ATENUASI
NOISE
DENGAN MENGGUNAKAN FILTER F-K DAN
TRANSFORMASI RADON PADA DATA SEISMIK 2D
MULTICHANNEL
Elisa Tri Wiguna
1, Tumpal B. Nainggolan
2*, Taufik R. Ramalis
3* 1Jurusan Pendidikan Fisika, Fakultas Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan AlamUniversitas Pendidikan Indonesia (UPI)
2Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi Kelautan
[email protected], [email protected], [email protected]
ABSTRAK
Atenuasi Noise dengan Menggunakan Metode Filter F-K dan Transformasi Radon pada Data Seismik 2D Multichannel
Kehadiran noise merupakan salah satu permasalahan pada data seismik. Noise yang terekam merupakan multiple yang terjadi di laut, dikarenakan perulangan refleksi gelombang. Gelombang melalui lapisan yang berbeda-beda dan memiliki densitas yang berbeda pula. Selain itu, kehadiran lintasan yang miring pada penampang dapat memicu terjadinya multiple. Sehingga semua refleksi gelombang yang terjadi akan terekam, sedangkan yang dibutuhkan adalah hanya penampang struktur bawah permukaan laut. Hal ini menyebabkan interpretasi terhadap data seismik yang kita miliki menjadi lebih rumit. Oleh karena itu, noise dilemahkan agar sinyal primer yaitu reflektor yang diharapkan dapat lebih jelas terlihat pada rekaman data seismik dan dapat menampilkan struktur penampang bawah permukaan laut dengan baik.
Metode filter F-K menghilangkan multiple berdasarkan frekuensi sinyal reflektor dengan frekuensi noise. Dilakukan filter frekuensi yang sesuai dengan reflektor dan
multiple menjadi terlemahkan. Karena noise juga memiliki frekuensi tertentu, maka
difilter frekuensi noise tersebut. Filter F-K memisahkan frekuensi multiple dan reflektor berdasarkan lapisan penampang yang terekam. Sedangkan metode Transformasi Radon menghilangkan multiple dari sinyal refleksi primer berdasarkan perbedaan moveout antara multiple dan sinyal primer. Transformasi Radon dapat memisahkan sinyal multiple dan sinyal primer, dan analisis permilihan moveout dapat dilakukan. Perbandingan kedua metode tersebut dapat dianalisis dan digunakan untuk interpretasi geologi. Analisis yang didapat pada interpretasi geologi yaitu mendapatkan informasi mengenai struktur geologi.
Kata kunci : Multiple, Filter F-K, Transformasi Radon
ABSTRACT
NOISE ATTENUATION BY USING F-K FILTER AND RADON TRANSFORM
METHOD ON 2D MULTICHANNEL SEISMIC DATA
The presence of noise is one of the problems in seismic data. Noise recorded a
multiple that occurs in the sea, because the looping wave reflection. Waves through
the different layers and have different densities. In addition , the presence of a sloping path to the cross section can trigger multiple being recorded. So that all wave reflections that occur will be recorded , whereas what is needed is just a cross-section of the structure below the sea surface. This leads to the interpretation of the seismic data that we have become more complicated. Therefore, the primary noise signal is attenuated so that the reflector is expected to be clearly visible on seismic data recording and can show the structure of the cross section well below sea level .
