Time-lapse analysis of sparse 3D seismic data from the CO2 storage

pilot site at Ketzin, Germany

Monica Ivandic, Can Yang, Stefan Luth, Calin Cosma, Christopher Juhlin

Journal of Applied Geophysics

Jurnal ini berisi tentang analisis data seismik 3D pada selang waktu tertentu dengan lintasan yang

tersebar dari lokasi ujicoba penyimpanan CO2 di Ketzin, Jerman. Teknologi penyimpanan CO2 ini

merupakan metode untuk mengurangi emisi CO2 di atmosfer. Proyek tersebut dimulai pada April 2004

berlokasi di Ketzin, 15 km barat laut Postdam, Jerman dengan target akuifer garam di Formasi Triassic

Stuttgart pada kedalaman 630-650 m. Tujuan dari survey 3D yang sebelumnya ini adalah untuk

menentukan geometri struktur untuk jalur aliran di dalam reservoir, memberikan dasar untuk

perbandingan sebelum dan sesudah injeksi, serta memberikan citraan bawah permukaan secara detail.

Dalam jurnal ini, yang didapatkan adalah hasil dari survey 3D dengan lintasan yang tersebar dan

membandingkannya dengan data 3D yang biasanya dengan lintasan yang teratur serta diskusi mengenai

keuntungan dan kerugian kedua geometri akuisisi tersebut. Survey yang dilakukan tersebut dilakukan pada

area yang terbatas pada musim gugur 2009, sehingga disebut “mini-3D”. Lintasan tersebut terdiri dari

tujuh lintasan 2D dalam bentuk “bintang”. Tujuannya adalah mengidentifikasi perubahan pada respon

seismik terkait dengan injeksi CO2 dan untuk memonitor migrasi CO2 dalam reservoir sepanjang lintasan

2D tersebut.

Target reservoir, Formasi Stuttgart, memiliki ketebalan kira-kira 80 m dan berisi batuan yang

heterogen mulai dari reservoir kualitas baik sampai yang buruk. Untuk geofon dan peralatan akuisisi baik

untuk survey 3D biasa maupun dengan lintasan yang tersebar adalah sama. Alur kerja pengolahan data

juga sama dengan sedikit modifikasi terkait dengan perubahan statik refraksi dan pemilihan bandpass filter.

Konsekuensi dari geometri yang tidak beraturan ini adalah fold dan distribusi azimuth yang tidak merata.

Nilai fold yang tinggi sekitar 20-25 terkarakterisasi juga di sekitar daerah injeksi. Survey ini menggunakan

sumber seismik berupa VIBSIST. VIBSIST adalah sumber seismik yang merupakan kombinasi antara

Vibroseis dengan swept-frequency dan teknik multi-impact Mini-Sosie. Metode shift dan stack lalu digunakan

pada raw data untuk menghasilkan seismogram yang akan diolah selanjutnya.

Pengolahan data awal terdiri dari melakukan decoding untuk setiap shot dan lalu menumpuknya untuk

menghasilkan conventional shot gathers. Dari semua set data, rasio S/N (Signal to Noise) didapat sepanjang

lintasan V7 yang berlokasi sepanjang jalan utama menuju Ketzin. Hasil dari final stack tidak dimigrasi

disebabkan distribusi fold yang tidak teratur. Percobaan yang dilakukan untuk memigrasi data

menghasilkan artefak yang muncul sebagai lengkungan melingkar yang besar, akibat dari efek negatif

geometri akuisisi yang tidak teratur. Selanjutnya adalah cross-equalization untuk menghapus perbedaan

akuisisi dan pengolahan data antara survey seismik selang waktu (time-lapse). Perbandingan diantaranya

dapat diinterpretasikan dalam hal perubahan relatif fluida secara aktual. Prinsipnya adalah perubahan hasil

setelah pengolahan data menunjukkan perubahan sifat dari reservoir.

Dengan membandingkan kedua set data, perubahan CO2 dapat terdeteksi. Perubahan amplitudo

ditemukan dalam Formasi Stuttgart mendekati 530 ms dekat dengan lubang bor injeksi. Refleksi yang

lebih kuat yang teramati pada lokasi target diinterpretasikan CO2 terinjeksi. Kehadiran CO2 akan

memperbesar kontras impedansi lapisan dalam akuifer.

