TOMOGRAFI SEISMIK 3-D PADA LAPANGAN PANAS BUMI “X

TOMOGRAFI SEISMIK 3-D PADA LAPANGAN PANAS BUMI “X”
Akino Iskandar1,Lantu2, Sabrianto Aswad2,Andri Dian Nugrah2
Program Studi Sarjana Geofisika – Universitas Hasanuddin,
[email protected]
SARI BACAAN
Perubahan permeabilitas struktur reservoir geotermal dapat disebabkan oleh adanya perubahan
tekanan, temperatur dan fasa fluida panas bumi akibat pergerakan struktur dan perubahan fase
air panas menjadi uap dari fluida injeksi pada masa produksi. Hal ini merupakan salah satu
penyebab terjadinya gempa mikro dalam reservoir. Observasi seismisitas gempa mikro berupa
parameter fisis seperti kecepatan seismik medium bawah permukaan dapat digunakan untuk
mendeteksi permeabilitas struktur reservoir. Analisis kecepatan seismik dilakukan dengan
menggunakan pemodelan tomografi seismik (tomografi delay time).
Pemodelan tomografi diawali dengan proses forward modelling berupa penjejakan lintasan
sinar (ray tracing) dari source ke receiver dalam ruang 3D untuk menghitung waktu tempuh
rambat gelombang minimum dari gelombang P dan S dengan menggunakan model awal
kecepatan 1D. Waktu tempuh kalkulasi ini selanjutnya menjadi input dalam memodelkan
kecepatan dengan metode iterative damped least square dalam proses inverse modeling yang
akan meminimalkan kuadrat dari selisih waktu tempuh (delay time) antara waktu tempuh
kalkulasi dengan waktu observasi. Dengan kata lain, waktu kalkulasi akan mencoba mendekati
waktu observasi (represantasi dari kondisi bawah permukaan) hingga didapatkan nilai delay
time yang cukup mimimal dalam proses yang dilakukan secara iteratif. Penelitian yang
dilakukan pada lapangan geothermal “X” menunjukkan adanya anomali kecepatan baik untuk
gelombang P dan S pada kedalaman antara +0.5 hingga -1.5 km terhadap MSL dengan nilai
rata-rata 10%-15% relatif lebih rendah dari sekitarnya. Data rasio Vp/Vs memberikan nilai
yang relatif rendah pada rata-rata 1.7– 1.9 km/sec. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa
lapisan anomali pada lapangan geothermal “X” bersifat gas-saturated.
Kata Kunci : gempa mikro, model kecepatan 1-D, tomografi, pseudo-bending, geotermal.
ABSTRACT
Changes in the permeability of a structure in a geotermal reservoir can be caused by changes in
pressure, temperature and geothermal fluid phase due to the movement of the structure and the
changes of hot water phase into steam from fluid injection at the time of production. This is one
of the causes of the micro-earthquake in the reservoir. The observation of micro-earthquake
seismicity in physical parameters such as subsurface medium seismic velocity can be used to
detect the permeability of the reservoir structure. Analysis of seismic velocity is conducted using
seismic tomography modelling.
Tomography modelling begins with forward modeling process in form ray tracing from the
source to the receiver in 3D space to calculate the minimum travel time of wave propagation
from P and S wave using 1D velocity initial model. Travel time from this calculation then
becomes input in modelling velocity by iterative damped least square method in inverse
modelling process which will minimalize quadrate of delay time between calculation and
observation travel time. In other words, calculation time will try to approach observation time
(representation of subsurface condition) until sufficient minimal delay time value is obtained in
iterative process. The research was conducted in "X" geothermal field shows velocity anomaly
both P and S wave at depth between +0.5 to -1.5 km toward MSL with average value 10%-15%
lower than its around relatively. Ratio data of Vp/Vs extend low value relatively at average 1.7 1.9 km/s. This research shows that anomaly layer on "X" geothermal field has gas saturated
characteristic
Keyword : microseismic, 1-D velocity model, tomography, pseudo-bending, geothermal.
