MAKALAH PENGANTAR GEOFISIKA
“ILMU DAN TEKNOLOGI GEOFISIKA “
Oleh: JEFRIYANTO UTIYA 111014001
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM JURUSAN FISIKA
UNIVERSITAS SAM RATULANGI MANADO 2012
KATA PENGANTAR Segala puji bagi Tuhan yang telah menolong hamba-Nya menyelesaikan makalah ini dengan penuh kemudahan. Tanpa pertolongan Dia mungkin penyusun tidak akan sanggup menyelesaikan dengan baik. Makalah ini disusun agar pembaca dapat memperluas tentang pengetahuan Geofisika, yang kami sajikan berdasarkan pengamatan dari berbagai sumber. Makalah ini di susun oleh penyusun dengan berbagai rintangan. Baik itu yang datang dari diri penyusun maupun yang datang dari luar. Namun dengan penuh kesabaran dan terutama pertolongan dari Allah SWT akhirnya makalah ini dapat terselesaikan. Makalah ini memuat tentang ”ILMU DAN TEKNOLOGI GEOFISIKA” yang menjelaskan pemanfaatan ilmu dan teknik fisika. Penyusun juga mengucapkan terima kasih kepada bapak dosen yang telah membimbing penyusun agar dapat menyelesaikan makalah ini. Semoga makalah ini dapat memberikan wawasan yang lebih luas kepada pembaca. Walaupun makalah ini memiliki kelebihan dan kekurangan. Penyusun mohon untuk saran dan kritiknya. Terima kasih.
Manado, April 2012 Penyusun
JEFRIYANTO UTIYA
BAB I PENDAHULUAN 1. Latar Belakang Geofisika adalah metoda yang mempelajari Bumi dan Batuan menggunakan pendekatan-pendekatan Fisika dan Matematika. Ilmu Geofisika merupakan gabungan dari konsep-konsep Ilmu Geologi dan Fisika. Ilmu geofisika memiliki cakupan yang luas, dimulai dari Fisika ujungnya pada Geologi Eksplorasi, malah mungkin masuk ke Domain Tambang dan Petroteur Engineer, Domain yang termasuk “Pure Geophysics” atau
“Theoritical
Geophysics”,
digeluti
pada
bidang
Ilmu
Fisika.
Geofisika adalah metoda yang mempelajari Bumi dan Batuan menggunakan pendekatan-pendekatan Fisika dan Matematika. Ilmu Geofisika merupakan gabungan dari konsep-konsep Ilmu Geologi dan Fisika. Ilmu geofisika memiliki cakupan yang luas, dimulai dari Fisika ujungnya pada Geologi Eksplorasi, malah mungkin masuk ke Domain Tambang dan Petroteur Engineer, Domain yang termasuk “Pure Geophysics” atau “Theoritical Geophysics”, digeluti pada bidang Ilmu Fisika, Ilmu Geo fisika yang mempelajari bumi secara umum juga disebut Global geophysics yang mengamati dan menganalisa bumi, interior, gempa, dll, diketahui di bidang lain “Solid Eart Geophysics”. Aplikasi geofiisika unutk eksplorasi disebut Eksploration Geophysics, atau Geofisika eksplorasi atau Geofisika terapan. Eksplorasi geofisika terdiri dari bermacam-macam metoda, satu sama lain, tergantung besaran yang diukur, macam dan bentuk metoda geofisika eksplorasi tergantung besaran fisis yang akan diukur, cara melakukan eksplorasi dan hasil akhir yang diharapkan. Metode itu teridiri antara lain: ·Metode
Gaya Berat (Metode gravitasi).
