Metode Gravitasi dalam Analisis Cekungan Hidrokarbon

Metode gravitasi merupakan salah satu metode geofisika yang cukup popular. Metode gravitasi termasuk kedalam metode geofisika pasif. Disebut pasif karena sumbernya berasal dari alam dan bukan buatan. Metode gravitasi ini didasarkan pada Hukum Gravitasi Newton yang mana dirumuskan ke dalam:

Keterangan:

F   = Gaya gravitasi antara dua titik massa yang ada (N)

G   = Konstanta Gravitasi Newton (6673 x 10^-11 Nm²/kg²)

m₁ = Massa benda pertama (Kg)

m₂ = Massa benda kedua (Kg)

r    = Jarak antar benda pertama dengan kedua (m)

 

Metode gravitasi prinsip dasarnya yaitu memanfaatkan variasi nilai densitas yang terdistribusi kedalam setiap lapisan bumi. Setiap lapisan pasti tersusun atas batuan serta mineral yang berbeda-beda hal itu menyebabkan pula nilai densitasnya berbeda-beda dan hal tersebut dapat mempengaruhi variasi medan gravitasi bumi. Sehingga akan terjadi suatu anomali gravitasi. Parameter yang diukur dalam metode ini yaitu nilai percepatan gravitasi pada lokasi survey. Adanya anomali gravitasi menandakan bahwa terdapat perbedaan striuktur lapisan maupun jenis batuan dan mineralnya. Batuan yang memiliki nilai densitas yang rendah maka nilai porositasnya tinggi. Porositas juga berbanding lurus dengan permeabilitas.

Alat yang digunakan untuk pengukuran pada metode gravitasi ini yaitu gravimeter

Gravimeter (Sumber: https://www.researchgate.net/)

Salah satu pemanfaatan metode gravitasi dalam eksplorasi geofisika yaitu mencari atau menganalisis keberadaan cekungan serta kemungkinan pembentukan source rock. Di dalam Petroleum System terdapat lima unsur penting, yaitu:

1. Terdapat batuan induk yang telah matang.
2. Terdapat batuan cadangan (resrvoir).Reservoir yang memungkinkan sebagi tempat penampung hidrokarbon yaitu yang memiliki porositas serta permeabilitas yang baik.
3. Terdapat batuan penutup yang memiliki sifat impermeable. Berfungsi untuk mengahalangi keluarnya fluida dari batuan induk.
4. Terdapat mekanisme migrasi sebagai jalan keluarnya hidrokarbon.
5. Terdapat  perangkap (trap)

Seperti yang kita ketahui bahwa bentuk bumi memiliki relief yang tidak rata, serta bumi mengalami rotasi dan revolusi. Oleh sebab itu  nilai  gaya berat pada setiap titik berbeda-beda. Dalam melakukan interpretasi serta pada saat pengambilan data terdapat beberapa faktor yang memengaruhinya, yaitu:

1. Pasang surut
2. Ketinggian
3. Topografi
4. Lintang
5. Variasi densitas bawah permukaan

Dalam eksplorasi dalam menggunakan metode gravitasi yang perlu diperhitungkan hanyalah faktor densitas bawah permukaan, faktor lain harus dikoreksi terlebih dahulu. Koreksi tersebut dapat dilakukan dengan berbagai cara yaitu:

1. Koreksi Penyimpangan Alat

Koreksi penyimpangan alat yaitu koreksi pada data gravitasi akibat perbedaan pembacaan nilai gravitasi di stasiun yang sama tetapi pada waktu yang berbeda pada alat gravimeter. Salah satu faktor yang dapat menyebabkan hal tersebut yaitu terdapat guncangan pegas pada saat berpindah lokasi.

Gambar 1.1 Koreksi Penyimpangan Alat (Sumber: https://sinta.unud.ac.id/)

2. Koreksi Pasang Surut

Koreksi pasang surut dilakukan untuk menghilangkan pengaruh gravitasi benda benda di luar angkasa (misalnya: Bulan) yang berubah-ubah terhadap lintang dan waktu. Pada saat prakteknya, koreksi pasang surut dilakukan dengan cara mengukur nilai gravitasi pada titik yang sama akan tetapi dengan interval waktu tertentu. Kemudian hasil pembacaan gravimeter diplot terhadap waktu supaya menghasilkan suatu persamaan yang dapat digunakan dalam perhitungan koreksi pasang surut. Nilai koreksi pasang surut ini selalu ditambahkan pada pembacaan gravitasi.

Gambar 1.2 Pengaruh Pasang Surut dan Penyimpangan Alat Pada Percepatan Gravitasi (Sumber: https://sinta.unud.ac.id/)

3. Koreksi Udara Bebas

Koreksi udara bebas bertujuan untuk mereduksi pengaruh elevasi dan kedalaman titik pengukuran atau perbedaan nilai gravitasi yang terletak di mean sea level (geoid) dengan gravitasi yang terukur dengan elevasi h.

Gambar 1.3 Koreksi Udara Bebas (Sumber: https://sinta.unud.ac.id/)

4. Koreksi Bouguer

Koreksi bouguer memperhitungkan massa batuan yang terdapat di antara stasiun amat dengan bidang geoid. Koreksi ini dilakukan dengan cara menghitung tarikan gravitasi yang disebabkan oleh batuan berupa slab yang memiliki ketebalan H dan densitas rata-rata ρ.

