Pencitraan Bawah Permukaan Daerah Panas Bumi Way Ratai
Lampung Dengan Metode Tahanan Jenis 2 Dimensi
Karyanto
Jurusan Fisika FMIPA Universitas Lampung Jl. Soemantri Brojonegoro No.1 Bandar Lampung 35145
Abstract
Resistivity 2D method has been successfully employed to obtain geothermal area image of Way Ratai, Lampung subsurface. Measurement was carried out on area near two hot spring wells that adjacent with Wenner – Schlumberger array, and by using least square inversion subsurface resistivity image in survey area was obtained. From subsurface imaging result that two hot spring wells imaged clearly that wells in geothermal area of Way Ratai, Lampung was not related between one hot spring well with another hot spring well.
Keywords: resistivity, geothermal, hot spring.
Pendahuluan
Prospek panas bumi di Indonesia cukup potensial untuk dikembangkan karena sebagian besar wilayahnya terletak di jalur vulkanis (Sumatra, Jawa, Bali, Nusa Tenggara, Sulawesi dan Maluku). Hal ini sejalan dengan kebijakan pemerintah untuk mengurangi penggunaan minyak bumi dan meningkatkan pemanfaatan sumber energi yang lain. Dan dari sistem panas bumi pun dapat dikembangkan menjadi suatu obyek pariwisata untuk mendukung pengembangan suatu wilayah yang pada akhirnya akan turut serta dalam peningkatan pendapatan asli daerah.
Pada dasarnya sistem panas bumi merupakan suatu daur hidrologi air (air tanah dan hujan) yang dalam perjalanannya berhubungan dengan sumber panas (heat source)
bertemperatur tinggi, sehingga terbentuk air panas atau uap panas yang dapat terperangkap dalam batuan yang porous dan mempunyai permeabilitas tinggi. Uap air dan air panas tersebut akan muncul ke
permukaan melalui struktur – struktur seperti sesar, dan/atau rekahan.
Di daerah panas bumi Way Ratai Lampung, terdapat sumur – sumur air panas yang bersuhu tinggi (80oC – 90oC) yang berada di beberapa tempat, sumur tersebut merupakan manifestasi permukaan dari suatu sistem panas bumi yang sampai saat ini belum banyak dieksplorasi oleh para peneliti. Atas dasar hal tersebut, dilakukan pengukuran geofisika dengan metode tahanan jenis 2 dimensi terhadap parameter fisis (resistivitas) yang dimiliki oleh batuan di bawah permukaan daerah tersebut.
Metode geolistrik tahanan jenis sudah banyak digunakan dalam eksplorasi panas bumi yang biasanya bertujuan untuk menentukan batas-batas reservoar dari sistem tersebut. Penentuan ini dilakukan dengan metode satu dimensi (1D) yaitu dengan melakukan sounding sampai pada kedalaman tertentu kemudian pada pengolahannya dibuat kontur isoresistivitas dengan menghubungkan titik-titik sounding yang telah dilakukan. Pada penelitian ini akan dilakukan
pengembangan metode tahanan jenis dua dimensi (2D), yang diharapkan nantinya didapatkan citra bawah permukaan secara lateral sekaligus ke kedalamannya (vertikal). Tahanan jenis dua dimensi ini dapat dipakai dalam berbagai permasalahan. Ngadimin dengan menggunakan metode ini berhasil melakukan monitoring terhadap rembesan limbah cair,1 sedangkan Azhar menggunakan metode ini dalam pemodelan fisis eksplorasi batubara.2 Tujuan penelitian ini adalah untuk mendapatkan citra (image) secara 2 dimensi (2D) dari kondisi bawah permukaan lapangan panas bumi Way Ratai berdasarkan data tahanan jenis batuannya, terutama untuk daerah yang dekat dengan adanya manifestasi permukaan dari sistem panas bumi (sumber air panas). Untuk mencapai tujuan tersebut, pertama-tama akan dibuat kurva isoresistivitas dari lintasan survey, dan pada akhirnya dibuat pemodelan ke belakang (inversi) dari kondisi bawah permukaan lintasan survey.