F-K filter method eliminates multiple frequency based reflector signal with frequency
noise. Carried out in accordance with the frequency filters and multiple reflectors
become weakened. Because the noise also has a certain frequency, then the filtered frequency noise. FK filter separating multiple frequencies and reflectors based on cross-sectional layers are recorded. While the Radon transform method to eliminate
multiple reflections of the signal primer based moveout differences between multiple
and primary signal. Radon transform can separate multiple signals and primary signal, and permilihan moveout analysis can be performed. Comparison of the two methods can be analyzed and used for geological interpretation. The analysis obtained on geological interpretation of obtaining information about the geological structure. Keywords : Multiple , Filter FK , Radon Transform
PENDAHULUAN
Dalam upaya pencarian sumber daya alam di wilayah laut diperlukan
penelitian terlebih dahulu untuk
mengetahui gambaran sebaran potensi sumber daya alam, dan eksplorasi dapat dilakukan dengan baik. Pemanfaatan energi dan sumber daya alam di laut Indonesia, akan mendorong teknologi untuk dapat membantu pengeksploitasian sumber daya alam. Teknologi yang diaplikasikan berupa
perangkat lunak dan kajian ilmu
pengetahuan yang terkait. Meskipun
keberadaan software dapat mempermudah dalam pengambilan data lapangan, namun munculnya faktor alam ketika pengambilan data tidak dapat dihilangkan oleh software. Oleh karena itu diperlukan rekaman pengambilan data yang secara keseluruhan
dapat menginterpretasikan secara
terperinci.
Salah satu software yang
berkembang untuk akuisisi data seismik
adalah ProMAX 2D, software tersebut digunakan untuk pengolahan data seismik Laut Flores. Penggunaan software tersebut dapat menampilkan gambaran geologi struktur bawah permukaan laut, dan memberikan informasi penting lainnya. Selain itu, ProMAX 2D dapat lebih mudah
dipahami dan digunakan, serta
memudahkan untuk menganalisa data dengan berbagai fitur yang terkandung di dalamnya.
Dengan menggunakan metode
eksplorasi geofisika, bertujuan untuk
mengetahui struktur geologi bawah
permukaan laut adalah metode seismik refleksi multichannel. Metode seismik refleksi multichannel merupakan salah satu metode geofisika yang digunakan untuk
menyelidiki struktur lapisan bawah
permukaan dengan target kedalaman yang cukup jauh. Metode ini memberikan
gambaran yang cukup baik untuk
menampilkan permukaan bawah laut. Ketika akuisisi data, gelombang seismik
akan terekam oleh receiver. Data yang terekam tersebut terdiri dari gelombang refleksi (pantul), gelombang refraksi (bias), gelombang langsung (direct wave), dan juga noise yang terjadi selama akuisisi
data. Data seismik yang ideal,
memunculkan gelombang refleksi yang
dapat menginformasikan penampang
seismik permukaan bawah laut dengan
melemahkan atau menghilangkan
gelombang lainnya termasuk noise di dalamnya.
Noise multiple perioda panjang bisa
dihilangkan dengan berbagai metode
seperti filter F-K, Karhunen-Loeve (KL)
transform dan Transformasi Radon (Deni,
2006). Metode atenuasi noise dapat
digunakan dengan filter F-K, yang
merupakan domain frekuensi dan domain bilangan gelombang. Karena noise yang terekam juga memiliki frekuensi tertentu, maka dengan mengaplikasikan filter F-K dapat dipilih (picking) frekuensi yang diharapkan sesuai dengan sinyal reflektor. Filter F-K juga dapat meresolusi struktur dengan kemiringan yang curam, dan dapat diperlakukan juga pada data dengan rasio
signal to noise yang rendah atau dengan
kata lain data yang buruk. (Yilmaz, 2001)
Transformasi Radon efektif
digunakan untuk penghilangan noise
multiple perioda panjang. Proses
penghilangan noise multiple dengan
Transformasi Radon dilakukan
berdasarkan perbedaan normal moveout antara noise multiple dan refleksi primer (Deni, 2006). Sebelumnya, dilakukan Transformasi Radon dari domain waktu dan jarak (t-x) ke domain radon (yaitu domain waktu tiba pada jarak nol (intercept
time )) dan parameter moveout. Pada domain ini penghilangan multiple menjadi lebih mudah karena sinyal yang bertumpuk pada domain t-x dapat dibedakan dengan lebih jelas pada domain radon. Sinyal noise
multiple kemudian dipisahkan dengan
sinyal primer dengan melakukan filter antara primer dan multiple. Kemudian dilakukan transformasi balik (invers) untuk
mengembalikan domain radon ke domain t-x sehingga dihasilkan data refleksi primer
multiple teratenuasi.
