PENGEBORAN LANDAIAN SUHU SUMUR LWU-1 DAERAH PANAS BUMI G. LAWU,
KABUPATEN KARANG ANYAR, PROVINSI JAWA TENGAH
Arif Munandar, Hari Prasetya, Freddy Nanlohi, Robertus S.L. Simarmata
Kelompok Penyelidikan Panas Bumi
SARI
Secara administratif daerah panas bumi Gunung Lawu termasuk dalam wilayah Kabupaten Karang Anyar, Provinsi Jawa Tengah dan Kabupaten Magetan, Provinsi Jawa Timur, sedangkan sumur LWU-1 berlokasi di Kabupaten Karang Anyar, Provinsi Jawa Tengah dengan koordinat 516620 mE dan 9153441 mN, elevasi kurang lebih 1.333 m di atas permukaan laut.
Batuan penyusun pada sumur landaian suhu LWU-1 yang mempunyai kedalaman akhir 242,95 m, terdiri dari perselingan antara aliran lava (lava flow) dan aliran piroklastik (pyroclastic flow), serta dijumpai sisipan jatuhan piroklastik (pyroclastic fall) di interval kedalaman 200,90 – 201,80 m. Litologi tersebut sumuanya diperkirakan berasal dari aktivitas Gunungapi Lawu di masa lampau yang terdapat di sebelah timur laut dari sumur LWU-1 ini.
Mineral-meneral ubahan yang hadir didominasi oleh mineral lempung berjenis montmorilonit dan haloisit yang mempunyai temperatur pembentukan rendah. Sedangkan kehadiran mineral ubahan bertemperatur tinggi (>180°C), seperti ilit dan serisit diduga merupakan fosil alterasi yan terjadi di masa lampau.
Berdasarkan hasil perhitungan dengan metode horner plot diperoleh temperatur formasi sebesar 52,4oC pada kedalaman 187 meter, dengan harga landaian suhu (thermal gradient) sebesar 17,1oC/100 meter atau hampir enam (6) kali gradien rata-rata bumi (± 3°C per 100 m). Jika top reservoir berada di kedalaman sekitar 1500 m (survei MT, 2010), maka perkiraan temperatur di kedalaman tersebut adalah 280°C.
Kata kunci: Landaian suhu, Gunung Lawu, panas bumi.
PENDAHULUAN
Kebutuhan energi listrik yang semakin meningkat dari waktu ke waktu selaras dengan pertumbuhan ekonomi yang semakin berkembang,
mengharuskan pemerintah mengeluarkan kebijakan/ peraturan yang
memacu percepatan pertumbuhan sumber daya energi, khususnya di sektor kelistrikan. Salah satu kebijakan yang populer tertuang dalam Kebijakan Energi Nasional, yang menargetkan energi panas bumi dapat memenuhi 5% dari
konsumsi energi nasional atau sebesar 9500 MWe pada tahun 2025.
merupakan cadangan terduga (Pusat Sumber Daya Geologi-Badan Geologi, 2009 dan 2010). Besarnya potensi energi panas bumi tersebut perlu diperkuat dengan data-data teknis lainnya, salah satunya adalah data pengeboran landaian suhu. Untuk merealisasikan hal tersebut, maka pada tahun anggaran 2010, Pusat Sumber Daya Geologi-Badan Geologi, telah melakukan pengeboran landaian suhu LWU-1 di daerah panas bumi G. Lawu dengan kedalaman akhir 242,95 m.
Tujuan dari pengeboran landaian suhu ini adalah untuk mendapatkan data-data bawah permukaan (sub surface) yang meliputi landaian suhu (gradient thermal), litologi, mineral ubahan, intensitas, dan tipe ubahan, serta sebagai pembuktian dari hasil penyelidikan terpadu sebelumnya. Sehingga dari data di atas dapat digunakan untuk menginterpretasi sistem panas bumi di daerah G. Lawu yang lebih akurat.
