PENGARUH STRUKTUR GEOLOGI, JENIS BATUAN DAN TATA GUNA LAHAN TERHADAP ZONA KERENTANAN GAS
DANGKALDI KECAMATAN BALIKPAPAN SELATAN
Reza Nur Maulidya NIM. 1904026
PROGRAM STUDI S1 GEOLOGI SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI MIGAS
BALIKPAPAN
2023
PENGARUH STRUKTUR GEOLOGI, JENIS BATUAN DAN TATA GUNA LAHAN TERHADAP ZONA KERENTANAN GAS
DANGKALDI KECAMATAN BALIKPAPAN SELATAN
Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Mendapatkan Gelar Sarjana Teknik Program Studi S1 Geologi Sekolah Tinggi Teknologi Migas
Reza Nur Maulidya NIM. 1904026
PROGRAM STUDI S1 GEOLOGI SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI MIGAS
BALIKPAPAN
2023
vi
Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan anugerah-Nya sehingga kami dapat menyelesaikan laporan tugas akhir yang berjudul :
“PENGARUH STRUKTUR GEOLOGI, JENIS BATUAN DAN TATA GUNA LAHAN TERHADAP KERENTANAN GAS DANGKAL DI
KECAMATAN BALIKPAPAN SELATAN”
Laporan tugas akhir ini merupakan salah satu syarat yang harus ditempuh untuk menyelesaikan Program Sarjana di Program Studi S1 Geologi Sekolah Tinggi Teknologi Migas. Untuk itu penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Bapak Dr. M. Lukman, S.T., M.T. selaku Ketua Sekolah Tinggi Teknologi Migas.
2. Ibu Ir. Hamriani Ryka, S.T., M.T. selaku Ketua Program Studi S1 Geologi Sekolah Tinggi Teknologi Migas.
3. Bapak Fathony Akbar Pratikno, S.Si., M.Si. selaku Dosen Pembimbing Utama dan Bapak Abdi Suprayitno, S.T., M.Eng. selaku Dosen Pembimbing Pendamping.
4. Bapak Fathony Akbar Pratikno, S.Si., M.Si. selaku Dosen Penasehat Akademik.
5. Serta semua pihak yang terlibat dalam penyusunan laporan tugas akhir ini.
Penulis menyadari bahwa penyusunan laporan tugas akhir ini masih jauh dari sempurna, karena itu penulis mengharapkan segala kritik dan saran yang membangun. Semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi kita semua. Atas perhtiannya kami ucapkan terima kasih.
vii
Pertama-tama puji syukur saya panjatkan pada Tuhan Yang Maha Esa atas terselesaikanya Tugas Akhir ini dengan baik. Penulis tidak dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini tanpa bantuan banyak pihak, maka dari itu penulis persembahkan untuk:
1. Allah SWT yang telah memberikan izin menyelesaikan tugas akhir ini, dan nabi Muhamad yang menjadi panutan seluruh umat muslim.
2. Bapakku Tumijan, dan Ibuku Sri Hartini, serta saudara ku Syafara Putri yang selalu mendoakan dan mendukung di setiap langkah.
3. Dosen Pembimbing bapak Abdi Suprayitno, S.T., M.Eng. serta bapak Fathony Akbar Pratikno, S.Si., M.Si. yang telah banyak membantu memberikan masukan dan ilmu dalam menyusun tugas akhir ini.
4. Rekan Riset Gas Dangkal; Andrea, Giffari, Aul, Cici dan Yudha yang selalu memberikan dukungan, semangat, dan motivasi untuk menyelesaikan tugas akhir ini.
5. PT. Koko Ceria; Angga, Rakin, Koko yang telah membantu dan memberikan dukungan, motivasi satu sama lain untuk lulus tepat waktu.
6. Teman-teman ciwai geologi 2019; Andrea, Nia, Desty, Retha, Fitri, Nadya terima kasih banyak atas dukungannya.
7. Seluruh teman-temen Teknik Geologi Angkatan 2019 yang memberi warna dalam kehidupan ku selama kuliah.
8. Semua pihak yang baik secara langsung maupun tidak, turut menjadi bagian dalam memperlancar dan memudahkan proses pengerjaan Tugas Akhir ini.
viii
PENGARUH STRUKTUR GEOLOGI, JENIS BATUAN DAN TATA GUNA LAHAN TERHADAP KERENTANAN GAS DANGKAL DI KECAMATAN BALIKPAPAN SELATAN
Reza Nur Maulidya; Fathony Akbar Pratikno, S.Si.,M.Si.; Abdi Suprayitno, S.T.,M.Eng.
Insiden semburan gas dangkal berulang kali terjadi di wilayah pesisir Balikpapan Selatan. Semburan gas tersebut terjadi saat dilakukan pengeboran sumur air, alhasil aktivitas warga di kawasan tersebut menjadi terganggu, terutama terkait pemenuhan air bersih untuk keperluan sehari-hari. Belum diketahui jelas penyebab kantong-kantong gas dangkal tersebut tersebar di wilayah pesisir Balikpapan Selatan. Penelitian ini bertujuan untuk menentukan zona keretanan gas dangkal sebagai upaya mitigasi bencana dan studi pendahuluan dengan pendekatan parameter berupa; struktur geologi, jenis batuan (litologi), dan tata guna lahan. Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah dengan memadukan data primer berupa penyelidikan kondisi geologi yang menghasilkan peta geologi dan penyelidikan geofisika dengan melakukan pengukuran geolistrik yang menghasilkan distribusi data resistivitas bawah permukaan serta data sekunder berupa riwayat semburan gas yang telah terjadi. Berdasarkan hasil penelitian, sebaran batuan di daerah penelitian terdiri dari tiga satuan batuan yakni satuan batupasir sisipan batulempung, satuan batulempung, dan satuan batupasir sisipan batubara. Hasil rekontruksi lipatan menujukkan arah azimuth sumbu a N 350˚E, sumbu b N 347˚E, sumbu c N 345˚E, sumbu d N 339˚E, dan sumbu e N 334˚E dengan arah sumbu Barat Laut-Tenggara. Hasil overlay tiga parameter berupa peta zona kerentanan dimana daerah rawan gas dangkal hampir menyeluruh di bagian utara – selatan dengan rincian bobot setiap parameter yaitu tata guna lahan (65%), jenis batuan (22%) dan strutkur geologi (13%). Peta zona kerentanan tersebut dikonfirmasi oleh data pengukuran geolistrik dimana terdapat anomali resistivitas tinggi (high resistivity) pada kedalaman 60 – 80 m dengan nilai resistivitas >400 Ωm. Hasil penelitian ini dapat digunakan sebagai langkah awal mitigasi bahaya semburan gas dangkal jika masyarakat setempat ingin melakukan pengeboran dangkalan seperti sumur air di daerah penelitian.
Kata Kunci: Balikpapan, Gas dangkal, Resistivitas, Zona Kerentanan
ix
EFFECT OF GEOLOGICAL STRUCTURE, ROCK TYPE AND LAND USE TO VULNERABILITY GAS SHALLOW
IN BALIKPAPAN SELATAN DISTRICT
Reza Nur Maulidya; Fathony Akbar Pratikno, S.Si.,M.Si.; Abdi Suprayitno, S.T.,M.Eng
Incidents of shallow gas blowout have repeatedly occurred in the coastal area of South Balikpapan. The gas burst occurred during the drilling of a water well, as a result the activities of residents in the area were disrupted, especially related to the fulfillment of clean water for daily needs. It is not yet clear why the shallow gas pockets are scattered in the coastal area of South Balikpapan. This study aims to determine shallow gas susceptibility zones as a disaster mitigation effort and a preliminary study with a parameter approach in the form of; geological structure, rock type, and land use. The method used in this study is to combine primary data in the form of investigations of geological conditions which produce geological maps and geophysical investigations by carrying out geoelectrical measurements which produce the distribution of subsurface resistivity data and secondary data in the form of history of gas eruptions that have occurred. Based on the research results, the distribution of rock in the study area consists of three rock units, namely claystone-inserted sandstone units, claystone-inserted sandstone units, and coal-inserted sandstone units. The results of the fold reconstruction show the azimuth direction of the a-axis N 350˚E, the b-N axis 347˚E, the cN axis 345˚E, the dN axis 339˚E, and the eN axis 334˚E with the direction of the Northwest- Southeast axis. The results of the three-parameter overlay are in the form of a map of vulnerability zones where shallow gas-prone areas are almost completely in the north-south with detailed weights for each parameter, namely land use (65%), rock type (22%) and geological structure (13%). The vulnerability zone map is validated by geoelectric measurement data where there is a high resistivity anomaly at a depth of 60-80 m with a resistivity value of >400 Ωm. The results of this study can be used as a first step in mitigating the danger of shallow gas eruptions if the local community wants to carry out shallow drilling such as water wells in the study area.
