Penentuan Rasio poisson dan Tomography Seismik

Rasio poisson menjadi penting dalam eksplorasi Geothermal karena merupakan indikator dalam menetukan tingkat keretakan suatu batuan (Gylfi dan Axel, 1991). Berdasarkan analisis secara eksperimen dan teoritis terindikasi bahwa nilai Rasio poisson akan lebih besar pada batuan yang terisi cairan  daripada  kondisi  normal. Hali ini menyebabkan sedikit pengurangan pada kecepatan gelombang-p dan pengurangan yang signifikan pada kecepatan gelombang-s. (Manzella, 1990). 

Gambar sengaja dihilangkan

Grafik vp/vs sebagai fungsi rasio poisson pada sistem Geothermal (Gylfi dan Axel, 1991)

Menurut Zhang dan Bentley, (2005), ada dua metode yang bisa digunakan untuk menentukan nilai rasio poisson yaitu:

a.  Pengujian di laboratorium

Yang digunakan adalah metoda uji  uniaxial loading. Pengujian ini menggunakan mesin tekan  untuk menghitung perbandingan nilai kontraksi  lateral dengan peregangan axial. Besaran yang dihitung disebut sebagai rasio poisson statis.

b.  Pengukuran kecepatan gelombang badan

Dari kecepatan gelombang primer (v_p) dan kecepatan gelombang sekunder (v_s) yang terukur dari data seismik atau data sonik dapat digunakan untuk menghitung nilai  rasio poisson dinamik (σ)

......................................................................................................(2.10)

Rasio poisson  ditentukan dari diagram Wadati. Dari sana, dapat dilakukan penentuan nilai  rasio poisson  dalam suatu peta penampang. Gambar 2.13  merupakan contoh yang memperlihatkan peta penampang penentuan nilai  rasio poisson  dari zona  East Rift, Gunungapi Kilauea di Pulau Hawai. Masing-masing nilai merupakan kurva dari epicenter ke lokasi penerima. Anomali yang signifikan berhubungan dengan lokasi sumur Geothermal yang akan dilakukan pengeboran. 

Gambar sengaja dihilangkan

Contoh hasil penentuan nilai rasio poisson dalam peta penampang di zona East Rift, Gunungapi Kilauea di Pulau Hawai (Manzella, 1990)

    

Tomografi Seismik

Tomografi seismic adalah metode untuk merekonstruksi struktur bawah permukaan bumi menggunakan data bentuk gelombang (waveform) atau data waktu tempuh (travel time) dari gelombang seismik. Metode ini dipergunakan untuk memperoleh profil sebaran detil dari sifat-sifat fisik batuan seperti kecepatan dan perlambatan.

Tomografi dibagi ke dalam dua jenis pemodelan,yaitu:

1.      Pemodelan ke depan (forward modelling)

2.      Pemodelan ke belakang (invertion modelling)

Pemodelan ke depan dialakukan dengan cara menentukan parameter model terlebih dahulu, lalu diperiksa apakah model tersebut menghasilkan data yang sesuai dengan data pengamatan. Sedang pemodelan ke belakang sering dikatakan sebagai ‘kebalikan’ dari pemodelan ke depan karena dalam pemodelan ke baelakang parameter diperoleh secara langsung dari data.kedua jenis pemodelan tersebut dapat dipecahkan dengan beberapa metode yang beragam.

Pemodelan ke depan dalam tomografi dapat dilakukan dengan beberapa metode, antara lain:

·         Metode elemen hingga

·         Metode beda hingga (finite difference)

·         Metode jejak sinar (ray tracing)

Pemodelan ke belakang dalam tomografi dapat dilakukan dengan beberpa pendekatan, antara lain:

·         Filter proyeksi balik (filter back projection)

·         ART (Algebraic Reconstruction Technique)

·         SIRT (Simultaneous Interative Reconstruction Technique)

·         SART (Simultaneous Algberaic Reconstruction Technique)

Tomografi seismik berguna dalam membuat pencitraan bawah permukaan dimana kondisi medium bawah permukaan tidak homogen. Mediun yang tidak homogen dapat dibagi menjadi dua jenis. Jenis pertama adalah medium yang memiliki ukuran jauh lebih kecil daripada panjang gelombang seismic dan memiliki kontras cepat rambat yang sangat besar. Sedangkan jenis kedua adalah medium yang memiliki ukuran jauh lebih besar dari panjang gelombang dan hanya memiliki kontras cepat rambat yang kecil.