Data lapangan geotermal yang digunakan
pada penelitian ini adalah data rekaman
gempa lapangan “X” selama 4 bulan. Data
input yang diperoleh dari lapangan “X”
terdiri dari 61 event gempa dengan jumlah
fasa gelombang yang terekam sebanyak 268
dan stasiun pengamatan sebanyak 6 stasiun
(Gambar 1). Luas area penelitian adalah 30
x 30 km2 dan kedalaman 7 km dan titik
Distribusi Lokasi Gempa
MSL = 0 m
Sumber Gempa
Stasiun Gempa
Distribusi Lokasi Gempa
30
a)
b)
25
0
20
Utara - Selatan
2
-2
-4
15
10
30
30
20
5
20
10
Utara - Selatan
10
0 0
Barat - Timur
0
0
10
20
Barat - Timur
Distribusi Lokasi Gempa
30
Distribusi Lokasi Gempa
2
c)
2
d)
1
1
0
0
Kedalaman
Kecepatan seismik adalah salah satu
parameter fisis yang sangat baik untuk
menggambarkan
karakteristik
medium
bawah permukaan` disebabkan adanya
hubungan kuat antara distribusi kecepatan
seismik dengan gambaran penyebaran
litologi. pemodelan kecepatan seismik 3D
menggunakan data gempa mikro akan
sangat berguna di daerah geotermal. Jumlah
gempa mikro yang terjadi akibat eksploitasi
dan proses recharge dapat digunakan untuk
mengamati perubahan kondisi yang terjadi
pada reservoir lapangan geotermal melalui
deskripsi data anomali kecepatan lapisan
yang diperoleh dari proses inversi.
Kedalaman
PENDAHULUAN
Kedalaman
I.
referensi berada pada 1100 m diatas msl.
Rekaman data gempa mencakup data waktu
terjadi gempa (origin time), waktu tempuh
gelombang P dan S (travel time), dan
referensi data kecepatan yang kemudian
akan menjadi model kecepatan awal untuk
proses pengolahan data.
-1
-2
-1
-2
-3
-3
-4
-4
-5
0
10
20
Barat - Timur
30
-5
0
10
20
Utara - Selatan
30
Gambar 1 Distribusi hiposenter gempa a)
vertikal 3D, b) horisontal, c) vertikal barattimur, dan d) vertikal utara-selatan.
Pada penelitian ini dilakukan parameterisasi
model blok tiga-dimensi. Penentuan jumlah
dan besarnya tiap blok model ini bergantung
pada luas area dan kedalaman daerah
penelitian, serta distribusi data yang
diperoleh. Dengan luas area 30 x 30 km2
dan kedalaman 7 km, maka model awal
dibangun dengan dimensi jumlah blok 15 x
15 x 14 dan ukuran tiap blok 2000 x 2000 x
500 m3.
pada studi ini, digunakan kode program
MATLAB yang telah dibuat sebelumnya
oleh (Nugraha, A. D., 2005) dan kemudian
dimodifikasi untuk disesuaikan dengan
penelitian ini. Dari ray tracing ini diperoleh
data waktu tempuh kalkulasi (tcal)
perambatan gelombang dan panjang ray tiap
segmen maupun panjang ray secara
keseluruhan setiap source-receiver baik
gelombang P dan S. (Gambar 2 dan 3)
MSL = 0 m
30
a)
b)
2
II. METODOLOGI
25
1
20
Utara - Selatan
-1
-2
-3
-4
10
20
10
Utara - Selatan
10
0 0
0
0
Barat - Timur
30
Sumber Gempa
Stasiun Gempa
Distribusi Lokasi Gempa
Distribusi Lokasi Gempa
2
2
d)
1
c)
10
20
Barat - Timur
1
0
Kedalaman
0
-1
-2
-1
-2
-3
-3
-4
-4
10
20
Barat - Timur
-5
0
30
10
20
Utara - Selatan
30
(2.1)
dengan dl merupakan segmen panjang
lintasan dan V merupakan kecepatan
gelombang seismik. Pada penelitian ini
algoritma tersebut disesuaikan dengan
parameterisasi model yang digunakan.
