AVO Attribute

Untuk memahami konsep AVO Attributes, lihat pada materi Teori Dasar AVO yang merupakan pendekatan terhadap persamaan teoritis Zoeppritz. Persamaan-persamaan AVO tersebut diantaranya: Shuey, Wiggins, Verm-Hilterman, Fatti, Smith & Gidlow yang umumnya merupakan fungsi amplitudo terhadap sudut datang (θ).

Shuey :

Wiggins :

Verm-Hilterman :

Fatti:

Smith & Gidlow :

Dari persamaan-persamaan AVO di atas, maka kita akan memperoleh AVO Attributes seperti :
1) Intercept (A), merepresentasikan reflektivitas gelombang-P pada sudut nol, dan bisa ditulis :

2) Gradient (B), menyatakan perubahan amplitudo sebagai fungsi dari offset.

3) Product (A*B), perkalian dari intercept (A) dan gradient (B).
4) Scaled Poisson’s Ratio Reflectivity, atribut ini didefinisikan oleh Smith dan Gidlow, sebagai :

sehingga :

Dan :

5) Scaled S wave Reflectivity (aA-bB) [Hampson-Russell],
dimana a dan b adalah konstanta.
6) Rp-Rs ~ (A+B)/2
7) Rs ~ (A-B)/2
8) Normal Intercept (NIp)
9) Poisson Reflectivity (PR)
10) Fluid Factor (ΔF)

Rp merupakan zero offset P-wave reflectivity dan Rs merupakan zero offset S-wave reflectivity.

Didapat dari paper "Exploitation of an oil field using AVO and post-stack rock property analysis methods, Andrew J Royle" :

3D Seismic Volume pada crossline 56 dan inline 78

Product (Intercept*Gradient) Volume pada crossline 56 dan inline 78

Respon AVO dapat dilihat pada level Colony, terlihat anomali "bright spot" pada nilai product (A*B) positif/warna merah yang menunjukkan peningkatan amplitudo seiring bertambahnya offset, sehingga dapat diklasifikasikan kedalam anomali AVO kelas 3.

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 :

Klasifikasi Anomali AVO

Model dasar untuk anomali AVO dapat diilustrasikan menggunakan model lapisan gas sand diantara dua shale.

Nilai Poisson Ratio untuk gas sand lebih kecil dibandingkan shale, dan nilai koefisien refleksi berubah secara drastis terhadap sudut datang gelombang. Amplitudo bernilai negatif pada near offset dan menjadi lebih negatif pada far offset, yang mana dinyatakan dengan nilai amplitudo absolut yang meningkat pada large offset.

Klasifikasi Anomali AVO (Amplitude Versus Offset) oleh Rutherford dan Williams (1989) dibagi menjadi 3 kelas lalu disempurnakan oleh Castagna (1997) yang menambahkan satu kelas lagi, yaitu kelas IV. Dibuat klasifikasi gas sand berdasarkan respon koefisien refleksi yang dihasilkan oleh batas shale dan top gas sand terhadap sudut datang gelombang.

Empat Klasifikasi Anomali AVO
(Rutherford & Williams, modified by Castagna)

Kelas I : High Acoustic Impedance Contrast
Menunjukkan tipe gas sand yang mempunyai acoustic impedance tinggi dibandingkan medium yang mengapitnya, sehingga didapat koefisien refleksi positif besar pada sudut datang gelombang sama dengan nol (zero angle/offset), koefisien refleksi menurun dengan bertambahnya sudut datang, decrease in amplitude (dimming effects) with increasing offset.Kelas II : Near Zero Impedance Contrast

Tipe gas sand yang mempunyai acoustic impedance hampir sama dibandingkan medium yang mengapitnya, sehingga didapat koefisien refleksi yang mendekati nol pada sudut datang gelombang sama dengan nol (zero angle/offset) dan mendekati negatif pada large offset, koefisien refleksi menurun dengan bertambahnya sudut datang.
Kelas IIp : Sama seperti kelas II, hanya terjadi pembalikan polaritas, yaitu koefisien refleksi bernilai positif pada zero angle/offset.

