1

RESUME PRESENTASI PENGOLAHAN DATA SEISMIK

DIGITASI, SAMPLING, DAN FORMAT DATA SEISMIK

Dosen pengampu:

Sukir Maryanto, Ph.D

Kelompok 5:

Vanisa Syahra

Azhar Fikri

Septiandi Akhmad P.

Hetrio Fahridho

Fitra Sulestianson

Ulfa Qonita F. B.

Barqi M. Irsyad

I Ketut Wahyu N. P.

JURUSAN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS BRAWIJAYA

MALANG

2014

1

DAFTAR ISI

DAFTAR ISI ............................................................................................................................... i

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................................... iii

BAB I

PENDAHULUAN ..................................................................................................................... 1

1.1 Latar Belakang ............................................................................................................ 1

1.2 Tujuan.......................................................................................................................... 1

BAB II

PEMBAHASAN ........................................................................................................................ 2

2.1 SINYAL ANALOG DAN DIGITAL – ULFA QONITA ........................................... 2

2.1.1 Pengertian Sinyal Analog dan Sinyal Digital ...................................................... 2

2.1.2 Perbedaan Sinyal Analog dan Sinyal Digital Menurut Cara Kerja ...................... 3

2.1.3 Perbedaan Sinyal Analog dan Digital Menurut Karakteristik ............................. 4

2.1.4 Pengertian Sinyal Seismik (pertanyaan dari Pak Sukir) ...................................... 4

2.2 ANALOG TO DIGITAL CONVERTER (ADC) – FITRA SULESTIANSON ......... 4

2.2.1 Integrating Converter ........................................................................................... 5

2.2.2 Succesive Approximation Register Analog to Digital Converter (SAR ADC) ... 5

2.2.3 Flash ADC ........................................................................................................... 6

2.3 SAMPLING RATE – HETRIO FAHRIDHO ............................................................. 6

2.4 ALIASING DAN FREKUENSI NYQUIST – BARQI M. IRSYAD ......................... 7

2.4.1 Sinyal Waktu Diskrit............................................................................................ 8

2.4.2 Spektrum Frekuensi Nyquist.............................................................................. 10

2.5 FORMAT DATA SEISMIK EKSPLORASI – VANISA SYAHRA ....................... 12

2.6 TIME DOMAIN DAN DEPTH DOMAIN DATA – AZHAR FIKRI ......................... 13

2.7 DEMULTIPLEXING – SEPTIANDI AKHMAD P. ................................................ 18

2.8 FORMAT DATA SEISMIK SEISMOLOGI – I KETUT WAHYU N. P. ............... 21

2.8.1 Parameter Format ............................................................................................... 23

i

ii

2.8.2 Konversi Format Data Seismologi ..................................................................... 26

2.8.3 Cara Konversi .................................................................................................... 27

BAB III

PENUTUP................................................................................................................................ 29

3.1 Kesimpulan................................................................................................................ 29

3.2 Saran .......................................................................................................................... 29

DAFTAR PUSTAKA .............................................................................................................. 30

iii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. Bentuk sinyal analog (atas) dan sinyal digital (bawah) ........................................... 3

Gambar 2. Rangkaian dasar integrating converter .................................................................... 5

Gambar 3. Rangkaian Dasar SAR ADC .................................................................................... 5

Gambar 4. Rangkaian Flash ADC 3-bit ..................................................................................... 6

Gambar 5. Sampling rate yang menunjukkan fenomena aliasing .............................................. 7

Gambar 6. Sistem Pengolahan Sinyal Analog ........................................................................... 7

Gambar 7. Sistem pengolahan sinyal digital.............................................................................. 8

Gambar 8. Sinyal sinus diskrit ................................................................................................... 9

Gambar 9. Gambar sinyal ........................................................................................................ 10

Gambar 10. Rangkaian anti aliasing ........................................................................................ 11

Gambar 11. Format SEG-Y ..................................................................................................... 13

Gambar 12. Format data SEG-D .............................................................................................. 13

Gambar 13. Perbedaan time dan depth domain dengan pengaruh struktur yang tergambarkan

.................................................................................................................................................. 14

Gambar 14. Penampang seismik domain waktu (kiri) dan domain kedalaman (kanan) ......... 14

Gambar 15. Peta kntur domain waktu (kiri) dan domain kedalaman (kanan) ......................... 15

Gambar 16. Data Checkshot (kiri) dan VSP (kanan) ............................................................... 16

Gambar 17. Hrizon seismik dalam domain waktu ................................................................... 17

Gambar 18. HVA ..................................................................................................................... 18

Gambar 19. Seismic section with HVA velocity ....................................................................... 18

Gambar 20. Prinsip penyapuan amplitudo pada sequentia series (anak panah) ...................... 19

Gambar 21. Prinsip rangkaian multiplexer .............................................................................. 19

Gambar 22. Prinsip perekaman amplitudo pada multiplexer................................................... 20

Gambar 23. Proses traspose matriks unutk data sequential series menjadi time series .......... 21

Gambar 24. Contoh format HYPO71 ...................................................................................... 24

Gambar 25. Contoh fomrat HYPOINVERSE ......................................................................... 24

Gambar 26, Format data Nordic .............................................................................................. 25

Gambar 27. Contoh format parameter IMS1.0 ........................................................................ 25

Gambar 28. Software dan format konversi .............................................................................. 27

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pengolahan data seismik merupakan serangkaian tahapan yang dilakukan

untuk mengolah data seismik mentah hasil akuisisi data dengan tujuan mengurangi

noise sebanyak mungkin serta mempertahankan dan menguatkan sinyal sehingga

menjadi data yang informatif dan dapat diinterpretasi. Pengolahan data yang baik

dapat berakibat tidak maksimal apabila data hasil akuisisi kurang baik (rasio S/N

rendah), sehingga proses akuisisi data menjadi sangat menentukan pada tahapan

berikutnya. Pemahaman terkait digitasi, sampling, dan format data seismik menjadi

sangat diperlukan untuk mendapatkan kualitas data terbaik.

1.2 Tujuan

Dapat memahami hal-hal terkait digitasi, sampling, serta format data seismik,

baik untuk eksplorasi maupun dalam keperluan seismologi.