·MetodeGeomagnet. ·
Metode Seismik Refraksi
·
Metode Seismik Refleksi
·
Metode Geofisika Lubang Bor, terdiri bermacam metoda : Tahanan jenis, potensial diri,
potensial terimbas, sonik, metoda gamma ray, metoda neutron,
dll. ·
Metode Geolistrik Tahanan Jenis
·
Metode Geolistrik Potensial Terimbas
Geofisika adalah bagian dari ilmu bumi yang mempelajari bumi menggunakan kaidah atau prinsip-prinsip fisika. Di dalamnya termasuk juga meteorologi, elektrisitas atmosferis dan fisika ionosfer. Penelitian geofisika untuk mengetahui kondisi di bawah permukaan bumi melibatkan pengukuran di atas permukaan bumi dari parameterparameter fisika yang dimiliki oleh batuan di dalam bumi. Dari pengukuran ini dapat ditafsirkan bagaimana sifat-sifat dan kondisi di bawah permukaan bumi baik itu secara vertikal maupun horisontal. Dalam skala yang berbeda, metode geofisika dapat diterapkan secara global yaitu untuk menentukan struktur bumi, secara lokal yaitu untuk eksplorasi mineral dan pertambangan termasuk minyak bumi dan dalam skala kecil yaitu untuk aplikasi geoteknik (penentuan pondasi bangunan dll). Di Indonesia, ilmu ini dipelajari hampir di semua perguruan tinggi negeri yang ada. Biasaya geofisika masuk ke dalam fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam (MIPA), karena memerlukan dasar-dasar ilmu fisika yang kuat, atau ada juga yang memasukkannya ke dalam bagian dari Geologi. Saat ini, baik geofisika maupun geologi hampir menjadi suatu kesatuan yang tak terpisahkan Ilmu bumi.
2. Rumusan masalah a.
Apa yang dimaksud Teknik Geofisika?
b. Apa yang dipelajari pada teknik geofisika? c.
Bagaimana penembangan ilmu dan Teknik Geofisika?
BAB II PEMBAHASAN 1. Metode Geofisika Secara umum, metode geofisika dibagi menjadi dua kategori yaitu metode pasif dan aktif. Metode pasif dilakukan dengan mengukur medan alami yang dipancarkan oleh bumi. Metode aktif dilakukan dengan membuat medan gangguan kemudian mengukur respons yang dilakukan oleh bumi. Medan alami yang dimaksud disini misalnya radiasi gelombang gempa bumi, medan gravitasi bumi, medan magnetik bumi, medan listrik dan elektromagnetik bumi serta radiasi radioaktifitas bumi. Medan buatan dapat berupa ledakan dinamit, pemberian arus listrik ke dalam tanah, pengiriman sinyal radar dan lain sebagainya. Secara praktis, metode yang umum digunakan di dalam geofisika tampak seperti tabel di bawah ini: Metode Parameter yang diukur Sifat-sifat fisika yang terlibat Seismik Waktu tiba gelombang seismik pantul atau bias, amplitudo dan frekuensi gelombang seismik Densitas dan modulus elastisitas yang menentukan kecepatan rambat gelombang seismik Gravitasi Variasi harga percepatan gravitasi bumi pada posisi yang berbeda Densitas Magnetik Variasi harga intensitas medan magnetik pada posisi yang berbeda Suseptibilitas atau remanen magnetik Resistivitas Harga resistansi dari bumi Konduktivitas listrik Polarisasi terinduksi Tegangan polarisasi atau resistivitas batuan sebagai fungsi dari frekuensi Kapasitans ilistrik Potensial diri Potensial listrik Konduktivitas listrik Elektromagnetik Respon terhadap radiasi elektromagnetik Konduktivitas atau Induktansi listrik Radar Waktu tiba perambatan gelombang radar Konstanta dielektrik.
