Abstrak —  Eksplorasi  hidrokarbon  saat  ini  mengharuskan geosaintis untuk mencari area baru yang sebelumnya dianggap tidak  menghasilkan  hidrokarbon.  Dengan  ditemukannya rembesan minyak pada daerah vulkanik mengindikasikan adanya petroleum  play aktif  yang  memiliki  cadangan  hidrokarbon. Ketidakmampuan  gelombang  seismik  untuk  menggambarkan bawah permukaan pada daerah vulkanik menjadikan dibutuhkannya  pemodelan  seismik.  Pemodelan  seismik  akan memodelkan  atau  merekonstruksikan  penjalaran  gelombang seismik pada model geologi yang telah ditentukan, pada kasus ini model  geologi  yang  digunakan  adalah  model  geologi  pada lingkungan vulkanik. Penelitian ini menggunakan 2 model, yang pertama adalah model “Kue Lapis” dan yang kedua adalah model “Serayu” yang merupakan model kompleks dari cekungan North S erayu di Jawa tengah. Kedua model tersebut memiliki lapisan basalt dengan tebal 200 m yang menutupi lapisan bawahnya yang menjadi target karena menyimpan cadangan hidrokarbon. Dari hasil  pemodelan  dapat  dilihat  fenomena  gelombang  ketika merambat melalui lingkungan vulkanik.
Kata  Kunci — Lingkungan  Vulkanik,  Pemodelan  Seismik, Pemodelan Ke depan, Cekungan Serayu.

## I. PENDAHULUAN
ENGAN  semakin  menipisnya  cadangan  hidrokarbon pada petroleum system yang konvensional memunculkan  ide-ide  baru  dengan  adanya  cadangan migas  pada  daerah  yang  dianggap  tidak  dapat  memproduksi migas,  yaitu  area  lingkungan  batuan  vulkanik.  Di  pulau  Jawa sendiri  penemuan  rembesan  minyak  dan  gas  paling  banyak muncul di  area  vulkanik. Saking  banyaknya  rembesan  minyak di  area  vulkanik  sampai  pernah  memunculkan  teori  bahwa minyak  dan  gas  itu  memiliki  asal  magmatik  (salah  satu  teori anorganik asal minyak yang pernah muncul pada zaman Hindia Belanda  di  Indonesia).  Seiring  berkembangnya  pengetahuan lalu  diketahui  bahwa  asal  hidrokarbon  adalah  organik,  yaitu dari  zat  renik  organik  (bakteri,  plankton,  ganggang)  atau tumbuhan-tumbuhan di darat yang sebagian massanya menjadi komponen di batuan penggenerasi hidrokarbon ( source rock ). Batuan  vulkanik  ini  menekan  dan  menenggelamkan  batuan induk  ke  kedalaman  yang  menyebabkan  zat  organik  di  dalam batuan induk menjadi matang dan berubah menjadi minyak dan gas, lalu  sebagian  migas ini  naik  ke permukaan  melalui  celah - celah atau patahan-patahan dan menjadi rembesan minyak/gas di permukaan [1].
Tantangannya sekarang adalah teknologi pengambilan  data (akuisisi) dan pengolahan  data seismik sampai  saat ini  hampir tak  mampu  menembus  lapisan  tebal  vulkanik untuk mengungkap  konfigurasi  lapisan  batuan  di  bawah  vulkanik ( sub-vulcanic )  dengan  maksimal.  Oleh  karena  itu  dibutuhkan pemodelan  data  seismik  untuk  mengetahui  dan  memahami
bagaimana  respon  gelombang  seismik  ketika  menjalar  melalui model geologi  yang  kompleks,  dalam hal  ini  pada  lingkungan batuan vulkanik