Keywords: Balikpapan, Resistivity, Shallow gas, Vulnerability Zone
x
HALAMAN JUDUL ... ii
HALAMAN PENGESAHAN ... iii
LEMBAR ORISINALITAS ... iv
PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI ... v
KATA PENGANTAR ... vi
HALAMAN PERSEMBAHAN ... vii
ABSTRAK ... viii
ABSTRACT ... ix
DAFTAR ISI ... x
DAFTAR GAMBAR ... xiii
DAFTAR TABEL ... xv
DAFTAR SINGKATAN & NOTASI ... xvi
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1. Latar Belakang ... 1
1.2. Rumusan Masalah ... 2
1.3. Tujuan Penelitian ... 3
1.4. Batasan Masalah... 3
1.5. Letak, Luas, Kesampaian Daerah dan Waktu Penelitian ... 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 6
2.1. Geologi Regional ... 6
2.1.1 Fisiografi Regional ... 6
2.1.2 Struktur dan Tektonik Regional ... 7
2.1.3 Stratigrafi Regional... 10
2.2. Geohazard ... 12
2.3. Gas Alam ... 13
2.2.1 Gas Dangkal (Shallow Gas) ... 13
2.2.2 Proses Pembentukan Gas Dangkal Biogenik ... 15
2.4. Kerentanan Gas Dangkal ... 17
2.4.1 Struktur Geologi ... 18
xi
2.5. Skoring dan Pembobotan ... 20
2.6. Metode Geolistrik ... 22
2.6.1 Metode Geolistrik Resistivitas... 23
2.6.2 Sifat Kelistrikan Batuan... 25
2.6.3 Konfigurasi Schlumberger ... 26
2.7. Penelitian Terdahulu ... 27
BAB III METODOLOGI PENELITIAN ... 30
3.1. Kajian Literatur ... 30
3.2. Alat dan Bahan ... 30
3.2.1 Alat ... 30
3.2.2 Bahan ... 32
3.3. Metode Pengambilan Data ... 33
3.3.1 Penyelidikan Kondisi Geologi (Surface Mapping) ... 33
3.3.2 Akuisisi Data Geolistrik ... 36
3.4. Tahap Analisis dan Pengolahan Data ... 37
3.4.1 Overlay ... 37
3.4.2 Pengolahan Data Geolistrik ... 38
3.5. Diagram Alir ... 40
BAB IV PEMBAHASAN ... 41
4.1 Sebaran Batuan Daerah Penelitian ... 41
4.1.1 Pola Pengaliran Daerah Penelitian ... 41
4.1.2 Geomorfologi Daerah Penelitian... 43
4.1.3 Stratigrafi Daerah Penelitian ... 47
4.2 Struktur Geologi Daerah Penelitian ... 53
4.3 Zona Kerentanan Gas Dangkal ... 54
4.3.1 Tata Guna Lahan ... 54
4.3.2 Jenis Batuan (litologi) ... 56
4.3.3 Struktur Geologi ... 57
4.4 Data Resistivitas 1-D ... 59
4.4.1 Interpretasi VES 1 ... 60
xii
4.4.4 Interpretasi VES 4 ... 65
4.4.5 Interpretasi VES 5 ... 66
BAB V PENUTUP ... 69
5.1 Kesimpulan ... 69
5.2 Saran ... 69
DAFTAR PUSTAKA ... 71
LAMPIRAN ... 76 Lampiran I Peta Tata Guna Lahan
Lampiran II Peta Jenis Batuan (Litologi) Lampiran III Peta Buffer Struktur Geologi
Lampiran IV Peta Zona Kerentanan Gas Dangkal Lampiran V Peta Lintasan
Lampiran VI Peta Pola Pengaliran Lampiran VII Peta Geomorfologi Lampiran VIII Peta Geologi
Lampiran IX Data Geolistrik Resistivitas Lampiran X Tabulasi Data Lapangan
Lampiran XI Konsep Dasar Inversi 1-D Resistivitas Lampiran XII Konsep Dasar Weight Scoring
Lampiran XIII Biografi Penulis
xiii
Gambar 1.1 Peta Wilayah Penelitian ... 4
Gambar 2.1 Kerangka Tektonik Pulau Kalimantan... 7
Gambar 2.2 Struktur Regional Cekungan Kutai ... 8
Gambar 2.3 Stratigrafi regional Cekungan Kutai ... 11
Gambar 2.4 Proses terperangkapnya gas biogenik ... 16
Gambar 2.5 Equipotensial dan garis lurus dari 2 titik sumber ... 23
Gambar 2.6 Arus yang mengalir pada rangkaian silinder konduktif ... 24
Gambar 2.7 Susunan Elektroda pada konfigurasi Schlumberger ... 27
Gambar 3.1 Alat penelitian: (1) Avometer, (2) Resistivitymeter, (3) HT, (4) Aki ... 31
Gambar 3.2 Alat penelitian: (5) Palu, (6) Elektroda, (7) Meteran, (8) Kabel Potensial, (9) Kabel Arus ... 32
Gambar 3.3 Peta Titik Sounding Akuisisi Data Geolistrik ... 37
Gambar 3.4 Diagram Alir ... 40
Gambar 4.1 Pola Pengaliran Daerah Penelitian... 42
Gambar 4.2 Peta Geomorfologi Daerah Penelitian` ... 43
Gambar 4.3 Satuan Bentuklahan Perbukitan sinklin (S7) ... 44
Gambar 4.4 Satuan Bentuklahan Perbukitan antiklin (S5) ... 45
Gambar 4.5 Satuan Bentuklahan Tubuh sungai (F2) ... 46
Gambar 4.6 Satuan Bentuklahan Denudasional (D1) ... 46
Gambar 4.7 Peta Geologi Daerah Penelitian ... 47
Gambar 4.8 Lokasi Pengamatan STA 36 ... 48
Gambar 4.9 Lokasi Pengamatan STA 20 ... 50
Gambar 4.10 Lokasi Pengamatan STA 26 ... 51
Gambar 4.11 Model Lingkungan Pengendapan Daerah Penelitian ... 52
Gambar 4.12 Rekontruksi Penampang Geologi Daerah Penelitian ... 53
Gambar 4.13 Grafik Luas Tata Guna Lahan Wilayah Penelitian ... 55
Gambar 4.14 Peta Tata Guna Lahan wilayah Penelitian ... 55
Gambar 4.15 Peta Jenis Batuan (Litologi) wilayah Penelitian ... 57
xiv
Gambar 4.18 Kurva Resistivitas pada VES 1 ... 61
Gambar 4.19 Kurva Resistivitas pada VES 2 ... 62
Gambar 4.20 Kurva Resistivitas pada VES 3 ... 64
Gambar 4.21 Kurva Resistivitas pada VES 4 ... 65
Gambar 4.22 Kurva Resistivitas pada VES 5 ... 67
xv
Tabel 1.1 Waktu Penelitian Tugas Akhir ... 5
Tabel 2.1 Parameter Deskripsi Tata Guna Lahan ... 20
Tabel 2.2 Pemberian Skor pada setiap kelas ... 21
Tabel 2.3 Nilai Resistivitas beberapa batuan... 26
Tabel 2.4 Penelitian Terdahulu ... 28
Tabel 3.1 Alat pemetaan geologi (surface mapping) ... 30
Tabel 3.2 Alat akuisisi geolistrik ... 31
Tabel 3.3 Sumber Informasi Data Penelitian... 32
Tabel 4.1 Pembagian Satuan geomorfologi daerah penelitian ... 44
Tabel 4.2 Bobot parameter kerentanan gas dangkal (shallow gas) ... 54
Tabel 4.3 Klasifikasi Tata Guna Lahan daerah penelitian... 56
Tabel 4.4 Klasifikasi Jenis Batuan (litologi) daerah penelitian ... 57
Tabel 4.5 Klasifikasi struktur geologi daerah penelitian ... 58
Tabel 4.6 Nilai Resistivitas ... 60
Tabel 4.7 Tabel Interpretasi VES 1 ... 61
Tabel 4.8 Tabel Interpretasi VES 2 ... 63
Tabel 4.9 Tabel Interpretasi VES 3 ... 64
Tabel 4.10 Tabel Interpretasi VES 4 ... 66
Tabel 4.11 Tabel Interpretasi VES 5 ... 67
Tabel 4.12 Tabel Resistivitas daerah penelitian ... 68
xvi
Notasi Keterangan Satuan
Qa Kuarter Alluvial -
Tpkb Tersier Pliosen Kampung Baru -
Tmbp Tersier Miosen Balikpapan -
Tmpb Tersier Miosen Pulaubalang -
Tmbl Tersier Miosen Bebulu -
Tomp Tersier Oligosen Pamaluan -
CH4 Metana -
H2 Hidrogen -
C Karbon -
R Risiko -
H Bahaya -
V Kerentanan -
L Panjang sisi -
A Luas permukaan -
