan cenderung melalui zona-zona kecepatan tinggi dan menghindari zona-zona kecepatan rendah. Untuk lebih jelasnya perhatikan gambar dibawah ini. Apakah anda melihat bahwa Prinsip Fermat berlaku?

[Gambar di atas courtesy Rawlinson et al., my PhD adviser at Research School of Earth Sciences, Australian National University]

Prinsip Huygens (Huygens Principle)

Prinsip Huygens menyatakan bahwa setiap titik-titik pengganggu yang berada didepan muka gelombang utama akan menjadi sumber bagi terbentuknya deretan gelombang yang baru.

Jumlah energi total deretan gelombang baru tersebut sama dengan energi utama.

Gambar dibawah ini menunjukkan prinsip Huygens.

[Gambar diatas courtesy Answer.com]

Didalam eksplorasi seismik titik-titik diatas dapat berupa patahan, rekahan, pembajian, antiklin, dll. Sedangkan deretan gelombang baru berupa gelombang difraksi. Untuk menghilangkan efek ini dilakukanlah proses migrasi.

Nama Huygens diberikan untuk menghormati matematikawan, astronomer dan fisikawan kondang Christiaan Huygens (1629-1695). Sebelum menggeluti bidang sains beliau sempat kuliah di Fakultas Hukum Universitas Leiden.

Lukisan Christiaan Huygens diatas diambil dari wikipedia.

Komponen Gelombang (Amplitudo dll.)

Gambar dibawah menunjukkan komponen sebuah gelombang (tras seismik): amplitudo, puncak, palung, zero crossing, tinggi dan panjang gelombang.
Perhatikan perbedaannya satu sama lain.

Gelombang Love

Gelombang Love adalah gelombang geser (S wave) yang terpolarisasi secara horizontal (SH). Gelombang Love termasuk kategori gelombang permukaan.

[courtesy of darylscience]

Nama Love diberikan untuk menghormati Augustus Edward Hough Love (1863-1940), matematikawan kondang asal Oxford. Beliau dianugrahi Adam prize setelah menemukan model gelombang permukaan jenis ini.

Gelombang Rayleigh (Groundroll)

Gelombang rayleigh atau groundroll adalah gelombang yang menjalar di permukaan bumi dengan pergerakan partikelnya menyerupai ellip (lihat gambar). Karena menjalar di permukaan, amplitudo gelombang rayleigh akan berkurang dengan bertambahya kedalaman.

[courtesy of darylscience]

Nama Rayleigh diberikan untuk menghormati penemunya John William Strutt, 3rd Baron Rayleigh (1842-1919), Fisikawan berkebangsaan Inggris.

Didalam rekaman seismik, gelombang rayleigh dicirikan dengan amplitudonya yang besar (hampir 2x amplitudo refleksi) dan dicirikan dengan frekuensi rendah.

Gelombang Geser (S wave)

Jika bumi yang 'tenang' diberikan gangguan, misalnya diganggu dengan diledakannya sebuah dinamit, maka partikel-partikel material bumi tersebut akan bergerak dalam berbagai arah. Fenomena pergerakan partikel material bumi ini disebut dengan gelombang.

Jika pergerakan partikel tersebut tegaklurus dengan arah penjalaran gelombang, maka disebut dengan gelombang geser (gelombang sekunder atau secondary wave atau gelombang S).

Gambar dibawah menunjukkan karakter material sebelum diganggu dan karakter gelombang S.

[courtesy of darylscience]

Sebagai fungsi dari modulus geser (u), dan densitas (r), kecepatan gelombang S (Vs) adalah:

Vs=[u/r]^0.5.

Gelombang Kompresi ( P wave)

Jika bumi yang 'tenang' diberikan gangguan, misalnya diganggu dengan diledakannya sebuah dinamit, maka partikel-partikel material bumi tersebut akan bergerak dalam berbagai arah. Fenomena pergerakan partikel material bumi ini disebut dengan gelombang.

Jika pergerakan partikel tersebut sejajar dengan arah penjalaran gelombang, maka disebut dengan gelombang kompresi (gelombang primer atau primary wave atau gelombang P).

Gambar dibawah menunjukkan karakter material sebelum diganggu dan karakter gelombang P.

[courtesy of darylscience]

Rekaman seismik refleksi suatu eksplorasi migas merupakan rekaman gelombang P yang menjalar dari sumber (dinamit, vibroseis, dll.) ke penerima (geophone).

Gelombang P menjalar dengan kecepatan tertentu. Jika melewati material yang bersifat kompak atau keras misalnya dolomit maka kecepatan gelombang P akan lebih tinggi dibanding jika melewati material yang 'lunak' seperti batulempung.

Sebagai fungsi dari modulus bulk(k) , modulus geser (u), dan densitas (r), kecepatan gelombang P (Vp) adalah:

Vp=[(k+4/3u)/r]^0.5.

Zona Fresnel (Fresnel Zone)

Adalah lebar bidang benda anomali yang mampu 'dilihat' oleh gelombang seismik (lihat Resolusi Seismik).



Lebar sempitnya Zona Fresnel (B-B') tergantung pada panjang gelombang dan frekuensi gelombang seismik yang digunakan. Semakin tinggi frekuensi seismik yang digunakan, semakin sempit Zona Fresnel dan sebaliknya. Artinya untuk melihat benda-benda anomali kecil di bawah perut perlu digunakan frekuensi gelombang yang tinggi. Sayangnya karena adanya attenuasi, frekuensi tinggi hanya mampu melihat anomali-anomali dangkal.

Istilah 'Fresnel' digunakan untuk menghormati Fisikawan perancis Augustin Jean Fresnel (1788-1827) yang menemukan teori gelombang optik.
(Foto Augustin Jean Fresnel diambil dari wikipedia)