## II. T INJAUAN P UST AKA

## A. Pemodelan Ke depan
Pemodelan  ke  depan  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini adalah pemodelan gelombang akustik dalam medium isotropik. Untuk pemodelan  akustik, properti  medium dijelaskan  sebagai sebaran  ruang  dengan  parameter  perambatan  gelombang  dari gelombang yaitu v = (x1, x3) dan densitas  (x1, x3). Persamaan gelombang  akus tik  dijelaskan  sebagai  medan  vektor  dari pemindahan  kecepatan  u  dan  medan  skalar  dari  tekanan  p, keduanya menghasilkan persamaan sebagai berikut [2]. 𝜕𝑢 1 𝜕𝑡 = 1 𝜌 𝜕𝑝 𝜕𝑥 1 (1) 𝜕𝑢 3 𝜕𝑡 = 1 𝜌 𝜕𝑝 𝜕𝑥 1 (2) 𝜕𝑝 𝜕𝑡 = 𝜌𝑣 2 ( 𝜕𝑢 1 𝜕𝑥 1 + 𝜕𝑢 3 𝜕𝑥 3 ) (3)
selanjutnya, turunkan persamaan 1 dengan x 1 , persamaan kedua dengan x 3 , dan persamaan ketiga dengan t, maka  didapatkan. 𝜕𝑢 1 𝜕𝑡𝜕𝑥 1 = 𝜕 1 𝜌 𝜕𝑥 1 𝜕𝑝 𝜕𝑥 1 + 1 𝜌 𝜕 2 𝑝 𝜕𝑥 1 2 (4) 𝜕 2 𝑢 3 𝜕𝑡𝜕𝑥 3 = 𝜕 1 𝜌 𝜕𝑥 3 𝜕𝑝 𝜕𝑥 3 + 1 𝜌 𝜕 2 𝑝 𝜕𝑥 3 2 (5) 𝜕 2 𝑝
𝜕𝑡 2 = 𝑝𝑣 2 ( 𝜕 2 𝑢 1 𝜕𝑡𝜕𝑥 1 + 𝜕 2 𝑢 3 𝜕𝑡𝜕𝑥 3 ) (6)
dengan  mensubtitusikan  persamaan  4  dan  5  ke  persamaan  6, maka  didapatkan persamaan akustik dengan notasi tekanan.
𝜕 2 𝑝 𝜕𝑡 2 = 𝑝𝑣 2 [( 𝜕 1 𝜌 𝜕𝑥 1 𝜕𝑝 𝜕𝑥 1 + 1 𝜌 𝜕 2 𝑝 𝜕𝑥 1 2 ) + ( 𝜕 1 𝜌 𝜕𝑥 3 𝜕𝑝 𝜕𝑥 3 + 1 𝜌 𝜕 2 𝑝 𝜕𝑥 3 2 )] (7)
persamaan 7 dapat disederhanakan menjadi,
𝜕 2 𝑝 𝜕𝑡 2 = 𝑣 2 ( 𝜕 2 𝑝 𝜕𝑥 1 + 𝜕 2 𝑝 𝜕𝑥 3 ) + 𝑝𝑣 2 ( 𝜕 1 𝜌 𝜕𝑥 1 𝜕𝑝 𝜕𝑥 1 + 𝜕 1 𝜌 𝜕𝑥 3 𝜕𝑝 𝜕𝑥 3 ) (8)
dapat  dilihat  pada  persamaan  7,  terdapat  persamaan  yang menurunkan  dengan  densitas.  Jika  nilai  tersebut  mendekati  0 maka  pada  kasus  ini  akustik  dan  nilai  skalar  identik  dengan tekanan.  Perambatan  gelombang  bergantung  kepada  properti medium  (tidak  berubah  seiring  waktu  –  statik).  Berikut beberapa properti yang mempengaruhi perambatan gelombang seismik:
a. Kecepatan Primer  (Vp) dan  kecepatan sekunder  (Vs), densitas (ρ).
b. Properti  tambahan  seperti anisotropy (Parameter Thompson, atenuasi, dan absorpsi).

## Sintetik Seismik Lingkungan  Vulkanik
Muhammad Ghazalli,  Amien Widodo,  Firman Syaifuddin Teknik Geofisika,  Fakultas Teknik Sipil  dan Perencanaan, Institut Teknologi Sepuluh  Nopember (ITS)
Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 Indonesia
e-mail : amien@ce.its.ac.id ; firman@geofisika.its.ac.id
D

## III. M ET ODOLOGI P ENELIT IAN
Data  yang  digunakan  dalam  tugas  akhir  ini  adalah  data sintetik  dengan  menggunakan  model  geologi  sederhana  dan model geologi skema pada lingkungan batuan vulkanik. Tahap pertama adalah membuat model geologi yang selanjutnya akan dilakukan akuisisi seismik s ecara forward modelling , sehingga didapatkan  data  sintetik.  Model  geologi  yang  digunakan diusahakan  mendekati  model  geologi  lapangan  sehingga diperlukan referensi lingkungan pengendapan di daerah batuan vulkanik (Facies Vulkanik) sebagai wawasan pembuatan  model geologi  (jenis  batuan,  struktur  geologi  dan  morfologi)  lalu dibutuhkan  studi  literatur  untuk  mengaitkan  kondisi  geologi yang diinginkan dengan properti fisis batuan seperti Kecepatan P dan densitas.
Setelah didapatkan model geologi lingkungan vulkanik yang diinginkan  selanjutnya  diberikan  parameter  akuisisi  seperti jumlah channel, jumlah titik penembakan, near offset , far offset , record  length , sampling  time ,  dan  frekuensi  yang  diberikan. Parameter  akuisisi  ini  digunakan  untuk  tahapan  selanjutnya yaitu forward  modelling yang  akan  menghasilkan  sintetik seismogram.

