Seismik Refraksi
Studi seismik refraksi ditujukan untuk memetakan karakteristik lapisan dekat permukaan (near surface) seperti kedalaman lapisan lapuk (weathering), bed rocks, pemetaan air tanah, lingkungan, dll. Informasi geofisika yang diperoleh dari studi ini adalah model kecepatan serta kedalaman lapisan bawah permukaan. Informasi tersebut diturunkan dari first break serta geometri sumber-penerima.
Peralatan yang digunakan didalam survey seismik refraksi, biasanya terdiri dari 12 sampai 24 channel geophone dengan interval 2-5 meter dan frekuensi 8-14Hz, dengan sumber gelombang berupa palu ataupun dinamit serta perekam yang biasanya jauh lebih portable daripada peralatan seismik refleksi. Akan tetapi pada sebuah survey seismik refleksi, rekaman refraksi bisa diperoleh seiring dengan perekaman gelombang refleksi sendiri.
Gambar dibawah ini menunjukkan perekam yang dikhususkan untuk survey seismik refraksi.
Courtesy Geometrics
Sumber gelombang pada sebuah offset dari survey refraksi, sedikitnya dua sumber S1 dan S2 (lihat gambar di bawah) yang biasanya diletakkan di sisi kiri dan kanan, dengan jarak dari geophone ½ dari group interval. Ada baiknya juga dilakukan penembakan S3. Jika crossover distance diketahui (lihat gambar anonymous (GEOL 335.3)). Ada baiknya dilakukan pengukuran S4 dan S5, tergantung tujuannya S6 dan S7 kadang-kadang diperlukan.
Pada rekaman seismik (shot gathers), first break merupakan sinyal yang pertama kali terekam oleh penerima. Sinyal tersebut berasal dari direct wave dan head wave. Direct wave adalah gelombang yang merambat dari sumber langsung ke penerima melewati lapisan pertama, Sedangkan head wave adalah gelombang yang melewati lapisan pertama lalu merambat disepanjang lapisan kedua. Syarat terjadinya head wave adalah sudut tembak gelombang harus melewati critical angle dan lapisan kecepatan lapisan tersebut harus lebih cepat dari lapisan sebelumnya.
Berikut adalah ilustrasi jejak sinar, kurva serta persamaan waktu tempuh dari direct wave (merah), head wave (biru) dan refleksi (hijau).
Courtesy anonymous (GEOL 335.3)
Gambar di bawah ini menunjukkan rekaman (shot gather) serta interpretasi first break untuk direct wave (merah), head wave yang merambat melewati lapisan pertama dan disepanjang lapisan kedua (biru), serta head wave yang melewati lapisan pertama, kedua dan disepanjang lapisan ketiga (hijau). Kedalaman dan kecepatan lapisan pertama dapat dianalisis dari kurva warna merah, lapisan kedua dari kurva warna biru dan lapisan ketiga dari kurva warna hijau. Perhatikan, banyaknya perlapisan ditunjukkan dengan berapa banyak kurva tersebut saling memotong (crossover).
Courtesy Mitchell J.F. and R.J. Bolander, 1986
Gambar dibawah ini menunjukkan perhitungan kecepatan dan kedalaman perlapisan dari kurva waktu tempuh terhadap offset untuk model 3 lapisan bumi berlapis horizontal.
Courtesy Exploration Geophysics: Refraction Seismic Notes 06/20/02
Kecepatan lapisan V1, V2, dan V3 merupakan slope dari masing-masing kurva, sedangkan kedalaman lapisan ditentukan oleh persamaan di bawah ini:
Courtesy Exploration Geophysics: Refraction Seismic Notes 06/20/02
Karakteristik kemiringan perlapisan batuan, dapat dianalisis melalui kesimetrisan kurva waktu tempuh dari beberapa shot, setidak-tidak nya S1 dan S2 pada desain survey di atas.
Gambar di bawah ini merupupakan plot waktu tempuh untuk semua shot. Terlihat bahwa kurva yang dari arah kiri simetris dengan kurva dari arah kanan, sehingga kita berkesimpulan bahwa perlapisan pada survey ini adalah horizontal.
Courtesy Geometrics
Gambar di bawah ini menunjukkan karikatur survey seismic refraksi untuk model 3 perlapisan yang miring. Sumber gelombang diletakkan pada shot a dan shot b.
Courtesy Exploration Geophysics: Refraction Seismic Notes 06/20/02
Masing-masing kurva waktu tempuh dari shot a dan shot b ditunjukkan pada gambar di bawah ini:
Courtesy Exploration Geophysics: Refraction Seismic Notes 06/20/02
Kecepatan lapisan pertama V1 dihitung dari slope berwarna hijau, dimana kedua shot akan memiliki nilai yang sama. Sedangkan untuk V2 (merah) dan V3 (pink), masing-masing merupakan rata-rata dari slope shot a dan slope shot b. Kedalaman lapisan dibawah masing-masing shot dihitung dengan rumus di atas, yang tentunya akan menghasilkan kedalaman yang berbeda untuk shot a dan shot b. Kemiringan lapisan ditentukan dari perbedaan kedalaman tersebut.