2

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 SINYAL ANALOG DAN DIGITAL – ULFA QONITA

2.1.1 Pengertian Sinyal Analog dan Sinyal Digital

Secara umum, sinyal didefenisikan sebagai suatu besaran fisis yang

merupakan fungsi waktu, ruangan atau beberapa variabel.

Sinyal analog / Isyarat Analog adalah sinyal data dalam bentuk

gelombang yang kontinyu, yang membawa informasi dengan mengubah

karakteristik gelombang. Dua parameter/ karakteristik terpenting yang dimiliki

oleh isyarat analog adalah amplitude dan frekuensi. Isyarat analog biasanya

dinyatakan dengan gelombang sinus, mengingat gelombang sinus merupakan

dasar untuk semua bentuk isyarat analog.

Sinyal analog / Isyarat Analog adalah sinyal data dalam bentuk

gelombang yang kontinyu, yang membawa informasi dengan mengubah

karakteristik gelombang. Dua parameter/ karakteristik terpenting yang dimiliki

oleh isyarat analog adalah amplitude dan frekuensi. Isyarat analog biasanya

dinyatakan dengan gelombang sinus, mengingat gelombang sinus merupakan

dasar untuk semua bentuk isyarat analog.

Sinyal digital merupakan sinyal data dalam bentuk pulsa yang dapat

mengalami perubahan yang tiba-tiba dan mempunyai besaran 0 dan

1.Teknologi Sinyal digital hanya memiliki dua keadaan, yaitu 0 dan 1,

sehingga tidak mudah terpengaruh oleh derau/noise, tetapi transmisi dengan

sinyal digital hanya mencapai jarak jangkau pengiriman data yang relatif

dekat. Sinyal Digital juga biasanya disebut juga Sinyal Diskret.

Sistem Sinyal Digital merupakan bentuk sampling dari sytem analog.

digital pada dasarnya di code-kan dalam bentuk biner (atau Hexa). besarnya

nhlai suatu system digital dibatasi oleh lebarnya / jumlah bit (bandwidth).

jumlah bit juga sangat mempengaruhi nilai akurasi system digital.

Teknologi Sinyal Digital ini juga memiliki kelebihan yang tidak dimiliki

olehTeknologi Sinyal Analog. Diantaranya adalah dibawah ini :

3

• Mampu mengirimkan informasi dengan kecepatan cahaya yang dapat membuat

informasi dapat dikirim dengan kecepatan tinggi.

• Penggunaan yang berulang – ulang terhadap informasi tidak mempengaruhi kualitas

dan kuantitas informsi itu sendiri.

• Informasi dapat dengan mudah diproses dan dimodifikasi ke dalam berbagai

bentuk.

• Dapat memproses informasi dalam jumlah yang sangat besar dan mengirimnya

secara interaktif.

Pada saat ini banyak teknologi-teknologi yang memakai Teknologi

Sinyal Digital. Karena kelebihan kelebihannya, antara lain:

1. Untuk menyimpan hasil pengolahan, sinyal digital lebih mudah dibandingkan

sinyal analog. Untuk menyimpan sinyal digital dapat menggunakan media digital

seperti CD, DVD, Flash Disk, Hardisk. Sedangkan media penyimpanan sinyal analog

adalah pita tape magnetik.

2. lebih kebal terhadap noise karena bekerja pada level ’0′ dan ’1′.

3. lebih kebal terhadap perubahan temperatur.

4. lebih mudah pemrosesannya.

Gambar 1. Bentuk sinyal analog (atas) dan sinyal digital (bawah)

2.1.2 Perbedaan Sinyal Analog dan Sinyal Digital Menurut Cara Kerja

Sistem digital merupakan bentuk sampling dari system analog. Digital pada

dasarnya di code-kan dalam bentuk bilangan biner (Hexa). Besarnya nilai suatu

system digital dibatasi oleh lebarnya/ jumlah bit (bendwidth). Jumlah bit juga sangat

mempengaruhi nilai akurasi system digital.

Pada system analog, terdapat amplifier di sepanjang jalur tranmisi.

Setiap amplifier menghasilkan penguatan (gain), baik menguatkan sinyal

4

pesan maupun noise tambahan yang menyertai di sepanjang jalur tranmisi

tersebut.

2.1.3 Perbedaan Sinyal Analog dan Digital Menurut Karakteristik

Karakteristik system digital adalah bahwa ia bersifat diskrit,sedangkan

system analogbersifat continue sehingga pengukuran yang didapat sebenarnya

lebih tepat dari system digital hanya saja banyak keuntungan yang lain yang

dimiliki oleh system digital. Masing – masing system tersebut mempunyai

kelebihan dan kekurangan sendiri.

2.1.4 Pengertian Sinyal Seismik

Sinyal seismik merupakan sinyal yang terpancar dari sumber seismik,

baik itu sumber seismik alami maupun sumber seismik buatan.

2.2 ANALOG TO DIGITAL CONVERTER (ADC) – FITRA SULESTIANSON

Pada umumnya besaran di alam adalah besaran analog yang memiliki ciri

bahwa perubahan nilai dari besaran tersebut bersifat smooth, sedangkan besaran

digital nilainya berjenjang yaitu ada satu nilai perubahan terendah. Rangkaian ADC

(Analog to Digital Converter) merupakan rangkaian yang berfungsi untuk mengubah

sinyal/besaran analog menjadi sinyal digital atau yang lebih dikenal dengan bilangan

biner. Umumnya, bilangan biner tersebut kemudian dikelompokkan lagi kedalam bit.

Sebagai contoh resolusi sebuah ADC 8 bit, maka ADC tersebut dapat mengkodekan

nilai input sebanyak 28 = 256 level sinyal input analog yang berbeda.

Pemrosesan secara digital seringkali diperlukan karena memiliki keuntungan

dibandingkan dengan pemrosesan secara analog, diantaranya adalah :

Lebih kebal terhadap noise,

Lebih mudah diproses,

Lebih mudah diperbaiki, dan

Lebih murah

Contoh sederhana dari gejala digital adalah berjalan menaiki tangga,

sedangkan gejala analog adalah berjalan pada undakan.

