Teori Dasar AVO

AVO pada awalnya ditujukan untuk memvalidasi anomali amplitudo pada seismik yang berasosiasi dengan kehadiran gas pada reservoir (Ostrander,1982). Anomali amplitudo terjadi karena penurunan nilai koefisien refleksi gelombang seismik secara drastis dari top lapisan mengandung gas bila dibandingkan dengan koefisien refleksi lapisan-lapisan disekitarnya. Hal ini dinamakan bright spot. Dalam prakteknya tidak semua bright spot menunjukan kehadiran gas karena seperti batubara, lapisan yang sangat berpori ataupun rekah-rekah, lapisan garam, konglomerat, turbidit, dan tuning effect dari lapisan-lapisan tipis dapat menunjukkan anomali tersebut pada penampang seismik. Oleh karena itulah AVO dikembangkan dalam meminimalisir ambiguitas tersebut.

Anomali Bright spot, Courtesy Hampson Russel

Prinsip dasar AVO awalnya berasal dari suatu anomali, yaitu bertambahnya amplitudo sinyal refleksi terhadap pertambahan jarak sumber gelombang seismik ke penerima (offset), apabila gelombang seismik dipantulkan oleh lapisan batuan berisi gas. Jarak sumber ke penerima ini (offset) berhubungan dengan sudut datang sinar seismik terhadap bidang pemantulan. Semakin besar offset maka semakin besar pula sudut datangnya.

AVO muncul akibat adanya partisi energi pada bidang reflektor. Sebagian energi dipantulkan dan sebagian lainnya ditransmisikan. Ketika gelombang seismik menuju batas lapisan pada sudut datang tidak sama dengan nol maka konversi gelombang P menjadi gelombang S terjadi. Sebagai konsekuensinya, koefisien refleksi menjadi fungsi dari kecepatan gelombang (Vp), kecepatan gelombang S (Vs), densitas (ρ) dari setiap lapisan, serta sudut datang (θ1) sinar seismik. Oleh karena itu terdapat empat kurva yang dapat diturunkan yaitu : amplitudo refleksi gelombang P, amplitudo transmisi gelombang P, amplitudo refleksi gelombang S, dan amplitudo transmisi gelombang S seperti yang ditunjukan dalam gambar dibawah ini.

Berdasarkan Hukum Snellius :
sin (θ1)/Vp1 = sin (θ2)/Vp2 = sin (Ф1) /Vs1 = sin (Ф2)/Vs2

Sedangkan amplitudo tiap gelombang pada bidang batas diperkenalkan oleh Zoeppritz yang menggambarkan koefisien refleksi dan transmisi sebagai fungsi dari sudut datang pada media elastik (densitas, kecepatan gelombang-P/Vp, kecepatan gelombang-S/Vs). Knott dan Zeoppritz melakukan analisa koefisien refleksi berdasarkan hal tersebut dan persamaannya dapat dituliskan dalam bentuk persamaan matriks :
dimana :
A = amplitudo gelombang P refleksi ; θ1 = sudut datang gelombang P
B = amplitudo gelombang S refleksi ; θ2 = sudut bias gelombang P
C = amplitudo gelombang P transmisi ; Ф1 = sudut pantul gelombang S
D = amplitudo gelombang S transmisi ; Ф2 = sudut bias gelombang S
α = kecepatan gelombang P
β = kecepatan gelombang S
ρ = densitas

Kemudian Aki, Richards dan Frasier melakukan pendekatan terhadap persamaan Zoeppritz menjadi tiga bentuk, bentuk pertama mengikutkan densitas, bentuk kedua mengikutkan Vp dan bentuk ketiga mengikutkan Vs.
dimana :