Penerapan Metode Seismik Refleksi Untuk Pengukuran Temperatur Di Perairan Timur Waigeo, Papua
PENERAPAN METODE SEISMIK REFLEKSI UNTUK
PENGUKURAN TEMPERATUR DI PERAIRAN TIMUR
WAIGEO, PAPUA
ASIA WIRDA
DEPARTEMEN ILMU DAN TEKNOLOGI KELAUTAN
FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2016
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Penerapan Metode
Seismik Refleksi Untuk Pengukuran Temperatur di Perairan Timur Waigeo,
Papua dalah benar karya saya dengan arahan dari Komisi Pembimbing dan belum
diajukan dalam bentuk apapun kepada Perguruan Tinggi mana pun. Sumber
informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak
diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam
Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, Maret 2016
Asia Wirda
NIM C54110006
ABSTRAK
ASIA WIRDA. Penerapan Metode Seismik Refleksi Untuk Pengukuran
Temperatur di Perairan Timur Waigeo, Papua. Dibimbing oleh HENRY
MUNANDAR MANIK.
Seismik oseanografi adalah disiplin ilmu baru yang menggabungkan antara
seismik dan oseanografi fisik yang dapat digunakan untuk mempelajari fenomena
di laut seperti struktur termohalin. Seismik oseanografi menampilkan struktur
kolom perairan dalam penampang seismik yang mampu memberikan gambaran
struktur rinci. Resolusi vertikal dan horizontal dari data seismik yang dimiliki
sekitar 7.5 m dan 94.87 m. Tujuan dari penelitian ini adalah melakukan deteksi
dan pemetaaan temperatur Perairan Timur Waigeo, Papua dengan memanfaatkan
data seismik dan CTD. Data seismik dan CTD yang digunakan dari Line 30 hasil
survey PPPGL pada bulan Juni 2015 di Perairan Timur Waigeo. Pengolahan data
dikelompokkan ke dalam tiga tahapan yaitu pengolahan data seismik dengan
Promax 2D, pengolahan seismogram sintetik dengan Hampson-Russell, dan
pengolahan sebaran suhu dengan Ocean Data View. Impedansi akustik di Perairan
Waigeo banyak dipengaruhi oleh kecepatan suara dibandingkan densitas air
dimana nilai kecepatan ini banyak dipengaruhi oleh suhu. Korelasi antara seismik
hasil pengukuran di lapang dengan seismik sintetik menggunakan data CTD
sebesar 0.7.
Kata kunci: densitas air, Hampson-Russell, kecepatan suara, Ocean Data View.
Promax 2D, seismik oseanografi, suhu
ABSTRACT
ASIA WIRDA. Application of Seismic Reflection Method to Temperature
Measurement in East Waigeo Waters, Papua. Supervised by HENRY
MUNANDAR MANIK.
Seismic oceanography is a new cross discipline between seismology and
physical oceanography to investigation phenomenon in the ocean such as
thermohaline fine structure. Seismic oceanography displays fine structure of water
column in seismically. Vertical resolution and horizontal of seismic data that use
in this research are 7.5 m and 94.87 m. The aim of this study is to detection and
temperature mapping in East Waigeo, Papua with utilize CTD and seismic data.
The data from Line 30 as result PPPGL survey on June 2015 in East Waigeo. The
data processing different into three stages are processing seismic data using
Promax 2D, processing synthetic seismogram using Hampson-Russell application,
and mapping temperature using Ocean Data View. Main contribution of acoustic
impedance in Waigeo is sound velocity than water density. Then main
contribution of sound velocity is temperature. Correlation between seismik field
with synthetic seismogram that using CTD data is 0.7.
Keywords: Hampson-Russell, Ocean Data View, Promax 2D, seismic
oseanography, sound velocity, temperature, water density
PENERAPAN METODE SEISMIK REFLEKSI UNTUK
PENGUKURAN TEMPERATUR DI PERAIRAN TIMUR
WAIGEO, PAPUA
ASIA WIRDA
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Ilmu Kelautan
pada
Departemen Ilmu dan Teknologi Kelautan
DEPARTEMEN ILMU DAN TEKNOLOGI KELAUTAN
FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2016
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas
segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang
dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan ini ialah akustik, dengan judul
Penerapan Metode Seismik Refleksi Untuk Pengukuran Temperatur di Perairan
Timur Waigeo, P apua.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Dr. Henry M. Manik, S.Pi.,
M.T. selaku pembimbing dan Dr. Ir. Udrekh S.E., M.Sc.. selaku pembimbing
lapang. Terima kasih penulis sampaikan kepada Pusat Penelitian dan
Pengembangan Geologi Kelautan (PPPGL) dan Bapak Subarsyah S.Si., M.T. atas
data survey yang digunakan dalam penelitian ini. Terima kasih juga kepada Badan
Pengkajian dan Penerapan Teknologi (BPPT) yang telah memberikan akses
pengolahan data penelitian dan Ibu Sumirah S.Si., MSc. yang telah mengajarkan
pengolahan data seismik. Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada orang
tua dan keluarga yang selalu memberikan dukungan doa, moral, dan materiil,
seluruh staf pengajar dan administrasi Ilmu dan Teknologi Kelautan (ITK), serta
teman-teman baik di ITK maupun di luar ITK.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, Maret 2016
Asia Wirda
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
viii
DAFTAR GAMBAR
viii
DAFTAR LAMPIRAN
ix
DAFTAR ISTILAH
ix
PENDAHULUAN
1
Latar Belakang
1
Tujuan Penelitian
2
METODE
2
Alat
2
Bahan
3
Pengolahan Data
3
Pengolahan Data Seismik
5
Pengolahan Seismogram Sintetik
10
Pengolahan Sebaran Suhu
14
Analisis Data
16
Kecepatan Suara di Laut
16
Resolusi Seismik
16
Korelasi Seismik Lapang dan Seismik Sintetik
16
HASIL DAN PEMBAHASAN
17
SIMPULAN DAN SARAN
29
Simpulan
29
Saran
29
DAFTAR PUSTAKA
29
LAMPIRAN
31
RIWAYAT HIDUP
32
DAFTAR TABEL
1 Peralatan yang digunakan
2 Parameter akuisisi data seismik
3
5
DAFTAR GAMBAR
1 Peta lokasi penelitian
2 Diagram alir pengolahan data
3 Hasil geometri dalam shot gather yang memperlihatkan adanya direct
arrival, source reverberations, swell noise, dan seafloor reflector
seperti yang ditunjukkan oleh garis berwana orange
4 Spectral analysis dari hasil geometri
5 Hasil bandpass filter yang menampilkan bottom mute di atas seafloor
reflector (kurva berwarna biru dan hijau) dan top mute di atas direct
arrival (kurva berwarna merah dan hijau)
6 Tampilan FK analysis dari hasil mute dimana poligon dengn kurva
berwarna hitam pada kolom F-K untuk menyaring sinyal yang
diinginkan
7 Hasil FK Filter yang memperlihatkan adanya penampakan reflektor di
kolom air yang ditandai seperti kurva berbentuk hiperbolik di bawah
direct arrival
8 Jendela analisis kecepatan semblance yang terdiri dari 5 panel mulai
dari kiri ke kanan adalah semblance, gather yang diaktifkan NMO,
dynamic, flip, dan function. Pada panel semblance terdapat velocity
guide (kurva berwarna hitam) dan lokasi picking kecepatan suara (kurva
berwarna putih). Kurva merah pada panel function menunjukkan
sampel kecepatan suara.