Peralatan yang digunakan didalam survey seismik refraksi, biasanya terdiri dari 12 sampai 24 channel geophone dengan interval 2-5 meter dan frekuensi 8-14Hz, dengan sumber gelombang berupa palu ataupun dinamit serta perekam yang biasanya jauh lebih portable daripada peralatan seismik refleksi. Akan tetapi pada sebuah survey seismik refleksi, rekaman refraksi bisa diperoleh seiring dengan perekaman gelombang refleksi sendiri.
Gambar dibawah ini menunjukkan perekam yang dikhususkan untuk survey seismik refraksi.
Courtesy Geometrics
Gambar di bawah ini adalah layout perekaman seismik refraksi. Geophone diletakkan disepanjang lintasan survey, dimana offset (bentangan kabel) harus 3-5 kali lebih panjang dari kedalaman target. Jadi jika panjang offset nya adalah 600 meter, maka kedalaman maksimum yang akan terdeteksi adalah 200 meter.
Courtesy Geometrics
Courtesy Geometrics
Pada rekaman seismik (shot gathers), first break merupakan sinyal yang pertama kali terekam oleh penerima. Sinyal tersebut berasal dari direct wave dan head wave. Direct wave adalah gelombang yang merambat dari sumber langsung ke penerima melewati lapisan pertama, Sedangkan head wave adalah gelombang yang melewati lapisan pertama lalu merambat disepanjang lapisan kedua. Syarat terjadinya head wave adalah sudut tembak gelombang harus melewati critical angle dan lapisan kecepatan lapisan tersebut harus lebih cepat dari lapisan sebelumnya.
Berikut adalah ilustrasi jejak sinar, kurva serta persamaan waktu tempuh dari direct wave (merah), head wave (biru) dan refleksi (hijau).
Courtesy anonymous (GEOL 335.3) Gambar di bawah ini menunjukkan rekaman (shot gather) serta interpretasi first break untuk direct wave (merah), head wave yang merambat melewati lapisan pertama dan disepanjang lapisan kedua (biru), serta head wave yang melewati lapisan pertama, kedua dan disepanjang lapisan ketiga (hijau). Kedalaman dan kecepatan lapisan pertama dapat dianalisis dari kurva warna merah, lapisan kedua dari kurva warna biru dan lapisan ketiga dari kurva warna hijau. Perhatikan, banyaknya perlapisan ditunjukkan dengan berapa banyak kurva tersebut saling memotong (crossover).
Courtesy Mitchell J.F. and R.J. Bolander, 1986Gambar dibawah ini menunjukkan perhitungan kecepatan dan kedalaman perlapisan dari kurva waktu tempuh terhadap offset untuk model 3 lapisan bumi berlapis horizontal.
Courtesy Exploration Geophysics: Refraction Seismic Notes 06/20/02Kecepatan lapisan V1, V2, dan V3 merupakan slope dari masing-masing kurva, sedangkan kedalaman lapisan ditentukan oleh persamaan di bawah ini:
Courtesy Exploration Geophysics: Refraction Seismic Notes 06/20/02Karakteristik kemiringan perlapisan batuan, dapat dianalisis melalui kesimetrisan kurva waktu tempuh dari beberapa shot, setidak-tidak nya S1 dan S2 pada desain survey di atas.
Gambar di bawah ini merupupakan plot waktu tempuh untuk semua shot. Terlihat bahwa kurva yang dari arah kiri simetris dengan kurva dari arah kanan, sehingga kita berkesimpulan bahwa perlapisan pada survey ini adalah horizontal.
Courtesy GeometricsGambar di bawah ini menunjukkan karikatur survey seismic refraksi untuk model 3 perlapisan yang miring. Sumber gelombang diletakkan pada shot a dan shot b.
Courtesy Exploration Geophysics: Refraction Seismic Notes 06/20/02Masing-masing kurva waktu tempuh dari shot a dan shot b ditunjukkan pada gambar di bawah ini:
Courtesy Exploration Geophysics: Refraction Seismic Notes 06/20/02Kecepatan lapisan pertama V1 dihitung dari slope berwarna hijau, dimana kedua shot akan memiliki nilai yang sama. Sedangkan untuk V2 (merah) dan V3 (pink), masing-masing merupakan rata-rata dari slope shot a dan slope shot b. Kedalaman lapisan dibawah masing-masing shot dihitung dengan rumus di atas, yang tentunya akan menghasilkan kedalaman yang berbeda untuk shot a dan shot b. Kemiringan lapisan ditentukan dari perbedaan kedalaman tersebut.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar