APLIKASI DEKOMPOSISI SPEKTRAL DALAM INTERPRETASI PALEOGEOGRAFI SISTEM LAKUSTRINRIFT DI SUB-CEKUNGAN AMAN UTARA, CEKUNGAN SUMATRA TENGAH
TESIS Karya tulis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister dari Institut Teknologi Bandung
Oleh
AGUS SUHIRMANTO NIM : 22005029 Program Studi Magister Teknik Geologi
INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2007
ABSTRAK APLIKASI DEKOMPOSISI SPEKTRAL DALAM INTERPRETASI PALEOGEOGRAFI SISTEM LAKUSTRINRIFT DI SUB-CEKUNGAN AMAN UTARA, CEKUNGAN SUMATRA TENGAH Oleh Agus Suhirmanto NIM : 22005029 Dekomposisi spektral telah lama digunakan dalam pemrosesan dan interpretasi data seismik. Lebih jauh dalam karakterisasi reservoir metode dekomposisi spektral banyak digunakan untuk menghasilkan gambaran lebih akurat dan mengurangi aspek ketidakpastian dan ambiguitas dalam kaitannya dengan proses interpretasi geologi bawah permukaan misalnya dalam interpretasi sistem sesar dan juga geometri penyebaran fasies pengendapan. Secara prinsip, dekomposisi spektral menawarkan sebuah pendekatan menggunakan spektrum amplitudo yang tidak bergantung pada fase dan didesain untuk mengetahui tanggap suatu lapisan tipis pada data seismik 3-dimensi. Aplikasi metode dekomposisi spektral di daerah sub-cekungan Paleogen Aman Utara, Cekungan Sumatra Tengah, yang diinterpretasikan merupakan suatu subcekungan rift, dalam beberapa system tract pembentukan rift-nya, mampu meningkatkan gambaran kondisi geologi bawah permukaan. Seperti kenampakan sistem sesar, geometri fasies pengendapan seperti sistem sungai teranyam dan berkelok, kipas aluvial dan delta lakustrin. Khusus pada rift climax yang diasosiasikan dengan pengendapan Formasi Brownshale dan Upper Red Beds (seperti Sand 4930), metode dekomposisi spektral secara signifikan mampu meningkatkan gambaran geologi bawah permukaan yang dapat mengurangi aspek ketidakpastian dalam interpretasi. Sesarsesar normal yang sedemikian mengontrol rift ini dapat tergambarkan dengan jelas dengan tren arah jurus timurlaut-baratdaya. Sementara beberapa fasies pengendapan seperti sungai teranyam berkembang pada arah relatif utara-tenggara dan juga kipas aluvial berkembang dari arah baratlaut menuju pusat cekungan. Ketebalan fasies sungai teranyam yang berkembang pada sekuen ini, secara kuantitatif dapat dihitung melalui analisis lanjut dalam metode dekomposisi spektral.
ii
ABSTRACT APPLICATION OF SPECTRAL DECOMPOSITION IN PALEOGEOGRAPHY INTERPRETATION OF LACUSTRINERIFT SYSTEM OF NORTH AMAN SUB-BASIN, CENTRAL SUMATRA BASIN By Agus Suhirmanto NIM : 22005029 Spectral decomposition has been applied in seismic data processing and interpretation for years. In reservoir characterization purposes, spectral decomposition method mostly used to produce an accurate image that can reduces the sub-surface geological interpretation uncertainties and ambiguities such as fault system and also the geometry of depositional facies distribution. Principally, spectral decomposition offers an affective approach in phase independent amplitude spectrum usage and designed to know better about thin bed respond in 3D seismic data. The application of spectral decomposition method in North Aman Paleogene Subbasin, Central Sumatra Basin, which interpreted as rift basin, produces a significant improvement in imaging the sub-surface geological condition in each rift development system tract e.g. fault system, geometry of depositional facies such as meandering and braided fluvial (channel), alluvial fans, and lacustrine delta. Special for rift climax sequence that associated as depositional sequence of Brownshale and Upper Red Beds Formation (Sand 4930’), spectral decomposition method is proven can improve significantly sub-surface geological feature imaging. Thus, it can be used to reduce uncertainties in geological interpretation. Normal fault system as control of this rift development can be identified in NE-SW trend. While depositional facies such as braided fluvial system can be identified in relatively N-SE direction and alluvial fan is identified being developed from border fault at NW direction towards rift depocenter. Further analysis of spectral decomposition can be used to determine quantitatively this depositional facies thickness.