K Faktor Geometri -
AB Elektroda arus -
MN Elektroda Potensial -
TGL Tataguna Lahan -
JB Jenis Batuan -
SG Struktur Geologi -
∆V Tengangan listrik V
I Kuat Arus A
R Hambatan atau resistansi Ω
ρ Tahanan Jenis atau Resistivitas Ωm
ρa Resistivitas semu Ωm
VES Vertical Electrical Sounding RTRW Rencana Tata Ruang Wilayah
S Struktural
xvii
M Marine
BT Bujur Timur
LS Lintang Selatan
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Fenomena semburan gas dangkal merupakan salah satu insiden bencana geologi yang berulang kali terjadi di pesisir Balikpapan Selatan. Berdasarkan data BPBD Kota Balikpapan, riwayat semburan gas dangkal ini terjadi sejak tahun 2013 dan telah terjadi semburan sebanyak enam kali. Semburan gas tersebut terjadi saat dilakukan pengeboran sumur air, alhasil aktivitas warga di kawasan tersebut menjadi terganggu, terutama terkait pemenuhan air bersih untuk keperluan sehari-hari. Bahkan gas yang keluar dari semburan tersebut sempat mengakibatkan kebakaran di beberapa rumah warga. Belum diketahui dengan jelas bahwa apa yang menyebabkan kantung-kantung atau pocket gas dangkal tersebut tersebar di wilayah pesisir Balikpapan Selatan. Oleh karena itu, sebaran titik semburan gas menjadi pembahasan menarik dikarenakan sebagian besar semburan hanya terjadi di daerah pesisir kota Balikpapan.
Secara geologi regional wilayah Balikpapan didominasi oleh zona struktur lipatan berupa antiklin dan sinklin, di mana sumbu antiklin tersebut berimpit dengan punggungan – punggungan yang ada (Luthfi dkk., 2009). Struktur antiklin tersebut dapat berperan sebagai jebakan (trap) di mana gas yang bermigrasi dari lapisan yang dalam terakumulasi dan tidak dapat berpindah ke tempat yang bertekanan lebih rendah. Sehingga dugaan sementara fenomena semburan gas tersebut dipicu karena aktivitas pengeboran sumur yang mengenai struktur puncak lipatan (antiklin) atau adanya tekanan berlebih dalam aktivitas pengeboran sumur sehingga membuat gas bermigrasi ke zona lemah ataupun rekahan – rekahan yang dapat keluar ke permukaan (Sapto dkk., 2019).
Secara tipikal gas tersebut terperangkap pada sedimen dangkal yang secara termal belum matang (immature) dengan gradien temperatur rendah (Rice dan Claypool, 1981). Keberadaan gas ini terakumulasi pada kedalaman yang relative dangkal yaitu 15 – 40 meter di bawah permukaan (Anisa dkk., 2015). Jenis gas ini terbentuk di rawa – rawa, sawah, danau air tawar, hingga laut. Akumulasi gas ini
di bawah permukaan terperangkap pada kantong – kantong atau pocket gas sehingga akumulasinya tidak terlampau luas. Tipe gas ini berupa metana (CH4) yang tidak berasosiasi dengan minyak (Rice dan Claypool, 1981).
Berdasarkan fenomena tersebut perlu adanya pembahasan lebih lanjut mengingat kajian ilmiah mengenai kebencanaan geologi terkait gas dangkal di kota Balikpapan masih terbilang sangat minim. Dalam tugas akhir ini, bertujuan untuk memetakan sebaran zona akumulasi kerentanan gas dangkal secara vertikal dan lateral. Metode yang digunakan yaitu dengan mengkombinasikan antara penyelidikan kondisi geologi dan metode geofisika berupa pengukuran geolistrik resistivitas. Penyelidikan kondisi geologi dapat dijadikan dasar dalam meyakinkan penarikan batas zona gas dangkal secara lateral. Sedangkan metode geolistrik resistivitas diharapkan dapat memberikan informasi kondisi bawah permukaan berupa anomali yang nantinya dapat menarik batas zona gas dangkal.
Penentuan sebaran zona kerentanan gas dangkal ditentukan dengan menggabungkan (overlay) dengan parameter yaitu tata guna lahan, jenis batuan (litologi), dan struktur geologi sebagai perangkap gas dangkal yang akan diberi nilai pembobotan pada masing – masing parameter tersebut. Kombinasi ketiga data tersebut menjadi dasar penarikan zona kerentanan gas dangkal di wilayah penelitian. Sedangkan, data pengukuran geolistrik resistivitas digunakan untuk mengkonfirmasi keberadaan gas dangkal di bawah permukaan. Hasil akhir dari tugas akhir ini diharapkan mendapatkan informasi berupa peta kerentanan gas dangkal di wilayah Balikpapan Selatan yang terbagi menjadi tiga zona kerentanan yakni zona kerentanan rendah, zona kerentanan sedang, dan zona kerentanan tinggi. Harapanya dengan terpetakan zona kerentanan gas dangkal ini maka dapat dijadikan acuan awal mitigasi kepada masyarakat dan pihak lainnya yang akan melakukan aktivitas pemboran khususnya di kota Balikpapan.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan, maka rumusan masalah dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Bagaimana sebaran batuan pada wilayah penelitian?
2. Bagaimana hasil rekontruksi lipatan pada wilayah penelitian?
3. Bagaimana memetakan zona kerentanan gas dangkal pada wilayah penelitian dengan metode skoring (weighted scoring)?
4. Bagaimana karakteristik resistivitas di bawah permukaan sebagai dugaan adanya gas dangkal pada wilayah penelitian?
1.3 Tujuan Penelitian
Berdasarkan rumusan masalah yang telah dipaparkan, penelitian ini bertujuan untuk:
1. Menentukan sebaran batuan pada wilayah penelitian.
2. Menentukan arah kedudukan sumbu lipatan pada wilayah penelitian
3. Menentukan nilai skor dan pembobotan pada setiap parameter sebaran zona kerentanan gas dangkal pada wilayah penelitian.
4. Mengetahui karakteristik resistivitas di bawah permukaan sebagai dugaan adanya gas dangkal pada wilayah penelitian.
1.4 Batasan Masalah
Pada penelitian ini, batasan masalah yang digunakan adalah sebagai berikut:
1. Penelitian ini dilakukan di Kecamatan Balikpapan Selatan.
2. Persebaran atau variasi jenis batuan (litologi) berdasarkan hasil pengamatan di lapangan (surface mapping) di wilayah penelitian.
3. Rekontruksi lipatan berdasarkan persebaran kedudukan lapisan atau satuan batuan di wilayah penelitian.
4. Parameter yang digunakan dalam memetakan zona kerentanan gas dangkal di bagi menjadi tiga parameter yaitu tata guna lahan, jenis batuan (litologi) dan struktur geologi.