2. Teknologi Geofisika Seismik SURVEI SEISMIK
Pelaksanaan survey seismik melibatkan beberapa departemen yang bekerja secara dan saling berhubungan satu dengan yang lainnya. Departemen-departemen yang terlibat antara lain: Topografi, Seismologist, Processing, Field Quality Control (QC) dan departemen pendukung lainya. Dept. Topografi bertugas untuk memplotkan koordinat teoretik hasil desain. Dept Seismologist bertugas mulai dari pembentangan kabel, penempatan Shot point (proses drilling dan preloading) dan selanjutnya dilakukan penembakan dan recording yang teknis pelaksanaanya dikerjakan di LABO. Data hasil recording diolah oleh departemen processing untuk mendapatkan output data
akhir pelaksanaan survey. Untuk mengontrol serta meningkatkan kualitas dalam kegiatan akuisisi data seismik maka dilakukan juga Field QC. Berikut gambaran umum pekerjaan survey seismik. TOPOGRAFI Dalam survey seismik posisi koordintat SP (shot point) dan TR (trace) sangat penting sekali diperhatikan, karena hal ini menyangkut dengan kualitas data yang akan dihasilkan. Departemen Topografi melakukan pengeplotan /pematokan koordinatkoordinat SP dan TR teoritik yang telah didesain. Dalam membuat desain survei seismik terdapat beberapa parameter lapangan yang harus diperhatikan : 1. Trace interval
: Jarak antara tiap trace
2. Shot point interva l : Jarak antara satu SP dengan SP yang lainnya 3. Far Offset 4. Near Offset
: Jarak antara sumber seismik dengan trace terjauh terjauh : Jarak antara sumber seismik dengan trace terdekat
5. Jumlah shot point : Banyaknya SP yang digunakan dalam satu lintasan 6. Jumlah Trace
: Banyaknya trace yang digunakan dalam satu SP
7. Record length
: lamanya merekam gelombang seismik
8. fold coverage
: Jumlah atau seringnya suatu titik di subsurfece terekam oleh geophone di permukaan
Program kerja yang dilakukan oleh departemen Topografi antara lain: -Survey Lokasi -Posisi Lokasi Survey -Daerah Survey -Akses kelokasi survey -Perencanaan Pekerjaan -Pembuatan peta kerja Pengukuran Titik Kontrol Langkah pertama dalam pembuatan titik kontrol adalah mendistribusikan pilar-pilar GPS pada seluruh area. Kemudian BM GPS ini dipasang pada area survai sesuai dengan distribusi dimana pilar tersebut dipasang.Titik BM yang telah diketahui digunakan untuk menentukan koordinat-koordinat lain yang belum diketahui, misalnya koordinat
shoot point atau koordinat receiver.Pada dasarnya pengukuran GPS selalu diikatkan dengan titik dari Bakosurtanal yang bertujuan untuk mengikatkan titik koordinat secara global sehingga titik koordinat tersebut dapat dikorelasikan dengan titik koordinat peta yang lain.
Pengukuran Lintasan Seismik Pengukuran Lintasan Seismik & Pemasangan patok SP dan TRPengukuran lintasan seismik yang meliputi pengukuran titik tembak (SP) dan titik rekam (TR) dilakukan dengan menggunakan peralatan total station.Pembuatan Titian dan RintisanTitian dibuat untuk mempermudah dan memperlancar kerja ketika survey menemukan lokasi yang tidak bisa dilewati sepeti: irigasi, parit, sungai atau rawa Sehingga mengefektifkan waktu dan kerja crew baik drilling maupun recording. Pengukuran Lintasan
DRILLING DAN PRELOADING Pemboran dangkal pada survey Seismik bertujuan untuk membuat tempat penanaman dinamit sebagai sumber energi (source) pada perekaman. Kedalaman lubang bor biasanya 30 m dengan diameternya sekitar 11 cm. Penentuan kedalaman lubang bor ini berdasarkan test percobaan yang dilakukan sebelumnya. Kedalaman ini terletak di bawah lapisan lapuk (weathering zone).
