Ulfiana, dkk. 1
ANALISIS ARAH PERGERAKAN FLUIDA LAPANGAN
PANAS BUMI LAHENDONG DENGAN METODE 4D
MICROGRAVITY
Emi Ulfiana1, Ayun Ria Ainun1, Puji Ariyanto2
1Program Studi Geofisika, Sekolah Tinggi Meteorologi Klimatologi dan Geofisika
2Sekolah Tinggi Meteorologi Klimatologi dan Geofisika
Jl. Perhubungan I No. 5 Pondok Betung, Tangerang Selatan, 15221
Email : [email protected]
Abstrak
Proses eksplorasi panas bumi dilakukan dengan mengekstraksi fluida. Fluida yang terekstrasi ke permukaan tidak hanya berupa uap, namun juga air, sehingga dilakukan pemisahan. Pada proses pemisahan tersebut, uap akan dijadikan sebagai sumber energi pembangkit listrik tenaga panas bumi (PLTP), sedangkan air akan dikembalikan ke dalam tanah melalui sumur injeksi. Apabila ekstraksi fluida lebih besar dari yang diinjeksikan, maka akan terjadi pengurangan massa di bawah permukaan, sehingga berpotensi terjadinya subsidence atau amblesan. Mengatasi masalah ini, tujuan dari penelitian ini adalah monitoring pergerakan fluida di bawah permukaan, sehingga dapat menjadi dasar dalam pengambilan keputusan mengenai injeksi terkait kondisi fluida di dalam reservoir. Objek penelitian adalah PLTP Lahendong. Penelitian ini menggunakan metode 4D microgravity dengan ketelitian hingga mikroGal. Digunakannya metode 4D microgravity dalam penelitian ini terkait dengan perubahan massa akibat ekstraksi fluida bernilai sangat kecil. Prinsip dari metode 4D microravity adalah dilakukannya pengukuran di titik yang sama namun pada waktu atau periode yang berbeda. Sehingga dengan hal tersebut, perubahan nilainya dapat dibandingkan dengan jelas. Analisis data menghasilkan sebuah simpulan bahwa pergerakan fluida lapangan panas bumi Lahendong cenderung ke arah barat daya yang merupakan zona sumur - sumur produksi.
Kata Kunci: Energi panas bumi, subsidence, 4D microgravity
PENDAHULUAN
Indonesia berada pada zona pertemuan tiga lempeng tektonik utama, yakni Eurasia, Indo-Australia dan Pasifik. Hal tersebut menyebabkan Indonesia termasuk dalam jalur
“ring of fire” dan memiliki jumlah gunung berapi terbanyak di dunia. Jalur gunung api yang membentang dari barat hingga timur Indonesia merupakan salah satu penyebab
Indonesia memiliki potensi sumber panas bumi yang begitu besar, hingga setara dengan 40% potensi panas bumi yang ada di dunia berdasarkan data Kementerian ESDM pada tahun 2013.
Ulfiana, dkk. 2 pembangkit listrik. Salah satu pembangkit listrik
tenaga panas bumi (PLTP) di Indonesia yang telah beroperasi sejak tahun 2001 ialah PLTP Lahendong yang terletak di Sulawesi Utara [1].
Berdasarkan data dari Ditjen EBTKE Kementerian Energi dan Sumber Daya Mineral tahun 2012, litologi Lahendong tersusun oleh batuan basalt tholeiitic berumur Tersier hasil dari erupsi gunung api yang masih aktif hingga kini, yaitu gunung Soputan, Mahawu, dan Lokon [2]. Keadaan litologi ini menandakan daerah Lahendong merupakan daerah dengan aktifitas magma yang aktif, terutama dengan munculnya manifestasi sumber air panas akibat magmatisme silisik pada kedalaman dangkal. Dengan kondisi seperti ini, maka wilayah Lahendong dapat dijadikan sebagai salah satu lapangan eksplorasi geotermal.
Energi geotermal adalah energi yang relatif lebih ramah lingkungan dibandingkan dengan sumber energi lainnya, termasuk energi minyak bumi yang bersumber dari fosil. Energi yang minim emisi gas rumah kaca ini tidak menghasilkan limbah serta material beracun. Sehingga energi ini dapat menjadi energi alternatif terbarukan yang tetap dapat menjaga lingkungan Indonesia tetap bersih dan tidak tercemar [3].