5. Penyelidikan geofisika dilakukan dengan pengukuran geolistrik resistivitas menggunakan konfigurasi Schlumberger 1D.
1.5 Letak, Luas, Kesampaian Daerah, dan Waktu Penelitian
Area penelitian dilakukan di daerah Kecamatan Balikpapan Selatan, Kota Balikpapan Provinsi Kalimantan Timur. Berdasarkan Badan Pusat Statistik Kota
Balikpapan secara letak geografis, wilayah penelitian kecamatan Balikpapan Selatan ini dibatasi oleh bagian utara kecamatan Balikpapan Utara, bagian timur Selat Makassar, bagian selatan kecamatan Balikpapan Timur dan bagian barat Balikpapan Kota. Wilayah penelitian terletak pada 116˚52’00” LS - 116˚55’00”
LS dan 1˚16’00” BT - 1˚13’00” BT (Gambar 1.1). Secara administrasi, wilayah penelitian melingkupi 6 × 6 km2 dengan luas wilayah sekitar 37.82 km2.
Gambar 1.1 Peta Lokasi Penelitian
Daerah penelitian dapat mudah ditempuh menggunakan kendaraan roda dua melalui jalan utama dan jalan setapak yang dapat ditempuh dengan berjalan kaki. Topografi pada daerah penelitian dicirikan dengan satuan bentuklahan bergelombang/miring yang menempati sekitar 65% dari seluruh wilayah penelitian, ditandai dengan kerapatan kontur pada bagian Utara hingga Timur, sedangkan di bagian barat memiliki topografi yang relatif agak landai (Gambar 4.2). Secara umum penggunaan lahan di area penelitian didominasi dengan hutan, namun tutupan lahannya dominan semak belukar dan wilayah pemukiman penduduk terpusat di bagian tengah yang cukup padat (Gambar 4.13).
Waktu pelaksanaan penelitian dilakukan selama empat bulan dengan rincian kegiatan yang diperkirakan dimulai pada bulan Februari dan ditargetkan
selesai pada bulan Juni. Waktu dan jenis kegiatan penelitian dapat dilihat pada Tabel 1.1.
Tabel 1.1 Waktu Penelitian Tugas Akhir
Kegiatan
Tahun 2023
Februari Maret April Mei Juni Juli MINGGU
3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1
Bimbingan Proposal
Seminar Proposal
Perizinan Lokasi
Pengambilan Data
Analisis Data
Pembuatan Laporan
Bimbingan Laporan
Seminar Hasil
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Geologi Regional
Geologi regional memberikan gambaran atau informasi mengenai tatanan geologi pada wilayah penelitian. Pembahasan mengenai geologi regional terbagi ke dalam beberapa aspek yaitu fisiografi regional, struktur dan tektonik regional, dan stratigrafi regional. Secara regional, wilayah penelitian termasuk di Peta Regional Lembar Balikpapan (Hidayat & Umar, 1994).
2.1.1 Fisiografi Regional
Area penelitian berada di Kecamatan Balikpapan Selatan yang termasuk dalam Formasi Kampungbaru (Tpkb). Formasi Kampungbaru (Tpkb) merupakan salah satu penyusun Cekungan Kutai bagian bawah (lower kutai basin). Secara regional, Cekungan Kutai berada di tepi Tenggara dari sundaland, termasuk di dalamnya Selat Makassar dan memanjang ke arah daratan di bagian Barat dan Baratlaut (Kingston, 1988). Cekungan Kutai merupakan salah satu cekungan yang berumur Tersier terbesar dan terdalam di Indonesia bagian Timur dengan luas
±165.000 km2 berkomposisi endapan berumur Tersier dengan ketebalan mencapai 14 km (Rose dan Hartono, 1971). Cekungan Kutai dihasilkan sebagai akibat dari gaya ekstensi di bagian Selatan Lempeng Eurasia.
Secara fisiografi (Gambar 2.1), Cekungan Kutai dibatasi oleh sebelah Utara oleh Sesar Sangkulirang dan Tinggian Mangkalihat dimana suatu daerah tinggian batuan dasar yang terjadi pada Oligosen (Chambers dan Moss, 1998) yang memisahkannya dengan Cekungan Tarakan; di sebelah Selatan berbatasan dengan Paparan Paternoster, Pengunungan Meratus, dan Cekungan Barito yang dipisahkan oleh Sesar Adang; di sebelah Barat dijumpai sedimen-sedimen berumut Paleogen dan metasedimen berumur Kapur yang terdeformasi kuat dan terangkat hingga membentuk daerah Kalimantan Tengah (Central Kalimantan Ranges) yang dibatasi oleh daerah Tinggian Kuching (Chamber dan Moss, 1998);
sedangkan di sebelah Timur Cekungan Kutai terbuka dan terhubung dengan Selat
Makassar dengan kedalaman mencapai lebih dari 2.000 meter (Allen dan Chambers, 1998).
Gambar 2.1 Kerangka Tektonik Pulau Kalimantan (Bachtiar, 2006)
2.1.2 Struktur dan Tektonik Regional
Cekungan Kutai di bagi menjadi dua bagian yaitu Cekungan Kutai Atas (Upper Kutai basin) di sebelah Barat dan Cekungan Kutai Bawah (Lower Kutai Basin) di sebelah Timur. Cekungan Kutai terbentuk di tepian Tenggara bagian dari Paparan Sunda yang mana terpengaruh dari tiga lempengan utama yaitu Lempung Eurasia, Lempeng India – Australia dan Lempeng Pasifik. Pada
: Lokasi Penelitian
cekungan ini terdapat sejumlah tonjolan yang membentuk lipatan kuat di bagian Barat dan melemah di bagian Timur (Gambar 2.2).
Gambar 2.2 Struktur Regional Cekungan Kutai (Doust & Noble, 2007)
Proses tektonik yang terjadi pada Cekungan Kutai interaksi yang dimulai pada bagian Tenggara sebagai fragmen dari lempeng Eurasia yang bergerak dengan cepat ke arah Tenggara sebagai akibat tumbukan antara Lempeng India – Australia dengan Lempeng Benua yang terjadi sekitar 40 – 50 juta tahun yang lalu. Pada perkembanganya, proses geotektonik Tersier menyebabkan terus terdorongnya fragmen dari Lempeng Eurasia atau yang dikenal sebagai Lempeng Mikro Sunda.
Lokasi Penelitian
Pembentukan struktur geologi di Cekungan Kutai sangat dipengaruhi oleh adanya spreading di sepanjang Selat Makassar yang menimpulkan sesar – sesar mendatar dengan arah pergerakan Barat Laut – Tenggara yang memisahkan Pulau Kalimantan dengan Pulau Sulawesi. Pada cekungan ini terdapat beberapa rangkaian antiklin yang membentuk lipatan dengan gaya berada di bagian Barat dan melemah ke arah Timur. Kenampakan struktur tektonik yang perkembang dibentuk akibat Antiklinorium Samarinda yang berada di bagian Timur – Tenggara Cekungan (Supriatna dkk., 1995).
Pada Tersier awal Cekungan Kutai dan Cekungan Barito merupakan satu cekungan besar bearah Utara Timur Laut – Selatan Barat Daya. Cekungan tersebut mulai terpisah setelah pengangkatan blok Meratus (Pegunungan Meratus) yang dicirikan dengan kelurusan zona Paternoster yang dikontrol oleh Sesar Adang (Adang Fault) yang disebut sebagai South Kutai Boundary Fault (Ott, 1987), pemisahan ini diduga terjadi selama umur Miosen Tengah. Berdasarkan fasies yang berbeda pada lapisan sedimen antara kedua cekungan dari Miosen Akhir hingga Resen (Biantoro dkk. 1992).
Sejak Oligosen, pada bagian Utara cekungan kutai terpisah dari cekungan tarakan yang disebabkan oleh Tinggian Mangkalihat (Biantoro dkk., 1992).
Pengangkatan tersebut terjadi dalam dua tahap yaitu; Tahap pertama, membentuk kelurusan blok sesar yang berarah hampir Barat – Timur sepanjang Sungai.
Kelurusan ini sebagai batas dua fasies ketebalan sedimen yang sangat berbeda di bagian Utara dan Selatan sungai Bengalon. Selanjutnya, tahap kedua pengangkatan di bagian Utara membentuk tinggian yang sekarang ditemukan di wilayah Teluk Sangkulirang serta Punggungan Mangkalihat yang dalam perkembangannya mempengaruhi proses sedimentasi di Cekungan Kutai.