9 Hasil sintetik trace data CTD yaitu densitas (Track3) dan P-wave
(Track4) menggunakan GeoView dengan wavelet ricker sepanjang 200
ms (*ricker2) dan zero wavelet sepanjang 400 ms (wave0). Masingmasing sintetik dari wavelet ricker maupun zero wavelet
memperlihatkan polaritas negatif (kiri) dan positif (kanan)
10 Seismogram sintetik (biru) yang belum dikorelasikan dengan composite
trace (merah) dari data stack (hitam)
11 Jendela associate untuk mencocokkan source variable dengan meta
variabel
12 Peta stasiun CTD yang diplot oleh ODV yang ditandai dengan titik
berwarna biru. Poligon merah merupakan batasan lokasi yang akan
dibuat sebaran suhunya
13 Sebaran melintang suhu CTD
14 Profil kecepatan suara hasil analisis kecepatan semblance
15 Penampang stack hasil NMO dengan kecepatan suara analisis
semblance yang ditampilkan menyeluruh (a) dan diperbesar pada
bagian reflektor yang tegas hingga TWT 900 ms (b)
2
4
6
6
7
8
8
9
11
13
14
15
15
17
18
16 Penampang stack dengan NMO kecepatan CTD yang ditampilkan
menyeluruh (a) dan diperbesar pada bagian reflektor yang tegas hingga
TWT 900 ms (d)
17 Penampang seismik terhadap kedalaman yang ditampilkan
menyeluruh (a) dan diperbesar hingga kedalaman 900 m (b)
18 Penampang stack Perairan Timur Waigeo yang memperlihatkan adanya
fenomena internal wave di dalam area kotak kuning dan water mass
front di dalam area ellips merah, simbol bulat merah pada header CDP
9929 merupakan lokasi CTD 06 dan simbol bulat hijau pada CDP
14220 merupakan lokasi CTD 02 (a) dan profil menegak suhu salinitas terhadap kedalaman dari CTD 06 yang diwakili dengan warna
merah dan CTD 02 warna hijau (b)
19 Sebaran melintang suhu dari data CTD di Perairan Timur Waigeo
20 Diagram T-S karakteristik massa air di Perairan Raja Ampat yang
diperoleh dari P2O-LIPI pada tahun 2009 (a) dan Perairan Timur
Waigeo tahun 2015 dari data CTD (b)
21 Seismogram sintetik (grafik berwarna merah) yang di-overlay di atas
data seismik hasil stack dan data log Perairan Timur Waigeo (densitas,
suhu, salinitas, dan kecepatan) dari data CTD 02 (a) dan CTD 06 (b)
20
21
23
24
25
28
DAFTAR LAMPIRAN
1 Konfigurasi akuisisi data seismik
31
DAFTAR ISTILAH
Air gun
Bandpass filter
Bottom mute
Bubble pulse
: salah satu sumber seismik aktif yang digunakan untuk
survey di laut
: filter lolos tapis dengan disain berbentuk trapesium
Conductivity
Temperature
Depth (CTD)
Constant phase
: membuang sinyal di bagian bawah
gelombang gelembung yang terbentuk dari pengaruh
sumber seismik
: pengelompokkan sinyal yang datang dari berbagai
source yang terkumpul pada satu titik yang sama atau
kedalaman yang sama
: suatu trace dari perwujudan rata-rata trace dari data
seismik
: sebuah alat yang terdiri dari sensor tekanan, suhu, dan
konduktivitas yang digunakan untuk mengambil
parameter kedalaman, suhu, dan salinitas di perairan
: sinyal dengan fase yang stabil dari awal hingga akhir
Data inspection
and frequency
filtering
: kegiatan pemeriksaan keadaan data seismik dengan
identifikasi sinyal dan sumber noise yang dilanjutkan
dengan penerapan filter untuk menghilangkan noise
Common Depth
Point (CDP)
Composite trace
Data merging and : proses menggabungkan data-data yang terpisah menjadi
geometry
satu kesatuan data dan mencocokkan data dengan
assignment
geometri di lapangan
Densitas
: massa jenis air laut yang dinyatakan dalam kg/m3 (mks)
dan g/cm3 (cgs). Densitas bergantung pada salinitas,
temperatur, dan tekanan.
Direct arrival
: gelombang yang langsung merambat dari sumber ke
penerima tanpa pemantulan
Eddies
: Pusaran
eLog program
: program yang memilki kemampuan untuk memanipulasi
log seperti editing, smoothing, dan korelasi log
Far offset
: offset terjauh atau jarak terjauh antara sumber dan
penerima
Fk filter
: salah satu jenis filter yang bekerja dengan mengubah
domain waktu-jarak (T-X) menjadi frekuensi-bilangan
gelombang (F-K) untuk memudahkan pemisahan noise
dari sinyal yang tidak dapat dilihat secara periodik
Gather
: kumpulan dari trace-trace seismik
Geometry
: pengondisian data lapang dengan data yang digunakan
sesuai dengan parameter saat akuisisi data agar data
yang diolah sesuai dengan geometri di lapang
Geophone
: watak geophone dalam merespon suatu gelombang
response
seismik. Suatu geophone mampu merekam gelombang
seismik sampai batas frekuensi rendah tertentu yang
umunya berkisar 7 sampai 28 Hz untuk refleksi dan
frekuensi tinggi hingga lebih dari 200 Hz.
Responsibilitas geophone disebabkan oleh adanya faktor
peredaman (dumping) dari gerakan massa terhadap coil
di dalam geophone
Geophysicist
: orang yang menekuni bidang geofisika
GeoView
: sebuah program dengan dua tujuan yaitu GeoView
bertindak sebagai database sebuah log sumur dimana
semua program Hampson-Russell menggunakan log
yang diakses dari GeoView database dan GeoView
bertindak sebagai launch pad untuk program HampsonRussell lainnya seperti STRATA dan EMERGE
Hampson-Russell : sebuah aplikasi yang terdiri dari berbagai program yaitu
(HRS)
GeoView, Well Explorer, Seis Loader, eLog, View3D,
AVO, EMERGE, ISMap, Pro4D, Pro MC, dan STRATA
untuk pengolahan data log
Hydrophone
: sejenis geophone di darat yang diterapkan untuk di laut
sebagai penerima sinyal. Geophone peka terhadap
kecepatan gerak medium sedangkan hydrophone peka
terhadap tekanan
Input
: proses memasukkan data ke dalam database
Internal wave
Kecepatan RMS
: gelombang laut dalam
: kecepatan total dari sistem perlapisan horizontal dalam
bentuk akar kuatrat pukul rata
Koefisien refleksi
: perbandingan amplitudo
amplitudo pulsa datang
Korelasi
LAS
: mengukur ketergantungan linear antara dua variabel
: format log sumur yang tersusun atas version information
(~V) berisi keterangan versi LAS yang digunakan dan
keterangan wrap mode (No/Yes, dimana No untuk one
line for dan Yes untuk multiple lines), well information
(~W) berisi identifikasi sumur, curve information (~C)
berisi parameter-parameter yang dimasukkan dalam log,
dan ASCII log data (~A) berisi nilai-nilai dari parameter
yang terdapat dalam log
: banyaknya sampel yang diambil secara lateral
Lateral sampling
Lateral spacing
Migration
Multichannel
seismic reflection
Mute
Near offset
Noise
Normal moveout
correction
Ocean imaging
Oceanographer
Picking
Promax 2D
P-wave
Recording filter
pulsa
terpantul
terhadap
jarak antar sampel yang diambil
: tahapan mengembalikan posisi reflektor yang bergeser
ke posisi yang sebenarnya sesuai dengan posisi di
lingkungan
: seismik refleksi yang menggunakan multi channel
sebagai penerima
: membuang sinyal yang tidak diinginkan
: offset terdekat atau jarak terdekat antara sumber dan
penerima
: gangguan yang sering ditemui pada rekaman data
seismik atau sinyal yang tidak diinginkan
: proses menghilangkan faktor jarak (offset) dalam
penjalaran reflector sehingga reflektor yang awalnya
berbentuk hiperbolik menjadi datar.