Gambar 1.4 Koreksi Bouguer (Sumber: https://sinta.unud.ac.id/)

5. Koreksi Medan (Topografi)

Koreksi medan atau topografi dilakukan untuk mengoreksi adanya pengaruh penyebaran massa yang tidak teratur di sekitar titik pengukuran. Dalam koreksi bouguer diasumsikan bahwa titik pengukuran di lapangan berada pada suatu bidang datar yang. Sedangkan pada kenyataannya di lapangan topografi tempat tersebut tidak lah datar.

Gambar 1.5 Pengaruh Lembah dan Bukit dalam Perhitungan Gravitasi (Sumber: https://sinta.unud.ac.id/)

Setelah dilakukan proses koreksi,maka didapat suatu nilai yang disebut  dengan Anomali Bouguer. Anomali bouguer adalah anomali yang disebabkan oleh variasi densitas secara lateral pada batuan yang ada di kerak bumi dan telah berada pada bidang referensi yaitu bidang geoid. Anomali Bouguer dapat dituliskan melalui persamaan:

Keterangan:
 </b
Dg = anomali bouguer (mGal)

g_obs = nilai gravitasi hasil pengukuran yang terkoreksi (mGal)

g_���� = nilai gravitasi terbaca di lapangan (mGal)

dg_tide = koreksi pasang surut (mGal)

dg_drift = koreksi apung (mGal)

g_t = nilai gravitasi teoritis (mGal)

dg_FA = koreksi udara bebas (mGal)

 

Data anomali Bouguer biasa disebut dengan Complete Bouguer Anomaly (CBA). Data tersebut kemudian dilakukan proses gridding. Proses tersebut merupakan digitasi sinyal perbedaan nilai gaya berat pada interval yang sama, dengan amplitudo sinyalnya adalah perbedaan nilai gaya berat. Data yang telah di-gridding dibuat sebuah peta kontur anomali gaya berat.

Gambar 1.6 Contoh Peta Anomali Gayaberat Bouguer (Sumber: File Skripsi Indah Fitriana Walidah, 2011)

Tahap selanjutnya dalam pengolahan data yaitu analisis spektrum. Analisis spektrum yaitu proses yang dilakukan untuk melakukan estimasi kedalaman suatu anomali gaya berat dan menentukan lebar window filter yang dianggap paling baik untuk pemisahan anomali regional-residual pada lokasi pengamatan. Pada proses analisa spektrum dilakukan suatu proses transformasi Fourier untuk mengubah suatu sinyal menjadi penjumlahan beberapa sinyal sinusoidal dari beberapa frekuensi.

Gambar 1.7 Contoh Hasil Analisa Spektrum (Sumber: File Skripsi Indah Fitriana Walidah, 2011)

Selanjutnya dilakukan proses pemisahan anomali regional dan residual. Tujuan dilakukannya proses ini yaitu memisahkan anomali gaya berat  Bouguer menjadi efek gaya berat dangkal yang diperlihatkan dalam anomali residual serta efek gaya berat dalam yang diperlihatkan dalam anomali regional. Biasanya dalam tahapan ini dilakukan dengan moving average window filter, yaitu suatu metode pemisahan yang jika dianalisis dari spektrumnya akan menyerupai low-pass filter sehingga hasil akhir proses ini berupa frekuensi rendah dari  anomali Bouguer.

Gambar 1.8 Kanan: Contoh Peta Anomali Gaya Berat Regional; Kiri Contoh Peta Gaya Berat Anomali Residual (Sumber: File Skripsi Indah Fitriana Walidah, 2011)

Tahap terakhir dari pengolahan data yaitu profil bawah permukaan dengan forward modelling.  Forward modelling adalah suatu metode interpretasi yang diturunkan dengan fitting antara anomali metode Bouguer yang ada di lapangan dengan anomali kalkulasi yang modelnya dikembangkan dengan tiga langkah, yaitu perhitungan anomali dari model, pembandingan anomali yang telah dihitung dengan yang ada di lapangan, dan pengaturan model. Tujuan dilakukannya forward modelling yaitu untuk melihat kesesuaian antara peta distribusi kontras rapat massa dengan penampang model bawah permukaan bumi yang didasarkan pada data anomali Bouguer.

Gambar 1.9 Contoh Hasil Penampang Profil Bawah Tanah (Sumber: File Skripsi Indah Fitriana Walidah, 2011)

Secara umum daerah yang memiliki anomali tinggi diinterpretasikan sebagai basement high (tinggian) yang disebabkan oleh adanya proses tektonik sehingga terangkat ke atas. Sedangkan, daerah yang memiliki anomali rendah diinetrpretasikan sebagai cekungan sedimen.

 

 

REFERENSI

Bachri, Syaiful., dkk. 2012. Eksplorasi Parameter Fisik Cekungan Migas di Perairan Blok Ambalat Dengan Metode Gravitasi. Jurnal Teknik POMITS, 1(1), pp.1-6

Extifonus. ( ). Metode Gravity (Gaya Berat) dalam Eksplorasi Geotermal. [Daring]. Diambil dari: https://www.academia.edu/ [Diakses pada: 23 September 2020]

Setiadi, Imam., dkk, 2016. Delineasi Cekungan Sedimen dan Interpretasi Geologi Bawah Permukaan Cekungan Tanimbar Berdasarkan Analisis Data Gayaberat. Jurnal Geo-Science, 17(3), pp.153-169.

Walidah, Indah Fitriana. 2011. Skripsi: Penentuan Struktur Bawah Permukaan Berdasarkan Analisa Dan Pemodelan Data Gayaberat untuk Melihat Potensi Hidrokarbon pada Daerah “FW1807” Cekungan Jawa Timur Utara. Jakarta: FMIPA UI