Pada Miosen awal terjadi pemekaran di laut cina selatan yang memicu proses subduksi sepanjang batar Barat Laut Kalimantan (Palawan Trough) dengan gaya kompresi berarah Barat Laut – Tenggara. Proses ini juga menghasilkan pengangkatan di pegunungan Kalimantan Bagian Tengah (Tinggian Kuching). Pengangkatan ini memicu dua peristiwa penting dalam evolusi geologi cekungan kutai yaitu; Pertama, menjadikan Tinggian Kuching sebagai sumber bagi suplai sedimen kompleks Delta berumur Neogen yang berprogradasi ke arah
Timur. Kedua, asosiasinya dengan lipatan dan sesar pada Tinggian Kuching, lipatan yang terbentuk berupa lipatan Asimetris, sayap lipatan sebelah Barat lebih terjal dibandingkan sebelah Timur akibat dari pengaruh gaya kompresi diatas.
(0tt, 1987).
2.1.3 Stratigrafi Regional
Batuan dasar yang mendasari Cekungan Kutai, teramati di tepi Cekungan Kutai bagian Utara, tepatnya di Tinggian Kuching. Menurut Allen dan Chambers (1998) satuan stratigrafi cekungan kutai secara umum tersusun atas endapan- endapan sedimen berumur Tersier yang memperlihatkan hasil siklus transgresi dan regresi laut. Sistem delta yang berumur Miosen Tengah berkembang secara cepat ke arah Timur dan Tenggara. Progradasi ke arah timur disertai oleh tubuhnya delta yang terus-menerus yang diselingi oleh fase genang laut secara lokal.
a) Fase transgresi dimulai ketika terjadi fasa tektonik ekstensional dan pengisisan rift pada kala Eosen. Pada fase ini, cekungan barito, Kutai dan Tarakan merupakan zona subsidence yang saling terhubung (Chambers dan Moss, 1998). Kemudian sedimentasi Paleogen mencapi puncak fasa pengisian pada saat cekungan tidak mengalami pergerakan signifika. Pada fase ini dapat ditemukan dengan baik di sepanjang pinggir cekungan berupa lapisan klastik dengan tekstur berbutir kasar dan serpih yang diendapkan di lingkungan paralik pantai hingga laut dangkal.
b) Fase regresi dimulai pada Miosen awal hingga sekarang, yang menghasilkan progradasi delta (Deltaic Progradation) yang masih berlanjut hingga sekarang. Sedimen regrasi ini terdiri dari lapisan-lapisan sedimen klastik delta hingga laut dangkal dengan progradasi dari Barat ke arah Timur yang banyak terendapkan lapisan batubara.
Menurut Supriyatna dkk (1995), sedimen – sedimen tersier yang diendapkan di cekungan kutai bagian timur adalah tebal sekali dengan fasies pengendapan yang berbeda – beda. Berikut adalah urutan stratigrafi dari tua ke muda pada cekungan kutai pada daerah penelitian yang terdiri dari Formasi Kampungbaru dan endapan alluvial dapat dilihat pada Gambar 2.3.
Gambar 2.3 Stratigrafi regional Cekungan Kutai (Satyana, 1997)
a) Formasi Kampungbaru (Tpkb), Terdiri atas batupasir kuarsa dengan sisipan batulempung, serpih, batulanau, sisipan batubara, napal, batugamping, dan lignit pada umumnya lunak dan mudah hancur. Batupasir kuarsa, putih setempat kemerahan atau kekuningan, tidak berlapis, mudah hancur, setempat
mengandung lapisan tipis oksidasi besi atau kongkresi, tufan dan lanuan, dan sisipan batupasir konglomerat atau konglomerat dengan komponen kuarsa, kalsedon, serpih merah dan lempung, diameter 0.5 – 1 cm, mudah lepas.
Batulempung, kelabu kehitaman mengandung sisa tumbuhan, kepingan batubara, koral. Batulanau, berwarna kelabu tua, menyerpih, laminasi. Lignit, tebal 1 – 2 m atau kurang dari 3 m. Bagian bawah ditandai oleh lapisan batubara. Batugamping mengandung fosil Miogypsina sp., Lepidocyclina sp., Amonia Yabei dan Pseudorotalia cattiliformis. Diendapkan padaa lingkungan delta dan laut dangkal yang berumur Miosen Akhir sampai Pliosen. Tebal formasi ini mencapai 700 m – 800 m yang terletak tidak selaras di atas formasi Balikpapan.
b) Alluvial (Qa), Terdiri atas kerakal, kerikil, pasir, lempung dan lumpur.
Alluvial merupakan endapan sungai, rawa, pantai, dan delta. Tersebar sepanjang pantai Timur Tanah Grogot, Teluk Adang, dan Teluk Balikpapan.
2.2 Geohazard
Bahaya (Hazard) dapat diartikan sebagai potensi bahaya atau ancaman yang merupakan hasil dari interaksi antara kejadian alam yang ekstirm atau yang masih berupa potensi dengan sistem lingkungan manusia (Dani, 2018).
Geohazard merupakan aktivitas dari dalam bumi yang membahayakan. Istilah geohazard dalam penelitian ini merujuk pada fitur geologi yang berada di kondisi bawah permukaan (subsurface) yang keberadaannya bisa berpengaruh pada kondisi yang berada di atasnya. Keberadaan geohazard dibagi menjadi 2 (dua) yaitu geohazard yang berada di perairan dangkal dan berada di slope menuju dataran yang lebih dalam ke dasar laut. Di perairan dangkal (shallow hazard) hal yang dimaksud adalah shallow gas, fault, shallow channel dan keberadaan karbonat berupa koral. Sementara, di laut dalam seperti ketidaktrabilan lereng dan gas hidrat (Holmes, 1997). Geohazard dapat dibedakan tempat terjadinya kerusakan adalah sebagai berikut:
a) Seabed Hazard
Seabed Hazard merupakan bahaya yang dapat terjadi pada dasar permukaan laut. Contohnya Accurate Water Depth, Seabed Channel, Footprint, Uneven Seabed
b) Shallow Hazard
Shallow Hazard merupakan bahaya yang terjadi di daerah bawah permukaan (subsurface) yang dangkal. Contohnya Shallow gas, Fault, Shallow Channel.
c) Intermediate Hazard
Intermediate Hazard merupakan bahaya yang terjadi pada intermediate surface. Contohnya Blowout, Mud loss.
d) Deep water Hazard
Deep water Hazard merupakan bahaya yang terjadi di deep water. Contohnya Gas Hydarates, Shallow water flow.
2.3 Gas Alam
Gas alam merupakan bahan bakar fosil berbentuk gas yang terutama terdiri dari metana dan komponen lainnya. komponen lain dari gas ini berupa etana, propana, butana, dan komponen pengotor berupa air, hidrogen sulfida, karbon dioksida dan lainnya dengan jumlah dan jenis yang bervariasi sesuai dengan sumber gas alam (Candra, 2006).
Proses pembentukan dari gas alam terdapat tiga proses, yaitu Thermogenik, Abiogenik dan Biogenik. Proses Thermogenik merupakan proses pembentukan gas alam yang berasal dari sisa-sisa tumbuhan, hewan dan mikroorganisme yang terurai akibat faktor suhu dan tekanan yang tinggi. Proses Abiogenik adalah proses pembentukan gas yang terjadi akibat adanya reaksi antara H2 dan C dengan batuan alkali yang ada di dalam perut bumi. Sedangkan proses Biogenik merupakan tahap pembentukan gas yang disebabkan oleh adanya proses dekomposisi bahan organik oleh mikroorganisme (Purwono,2008).
2.3.1 Gas Dangkal (Shallow Gas)
Gas dangkal (shallow gas) merupakan suatu gas biogenik yang terbentuk pada lapisan sedimen dangkal dalam tekanan dan suhu yang rendah, berasal dari
hasil aktivitas bakteri anaerobic yang merubah komposisi sedimen organik menjadi sebagian besar gas metana (CH4) (Rice dan Claypool, 1981). Gas biogenik terbentuk di rawa – rawa, sawah, danau air tawar yang anoksik, sub- litoral hingga marine. Gas biogenik merupakan jenis gas yang tidak berasosiasi dengan minyak, dikarenakan jenis gas ini pada umumnya memiliki kandungan gas metana CH4 (Rice dan Claypool, 1981). Apabila gas metana tersebut ke udara, maka gas ini akan langsung menguap ke atmosfer, karena gas metana merupakan jenis gas hidrokarbon yang mudah terbakar.