sehingga perhintungan waktu tempuh,
𝑊𝑎𝑘𝑡𝑢 𝑇𝑒𝑚𝑝𝑢ℎ =
5
30
20
-5
0
𝑟𝑒𝑐𝑒𝑖𝑣𝑒𝑟 1
𝑑𝑙
𝑠𝑜𝑢𝑟𝑐𝑒
𝑉
15
-5
30
Kedalaman
Pada penelitian ini digunakan metode ray
tracing pseudo-bending (Um dan Thurber,
1987) untuk menghitung waktu tempuh
kalkukasi dari sumber ke penerima dalam
proses inversi tomografi. Metode pseudobending menggunakan prinsip Fermat
dimana gelombang merambat pada lintasan
dengan waktu tempuh tercepat. Waktu
tempuh (T) sepanjang lintasan gelombang
diekspresikan dalam sebuah persamaan
integral di antara dua titik (Um dan Thurber,
1987):
Kedalaman
0
𝑇=
Sumber Gempa
Stasiun Gempa
Distribusi Lokasi Gempa
Distribusi Lokasi Gempa
𝑆𝑓 𝑑𝐿𝑓
(2.2)
Gambar 2 Plot cakupan sinar seismik
gelombang P dalam arah a) vertikal 3D (b)
horisontal, (c) vertikal barat-timur, dan (d)
vertikal utara- selatan.
MSL = 0 m
30
b)
a)
25
2
20
Utara - Selatan
Kedalaman
0
Dimana 𝑆𝑓 adalah slowness pada blok ke-f
yang dilewati oleh ray. 𝑑𝐿𝑓 merupakan
panjang ray pada blok ke-f yang dilewati
ray. Panjang lintasan ini akan bergantung
pada lokasi sumber dan penerima serta
struktur bumi yang dilewati. Pada proses ray
tracing dan inversi delay time tomografi
Sumber Gempa
Stasiun Gempa
Distribusi Lokasi Gempa
Distribusi Lokasi Gempa
-2
15
10
-4
30
30
20
10
Utara - Selatan
5
20
0
0
10
0 0
Barat - Timur
10
20
Barat - Timur
30
2
d)
1
1
0
Kedalaman
-1
-2
-2
∆𝑉1 =
-3
-3
−∆𝑠1 𝑉02
(1+∆𝑠1 𝑉0 )
(2.3)
-4
30
-5
0
10
20
Utara - Selatan
30
Gambar 4.4 Plot cakupan sinar seismik
gelombang S dalam arah a) vertikal 3D (b)
horisontal, (c) vertikal barat-timur, dan (d)
vertikal utara- selatan.
Dengan menggunakan data delay time (δt)
hasil pengurangan waktu observasi (tobs)
dengan waktu kalkulasi (tcal) dan panjang
ray path tiap segmen model tiga-dimensi
(dl), dapat dibangun matriks tomografi.
Untuk menghindari nilai determinan matriks
sama dengan nol, digunakan norm damping
(α) dan gradient damping (γ) sehingga
matriks menjadi :
Proses dari perhitungan waktu rambat
gelombang sampai didapatkan hiposenter
dan model kecepatan lapisan yang baru,
akan dilakukan berulang-ulang, hingga
kesalahan bernilai dibawah 0.01 atau
kesalahan sudah bersifat konvergen.
III. HASIL DAN ANALISIS
Hasil
Hasil inversi tomografi untuk struktur Vp
dan Vs (Gambar 3) menunjukkan adanya
anomali kecepatan yang cukup rendah pada
kedalaman +0.5 – -1.5 km terhadap titik
referensi (MSL = 0 m).