Penjalaran gelombang akustik pada medium tidak homogen dapat menyebabkan terjadinya hamburan 

gelombang. Medium tidak homogeny ini ditandai dengan adanya perbedaan cepat rambat gelombang. Tiap titik pada medium yang tidak homogeny dapat dianggap sebagai sumber seismik baru. Dalam hal ini adalah sumber gelombang hamburan.

Gambar sengaja dihilangkan

Hamburan Gelombang Seismik di medium tidak Homogen (after Tien-when, 1994)

Gelombang yang direkam oleh geophone mengandung komponen yang berasal dari gelombang dating dan komponen yang berasal dari gelombang hamburan, atau disebut juga dengan gelombang total P_t(r,w) = P_i(r,w) + P_s(r,w).

Passive Seismic Tomography (PST)

Tomography seismik pasif (PST) adalah teknik baru dalam  geofisika eksplorasi yang memanfaatkan micro seismicity alami, (micro earth quakes dengan besaran -1 sampai dengan 2,0 Richter) yang terjadi hampir di mana-mana, sebagai sumber gempa dan jaringan yang dirancang khusus seismometer portabel di permukaan untuk merekam terus menerus untuk jangka waktu beberapa bulan(Martakis N dkk, 2003).

Setelah menentukan hiposenter dari micro earth quakes kita menggunakan mereka sebagai sumber gempa tertanam, di dalam atau di bawah target yang menarik dan melakukan inversi seismik 3D tomografi gelombang-P dan waktu tempuh gelombang S-ke permukaan perekam

Gambar sengaja dihilangkan

Penampang MEQ dalam PST

Dalam penggunaat PST terdapat berbagai keuntungan yang didapat dibandingkan dengan seismik biasa, antara lain:

·         Menampilkan detail geologi 3D seluruh bawah blok eksplorasi tidak peduli seberapa besar dan dapat diakses (bahkan ribuan Km²).

·         Dalam banyak kasus (daerah geologi sulit, relief topografi tinggi, medium yang sangat lunak) memberikan data yang lebih baik daripada seismik konvensional.

·         Tidak hanya menyediakan Vp 3D tetapi juga dan variasi kecepatan Vs seluruh bawah blok eksplorasi.

·         Menyediakan distribusi 3D rasio Poisson yang tergantung pada jenis cairan dalam ruang pori (air, gas, minyak).

·         Kita dapat dengan mudah memperoleh bagian horizontal dan / atau vertikal 2D kapan pun kita inginkan di seluruh blok eksplorasi.

·         Kita bisa mendapatkan video 3D animasi parameter rasio Vp, ​​Vs dan Poisson seluruh bawah blok eksplorasi.

·         Kita dapat menggunakan data kecepatan 3D untuk data seismik konvensional memproses ulang (pasca migrasi kedalaman stack) dan meningkatkan resolusi mereka.

Kita bisa mendapatkan variasi 3D dari atenuasi seismik (atau faktor kualitas batuan) di bawah blok eksplorasi seluruh. Sebuah parameter tergantung pada patahan, dan jenis cairan dalam ruang pori.

Baca juga

sistem geothermal

Geothermal Energy Eksplorasi dan Pengawasan Reservoirnya : Poisson Ratio, Passive Seismic Tomography Methods

Eksplorasi Geothermal dengan Geofisika

Teori Fisika dan Mekanika Batuan dalam Reservoir Geothermal
Metode Seismik dalam Reservoir Geothermal
Penentuan Rasio poisson dan Tomography Seismik