: suatu upaya menggambarkan atau mendeskripsikan
keadaan, kondisi, dan fenomena di laut
: orang yang pekerjaannya meneliti fenomena di laut
: pemilihan atau penyeleksian pada sinyal, trace, dan
kecepatan
: sebuah perangkat lunak pengolahan data seismik
: gelombang primer (P) atau gelombang longitudinal yang
pergerakan partikel mediumnya searah dengan arah
penjalarannya
: filter yang diterapkan saat perekaman
Salinitas
: kadar garam dalam gram yang terkandung dalam satu
liter air
Sample rate
Semblance
: sampling interval atau laju pencuplikan sinyal seismik
yang kontinyu (analog) tiap waktu tertentu dalam proses
perekaman digital
: spektrum kecepatan
Shot gather
: pengelompokan trace berdasarkan urutan tembakan
Signal to noise
ratio
Sintetik
seismogram
Sorting
Source
reverberation
Source signature
Spectral analysis
: perbandingan sinyal terhadap noise yang terkandung di
dalam data
: geogram atau teogram adalah rekaman seismik buatan
yang dibuat dari data log kecepatan dan densitas
: pemilahan dan pengelompokkan data seismik menurut
beberapa parameter antara lain nomor CDP, nomor
sumber, nomor penerima, posisi CDP, posisi sumber,
posisi penerima, dan sebagainya
: reverberasi yang dihasilkan oleh sumber seismik
: sinyal yang membawa jejak dari sumber seismik
: jendela yang digunakan untuk identifikasi sinyal dengan
mengamati dari gather, frekuensi, kekuatan sinyal
dalam decibel, dan fase
Stack
: proses menjumlahkan trace seismik dari beberapa CDP
yang berdekatan untuk meningkatkan SNR
Statistical wavelet : wavelet yang diekstrak dari data seismik
Surface reflection
Sweel
Taper length
Termohalin
Time shift
Time/depth
conversion
Top mute
Trace seismik
Two way travel
time (TWT)
Velocity analysis
Wavelet
Wavelet ricker
Zero offset
Zero phase
wavelet
: refleksi di permukaan
: gelombang yang dibangkitkan di suatu tempat dan
berjalan jauh dari tempat asalnya
: ukuran panjang dari batas dalam satuan mili sekon (ms)
: struktur atau profil suhu-salinitas perairan
: pergeseran atau penyimpangan waktu terhadap waktu
yang sebenarnya
: tahapan mengubah penyajian penampang seismik dari
TWT menjadi kedalaman atau sebaliknya
: membuang sinyal di bagian atas
: merupakan konvolusi antara wavelet dengan stikogram
(fungsi koefisien refleksi)
: waktu penjalaran gelombang dari sumber hingga
dipantulkan kembali ke penerima
: analisis kecepatan untuk mendapatkan kecepatan yang
cukup akurat guna menentukan kedalaman, ketebalan,
kemiringan (dip) dari suatu reflector
: gelombang mini atau ’pulsa’ yang memiliki komponen
amplitudo, panjang gelombang, frekuensi dan fasa
tertentu
: wavelet sintetik yang dibuat simetri (zero phase) dan
skala waktunya dapat digeser-geser sehingga pusat
wavelet dapat mengindikasikan waktu tiba walaupun
tidak selalu benar
: suatu keadaan dimana jarak antara sumber dan penerima
bernilai nol
: wavelet yang dimulai sebelum t = 0 dengan amplitudo
maksimum pada t = 0. Bentuk gelombang simetri
terhadap origin.
1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Seismik adalah ilmu yang mempelajari perambatan gelombang seismik
dalam medium yang akan memberikan respon terhadap perubahan impedansi dari
medium yang dirambati tersebut. Terda pat tiga prinsip aplikasi metode seismik
yaitu engineering seismology, exploration seismology, dan earthquake seismology.
Engineering seismology merupakan penerapan seismik untuk mempelajari
struktur geologi, batubara dan eksplorasi mineral di kedalaman hingga 1 km
(near-surface). Exploration seismology merupakan penerapan seismik untuk
pencarian hidrokarbon (minyak dan gas) di kedalaman hingga 10 km. Earthquake
seismology merupakan investigasi struktur kerak bumi dan gempa di kedalaman
hingga 100 km (Yilmaz 2001). Seismik biasanya diterapkan untuk survey bawah
permukaan. Perkembangan terbaru, seismik mulai digunakan untuk investigasi di
kolom perairan yang kemudian dikenal seismik oseanografi.
Seismik oseanografi adalah disiplin ilmu baru yang menggabungkan antara
seismik dan oseanografi fisik. Seismik oseanografi merupakan aplikasi dari
metode seismik refleksi multichannel yang umumnya digunakan dalam industri
minyak untuk menggambarkan struktur geologi bawah permukaan sehingga dapat
juga digunakan untuk investigasi struktur rinci termohalin di lautan (Song et al.
2012). Gonella dan Michon (1988) yang melaporkan metode seismik refleksi
untuk tujuan tersebut belum banyak yang mengetahuinya. Pekerjaan di bidang ini
barulah meluas ketika Holbrook et al. (2003) mempublikasikan hasilnya.
Seismik oseanografi menggunakan gelombang suara dengan frekuensi
rendah (1-200 Hz) yang dipancarkan air gun menuju kolom perairan lalu
dipantulkan oleh struktur dari laut dan diterima kembali oleh hydrophones untuk
menggambarkan kolom perairan dengan resolusi sekitar 10 m (Ruddick et al.
2009). Pengambilan data secara konvensional dengan menggunakan Conductivity,
Temperature Depth (CTD) dengan cara menurunkan sensor ke perairan lalu
mengangkatnya kembali ke permukaan menghasilkan profil menegak suhu,
salinitas, dan kedalaman. Data CTD dapat ditampilkan lebih informatif dengan
membuat kontur dari interpolasi sejumlah data CTD yang diambil. Adanya
seismik oseanografi sangat membantu dalam mempelajari fenomena di laut.
Seismik oseanografi menyajikan struktur kolom perairan dalam penampang
seismik. Seismik oseanografi mampu memberikan gambaran struktur rinci untuk
cakupan yang luas. Penampang seismik memliki resolusi vertikal sekitar 10 m
bahkan lebih kecil dan resolusi horizontal sekitar 100 m (Ruddick et al. 2009).
