METODA LOGGING GEOFISIK DALAM EKSPORASI BATUBARA

Seiring dengan meningkatnya ilmu pengetahuan dan teknologi maka hadirlah survey geofisika tahanan jenis yang merupakan suatu metode yang dapat memberikan gambaran susunan dan kedalaman lapisan batuan dengan mengukur sifat kelistrikan batuan. Loke (1999) mengungkapkan bahwa survey geofisika tahanan jenis dapat menghasilkan informasi perubahan variasi harga resistivitas baik arah lateral maupun arah vertical. Metode ini memberikan injeksi listrik ke dalam bumi, dari injeksi tersebut maka akan mengakibatkan medan potensial sehingga yang terukur adalah besarnya kuat arus (I) dan potensial (ΔV), dengan menggunakan survey ini maka dapat memudahkan para geologist dalam melakukan interpretasi keberadaan cebakan-cebakan batubara dengan biaya eksplorasi yang relatif murah.

Logging geofisik berkembang dalam ekplorasi minyak bumi untuk analisa kondisi geologi dan reservior minyak. Logging geofisik untuk eksplorasi batubara dirancang tidak hanya untuk mendapatkan informasi geologi, tetapi untuk memperoleh berbagai data lain, seperti kedalaman, ketebalan dan kualitas lapisn batubara, dan sifat geomekanik batuan yang menyertai penambahan batubara. Dan juga mengkompensasi berbagai masalah yang tidak terhindar apabila hanya dilakukan pengeboran, yaitu pengecekan kedalaman sesungguhnya dari lapisan penting, terutama lapisan batubara atau sequence rinci dari lapisan batubara termasuk parting dan lain-lain.

1.        Jenis dan Prinsip Logging Geofisik

Dari sekian banyak prinsip logging yang ada, yang paling sering digunakan adalah resistansi listrik, kecepatan gelombang elastis dan radioaktif. Untuk eksplorasi batubara, logging densitas adalah yang paling efektif dan kombinasi logging densitas dan sinar gama adalah yang direkomendasi untuk menentukan sifat geologi sekitar lapisan batubara. Setiap logging mempunyai keistimewaannya masing-masing, oleh karena itu lebih baik melakukan kombinasi logging untuk analisa menyeluruh.

a.          Log Sinar Gamma

Kekuatan radiasi sinar gamma adalah lebih kuat dari mudstone dan lebih lemah dari sandstone. Terutama yang dari mudstone laut menunjukan nilai yang ekstra tinggi, sedangkan yang dari lapisan batubara lebih rendah pada sandstone. Log sinar gamma dikombinasikan dengan log utama, seperti log densitas, netron dan gelombang bunyi, digunakan untuk memastikan batas antara lapisan penting, seperti antara lapisan batubara dengan langit-langit atau lantai.

b.          Log Densitas

Sinar gamma dari sumber radioaktif dipancar oleh tumbukan dengan elektron di dalam lapisan tanah dan energi sinar gamma akan hilang kepada elektron untuk setiap tumbukan (efek compton). Densitas elektron di dalam material sebanding dengan densitas curahan atau massa (bulk or mass density) material.