GEOLOGI DAERAH G. LAWU
Geomorfologi daerah penyelidikan terdiri dari satuan kubah
intrusi yang disusun oleh batuan terobosan berkomposisi andesit, satuan vulkanik Gunung Jobolarangan yang disusun oleh batuan-batuan vulkanik produk Gunung Jobolarangan, satuan vulkanik Gunung Lawu yang disusun oleh batuan-batuan vulkanik produk Gunung Lawu, dan satuan pedataran yang disusun oleh endapan lahar dan aluvium.
Batuan tertua yang ada di daerah penyelidikan adalah batuan sedimen yaitu batulempung berumur Miosen Awal yang menempati bagian barat daerah penyelidikan. Penyebaran batuan vulkanik yang terdiri dari aliran lava dan aliran piroklastik mendominasi daerah
penyelidikan yang tersebar luas di bagian utara, selatan, tengah dan timur daerah penyelidikan. Aliran lava dan aliran piroklastik tersebut merupakan produk vulkanik Gunung Jobolarangan dan Gunung Lawu yang diperkirakan berumur Kuarter (Plistosen) dan membentuk morfologi komplek Gunung Lawu.
Aktivitas tektonik daerah penyelidikan diperkirakan telah terjadi sejak zaman Pra-Tersier hingga sekarang yang menyebabkan di daerah penyelidikan banyak ditemukan struktur-struktur sesar berupa struktur-struktur rim kawah, sesar normal dan sesar mendatar yang berarah relatif barat-timur dan utara-selatan. Proses sedimentasi di Pulau Jawa telah berlangsung dari zaman Pra-Tersier. Di daerah penyelidikan diindikasikan dengan ditemukannya satuan batulempung yang berumur Miosen Awal yang diperkirakan merupakan batuan dasar (basement) yang mengalasi satuan batuan lain di atasnya.
Pada Kala Miosen Tengah terjadi aktivitas tektonik mengakibatkan terjadinya terobosan magma berkomposisi menengah pada bidang-bidang rekahan yang di daerah penyelidikan dicirikan dengan ditemukannya satuan batuan intrusi Tawangmangu yang berkomposisi andesit. Kemudian pada Kala Miosen Akhir-Pliosen proses sedimentasi terus berlangsung yang menyebabkan terbentuknya batuan sedimen karbonat yaitu satuan batugamping yang di daerah penyelidikan tersingkap di daerah Ngasem.
struktur-struktur geologi berupa sesar menangga (step fault) yang mempunyai kemiringan ke arah utara, aktivitas vulkanik berpindah ke sebelah utara yang ditandai dengan pembentukan batuan vulkanik Gunung Lawu yang membentuk morfologi Gunung Lawu sekarang. Sesudah fase erupsi Gunung Lawu yang membentuk batuan aliran piroklastik, aktivitas vulkanik Gunung Lawu berakhir dengan pembentukan kubah lava muda di puncak Gunung Lawu (lava Gunung Lawu-7) dan kerucut-kerucut Gunung Purung dan Gunung Anak yang merupakan produk erupsi samping.
Selanjutnya, proses erosi yang berlangsung sampai saat ini menghasilkan endapan lahar dan aluvium seperti yang banyak terdapat di sepanjang pedataran dan sungai-sungai besar (Gambar 2).
SISTEM PANAS BUMI G. LAWU
Berdasarkan hasil penyelidikan sebelumnya dan survei MT, sistem panas bumi yang berkembang di daerah ini diperkirakan menyerupai sistem panas bumi di lingkungan vulkanik pada umumnya, dimana batuan penudungnya berupa batuan alterasi yang biasanya memberikan respon nilai tahanan jenis rendah, sedangkan reservoir panas buminya berada di bawah batuan penudung dan memberikan respon nilai tahanan jenis relatif lebih tinggi dari batuan penudung (Johnston, J.M., et.al., 1992). Dari survei MT, sebaran tahanan jenis rendah yang diinterpretasikan sebagai batuan penudung tersebar di sekitar fumarol dan menerus ke arah barat puncak Gunung Lawu dengan pola sebaran yang cenderung membuka ke arah puncak. Sebaran tahanan jenis rendah ini tersebar dari permukaan tanah hingga kedalaman 1500 meter
dengan ketebalan sekitar 1000 – 1500 meter.