Terdapat beberapa metode untuk mengkonversi sinyal analog menjadi digital,

diantaranya adalah :

5

2.2.1 Integrating Converter

ADC pada tipe ini menggunakan komparator digital, counter, dan DAC

(Digital to Analog Converter). Nilai input dibandingkan dengan output dari DAC,

jika kedua nilai tersebut belum sama maka sinyal clock tetap bekerja, sebaliknya jika

sudah sama/lebih maka proses perhitungan dihentikan. Pada contoh gambar rangkaian

dibawah, tegangan acuan yang digunakan adalah 5 volt.

Gambar 2. Rangkaian dasar integrating converter

2.2.2 Succesive Approximation Register Analog to Digital Converter (SAR

ADC)

ADC ini juga menggunakan komparator digital, namun menggunakan

teknik yang berbeda dengan metode integrating. Teknik perbandingannya

adalah pertama-tama sinyal input akan dibandingkan dengan sinyal digital jika

MSB (Most Signifikan Bit) diset (logika 1).

Gambar 3. Rangkaian Dasar SAR ADC

6

2.2.3 Flash ADC

Pada ADC jenis ini, sinyal input analog langsung dibandingkan dengan

beberapa komparator digital. Hasil pembandingannya kemudian dikodekan

menjadi format digital. ADC jenis ini merupakan ADC tercepat. Kelemahan

ADC ini adalah perlu banyak sekali komparator, untuk N bit perlu 2N-1,

sehingga biaya produksinya lebih tinggi dibandingkan metode lainnya.

Gambar 4. Rangkaian Flash ADC 3-bit

2.3 SAMPLING RATE – HETRIO FAHRIDHO

Sampling rate adalah parameter data lapangan yang memiliki satuan ms.

Sampling rate akan menentukan batas frekuensi maksimum yang masih dapat direkam

dan direkonstruksi dengan benar sebagai data. Batas frekuensi maksimum ini disebut

frekuensi Nyquist. Akan tetapi pada kenyataannya, besarnya sampling rate dalam

perekaman sangat bergantung pada kemampuan instrumentasi perekamannya itu

sendiri, dan biasanya sudah ditentukan oleh pabrik pembuat instrument tersebut.

Sampling rate adalah parameter data lapangan yang memiliki satuan ms.

Sampling rate akan menentukan batas frekuensi maksimum yang masih dapat direkam

dan direkonstruksi dengan benar sebagai data. Batas frekuensi maksimum ini disebut

7

frekuensi Nyquist. Akan tetapi pada kenyataannya, besarnya sampling rate dalam

perekaman sangat bergantung pada kemampuan instrumentasi perekamannya itu

sendiri, dan biasanya sudah ditentukan oleh pabrik pembuat instrument tersebut.

Fq = (1/2T) = 0,5 Fsampling

Dimana T adalah besarnya sampling rate.

Sebagai contoh, jika kita ambil sampling ratenya sebesar 4 ms, maka besarnya

frekuensi sampling adalah (1000/4) s-1 atau 250 Hz, dan besarnya sampling rate

adalah 125 Hz. Hal ini memilki arti fisis, jika besarnya frekuensi gelombang yang

terekam memiliki frekuensi lebih besar dari 125 Hz, maka frekuensi tersebut akan

menjadi seolah-olah mempunyai frekuensi yang lebih rendah dari frekuensi

sebenarnya. Ini yang disebut frekuensi aliasing.

Gambar 5. Sampling rate yang menunjukkan fenomena aliasing

2.4 ALIASING DAN FREKUENSI NYQUIST – BARQI M. IRSYAD

Dalam proses pengolahan sinyal analog, sinyal input masuk ke Analog Signal

Processing (ASP), diberi berbagai perlakukan (misalnya pemfilteran, penguatan,dsb.)

dan outputnya berupa sinyal analog.

Gambar 6. Sistem Pengolahan Sinyal Analog

Proses pengolahan sinyal secara digital memiliki bentuk sedikit berbeda. Komponen utama

system ini berupa sebuah processor digital yang mampu bekerja apabila inputnya berupa

sinyal digital. Untuk sebuah input berupa sinyal analog perlu proses awal yang bernama

digitalisasi melalui perangkat yang bernama analog-to-digital conversion (ADC), dimana

(2.1)

8

sinyal analog harus melalui proses sampling, quantizing dan coding. Demikian juga output

dari processor digital harus melalui perangkat digital-to-analog conversion (DAC) agar

outputnya kembali menjadi bentuk analog. Ini bisa kita amati pada perangkat seperti PC,

digital sound system, dsb. Secara sederhana bentuk diagram bloknya adalah seperti berikut

ini.

Gambar 7. Sistem pengolahan sinyal digital

2.4.1 Sinyal Waktu Diskrit

Berdasarkan pada penjelasan diatas kita tahu betapa pentingnya satu

proses yang bernama sampling. Setelah sinyal waktu kontinyu atau yang juga

popoler kita kenal sebagai sinyal analog disampel, akan didapatkan bentuk

sinyal waktu diskrit. Untun mendapatkan sinyal waktu diskrit yang mampu

mewakili sifat sinyal aslinya, proses sampling harus memenuhi syarat Nyquist.

fs > 2 fi

Dimana:

fs = frekuensi sinyal samplig

fi = frekuensi sinyal informasi yang akan disampel

Fenomena aliasing proses sampling akan muncul pada sinyal hasil

sampling apabila proses frekuensi sinyal sampling tidak memenuhi criteria

diatas. Perhatikan sebuah sinyal sinusoida waktu diskrit yang memiliki bentuk

persamaan matematika seperti berikut:

x(n) = A sin(ωn +θ)

Dimana:

A = amplitudo sinyal

ω = frekuensi sudut

θ = fase awal sinyal

Frekuensi dalam sinyal waktu diskrit memiliki satuan radian per indek

sample, dan memiliki ekuivalensi dengan 2πf

(2.2)

(2.3)

9

Gambar 8. Sinyal sinus diskrit

Sinyal sinus pada Gambar diatas tersusun dari 61 sampel, sinyal ini

memiliki frekuensi f = 50 dan disampel dan disempel dengan Fs = 1000.