c.          Log Netron

Pada waktu netro berkecepatan tinggi menyebar ke dalam lapisan tanah, terjadi tumbukan berulang-ulang dengan inti atom material pembentuk lapisan tanah yang mengakibatkan hilangnya energi dan menjadi netron termal berkecepatan rendah. Kehilangan energi terbesar terjadi pada waktu tumbukan dengan inti atom unsur Hidrogen yang massanya sama dengan netron. Sehingga, pengurangan kecepatan netron ditentukan oleh kerapatan inti atom hidrogen di dalam lapisan tanah. Secara umum, kerapatan inti atom hidrogen pada batuan sebanding dengan jumlah kandungan cairan (air) di dalam material. Apabila diasumsikan, bahwa porositas pada batuan diisi oleh air, maka kerapatan inti atom hidrogen sebanding dengan porositas batuan. Berdasarkan prinsip ini, maka distribusi netron termal yang diukur berbanding terbalik dengan distribusi porositas lapisan tanah. Angka pengukuran tersebut, biasanya besar untuk sandstone dan kecil untuk mudstone. Dengan kata lain, porositas tampak kecil untuk sandstone dan besar untuk mudstone. Karena kerapatan inti atom hidrogen pada batubara tinggi, maka pada log netron menunjukan nilai yang kecil dan mudah membedakan dengan batuan lain. Tetapi, kadang kala sulit untuk mengenal batas yang jelas apabila penting atau langit-langit/lantai terdiri dari batuan yang banyak mengandung karbon seperti coaly shale.

d.          Log Resistansi

Log resistansi normal dirancang untuk mengukur suatu potensial listrik pada elektroda pengukur, M, selama arus listrik konstan dialirkan ke dalam lapisan tanah melalui elektroda A dan potensial tersebut dokonversi kepada resistensi tampak berdasarkan hukum Ohm dan konfigurasi penempatan elektroda. Guard electroda logging dirancang untuk mengukur resistansi lapisan tanah setelah memusatkan distribusi arus listrik ke dalam bagian tertentu dari lapisan tanah dengan menggunakan elektroda tambahan. Dengan demikian akan menaiokan akurasi resistensi dan kemapuan pengukuran di lapisan tipis. Metoda pengukuran ini disebut juga sebagai laterolog.

e.          Log Gelombang Bunyi (Sonic Log)

Sonic log yang digunakan saat ini kebanyakan tipe BHC (bore hole compensated). Metoda ini dapat mengurangi efek pemalsuan (spurious) pada perubahan ukuran lubang dan juga mengkompensasi kesalahan karena kemiringan sonde. Karena BHC menggunakan satu transmitter di atas dan satu transmitter di bawah dua pasang penerima (receiver), dan interval waktu perambatan gelombang yang diterima kedua set receiver dirata-ratakan. Selengkapnya...

Handbook Komatsu

Download Handbook Komatsu

Caterpillar Performance Handbook

Download Caterpillar Performance Handbook

METODE GROUND PENETRATING RADAR

Metode GPR dikembangkan sebagai salah satu alat bantu untuk meneliti objek-objek bawah permukaan bumi yang relatif dangkal dan rinci bila menggunakan frekuensi rendah, dan objek-objek pada kedalaman yang besar bila menggunakan frekuensi tinggi. Metode ini memiliki beberapa keunggulan dibandingkan metode-metode lain dalam hal keakuratannya, selain itu geophone dapat dikontakkan langsung ke dalam tanah (ground-based. GPR dapat pula digunakan untuk berbagai keperluan seperti penelitian aquiver air tanah, fosil arkeologi, eksplorasi bahan-bahan mineral, pipa dan utilitas bawah permukaan lainnya. Dengan semakin disadari pentingnya data-data tentang objek-objek bawah permukaan untuk menunjangan pembangunan infrastruktur terutama dikota-kota besar, maka metode GPR merupakan salah satu bentuk yang paling tepat.

Prinsip penggunaan metode ini tidak jauh berbeda dengan metode seismik pantul, suatu sistem radar terdiri dari sebuah pembangkit sinyal, antena pengirim (transmitter) dan antena penerima (receiver). Sinyal radar ditransmisikan sebagai pulsa-pulsa yang berfrekuensi tinggi ≥ 500 MHz, umumnya antara 900 MHz sampai 1 GHz.

Gelombang yang dikirimkan bergerak dengan kecepatan tinggi dan melewati media bawah permukaan. Gelombang tersebut dapat diserap oleh media, dapat pula dipantulkan kembali. Gelombang akan diterima oleh receiver dalam selang waktu tertentu dalam beberapa puluh hingga ribuan nanosekon. Lama waktu tempuh tersebut tergantung pada keadaan media yang dilewati oleh media tersebut.