Reservoir panas bumi diperkirakan berada di bawah batuan penudung dan dicirikan dengan respon tahanan jenis yang lebih tinggi dari batuan penudung. Puncak reservoir ini diperkirakan berada di bawah fumarol Candradimuka dimana puncaknya berada pada ketinggian 1000 meter di atas permukaan laut. Puncak reservoir ini semakin mendalam ke arah barat mengikuti lereng topografi Gunung Lawu (Gambar 3).
Berdasarkan penyelidikan geologi, pembentukan sistem panas bumi di daerah Gunung Lawu diperkirakan berkaitan erat dengan aktivitas vulkanik termuda Gunung Lawu yang masih menyimpan sisa panas dari dapur magma. Sisa panas tersebut berperan sebagai sumber panas yang memanasi air bawah permukaan yang kemudian naik melalui celah-celah/rekahan dan terperangkap dalam reservoir panas bumi.
Interaksi antara fluida panas yang tersimpan di reservoir dengan batuan di atasnya (sekitarnya) menghasilkan batuan penudung (cap rock) yang bersifat kedap air (impermeable). Batuan penudung inilah yang menyebabkan pergerakan fluida panas yang terdapat di lapisan reservoir tertahan untuk sampai ke permukaan. Batuan penudung ini diperkirakan terletak pada batuan vulkanik G. Lawu yang telah terubah.
PENGEBORAN LANDAIAN SUHU LWU-1
Lokasi Titik Bor Sumur LWU-1
Secara administratif sumur LWU-1 termasuk dalam wilayah Kecamatan Tawang Mangu, Kabupaten Karang Anyar, Provinsi Jawa Tengah atau terletak pada posisi 516620 mE dan 9153441 mN dengan elevasi 1.333 m di atas permukaan laut. Berdasarkan hasil kompilasi data geosain daerah panas bumi Gunung Lawu, titik LWU-1 berada di dalam daerah prosek panas bumi (Gambar 4).
Kegiatan Pengeboran
Pengeboran landaian suhu sumur LWU-1 dilaksanakan dalam beberapa tahapan/trayek, yaitu: 1). Trayek Selubung 6”, 2). Trayek Selubung 4”, dan 3). Trayek Open hole dengan bit 3 4/5”. Sumur LWU-1 tersebut mempunyai kedalaman akhir 242,95 meter (strike hole), adanya kendala-kendala teknis selama kegiatan pengeboran (hole problems) menyebabkan tidak tercapainya target kedalaman yang direncanakan, yaitu 250 meter (Gambar 5).
Geologi Sumur
Litologi sumur landaian suhu LWU-1 yang mempunyai kedalaman akhir 242,95 m, secara umum disusun
oleh batuan hasil erupsi Gunung api Lawu yang terdiri dari perselingan antara aliran piroklastik (breksi vulkanik) dan aliran lava, dan sedikit dijumpai adanya jatuhan piroklastik sebagai sisipan (Gambar 6).
Struktur Geologi
Kehadiran struktur geologi pada sumur pengeboran panas bumi dapat ditafsirkan dari beberapa ciri struktur seperti sifat fisik batuan (milonitisasi dan rekahan) yang dikombinasikan dengan data pemboran seperti adanya
hilang sirkulasi (total/sebagian) dan terjadinya drilling break.
Selama kegiatan pengeboran sumur LWU-1 sampai kedalaman akhir (242,95 m), terjadi hilang sirkulasi sebagian dari lumpur pembilas (PLC) di kedalaman 12,50 – 13,60 m, 20,60 dan 21,20 – 21,85 m, masing-masing sebesar 10 – 20 lpm dan hilang sirkulasi total (TLC) mulai di kedalaman 76 m. Banyak dijumpai kekar-kekar gerus, rekahan-rekahan yang sebagian terisi mineral lempung dan kuarsa sekunder terutama pada kedalaman 208,80 – 242,95 m dimana banyak terdapat zona hancuran.