Seismik oseanografi dapat digunakan untuk mempelajari fenomena di laut
meliputi struktur termohalin, internal wave, dan eddies (Holbrook et al. 2003).
Perkembangan seismik oseanografi di Indonesia belum banyak yang
mengetahuinya. Atas dasar tersebut, peneliti melakukan penelitian di bidang ini.
Mengingat Indonesia adalah negara maritim dengan dua per tiga wilayahnya
berupa lautan. Hal ini diharapkan mampu mendorong perkembangan seismik
oseanografi di Indonesia sehingga tercipta integritas dan efektivitas di dalam
survey seismik para geophysicist dan pengambilan data hidrografi para
oceanographer.
2
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan melakukan deteksi dan pengukuran temperatur di
Perairan Timur Waigeo, Papua dengan memanfaatkan data seismik dan CTD.
METODE
Waktu dan Lokasi Penelitian
Pengolahan data penelitian dilakukan pada bulan November hingga
Desember 2015 di Laboratorium Geostech, Badan Pengkajian dan Penerapan
Teknologi (BPPT). Lokasi kajian penelitian ini berada di Perairan Timur Waigeo,
Papua. Akuisisi data dilakukan oleh Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi
Kelautan (PPPGL) pada bulan Juni 2015 menggunakan kapal Geomarine III.
Lokasi kajian penelitian ditampilkan pada Gambar 1.
Gambar 1 Peta lokasi penelitian
Alat
Peralatan yang digunakan pada penelitian ini adalah seperangkat komputer
bersistem operasi Linux dan perangkat lunak Promax 2D Version 5000.0.0
©Landmark Graphics Corporation 1989-2008. All Right Reserved, aplikasi
Hampson-Russell (HRS), ArcGis 10, Microsoft Excel, Notepad, Matlab, dan
Ocean Data View (ODV). Keterangan secara lengkap tentang peralatan yang
digunakan ditampilkan dalam Tabel 1.
3
Tabel 1 Peralatan yang digunakan
Alat
Promax 2D Version 5000.0.0
©Landmark Graphic s Corporation
1989-2008. All Right Reserved
Hampson-Russell (HRS)
ArcGis 10
Microsoft Excel
Notepad
Matlab
Ocean Data View (ODV)
Fungsi
Pengolahan data seismik
Pengolahan seismogram sintetik
Pengolahan peta
Pengolahan data yang berbentuk tabel,
grafik, dan perhitungan matematis
Pembuatan file yang berformat ascii,
ukoaa maupun las
Penyelesaian persamaan kecepatan
suara
Pengolahan sebaran suhu
Bahan
Penelitian ini menggunakan kombinasi antara data seismik dan CTD yang
ada pada lintasan 30. Data seismik pada lintasan tersebut pada kedalaman
streamer 7 m dengan format SEG-D. Sedangkan data CTD yang terdapat pada
lintasan 30 ini adalah CTD 02 dan CTD 06 yang lokasinya ditampilkan pada
Gambar 1.
Pengolahan Data
Pengolahan data dalam penelitian ini terdiri dari tiga tahapan yaitu
pengolahan data seismik, pengolahan seismogram sintetik, dan pengolahan
sebaran suhu. Hasil akhir dari ketiga tahapan tersebut masing-masing
diperolehnya penampang melintang seismik yang menampilkan struktur kolom
perairan, seismogram sintetik dari CTD 02 dan CTD 06, dan sebaran melintang
suhu di Perairan Timur Waigeo. Pengolahan data yang dilakukan ditampilkan
dalam Gambar 2.
4
Koordinat
shot
Geometri
Data CTD 02
dan CTD 06
Kecepatan
suara
seismik
Bandpass
Filter
Persamaan
suhu
Mute
FK Filter
Sorting CMP
Suhu
Salinitas
Kedalaman
Persamaan
kecepatan
suara (Wilson
1960)
Datalog
(.las)
Suhu
Kecepatan
suara CTD
Stack
(.segy)
Densitas
Ekstrak
wavelet
statistical
Fungsi
koefisien
refleksi
Sebaran
melintang
suhu
Velocity
Analysis
Koreksi fase
zero wavelet
Seismogram
sintetik awal
Trace
komposit
Korelasi
Seismogram
sintetik akhir
NMO
Stack
(.segy)
Pengolahan Seismogram Sintetik
Input
Pengolahan Sebaran Suhu
Pengolahan Data Seismik
Raw data
seismik line
30.1 (.segd)
Stack
Time/Depth
Conversion
Penampang
seismik
Gambar 2 Diagram alir pengolahan data
5
Pengolahan Data Seismik
Pengolahan data seismik dalam penelitian ini berpedoman pada
Christianson (2015) yang membaginya dalam beberapa tahapan yaitu data
merging and geometry assignment, data inspection and frequency filtering,
velocity analysis, dan migration. Banyak hasil penelitian dalam seismik
oseanografi yang menyajikan penampang seismik dalam bentuk stack seperti yang
dilakukan oleh Holbrook (2003), Nakamura (2006), Fer (2008), Biescas (2010),
dan Huang (2012). Pengolahan data seismik yang dilakukan meliputi input,
geometry, bandpass filter, mute, FK filter, sorting CMP, velocity analysis, normal
moveout (NMO), stack, dan time/depth conversion. Pengolahan data seismik
tersebut semuanya dilakukan dengan menggunakan perangkat lunak Promax 2D
(Gambar 2).
Pengolahan data seismik dimulai dengan memasukkan rekaman data
seismik ke dalam database Promax dengan bantuan input SEG-D atau SEG-Y
tergantung data yang dimiliki. Data yang dimasukkan ke dalam proses pengolahan
ini masih berupa data rekaman sekali tembakan dengan format SEG-D, format
perekaman demultiplexed atau pengurutan berdasarkan kanal. Setelah data
dimasukkan ke dalam database, tahapan selanjutnya adalah mendefinisikan
geometri. Geometri merupakan proses mencocokan parameter di lapangan dengan
data yang digunakan sesuai dengan parameter saat akuisisi agar data yang diolah
memiliki geometri yang benar. Parameter akuisisi dari data yang digunakan
ditampilkan dalam Tabel 2. Pada proses geometri ini juga dimasukkan koordinat
tembakan sebenarnya di lapangan yang dicatat saat akuisisi. Koordinat tembakan
ini dimasukkan sebagai file ukoaa.
Tabel 2 Parameter akuisisi data seismik
Parameter akuisisi
Source
Receiver
Sampling rate
Record length
Aktif Channel
Interval shot
Near offset
Streamer depth
Gun depth
Keterangan
G-Gun / 550 Cu.In
Sercel Digital Streamer
2 ms
8s
60
25 m
150 m
7m
6m
Setelah proses geometri selesai, data dikelompokkan ke dalam shot gather
untuk diidentifikasi antara sinyal dan sumber noise (Gambar 3). Shot gather
menampilkan periodic linear noise dari source array attributed hingga source
reverberation seperti bubble pulse. Direct arrival dan reverberation noise dapat
diamati dari 100-600 ms two way travel time (TWT) di near offset (Gambar 3).
