delineasi model tentatif sistem geothermal (1)
TRANSCRIPT
-
7/24/2019 Delineasi Model Tentatif Sistem Geothermal (1)
1/12
DELINEASI MODEL TENTATIF SISTEM GEOTHERMAL
DAN INTERPRETASI KOMPREHENSIF BERDASARKAN ANALISIS
GEOFISIKA, GEOKIMIA DAN GEOLOGI
Makhrani
Program Studi Geofisika Jurusan Fisika FMIPA Universitas Hasanuddin
e-mail : rani_anshar!ahoo"#o"id
ABSTRAK
$elah didelineasi model tentatif sistem geothermal %erdasarkan inter&retasi
kom&rehensif dari analisis geofisika' geokimia dan geologi !ang da&at mem&erlihatkan
le%ih (auh tentang sistem geothermal di daerah &enelitian" Analisis geofisika dilakukan
untuk )onasi %a*ah &ermukaan +over%urden' #la!#a& dan reservoar, dan &enentuan fasa
fluida reservoar" Pola aliran hidrotermal %a*ah &ermukaan ditentukan dari analisisgeofisika dan geokimia' didukung oleh analisis geologi" ari analisis dan inter&retasi
kom&rehensif di&eroleh model tentatif sistem geothermal daerah &enelitian' dimana
diketahui %ah*a &ola aliran hidrotermal %ergerak dari )ona up-flow di daerah &enelitian
+)ona dengan ti&e air S./, mengarah &ada aliran outflow ke daerah 012S3 dan 0A4P3
+)ona dengan ti&e air H5.6 dan 5l, !ang (auhn!a 7 8/99 meter" Pada daerah &enelitian
%agian Utara dan $imur terda&at la&isan reservoar +resistivitas 9-;< =m, dengan
kedalaman > 86
-
7/24/2019 Delineasi Model Tentatif Sistem Geothermal (1)
2/12
Analisis geofisika men#aku& analisis
struktur resistivitas dan analisis
tekanan-tem&eratur sumur eks&lorasi"
Untuk mem&ermudah &roses analisis
geofisika maka digunakan model 6
hasil &engikatan data sekunder
geofisika dengan a&likasi soft*are
Petrel 99E dan soft*are &endukung
+Glo%al Ma&&er 86," Analisis geokimia
men#aku& analisis ti&e air &ermukaan
untuk menentukan aliran upflowaliran
vertikal+ti&e air S./, dan outflowaliran
lateral +ti&e air H5.6dan 5l," Analisis
geologi dilakukan untuk mendukung
&roses analisis geofisika dan geokimia"
Hasil dari &roses analisis geofisika'geokimia dan geologi' selan(utn!a
dideliniasi dan diinter&retasi se#ara
kom&erensif"
Ada&un tu(uan dari deliniasi sistem
geothermal dan inter&retasi se#ara
kom&rehensif adalah untuk menentukan
)onasi %a*ah &ermukaan *ila!ah
&ros&ek geothermal %erdasarkan nilai
resistivitas !ang di#erminkan oleh data
6-M$' menentukan &ola aliranhidrotermal %erdasarkan karakteristik
sifat kimia air &ermukaan !ang
di#erminkan oleh data sekunder
geokimia' menentukan nilai tem&eratur
%a*ah &ermukaan !ang di#erminkan
oleh data P$' menentukan (enis fluida
%erdasarkan &arameter kurva DP'
serta menentukan kategori tem&eratur
reservoar geothermal"
2 TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pener!ian Ge"!her#a$
nergi geothermal +&anas %umi,
meru&akan energi !ang %erasal dari
dalam %umi !ang %ersifat ramah
lingkungan' ter%arukan' serta da&at
dimanfaatkan se#ara %erkelan(utan" ari
sudut &andang geologi' sum%er energ!