iii
APLIKASI DEKOMPOSISI SPEKTRAL DALAM
INTERPRETASI PALEOGEOGRAFI SISTEM RIFTLAKUSTRIN DI SUB-CEKUNGAN AMAN UTARA, CEKUNGAN SUMATRA TENGAH
Oleh AGUS SUHIRMANTO NIM : 22005029 Program Studi Magister Teknik Geologi Institut Teknologi Bandung
Menyetujui Tim Pembimbing
Tanggal …………………………
Ketua
__________________________ (Dr. Ir. Prihadi Soemintadiredja) Anggota
Anggota
______________________ (Dr. Ir. Rubiyanto Kapid)
___________________ (Dr. Ir. Awali Priyono)
iv
PEDOMAN PENGGUNAAN TESIS Tesis S2 yang tidak dipublikasikan terdaftar dan tersedia di Perpustakaan Institut Teknologi Bandung, dan terbuka untuk umum dengan ketentuan bahwa hak cipta ada pada pengarang dengan mengikuti aturan HaKI yang berlaku di Institut Teknologi Bandung. Referensi kepustakaan diperkenankan dicatat, tetapi pengutipan atau peringkasan hanya dapat dilakukan seizin pengarang dan harus disertai dengan kebiasaan ilmiah untuk menyebutkan sumbernya. Memperbanyak atau menerbitkan sebagian atau seluruh tesis haruslah seizin Direktur Program Pascasarjana, Institut Teknologi Bandung.
v
KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala rahmat dan pertolonganNya sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis magister ini. Tesis ini disusun sebagai salah satu persyaratan di dalam menyelesaikan Program Magister Geologi yang diselenggarakan oleh Pasca Sarjana Institut Teknologi Bandung bersama-sama dengan Manajemen PT. Chevron Pacific Indonesia. Tesis ini dapat dikatakan merupakan studi awal dari studi geologi dan geofisika yang dilakukan di Departemen Eksplorasi PT. Chevron Pacific Indonesia dengan sepenuhnya menggunakan data dan fasilitas pemrosesan serta interpretasi data yang tersedia di perusahaan. Penulisan tesis ini dapat diselesaikan setelah melalui diskusi-diskusi dengan para pembimbing dan narasumber lainnya. Dengan telah selesainya penyusunan tesis ini, penulis menghaturkan terima kasih dan penghargaan setinggi-tingginya kepada: 1. Bapak Dr. Ir. Prihadi Soemintadiredja sebagai Pembimbing I, Bapak Dr. Ir. Awali Priyono sebagai Pembimbing II dan Bapak Dr. Ir. Rubiyanto Kapid sebagai Pembimbing III yang telah dengan sepenuh hati serta mengorbankan waktunya untuk memberikan bimbingan kepada penulis. 2. Bapak Yarmanto selaku Manager Eksplorasi PT. Chevron Pacific Indonesia dan Bapak Hadi Azhari selaku Acting Team Manager Exploration Central Sumatra Basin, yang telah memberikan keleluasaan kepada penulis untuk mengikuti Program Magister Geologi ini dan menggunakan data eksplorasi sebagai bahan penyusunan tesis ini. 3. Manajemen PT. Chevron Pacific Indonesia yang telah memberikan kesempatan untuk menggunakan fasilitas perusahaan dalam rangka penyusunan tesis ini. 4. Pengurus Program Pascasarjana Geologi beserta staf pengajar dan staf tata usaha yang telah membantu dalam pelaksanaan Program Magister Geologi ITB-CPI baik dalam perkuliahan maupun dalam penulisan tesis yang telah diselenggarakan di Riau dan Bandung.
vi
5. Rekan-rekan mahasiswa Program Magister Geologi ITB-CPI yang telah ikut memberi sumbangan pemikiran, saran-saran dan kebersamaan untuk saling menyemangati. 6. Istri dan anakku tersayang Aqeel, yang telah merelakan waktu kebersamaan keluarga dan memberikan semangat bagi penulis selama mengikuti masa perkuliahan hingga penulisan tesis dalam Program Magister Geologi ini. Harapan penulis, semoga hasil penelitian yang tertuang dalam tesis ini dapat dijadikan sebagai awal dari suatu studi lebih lanjut yang lebih lengkap dan menyeluruh yang bermanfaat untuk kepentingan pekerjaan geologi dan geofisika di Cekungan Sumatra Tengah, khususnya dalam eksplorasi hidrokarbon di Subcekungan Aman Utara. Rumbai, Juni 2007 Penulis
vii
DAFTAR ISI ABSTRAK .............................................................................................................. ii ABSTRACT........................................................................................................... iii PEDOMAN PENGGUNAAN TESIS .................................................................... v KATA PENGANTAR ........................................................................................... vi DAFTAR ISI........................................................................................................ viii DAFTAR LAMPIRAN........................................................................................... x DAFTAR GAMBAR ............................................................................................. xi DAFTAR TABEL................................................................................................. xv DAFTAR TABEL................................................................................................. xv Bab I
Masalah Penelitian ................................................................................... 1
I.1.