Mode konfigurasi antena transmitter dan receiver pada GPR terdiri dari mode monostatik dan bistatik. Mode monostatik yaitu bila transmitter dan receiver digabung dalam satu antena, sedangkan mode bistatik adalah bila kedua antenna tersebut memiliki jarak pemisah yang disebut offset. Receiver diatur untuk dapat melakukan scan secara normal mencapai 32 hingga 512 scan perdetik. Setiap hasil scan akan ditampilkan dalam layer monitor sebagai fungsi waktu two-way travel time, yaitu waktu yang diperlukan oleh sinyal untuk menempuh jarak dari transmitter menuju target dan dipantulkan kembali menuju receiver. Download selengkapnya.

PROSES PEMBENTUKAN BATUBARA

Batubara terbentuk dari tumbuh-tumbuhan yang mengalami proses pembusukan, pemampatan dan proses perubahan sebagai akibat bermacam-macam pengaruh kimia dan fisika. Proses pembentukan dari sisa-sisa tumbuhan menjadi gambut kemudian menjadi batubara muda sampai batubara tua tarbagi dalam dua tahap :

1.      Tahap Biokimia

Pada tahap ini terjadi proses pembusukan sisa-sisa tumbuhan yang disebabkan oleh kerja bakteri anaerob. Produk dari proses ini adalah gambut, sehingga tahap ini sering disebut tahap penggambutan (patification).

2.      Tahap Geokimia

Tahap ini disebut sebagai proses pembatubaraan (coalification), hal ini ditunjukkan dengan bertambah gelapnya warna dari massa pembentuk batubara, naiknya tingkat kekerasan, dan terjadinya perubahan tekstur. Pada proses ini terjadi proses peubahan dari gambut menjadi lignit, sub-bituminus dan antrasit menjadi menjadi meta-antrasit.

 Adapun urutan proses pembentukan batubara sebagai berikut :

1.      Gambut.

Gambut merupakan tumbuhan yang telah mati dan mengalami dekomposisi sebagian serta terakumulasi dalam payau. Pada waktu pengambilannya, kandungan airnya antara 80% - 90% tetapi setelah dikeringkan di udara terbuka kandungan airnya hanya 5% - 6%. Gambut cocok untuk dijadikan bahan bakar, hanya saja nilai kalorinya kecil.gambut kering dapat dibuat menjadi briket dengan proses tekan ataupun dengan menggunakan zat pengikat seperti tar.

2.      Lignit

Lignit biasanya mengandung sedikit material kayu dan mempunyai struktur yang lebih kompak jika dibandingkan dengan gambut. Lignit yang baru di tambang mempunyai kandungan air antara 20-24 % dengan nilai kalori 3056-4611 kal/gram, sedangkan untuk lignit bebas air dan abu berkisar antara 10000-11100 kal/gram.

3.      Sub bituminus

Batubara jenis ini biasanya berwarna hitam mengkilap seperti kilapan logam, tetapi karakternya sering berubah. Pada waktu di tambang, nilai kalorinya sekitar 4440-6110 kal/gram dengan kandungan air mencapai 40 %.

4.      Bituminus

Batubara jenis ini memiliki nilai kalori antara 4440-8330 kal/gram. Batubara jenis ini digolongkan dalam beberapa sub-kelas berdasarkan peran dan keragamannya yaitu : bituminus dengan kandungan zat terbang tinggi, menengah, dan rendah.

5.      Semi antrasit

Batubara jenis ini memiliki karakter antara batubara bituminus dengan kandungan zat terbang tinggi dengan antrasit,yaitu berkisar antara 8-14 %, sehingga batubara jenis ini lebih mudah terbakar dibandingkan dengan antrasit dengan nyala sedikit kekuning-kuningan.