Sehingga untuk satu siklus sinyal sinus memiliki sample sebanyak Fs/f =

1000/50 = 20 sampel. Berbeda dengan sinyal waktu kontinyu (C-T), sifat

frekuensi pada sinyal waktu diskrit (D-T) adalah:

Sinyal hanya periodik jika f rasional. Sinyal periodic dengan periode N

apabila berlaku untuk semua n bahwa x(n+N) = x(n). Periode

fundamental NF adalah nilai N yang terkecil. Sebagai contoh: agar suatu

sinyal periodic maka:

Sinyal dengan fekuensi beda sejauh k2π(dengan k bernilai integer)

adalah identik. Jadi berbeda dengan kasus pada C-T, pada kasus D-T ini

sinyal yang memiliki suatu frkeuensi unik tidak berarti sinyal nya

bersifat unik. Sebagai contoh:

cos[(ωο + 2π)n + θ] = cos (ωο + 2π)

karena cos(ωο + 2π) = cos(ωο). Jadi bila xk(n) = cos(ωοn+ 2π) , k =

0,1,…. Dimana

ωk = ωοn+ 2kπ

maka xk(n) tidak bisa dibedakan satu sama lain. Artinya x1(n) = x2(n) =

x3(n)….= xk(n). Sehingga suatu sinyal dengan frekuensi berbeda akan berbeda

jika frekuensinya dibatasi pada daerah −π < ω < π atau –1/2 < f <1/2. Diluar itu

akan terjadi fenomena aliasing.

(2.4)

(2.5)

(2.6)

10

2.4.2 Spektrum Frekuensi Nyquist

Gambar 9. Gambar sinyal

Pada gambar tersebut dapat dirumuskan seperti persamaan dibawah ini :

dengan harga k=0, ±1, ±2, .. .

Perlu batasan tentang frekuensi sampling, agar sinyal hasil sampling

dapat dikembalikan ke sinyal analog tanpa ada perubahan frekuensi

Kriteria Nyquist: Fs ≥ 2 Fmax

Lebih aman, Fs > 2 Fmax

Aliasing Adalah fenomena bergesernya frekuensi tinggi gelombang

seismik menjadi lebih rendah yang diakibatkan pemilihan interval sampling

yang terlalu besar (kasar). Kesalahan pemilihan frekuensi sampling jarang

terjadi. Yang sering terjadi adalah aliasing.

(2.7)

(2.8)

11

Gambar 10. Rangkaian anti aliasing

akibat noise frekuensi tinggi. Untuk mengantisipasi, diperlukan filter anti

aliasing . Filter Anti Aliasing adalah filter analog tipe low pass. Untuk

memastikan bahwa sinyal dengan frekuensi terlalu tinggi tidak akan ikut

disampling.

Analisis Nyquist adalah metoda respon frekuensi untuk menentukan

stabilitas absolut dan relative dari system pengaturan lup tertutup dan fungsi

alih lup terbuka GH (s). Dengan menggunakan analisis nyquist kita dapat

mengetahui kesetabilan mutlak dan relative system loop tertutup dari

karakteristik tanggapan frekuensi loop terbukanya. Serta kurva nyquist ini

menggambarkan karakteristik tanggapan frekuensi untuk seluruh cakupan

frekuensi. kriteria nyquist digunakan untuk mendesain tujuan – tujuan tanpa

memperhatikan kesetabilan loop terbuka (metode desain bode digunakan

dengan asusmsi system loop terbukanya stabil) . Kriteria nyquist menyatakan

bahwa system akan stabil apabila bidang sebelah kanan kurva G(jw)H(jw)

tidak melingkupi titik. Tingkat kesetabilan system dapat diukur dengan gain

mergin (GM) dan phase margin (PM).

Gain Margin (GM) = 1/a = 20 log 10 a (db)

Phase margin (PM) = -180 + teta

Harga teta pada PM adalah nilai sudup fasa saat kurva nyquist

berpotongan dengan lingkaran jari – jari satu. Pada system yang stabil , GM

dan PM-nya selalu positif. Semakin besar nilai GM dan PM , maka semakin

stabil system tersebut. Diagram niquist dipergunakan untuk memprediksi

kesetabilan dan performansi dari system loop tertutup dengan mengamati

tingkah laku loop terbukanya. Diagram nyquist pada dasarnya plot dari G(jw)

dan G (s) adalah fungsi loop terbuka dan w adalah vector frekuensi yang

berada dekat bidang sebeleah kanan. Dalam menggambarkan diagram nyquist ,

harus memperhatikan frekuensi positif dan negative ( dari nol hingga tak

terhingga).

(2.9)

12

2.5 FORMAT DATA SEISMIK EKSPLORASI – VANISA SYAHRA

Seismik eksplorasi merupakan salah satu tahapan dalam eksplorasi oil.

Sebagai tahapan lanjut dalam eksplorasi minyak dan pengembangan, beberapa

teknologi baru seperti multidimensi, multi komponen, dan tingkat presisi tinggi juga

telah diterapkan di seismik eksplorasi. Hal ini membuat data seismik eksplorasi

menjadi bertambah tajam. Sehingga volume data seismik telah diteliti dengan

pengolahan data seismik. Data seismik diseleksi oleh Chang pada tahun 2008 dengan

kasus studi imaging seismik bawah irregular deep water dengan 2-D sepanjang 40

km. jumlah shot sebanyak 1521 dengan 198 trace per shot dan 1500 sample per trace.

Banyaknya data tersebut merupakan masalah serius dalam transmisi, penyimpangan,

dan pengolahan datanya. Hal tersebut tidak hanya mempersulit penyimpanannya yang

membutuhkan kapasitas besar, tetapi juga bandwidth transmisi yang besar selama

waktu transmisi. Bahkan terkadang terlalu besarnya data juga tidak dapat

ditransmisikan (Zhang & Gui, 2010).

Sehingga dibutuhkan kompresi data seismik. Kompresi data seismik

digunakan untuk mereduksi ukuran data dengan mengkode data dengan kode yang

sependek mungkin setelah menghilangkan redundansi data. Kompresi ini dapat

merekonstruksi data setelah dikompresi tanpa adanya data yang hilang. Sedangkan

kelemahannya adalah efisiensi kompresi rendah dengan kompresi biasanya yang

sekitar 2.