Penelitian ini bertujuan untuk
menginterpretasi penampang seismik
dengan menggunakan filter F-K dan
membandingkan dengan Transformasi
Radon. Kemudian menganalisis hasil
perbandingan tersebut dalam upaya untuk atenuasi noise.
SURVEI SEISMIK MULTICHANNEL Akuisisi data seismik multichannel digunakan ketika setiap satu kanal pada streamer, terdapat beberapa atau lebih dari satu receiver / hidrophone. Digunakan pada akuisisi data laut, karena penjalaran gelombang mampu menjangkau kedalaman yang jauh. Sedangkan singlechannel dapat digunakan ketika setiap satu titik pada
streamer, hanya terdapat satu receiver / geophone (Abdullah, 2011). Digunakan
pada akuisisi data di darat karena penjalaran gelombang menjangkau tidak terlalu dalam, namun dapat juga digunakan pada akuisisi data laut untuk daerah pesisir.
Gambar 1 Survei seismik multichannel. (Abdullah, 2011)
ATENUASI NOISE
Noise dapat diamati melalui sifat
gelombang dan energi gelombang yang terhambur (direct waves dan gelombang bias). Gelombang pada noise koheren terjadi pada lapisan air dengan kecepatan yang rendah, posisinya dekat dengan permukaan air dan merambat pada arah horizontal. Hal ini akan berdampak buruk,
yaitu akan mengakibatkan setiap frekuensi yang tersebar merambat akan memiliki fase kecepatan yang berbeda-beda. Pelemahan
noise yang akan dilakukan, berdasarkan
pada pemilahan kecepatan (velocity
discrimination) antara multiples dan
primaries, kemudian juga didasar pada
selang waktu multiples (periodicity
multiples). Ketika multiple terekam akibat
dari gelombang paket yang merambat dengan kecepatan yang rendah, maka akan terjadi overlap refleksi gelombang bias dan dibutuhkan proses dip filtering dengan domain F-K (Yilmaz, 2001). Sesuai kriteria tersebut dapat digunakan domain F-K
(frekuensi-bilangan gelombang) dan
domain τ – p (Radon – transform).
Gambar 2 Ilustrasi noise direct wave, refraksi dan refleksi (Priyono, A., 2006)
Gambar 3 Ilustrasi mutiple yang kemungkinan terjadi (Yilmaz, 2001) FILTER F-K
Noise koheren linier pada persamaan gelombang dengan domain ruang-waktu (t-z), harus ditransformasikan
ke dalam domain frekuensi-bilangan
gelombang akibat kehadiran lintasan
miring (dip). Dalam faktanya, noise koheren berupa ground-roll, gelombang langsung dan gelombang bias yang secara umum merupakan refleksi pertama dalam data seismik. Noise pada jenis ini dapat ditangani dari energi refleksi dalam domain f – k. Salah satu proses implementasi dari domain F-K adalah F-K dip filtering. Zona
yang dihilangkan oleh F-K pada data
seismik yang terganggu oleh noise, dapat
juga dilakukan pada kasus untuk
mengatenuasi multiple noise (Philip and Hill, 2002).