Kelas III : Low Impedance Contrast
Tipe gas sand mempunyai acoustic impedance rendah dibandingkan medium yang mengapitnya, sehingga didapat koefisien refleksi yang negatif besar pada sudut datang gelombang sama dengan nol (zero angle/offset), koefisien refleksi semakin negatif dengan bertambahnya sudut datang. Tipe gas ini adalah tipe gas klasik dimana amplitudonya semakin besar (brightening) seiring bertambahnya sudut datang.
Kelas IV : Very Low Impedance Contrast
Tipe gas sand mempunyai acoustic impedance rendah dibandingkan medium yang mengapitnya, sehingga didapat koefisien refleksi yang negatif besar pada sudut datang gelombang sama dengan nol (zero angle/offset), tetapi nilai koefisien refleksi meningkat dengan bertambahnya sudut datang.
Contoh AVO Modelling untuk Top & Base Colony Horizon :
Amplitude vs Offset untuk Colony picks :
Anomali AVO diamati pada Top (trough)/warna merah dan base (peak)/warna biru Colony horizon, terlihat bahwa terjadi kenaikan trough amplitude pada Top Colony walaupun anomali tidak begitu kuat terlihat, sehingga ini dapat diklasifikasikan sebagai anomali AVO kelas 3 dengan kenaikan amplitudo seiring bertambahnya sudut datang.

Seismic Attribute

Seismik atribut didefinisikan sebagai karakterisasi secara kuantitatif dan deskriptif dari data seismik yang secara langsung dapat ditampilkan dalam skala yang sama dengan data awal (Barnes, 1999). Seismik atribut diperlukan sebagai alat bantu dalam interpretasi seismik untuk menunjukkan anomali yang tidak terilihat secara jelas dari data normal seismik.

Sinyal tras seismik kompleks dapat dituliskan :

F(t) = f(t) + i f *(t)

dimana f(t) adalah tras seismik real, f*(t) adalah quadraturenya, yakni f(t) yang fasanya tergeserkan 90 derajat.
Komponen imajiner didapat dengan melakukan tranformasi Hilbert pada tras seismik real :

h(t) = 1/π * f(t)

dimana : * = konvolusi ; f(t) tras seismik real ; h(t) = tras imajiner

Terdapat beberapa macam seismik attribut: instantaneous amplitude, instantaneous phase, instantaneous frequency, dll yang mempunyai kegunaan masing-masing dalam interpretasi seismik.

Klasifikasi Seismik Atribut (Brown,2000)

Dibawah ini adalah contoh perbandingan antara normal seismik (atas) dan envelope attribute (bawah).

Investasi Migas di Indonesia

UU No.22/2001 tentang Migas telah mendorong Indonesia menjadi net oil importer secara permanen karena investasi dan penemuan cadangan baru menurun. Sejak tahun 2008 Indonesia menjadi pengimpor minyak sepenuhnya (net oil importer) dan keluar dari OPEC. UU No.22/2001 mewajibkan setiap kontraktor migas membayar pajak & pungutan-pungutan lebih dahulu sebelum melakukan eksplorasi. Padahal dahulu, saat masih berpegang pada UU N0.8/1971, pemerintah membolehkan kontraktor migas melakukan eksplorasi lebih dahulu, baru membayar pajak + pungutan-pungutan.

Produksi minyak dan gas bumi Indonesia terus mengalami penurunan sejak tahun 1996 dan turun secara drastis mulai tahun 2000. Tahun 1999 produksi Indonesia sekitar 1.537.000 barrel per hari. Tahun 2009 target pengeboran 960.000 barrel per hari dan untuk tahun 2010 target pengeboran hanya 965.000 barrel per hari. Menurunnya produksi minyak mentah karena langkanya penemuan cadangan atau lapangan minyak baru, saat ini kita masih mengandalkan produksi lapangan-lapangan tua yang terus mengalami penurunan.

Penurunan produksi migas bisa diatasi bila pemerintah menetapkan kebijakan melakukan eksplorasi di laut dalam. Saat ini eksplorasi laut dalam di Indonesia baru dilakukan di Selat Makassar. Menurunnya investasi dan penemuan ladang minyak baru di Indonesia berbanding terbalik dengan perkembangan di negara lain, baik anggota OPEC maupun non OPEC, terutama di Kawasan Afrika Barat dan Asia Tengah yang semakin giat mencari lapangan minyak baru.