Data seismik eksplorasi biasanya direkam dengan format standar (SEG-D dan

SEG-Y) yang diterbitkan oleh Society of Exploration Geophysicists (SEG). Data

seismik dengan standar SEG tidak hanya data sample tetapi juga data identifikasi

header untuk menggambarkan informasi penting seperti jumlah trace per rekaman,

jumlah data sample per trace, kode format data sample, CDP fold, sample interval,

dan informasi alat, dan lainnya. Untuk menghindari kesalahan dan error pada

pengolahan dan penggunaan data seismik, tidak boleh ada error pada header (Zhang

& Gui, 2010).

SEG-Y terdiri dari 2 bagian (Gambar 1) yaitu reel identification header dan

data trace seismik. Adapun pembagian tersebut sebagai berikut (Zhang & Gui, 2010).

Reel identification header terdiri dari 3600 byte yang dibagi menjadi 3200 byte

EBCDIC dan 400 byte blok kode biner.

Data trace seismik terdiri dari m blok data trace yang tiap bagiannya terdiri dari

240 byte blok identification header dan jumlah data sample trace. Tergantung

13

pada tipe formatnya, ada yang 4 byte dengan floating point format dan 32 bit

fixed point format, atau 2 byte floating point dan 16 bit fixed point format.

Gambar 11. Format SEG-Y

SEG-Y umumnya digunakan untuk data seismik yang telah mengalami

pemrosesan, sehingga terdapat harga-harga koordinat di header-nya dan didesain

untuk menyimpan single line data seismik pada tape IBM 9-track. Format umum

untuk data lapangan adalah SEG-D. Data SEG-D direkam dengan file terpisah pada

tiap shot-nya. Header yang ditampilkan lebih pendek dari SEG-Y dengan informasi

yang sedikit.

Gambar 12. Format data SEG-D

2.6 TIME DOMAIN DAN DEPTH DOMAIN DATA – AZHAR FIKRI

Konversi data seismik ataupun peta struktur dari domain waktu menjadi

domain kedalaman merupakan hal yang sangat penting didalam dunia eksplorasi

migas. Pengambilan keputusan untuk program pengeboran didalam domain waktu

merupakan hal yang sangat membahayakan. Karena, seringkali interpretasi didalam

domain waktu akan menghasilkan penafsiran yang menyesatkan terutama pada zona

di bawah kecepatan tinggi seperti sub-salt ataupun sub carbonate. Dibawah zona ini,

akan diperoleh pull up velocity anomaly atau antiklin semu padahal pada keadaan

sesungguhnya hanyalah datar-datar saja atau bahkan sinklin, seperti yang terlihat pada

sketsa dibawah ini (gambar 13):

14

Gambar 13. Perbedaan time dan depth domain dengan pengaruh struktur yang tergambarkan

Sebaliknya, pada zona dibawah kecepatan rendah seperti water bottom dengan

kemiringan yang tajam atau fluktuatif (canyon),loose material overburden atau rapid

sedimentation, dibawahdetached listric normal faults dan shale diapir akan

diperolehpush down velocity anomaly atau sinklin semu, padahal pada keadaan

sesungguhnya adalah antiklin.

Gambar dibawah ini menunjukkan perbandingan data seismik pada domain

waktu (kiri) dan kedalaman (kanan). Perhatikan pengaruh kecepatan air yang rendah

(kemiringan water bottom yang tajam) dapat menghilangkan prospek jika anda

menginterpretasi didalam domain waktu.

Gambar 14. Penampang seismik domain waktu (kiri) dan domain kedalaman (kanan)

15

Disamping itu, interpretasi struktur pada domain kedalaman akan sangat

mempengaruhi keputusan serta perencanaan ekplorasi. Gambar 15 di bawah ini

menunjukkan contoh peta struktur dalam domain waktu dan domain kedalaman.

Perhatikan perbedaan karakter struktur pada dua domain tersebut. Tentu saja

perbedaan keduanya akan sangat mempengaruhi program pengeboran dan keputusan

bisnis yang akan diambil.

Dalam praktiknya, terdapat beberapa metoda yang dapat dilakukan untuk

melakukan konversi waktu ke kedalaman, diantaranya dengan menggunakan Time

Depth Curve. Kurva ini dibangun dari data sonic, checkshot, VSP, dll.

Disamping Time Depth Curve, digunakan juga hubungan well tops-time, migration

velocity, kecepatan dari PSTM (Pre Stack Time Migration), kecepatan dari PSDM

(Pre Stack Depth Migration), velocity tomography, Horizon keyed velocity

analysis (HVA) baik dari PSTM, PSDM.

Gambar 15. Peta kntur domain waktu (kiri) dan domain kedalaman (kanan)

Pemilihan metoda-metoda diatas didasarkan pada keperluan serta asumsi yang

digunakan. Sebagai contoh Time Depth Curve adalah metoda yang paling murah,

cepat tetapi kurang akurat, dan hanya cocok jika tidak ada variasi kecepatan secara

lateral karena sesar, facies, dll.

PSTM velocity digunakan jika variasi kecepatan secara lateral cukup gradual

(smooth) , Horizon keyed velocity PSDM digunakan pada zona dengan variasi

kecepatan lateral yang kompleks sepertithrust belt, sub salt, karbonat, dll. Dengan

melakukan PSDM diharapkan bahwa efek jejak gelombang yang out of plane (side

swipe) dapat di koreksi.

16

Data PSDM gather akan flat (tanpa NMO), kemudian dikonversi lagi ke dalam

waktu, lalu diterapkan anti-NMO selanjutkan dilakukan velocity analisis pada data

tersebut, kecepatan yang diperoleh akan digunakan untuk time depth conversion. Data

kecepatan yang dihasilkan akan sangat akurat sehingga dapat digunakan untuk pore

pressure prediction yang bermanfaat untuk casing design sumur bor serta

penentuan mud weight.