Drilling
PRELOADING Pada survey seismik digunakan sumber energi dinamit untuk di darat, dan airgun digunakan khusus untuk daerah survey di dalam air. Dinamit yang digunakan bermerk Power Gel ini terbungkus dalam tabung plastik dan dapat disambung-sambung sesuai dengan berat yang diinginkan untuk ditanam. Di dalam tabung ini dinamit diisi dengan detenator atau „cap‟ sebagai sumber ledakan pertama, serta dipasang pul a anchor agar dinamit tertancap kuat di dalam tanah. Pemasangan dinamit (preloading) dilakukan langsung setelah pemboran selesai, dengan tujuan untuk menghindari efek pendangkalan dan runtuhan di dalam lubang. Pengisian dinamit dilakukan oleh regu loader yang dipimpin oleh seorang shooter yang telah mempunyai pengetahuan keamanan yang berhubungan dengan bahan peledak dan telah memiliki lisensi tertulis dari migas.
Preloading
RECORDING Perekaman merupakan pekerjaan akhir dari akuisisi data seismik, yaitu merekam data seismik ke dalam pita magnetik (tape) yang nantinya akan diproses oleh pusat pengolahan data (processing centre). Sebelum melakukan perekaman kabel dibentangkan sesuai dengan posisi dan lintasannya berdasarkan desain survey 2D. Pada saat
perekaman,
yang
memegang
kendali
adalah
observer
dengan
memakai
perlengkapan alat recording yang disebut LABO.
Persiapan Peralatan
Peralatan yang digunakan dalam proses recording antara lain:1. Kabel Trace: Kabel penghubung antar trace.2. Geophone: Penerima getaran dari gelombang sumber yang berupa sinyal analog.3. SU (Stasiun Unit): Pengubah sinyal analog dari trace ke dalam digital yang akan ditransfer ke LABO.4. PSU (Power Stasiun Unit): Berfungsi memberikan energi pada SU 70 A / 16 Volt.
Penembakan (Shooting peledakan dan perekaman tidak semua data terekam sempurna, kadang-kadang dinamit tidak meledak, Up Hole tidak terekam dengan baik, banyak noise, dsb. Kejadian ini disebut misfire, beberapa istilah misfire yang sering di gunakan di lapangan:
Cap Only
: dinamit tidak meledak, detenator meledak
Dead Cap
: hubungan pendek, dinamit tidak meledak
Loss wire
: kabel deto tidak ditemukan
Weak Shot
: tembakan lemah, frekuensi rendah
Line Cut
: kabel terputus saat shooting
Parity Error
: instrumen problem
No CTB
: no confirmation time break
Loss Hole
: lubang dinamit tidak ditemukan
Reverse Polaritty
: polaritas terbalik
Bad/No Up Hole
: UpHole jelek atau tidak ada (pada monitor record atau blaster)
Dead Trace
: trace mati
Noise Trace
: terdapat noise pada trace
FIELD PROCESSING Field processing adalah proses yang dilakukan di lapangan sebelum dilakukan proses selanjutnya di pusat. Perhatian utama di field processing adalah pada geometri penembakan dimana jika ada penembakan terdapat wrong ID, wrong coordinate, wrong spread dsb, dapat diketahui dan segera dikonfirmasikan ke Field Seismologist dan TOPO untuk dilakukan perbaikan. Proses pengolahan data seismik di lapangan biasanya hanya dilakukan sampai pada tahapan final stack tergantung dari permintaan client. Langkah-langkah yang umum dilakukan dalam memproses data seismic di lapangan adalah sebagai berikut: Loading Tape Data sesimik dalam teknologi masa ini selalu disimpan dalam pita magnetik dalam format tertentu. Pita magnetik yang memuat data lapangan ini disebut field tape. SEG (Society of Ekploration Geophysics) telah menetukan suatu standar format penulisan data pada pita magnetic. Geometri Up Date Adalah proses pendefinisian identitas setiap trace yang berhubungan dengan shotpoint, koordinat X,Y,Z di permukaan, kumpulan CDP, offset terhadap shot-point, dan sebagainya. Trace Editing Proses editing dan mute bertujuan untuk merubah atau memperbaiki trace atau record dari hal-hal yang tidak diinginkan yang diperoleh dari
perekaman data di lapangan. Editing dapat dilakukan pada sebagian trace yang jelek akibat dari adanya noise, terutama koheren noise, misfire, atau trace yang mati, polariti yang terbalik. Pelaksanaan pengeditan dapat dilakukan dengan 2 cara yaitu, pertama membuat trace-trace yang tidak diinginkan tersebut menjadi berharga nol (EDIT) dan atau membuang / memotong bagian-bagian trace pada zona yang harus didefinisikan (MUTE). Hal-hal yang perlu diedit dari suatu data dapat diperoleh dari catatan pengamatan di lapangan (observer report) maupun dengan pengamatan dari display raw recordnya.
