Pengantar Pemodelan Inversi GeofisikaDalam illmu geofisika, pengukuran data di permukaan bumi dilakukan untuk memperkirakan kondisi-bawah permukaan berdasarkan respon dari struktur atau formasi geologi. Respon tersebut timbul karena adanya variasi sifat fisika yang relevan, seperti cepat rambat gelombang seismik, rapat masa, resistifitas, kemagnetan dan sebagainya yang berasosiasi dengan kandungan fluida dan struktur atau formasi geologi bawah-permukaan.Untuk menerjemahkan data geofisika menjadi besaran-besaran yang menggambarkan sifat fisis bawah-permukaan, selain dilakukan secara kualitatif, informasi-informasi tersebut juga diolah secara kuantitatif, yang umumnya dilakukan melalui pemodelan. Tujuan dari penggunaan model adalah agar permasalahan dapat disederhanakan dan repon model dapat diperkirakan atau dihitung secara teoritis menggunakan teori-teori fisika. Secara garis besar, didalam ilmu geofisika dikenal 2 jenis permodelan yaitu Pemodelan kedepan (Forward Modeling) dan pemodelan inversi (Inverse Modeling). Khusus untuk tulisan bulletin samudra edisi ini, kita akan mendiskusikan konsep dasar pemodelan inversi (Inverse Modeling) yang digunakan sebagai aplikasi ilmu geofisika dalam industri Migas.Inverse ModelingJika Pemodelan kedepan (forward modeling) menyatakan proses perhitungan data yang secara teoritis akan teramati di permukaan bumi jika diketahui harga parameter model bawah-permukaan, maka pemodelan inversi (Inverse Modeling) adalah kebalikan dari pemodelan kedepan karena dalam pemodelan inversi, parameter model diperoleh langsung dari data, seperti dalam inversi seismik untuk mendapatkan model impedansi akustik, model didapatkan berdasarkan data dan informasi waveleet dan citra struktur geologi yang terkandung dalam data seismik.

Menke (1984) mendefinisikan teori inversi sebagai suatu kesatuan teknik atau metoda matematika dan statistika untuk memperoleh informasi yang berguna mengenai suatu sistem fisika berdasarkan observasi terhadap sistem tersebut. Sistem fisika yang dimaksud adalah fenomena yang kita tinjau seperti Impedansi Akustik (AI) atau Impedansi Elastik (EI) yang berkaitan dengan reservoar hidrokarbon dan kondisi geologi bawah-permukaan.Pemodelan inversi sering disebut sebagai data fitting karena dalam prosesnya dicari parameter model yang menghasilkan respon yang sesuai dengan pengamatan. Kesesuaian antara respon model dengan data pengamatan umumnya dinyatakan oleh suatu fungsi objektif yang harus diminimumkan.Pemodelan geofisika dalam kegiatan eksplorasi hidrokarbon, biasanya dilakukan melalui forward modeling berupa simulasi seismik sintetik dengan memodelkan aspek fisika dari geologi bawah permukaan(struktur, impedansi akustik, anisotropik) lalu dilakukan simulasi akusisi seismik menggunakan sumber wavelet yang diketahui, sehingga menghasilkan respon seismik sesuai dengan kaidah-kaidah fisika penjalaran gelombang. Sedangkan dalam inverse modeling, menggunakan data seismik hasil akusisi data dilapangan, dilakukan estimasi model geologi yang sesuai dengan menghilangkan aspek wavelet (sumber ledak) yang dibawa serta sebagai hasil penjalaran gelombang di bawah-permukaan bumi.Ketidak-unikan solusi model Inversi GeofisikaDalam metoda inversi seismik, contohnya untuk Impedansi Akustik, model diasumsikan sebagai respon yang cocok dari data seismik refleksi sebagai data hasil pengamatan dan model Impedansi akusitik ini dianggap sebagai model yang merepresentasikan kondisi geologi bawah-permukaan bumi. Padahal sebenarnya banyak model lain yang juga menghasilkan respon hampir sama, yang dapat dianggap fit dengan data. Dengan demikian solusi pemodelan inversi ini umumnya tidak unik (tidak tunggal). Ketidak-unikan (Non Uniqueness) solusi pemodelan ini adalah akibat dari paling tidak tiga hal utama, yaitu : sifat fisika fenomena geologi yang ditinjau, adanya kesalahan atau bising (noise) pada data, serta yang terakhir adalah kekuarangan data dalam membatasi atau mendefinisikan (menjadi constrain) solusi.

Cara untuk mengatasi ketidak-unikan solusi (terutama yang bersifat inherent) pada pemodelan inversi geofisika adalah dengan menyertakan informasi tambahan berupa data log sumur dari horizon yang dapat memberi batasan dan constrain bagi solusi atau model. Ketidak-unikan solusi pemodelan inversi geofisika juga menuntut interpreter untuk lebih berhati-hati dalam memanfaatkan dan menarik kesimpulan dari hasil pemodelan. Solusi atau model yang baik dari model inversi seperti dalam Inversi data seismik harus dapat menjelaskan data secara fisis dan layak ( feasible) secara geologi.

Aplikasi Metoda InversiPermasalahan geofisika pada dasarnya adalah masalah inversi karena kita dituntut untuk memperkirakan model atau parameter berdasarkan hasil pengamatan data. Dengan demikian pemodelan inversi merupakan fokus kebanyakan atau hampir semua bidang geofisika. Pemodelan inversi dapat pula digunakan untuk menyelesaikan permasalahan pencarian parameter model secara lebih umum dengan catatan bahwa permasalahan tersebut dapat dimodelkan secara kuantitatif.Beberapa permasalahan inversi geofisika dapat dijumpai sebagai solusi bawah permukaan bumi dan aplikasinya dalam dunia migas, ekplorasi mineral maupun ilmu kebumian lainya, diantaranya adalah:1. Seismik Inversi dalam karakterisasi reservoar minyak bumi baik Impedansi Akustik (AI) dan Impedansi Elastik (EI) serta attribute-attribute seismik turunannya.2. Pemodelan Inversi data magnetik bumi untuk keperluan pemetaan geologi regional dan eksplorasi mineral.3. Pemodelan inversi geolistrik tahanan jenis dalam pemetaan air tanah dan survey lapisan lapuk.4. Pemodelan inversi magnetotellurik untuk keperluan pemetaan dan karakterisasi reservoar geotermal.Selain aplikasinya di dalam dunia migas dan energi, metoda inversi juga dijumpai diberbagai bidang seperti dalam tomography kedokteran (USG), penentuan episenter gempa bumi, prediksi fluktuasi indeks pasar modal dan sebagainya.

Salam,Roy Baroes