Setelah kita memperoleh data kecepatan dari seismic velocity analysis, akan

lebih baik lagi jika kita mengintegrasikannya dengan data well, yakni dengan

melakukan koreksi data well terhadap data kecepatan tersebut. Karena tipikal seismic

velocity akan lebih rendah dari well velocity, hal ini terjadi karena ada efek anisotropy

(Anisotropy) yakni data pengukuran well (sonic) dilakukan secara horizontal (sejajar

dengan dengan lapisan sedimen) sedangkan gelombang seismik akan membentuk

sudut tertentu.

Gambar 16. Data Checkshot (kiri) dan VSP (kanan)

Gambar 11 diatas menunjukkan time depth curve yang dibangun berdasarkan

data sonic , VSP dan pengukuran core (DSV). Untuk memperoleh TWT (two way

time – gambar kiri), digunakan hubungan kecepatan (Vp) dan Kedalaman (kanan).

Pada gambar diatas terdapat dua trend hubungan Time-Depth (hijau dan biru),

perbedaan trend ini biasanya mencerminkan sifat geologi tertentu. Dari gambar diatas

hubungan waktu dan kedalaman dari TWT 0 s/d 0.4s digunakan kurva hijau dan dari

0.4 s/d 1s digunakan kurva biru.

17

Gambar 17 dibawah ini menunjukkan 4 horizon dalam domain waktu (TWT)

dengan masing-masing kecepatan interval (Vi).

Gambar 17. Hrizon seismik dalam domain waktu

Untuk memperoleh kecepatan interval dari gambar diatas dapat dilakukan dari

PSTM atau PSDM velocity analysis – horizon keyed (seperti yang dijelaskan diatas).

Rumusan untuk mengkonversi dari TWT ke kedalaman dari gambar tersebut adalah

sbb:

Z1=Vi1*T1/2

Z2=Vi1*T1/2 + Vi2*(T2-T1)/2

Z3=Vi1*T1/2 + Vi2*(T2-T1)/2+Vi3*(T3-T2)/2

Z4=Vi1*T1/2 + Vi2*(T2-T1)/2+Vi3*(T3-T2)/2+Vi4*(T4-T3)/2

Gambar 18 dibawah ini menunjukkan contoh real HVA (Horizon keyed

Velocity Analysis). Perhatikan kecepatan interval untuk setiap formasi serta variasi

lateral kecepatan direpresentasikan dengan baik.

(2.10)

18

Gambar 18. HVA

Gambar dibawah ini menunjukkan perbandingan penampang seismik dalam

waktu (kiri) dan kedalaman (kanan) dengan mempergunakan kecepatan HVA di atas.

Pada domain kedalaman terlihat bahwa sesar dapat terdefinisikan dengan baik

demikian juga dengan reflector-reflektor di bawah footwall.

Gambar 19. Seismic section with HVA velocity

2.7 DEMULTIPLEXING – SEPTIANDI AKHMAD P.

Sub proses demultiplexing diperlukan karena data seismik yang direkam di

dalam pita magnetik pada umumnya masih dalam format multiplex. Dan format

multiplex ini terpaksa dilakukan karena akuisisi harus merekam banyak trace seismik

dalam waktu bersamaan. Pekerjaan ini dilakukan oleh multiplexer yang menyebabkan

19

data yang diperoleh bukan lagi gelombang-gelombang menurut deret waktu (time

series) tetapi berupa gelombang (sequential series).

Pada gambar 20 menunjukkan format data multiplex yang mewakili data

sequential series, kemudian diatur kembali menjadi time series (demultiplexing).

Multiplexer (gambar 21) merupakan switch elektronik yang dapat berputar

dengan cepat ketika membaca amplitudo gelombang seismik mulai dari saluran 1

sampai saluran ke-n (sesuai yang diperlukan).

Gambar 20. Prinsip penyapuan amplitudo pada sequentia series (anak panah)

Gambar 21. Prinsip rangkaian multiplexer

Untuk scan 1 (sampel 1) dan scan ke 2 (sampel 2), data amplitudo gelombang

seismik yang akan terbaca adalah:

20

Gambar 22. Prinsip perekaman amplitudo pada multiplexer

Dalam notasi matriks, data seismik yang berupa amplitudo gelombang seismik

yang direkam oleh saluran 1s/d saluran ke-n yang terdiri dari sampel ke-1 s/d ke-m

dapat dinyatakan dalam perumusan sebagai berikut. Huruf i = 1 sampai m

menyatakan nomor sampel, dan j = 1 sampai n menyatakan nomor saluran. Dalam hal

ini m = menyatakan jumlah sampel di dalam setiap trace dan n = menyatakan jumlah

saluran (channel yang dipakai saat diaktifkan).

(2.11)

21

Baris dalam persamaan (2.11) menyatakan amplitudo dari geombang seismik

pada nomor sampel yang sama akan tetapi nomor saluran yang belain-lainan, maka

data dalam bentuk seperti yang ditlikan oleh persamaan (2.11) adalah sesuai dengan

forma multiplex.

Proses demultiplxing pada hakekatnya adalah memutar (transpose) data

multiplex.

Gambar 23. Proses traspose matriks unutk data sequential series menjadi time series

Baris pertama menyimpan sampel nomor 1 s/d m untuk saluran (channel)

nomor 1 saja. Baris kedua menyimpan sampel nomor 1 s/d m saluran (channel) nomor

2, dst, sampai nomor m di baris ke-n.

Dengan demikian data semula yang pada awalnya berupa sequential series

telah diubah menjadi time series.

SEG-A, SEG-B, SEG-C : Multipexed Data Sequential Series

SEG-D, SEG-Y : Demultiplexed Data Time Series

2.8 FORMAT DATA SEISMIK SEISMOLOGI – I KETUT WAHYU N. P.

Seismologi adalah hal yang berhubungan dengan gelombang yang merambat

pada Bumi. Hal - hal yang berkaitan dengan seismologi ini adalah pencitraan

perlapisan konsentrik Bumi dengan menggunakan gelombang seismik, yaitu

gelombang yang dirambatkan secara mekanik dari permukaan Bumi ke suatu lapisan

tertentu di dalam Bumi seturut dengan kuatnya sinyal gelombang seismik yang masih

bisa dirambatkan oleh batuan di dalam Bumi. Seismologi itu sendiri terdiri dari 4

subbagian, yaitu : seismologi global, gelombang seismik, seismik refleksi, seismik

refraksi, dan gempa bumi seismotektonik.