&anas %umi %erasal dari magma !ang
%erada di dalam %umi +Su&arno' 99,"Pasokan energi geothermal tidak
%ergantung &ada musim se&erti haln!a
energi matahari dan angin' serta tidak
ditentukan oleh &asaran energi dunia
se&erti energi fosil" $eknologi
&emanfaatan geothermal relatif
sederhana dan aman"
Menurut Dadan nergi Internasional
+IA" 99;,' defenisi geothermal
adalah suatu energi &anas !ang
di&an#arkan dari dalam kerak %umi'
%iasan!a %eru&a air &anas atau ua&
&anas" nergi ini dimanfaatkan di lokasi
!ang #o#ok untuk &em%angkit listrik
setelah ditransformasi atau
dimanfaatkan langsung se%agai &anas"Ce%eradaann!a se%agai energi
indigeneous +&ri%umi,atau energi !ang
han!a da&at digunakan &ada *ila!ah
geothermal itu sendiri"
$ransfer &anas &ada sistem geothermal
ter(adi dalam dua mekanisme !aitu
&er&indahan &anas se#ara konduksi dan
se#ara konveksi" Honstein +8,
mem%agi men(adi sistem konveksi dan
nonkonveksi" Per&indahan &anas se#arakonduksi ter(adi melalui %atuan'
sedangkan &er&indahan &anas se#ara
konveksi ter(adi karena adan!a kontak
antara air dengan suatu sum%er &anas
+Sa&tad(i' 99," Air !ang ter&anaskan
oleh sum%er &anas memiliki densitas
!ang le%ih ringan di%anding air !ang
le%ih dingin" .leh karena itu' air !ang
&anas memiliki ke#enderungan untuk
%ergerak ke atas +Gam%ar 8," Sementara
air !ang le%ih dingin memiliki densitas!ang le%ih %erat' memiliki
ke#enderungan untuk %ergerak ke
%a*ah aki%at &engaruh ga!a gravitasi"
Mekanisme !ang dikenal se%agai arus
konveksi ini men!e%a%kan
ter%entukn!a sirkulasi air !ang da&at
mentransfer &anas +&er&indahan &anas
se#ara konveksi,"
-
7/24/2019 Delineasi Model Tentatif Sistem Geothermal (1)
3/12
Gam%ar 8 Ilustrasi &er&indahan &anas di %a*ah&ermukaan
Menurut Dartu#) +99,' !ang
ter&enting dari %er%agai definisi
geothermal adalah %ah*a energi
geothermal le%ih %ergantung &ada
fluida !ang ada dan suhu &anas
%e%atuan !ang da&at men!e%ar" i
%e%era&a daerah dekat &ermukaan
%umi' orang da&at menemukan suhu
!ang te&at' teta&i tidak dieks&loitasi
karena tidak adan!a #airan &em%a*a"
Suhu di kerak %umi meningkat seiring
dengan kedalaman dengan suhu rata-
rata 69 5km' namun untuk mem%a*a
&anas ini ke dekat &ermukaan &adakedalaman +men#a&ai 6999 m hingga
/999 m &ada kasus !ang ekstrim,'
di%utuhkan #airan untuk mengedarkan
dan mentransfer &anas dari %e%atuan"
2.2 Ge"in%ika!"r Si&a! Ki#ia Si'!e#
Ge"!her#a$
alam %ukun!a !ang %er(udul
Chemical Behaviour of Common
Species' 2i#holson +86,mengemukakan %er%agai &arameter
dalam menginter&retasikan sifat kimia
air" Salah satu dari &arameter terse%ut
adalah &ersentasi antara kandungan 5l'
S./ dan H5.6" Parameter &ersentasi
kandungan 5l' S./ dan H5.6digunakan untuk menentukan (enis dan
asal fluida geothermal" Gam%ar
menam&ilkan model diagram trilinear
&er%andingan antara kandungan 5l' S./
dan H5.6"
Gam%ar iagram trilinear &er%andingan 5l'
S./dan H5.6
2.( Me!"%e Mane!"!e$$)rikisi&lin ilmu Geofisika sering kali
menga#u &ada &enera&an dan a&likasi
metode-metode geofisika" Metode
geofisika digunakan untuk memetakan
)ona %a*ah &ermukaan %umi
%erdasarkan nilai hasil &engukuran !ang
meru&akan res&on fisik %umi" Salah