Indonesia's Top 10's Oil & Gas Producer per August 2009
Courtesy Indonesian PetroEnergy Magazine

Seismic Inversion

Seismik inversi adalah suatu metoda untuk mendapatkan gambaran model geologi bawah permukaan dengan menggunakan data seismik sebagai data input utama dan data sumur sebagai data kontrol (Sukmono, 2002). Hasil yang didapat menggunakan metoda inversi adalah informasi yang terkandung di dalam lapisan batuan berupa impedansi (akustik atau elastik). Dari informasi impedansi ini dapat dikorelasikan secara kuantitatif dengan parameter fisis lain pada reservoir yang terukur pada sumur seperti porositas, saturasi air, dsb.

Sebagaimana yang kita ketahui forward modeling adalah operasi konvolusi antara wavelet dengan koefisien refleksi, sedangkan proses inversi merupakan kebalikan (inverse) dari upaya pengambilan data seismik (forward modelling).

Forward & Inverse Modelling (Strata Workshop, Hampson Russel)

Proses ekstraksi wavelet pada proses inversi sangatlah penting, oleh karena itulah harus dilakukan ekstraksi wavelet pada horizon yang menjadi target inversi.

Pada proses inversi, ada yang namanya "non-uniqueness", artinya terdapat lebih dari satu kemungkinan model geologi untuk mendapatkan hasil yang sama dengan data seismik. Sehingga diharapkan nilai koefisien refleksi dan nilai batas acoustic impedance-nya mendekati nilai sebenarnya. Dalam hal ini diperlukan sebuah model awal (initial model) sebagai prediksi awal dalam menyelesaikan perhitungan inversi.

Perbandingan Hasil Inversi menggunakan High Frequency & Low Frequency Model (Strata Workshop, Hampson Russel)

Metoda seismik inversi dapat dibagi menjadi dua macam berdasarkan data seismik yang digunakan, yaitu : post-stack seismic inversion dan pre-stack seismic inversion. Data seismik post-stack merupakan data seismik yang mengasumsikan amplitudo seismik dihasilkan dari R(0), sehingga hanya dapat menghasilkan tampilan model acoustic impedance saja. Sedangkan data seismik pre-stack mempunyai informasi sudut (R(Θ)), sehingga pre-stack seismic inversion dapat menghasilkan parameter-parameter lain seperti Vp/Vs, EI, Lamdha-Rho, Mu-Rho.

(Introduction to Seismic Inversion Methods, Russel, 1988)

Geothermal Energy

Energi panas bumi adalah energi yang diekstraksi dari panas yang tersimpan dalam bumi (Wikipedia Indonesia). Energi panas bumi adalah sumber daya alam yang dapat diperbarui, berpotensi besar serta merupakan salah satu sumber energi pilihan.

Energi panas bumi mampu menyediakan sumber tenaga yang bersih dan terbarukan serta dapat memberikan keuntungan yang cukup signifikan, bersih dari polutan kimiawi, tidak mengeluarkan limbah dan hanya mengeluarkan sebagian besar air yang diinjeksikan kembali ke bawah permukaan bumi (reservoir). Penginjeksian air kedalam reservoir merupakan suatu keharusan untuk menjaga keseimbangan massa sehingga memperlambat penurunan tekanan reservoir dan mencegah terjadinya subsidence. Penginjeksian kembali fluida panas bumi setelah fluida tersebut dimanfaatkan untuk pembangkit listrik, serta adanya recharge (rembesan) air permukaan, menjadikan energi panas bumi sebagai energi yang berkelanjutan.

Keunggulan Energi panas bumi :
(1) Hemat ruang dan pengaruh dampak visual yang minimal.
(2) Mampu berproduksi secara terus menerus selama 24 jam, sehingga tidak membutuhkan tempat penyimpanan energi (energy storage).
(3) Dapat mengurangi polusi dari penggunaan bahan bakar fosil.
(4) Dapat dikontrol secara jarak jauh.
(5) Memberikan tenaga beban dasar yang konstan.

Emisi CO2 Energi panas bumi paling rendah dibandingkan sumber energi lain