Beberapa gas dangkal biogenik juga dihasilkan dalam waktu geologis yang relatif baru dan dikaitkan dengan kondisi aliran air tanah. Akumulasi gas dangkal biogenik tidak hanya bergantung pada pembentukan jumlah gas yang signifikan, namun juga pada jebakannya (trap). Pada umumnya trap gas biogenik terdapat pada kedalaman yang relatif dangkal. Faktor lain yang mempengaruhi keberadaan gas biogenik ini yaitu struktur awal dan perangkap stratigrafi serta permeabilitas yang rendah (Rice, 1993).
a) Struktur awal dan Perangkap stratigrafi
Gas biogenik dihasilkan pada pembentukan struktur awal atau perangkap stratigrafi yang sangat penting untuk jebakan. Struktur awal seperti perubahan akibat pressure atau pembebanan sedimen yang cepat pada saat pengendapan, seperti di Delta Prograding dapat membantu dalam jebakan gas biogenik.
Batuan yang paling efektif sebagai cap rock adalah batuan klastik berbutir halus serta batuan yang kaya organik.
b) Permeabilitas rendah
Reservoir permeabilitas rendah biasanya pada kedalaman yang cukup dimana proses diagenetik menghasilkan pengurangan atau berkurangnya porositas. Pada kedalaman yang dangkal dan di zona akumulasi, permeabilitas yang rendah biasanya merupakan hasil dari ukuran butir kecil saat pengendapan seperti lanau, batulempung, dan batubara.
Menurut Cokar dkk., 2010 disebutkan bahwa serpih dapat menghasilkan gas biogenik, dikarenakan serpih merupakan sedimen penghasil hidrokarbon.
Untuk zona akumulasi bawah permukaan gas methan, gas ini tidak memiliki potensi lebih besar dibandingkan cekungan gas bumi. Tetapi dapat muncul di zona
permukaan yang cukup luas akibat rekahan struktur, baik karena kekar atau zona sesar (Harry, 2016)
Keluarnya gas biogenik ke permukaan dipicu adanya rekahan-rekahan atau zona lemah yang ada disekitarnya (Lubis, 2014). Keberadaan gas biogenik di rawa atau sawah tidak secara langsung mempengaruhi kualitas air karena gas metana tidak bereaksi dengan air. Pada umumnya gas ini tidak berbau, bertekanan rendah dan mudah terbakar (Sapto dkk., 2019). Secara fisik, gas biogenik yang ditemukan pada sumur-sumur warga di kawasan pesisir ataupun dari lubang bor dangkal memiliki tekanan gas yang relatif rendah dan merupakan aliran gas rembesan yang melalui pori-pori atau rekahan tanah (Lubis, 2015).
Pada dasarnya fluida selalu bergerak dari tekanan yang lebih tinggi menuju ke tekanan yang lebih rendah. Karena di dalam bumi memiliki tekanan yang lebih tinggi daripada tekanan di permukaan, maka gas bergerak naik ke atas menuju permukaan. Fluida yang muncul ke permukaan bergerak melintasi rekahan-rekahan diantara bebatuan, rekahan tersebut akan berasosiasi dengan patahan utama sehingga fluida dapat keluar ke permukaan (Yul Kifli, 2018).
2.3.2 Proses Pembentukan Gas Dangkal Biogenik
Lingkungan pengendapan yang ideal untuk gas biogenik adalah daerah dangkal di pesisir pantai dimana menjadi tempat akumulasi sedimen halus yang kaya dengan bahan organik. Gas ini lazimnya berada di Asia Tenggara dimana terdapat trasportasi sedime dari sungai-sungai besar yang kaya bahan organik dan di endapkan di perairan dangkal. Secara genesa gas biogenik terbentuk pada kondisi lingkungan dengan kriteria sebagai berikut (Zuraida, 2003) :
a) Lingkungan harus benar – benar bebas dari oksigen. Bakteri anaerobic akan mati dalam lingkungan yang mengandung oksigen jenuh
b) Lingkungan dengan temperatur yang sesuai dengan temperatur bakteri anaerob untuk hidup. Sebab, pada lapisan yang lebih dalam gas biogenik tidak akan terbentuk karena pada lingkungan ini tekanan dan temperatur meningkat dan akan menghasilkan termogenik.
c) Media atau sedimen dengan porositas yang cukup merupakan salah satu lingkungan yang diperlukan bakteri anaerobic untuk bisa bebas berkembang
seerti pasir halus atau lanau. Pada sedimen berukuran lempung yang sangat padu dan lengket (sticky clay) bakteri ini kemungkinan kecil sekali untuk berkembang.
Gambar 2.4 Proses terperangkapnya gas biogenik (Sumber: Geomazz, 2012)
Secara skematis (Gambar 2.4) bahwa bagaimana pada tahap awal terperangkapnya gas biogenik, yaitu terdapat rawa, danau, ataupun sungai kecil yang disekitarnya terisi tumbuhan-tumbuhan, dimana bila tumbuhan tersebut membusuk akan menghasilkan gas rawa. Gas biogenik ini merupakan hasil aktivitas organisme dimana di atas lapisan endapan rawa yang menjadi sumber bahan untuk membentuk gas rawa ini dapat tertutup oleh endapan sungai dan dilingkupi oleh endapan lempung halus yang kedap air dan kedap udara (kondisi anaerob). Volume gas rawa yang terperangkap ini memang seringkali tidak terlampau banyak dan secara volumetrik kecil, tetapi cukup besar dan sangat menggangu bila menyembur nantinya. Pengeboran sumur yang dangkal pun bila menembus lapisan yang mengandung gas ini dapat terdorong (menyembur)
karena tingginya tekanan gas (Setiawan, 2014) seperti yang terjadi di daerah penelitian.
2.4 Kerentanan Gas Dangkal
Kerentanan (vulnerability) merupakan salah satu risiko bencana, dimana risiko bencana merupakan kemungkinan terjadinya kerusakan pada suatu daerah akibat dari kombinasi dari bahaya, kerentanan dan kapasitas dari daerah yang bersangkutan. Dalam kegiatan pemerintahan, kegiatan kajian risiko bencana digunakan dalam menyusun penanggulangan bencana yang digunakan sebagai dasar dalam pembuatan rencana pembangunan. Penentuan risiko bencana dibagi menjadi tiga klasifikasi yaitu rendah, sedang, tinggi (BNBP, 2016). Penilaian tingkat risiko dapat dilakukan dengan pendekatan (Persamaan 2.1) (Winaryo, 2007).
R = H × V (2.1)
Keterangan:
R : Risiko H : Bahaya V : Kerentanan
Dimana hasil risiko merupakan tumpang susun atau overlay dari tingkat kerawanan dengan tingkat kerentanan bencana di suatu kawasan. Upaya pengkajian risiko bencana pada dasarnya adalah menentukan besaran dua komponen risiko tersebut dan menyajikannya dalam bentuk spasial maupun non spasial agar mudah dimengerti. Pengkajian risiko bencana digunakan sebagai landasan penyelenggaraan penanggulangan bencana di suatu kawasan (BNBP, 2016).
Kerentanan suatu wilayah terkait dengan kondisi atau karakteristik geologis, biologis, hidrologis, klimatologis, geografis, sosial,budaya, politik, ekonomi dan teknologi pada suatu wilayah untuk jangka waktu tertentu yang mengurangi kemampuan mencegah, meredam, mencapai kesiapan dan mengurangi kemampuan untuk menanggapi dampak buruk bahaya tertentu
(Peraturan Daerah Kota Balikpapan No. 2 Tahum 2018 tentang penanggulangan Bencana Daerah). Berdasarkan atas pemahaman pada ketentuan Perda di atas maka mitigasi bencana terbagi atas 2 (dua) pola:
a) Mitigasi struktural: Upaya untuk meminimalkan bencana yang dilakukan melalui pembangunan berbagai prasarana fisik dan menggunakan pendekatan teknologi,
b) Mitigasi non-struktural: Upaya mengurangi dampak bencana, selain dari upaya fisik sebagaimana yang ada pada mitigasi struktural (Dessy dkk., 2017).