Anomali Vp
Anomali Vs
6
28
26
24
22
20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
Utara - Selatan
8
4
2
28
26
24
22
20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
-10
0 2 4 6 8 10121416182022242628
Barat - Timur
4
28
26
24
22
20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
Z= -0.5 km
2
28
26
24
22
20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
0
-2
-4
-6
-8
-10
Utara - Selatan
Utara - Selatan
28
26
24
22
20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
Z= -1 km
0 2 4 6 8 10121416182022242628
Barat - Timur
28
26
24
22
20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
2.3
2.2
0 2 4 6 8 10121416182022242628
Barat - Timur
28
26
24
22
20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
Z= -1 km
2.1
2
1.9
1.8
1.7
1.6
0 2 4 6 8 10121416182022242628
Barat - Timur
Z= -0.5 km
28
26
24
22
20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
0 2 4 6 8 10121416182022242628
Barat - Timur
0 2 4 6 8 101214161820222426 28
Barat - Timur
N
km/sec
Z= 0 km
Z= -0.5 km
28
26
24
22
20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
0 2 4 6 8 10121416182022242628
Barat - Timur
0 2 4 6 8 10121416182022242628
Barat - Timur
6
-2
-8
28
26
24
22
20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
8
Z= 0 km
-6
28
26
24
22
20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
10
0
-4
Z= +0.5 km
%
0 2 4 6 8 10121416182022242628
Barat - Timur
Utara - Selatan
Utara - Selatan
Nilai norm damping (α) dan gradient
damping (γ) yang digunakan dalam tahap
inversi ini secara berturut-turut adalah 3 dan
0.5, baik untuk gelombang P maupun
gelombang S. Selanjutnya inversi dilakukan
untuk matriks A ([A]) terhadap matriks dt
([d]) dengan menggunakan metode iterative
least-square sehingga akan didapatkan
matriks [x] yang merupakan nilai perubahan
dari parameter slowness (Δs). Model
kecepatan awal akan ditambahkan dengan
matriks [x] sehingga akan diperoleh model
kecepatan lapisan yang baru. Pada penelitian
ini, nilai perubahan kecepatan (ΔV)
dianggap cukup besar sehingga untuk
10
0 2 4 6 8 10121416182022242628
Barat - Timur
Vp/Vs
Z= +0.5 km
%
Z= 0 km
Utara - Selatan
(2.4)
Utara - Selatan
Z= +0.5 km
28
26
24
22
20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
Utara - Selatan
𝐴
Δt
𝛼𝐼 ∆𝑥 = 0
𝛾𝐺
0
Utara - Selatan
10
20
Barat - Timur
Utara - Selatan
-4
-5
0
-1
Utara - Selatan
Kedalaman
0
Utara - Selatan
c)
memperoleh nilai ΔV dari data perubahan
slowness (ΔS) digunakan persamaan sebagai
berikut (Widiyantoro, 2000):
Distribusi Lokasi Gempa
Distribusi Lokasi Gempa
2
0 2 4 6 8 10121416182022242628
Barat - Timur
Z= -1 km
0 2 4 6 8 10121416182022242628
Barat - Timur
Z= -1.5 km
Z= -1.5 km
Y= 16 km
Y= 8 km
1
-2
6
-3
4
-4
2
-5
0 2 4 6 8 1012 14 1618 20 2224 26 28
Barat - Timur
0
-1
8
-2
6
-3
4
-4
2
-5
-2
0 2 4 6 8 10 12 1416 18 20 22 24 26 28
Barat - Timur
-4
-2
1
1.9
1.8
0
-4
-10
-1
-2
-3
0
-5
Y= 12 km
5
10 15 20
Barat - Timur
1
1
0
0
kedalaman (km)
kedalaman (km)
N
-2
-3
kedalaman (km)
-4
0
5
10 15 20
Barat - Timur
0
-3