satu metode geofisika !ang sering
digunakan dalam eks&lorasi geothermal
adalah metode megnetotellurik +M$,"
Metode magnetotellurik adalah metode
elektromagnetik &asif !ang mam&u
men#erminkan res&on fisik %umi
terhada& nilai resistivitas di %a*ah
&ermukaan" Metode ini meli%atkan
hu%ungan antara medan magnet dengan
medan listrik !ang meram%at di
&ermukaan se%agai aki%at dari interaksi
!ang ter(adi antara solar wind +angin
matahari, dengan magnetosfer %umi"
Aki%at interaksi terse%ut' tim%ul medanelektromagnetik !ang meram%at di
&ermukaan dan da&at diinvestigasi
untuk menda&atkan nilai resistivitas
%atuan di %a*ah &ermukaan %umi"
Medan elektromagnetik dise%a%kan
oleh matahari' inilah !ang meru&akan
sum%er medan untuk metode
magnetotellurik" i &ermukaan
matahari' selalu ter(adi letu&an-letu&an
!ang menghasilkan &artikel hidrogen"Carena ter(adi &roses ionisasi di
-
7/24/2019 Delineasi Model Tentatif Sistem Geothermal (1)
4/12
&ermukaan matahari' maka hidrogen
%eru%ah men(adi &lasma atau le%ih
dikenal se%agai angin matahari +solar
wind, !ang mengandung &roton dan
elektron" Ce#e&atan solar wind ini
relatif rendah dan memiliki sifat a#ak
dan %eru%ah terhada& *aktu"
Proses &emisahan &roton dan elektron
!ang men#i&takan arus listrik
diterangkan oleh Hukum Gauss" Hukum
terse%ut menerangkan %ah*a muatan
listrik da&at men#i&takan dan
mengu%ah medan listrik !ang
#enderung %ergerak dari muatan &ositif
ke muatan negatif' dengan &erumusan :
. D=f
+8,
dengan :D= Medan &ergeseran listrik
+5m,f 4a&at muatan %e%asdensitas
muatan listrik +5m6
,
Ada&un &em%entukan medan megnetik
!ang tim%ul dari interaksi antara solar
wind dengan magneto&ause !ang ter(adi
&ada *aktu tertentu' din!atakan dalam
Hukum Am&ere %ah*a ra&at arus %e%as
dan medan &ergerakan listrik &ada
*aktu tertentu akan men#i&takan medan
magnetik"
H=jf+ D t +,
dengan :H Medan magnetik +Am,
jf 4a&at arus %e%asra&at arus
listrik +Am,
Selan(utn!a'solar wind!ang mem%a*a
M akan terus men(alar sam&ai
ionosfer dan %erinteraksi lagi denganla&isan terse%ut" Sekali lagi' ter(adi
medan atau gelom%ang M dan arus
tellurik !ang mengalir dalam ionosfer
terse%ut"
Gelom%ang M terse%ut akan men(alar
sam&ai ke &ermukaan %umi dan sesuai
sifat &em%a*aann!a !aitu %erfluktuasi
terhada& *aktu" Dila medan ini
meru&akan sum%er medan magnet di
&ermukaan %umi dan menem%us %umi'
maka akan ter(adi interaksi antara
medan M dan meterial %umi !ang
da&at %ersifat se%agai konduktor" Aki%at
interaksi ini' akan tim%ul arus induksi
dengan konse& :
E= B
t
+6,
dengan :B Induksi magnetik +1%m,
E Medan listrik +m,
Arus induksi ini' akan menginduksi ke
&ermukaan %umi !ang dikenal se%agaiarus tellurik" Arus tellurik inilah !ang
akan men(adi sum%er medan listrik di
&ermukaan %umi untuk metoda M$
+2ur*ianti' 989,"
Gam%ar 6 +a, istorsi mendorong medanmagnet %umi" Solar wind terus %erhem%usdengan intensitas !ang %er%eda" Peningkatan
tekanan solar *ind mendorong magneto&ausemendekati Dumi sehingga menim%ulkan %adai
-
7/24/2019 Delineasi Model Tentatif Sistem Geothermal (1)
5/12
magnetik" +%, garis-garis medan magnetmenun(ukkan %entuk magnetosfer %umi
Se#ara singkat' solar wind