Metode Penelitian Alat dan Bahan
Alat dan bahan yang digunakan dalam penelitian ini terdiri dari:
a. Resistivity meter NAINURA b. Accu sebagai sumber arus DC c. elektroda arus dan potensial d. kabel-kabel penghubung e. meteran f. kompas geologi g. HT (Handy Talky) h. GPS Pengambilan Data
Penelitian ini dilakukan di lapangan panas bumi Way Ratai kecamatan Padang Cermin kabupaten Lampung Selatan, propinsi Lampung. Pengambilan data lapangannya adalah sebagai berikut: Metode tahanan jenis 2 dimensi (2D) merupakan gabungan antara mapping dan
sounding, dimana pengukuran sounding
dilakukan di setiap titik lintasan secara lateral atau lintasan mapping dilakukan
setiap kedalaman.
Gambar 1. Konfigurasi Elektroda Cara Schlumberger
Maka berdasarkan prinsip tersebut, pengambilan data tahanan jenis 2 dimensi (2D) pada penelitian ini adalah:
a. Menyusun rangkaian alat resistivity meter seperti pada Gambar. 1
b. Mengaktifkan resistivity meter, menginjeksi arus listik ke medium.
c. Mencatat arus listrik (I), beda potensial (∆V) antara dua titik elektroda.
d. Untuk mendapatkan data tahanan jenis 2D dilakukan seperti Gambar 2 yaitu pengukuran tiap titik sounding dilakukan dari n=1 sampai dengan n=8. I V A M N B na na a
Gambar 2. Teknik Pengambilan Data Tahanan Jenis 2-D Konfigurasi Wenner – Schlumberger.
Pengolahan dan Analisis Data Pengolahan Data
Pengolahan data dari survey tahanan jenis 2 dimensi (2D) ini dibagi dalam 2 tahap sebagai berikut:
1) Penghitungan harga dari tahanan jenis semu dengan menggunakan rumus:
V K I ρ = ∆ , dengan 1 1 2 3 4 1 1 1 1 2 K r r r r
π
− = − − − 2) Setelah dilakukan perhitungan harga tahanan jenis semu untuk masing-masing titik datum, selanjutnya akan dibuat kurva isoresistivitas dari line survey, sehingga akan terbentuklah kurva isoresistivitas berdasarkan
offset (x) dan kedalaman (z). Dalam
tahap ini juga akan dibuat pemodelan ke belakang (inversi) dengan software Res2dinv dari kondisi bawah permukaan daerah survey sehingga akan didapatkan citra secara dua dimensi (2D) daerah Panas Bumi Way Ratai.
Analisis Data
Analisis hasil survey lapangan ini didasarkan pada kurva isoresistivitas dan hasil pemodelan ke belakang (inversi) dari data hasil pengukuran. Kemudian
dari hasil pemodelan ke belakang, dilakukan analisis atau penafsiran dari model kondisi bawah permukaan. Dalam hal ini akan dicari harga-harga tahanan jenis yang kecil atau kita akan mencari batuan atau mineral yang konduktif karena kondisi inilah yang diperlukan dalam suatu sistem panas bumi.
Hasil dan Pembahasan
Penelitian geolistrik tahanan jenis 2D kali ini bertujuan untuk mendapatkan citra bawah permukaan di daerah survey terutama hasil tentang manifestasi permukaan yang ditimbulkan oleh gejala panas bumi di antaranya yaitu adanya 2 sumur air panas (sumur A dan sumur B) saling berhubungan antara satu dengan lainnya.
Survey geolistrik tahanan jenis jarak antar elektroda menentukan kedalaman jangkauan penyelidikan, sehingga pengukuran dilakukan dengan memvariasikan jarak tersebut dan mengeser posisi keseluruhan konfigurasi elektroda pada suatu lintasan untuk memperoleh informasi mengenai distribusi resistivitas secara vertikal maupun lateral.