Latar Belakang Masalah...................................................................... 1
I.2.
Perumusan Masalah ............................................................................ 3
I.3.
Objek dan Lokasi Penelitian ............................................................... 3
I.4.
Tujuan dan Ruang Lingkup Penelitian................................................ 5
I.5.
Hipotesis Kerja.................................................................................... 5
Bab II
Kajian Pustaka.......................................................................................... 7
II.1.
Geologi Regional Daerah Penelitian................................................... 7
II.2.
Stratigrafi Regional Daerah Penelitian.............................................. 10
II.3.
Tektonostratigrafi Paleogen Daerah Penelitian................................. 14
II.4.
Dasar Teori Dekomposisi Spektral ................................................... 18
II.4.1.
Dekomposisi Spektral pada Data Seismik .................................... 19
II.4.2.
Model Konvolusi........................................................................... 24
II.4.3.
Metode Discrete Fourier Transform (DFT) ................................. 25
II.4.4.
Metode Maximum Entrophy (MEM) ............................................ 25
Bab III Metodologi Penelitian ............................................................................ 27 III.1.
Data Yang Digunakan dan Metode Pemerolehannya ....................... 27
III.1.1. Data Utama ....................................................................................... 27 III.1.2. Data Pendukung ................................................................................ 28 III.2. III.2.1.
Metode Pemrosesan dan Interpretasi Data........................................ 28 Interpretasi data seismik................................................................ 28
viii
III.2.3.
Pemrosesan dan Interpretasi Data Menggunakan Metode
Dekomposisi Spektral dan Ekstraksi Atribut Seismik .................................. 29 Bab IV Aplikasi Metode Dekomposisi Spektral Dalam Interpretasi Paleogeografi Daerah Penelitian ............................................................ 32 IV.1.
Interpretasi Data Log Sumur Pemboran............................................ 32
IV.2.
Pengikatan Data Sumur Terhadap Data Seismik(Well-Seismic Tie) 36
IV.3.
Interpretasi Data Seismik 3-Dimensi ................................................ 38
IV.4.
Pemrosesan dan Interpretasi Data Menggunakan Ekstraksi Atribut Seismik dan Dekomposisi Spektral................................................... 41
IV.4.1.
Ekstraksi atribut seismik .............................................................. 41
IV.4.2.
Pemrosesan dekomposisi spektral ................................................ 41
IV.5.
Interpretasi Paleogeografi Sub-Cekungan Aman Utara Menggunakan Dekomposisi Spektral dan Ekstraksi Atribut Seismik …………… 43
IV.5.1.
Sistem trak (tahap) pre-rift ........................................................... 43
IV.5.2.
Sistem trak (tahap) rift Initiation .................................................. 45
IV.5.3.
Sistem Trak (tahap) Rift-climax .................................................... 49
IV.5.4.
Sistem trak (tahap) Post-rift .......................................................... 55
IV.6.
Analisis Lanjut .................................................................................. 60
IV.7.
Perkiraan ketebalan Batupasir pada Fasies Pengendapan Sungai Teranyam (Braided-fluvial) .............................................................. 62
Bab V
Kesimpulan dan Rekomendasi............................................................... 66
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 69
ix
DAFTAR LAMPIRAN Lampiran A
INTERPRETASI DATA SEISMIK 3-DIMENSI ................
71
Lampiran B
TEORI EKSTRAKSI ATRIBUT SEISMIK.........................
74
Lampiran C
HASIL EKSTRAKSI ATRIBUT SEISMIK ........................
85
Lampiran D
SINTESIS PALEOGEOGRAFI ...........................................
89
x
DAFTAR GAMBAR Gambar I.1.
Perbandingan hasil pengolahan data (a) atribut amplitde seismik dan, (b) dekomposisi spektral (Landmark, 2003). ....................... 2
Gambar I.2.
Sayatan horisontal data atribut amplitudo seismik Edge (coherency) dan sayatan vertikal data seismik domain waktu daerah penelitian di Sub-Cekungan Aman Utara......................... 2
Gambar I.3.