Kelebihan metode ini adalah waktu komputasi yang cepat dan dapat meresolusi struktur dengan kemiringan yang curam, dan dapat dilakukan pada data dengan rasio signal to noise yang rendah (data buruk). Dan diharapkan dapat merubah rasio singnal to noise menjadi tinggi (data baik)
Gambar 4 Filtering data seismik dengan menggunakan F-K (Yilmaz, 2001) TRANSFORMASI RADON
Secara umum untuk Transformasi Radon, persamaan untuk menunjukkan arti p adalah:
t= τ + px (1) Sinyal-sinyal refleksi dalam kumpulan data seismik yang saling bertumpuk, dapat dibedakan oleh perbedaan moveout. Radon mentransformasikan data tersebut dari domain t-x ke domain τ – p dengan
penjumlahan trace. Dalam domain τ – p energi dari sinyal-sinyal refleksi yang bertumpuk akan terpisah, karena energi diatur menurut moveout. Sinyal refleksi
yang tidak diinginkan kemudian
dihilangkan dalam domain τ – p dengan
pemotongan kecepatan. Terakhir,
dilakukan transformasi balik kembali ke domain jarak dan waktu.
Multiple dapat dihilangkan dengan
cara meloloskan refleksi primer melalui
transformasi tersebut dan meloloskan
multiple dan mengurangkan pada data asli
(Deni, 2006). Cara menghilangkan multiple dengan pengurangan (substraction) data
asli mempunyai keuntungan dan
kekurangan. Keuntungannya adalah dapat mempertahankan karakter data asli lebih banyak. Ini juga mencegah masalah yang mungkin disebabkan oleh range kecepatan yang sempit, dimana range–p adalah tetap pada bagian dangkal. Kekurangannya adalah sinyal refleksi multipel dangkal tidak dapat dimodelkan dengan baik. Karena itu proses pengurangan tidak sempurna. Metode pengurangan cenderung
sukses karena data primer dangkal
diperlukan dan sinyal refleksi multiple cenderung lebih dalam pada penampang tersebut.
METODE PENELITIAN
Pada penelitian ini, metode yang digunakan adalah deskriptif analistik. Penelitian tersebut meliputi memproses data dan interpretasi data seismik. Secara garis besar, tahapan prosedur penelitian ini sebagai berikut :
1. Memproses data seismik
untuk atenuasi noise. Atenuasi ini
menggunakan metode filter F-K dan Transformasi Radon.
2. Interpretasi data seismik
dilakukan dengan membandingkan data seismik setelah difilter dengan filter F-K dan data seismik hasil Transformasi Radon. Setelah dilakukan penelitian, akan diketahui metode mana yang lebik baik digunakan untuk proses atenuasi noise.
Dapat dijabarkan prosedur
penelitian tersebut, diawali dengan
memasukkan data lapangan dengan format SEG-Y. Data tersebut harus dikenali oleh software, dan dapat ditampilkan sebagai
raw data. Kemudian, raw data tersebut
harus dikaji parameter-paremeter geometri terkait, seperti jarak CDP, jarak receiver, minimum offset dan parameter lainnya.
Tahapan geometri yaitu dengan
memasukkan input parameter geometri dari
raw data, nilai parameter di software sama
dengan nilai ketika akuisisi data. Ketika sudah sesuai dengan akuisisi data, rekaman
seismik diperlukan editing untuk
menghilangkan gelombang yang tidak diinginkan, seperti direct wave, gelombang bias. Rekaman sesimik menjadi lebih baik
setelah tahapan editing, kemudian
diperlukan prediksi jarak antara reflektor dengan multiple periode pendek pada tahapan dekonvolusi.
Kecepatan gelombang dianalisis apakah berada minimal pada kecepatan gelombang di air yaitu 1480 m/s, hal itu menentukan gelombang telah terpantul pada reflektor penampang. Hasil dari analisis kecepatan dapat digunakan untuk
filtering dengan F-K dan juga untuk
Transformasi Radon. Kemudian dikoreksi
dengan dip moveout yang berarti
meluruskan lintasan yang miring agar dapat
dimigrasikan. Tahapan akhir adalah
migrasi basis waktu, gelombang tiba dan
gelombang terpantulkan diistilahkan
dengan two ways travel time (TWT) dan penampang seismik akan terlihat dengan baik.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Berdasarkan hasil processing data seismik, terlihat noise multiple berada pada kedalaman 8500ms (area merah). Noise tersebut merupakan multiple yang terekam pada trace seismik dan diupayakan untuk melemahkan noise multiple tersebut seperti pada Gambar 5.