Kerentanan gas dangkal pada tugas akhir ini berfokus pada tiga parameter yaitu Struktur Geologi, Jenis batuan dan Tata guna lahan. Berikut merupakan penjelasan mengenai setiap masing-masing parameter.
2.4.1 Struktur Geologi
Secara geologi regional, wilayah penelitian didominasi oleh struktur lipatan berupa antiklin dan sinklin di mana sumbu antiklin tersebut berimpitan dengan punggungan-punggungan yang ada (Luthfi dkk., 2009). Struktur antiklin tersebut dapat berperan sebagai jebakan (trap) dimana gas yang dari lapisan yang lebih dalam terakumulasi. Parameter struktur geologi berupa lipatan (antiklin) merupakan faktor penting mengingat dugaan semetara bahwa aktivitas pemboran yang intens di pesisir kota Balikpapan diduga mengenai puncak antiklin sehingga memicu terjadinya semburan gas.
Parameter struktur geologi berupa lipatan (antiklin) akan dibuat menjadi peta buffer struktur geologi. Peta buffer struktur geologi ini didasarkan pada zona dari pengkelasan tingkat kerentanan gas dangkal pada wilayah penelitian berdasarkan jarak dengan sumbu antiklin. Zona buffer struktur geologi merupakan suatu kawasan yang mempunyai lebar tertentu yang digambarkan di sekeliling sumbu antiklin dengan jarak tertentu. Buffer struktur geologi merujuk pada Metode Circular USGS 1983 dimana radius 1 km atau kurang dari 1 km dari pusat sumbu antiklin tersebut masih dianggap memiliki kondisi geologi yang sama. Dengan asumsi semakin dekat dengan sumbu antiklin, maka peluang untuk terjadi semburan gas semakin tinggi.
2.4.2 Jenis Batuan (litologi)
Parameter jenis batuan (litologi) merupakan faktor yang penting dalam terjadinya akumulasi gas dangkal. Jenis batuan didapatkan dari informasi geologi yang merupakan turunan dari informasi formasi batuan. Wilayah penelitian termasuk kedalam formasi Kampungbaru (Tpkb) dimana formasi ini tersusun atas batupasir kuarsa dengan sisipan batulempung, serpih, batulanau, sisipan batubara, napal, batugamping, dan lignit (Supriyatna, 1995).
Syarat terdapatnya gas alam ataupun hidrokarbon yaitu ditemukannya batuan induk (source rock), batuan reservoir, batuan penutup (cap rock) serta jebakan (trap) (Selly, 1998). Adanya batuan induk (source rock) dimana batuan sedimen yang mengandung bahan organik seperti sisa-sisa hewan dan tumbuhan yang mengalami proses pematangn dengan waktu yang sangat lama sehingga menghasilkan fluida minyak ataupun gas, contohnya batubara dan serpih. Adanya batuan waduk (reservoar rock) dimana batuan sedimen yang mempunyai pori, sehingga fluida yang dihasilkan batuan induk dapat masuk dan terakumulasi, semakin besar tingkat porositas dan permeabilitasnya maka semakin besar kemungkinan adanya reservoir, contohnya batupasir dan batugamping. Adanya batuan penutup (cap rock) dimana batuan sedimen tidak dapat dilalui oleh fluida (impermeable), sehigga fluida terjebak dalam batuan tersebut. Adanya jalur migrasi yaitu sebagai jalan masuk untuk fluida dari batuan induk sampai terakumulasi pada perangkap (Selley, 1998)
Parameter jenis batuan (litologi) akan dibuat menjadi peta sebaran jenis batuan di wilayah penelitian. Peta sebaran jenis batuan ini didasarkan pada zona dari pengkelasan tingkat kerentanan gas dangkal pada wilayah penelitian berdasarkan dugaan jenis batuan yang menjadi source rock, reservoar rock, dan cap rock. Data persebaran batuan didapatkan melalui pengamatan langsung dilapangan (surface mapping).
2.4.3 Tataguna lahan
Tataguna lahan diklasifikasikan berdasarkan RTRW (Rencana Tata Ruang Wilayah) Kota Balikpapan tahun 2012 - 2023 permukiman, perkebunan, industri, lahan kosong dan perairan. Tata guna lahan akan berpengaruh terhadap lokasi
semburan gas dangkal, sebab tata guna lahan dapat memberikan informasi mengenai aktivitas manusia. Untuk masing-masing kelompok tataguna lahan dideskripsikan sebagaimana pada Tabel 2.1.
Tabel 2.1 Parameter Deskripsi Tataguna lahan
Tataguna lahan Deskripsi
Permukiman Penggunaan lahan berupa perumahan maupun permukiman penduduk berupa rumah-rumah atau kompleks perumahan, baik kepadatan rendah, sedang, maupun tinggi.
Kawasan Industri Kawasan industri mencakup kawasan bandar udara yang sering terkoneksi langsung dengan infrastruktur berupa jalan raya.
Lahan Kosong Kawasan dengan penggunaan lahan yang berupa tanah lapang, perkebunan, hutan lindung, maupun kawasan yang berupa lahan tanah terbuka dan tidak mempunyai penggunaan lahan secara khusus.
Perairan Areal yang berupa sungai, danau, bendali maupun perairan lainnya.
(Sumber : RTRW Kota Balikpapan 2012 – 2023)
2.5 Skoring dan Pembobotan
Pembobotan merupakan pemberian bobot pada peta digital masing – masing parameter yang berpengaruh terhadap kerentanan gas dangkal, dengan didasarkan atas pertimbangan pengaruh masing-masing parameter terhadap kerentanan gas dangkal. Semakin besar pengaruh para meter terhadap kerentanan gas dangkal, maka bobot yang diberikan semakin tinggi (Basuki, 2019).
Tujuannya adalah dapat digunakan untuk penyusunan urutan tingkat kerentanan gas dangkal. Parameter yang digunakan terdiri atas tataguna lahan, struktur geologi dan jenis batuan (litologi). Masing-masing dari parameter diberikan skor dan dikalikan dengan nilai bobot masing-masing variabel (parameter) yang
didasarkan pada tingkat pengaruh variabel penelitian dalam memberikan dampak bahaya gas dangkal.
Skoring merupakan kegiatan penilaian pada peta guna menggunakan tingkat korelasi, efek, akibat, serta dampak yang diakibatkan oleh suatu kejadian secara spasial (Wismarini & Sukur, 2015). Metode skoring digunakan jika kriteria penilaian antara satu kriteria dengan kriteria yang lain berbeda dan dapat digabungkan. Pengskoringan ini dimaksudkan sebagai pemberian skor terhadap masing – masing kelas dalam parameter. Pemberian skor ini berdasarkan pada pengaruh kelas tersebut terhadap terjadinya kerentanan gas dangkal. Semakin tinggi pengaruhnya terhadap kerentanan gas dangkal, maka skor yang diberikan akan semakin tinggi pula (Basuki, 2019). Pemberian skor yang dimaksud dalam kerentanan gas dangkal dapat dilihat pada Tabel 2.2.
Tabel 2.2 Pemberian skor pada setiap kelas
Skor Keterangan
1 Apabila dinilai kurang memberikan dampak terhadap kerentanan gas dangkal
2 Apabila dinilai sedang memberikan dampak terhadap kerentanan gas dangkal
3 Apabila dinilai tinggi memberikan dampak terhadap kerentanan gas dangkal
Dalam proses pemetaan wilayah diperlukan adanya metode pengharkatan (scoring) agar terbentuk skala prioritas dalam penentuan analisa wilayah. Pada prinsipnya metode ini merupakan suatu cara penilaian potensi dengan memberikan skor atau nilai pada masing – masing kriteria sebagai parameter (Buana dkk., 2021). Untuk menentukan nilai tingkat kerentanan gas dangkal dilakukan dengan cara menjumlahkan hasil perkalian antara nilai skor dan bobot pada setiap kelas parameter yang berpengaruh terhadap kerentanan gas dangkal.