22

Seismologi global ini mencitrakan Bumi secara makroskopis dan dalam skala

yang besar. Bumi berlapis secara konsentris, dengan komposisi kerak, mantel, inti,

dan lapisan lain yang termasuk ke dalam konsentrik tersebut. dalam seismologi

global, ada beberapa hal yang kita pelajari. (tidak lain dan tidak bukan ya aspek

gelombang itu tadi), gelombang, pulsa, dan berkas. gelombang : yang biasa dapat kita

lihat dalam fenomena gelombang air, atau tali yang kita getarkan ke atas dan bawah

atau pegas yang kita getarkan dengan arah maju – mundur pulsa : seri terpendek dari

suatu gelombang disebut pulsa. contohnya yang paling sederhana yaitu terdiri dari

satu kompresi dan satu dilatasi (gampangnya satu bukit dan satu lembah gitu...hehehe)

berkas : lintasan dari muka gelombang yang sangat kecil atau disebut juga pulsa

membentuk berkas (jadi bayangin deh muka - muka gelombang nah, dari sana kita

tarik garis lurus yang tegak lurus terhadap muka gelombang ditarik dari sumber

gelombangnya, itu disebut berkas gelombang).

Seismologi sepenuhnya merupakan studi yang telah disepakati secara bersama

oleh lingkup internasional baik dalam teori dan terapannya. Dalam lingkup studi

seismologi selama hampir satu abad, hanya pembacaan parameter yang diambil dari

seismogram dibagikan dari pusat data nasional atau internasional untuk lebih lanjut

pengolahan ke masng-masing stasiun pengamatan geofisika yang ada. Karena

keunikan seismogram yang tertera di kertas (tradisional) dan memperhitungkan

beberapa aspek pengeluaran yang tinggi serta masalah akurasi dan presisi data

seismik maka perlu dilakukannya beberapa solusi baru dengan menggunakan

software.

Practice (Willmore, 1979) sistem atau cara tradisional pelaporan parameter

bacaan dari seismogram data internasional pusat seperti Geological Survey National

Earthquake Information Center US (NEIC), International Seismologi Centre (ISC)

atau Eropa Mediterania Seismologi Centre (EMSC) diuraikan secara

manual. Sehingga dimunculkan beberapa format parameter IASPEI dan Komisi

Seismologi Eropa regional (ESC) yang telah diperdebatkan selama bertahun-tahun

bagaimana membuat format ini lebih homogen, konsisten dan fleksibel sehingga

dapat lebih mengakomodasi informasi parameter yang relevan.

Setiap laporan data, tentu saja, harus mengikuti format yang dikenal kepada

penerima agar berhasil diurai. Beberapa tujuan untuk format adalah:

• Singkat

23

menghindari biaya yang tidak perlu dalam transmisi dan penyimpanan;

• Lengkap

menyediakan semua informasi yang diperlukan untuk menggunakan data;

• Transparan

mudah dibaca oleh seseorang, mungkin tanpa dokumentasi; dan

• sederhana

mudah untuk menulis dan mengurai dengan program computer.

Format data tradisional untuk melaporkan data parameter mengorbankan

kesederhanaan, transparansi dan bahkan kadang kelengkapan pendukung tujuan-

tujuan lain. Format modern yang lebih keringkasan dalam mendukung transparansi

dan kesederhanaan membuat solusi yang dijadikan pilihan primer sebagai kebutuhan

yang mendesak di masa depan.

2.8.1 Parameter Format

Parameter format menangani semua parameter gempa seperti hiposenter,

magnitudo, origin time dll Sampai saat ini, tidak ada standar format yang

nyata, kecuali Telegraphic Format (TF) digunakan selama bertahun-tahun

untuk melaporkan data fase kedatangan kepada lembaga internasional

(Willmore, 1979; Bab "Pelaporan output"). Format ini tidak digunakan untuk

pengolahan. Ada upaya untuk memodernisasi TF selama bertahun-tahun

melalui Komisi IASPEI Praktek (sekarang dinamakan sebagai Komisi

Seismologi Observasi dan Interpretasi) dan seperti yang disebutkan dalam

pengantar, Format IASPEI Seismic (ISF) disetujui sebagai standarisasi pada

tahun 2001. Dalam prakteknya, berbagai format yang digunakan dan yang

paling dominan berasal dari sistem pengolahan populer. Berikut ini, beberapa

format yang paling terkenal akan dijelaskan secara singkat :

1. HYPO71

Yang sangat populer Program lokasi HYPO71 (Lee dan Lahr, 1975)

telah ada selama bertahun-tahun dan telah menjadi program yang paling sering

digunakan untuk gempa bumi lokal. Formatnya karena itu terbatas untuk

bekerja dengan hanya beberapa parameter penting yang ditampilkan. Gambar

24 memberikan contoh sebagai berikut :

24

Gambar 24. Contoh format HYPO71

2. HYPOINVERSE

Menyusul popularitas HYPO71 yang sempat sukses sebelumnya

sehingga format berikut kemudian dipergunakan 1978 sampai 1989. gambar

16 akan memberikan informasi bagaimana prinsip dari HYPOINVERSE

sebagai berikut :

Gambar 25. Contoh fomrat HYPOINVERSE

3. NORDIC

Pada tahun 1980-an, ada salah satu upaya pertama untuk membuat

format yang lebih lengkap untuk data pertukaran dan pengolahan. Inisiatif ini

datang dari kebutuhan untuk pertukaran dan menyimpan data di Negara-negara

Nordik dan disebut format Nordic disepakati antara 5 Nordic negara. Format

kemudian menjadi format standar yang digunakan dalam data base dan Seisan

sistem pengolahan dan sekarang banyak digunakan. Format ini mencoba untuk

mengatasi beberapa kekurangan dalam format HYPO71 dan HYPOINVERSE

dengan mampu menyimpan hampir semua parameter yang digunakan,

memiliki ruang untuk ekstensi dan berguna untuk input maupun

output. Sebuah contoh diberikan dalam Gambar 26.