Temperatur Lumpur Pembilas
Hasil pengukuran temperatur lumpur masuk (Tin) dan temperatur keluar (Tout) sumur LWU-1, berkisar antara Tin = 19,1 – 24,7°C dan Tout = 19,4 – 25°C, dengan selisih temperatur masuk dan keluar sebesar 0,1 – 1,1°C. Pengukuran temperatur lumpur pembilas tidak dapat diukur secara normal mulai di kedalaman 76 m akibat banyaknya zona loss sehingga sering terjadi hilang sirkulasi lumpur pembilas.
Pengukuran Logging Temperatur
tahap, yaitu di kedalaman 100 m dan 187 m. Pengukuran temperaur di kedalaman akhir (242,95 m) tidak bisa dilakukan, hal ini disebabkan oleh adanya runtuhan yang mengakibatkan probe hanya bisa turun sampai kedalaman 187 m walaupun dilakukan berbagai upaya untuk menghantar T-Logging Tool sampai dasar lubang. Dari pekerjaan logging tahap pertama sampai kedalaman lubang bor 100 meter, temperatur di permukaan tanah terukur sebesar 17,0°C. Sedangkan pada dasar lubang bor (100 meter) terukur 19,3°C.
Pekerjaan logging tahap kedua sampai kedalaman lubang bor 187 meter, diperoleh harga bacaan temperatur di permukaan tanah sebesar 21°C sedangkan pada kedalaman 187 meter diperoleh harga bacaan sebesar 24,6°C.
PEMBAHASAN
Batuan penyusun pada sumur landaian suhu LWU-1 yang mempunyai kedalaman akhir 242,95 m, terdiri dari perselingan antara aliran lava (lava flow) dan aliran piroklastik (pyroclastic flow), serta diumpai sisipan jatuhan piroklastik (pyroclastic fall) di interval kedalaman 200,90 – 201,80 m. Litologi tersebut semuanya diperkirakan berasal dari aktivitas Gunungapi Lawu yang terdapat di sebelah timur laut dari sumur LWU-1 ini. Berdasarkan jenis batuannya diduga Gunung Lawu yang mempunyai ketinggian sekitar 3250 m di atas permukaan laut tersebut telah mengalami erupsi berulang-ulang baik berupa leleran (effusive eruption) maupun letusan (explosive eruption), yang ditunjukkan oleh satuan batuan lava dan piroklastik. Berdasarkan jenis batuan hasil erupsinya, Gunung Lawu ini termasuk kedalam jenis gunungapi
strato, merupakan jenis gunungapi yang umum dijumpai di Indonesia. Adanya dua jenis lava, yakni; lava basalt dan lava andesit berdasarkan hasil analisis petrografi, menunjukkan telah terjadinya perubahan komposisi magma yang naik ke permukaan yang bervariasi dari magma berkomposisi basa hingga sedang. Juga adanya jatuhan piroklastik dapat digunakan sebagai lapisan kunci (key bed) dari sejarah letusan Gunung Lawu. Dijumpainya jatuhan piroklastik di sumur LWU-1 ini, diperkirakan pada saat letusan Gunung Lawu tersebut arah angin ke barat-baratdaya.
melihat temperatur aktual di kedalaman 187 m yang hanya 52,4°C.
Berdasarkan jenis mineral-mineral ubahan yang hadir di sumur LWU-1, menunjukkan fluida hidrotemal yang berinteraksi dengan batuan pada sumur LWU-1 diperkirakan berjenis air panas klorida dengan pH relatif netral (near-neutral chloride hydrothermal waters), hal ini terutama tercermin oleh kehadiran mineral lempung berjenis montmorilonit/smektit yang hadir dominan hampir disemua kedalaman.