meman#arkan &roton dan elektron dari
matahari se#ara kontinu" Cetika%ertemu dengan medan magnet %umi
+magneto&ause,' &roton dan elektron
di%elokkan dalam arah !ang
%erla*anan' sehingga mem%entuk
se%uah medan listrik +Gam%ar 6,"
Interaksi antarasolar wind' magnetosfer
%umi' dan ionosfer menghasilkan
fluktuasi elektromagnetik dengan
frekuensi K8 H) +*aktu !ang le%ih lama
dari 8 s, +Sim&son dan Dahr' 99
-
7/24/2019 Delineasi Model Tentatif Sistem Geothermal (1)
6/12
&roses analisis geofisika maka
digunakan model 6 hasil &engikatan
data sekunder geofisika dengan a&likasi
soft*are Petrel 99E dan soft*are
&endukung +Glo%al Ma&&er 86," Model
6 data P$ digunakan untuk &enarikan
kontur termal %a*ah &ermukaan"
igunakan &ula &arameter kurva DP
(Boiling Point with epth, untuk
menentukan fasa fluida reservoar +fasa
#air $ K $s dan fasa ua& $ @ $s,"
Analisis geokimia men#aku& analisis
ti&e air &ermukaan untuk menentukan
aliran upflowaliran vertikal +ti&e air
S./, dan outflowaliran lateral +ti&e air
H5.6dan 5l,"
Untuk men#a&ai tu(uan dalam
&enelitian ini' terda&at %e%era&a
taha&an !ang harus dilaksanakan"
$aha&an-taha&an terse%ut meru&akan
taha&an !ang telah disusun se#ara
sistematis se%agaimana diuraikan
%erikut ini"
(.1 Taha* Pe#+)a!an M"%e$ (DBer%a'arkan Da!a (DMT
Model 6 dalam &enelitian ini sangat
%erguna untuk mem&ermudah dalam
melakukan analisis terhada& data
resistivitas dari daerah &enelitian se#ara
men!eluruh" Untuk mem&eroleh model
6 %erdasarkan data sekunder 6-M$'
dilakukan &engikatan koordinat dari
data sekunder 6-M$ dengan a&likasi
software Petrel 99E serta software&endukung Glo%al Ma&&er 86" $aha&an
&engikatan data 6-M$ terdiri dari
&engikatan koordinat %lok Sli#e'
&engikatan koordinat %lok Se#tion D-
$O' &engikatan koordinat %lok Se#tion
DO-$G' &emodelan la&isan su%stratum
to& reservoar geothermal dan
&engikatansurface lokasi &enelitian"
(.2 Pe#+)a!an M"%e$ (D
Ber%a'arkan Da!a PT -Pressure -Temperature
Pem%uatan model 6 %erdasarkan data
sumur +P$, %erfungsi untuk
mem&ermudah &enarikan kontur termal"
Setia& taha&an dalam &em%uatan model
6 dilakukan dengan a&likasi software
Petrel 99E &ada lem%ar ker(a !ang
sama dengan lem%ar ker(a &em%uatan
model 6 %erdasarkan data 6-M$" Hal
terse%ut dilakukan untuk mem&ermudah
dalam melakukan analisis terhada& nilai
resistivitas data 6-M$ dengan data P$
+Pressure ! Temperature,"
(.( Penen!)an P"$a A$iran
Hi%r"!er#a$ -Ana$i'i' Ge"ki#ia%an Ge"$"i
$aha& a*al analisis data adalah
melakukan &engelom&okkan ti&e air
&ermukaan dengan menggunakan data
sekunder geokimia !ang meru&akan
hasil analisa kimia air &anas +Masd(uk'
8E," Pengelom&okkan ti&e air
&ermukaan dilakukan %erdasarkan
&arameter &er%andingan &resentase 5l'
H5.6dan S./ !ang dikemukakan oleh2i#holson +86," Untuk mengetahui
&er%andingan &resentase 5l' H5.6 dan
S./' maka dilakukan &lot nilai 5l'
H5.6 dan S./ dari titik-titik
&engam%ilan sam&el +12S8' 12S'
12S6' 12S/' A4P8' A4P6' A4P6'
D28' D2 dan D26, ke dalam
software Geokimia sehingga
dida&atkan diagram $rilinear
&er%andingan S./' 5l' dan H5.6 !ang
mam&u menun(ukkan &en!e%aran ti&eair &anas di daerah &enelitian" Setelah
diketahui &en!e%aran ti&e air &anas di