-5
0 2 4 6 8 1012 14 1618 20 2224 26 28
Barat - Timur
-5
Anomali Vs
X= 4 km
X= 4 km
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28
Barat - Timur
-1
8
-2
6
-3
10
8
-2
6
-3
4
-4
-5
0 2 4 6 8 10 12 14 16 1820 22 24 26 28
Utara - Selatan
2
-5
N
(km/sec)
0
-1
2.3
-2
-3
4
-4
2
-5
2.2
0 2 4 6 8 10 12 1416 18 20 22 24 26 28
Utara - Selatan
2.1
0 2 4 6 8 10121416182022242628
Utara - Selatan
0
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28
Barat - Timur
2
1
0
kedalaman (km)
0
-1
-2
-3
-4
-4
-5
0 2 4 6 8 1012 14 1618 20 2224 26 28
Barat - Timur
-5
0 2 4 6 8 10 12 14 16 1820 22 24 26 28
Barat - Timur
-1
-2
-3
-4
0 2 4 6 8 10 12 1416 1820 2224 26 28
Barat - Timur
-5
0 2 4 6 8 10 12 1416 18 20 22 24 26 28
Barat - Timur
-1
-2
-3
X= 6 km
-2
-4
0
-6
-8
-10
1.9
1
1
-4
Y= 14 km
Y= 14 km
1
X= 6 km
-2
0
-3
-5
kedalaman (km)
Vp/Vs
X= 4 km
-1
-4
kedalaman (km)
-3
Y= 14 km
kedalaman (km)
0 2 4 6 8 10 12 1416 18 2022 24 26 28
Barat - Timur
(%)
0
1
-2
kedalaman (km)
-2
-4
-3
-5
1
10
X= 6 km
-1
-5
-2
-3
0
-1
-4
0
-2
1.5
1
(%)
-5
0 2 4 6 8 10 12 1416 1820 2224 26 28
Barat - Timur
-1
-1
-4
0 2 4 6 8 10 12 1416 18 2022 24 26 28
Barat - Timur
Anomali Vp
1
-3
-4
1
25
Y= 18 km
-2
-4
10 15 20
Barat - Timur
Gambar 4.27 Tomogram vertikal perturbasi
kecepatan (Vp), (Vs), dan rasio Vp/Vs pada
penampang Barat – Timur, Y=8 km, Y=10
km, Y=12 km, Y=14 km, Y=16 km, dan
Y=18 km. Struktur Vp dan Vs di plot dalam
persen perturbasi relatif terhadap model
awal 1D, sedangkan struktur rasio Vp/Vs di
plot dalam nilai absolut. Warna biru
anomali positif Vp dan Vs sedangkan warna
merah untuk anomali negatif Vp dan Vs.
Sebaliknya, nilai rasio Vp/Vs yang tinggi
ditunjukkan oleh warna biru dan rendah
oleh warna merah.
1
kedalaman (km)
kedalaman (km)
kedalaman (km)
-3
5
Y= 12 km
0
-2
0
1
0
0
-5
25
-1
-4
-2
-5
1
-1
-3
Y= 18 km
-1
1.6
-4
0 2 4 6 8 10 12 14 16 1820 22 24 26 28
Barat - Timur
-5
25
-2
-1
Y= 12 km
1
0
0
-4
-5
0 2 4 6 8 1012 14 1618 20 2224 26 28
Barat - Timur
-4
-1
1.7
-8
kedalaman (km)
-10
2
0 2 4 6 8 1012 14 1618 20 2224 26 28
Barat - Timur
Y= 10 km
1
kedalaman (km)
kedalaman (km)
2.1
-5
-6
-8
-3
2.2
-3
-4
1
-2
2.3
-2
Y= 10 km
-6
-1
-1
-4
0
Y= 10 km
0
km/sec
0
10
kedalaman (km)
8
kedalaman (km)
kedalaman (km)
-1
0
-3
Y= 18 km
Vp/Vs
%
10
-2
kedalaman (km)
-5
Y= 8 km
1
%
0
-3
-1
-6
-2
-8
-3
-10
0
kedalaman (km)
1
-2
0
-1
kedalaman (km)
Anomali Vs
Y= 8 km
-1
-4
0 2 4 6 8 10121416182022242628
Barat - Timur
1
0
kedalaman (km)
kedalaman (km)
MSL = 0 m
Y= 16 km
1
0
Gambar 4.26 Tomogram penampang
horizontal perturbasi kecepatan gelombang
P (Vp), gelombang S (Vs), dan rasio Vp/Vs
pada kedalaman +0.5 km, 0 km, -0.5 km, -1
km, dan -1.5 km. Struktur Vp dan Vs di plot
dalam persen perturbasi relatif terhadap
model awal 1D, sedangkan struktur rasio
Vp/Vs di plot dalam nilai absolut. Warna
biru anomali positif Vp dan Vs sedangkan
warna merah untuk anomali negatif Vp dan
Vs. Sebaliknya, nilai rasio Vp/Vs yang tinggi
ditunjukkan oleh warna biru dan rendah
oleh warna merah.