Fajar Abdurrof’i Nawawi 12309054

Time-lapse analysis of sparse 3D seismic data from the CO2 storage pilot site at Ketzin, Germany 1

Lokasi survey ini berada dalam kompleks infrastruktur di daerah sekitar lubang bor, seperti

peralatan dan bangunan distribusi gas sebelumnya. Sehingga geometri yang tidak beraturan ini, yang

berbentuk bintang, berguna dilakukan dekat daerah injeksi. Keuntungan lainnya adalah survey 3D dengan

lintasan yang menyebar ini dibandingkan dengan survey 3D biasa pada dasarnya berbiaya lebih rendah dan

waktu yang dibutuhkan lebih sedikit untuk akuisisi dan pengolahan data. Terlebih lagi, geometri

berbentuk bintang ini memanfaatkan jalan dan mengurangi kerusakan lahan pertanian. Akan tetapi, hasil

dari fold dan distribusi azimuth yang tidak beraturan di area survey akan menyebabkan anomali amplitudo

aktual yang kabur dan interpretasi data yang tidak dapat dipercaya.

Refleksi secara umum tidak dapat terpetakan di daerah data 3D yang tersebar. Analisis selang waktu

yang tampak menunjukkan bahwa petunjuk selang waktu yang berhubungan dengan injeksi CO2 dapat

diamati dalam kedua data 3D tersebut. Dalam jurnal tersebut disajikan peta yang menunjukkan distribusi

perubahan amplitudo yang menunjukkan jalur CO2 di dalam reservoir, walaupun di data seismik 3D yang

tersebar ini. Area survey yang dilakukan tiga kali lebih besar dari yang dilakukan sebelumnya karena

distribusi fold yang tidak merata dan banyaknya noise di survey sebelumnya. Lalu juga ditunjukkan

perbedaan amplitudo horizon pada reservoir dalam data yang belum dimigrasi berbeda dengan yang sudah

dilakukan migrasi baik dalam ukuran maupun amplitudo, mengimplikasikan bahwa proses migrasi

memiliki dampak besar dalam hasil akhir.

Anomali yang teramati di data tahun 2011 jauh lebih kuat dibanding yang sebelumnya dan

menunjukkan banyak persamaan di daerah sekitar injeksi lubang bor. Dari data tersebut dihasilkan bahwa

struktur internal reservoir memiliki tingkat heterogenitas yang tinggi. Hasil sebelumnya dari survey

geolistrik juga mengindikasikan migrasi CO2 di dalam reservoir. Dari hasil pengamatan didapat kesimpulan

bahwa fold yang tidak teratur dan level noise yang lebih tinggi di dalam data seismik 3D yang tersebar ini

tidak memperhitungkan perbandingan kuantitatif, namun dapat memberikan wawasan bagaimana

menginjeksikan CO2 tersebar dalam reservoir. Geometri akuisisi data 3D yang tidak beraturan

memberikan gambaran kualitatif mengenai perubahan amplitudo sebagai hasil dari injeksi CO2 di sekitar

area lubang bor. Meskipun hasil dari survey 3D yang tersebar ini tidak se-detail seperti peta 3D selang

waktu yang sebenarnya dan ukuran semu anomali adalah lebih kecil dengan pola migrasi yang sama

dengan data yang diamati.

Dari jurnal tersebut dapat disimpulkan bahwa hasil yang jauh lebih baik berpotensi dihasilkan

dengan pola sumber dan penerima yang lebih teratur. Konfigurasi jaringan yang biasanya dapat melakukan

pendekatan yang lebih baik untuk monitoring penyimpanan CO2 secara kuantitatif. Lokasi dari lintasan yang

berbentuk bintang ini utamanya dikendalikan oleh tujuan meningkatkan jangkauan bawah permukaan

menuju bagian top dari antiklin ke CO2 yang diharapkan untuk bermigrasi. Meningkatkan fold dengan

memasukkan lebih banyak lintasan dalam area dapat menghasilkan solusi efektif dengan biaya rendah

untuk memetakan migrasi dari CO2.