Berdasarkan hasil pengukuran, konduktivitas panas batuan (thermal conductivity) mempunyai kisaran nilai 2,8015 – 6,2334 W / m°C atau setara dengan 2,4093 – 5,3607 Kcal / mh°C. Nilai konduktivitas relatif tinggi (6,2334 W / m°C) ada pada satuan batuan Andesit Terubah (AT), dengan intensitas ubahan sedang yang dijumpai di interval kedalaman 208,80 – 236,60 m. Untuk nilai konduktivitas sedang (3,6711 – 3,7311 W / m°C) diwakili oleh satuan batuan Basalt (Ba) dan Breksi Tufa Terubah dengan intensitas ubahan rendah dijumpai di kedalaman 88 – 138,20 m dan di kedalaman 138,20 - 161,20 m. Sedangkan nilai konduktivitas rendah (2,8015 – 2,8942 W / m°C) ada pada satuan batuan Breksi Tufa Terubah dan Basalt Terubah dengan intesitas ubahan kuat di jumpai di interval kedalaman 166,40 – 196,60 m dan 236,60 – 242,95 m.
Pada sumur LWU -1 ini, dijumpai sedikitnya 3 kali terjadi hilang sirkulasi parsial (partial loss circulation/PLC), yakni di interval kedalaman 12,50 – 13,60 m, 20,60 dan 21,20 – 21,85 m, masing-masing sebesar 10 - 20 lpm dan 1 kali terjadi hilang sirkulasi total (total loss circulation/TLC) di kedalaman 76 m. Selanjutnya mulai dari kedalaman 76 m hingga kedalaman akhir (242,95 m)
terjadi loss baik TLC maupun PLC yang sulit diatasi. Hal ini diduga akibat batuan di sumur LWU-1 telah mengalami deformasi yang sangat kuat sehingga banyak terdapat rekahan/kekar pada formasi batuan di kedalaman tersebut.
Pada pengukuran logging temperatur dilakukan perhitungan dengan metode Horner Plot untuk mendapatkan harga temperatur formasi (Initial Temperature). Berdasarkan hasil perhitungan tersebut diperoleh temperatur formasi sebesar 52,4oC pada kedalaman 187 meter, (Gambar 7), dengan harga landaian suhu (thermal gradient) diperoleh sebesar 17,1oC/100 meter atau hampir enam (6) kali gradien rata-rata bumi (± 3°C per 100 m). Masih rendahnya temperatur formasi di sumur LWU-1 ini, diduga disebabkan oleh tebalnya lapisan penudung (clay cap) pada sistem panas bumi Gunung Lawu, hal ini berarti fluida panas yang terdapat pada lapisan reservoir masih berada jauh di bawah (≥1500 m, survei MT), hal ini tercermin dari profil hasil pengukuran logging temperatur yang mulai menunjukkan adanya landaian suhu yang cukup berarti mulai di kedalaman sekitar 140 m.
Selanjutnya, jika perkiraan top reservoir di daerah panas bumi Gunung Lawu berada di kedalaman sekitar 1500 m (hasil survei MT, 2010) dan gradien diasumsikan linier pada sumur LWU-1, maka temperatur di kedalaman 1500 m tersebut adalah sekitar 280oC, (Gambar 8).
tepatnya di bagian tepi barat daya daerah prospek panas bumi Gunung Lawu.
Peluang untuk pengembangan energi panas bumi Gunung Lawu di masa mendatang cukup besar, hal ini ditunjang faktor-faktor antara lain: potensinya yang besar (275 MWe untuk cadangan terduga dan 195 MWe untuk sumber daya hipotetis), akses yang mudah, tersedianya pasar yang luas, dan tersedia sarana yang cukup untuk pengembangan panas bumi secara terpadu (pariwisata, pertanian dll), serta tenaga kerja yang cukup tersedia. Selain peluang, juga terdapat kendala-kendala yang mungkin dijumpai dalam pengembangan panas bumi Gunung Lawu, kendala tersebut antara lain: daerah prospek panas bumi Gunung Lawu sebagian besar berada di kawasan hutan lindung (± 80%), banyak terdapat lahan produktif yang dikelola oleh masyarakat secara intensif seperti perkebunan bawang, wortel, dan sayur mayur, serta ketersediaan/sumber air yang cukup jauh untuk kegiatan pengeboran eksplorasi maupun eksploitasi.