Anomali Vp
Y= 16 km
1
kedalaman (km)
0 2 4 6 8 10121416182022242628
Barat - Timur
28
26
24
22
20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
kedalaman (km)
0 2 4 6 8 10121416182022242628
Barat - Timur
28
26
24
22
20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
Utara - Selatan
Utara - Selatan
Utara - Selatan
Z= -1.5 km
28
26
24
22
20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
1.7
-2
-3
-4
-4
-4
-5
0 2 4 6 8 10 12 14 16 1820 22 24 26 28
Utara - Selatan
-5
-5
0 2 4 6 8 10 12 1416 18 2022 24 26 28
Utara - Selatan
1.8
-1
1.6
0 2 4 6 8 10121416182022242628
Utara - Selatan
0
0
0
-1
-2
-3
kedalaman (km)
1
kedalaman (km)
-1
-2
-3
-4
-4
-5
0 2 4 6 8 10121416182022242628
Utara - Selatan
-5
0
kedalaman (km)
-3
-3
0 2 4 6 8 10121416182022242628
Utara - Selatan
X= 10 km
1
0
0
-2
-2
-5
0 2 4 6 8 10121416182022242628
Utara - Selatan
1
-1
-1
X= 10 km
1
Gambar 6 dan Gambar 7 menunjukan
histogram distribusi dt (delay time) yang
merupakan input data untuk proses inversi
tomografi dan plot nilai error RMS terhadap
jumlah iterasi pada saat proses inversi
tomografi untuk gelombang P dan S, dimana
terlihat bahwa proses iterasi terhenti pada
iterasi ke-13.
-4
kedalaman (km)
kedalaman (km)
1
X= 10 km
kedalaman (km)
X= 8 km
X= 8 km
X= 8 km
1
-1
-2
-3
-4
-4
-5
0 2 4 6 8 10121416182022242628
Utara - Selatan
-5
-1
-2
-3
-4
-5
0 2 4 6 8 10121416182022242628
Utara - Selatan
0 2 4 6 8 10121416182022242628
Utara - Selatan
Relative RMS Error
Distribusi Delta t
1.3
120
1.2
100
1.1
0
-2
-3
-1
-2
-3
-4
-5
2
3
4
5
Jumlah Iterasi
6
7
8
0
-1.5
9
0 2 4 6 8 10121416182022242628
Utara - Selatan
0
0
-2
-3
-5
0 2 4 6 8 10121416182022242628
Utara - Selatan
-5
-0.5
0
0.5
1
1.5
2
Delta t (s)
(b) Histogram distribusi dt (delay time)
-1
-2
-3
Distribusi Delta t
Relative RMS Error
2.6
-4
-1
1
-1
-4
40
Gambar 4.19 (a) Plot error RMS terhadap
jumlah iterasi pada saat proses inverse
tomografi Vp,
X= 14 km
X= 14 km
kedalaman (km)
-3
0 2 4 6 8 10121416182022242628
Utara - Selatan
1
kedalaman (km)
kedalaman (km)
-2
60
20
1
-3
-5
0
0.7
80
0.4
-4
-1
0.8
0.5
-2
-5
0 2 4 6 8 10121416182022242628
Utara - Selatan
X= 14 km
0.9
0.6
-1
-4
1
Banyaknya Data
0
Error (s)
0
kedalaman (km)
1
-1
1
X= 12 km
X= 12 km
1
kedalaman (km)
kedalaman (km)
X= 12 km
1
-4
160
2.4
MSL = 0 m
140
2.2
120
0 2 4 6 8 10121416182022242628