Gambar 1. Skema proses produksi-injeksi geothermal (sumber: www3.epa.gov)
Geotermal memiliki banyak keunggulan dibanding alternatif pembangkit listrik lainnya, yaitu ramah lingkungan, bersifat terbarukan karena fluida yang dimanfaatkan dapat diinjeksikan kembali ke dalam reservoir, bersifat lokal dan dapat dimanfaatkan secara langsung sehingga dapat meningkatkan kemakmuran daerah sekitar lapangan geotermal, pasokan stabil (tidak tergantung dengan pasar dunia), dan teknologi produksi dan pemanfaatan relatif sederhana. Namun disamping keunggulan yang dimiliki, geotermal juga berpotensi menyebabkan terjadinya subsidence di daerah sekitar lapangan eksplorasi, sehingga pembangunan PLTP banyak mendapat kecaman dari masyarakat sekitar [4].
Subsidence atau amblesan terjadi apabila ekstraksi fluida tidak seimbang dengan injeksi fluida, sehingga terjadi pengurangan pun kekosongan massa di bawah permukaan yang menyebabkan tanah di atasnya turun. Mengatasi masalah ini, maka perlu dilakukan monitoring pergerakan fluida di bawah permukaan, sehingga potensi terjadinya amblesan dapat diminimalisasi [5]. Dengan terkontrolnya potensi amblesan, diharapkan mampu mengubah pandangan negatif masyarakat terhadap pemanfaatan sumber energi geotermal, sehingga kedepannya potensi geotermal Indonesia dapat dimanfaatkan dengan maksimal. Daerah penelitian mencakup PLTP Lahendong, dengan koordinat 1º14’24” LU -
1º17’24” LU dan 124º45’00” BT - 124º51’36” BT.
LANDASAN TEORI
Ulfiana, dkk. 3 melalui sumur injeksi. Karena terjadi
pemanasan dan pengambilan uap secara terus-menerus, maka fluida di bawah permukaan akan berkurang hingga menyebabkan terjadinya pengurangan pun kekosongan massa di bawah permukaan. Daerah yang seharusnya terisi oleh fluida akan kosong, sehingga berpotensi terjadinya amblesan tanah di atasnya. Untuk mencegah amblesan, maka perlu dilakukan tindakan preventif, misalnya injeksi fluida baru ke daerah yang kosong. Salah satu metode untuk mengetahui keadaan fluida di dalam reservoir ialah metode 4D microgravity.
4D Microgravity adalah salah satu metode yang memanfaatkan data nilai gravitasi dengan komponen yang keempat adalah komponen waktu. Konsep dari metode ini ialah membandingkan nilai gravity di satu tempat pada waktu yang berbeda untuk melihat perubahan nilai gravitasinya. Dengan memisalkan t1 adalah waktu yang lebih lama
dan t2 adalah waktu yang lebih baru, maka 4D
microgravity dapat dirumuskan sebagai berikut:
∆� , , , � = � , , , � − � , , , � lebih besar apabila di tempat itu terdapat massa yang tidak dimiliki oleh tempat lain, dalam hal geothermal massa tersebut ialah fluida di reservoir. Apabila ∆�memiliki nilai positif, hal itu mengindikasikan bahwa nilai t2 lebih besar
daripada t1, yang berarti pada t2 telah dilakukan
injeksi. Sedangkan nilai ∆� yang negatif mengindikasikan adanya pengurangan massa dari t1 ke t2. Prinsip ini di dasarkan pada hukum
Newton tentang gravitasi yang dapat dirumuskan sebagai berikut:
� = ���2 ...(2)
Keterangan:
g = Percepatan gravitasi (mGal)
G = Konstanta universal gaya berat (6.67 × 10-11 m3kg-1s-2)
m = benda bermassa m (kg)
r = jarak benda dari pusat kedua benda (m)
Berdasarkan rumus di atas, diperoleh kesimpulan bahwa nilai percepatan gravitasi berbanding lurus dengan massa, sehingga prinsip ini dapat dijadikan acuan untuk mendeteksi ada atau tidaknya fluida di bawah permukaan bumi.