Raw Data
koreksi statik
Tujuan koreksi statik ini adalah untuk memperoleh arrival time bila penembakan dilakukan dengan titik tembak dan group geophone yang terletak pada bidang horizontal dan tanpa adanya lapisan lapuk. Koreksi ini dilakukan untuk menghilangkan
pengaruh dari variasi topografi, tebal lapisan lapuk dan variasi kecepatan pada lapisan lapuk. Suatu reflector yang datar (flat) akan terganggu oleh adanya kondisi static yang disebabkan adanya efek permukaan (near surface efects). Secara garis besar koreksi static ini dapat dibagi menjadi dua bagian koreksi :- Koreksi Lapisan Lapuk (weathering layer)- Koreksi Ketinggian. Amplitudo Recovery (Proses Pemulihan Amplitudo) Proses ini bertujuan memulihkan kembali nilai amplitudo yang berkurang yang hilang akibat perambatan gelombang seismic dari sumber sampai kepenerima (geophone), sedemikian rupa sehingga pada setiap trace dikalikan dengan besaran tertentu, sehingga nilai amplitudo relatif stabil dare time break hingga kedalaman target. Pengurangan intensitas gelombang seismic ini disebabkan karena hal-hal sebagai berikut:Peredaman karena melewati batuan yang kurang elastik sehingga mengabsorbsi energi gelombang.- Adanya penyebaran energi kesegala arah (spherical spreading atau spherical divergence). Deconvolution Energi getaran yang dikirim kedalam bumi mengalami proses konvolusi (fil tering) bumi bersikap sebagai filter terhadap energi seismik tersebut. Akibat efek filter bumi, maka bentuk energi seismik (wavelet) yang tadinya tajam dan tinggi amplitudonya di dalam kawasan waktu (time domain). Kalau ditinjau dalam kawasan frekuensi, tampak bahwa spektrum amplitudonya menjadi lebih sempit karena amplitudonya frekuensi tinggi diredam oleh bumi dan spektrum fasenya berubah tidak rata. Dekonvolusi adalah suatu proses untuk kompensasi efek filter bumi, berarti di dalam kawasan waktu bentuk wavelet dipertajam kembali, atau di dalam kawasan frekuensi spektrum amplitudonya diratakan dan spektrum fase dinolkan atau diminimumkan. Analisa Kecepatan Analisa kecepatan (velocity analysis) adalah metode yang dipakai untuk mendapatkan stacking velocity dari data seismik yang dilakukan dengan menggunakan Interactive Velocity Analisis diperoleh dari kecepatan NMO dengan asumsi bahwa kurva NMO adalah hiperbolik. Analisa kecepatan ini sangat penting, karena dengan analisa kecepatan ini akan diperoleh nilai kecepatan yang cukup akurat untuk menetukan kedalaman, ketebalan, kemiringan dari suatu reflektor. Analisis kecepatan ini dilakukan
dalam CDP gather, harga kontur semblance analisis sebagai fungsi dari kecepatan NMO dan CDP gather stack dengan kecepatan NMO yang akan diperoleh pada waktu analisa kecepatan. Didalam CDP gather titik reflektor pada offset yang berbeda akan berupa garis lurus (setelah koreksi NMO). Residual static Kesalahan perkiraan penentuan kecepatan dan kedalaman pada weathering layer saat melakukan koreksi statik dan adanya sisa deviasi static pada data seismik serta Data Uphole dan First break yang sangat buruk juga dapat mempengaruhi kelurusan reflektor pada CDP gather sehingga