## IV. H ASIL DAN ANALISA

## A. Model Geologi Sederhana
Model geologi sederhana merupakan model yang digunakan untuk  melihat  sifat  perambatan  gelombang  seismik.  Model yang  digunakan  adalah  model  lapisan  tanpa  struktur  dengan memasukkan  lapisan  batuan  basalt  untuk  melihat  perambatan gelombang pada lapisan tersebut.
Gambar 1. Model Geologi “ Kue Lapis” tanpa struktur dengan dimensi panjang 12 km dan kedalaman maksimum 6 km.
Tabe l 1. Parameter fisis model kue lapis.
Lapisan ke Tipe Lapisan VP (m/s) Densitas (kg/m 3 ) Ketebalan (m) 1 Sandstone 1500 1970 1500 2 Sandstone 2500 2200 2000 3 Basalt 5500 2575 200 4 Sandstone 3250 2237 1400 5 Sandstone 3500 2275 1000

## B. Desain Ak uisisi Model Kue Lapis
Beberapa  hal  yang  harus  diperhatikan  dalam  menentukan desain akuisisi adalah ketebalan lapisan dan kedalaman lapisan target. Digunakan frekuensi sebesar 5 Hz dikarenakan hasil  test parameter “Test Run”. Penentuan far offset ditentukan  kurang lebih 2  kali  kedalaman,  dikarenakan  target  memiliki  kedalaman 6 Km maka far offset yang digunakan sejauh 12 Km. Penentuan shot dan receiver interval dihasilkan dari penggunaan grid yang
digunakan,  dikhawatirkan  kualitas  data  akan  menjadi  kurang baik ketika interval geophone tidak mengikuti 2 kali lebar  grid.
Tabe l 2. Parameter akuisisi model kue lapis.
Grid 20 meter Frekuensi 5 Hz Wavelet Ricker Shot Interval 80 m T otal Shot 150 Receiver Interval 40m T otal Receiver 301
Record Length 7 sekon Sampling Interval 2ms

## C. Seismic Gather Model Kue Lapis
Model geologi yang telah memiliki parameter fisis kemudian dilakukan forward modelling  untuk  melihat  respon  seismik nya. Dikarenakan model yang  digunakan tanpa struktur,  maka respon  seismik  nya  memiliki  penurunan  waktu  atau  efek hiperbolik  yang  bagus.  Respon  yang  tebal  mengindikasikan terjadinya refleksi  dengan lapisan.  Ada beberapa  respon  tipis pada  bagian  time  besar  di  asumsikan  sebagai noise ,  akan dijelaskan pada bagian selanjutnya.
Gambar 2. CMP gather 300 (tengah lintasan dengan fold terbanyak).

## D. Model Geologi Komplek s
Model Geologi yang digunakan  adalah hasil modifikasi  dari penampang  geologi  North  Serayu  Basin.  Model  geologi  ini digunakan  karena  memiliki  petroleum  play  mulai  dari source rock , reservoir, trap , dan seal .
Gambar 3. Model “ Serayu”, merupakan modifikasi dari skema North Serayu basin dan telah diberikan properti fisis di setiap lapisan yang didefinisikan. memiliki dimensi panjang 20 Km dengan kedalaman 10 Km. Memiliki elevasi berkisar 0 meter hingga 1000 meter (digambar ulang berdasarkan van Bemmelen, 1949; Satyana and Armandita, 2004).
Tabe l 3. Properti fisis model Serayu
Lapisan ke T ipe Lapisan VP (m/s) Densitas (kg/m 3 ) Ketebalan (m) 1 Soil 1000 - 1800 1565 4000 2 Batuan Pasir 2000 2010 1000 3 Basalt 6000 2650 200 4 Fasies Vulkanik 3000 - 5000 2200 3400 5 Fasies Vulkanik 4000 - 5000 2350 2000 6 Sandstone 2000 - 3000 2200 3500
7 Basemen Vulkanik 7000 2970 3000