KESIMPULAN
Daerah panas bumi G. Lawu mempunyai potensi energi panas bumi yang layak untuk dikembangkan lebih lanjut untuk pembangkit listrik tenaga panas bumi (PLTP) dimasa mendatang.
UCAPAN TERIMA KASIH
Kami mengucapkan terimakasih kepada Kepala Pusat Sumber Daya Geologi, Koordinator Kelompok Penyelidikan Panas Bumi, dan editor makalah, serta orang-orang yang telah membantu dalam pembuatan makalah ini.
DAFTAR PUSTAKA
Bemmelen, R.W. Van (1949), dalam
bukunya The Geology of Indonesia.
Browne, P.R.L., 1978. Hydrothermal alteration in Active Geothermal Fields, Annual Riview of Earth and Planetay Science 6:229-250.
Lawless, J.V., White, P.J., and Bogie, I., 1994. Important Hydrothermal Minerals and their Significance, Fifth Edition, Kingston Morrison Ltd.
Pertamina, 1989, Studi
Volkanostratigrafi dan Evolusi Magmatik Regional, Deretan G. Lawu-Wilis-Pandan, Jawa Timur.
Mahon K., Ellis, A.J., 1977. Chemistry and Geothermal System. Academic Press Inc. Orlando.
Sampurno & H. Samodra, 1997,
Geologi Lembar Ponorogo, Jawa, Departemen Pertambangan dan Energi, Direktorat Jenderal Pertambangan Umum, Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi.
Tim Geologi dan Tim Geokimia, 2009,
Penyelidikan Terpadu Geologi dan Geokimia Daerah Panas Bumi G. Lawu, Kab. Karanganyar, Provinsi Jawa Tengah dan Kab. Magetan, Provinsi Jawa Timur, Pusat Sumber Daya geologi, Badan Geologi.
Tim Geofisika terpadu, 2009,
Penyelidikan Terpadu Geomagnet, gaya berat, dan geolistrik Daerah Panas Bumi G. Lawu, Kab. Karanganyar, Provinsi Jawa Tengah dan Kab. Magetan, Provinsi Jawa Timur, Pusat Sumber Daya geologi, Badan Geologi.
Tim Survei Magnetotellurik, 2010,
Gambar 1. Peta lokasi sumur landaian suhu LWU-1 daerah panas bumi
G. Lawu, Kabupaten Karang Anyar, Provinsi Jawa Tengah.
Gambar 2. Peta geologi daerah panas bumi Gunung Lawu. Peta indeks G. Lawu
Σ
Sumur
Gambar 3. Interpretasi dari model tahanan jenis 2D.
Gambar 4. Peta kompilasi geosain dan titik bor sumur LWU-1
daerah panas bumi Gunung Lawu.
Baratlaut Tenggara
s
u
s
MAP Jenawi
Fumarol Candradimuka
Fumarol Tamansari Bawah
Clay Cap
Reservoir
Σ
LWU-1
Gambar 5. Konstruksi sumur landaian suhu LWU-1, daerah panas bumi
Gunung Lawu, Kabupaten Karang Anyar – Provinsi Jawa Tengah.
Gambar 6. Composite log sumur landian suhu LWU-1, Karang Anyar, Jawa Tengah.
G ro u n d S u rfa c e
2 4 2 ,9 5 m (T D )
H o le 7 5 /8 "
H o le 5 5 /8 "
1 0 ,4 9 m
C a s in g S h o e 4 "
C a s in g 6 "
O p e n H o le 3 1 /2 " C a s in g 4 "
Horner Plot Sumur Landaian Suhu LWU-1 (Probe Logging di rendam > 19 Jam) Lapangan Panas Bumi Gunung Lawu
y = 52.345x - 108.64
0 10 20 30 40 50
1 (T + dt)/dt ==> 10
Temp. Formasi = 52.4 oC
T
e
mper
a
tur
(
o C )
=
=
>
Tabel 1. Temperatur pembentukan mineral sekunder di sumur LWU-1.