25

Gambar 26, Format data Nordic

4. GSE / IMS Format

GSE Format (versi GSE1.0 dan GSE2.0) pada awalnya dikembangkan

oleh Kelompok Ahli Ilmiah (GSE) dari Konferensi Perlucutan Senjata di

Jenewa dan digunakan untuk uji teknis global yang GSETT-3 yang

diselenggarakan oleh GSE. Dengan pembentukan International Monitoring

System (IMS) untuk Comprehensive Nuclear-Test-Ban Treaty (CTBT)

memantau versi signifikan direvisi dari format ini, disebut GSE 2.1, adalah

berganti nama menjadi IMS1.0. Format ini telah banyak digunakan oleh

berbagai institusi di seluruh dunia, khususnya di AutoDRM pertukaran

data (http://seismo.ethz.ch/autodrm) dan untuk data transmisi ke pusat data

internasional, namun kurang sebagai format pengolahan daripada HYPO71

atau format Nordic.

Gambar 27. Contoh format parameter IMS1.0

5. IASPEI Seismic Format (ISF)

Kebutuhan untuk format disepakati parameter untuk data seismologi

yang komprehensif tukar telah menyebabkan Format IASPEI Seismic (ISF),

26

yang diadopsi sebagai standar pada bulan Agustus 2001. ISF sesuai dengan

standar IMS.1.0 tetapi memiliki ekstensi penting untuk pelaporan tambahan

jenis data. Hal ini memungkinkan kontributor untuk menyertakan data

pelengkap dianggap penting untuk penelitian seismologi dan aplikasi oleh

Komisi IASPEI pada Pengamatan seismologi dan Interpretasi. Format terlihat

hampir seperti IMS1.0 yang contoh di gambar 27 di atas, kecuali untuk

ekstensi. ISF telah secara komprehensif diuji di ISC dan NEIC dan tidak

kompatibel telah dieliminasi. The pasti rinci deskripsi ISF tersedia dari

halaman rumah ISC dan terus up-to-date di sana (lihat

http://www.isc.ac.uk/Documents/isf.pdf). Oleh karena itu, tidak direproduksi

dalam Pedoman ini.

2.8.2 Konversi Format Data Seismologi

Idealnya, kita semua harus menggunakan format yang sama. Sayangnya,

seperti uraian sebelumnya memiliki ditampilkan, ada sejumlah besar format

yang digunakan. Sehubungan dengan format parameter, seseorang dapat

mendapatkan jauh dengan HYPO71, Nordic dan format GSE / ISF yang

converter tersedia, seperti dalam sistem Seisan. Untuk format gelombang,

situasinya jauh lebih sulit. Pertama-tama, ada banyak format yang berbeda

dan, karena sebagian besar biner, ada menambahkan bahwa beberapa

komplikasi akan bekerja pada beberapa platform komputer dan tidak pada

orang lain. Ini adalah masalah tertentu dengan file biner yang berisi bilangan

real seperti misalnya, SeisGram yang Format. Masalah tambahan bahwa:

beberapa format telah melihat perubahan-perubahan kecil dan ada di versi

yang berbeda; format yang berbeda memiliki isi yang berbeda sehingga tidak

semua parameter dapat ditransfer dari satu format yang lain; dan program

konversi mungkin tidak sepenuhnya diuji untuk kombinasi yang berbeda dari

data. Banyak sistem pengolahan membutuhkan format tingkat yang lebih

tinggi daripada rekaman sering primitive format yang mungkin merupakan

alasan paling umum untuk konversi; alasan yang sama adalah berpindah dari

satu sistem pengolahan yang lain. Format SEED telah menjadi sukses untuk

pertukaran arsip dan data, tetapi tidak sangat berguna untuk tujuan

pengolahan, dan hampir terbaca pada PC. Jadi juga penting untuk dapat

27

bergerak turun dalam hirarki. Oleh karena itu, alasan utama untuk konversi

format yang bergerak:

• ke atas dalam hirarki format untuk tujuan pengarsipan data dan

pertukaran;

• bawah dari arsip dan format pertukaran untuk tujuan analisis;

• melintasi hirarki untuk tujuan analisis;

• dari satu platform komputer ke komputer lain.

2.8.3 Cara Konversi

Pada dasarnya ada dua cara untuk mengkonversi. Yang pertama adalah

untuk meminta data dari pusat data di format tertentu atau untuk login ke pusat

data dan menggunakan salah satu program konversi mereka. Itu cara yang

lebih umum lainnya adalah dengan menggunakan program konversi pada

komputer lokal. Demikian program konversi yang tersedia baik software

berdiri bebas dan sebagai bagian dari proses sistem. Peralatan manufaktur akan

sering memasok setidaknya sebuah program untuk mengkonversi perekam

data ke beberapa format ASCII dan sering juga beberapa format yang lebih

standar seperti sindroma. Berikut ini beberapa software pendukung konversi

format data seismik :

Gambar 28. Software dan format konversi

28

29

BAB III

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

Sinyal seismik dibedakan menjadi sinyal analog dan sinyal digital. Untuk

proses perekaman hingga pengolahan data digunakan sinyal seismik digital karena

memiliki keunggulan mudah disimpan, mudah diedit, dan dapat ditransformasikan ke

dalam domain-domain tertentu. Dalam perekaman sinyal seismik hingga didapatkan

data seismik diperlukan pemahaman terkait sampling, digitasi, serta format-format

yang ada pada data seismik, baik untuk keperluan eksplorasi maupun seismologi.

3.2 Saran

Untuk mendapatkan informasi yang lebih lengkap disarankan untuk membaca

lebih lanjut terkait buku-buku atau jurnal terkait akuisisi data seismik.

30

DAFTAR PUSTAKA

Munadi, S. (2002). Pengolahan Data Seismik - Prinsip Dasar dan Metodlogi. Depok:

Universitas Indonesia.

Priyono, A. (2006). Diktat Kuliah Akuisisi dan Pengolahan Data Seismik. Bandung: ITB.

Yilmaz, O. (2001). Seismic Data Analysis - vol 1 & 2. Tulsa: Society of Exploration

Geophysicists.