daerah &enelitian' selan(utn!a dilakukan
analisa untuk mengetahui &ola aliran
hidrotermal dengan mengkom%inasikan
data geologi' sehinggaflow "one +)ona
aliran, da&at ditentukan"
(./ 0"na'i Baah Per#)kaan
-Ana$i'i' Ge"&i'ika %an Ge"$"i
-
7/24/2019 Delineasi Model Tentatif Sistem Geothermal (1)
7/12
Setelah model 6 hasil &engikatan data
6-M$ di&eroleh' maka dilakukan
analisis terhada& struktur resistivitas
%a*ah &ermukaan untuk )onasi %a*ah
&ermukaan" Hal utama untuk
melakukan )onasi %a*ah &ermukaan
adalah menentukan )ona im&ermea%el
+clay cap, dan )ona reservoar" Untuk
melakukan )onasi terse%ut digunakan
dua &arameter resistivitas" Pertama'
la&isan im&ermea%elclay cap selalu
%ersifat le%ih konduktif dengan harga
resistivitas > 89 =m !ang kontinu"
Cedua' )ona reservoar %erada di %a*ah
la&isan !ang %ersifat im&ermea%el dan
memiliki harga resistivitas 9-;< =m"Proses analisa dilakukan dengan
kom%inasi data geologi"
(. Pe#+)a!an K)r3a BPD -Boiling
Point with Depth
Curva DP di%uat dengan meli%atkan
informasi kedalaman sumur' nilai
tem&eratur +$, dan tekanan +P, terekam
serta harga tem&eratur saturasi +$s, dari
data E sumur eks&lorasi !angmen!e%ar dalam E kluster" Harga $s
ditentukan dari &en!esuaian antara
tem&eratur saturasi dengan nilai P &ada
kedalaman" Cemudian' $s di&eroleh
dengan melakukan inter&olasi
%erdasarkan ta%el saturasi oleh Ceenan
+8, dalam Herdianita +99E," $a%el
terse%ut masih digunakan untuk
inter&retasi fasa fluida geothermal
sam&ai saat ini" Selan(utn!a' dengan
a&likasi Ms"Q#el' kedalaman sumur'nilai $' nilai P dan $s di&lot men(adi
kurva DP !ang mam&u menun(ukkan
kondisi $ vs $s terhada& kedalaman
se#ara sederhana"
(.4 Penen!)an Fa'a F$)i%a Re'er3"ar
Dan Penarikan K"n!)r Ter#a$
-Ana$i'i' Ge"&i'ika %an
Ge"ki#ia
Penentuan fasa fluida reservoardilakukan dengan analisa terhada& nilai
$ dan $s" S!arat !ang &erlu diketahui
dalam &enentuan kandungan fluida
geothermal adalah %ah*a di daerah
%a*ah &ermukaan &ada kondisi
tem&eratur kurang dari tem&eratur
saturasi' maka kandungan fluida di
%a*ah &ermukaan meru&akan fluida
dalam fasa #air +$ K $s," Sementara
(ika kondisi tem&eratur di daerah %a*ah
&ermukaan &ada kondisi tem&eratur
le%ih dari tem&eratur saturasi' maka
kandungan fluida di %a*ah &ermukaan
meru&akan fluida dalam fasa ua& +$ @
$s," an (ika kondisi tem&eratur di
daerah %a*ah &ermukaan &ada kondisi
tem&eratur sama dengan tem&eratursaturasi' maka kandungan fluida di
%a*ah &ermukaan meru&akan fluida
dalam fasa ua& danatau fasa air +$
$s, +Parameter menga#u &ada diagram
fasa terner,"
Penarikan kontur termal dilakukan
untuk mendelineasi &ola aliran
hidrotermal %a*ah &ermukaan daerah&enelitian dan sekitarn!a" Penarikan
garis kontur termal melalui &roses
analisa terhada& gradien termal
%erdasarkan data P$ !ang disa(ikan
dalam point well data +model 6
%erdasarkan data P$, &ada %e%era&a
sumur +se%agai sumur &er*akilan dari
E sumur, dan disesuaikan dengan
kondisi &ola aliran hidrotermal"
(.5 In!er*re!a'i k"#*eren'i&
Setelah melakukan &enentuan &ola
aliran hidrotermal' )onasi %a*ah
&ermukaan' &enarikan kontur termal
dan &enentuan fasa fluida reservoar'