Gambar 5 Tampilan penampang data seismik Area yang dibatasi dengan lintasan
berwarna merah merupakan multiple yang hendak diatenuasi dengan filter F-K dan Transformasi Radon. Data tersebut akan dianalisis dengan menggunakan domain frekuensi dan bilangan gelombang atau biasa disebut dengan F-K. Hasil analisis tersebut akan menjadi proses filtering data untuk dapat mengatenuasi noise multiple yang terekam pada data seismik. Analisis F-K dilakukan dengan picking frekuensi yang diharapkan sesuai dengan data, dan
juga disesuaikan dengan bilangan
gelombang (k wavenumber)
Dan hasil dari filter F-K dapat dilihat pada penampang seperti pada Gambar 7
Gambar 6 Picking frekuensi-bilangan gelombang
Dari Gambar 7 terlihat bahwa noise
multiple masih ada, namun penampang
dasar laut terlihat semakin jelas. Hal tersebut mengindikasikan bahwa sinyal makin kuat pada selang waktu kisaran 4000 ms sampai 7000 ms ketika proses filter F-K. Tetapi sinyal yang difilter pada selang waktu 8000 ms sampai 10000 ms tidak
Gambar 7 Tampilan penampang seismik hasil filter F-K teratenuasi secara maksimal, dikarenakan
frekuensi sinyal seismik pada multiple bernilai sama dengan sinyal seismik pada
penampang, yaitu 40 Hz. Apabila frekuensi
multiple diatenuasikan, maka secara
otomatis akan mengatenuasikan pula
frekuensi sinyal penampang, dan data menjadi semakin tidak baik. Bukan berarti metode filter F-K tidak baik diaplikasikan untuk menghilangkan noise, namun pada kenyataannya data tersebut terekam sinyal dan noise berada pada frekuensi yang sama. Secara teoritis, metode filter F-K dapat dengan baik menghilangkan noise
multiple dengan memilih frekuensi yang
dikehendaki. Oleh karena itu, diperlukan metode tambahan lain untuk mengatenuasi
noise yaitu dengan Transformasi Radon.
Apabila frekuensi multiple
diatenuasikan, maka secara otomatis akan mengatenuasikan pula frekuensi sinyal penampang, dan data menjadi semakin tidak baik. Diperlukan metode lain untuk proses atenuasi noise, yaitu Transformasi Radon.
Analisis radon merupakan koreksi move out diambil dari hasil picking analisis kecepatan. Metode ini digunakan dalam domain tau-p, itu dikarenakan suatu
multiple akan mudah dibedakan terhadap
data primernya.
Gambar 8 Tampilan jendela Transformasi Radon sebelum picking moveout
Gambar 9 Tampilan setelah proses picking moveout Transformasi Radon
Hasil dari analisis Transformasi Radon ttersebut, dapat dilihat pada Gambar 10
Gambar 10 Tampilan penampang seismik hasil Transformasi Radon Dari Gambar 10 terlihat bahwa
dengan metode Transformasi Radon, noise
multiple dapat dengan baik teratenuasi.
Namun kelemahan pada metode radon ini adalah sinyal penampang ada sebagian yang hilang, tidak seutuhnya seperti pada penampang dengan filter F-K. Hal ini terjadi karena metode Transformasi Radon memproses sinyal dengan moving out sinyal yang tidak tidak dikehendaki, maka akan ada sinyal yang hilang karena gelombang yang terekam masing-masing berbeda untuk setiap FFID. Transformasi Radon sangat berbeda dengan hasil filter F-K. Gambar 10 hasil Transformasi Radon tidak menunjukkan adanya pencitraan penampang, yang terlihat hanya sinyal saja yang terekam dengan warna biru dan merah. Sinyal yang terlihat juga terpotong dan data menjadi tereduksi.