Reverberasi menempel di data pada frekuensi 1 sampai 65 Hz yang teramati pada
spectral analysis (Gambar 4). Sweel dapat diamati pada spectral dengan ciri
memiliki amplitudo yang tinggi dan frekuensi yang rendah (
PENGUKURAN TEMPERATUR DI PERAIRAN TIMUR
WAIGEO, PAPUA
ASIA WIRDA
DEPARTEMEN ILMU DAN TEKNOLOGI KELAUTAN
FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2016
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Penerapan Metode
Seismik Refleksi Untuk Pengukuran Temperatur di Perairan Timur Waigeo,
Papua dalah benar karya saya dengan arahan dari Komisi Pembimbing dan belum
diajukan dalam bentuk apapun kepada Perguruan Tinggi mana pun. Sumber
informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak
diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam
Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, Maret 2016
Asia Wirda
NIM C54110006
ABSTRAK
ASIA WIRDA. Penerapan Metode Seismik Refleksi Untuk Pengukuran
Temperatur di Perairan Timur Waigeo, Papua. Dibimbing oleh HENRY
MUNANDAR MANIK.
Seismik oseanografi adalah disiplin ilmu baru yang menggabungkan antara
seismik dan oseanografi fisik yang dapat digunakan untuk mempelajari fenomena
di laut seperti struktur termohalin. Seismik oseanografi menampilkan struktur
kolom perairan dalam penampang seismik yang mampu memberikan gambaran
struktur rinci. Resolusi vertikal dan horizontal dari data seismik yang dimiliki
sekitar 7.5 m dan 94.87 m. Tujuan dari penelitian ini adalah melakukan deteksi
dan pemetaaan temperatur Perairan Timur Waigeo, Papua dengan memanfaatkan
data seismik dan CTD. Data seismik dan CTD yang digunakan dari Line 30 hasil
survey PPPGL pada bulan Juni 2015 di Perairan Timur Waigeo. Pengolahan data
dikelompokkan ke dalam tiga tahapan yaitu pengolahan data seismik dengan
Promax 2D, pengolahan seismogram sintetik dengan Hampson-Russell, dan
pengolahan sebaran suhu dengan Ocean Data View. Impedansi akustik di Perairan
Waigeo banyak dipengaruhi oleh kecepatan suara dibandingkan densitas air
dimana nilai kecepatan ini banyak dipengaruhi oleh suhu. Korelasi antara seismik
hasil pengukuran di lapang dengan seismik sintetik menggunakan data CTD
sebesar 0.7.
Kata kunci: densitas air, Hampson-Russell, kecepatan suara, Ocean Data View.
Promax 2D, seismik oseanografi, suhu
ABSTRACT
ASIA WIRDA. Application of Seismic Reflection Method to Temperature
Measurement in East Waigeo Waters, Papua. Supervised by HENRY
MUNANDAR MANIK.
Seismic oceanography is a new cross discipline between seismology and
physical oceanography to investigation phenomenon in the ocean such as
thermohaline fine structure. Seismic oceanography displays fine structure of water
column in seismically. Vertical resolution and horizontal of seismic data that use
in this research are 7.5 m and 94.87 m. The aim of this study is to detection and
temperature mapping in East Waigeo, Papua with utilize CTD and seismic data.
The data from Line 30 as result PPPGL survey on June 2015 in East Waigeo. The
data processing different into three stages are processing seismic data using
Promax 2D, processing synthetic seismogram using Hampson-Russell application,
and mapping temperature using Ocean Data View. Main contribution of acoustic
impedance in Waigeo is sound velocity than water density. Then main
contribution of sound velocity is temperature. Correlation between seismik field
with synthetic seismogram that using CTD data is 0.7.
Keywords: Hampson-Russell, Ocean Data View, Promax 2D, seismic
oseanography, sound velocity, temperature, water density
PENERAPAN METODE SEISMIK REFLEKSI UNTUK
PENGUKURAN TEMPERATUR DI PERAIRAN TIMUR
WAIGEO, PAPUA
ASIA WIRDA
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Ilmu Kelautan
pada
Departemen Ilmu dan Teknologi Kelautan
DEPARTEMEN ILMU DAN TEKNOLOGI KELAUTAN
FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2016
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas
segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang
dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan ini ialah akustik, dengan judul
Penerapan Metode Seismik Refleksi Untuk Pengukuran Temperatur di Perairan
Timur Waigeo, P apua.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Dr. Henry M. Manik, S.Pi.,
M.T. selaku pembimbing dan Dr. Ir. Udrekh S.E., M.Sc.. selaku pembimbing
lapang. Terima kasih penulis sampaikan kepada Pusat Penelitian dan
Pengembangan Geologi Kelautan (PPPGL) dan Bapak Subarsyah S.Si., M.T. atas
data survey yang digunakan dalam penelitian ini. Terima kasih juga kepada Badan
Pengkajian dan Penerapan Teknologi (BPPT) yang telah memberikan akses
pengolahan data penelitian dan Ibu Sumirah S.Si., MSc. yang telah mengajarkan
pengolahan data seismik. Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada orang
tua dan keluarga yang selalu memberikan dukungan doa, moral, dan materiil,
seluruh staf pengajar dan administrasi Ilmu dan Teknologi Kelautan (ITK), serta
teman-teman baik di ITK maupun di luar ITK.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, Maret 2016
Asia Wirda
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
viii
DAFTAR GAMBAR
viii
DAFTAR LAMPIRAN
ix
DAFTAR ISTILAH
ix
PENDAHULUAN
1
Latar Belakang
1
Tujuan Penelitian
2
METODE
2
Alat
2
Bahan
3
Pengolahan Data
3
Pengolahan Data Seismik
5
Pengolahan Seismogram Sintetik
10
Pengolahan Sebaran Suhu
14
Analisis Data
16
Kecepatan Suara di Laut
16
Resolusi Seismik
16
Korelasi Seismik Lapang dan Seismik Sintetik
16
HASIL DAN PEMBAHASAN
17
SIMPULAN DAN SARAN
29
Simpulan
29
Saran
29
DAFTAR PUSTAKA
29
LAMPIRAN
31
RIWAYAT HIDUP
32
DAFTAR TABEL
1 Peralatan yang digunakan
2 Parameter akuisisi data seismik
3
5
DAFTAR GAMBAR
1 Peta lokasi penelitian
2 Diagram alir pengolahan data
3 Hasil geometri dalam shot gather yang memperlihatkan adanya direct
arrival, source reverberations, swell noise, dan seafloor reflector
seperti yang ditunjukkan oleh garis berwana orange
4 Spectral analysis dari hasil geometri
5 Hasil bandpass filter yang menampilkan bottom mute di atas seafloor
reflector (kurva berwarna biru dan hijau) dan top mute di atas direct
arrival (kurva berwarna merah dan hijau)
6 Tampilan FK analysis dari hasil mute dimana poligon dengn kurva
berwarna hitam pada kolom F-K untuk menyaring sinyal yang
diinginkan
7 Hasil FK Filter yang memperlihatkan adanya penampakan reflektor di
kolom air yang ditandai seperti kurva berbentuk hiperbolik di bawah
direct arrival
8 Jendela analisis kecepatan semblance yang terdiri dari 5 panel mulai
dari kiri ke kanan adalah semblance, gather yang diaktifkan NMO,
dynamic, flip, dan function. Pada panel semblance terdapat velocity
guide (kurva berwarna hitam) dan lokasi picking kecepatan suara (kurva
berwarna putih). Kurva merah pada panel function menunjukkan
sampel kecepatan suara.