METODE PENELITIAN
Data gravitasi yang digunakan pada penelitian ini adalah data dari satelit GRACE (Gravity Recovery And Climate Experiment) yang memperhitungkan topografi tempat. Data yang diperoleh dalam bentuk SBA (Simple Bouguer Anomali), sehingga tidak perlu dilakukan koreksi medan, drift, tidal, lintang, dan topografi. Pengambilan data dibatasi pada koordinat kawasan lapangan Geotermal Lahendong, yaitu 1º14’24” LU - 1º17’24” LU
Ulfiana, dkk. 4
Gambar 1. Denah lapangan Geotermal Lahendong [6]
.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil dari penelitian ini terlihat dari hasil perbandingan antarhari pada bulan Juni 2011, Januari 2012, dan Juli 2012. Secara berturut-turut, diperlihatkan sebagai berikut:
Gambar 2. Anomali gravitasi bulan Januari 2012 – Juni 2011
Gambar 3. Anomali gravitasi bulan Juli 2012 – Januari 2012
Ü
Ü
Ulfiana, dkk. 5 Pada gambar 2, anomali gravitasi di arah
timur laut menunjukkan angka yang lebih rendah dibandingkan nilai anomali gravitasi di arah barat daya. Hal ini disebabkan karena adanya massa yang lebih banyak di arah barat daya dibandingkan di arah timur laut. Adanya massa yang lebih rendah di daerah sekitar sumur injeksi dan lebih tinggi di daerah sekitar sumur produksi menandakan adanya kegiatan ekstraksi, sehingga fluida bergerak ke arah sumur-sumur produksi. Kegiatan ekstraksi fluida ini menarik fluida dari sumur injeksi, sehingga terjadi penurunan massa di sekitar sumur injeksi.
Pada gambar 3, anomali gravitasi menunjukkan angka yang sebaliknya. Di arah timur laut yang merupakan letak sumur injeksi, nilai anomali gravitasi lebih besar dibandingkan dengan nilai anomali gravitasi di arah barat daya. Hal ini menandakan adanya kegiatan injeksi fluida, yang berakibat menambah massa pada area sekitar sumur injeksi. Penambahan massa ini berbanding lurus dengan nilai anomali gravitasi, sehingga dapat disimpulkan bahwa pada bulan Juli 2012 dilakukan kegiatan injeksi fluida.
Gambar 4. Kurva nilai g rata-rata dalam waktu 1 hari
Gambar 4 menampilkan perbandingan nilai g secara keseluruhan. Nilai anomali gravity pada bulan Januari 2012 menunjukkan nilai yang paling kecil dibanding bulan Juni 2011 dan Juli 2012. Hal ini dapat menjadi studi kasus yang baik dalam mengidentifikasi perubahan nilai
anomali gravity akibat keberadaan fluida di suatu tempat.
KESIMPULAN
Monitoring pergerakan fluida lapangan panas bumi Lahendong dapat dilakukan dengan menggunakan metode 4D microgravity. Penelitian dengan 4D microgravity menunjukkan saat ekstraksi fluida, nilai gravity semakin mengecil dari arah timur laut tempat sumur injeksi berada, dan meningkat ke arah barat daya tempat sumur-sumur produksi. Nilai gravity yang semakin mengecil dapat menjadi indikasi bahwa terjadi kekosongan massa di bawah permukaan, sehingga perlu segera dilakukan injeksi fluida untuk mencegah amblesan.
DAFTAR PUSTAKA
Handbook Of Energy & Economic Statistics Of Indonesia, Kementerian ESDM, 2011.
Lestari, Intan, dan Muh. Sarkowi. Analisis Struktur Patahan Daerah Panasbumi Lahendong-Tompaso Sulawesi Utara berdasarka n Data Second Vertical Derivative (SVD) Anomali Gayaberat, 2013.
Setiawan, Sigit. Energi Panas Bumi dalam Kerangka MP3EI: Analisis terhadap Prospek, Kendala, dan Dukungan Kebijakan, 2013.
Torge, Wolfgang. Gravimetry. 1989.
Glowacka, Ewa, dkk. Subsidence In Cerro Prieto Geotermal Field, Baja California, Mexico, 2000.
Alfiah, Suzi. Penilaian Risiko Keselamatan dan Kesehatan Kerja pada Kegiatan Operasi dan Produksi PT Pertamina Geotermal Energy Area Lahendong Tahun 2012, 2012.