Secara keseluruhan, penampang migrasi hasil Transformasi Radon terlihat agak samar dan cenderung menjadi tidak baik karena warna yang timbul pula tidak terlalu tebal. Meskipun multiple menjadi lemah dengan lebih sempurna, namun hal yang terpenting adalah sinyal refleksi yang
sempurna agar penampang dapat
diinterpretasikan, dapat diketahui struktur geologi dan juga kandungan alam yang tersimpan pada penampang tersebut.
Bentuk penampang diantara
keduanya terlihat sangat berbeda, dan dapat menimbulkan penafsiran yang berbeda untuk masing-masing penampang. Pada Gambar 7 bentuk dan alur sinyal terlihat baik dari segi pewarnaan, menyerupai penampang pada raw data. Pada Gambar 10, sinyal terpotong dan warna menjadi tidak jelas, bentuk dan alur penampang sangat berbeda dengan Gambar 7 yang tidak menyerupai pada penampang yang sebenarnya seperti pada raw data.
Dari Gambar 7 dan Gambar 10, terlihat dengan jelas bahwa penampang filter F-K memiliki sinyal yang kuat, bentuk dan alur yang sangat baik. Pada filter F-K, frekuensi akan diperkuat pada gelombang primer yang terlihat pada sinyal
penampang. Sedangkan pada proses
Transformasi Radon, tidak dapat
memperkuat sinyal hanya dapat
melemahkan frekuensi sinyal baik itu gelombang primer pada penampang dan juga noise akan terlemahkan.
KESIMPULAN
Berdasarkan hasil dari pembahasan dalam upaya menginterpretasi penampang seismik permukaan bawah laut sebagai acuan sumber daya alam yang terkandung, maka diperoleh kesimpulan :
1. Dilihat dari penampang
seismik tahapan migrasi, data seismik menghasilkan data yang lebih baik. Terlihat dari penampang, multiple berkurang dan reflektor menjadi semakin jelas.
2. Noise multiple pada data
seismik Laut Flores lintasan 2 FLRS-02 dapat diatenuasikan dengan transformasi radon, namun sinyal pada reflektor menjadi lemah. Filter f-k tidak dapat mengatenuasi
noise multiple dengan maksimal, namun
dapat memperkuat sinyal pada reflektor.
Proses atenuasi noise dapat
dilakukan dengan metoda lain selain filter F-K dan Transformasi Radon. Setiap
metode memiliki kekurangan dan
kelebihan, namun dari setiap metode yang digunakan dapat saling melengkapi untuk mengatenuasi noise.
DAFTAR PUSTAKA
Abdullah, Agus. (2011). Ensiklopedi Seismik. [online]. Tersedia : http://www.ensiklopediseismik. blogspot.com [3 Maret 2013] Bancroft, John. (1997). A Practical
Understanding of Pre and Poststack Migrations. Oklahoma: Society of Exploration Geophysicists. Philip, K., Brooks, M. and Hill, Ian.
(2002). An Introduction to geophysical Exploration (third ed). Oxford: Blackwell Science Priyono, A. (2006). Metoda Seismik.
Bandung: Program Studi Geofisika Fakultas Ilmu Kebumian dan Teknologi Mineral Institut Teknologi Bandung
Saputra, Deni. (2006). Atenuasi Multipel pada Data Seismik Laut dengan Menggunakan Metoda
Predictive Deconvolution dan Radon Velocity Filter. Skripsi Sarjana pada program Studi Teknik Geofisika Fakultas Ilmu Kebumian dan Teknologi Mineral Institut Teknologi Bandung; tidak diterbitkan Yilmaz, Ӧz. (2001). Seismik Data Analysis
(vol. 2). Houston: Society of exploration Geophysicists