9 Hasil sintetik trace data CTD yaitu densitas (Track3) dan P-wave
(Track4) menggunakan GeoView dengan wavelet ricker sepanjang 200
ms (*ricker2) dan zero wavelet sepanjang 400 ms (wave0). Masingmasing sintetik dari wavelet ricker maupun zero wavelet
memperlihatkan polaritas negatif (kiri) dan positif (kanan)
10 Seismogram sintetik (biru) yang belum dikorelasikan dengan composite
trace (merah) dari data stack (hitam)
11 Jendela associate untuk mencocokkan source variable dengan meta
variabel
12 Peta stasiun CTD yang diplot oleh ODV yang ditandai dengan titik
berwarna biru. Poligon merah merupakan batasan lokasi yang akan
dibuat sebaran suhunya
13 Sebaran melintang suhu CTD
14 Profil kecepatan suara hasil analisis kecepatan semblance
15 Penampang stack hasil NMO dengan kecepatan suara analisis
semblance yang ditampilkan menyeluruh (a) dan diperbesar pada
bagian reflektor yang tegas hingga TWT 900 ms (b)
2
4
6
6
7
8
8
9
11
13
14
15
15
17
18
16 Penampang stack dengan NMO kecepatan CTD yang ditampilkan
menyeluruh (a) dan diperbesar pada bagian reflektor yang tegas hingga
TWT 900 ms (d)
17 Penampang seismik terhadap kedalaman yang ditampilkan
menyeluruh (a) dan diperbesar hingga kedalaman 900 m (b)
18 Penampang stack Perairan Timur Waigeo yang memperlihatkan adanya
fenomena internal wave di dalam area kotak kuning dan water mass
front di dalam area ellips merah, simbol bulat merah pada header CDP
9929 merupakan lokasi CTD 06 dan simbol bulat hijau pada CDP
14220 merupakan lokasi CTD 02 (a) dan profil menegak suhu salinitas terhadap kedalaman dari CTD 06 yang diwakili dengan warna
merah dan CTD 02 warna hijau (b)
19 Sebaran melintang suhu dari data CTD di Perairan Timur Waigeo
20 Diagram T-S karakteristik massa air di Perairan Raja Ampat yang
diperoleh dari P2O-LIPI pada tahun 2009 (a) dan Perairan Timur
Waigeo tahun 2015 dari data CTD (b)
21 Seismogram sintetik (grafik berwarna merah) yang di-overlay di atas
data seismik hasil stack dan data log Perairan Timur Waigeo (densitas,
suhu, salinitas, dan kecepatan) dari data CTD 02 (a) dan CTD 06 (b)
20
21
23
24
25
28
DAFTAR LAMPIRAN
1 Konfigurasi akuisisi data seismik
31
DAFTAR ISTILAH
Air gun
Bandpass filter
Bottom mute
Bubble pulse
: salah satu sumber seismik aktif yang digunakan untuk
survey di laut
: filter lolos tapis dengan disain berbentuk trapesium
Conductivity
Temperature
Depth (CTD)
Constant phase
: membuang sinyal di bagian bawah
gelombang gelembung yang terbentuk dari pengaruh
sumber seismik
: pengelompokkan sinyal yang datang dari berbagai
source yang terkumpul pada satu titik yang sama atau
kedalaman yang sama
: suatu trace dari perwujudan rata-rata trace dari data
seismik
: sebuah alat yang terdiri dari sensor tekanan, suhu, dan
konduktivitas yang digunakan untuk mengambil
parameter kedalaman, suhu, dan salinitas di perairan
: sinyal dengan fase yang stabil dari awal hingga akhir
Data inspection
and frequency
filtering
: kegiatan pemeriksaan keadaan data seismik dengan
identifikasi sinyal dan sumber noise yang dilanjutkan
dengan penerapan filter untuk menghilangkan noise
Common Depth
Point (CDP)
Composite trace
Data merging and : proses menggabungkan data-data yang terpisah menjadi
geometry
satu kesatuan data dan mencocokkan data dengan
assignment
geometri di lapangan
Densitas
: massa jenis air laut yang dinyatakan dalam kg/m3 (mks)
dan g/cm3 (cgs). Densitas bergantung pada salinitas,
temperatur, dan tekanan.
Direct arrival
: gelombang yang langsung merambat dari sumber ke
penerima tanpa pemantulan
Eddies
: Pusaran
eLog program
: program yang memilki kemampuan untuk memanipulasi
log seperti editing, smoothing, dan korelasi log
Far offset
: offset terjauh atau jarak terjauh antara sumber dan
penerima
Fk filter
: salah satu jenis filter yang bekerja dengan mengubah
domain waktu-jarak (T-X) menjadi frekuensi-bilangan
gelombang (F-K) untuk memudahkan pemisahan noise
dari sinyal yang tidak dapat dilihat secara periodik
Gather
: kumpulan dari trace-trace seismik
Geometry
: pengondisian data lapang dengan data yang digunakan
sesuai dengan parameter saat akuisisi data agar data
yang diolah sesuai dengan geometri di lapang
Geophone
: watak geophone dalam merespon suatu gelombang
response
seismik. Suatu geophone mampu merekam gelombang
seismik sampai batas frekuensi rendah tertentu yang
umunya berkisar 7 sampai 28 Hz untuk refleksi dan
frekuensi tinggi hingga lebih dari 200 Hz.
Responsibilitas geophone disebabkan oleh adanya faktor
peredaman (dumping) dari gerakan massa terhadap coil
di dalam geophone
Geophysicist
: orang yang menekuni bidang geofisika
GeoView
: sebuah program dengan dua tujuan yaitu GeoView
bertindak sebagai database sebuah log sumur dimana
semua program Hampson-Russell menggunakan log
yang diakses dari GeoView database dan GeoView
bertindak sebagai launch pad untuk program HampsonRussell lainnya seperti STRATA dan EMERGE
Hampson-Russell : sebuah aplikasi yang terdiri dari berbagai program yaitu
(HRS)
GeoView, Well Explorer, Seis Loader, eLog, View3D,
AVO, EMERGE, ISMap, Pro4D, Pro MC, dan STRATA
untuk pengolahan data log
Hydrophone
: sejenis geophone di darat yang diterapkan untuk di laut
sebagai penerima sinyal. Geophone peka terhadap
kecepatan gerak medium sedangkan hydrophone peka
terhadap tekanan
Input
: proses memasukkan data ke dalam database
Internal wave
Kecepatan RMS
: gelombang laut dalam
: kecepatan total dari sistem perlapisan horizontal dalam
bentuk akar kuatrat pukul rata
Koefisien refleksi
: perbandingan amplitudo
amplitudo pulsa datang
Korelasi
LAS
: mengukur ketergantungan linear antara dua variabel
: format log sumur yang tersusun atas version information
(~V) berisi keterangan versi LAS yang digunakan dan
keterangan wrap mode (No/Yes, dimana No untuk one
line for dan Yes untuk multiple lines), well information
(~W) berisi identifikasi sumur, curve information (~C)
berisi parameter-parameter yang dimasukkan dalam log,
dan ASCII log data (~A) berisi nilai-nilai dari parameter
yang terdapat dalam log
: banyaknya sampel yang diambil secara lateral
Lateral sampling
Lateral spacing
Migration
Multichannel
seismic reflection
Mute
Near offset
Noise
Normal moveout
correction
Ocean imaging
Oceanographer
Picking
Promax 2D
P-wave
Recording filter
pulsa
terpantul
terhadap
jarak antar sampel yang diambil
: tahapan mengembalikan posisi reflektor yang bergeser
ke posisi yang sebenarnya sesuai dengan posisi di
lingkungan
: seismik refleksi yang menggunakan multi channel
sebagai penerima
: membuang sinyal yang tidak diinginkan
: offset terdekat atau jarak terdekat antara sumber dan
penerima
: gangguan yang sering ditemui pada rekaman data
seismik atau sinyal yang tidak diinginkan
: proses menghilangkan faktor jarak (offset) dalam
penjalaran reflector sehingga reflektor yang awalnya
berbentuk hiperbolik menjadi datar.