Lokasi penelitian Cekungan Sumatra Tengah dan pada pembesaran adalah peta Sub-Cekungan Aman Utara (Heidrick et al., 1996). ..................................................................................... 4
Gambar II.1.
Peta tatanan tektonik regional Cekungan Sumatra Tengah (Heidrick et al., 1996) .................................................................. 9
Gambar II.2.
Sistem trak dari rift initiation. (a) blok diagram secara umum. (b) Diagram skematik secara cross-section (Prosser, 1993). ........... 16
Gambar II.3.
Sistem trak dari rift climax. (a) blok diagram secara umum. (b) Diagram skematik secara cross-section (Prosser, 1993). ........... 16
Gambar II.4.
Sistem trak dari (a) early rift climax, (b) mid-rift climax dan (c) late-rift climax (Prosser, 1993). ................................................. 17
Gambar II.5.
Sistem trak dari immediate post rift. (a) blok diagram secara umum. (b) Diagram skematik secara cross-section (Prosser, 1993). ......................................................................................... 18
Gambar II.6.
Sistem trak dari late post rift (2.a) blok diagram secara umum. (2.b) Diagram skematik cross-section (Prosser, 1993). ............. 18
Gambar II.7.
Penggambaran spektral suatu lapisan tipis (Partyka et al.,1999) 20
Gambar II.8.
Transformasi data amplitudo atau fase ke domain frekuensi dalam bentuk tuning cube (Partyka et al., 2005) .................................. 21
Gambar II.9. Tuning cube sebelum dikenai spectral balance (Partyka et al., 1999). ......................................................................................... 22 Gambar II.10. Proses spectral balancing pada tuning cube. (Partyka, et al., 1999). ......................................................................................... 23 Gambar II.11. Tuning cube setelah dikenai spectral balance. (Partyka et al., 1999). ......................................................................................... 23
xi
Gambar II.12. Analisis Pemrosesan wavelet dalam jendela analisis panjang (Partyka et al., 1999).................................................................. 24 Gambar II.13. Analisis Pemrosesan wavelet dalam jendela analisis pendek (Partyka et al., 1999).................................................................. 24 Gambar III.1. Diagram alir umum penelitian ................................................... 30 Gambar III.2. Diagram alir pemrosesan dekomposisi spektral......................... 31 Gambar IV.1. (a) Fitur sekuen coursening upwards pada sumur KK-1 yang dapat diidentifikasi pada interval Brownshale, (b) posisi pengambilan contoh batuan inti pada sumur GO-1 di interval Upper Red Beds. ........................................................................ 34 Gambar IV.2. Penampang seismik ILN 281 yang melalui sumur TN-1 dan CI-2 dalam bentuk terproses Instantenous Phase (Fase Sesaat). ....... 34 Gambar IV.3. Korelasi sumur untuk mengetahui penyebaran litologi batupasir dan interpretasi tipe fasies yang berkembang di Sub-Cekungan Aman Utara. Didatarkan pada Top Pematang (SB 25,5 ma). .... 35 Gambar IV.4. Hasil dari proses pengikatan 5 data sumur terhadap data seismik. (a) Koefisien Korelasi sumur KK-1=67,11%, (b) sumur TN1=66,54%, (c) sumur CI-1=71,20%, (d) sumur CI-2=79,%, (e) sumur GO-1=74%, dan (d) peta index. (Asnidar, 2005)............ 37 Gambar IV.5. Penampang vertikal seismik 3D pada ILN-281 berarah barattimur yang telah diikatkan dengan menggunakan data seismogram sintetik pada sumur TN-1. ..................................... 38 Gambar IV.7. Peta kontur struktur waktu (a) Top Brownshale dan (b) Top 4930 Sand. Warna Merah zona tinggi dan warna ungu zona dalam... 40 Gambar IV.8. Peta kontur struktur waktu Top Pematang dan Top Menggala. Warna Merah zona tinggi dan warna ungu zona dalam............. 40 Gambar IV.9. Esktraksi atribut seismik (a) amplitudo absolut total dan (b) frekuensi dominan dengan acuan Top Basement. ...................... 44 Gambar IV.10. (a) Tuning Cube dengan acuan horison interpretasi Top Basement diiris pada frekuensi 22 hz (b) histogram sebaran data frekuensi, frekuensi dominant pada 22 hz................................................... 44
xii