maka informasi-informasi terse%ut
da&at dikom%inasikan dengan
melakukan analisis data ter&adu
+analisis gofisika' geokimia dan
geologi, untuk mendelineasi model
tentatif sistem geothermal" Selan(utn!adilakukan inter&retasi kom&erensif
-
7/24/2019 Delineasi Model Tentatif Sistem Geothermal (1)
8/12
untuk menginter&retasikan kondisi
sistem geothermal daerah &enelitian"
/ HASIL DAN PEMBAHASAN
Untuk mendeliniasi sistem geothermal
la&angan &enelitian' di%utuhkan
&enggam%aran se#ara lateral dari
&ermukaan +surface, sam&ai %a*ah
&ermukaan +su#surface,$ Untuk
menda&atkan &enggam%aran terse%ut
dilakukan &en!a!atan terhada& model
6 lokasi &enelitian" Sa!atan model
lokasi &enelitian terse%ut diangga&
mam&u me*akili gam%aran daerah
&enelitian se#ara keseluruhan"
Selan(utn!a' model tentatif da&at
didelineasi %erdasarkan hasil analisis
geokimia terhada& manifestasi mata air
&anas daerah &enelitian dari data
geokimia' hasil analisis terhada& nilai
resistivitas %a*ah &ermukaan daerah
&enelitian dari data 6-M$ dan hasil
analisis tem&eratur dan tekanan daerah
&enelitian dari data P$ sumur-sumur
eks&lorasi" Model tentatif sistem
geothermal daerah &enelitian
didelineasi se&erti Gam%ar /"
Gam%ar / Model $entatif Sistem Geothermal aerah Penelitian :
Jarak antara koordinat R dan +%ongitude dan %atitude,n dengan nT8 sama dengan 999 m +n atau R,
aerah Penelitian terletak &ada
morfologi &endataran !ang
diinter&retasikan se%agai kreter tua"
1ila!ah ini meru&akan *ila!ah dengan
akumulasi material vulkanik !ang tinggi
dari &roduk gunung a&i di sekitarn!a"
Ce%eradaan manifestasi di daerah
&enelitian men#irikan adan!a )onalemah oleh sesar di sekitar lokasi"
Untuk melihat hu%ungan resistivitas
dengan struktur terse%ut maka
di&erlukan sa!atan +intersection&" Oetak
sa!atan ditun(ukkan oleh garis
hori)ontal a%u-a%u &ada Gam%ar
-
7/24/2019 Delineasi Model Tentatif Sistem Geothermal (1)
9/12
Gam%ar
-
7/24/2019 Delineasi Model Tentatif Sistem Geothermal (1)
10/12
Gam%ar
-
7/24/2019 Delineasi Model Tentatif Sistem Geothermal (1)
11/12
!ang %ersifat reaktan" engan
mem&ertim%angkan kedua kondisi
terse%ut' maka diinter&retasikan %ah*a
fluida !ang keluar se%agai manifestasi
mata air &anas asam sulfat di daerah
&enelitian meru&akan fluida magmatik
!ang keluar menero%os &ermukaan
dengan ke#e&atan !ang tinggi" engan
kondisi demikian maka diketahui %ah*a
daerah &enelitian meru&akan daerah
dengan )ona aliranke atas +upflow,"
Sesuai sifat alamin!a' gradien hidrologi
fluida #enderung mengikuti to&ografi"
Condisi ini men!e%a%kan fluida
memiliki ke#enderung untuk %ergerak
ke arah to&ografi !ang le%ih rendah danmen(auhi *ila!ah !ang memiliki
kondisi to&ografi !ang le%ih tinggi"
Condisi ini men!e%a%kan adan!a aliran
lateral ke arah Selatan dari daerah
&enelitian' !aitu ke arah aliran sungai
!ang memiliki to&ografi le%ih rendah"
Condisi ini di&erkuat oleh keterda&atan
manifestasi mata air &anas kar%onat
+H5.6, di daerah 12S- dan A4P-
sekitar
-
7/24/2019 Delineasi Model Tentatif Sistem Geothermal (1)
12/12
I#eland dan Universit! of Akure!ri"
Akure!ri"
DS2 +Dadan Standarisasi 2asional,"
8E" ,lasifikasi Potensi nergi
Panas Bumi i 'ndonesia" S2I 86-