Utara - Selatan
2
Banyaknya Data
-5
Error (s)
0 2 4 6 8 10121416182022242628
Utara - Selatan
1.8
1.6
1.4
100
80
60
1.2
40
1
20
0.8
2
Gambar 4.28 Tomogram vertikal perturbasi
kecepatan (Vp), (Vs), dan rasio Vp/Vs pada
penampang Utara – Selatan, X=4 km, X=6
km, X=8 km, X=10 km, X=12 km, dan X=14
km. Struktur Vp dan Vs di plot dalam 46
persen perturbasi relatif terhadap model
awal 1D, sedangkan struktur rasio Vp/Vs di
plot dalam nilai absolut. Warna biru
anomali positif Vp dan Vs sedangkan warna
merah untuk anomali negatif Vp dan Vs.
Sebaliknya, nilai rasio Vp/Vs yang tinggi
ditunjukkan oleh warna biru dan rendah
oleh warna merah.
4
6
8
Jumlah Iterasi
10
12
0
-3
-2
-1
0
1
Delta t (s)
2
3
4
5
Gambar 4.25 (a) Plot error RMS terhadap
jumlah iterasi pada saat proses inverse
tomografi Vs, (b) Histogram distribusi dt
(delay time)
Gambar 6. (1) Plot error RMS terhadap
jumlah iterasi pada saat proses inversi
tomografi Vp, (2) Histogram distribusi dt
(delay time) Gambar 7. (1) Plot error RMS
terhadap jumlah iterasi pada saat proses
inversi tomografi Vs, (2) Histogram
distribusi dt (delay time).
Setelah diperoleh struktur kecepatan hasil
inverse untuk gelombang P dan gelombang
S, selanjutnya dilakukan perhitungan nilai
rasio Vp/Vs. Nilai rasio ini kemudian
digunakan dalam analisis terhadap data Vp,
Vs, dan rasio Vp/Vs untuk dapat melakukan
interpretasi kondisi lapangan geotermal “X”.
Gambar
3-5
menunjukkan
hasil
perhitungan nilai rasio Vp/Vs secara
keseluruhan cukup bervariasi antara 1.6
hingga 2.4 baik pada penampang horizontal
maupun vertikal, arah Barat – Timur dan
arah Utara – Selatan. Pada kedalaman 1 – 3
km rasio Vp/Vs menunjukkan nilai yang
cukup tinggi antara 1.7 hingga 1.9.
Analisis
Keberadaan zona dengan temperatur tinggi
pada lapisan bawah permukaan memberikan
pengaruh yang bervariasi pada nilai Vp dan
Vs. Pada keadaan gas-saturated rock baik
Vp maupun Vs cenderung menurun dengan
penurunan nilai Vp yang cenderung lebih
signifikan dibanding dengan nilai Vs
sehingga nilai rasio Vp/Vs cenderung kecil
(Wang, 1990). Pada keadaan watersaturated rock nilai Vp dan Vs akan
cenderung menurun pula. Namun pada
kondisi ini, penurunan nilai Vp cenderung
lebih kecil dibandingkan pada gas-saturated
rock sehingga nilai rasio Vp/Vs cenderung
lebih tinggi (Wang, 1990; Baris, 2005).