Gambar IV.11. Peta isokron Top Basement dan Top Lower Red Beds (interval kontur 25 ms). Memperlihatkan kemungkinan arah pengendapan sedimen dari arah hinge margin dan sesar batas menuju pusat cekungan (depocenter)…………………………………………46 Gambar IV.12. Penampang horisontal hasil ekstraksi atribut (a) amplitudo absolut total dan (b) peak spectral frequency dengan acuan Top Lower Red Beds. ........................................................................ 47 Gambar IV.16. Tuning Cube dengan acuan (a) dua horison Top Lower Red BedsTop Brownshale dan (b) horizon tunggal Top Brownshale. Diiris pada frekuensi ~20-21 hz, (c) histogram sebaran data frekuensi. .................................................................................................... 51 Gambar IV.19. Penampang horisontal hasil ekstraksi atribut seismik (a) amplitude absolute maksimum dan (b) frekuensi dominan, dengan acuan Top Sand 4930’. Warna putih bernilai paling rendah, warna biru gelap bernilai paling tinggi. ........................ 53 Gambar IV.19. Tuning Cube dengan acuan (a) dua horison Top Brownshale-Top Sand 4930 dan (b) horizon tunggal Top Sand 4930 yang diiris pada frekuensi ~22 hz sebagai, (c) histogram sebaran data frekuensi..................................................................................... 54 Gambar IV.20. Peta isokron pada interval antara Brownshale dan 4930’ Sand. Memperlihatkan arah pengendapan sedimen dari arah hinge margin dan sesar batas menuju pusat cekungan (depocenter). .. 56 Gambar IV.21. Interpretasi terhadap penampang horisontal hasil ekstraksi atribut (a) Amplitudo RMSdan (b) frekuensi puncak spektral. Interpretasi terhadap penampang ekstraksi amplitudo seismik dengan acuan horison Top Pematang FM. ................................. 56 Gambar IV.22. Tuning Cube dengan acuan (a) satu horison Top Pematang dan (b) dua horizon Top Sand 4930’-Top Pematang yang diiris pada frekuensi ~21 h, (c) histogram sebaran data frekuensi. ............. 57 Gambar IV.23. Peta isokron pada interval antara Pematang dan Menggala. Menunjukan tren dominan arah pengendapan sedimen pada akhir sistem trak post-rift yaitu berarah relatif timur-barat................. 58
xiii
Gambar IV.24. Tuning Cube dengan acuan (a) dua horison Top Pematang-Top Menggala dan (b) horizon tunggal Top Menggala yang diiris pada frekuensi ~22 hz (c) histogram sebaran data frekuensi. .... 59 Gambar IV.25. Penampang horisontal ekstraksi atribut (a) Total Amplitudo dan (b) frekuensi puncak spektral dengan acuan horison Top Menggala FM. ............................................................................ 59 Gambar IV.26. Irisan Penampang horizontal tuning cube pada frekuensi 22 hz, dengan acuan analisis 2 horison interpretasi Top 4930 Sand-Top Brownshale dan analisis horizon tunggal Top 4930 Sand. ........ 60 Gambar IV.27. Penampang vertikal tuning cube pada lintasan ILN188, ILN221, ILN281, ILN303 dan ILN353 yang memotong zone menarik pada sekuen rift climax yang diasosiasikan dengan Top 4930 Sand............................................................................................ 61 Gambar IV.28. Penampang seismik vertikal yang menunjukan target dalam perhitungan perkiraan ketebalan reservoir batupasir sungai teranyam dengan acuan sumur KK-1......................................... 62 Gambar IV.29. (a) Interpretasi terhadap data tuning cube dengan acuan horizon tunggal 4930’ Sand, (b) Interpretasi horison First Peak Frequency yang merupakan hasil ekstraksi tuning cube secara lateral terhadap horizon 4930’ Sand. ......................................... 64 Gambar IV.30. (a) Peta ketebalan (kaki) sebagai hasil perhitungan ketebalan zona menarik/target pada zone 4930’ Sand, (b) Peta ketebalan yang telah diinterpretasikan sebagai endapan sungai teranyam (braided fluvial). ........................................................................ 64 Gambar IV.31. Model diagram blok paleogeografi pada saat pengendapan sand 4930’. Fasies pengendapan utama berupa sungai teranyam yang berarah relatif utara ke selatan-tenggara. ................................... 65
xiv
DAFTAR TABEL Tabel II.1.
Tabel II.2.
Diagram perkembangan tektonik Tersier di Cekungan Sumatra Tengah (Heidrick et al., 1996) ..................................
10
Kolom Stratigrafi Umum Cekungan Sumatra Tengah (Eubank & Makki, 1981 dalam Heidrick et al., 1996) .......
14
xv
Untuk Sentia dan Aqeel
xvi