: suatu upaya menggambarkan atau mendeskripsikan
keadaan, kondisi, dan fenomena di laut
: orang yang pekerjaannya meneliti fenomena di laut
: pemilihan atau penyeleksian pada sinyal, trace, dan
kecepatan
: sebuah perangkat lunak pengolahan data seismik
: gelombang primer (P) atau gelombang longitudinal yang
pergerakan partikel mediumnya searah dengan arah
penjalarannya
: filter yang diterapkan saat perekaman
Salinitas
: kadar garam dalam gram yang terkandung dalam satu
liter air
Sample rate
Semblance
: sampling interval atau laju pencuplikan sinyal seismik
yang kontinyu (analog) tiap waktu tertentu dalam proses
perekaman digital
: spektrum kecepatan
Shot gather
: pengelompokan trace berdasarkan urutan tembakan
Signal to noise
ratio
Sintetik
seismogram
Sorting
Source
reverberation
Source signature
Spectral analysis
: perbandingan sinyal terhadap noise yang terkandung di
dalam data
: geogram atau teogram adalah rekaman seismik buatan
yang dibuat dari data log kecepatan dan densitas
: pemilahan dan pengelompokkan data seismik menurut
beberapa parameter antara lain nomor CDP, nomor
sumber, nomor penerima, posisi CDP, posisi sumber,
posisi penerima, dan sebagainya
: reverberasi yang dihasilkan oleh sumber seismik
: sinyal yang membawa jejak dari sumber seismik
: jendela yang digunakan untuk identifikasi sinyal dengan
mengamati dari gather, frekuensi, kekuatan sinyal
dalam decibel, dan fase
Stack
: proses menjumlahkan trace seismik dari beberapa CDP
yang berdekatan untuk meningkatkan SNR
Statistical wavelet : wavelet yang diekstrak dari data seismik
Surface reflection
Sweel
Taper length
Termohalin
Time shift
Time/depth
conversion
Top mute
Trace seismik
Two way travel
time (TWT)
Velocity analysis
Wavelet
Wavelet ricker
Zero offset
Zero phase
wavelet
: refleksi di permukaan
: gelombang yang dibangkitkan di suatu tempat dan
berjalan jauh dari tempat asalnya
: ukuran panjang dari batas dalam satuan mili sekon (ms)
: struktur atau profil suhu-salinitas perairan
: pergeseran atau penyimpangan waktu terhadap waktu
yang sebenarnya
: tahapan mengubah penyajian penampang seismik dari
TWT menjadi kedalaman atau sebaliknya
: membuang sinyal di bagian atas
: merupakan konvolusi antara wavelet dengan stikogram
(fungsi koefisien refleksi)
: waktu penjalaran gelombang dari sumber hingga
dipantulkan kembali ke penerima
: analisis kecepatan untuk mendapatkan kecepatan yang
cukup akurat guna menentukan kedalaman, ketebalan,
kemiringan (dip) dari suatu reflector
: gelombang mini atau ’pulsa’ yang memiliki komponen
amplitudo, panjang gelombang, frekuensi dan fasa
tertentu
: wavelet sintetik yang dibuat simetri (zero phase) dan
skala waktunya dapat digeser-geser sehingga pusat
wavelet dapat mengindikasikan waktu tiba walaupun
tidak selalu benar
: suatu keadaan dimana jarak antara sumber dan penerima
bernilai nol
: wavelet yang dimulai sebelum t = 0 dengan amplitudo
maksimum pada t = 0. Bentuk gelombang simetri
terhadap origin.
1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Seismik adalah ilmu yang mempelajari perambatan gelombang seismik
dalam medium yang akan memberikan respon terhadap perubahan impedansi dari
medium yang dirambati tersebut. Terda pat tiga prinsip aplikasi metode seismik
yaitu engineering seismology, exploration seismology, dan earthquake seismology.
Engineering seismology merupakan penerapan seismik untuk mempelajari
struktur geologi, batubara dan eksplorasi mineral di kedalaman hingga 1 km
(near-surface). Exploration seismology merupakan penerapan seismik untuk
pencarian hidrokarbon (minyak dan gas) di kedalaman hingga 10 km. Earthquake
seismology merupakan investigasi struktur kerak bumi dan gempa di kedalaman
hingga 100 km (Yilmaz 2001). Seismik biasanya diterapkan untuk survey bawah
permukaan. Perkembangan terbaru, seismik mulai digunakan untuk investigasi di
kolom perairan yang kemudian dikenal seismik oseanografi.
Seismik oseanografi adalah disiplin ilmu baru yang menggabungkan antara
seismik dan oseanografi fisik. Seismik oseanografi merupakan aplikasi dari
metode seismik refleksi multichannel yang umumnya digunakan dalam industri
minyak untuk menggambarkan struktur geologi bawah permukaan sehingga dapat
juga digunakan untuk investigasi struktur rinci termohalin di lautan (Song et al.
2012). Gonella dan Michon (1988) yang melaporkan metode seismik refleksi
untuk tujuan tersebut belum banyak yang mengetahuinya. Pekerjaan di bidang ini
barulah meluas ketika Holbrook et al. (2003) mempublikasikan hasilnya.
Seismik oseanografi menggunakan gelombang suara dengan frekuensi
rendah (1-200 Hz) yang dipancarkan air gun menuju kolom perairan lalu
dipantulkan oleh struktur dari laut dan diterima kembali oleh hydrophones untuk
menggambarkan kolom perairan dengan resolusi sekitar 10 m (Ruddick et al.
2009). Pengambilan data secara konvensional dengan menggunakan Conductivity,
Temperature Depth (CTD) dengan cara menurunkan sensor ke perairan lalu
mengangkatnya kembali ke permukaan menghasilkan profil menegak suhu,
salinitas, dan kedalaman. Data CTD dapat ditampilkan lebih informatif dengan
membuat kontur dari interpolasi sejumlah data CTD yang diambil. Adanya
seismik oseanografi sangat membantu dalam mempelajari fenomena di laut.
Seismik oseanografi menyajikan struktur kolom perairan dalam penampang
seismik. Seismik oseanografi mampu memberikan gambaran struktur rinci untuk
cakupan yang luas. Penampang seismik memliki resolusi vertikal sekitar 10 m
bahkan lebih kecil dan resolusi horizontal sekitar 100 m (Ruddick et al. 2009).