Sementara itu, pada batuan yang berasosiasi
dengan partial melting, baik nilai Vp dan Vs
akan cenderung menurun namun dengan
penurunan nilai Vs yang jauh lebih
signifikan. Pada kasus ini, nilai rasio Vp/Vs
cenderung akan lebih tinggi (Takei, 2002).
Berdasarkan penjelasan tersebut maka
penurunan nilai kecepatan gelombang P
(Vp) dan gelombang S (Vs) yang berkisar
pada 10%-15% dan nilai rasio Vp/Vs pada
1.7 – 1.9 km/sec di kedalaman +0.5 – -1.5
km terhadap MSL (Gambar 4.26) dapat
diinterpretasikan bahwa pada kedalaman
tersebut terdapat lapisan anomali kecepatan
rendah yang kemungkinan berasosiasi
dengan gas-saturated rock. Lapisan anomali
berupa batuan gas-saturated ini dapat
diidentifikasi sebagai reservoir lapangan
geotermal “X”. Hal ini sejalan dengan salah
satu sumber penelitian yang menyatakan
bahwa reservoir pada area geothermal ini
terletak pada kedalaman sekitar 544 m
sampai 1700 m dari titik referensi (titik
referensi berada 1100 m di atas MSL (MSL
berada pada 0 m) atau dengan kata lain
reservoir berada mulai dari 556 m di atas
MSL sampai 1200 m di bawah MSL.
Lapisan
yang
diidentifikasi
sebagai
kemungkinan reservoir ini berada pada 8 km
hingga 18 km arah Barat–Timur (Gambar
4.27) dan 4 km hingga 14 km arah Utara–
Selatan (Gambar 4.28), dengan kedalaman
pada +0.5 km – -1.5 km terhadap MSL
(Gambar 4.26). Sedangkan adanya anomali
tinggi
yang
menyertainya,
dapat
diidentifikasikan sebagai cap rock.
DAFTAR PUSTAKA
Budak, B., 2004, Reservoir Simulation of
Balcova
Geothermal
Field,
Dissertation,Izmir
Institute
of
Technology, Turkey
Faul, A., 2012,
Pemodelan Dinamika
Massa Reservoir Panas Bumi
Menggunakan
Metode
4D
Microgravity, Jurnal Sains Dan Seni
Pomits, Institut Teknologi Sepuluh
Nopember (ITS), Surabaya.
Grandis, H., 2009, Pengantar Pemodelan
Inversi Geofisika, Himpunan Ahli
Geofisika Indonesia (HAGI), Jakarta.
Hikmah, Nurul., 2013, Tomografi Seismik 3D Untuk Lapangan Geotermal “NH”
Tugas Akhir, Program Studi Teknik
Geofisika,
Fakultas
Teknik
Pertambangan dan Perminyakan,
ITB, Bandung.
Kamah, Muh. Yustin. 2006. Laporan
Periodik Monitoring Gempa Mikro (MEQ).
PT. PERTAMINA (PERSERO) Area
Geothermal Kamojang. Bandung.
Monalia, P., 2011, Analisis Model
Kecepatan Berdasarkan Tomografi Waktu
Tempuh, FMIPA UI, Jakarta.
Um, J. and Thurber, C., 1987, A Fast
Algorithm for Two-Point Seismic
Ray Racing, Bull. Seism. Soc. Am.
77, 972-986.
Wang, Z., M. L. Batze, A. M. Nur., 1990,
Effect of Different Pore Fluids on
Seismic Velocities in Rock, Can. J.
Explor. Geophys., Vol. 26 NOS. 1 &
2, P 104-112.
Widiyantoro, S., 2000, Tomografi Geofisika
(Diktat Kuliah GF 435), Departemen
Geofisika dan Meteorologi, FIKTM,
ITB, Bandung.
Zandomeneghi, D, 2007, Passive and Active
Seismic Tomography of Volcanic Sao
Miguel (Portugal) and Deception
(Antartica),
Disertasi
Doktor,
University of Granada, Granada.