## E. Desain Ak uisisi
Setelah  didapatkan  model  yang  akan  digunakan  kemudian dilakukan desain akuisisi, hal ini dilakukan untuk mendapatkan data  yang  diinginkan  dengan  mempertimbangkan  berbagai kondisi seperti ketebalan lapisan, kedalaman lapisan target, dsb.
Untuk  penentuan  desain  akuisisi  dan  parameter  akuisisi dilakukan  4  kali  test  dengan  mengubah  beberapa  parameter sebagai  berikut.  Tiap  test  dilakukan  1  kali  s hot  pada  tengah model untuk melihat kualitas data, semua test run menggunakan model  pada gambar 6 dengan panjang lintasan 20 Km.
Tabe l 4. Parameter akuisisi tiap T est T est Run 1 T est Run 2 T est Run 3 T est Run 4 Frekuensi 30 Hz Grid 10 15 20 25 Total Shot 501 175 131 105 Shot Interval 40 60 80 100 Total Receiver 1001 661 500 400 Receiver Interval 20 30 40 50 Durasi 1 kali shot - 26 menit 14 menit 12 menit Estimasi Full Shot - 72 jam 30,5 jam 21 jam Gambar 4. Hasil test run 1. Gambar 5. Hasil test run 2. Gambar 6. Hasil test run 3.
Beberapa parameter yang mempengaruhi durasi penghitungan pemodelan  atau  limitasi  kecepatan  perhitungan sebagai berikut,
Δd = Vp[min]
F[pick] Basewave ⁄ (14)
Untuk  durasi  waktu  1  kali  komputasi  (pemodelan  dengan satu sumber) Δt = Δd Vp[max ] Stability ⁄ (15)
Dengan  Vp[min]  adalah  nilai  Vp  minimum,  Vp[max]  adalah nilai  Vp  maksimum,  F[pick]  adalah  nilai  frekuensi  yang diberikan  pada  sumber,  dan  stability  adalah  sqrt  (2)  + 1/2/Basewave  mendekati  1.5  –  stability  konstan.  Sehingga ketika diberikan Vp yang besar dan frekuensi yang rendah maka durasi  perhitungan  akan  semakin  panjang  karena  berbanding terbalik.
Gambar 7. Hasil test run 4.
Gambar 8. Seismic Section pada cmp 500 dengan menggunakan frekuensi shot sebesar 30 Hz. Terlihat minimnya even parabolik pada far offset yang dapat menyebabkan minimnya penggambaran pada even refleksi yang dalam.
Gambar 9. Seismic Section pada cmp 500 dengan menggunakan frekuensi shot sebesar 5 Hz.
Gambar 10. Seismic Section pada cmp 500 dengan menggunakan frekuensi shot sebesar 10 Hz.
Pemilihan  frekuensi  shot  harus  memperhatikan  berbagai faktor,  jika  frekuensi  yang  diberikan  tinggi  maka  akan
memberikan energi yang besar yang berakibat amplitudo yang terekam  akan  besar,  hal  ini  bagus  tetapi  pemilihan  frekuensi yang  tinggi  memiliki  risiko  pendeknya  panjang  gelombang sehingga  sulit  untuk  melakukan  penetrasi  pada  lapisan  yang dalam.  Sebaliknya,  frekuensi  rendah  memiliki  panjang gelombang  yang  lebih  panjang  sehingga  dapat  melakukan penetrasi  pada  lapisan  dalam.  Dengan  pertimbangan  itu  dan melihat  hasil  pemodelan  pada  Gambar  4.33,  4.34,  dan  4.35 maka  dipilih  frekuensi yang akan digunakan sebesar 5 Hz.

## F. K ESIMPULAN
Adapun hal yang dapat disimpulkan dari penelitian ini adalah sebagai berikut:
 Dibutuhkan  frekuensi  yang  sangat  kecil  (5  Hz)  karena terdapat  lapisan  basalt  dengan  ketebalan  200  meter, sehingga  gelombang  seismik  dapat  melakukan  penetrasi melewati  lapisan tersebut.
 Disain akuisisi sangat berpengaruh terhadap kualitas d ata yang dihasilkan, oleh karena itu dibutuhkan test parameter untuk mengetahui disain akuisisi  yang sesuai.
 Pemodelan  seismik  baik  digunakan  untuk  mendisain survey pada lingkungan vulkanik untuk mengetahui hasil perekaman  dan  sebagai  bahan  uji  kualitas  data  bila memiliki  informasi  geologi pada lapangan survey.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Satyana, A.H., 2015, Subvolcanic Hydrocarbon Prospectivity of Java:
Opportunities  and  Challenges ,  Proceedings  Indonesian  Petroleum Association, 39th Annual Convention and Exhibition, Jakarta, May 2015.
[2] Virieux, J., 1986, Wave Propagation in Heterogeneous Media: Velocity- stress Finite Difference Method . Geophysics, 51, 901.