6.      Antrasit

Biasa disebut batubara keras. Sifat dari antarsit ini ditentukan oleh susunan keteraturan molekul dan derajat kilap. Antrasit memiliki nilai kalori tinggi antara 7200-7780 kal/gram dengan nyala biru pucat dan bebas asap.

PENGOLAHAN DATA SEISMIK

Kegiatan ini merupakan kegiatan untuk mengolah data rekaman di lapangan dan diubah ke bentuk penampang seismik migrasi. Tujuan dari pengolahan data seismik ini antara lain:

·         untuk meningkatkan signal to noise ratio (S/N)

·         untuk memperoleh resolusi yang lebih tinggi dengan mengadaptasikan bentuk gelombang sinyal

·         mengisolasi sinyal-sinyal yang diinginkan (mengisolasi sinyal refleksi dari multiple dan gelombang-gelombang permukaan)

·         untuk memperoleh gambaran yang realistik dengan koreksi geometri

·         untuk memperoleh informasi-informasi mengenai bawah permukaan (kecepatan, reflektivitas, dll). 

Urutan pengolahan data seismik :                                                                                             

1.  Field Tape

 Data seismik direkam ke dalam pita magnetik dengan standar format tertantu. Standarisasi ini dilakukan oleh SEG (Society of Exploration Geophysics). Magnetic tape yang digunakan biasanya adalah tape dengan format: SEG-A, SEG-B, SEG-C, SEG-D, dan SEG-Y. Format data terdiri dari header dan amplitudo. Header berisi informasi mengenai survei, project dan parameter yang digunakan dan informasi mengenai data itu sendiri

2.  Demultiplex

 Data seismik yang tersimpan dalam format multiplex dalam pita magnetik lapangan sebelum diperoses terlebih dahulu harus diubah susunannya. Data yang tersusun berdasarkan urutan pencuplikan disusun kembali berdasarkan receiver atau channel (demultiplex). Proses ini dikenal dengan demultiplexing.

3. Gain Recovery

 Akibat adanya penyerapan energi pada lapisan batuan yang kurang elastis dan efek divergensi sferis maka data amplitudo (energi gelombang) yang direkam

mengalami penurunan sesuai dengan jarak yang ditempuh. Untuk menghilangkan efek ini maka perlu dilakukan pemulihan kembali energi yang hilang sedemikian rupa sehingga pada setiap titik seolah-olah datang dengan jumlah energi yang sama. Proses ini dikenal dengan istilah Automatic Gain Control (AGC) sehingga nantinya menghasilkan kenampakan data seismik yang lebih mudah diinterpretasi.

4. Editing dan Muting  

 Editing adalah proses untuk menghilangkan semua rekaman yang buruk, sedangkan mute adalah proses untuk menghilangkan sebagian rekaman yang

diperkirakan sebagai sinyal gangguan seperti ground roll, first break dan lainnya yang dapat mengganggu data

5. Koreksi statik

 Koreksi ini dilakukan untuk menghilangkan pengaruh topografi (elevasi shot dan receiver) sehingga shot point dan receiver seolah-oleh ditempatkan pada datum yang sama.

6. Dekonvolusi

 Dekonvolusi dilakukan untuk menghilangkan atau mengurangi pengaruh ground roll, multiple, reverberation, ghost serta memperbaiki bentuk wavelet yang kompleks akibat pengaruh noise. Dekonvolusi merupakan proses invers filter karena konvolusi merupakan suatu filter. Bumi merupakan low pass filter yang baik sehingga sinyal impulsif diubah menjadi wavelet yang panjangnya sampai 100 ms. Wavelet yang terlalu panjang mengakibatkan turunnya resolusi seismik karena kemampuan untuk membedakan dua event refleksi yang berdekatan menjadi berkurang.