Adanya efek polarisasi pada elektroda yaitu ketika elektroda digunakan untuk mengirim arus akan menyebabkani penumpukan muatan pada kontak antara elektroda dengan tanah. Oleh karenanya, S1 S2 S3 S4 S5 n1 n2 . . n8 a a a a a a Sn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
pada survey geolistrik digunakan arus bolak – balik berfrekuensi rendah, sehingga pembalikan polaritas pada elektroda arus dapat mengurangi efek tersebut.
Setelah data lapangan diolah dengan
software Res2dinv yang pemodelannya
menggunakan metode inversi kuadrat terkecil (least-squares) seperti kita gunakan dalam software ini, maka hasilnya diperoleh profil bawah permukaan daerah survey pada Gambar 3, berikut
Gambar 3.Profil Bawah Permukaan Sumur A dan Sumur B Hasil Pengukuran Geolistrik Tahanan Jenis
Prinsip dasar metode inversi linier kuadrat terkecil adalah modifikasi model awal secara iteratif hingga diperoleh model yang responnya cocok dengan data hasil pengamatan. Modifikasi model didasarkan pada informasi mengenai sensitivitas parameter observasi (data pengamatan) terhadap perubahan parameter model. Faktor sensitivitas tersebut terkandung dalam matriks Jacobi yang elemen-elemennya adalah turunan parsial respon model terhadap parameter model. Untuk kasus geolistrik 2-D perhitungan matriks Jacobi dilakukan secara numerik menggunakan pendekatan beda hingga yang memerlukan perhitungan forward modelling dalam jumlah yang cukup besar. Perhitungan respons model tahanan jenis 2-D dilakukan melalui penyelesaian persamaan differensial yang cukup
kompleks menggunakan metode beda hingga atau elemen hingga.
Menurut Loke dan Barker model awal adalah medium homogen sehingga modifikasi model awal tersebut hanya memerlukan matriks Jacobi untuk medium homogen pula. Perumusan turunan parsial data terhadap parameter model untuk menghitung matriks Jacobi medium homogen secara lengkap dibahas oleh Loke dan Barker.3
Dari Gambar 3 dapat kita lihat bahwa air panas yang merupakan salah satu manifestasi permukaan daerah panas bumi di Way Ratai antara sumur A dan sumur B adalah saling tidak berhubungan. Interpretasi ini dapat kita lihat dari gambar yang menunjukkan resistivitas semu yang rendah (berwarna biru) dan
mempunyai harga resistivitas semu ≤ 10 Ohm meter di bawah sumur A tidak menyambung dengan yang ada di sumur B. Hal ini didukung juga dengan kenyataan di lapangan bahwa sumur A yang terletak di sebelah atas sumur B (berjarak sekitar 30 meter) mempunyai permukaan yang tidak sama (lebih tinggi) dengan sumur B yang berada di bawah. Air di sumur A ini tidak la pernah kering, demikian juga sumur B tidak pula airnya meluap. Hal ini menunjukkan bahwa air panas dari sumur A tidak mengalir ke sumur B.
Kesimpulan dan Saran Kesimpulan
Hasil penelitian ini adalah
1. Metode geolistrik tahanan jenis 2D (dua dimensi) berhasil mencitrakan bawah permukaan daerah panas bumi dengan baik.
2. Kedua sumur air panas yang merupakan sebagian dari manifestasi permukaan daerah panas bumi Way Ratai, Lampung adalah tidak berhubungan satu dengan lainnya.
Saran
Perlu dilakukan penelitian di daerah panas bumi Way Ratai, Lampung lebih mendalam lagi dengan metode-metode geofisika lainnya yang dapat mencapai reservoarnya.
Daftar Pustaka
1. Ngadimin, 2002, Metode Resistivitas Sebagai Sistem Monitoring Rembesan Limbah Cair, Tesis S2 ITB, Bandung. 2. Azhar, 2001, Pemodelan Fisis metode Resistivitas Untuk Eksplorasi
Batubara, Tesis S2 ITB, Bandung. 3. Loke M.H., Barker, R.D., 1995, Least squares deconvolution of apparent resistivity pseudosection, Geophysics, Vol. 60, 1682 – 1690.