Seismik oseanografi dapat digunakan untuk mempelajari fenomena di laut
meliputi struktur termohalin, internal wave, dan eddies (Holbrook et al. 2003).
Perkembangan seismik oseanografi di Indonesia belum banyak yang
mengetahuinya. Atas dasar tersebut, peneliti melakukan penelitian di bidang ini.
Mengingat Indonesia adalah negara maritim dengan dua per tiga wilayahnya
berupa lautan. Hal ini diharapkan mampu mendorong perkembangan seismik
oseanografi di Indonesia sehingga tercipta integritas dan efektivitas di dalam
survey seismik para geophysicist dan pengambilan data hidrografi para
oceanographer.
2
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan melakukan deteksi dan pengukuran temperatur di
Perairan Timur Waigeo, Papua dengan memanfaatkan data seismik dan CTD.
METODE
Waktu dan Lokasi Penelitian
Pengolahan data penelitian dilakukan pada bulan November hingga
Desember 2015 di Laboratorium Geostech, Badan Pengkajian dan Penerapan
Teknologi (BPPT). Lokasi kajian penelitian ini berada di Perairan Timur Waigeo,
Papua. Akuisisi data dilakukan oleh Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi
Kelautan (PPPGL) pada bulan Juni 2015 menggunakan kapal Geomarine III.
Lokasi kajian penelitian ditampilkan pada Gambar 1.
Gambar 1 Peta lokasi penelitian
Alat
Peralatan yang digunakan pada penelitian ini adalah seperangkat komputer
bersistem operasi Linux dan perangkat lunak Promax 2D Version 5000.0.0
©Landmark Graphics Corporation 1989-2008. All Right Reserved, aplikasi
Hampson-Russell (HRS), ArcGis 10, Microsoft Excel, Notepad, Matlab, dan
Ocean Data View (ODV). Keterangan secara lengkap tentang peralatan yang
digunakan ditampilkan dalam Tabel 1.
3
Tabel 1 Peralatan yang digunakan
Alat
Promax 2D Version 5000.0.0
©Landmark Graphic s Corporation
1989-2008. All Right Reserved
Hampson-Russell (HRS)
ArcGis 10
Microsoft Excel
Notepad
Matlab
Ocean Data View (ODV)
Fungsi
Pengolahan data seismik
Pengolahan seismogram sintetik
Pengolahan peta
Pengolahan data yang berbentuk tabel,
grafik, dan perhitungan matematis
Pembuatan file yang berformat ascii,
ukoaa maupun las
Penyelesaian persamaan kecepatan
suara
Pengolahan sebaran suhu
Bahan
Penelitian ini menggunakan kombinasi antara data seismik dan CTD yang
ada pada lintasan 30. Data seismik pada lintasan tersebut pada kedalaman
streamer 7 m dengan format SEG-D. Sedangkan data CTD yang terdapat pada
lintasan 30 ini adalah CTD 02 dan CTD 06 yang lokasinya ditampilkan pada
Gambar 1.
Pengolahan Data
Pengolahan data dalam penelitian ini terdiri dari tiga tahapan yaitu
pengolahan data seismik, pengolahan seismogram sintetik, dan pengolahan
sebaran suhu. Hasil akhir dari ketiga tahapan tersebut masing-masing
diperolehnya penampang melintang seismik yang menampilkan struktur kolom
perairan, seismogram sintetik dari CTD 02 dan CTD 06, dan sebaran melintang
suhu di Perairan Timur Waigeo. Pengolahan data yang dilakukan ditampilkan
dalam Gambar 2.
4
Koordinat
shot
Geometri
Data CTD 02
dan CTD 06
Kecepatan
suara
seismik
Bandpass
Filter
Persamaan
suhu
Mute
FK Filter
Sorting CMP
Suhu
Salinitas
Kedalaman
Persamaan
kecepatan
suara (Wilson
1960)
Datalog
(.las)
Suhu
Kecepatan
suara CTD
Stack
(.segy)
Densitas
Ekstrak
wavelet
statistical
Fungsi
koefisien
refleksi
Sebaran
melintang
suhu
Velocity
Analysis
Koreksi fase
zero wavelet
Seismogram
sintetik awal
Trace
komposit
Korelasi
Seismogram
sintetik akhir
NMO
Stack
(.segy)
Pengolahan Seismogram Sintetik
Input
Pengolahan Sebaran Suhu
Pengolahan Data Seismik
Raw data
seismik line
30.1 (.segd)
Stack
Time/Depth
Conversion
Penampang
seismik
Gambar 2 Diagram alir pengolahan data
5
Pengolahan Data Seismik
Pengolahan data seismik dalam penelitian ini berpedoman pada
Christianson (2015) yang membaginya dalam beberapa tahapan yaitu data
merging and geometry assignment, data inspection and frequency filtering,
velocity analysis, dan migration. Banyak hasil penelitian dalam seismik
oseanografi yang menyajikan penampang seismik dalam bentuk stack seperti yang
dilakukan oleh Holbrook (2003), Nakamura (2006), Fer (2008), Biescas (2010),
dan Huang (2012). Pengolahan data seismik yang dilakukan meliputi input,
geometry, bandpass filter, mute, FK filter, sorting CMP, velocity analysis, normal
moveout (NMO), stack, dan time/depth conversion. Pengolahan data seismik
tersebut semuanya dilakukan dengan menggunakan perangkat lunak Promax 2D
(Gambar 2).
Pengolahan data seismik dimulai dengan memasukkan rekaman data
seismik ke dalam database Promax dengan bantuan input SEG-D atau SEG-Y
tergantung data yang dimiliki. Data yang dimasukkan ke dalam proses pengolahan
ini masih berupa data rekaman sekali tembakan dengan format SEG-D, format
perekaman demultiplexed atau pengurutan berdasarkan kanal. Setelah data
dimasukkan ke dalam database, tahapan selanjutnya adalah mendefinisikan
geometri. Geometri merupakan proses mencocokan parameter di lapangan dengan
data yang digunakan sesuai dengan parameter saat akuisisi agar data yang diolah
memiliki geometri yang benar. Parameter akuisisi dari data yang digunakan
ditampilkan dalam Tabel 2. Pada proses geometri ini juga dimasukkan koordinat
tembakan sebenarnya di lapangan yang dicatat saat akuisisi. Koordinat tembakan
ini dimasukkan sebagai file ukoaa.
Tabel 2 Parameter akuisisi data seismik
Parameter akuisisi
Source
Receiver
Sampling rate
Record length
Aktif Channel
Interval shot
Near offset
Streamer depth
Gun depth
Keterangan
G-Gun / 550 Cu.In
Sercel Digital Streamer
2 ms
8s
60
25 m
150 m
7m
6m
Setelah proses geometri selesai, data dikelompokkan ke dalam shot gather
untuk diidentifikasi antara sinyal dan sumber noise (Gambar 3). Shot gather
menampilkan periodic linear noise dari source array attributed hingga source
reverberation seperti bubble pulse. Direct arrival dan reverberation noise dapat
diamati dari 100-600 ms two way travel time (TWT) di near offset (Gambar 3).
Reverberasi menempel di data pada frekuensi 1 sampai 65 Hz yang teramati pada
spectral analysis (Gambar 4). Sweel dapat diamati pada spectral dengan ciri
memiliki amplitudo yang tinggi dan frekuensi yang rendah (