saat stacking akan menghasilkan data yang buruk. Pada prinsipnya perhitungan residual static didasarkan pada korelasi data seismik yang telah terkoreksi NMO dengan suatu model. Dimana model ini diperoleh melalui suatu Picking Autostatic Horizon yang mendefinisikan besar pergeseran time shift yang dinyatakan sebagai statik sisa yang akan diproses. Proses stacking adalah menjumlahkan seluruh komponen dalam suatu CDP gather, seluruh trace dengan koordinat midpoint yang sama dijumlahkan menjadi satu trace. Setelah semua trace dikoreksi statik dan dinamik, maka di dalam format CDP gather setiap refleksi menjadi horizontal dan noise-noisenya tidak horizontal, seperti ground roll dan multiple. Hal tersebut dikarenakan koreksi dinamik hanya untuk reflektor-reflektornya saja. Dengan demikian apabila trace-trace refleksi yang datar tersebut disuperposisikan (distack) dalam setiap CDP-nya, maka diperoleh sinyal refleksi yang akan saling memperkuat dan noise akan saling meredam sehingga S/N ratio naik. Kecepatan yang dipakai dalam proses stacking ini adalah stacking velocity. Stacking velocity adalah kecepatan yang diukur oleh hiperbola NMO. Migrasi Migrasi dilakukan setelah proses stacking, migrasi merupakan tahap akhir dalam metode Post Stack Time Migration yang bertujuan untuk memindahkan event-event data pada section seismic ke posisi yang sebenarnya. Dengan kata lain migrasi diperlukan karena rumusan pemantulan pemantulan pada CMP yang diturunkan berasumsi pada model lapisan datar, apabila lapisannya miring maka letak titik-titik CMP / reflektornya akan bergeser. Untuk mengembalikan titik-titik reflektor tersebut keposisi yang sebenarnya dilakukan proses migrasi.
BAB III PENUTUP
KESIMPULAN 1. Teknik Geofisika adalah disiplin ilmu rekayasa yang mempelajari fisik bumi dibagian dalam dengan menggunakan metode dan teknik fisika seperti gelombang gempa, magnet bumi, gravitasi, struktur lapisan kulit bumi, dan sebagianya.
Aplikasi
dari
Teknik
Geofisika
digunakan
untuk
mengidentifikasi serta menentukan secara kuantitatif dan kualitatif besarnya sumber daya bumi yang bermanfaat bagi manusia. 2. Pembahasan dalam Teknik Geofisika berdasarkan kepada prinsip-prinsip geologi, fisika, kimia, matematika, hidrologi, dan informatika. Secara keseluruhan bidang kajian ilmu geofisika meliputi meteorologi, geofisika bumi padat (seismologi yang mempelajari gempa bumi, ilmu tentang gunungapi atau volcanology, geodinamika yang mempelajari dinamika pergerakan lempeng-lempeng di bumi, dan eksplorasi seismik yang digunakan dalam pencarian hidrokarbon), dan oseanografi. 3. metode geofisika dapat diterapkan secara global yaitu untuk menentukan struktur bumi, secara lokal yaitu untuk eksplorasi mineral dan pertambangan termasuk minyak bumi dan dalam skala kecil yaitu untuk aplikasi geoteknik (penentuan pondasi bangunan dll).
SARAN Makalah ini masih jauh dari kesempurnaan, mohoh tanggapan dan kritikan yang mengarah kearah yang membangun.
DAFTAR PUSTAKA
http://www.engineeringtown.com/teenagers/index.php/teknik-geofisika.html www.itb.ac.id/usm-itb/Prodi teknik geofisika/123.htm