7. Analisis Kecepatan  

 Tujuan dari analisis kecepatan adalah untuk menentukan kecepatan yang sesuai untuk memperoleh stacking yang terbaik. Pada grup trace dari suatu titik pantul, sinyal refleksi yang dihasilkan akan mengikuti bentuk pola hiperbola. Prinsip dasar analisa kecepatan pada proses stacking adalah mencari persamaan hiperbola yang tepat sehingga memberikan stack yang maksimum

8. Koreksi Dinamik/Koreksi NMO

 Koreksi ini diterapkan untuk mengoreksi efek adanya jarak offset antara shot point dan receiver pada suatu trace yang berasal dari satu CDP (Common Depth Point). Koreksi ini menghilangkan pengaruh offset sehingga seolah-olah gelombang pantul datang dalam arah vertikal (normal incident)                                                                  

9. Stacking

 Stacking adalah proses penjumlahan trace-trace dalam satu gather data yang bertujuan untuk mempertinggi sinyal to noise ratio (S/N). Proses ini biasanya dilakukan berdasarkan CDP yaitu trace-trace yang tergabung pada satu CDP dan telah dikoreksi NMO kemudian dijumlahkan untuk mendapat satu trace yang tajam dan bebas noise inkoheren

10. Migrasi

 Migrasi adalah suatu proses untuk memindahkan kedudukan reflektor pada posisi dan waktu pantul yang sebenarnya berdasarkan lintasan gelombang. Hal ini disebabkan karena penampang seismik hasil stack belum mencerminkan kedudukan yang sebenarnya, karena rekaman normal incident belum tentu tegak lurus terhadap bidang permukaan, terutama untuk bidang reflektor yang miring. Selain itu, migrasi juga dapat menghilangkan pengaruh difraksigelombang yang muncul akibat adanya struktur-struktur tertentu (patahan, lipatan)

 

INTERPRETASI DATA SEISMIK

Tujuan dari interpretasi seismik secara umum menurut adalah untuk mentransformasikan profil seismik refleksi stack menjadi suatu struktur kontinu/model geologi secara lateral dari subsurface 

Tujuan khusus dari interpretasi data seismik antara lain :

1.  Pemetaan Struktur-Struktur Geologi

Untuk pemetaan struktur-struktur geologi pada data seismik, posisi horizon-horizon utama dan gangguan dipetakan dan bentuk serta posisi sesar diidentifikasi.Tujuannya adalah untuk memperoleh profil geologi dan untuk memperoleh kedalaman horizon serta gangguan.

 2.  Analisis Sekuen Seismik

Tujuan utama dari analisis sekuen seismik adalah :

•  Mengidentifikasi batas-batas sekuen pada data seismik

•  Menentukan sekuen pengendapan dalam waktu

•  Menganalisis fluktuasi muka air laut

 3.  Analisis Fasies Seismik

     Sekuen seismik dapat juga untuk menyelidiki karakteristik refleksi di dalam suatu sekuen, yang berhubungan dengan seismik fasies. Tidak hanya waktu sekuen sendimentasi yang diperoleh namun juga memungkinkan untuk mengambil kesimpulan yang dapat menggambarkan tentang lingkungan pengendapannya. Tujuan interpretasi seismik khusus dalam eksplorasi minyak dan gas bumi adalah untuk menentukan tempat-tempat terakumulasinya (struktur cebakan-cebakan) minyak dan gas. Minyak dan gas akan terakumulasi pada suatu tempat jika memenuhi tiga syarat, yaitu:

a.       Adanya Batuan sumber (source rock), adalah lapisan-lapisan batuan yang merupakan tempat terbentuknya minyak dan gas,

b.      Batuan Reservoir yaitu batuan yang permeabel tempat terakumulasinya minyak dan gas bumi setelah bermigrasi dari batuan sumber,

c.       Batuan Penutup, adalah batuan yang impermeabel  sehingga minyak yang sudah terakumulasi dalam batuan reservoir akan tetap tertahan di dalamnya dan tidak bermigrasi ke tempat yang lain.