Nilai kerentanan dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan sebagai berikut (Puslittanak, 2004)
K = (bTGL × sTGL) + (bJB × sJB) + (bSG × sSG) (2.2) Keterengan :
K : Nilai Kerentanan
b : Bobot
s : Skor
TGL : Tata Guna Lahan JB : Jenis Batuan SG : Struktur Geologi
Daerah yang sangat rentan terhadap gas dangkal akan memiliki nilai total yang tinggi, sedangkan sebaliknya daerah yang tidak rentan terhadap gas maka memiliki nilai total yang rendah.
2.6 Metode Geolistrik
Metode Geolistrik merupakan salah satu metode geofisika yang mempelajari sifat aliran listrik di dalam bumi serta bagaimana cara mendeteksinya di atas permukaan bumi. Pengukuran berupa pengukuran potensial dan pengukuran arus yang terjadi secara alami ataupun diinjeksikan arus ke dalam bumi (Hedrajaya, 1990). Metode geolistrik pada prinsipnya adalah dengan menginjeksikan arus (aliran listrik) ke bawah permukaan bumi sehingga diperoleh beda tegangan, yang kemudian akan didapatkan informasi mengenai resistivitas batuan (Telford dkk., 1990).
Menurut Telford dkk., (1990), pendekatan paling sederhana dalam pembahasan gejala kelistrikan di dalam bumi adalah dengan menganggap bumi sebagai medium homogen isotropis. Dengan perlakuan tersebut kemudian medan listrik dari titik sumber bumi dianggap simetri bola atau radial setengah bola. Bila dibuat penampang melalui sumber A dan B maka terlihat pola distribusi bidang equipotensial seperti pada Gambar 2.5.
Gambar 2.5 Equipotensial dan garis arus dari 2 titik sumber (Telford, 1990)
2.6.1 Metode Geolistrik Resistivitas
Metode geolistrik resistivitas merupakan metode aktif dimana menggunakan arus listrik yang tidak terjadi secara alami, melainkan arus listrik diinjeksikan (dialirkan) ke dalam batuan, lalu efek potensialnya yang ditimbulkan oleh arus batuan tersebut diukur di permukaan. Metode geolistrik resistivitas adalah salah satu metode geolistrik yang bertujuan untuk mempelajari sifat resistivitas dari lapisan batuan yang berada di bawah permukaan bumi. Pada metode ini akan didapatkan variasi resistivitas suatu lapisan batuan yang menjadi bahan penyelidikan di bawah titik ukur (Vebrianto, 2016).
Prinsip metode ini yaitu menginjeksikan arus pada dua elektroda arus dan mengukur beda potensial yang ditimbulkan pada titik dipermukaan bumi dengan dua elektroda potensial. Beda potensial yang terukur bergantung pada resistivitas batuan yang dilewati (Gasperikova dkk., 2012). Metode resistivitas sangat berkaitan dengan hukum ohm dengan perumusan pada Persamaan 2.3. Besarnya nilai tegangan (V) yaitu hasil dari nilai hambatan (R) pada suatu medium yang dialiri arus (Telford dkk., 1990).
V = I. R (2.3) Keterangan:
V : Tegangan listrik (V)
I : Kuat arus (A)
R : Hambatan atau resistansi (Ω)
Gambar 2.6 Arus yang mengalir pada rangkaian silinder konduktif (Telford dkk., 1990)
Dengan mengasumsikan rangkaian silinder konduktif, dimana pada rangkaian ini dialirikan arus (I) pada silinder dengan panjang sisi (L) dan luas bidang permukaan silinder (A) akan terjadi hambatan (R). Pengalirkan arus pada silinder tersebut sehingga mengakibatkan penurunan nilai tegangan (V).
=
(2.4) Keterangan:
ρ : Tahanan Jenis atau Resistivitas (Ω.m) R : Hambatan atau resistansi (Ω)
L : Panjang sisi A : Luas Permukaan
Dari Persamaan 2.4, nilai hambatan (R) sebanding dengan panjang sisi panjang sisi (L) dan berbanding terbalik dengan luas permukaan (A). Jika panjang sisi silinder diperpanjang maka nilai R juga besar, namun jika bidang silinder diperbesar maka nilai R semakin kecil.
Resistivitas yang terukur merupakan resistivitas yang sebenarnya dan tidak tergantung pada jarak antar elektroda. Namun, kenyataannya bumi terdiri atas lapisan – lapisan dengan resistivitas yang berbeda-beda sehingga tegangan yang terukur dipengaruhi oleh lapisan-lapisan bumi tersebut. Hal ini menunjukkan
R I
bahwa jika dilakukan pengukuran di permukaan bumi maka nilai resistivitas yang terukur bukan merupakan nilai resistivitas satu lapisan saja atau bukan nilai resistivitas yang sebenarnya melainkan nilai resistivitas berbagai macam lapisan, sehingga resistivitas yang terukur merupakan resistivitas semu (ρa) Maka untuk memperoleh nilai resistivitas semu (ρa) yang digunakan dalam metode geolistrik dapat dirumuskan seperti yang terlihat pada Persamaan 2.5.
ρa =
(2.5) Keterangan:
ρa : resistivitas semu (Ω.m) K : Faktor Geometri
∆V : Tegangan (V) I : Kuat arus (A)
Metode geolistrik resistivitas ini lebih efektif jika digunakan untuk eksplorasi yang bersifat dangkal, hal ini disebabkan karena informasi dari lapisan yang berada pada kedalaman lebih dari 1000 atau 1500 ft jarang diperoleh (Arif, 2016). Umumnya metode ini hanya baik untuk kedalaman maksimal 200 m, jika kedalaman lapisan lebih dari itu maka informasi yang diperoleh kurang akurat, hal ini karena dengan bentangan yang besar dengan maksud mendapatkan penetrasi kedalaman di atas 200 m, maka arus yang mengalir akan semakin lemah dan tidak stabil akibat perubahan bentangan yang semakin besar (Simpen, 2015).
2.6.2 Sifat Kelistrikan Batuan
Bumi tersusun atas lapisan batuan yang memiliki karakteristik tersendiri termasuk juga dengan sifat kelistrikannya. Salah satu sifat batuan yang paling penting dan berguna dari batuan yaitu sifat resistivitas (tahanan jenis) yang berbeda antar lapisan batuan yang satu dengan yang lain. Resisitivitas menunjukkan kemampuan suatu batuan dalam menghantar arus listrik. Semakin besar nilai resistivitas suatu bahan, maka semakin sulit bahan tersebut menghatarkan arus listrik begitu pula sebaliknya (Telford dkk., 1990).
Sifat konduktivitas listrik batuan sangat dipengaruhi oleh jumlah fluida dan bagaimana cara fluida didistribusikan dalam batuan. Batuan berpori yang terisi oleh air, nilai resistivitas listriknya berkurang yang artinya akan semakin konduktif. Pada dasarnya, batuan reservoir memiliki nilai resistivitas yang tinggi namun resistivitas batuan lebih tergantung pada fluida yang mengisi pori batuan.
Adapun ketergantungan dari nilai resistivitas pada batuan adalah sebagai berikut:
a) Jika terdapat kandungan fluida berupa air maka semakin rendah nilai resistivitasnya.
b) Jika terdapat kandungan fluida berupa gas/oil maka semakin tinggi nilai resistivitasnya
c) Semakin tinggi salinitas maka semakin rendah nilai resistivitasnya.
d) Semakin tinggi temperatur maka semakin rendah nilai resistivitasnya.
e) Semakin tinggi tingkat kandungan lempung maka semakin rendah nilai resistivitasnya
Adapun nilai resistivitas tiap batuan bervariasi dapat dilihat pada Tabel 2.3.
Tabel 2.3 Nilai resistivitas batuan (Telford dkk., 1990)
Material Resistivity (Ωm)
Kuarsa 500 – 800.000
Pasir 1 – 1.000
Lempung 1 – 100
Napal 3 – 70
Lignit 9 – 200
Batupasir 50 – 500
Batugamping 50 – 107
Air meteorik 30 – 100
Air Permukaan 10 – 100
Air Tanah 0.5 – 300
Air Laut 0.2
2.6.3 Konfigurasi Schlumberger
Telah dijelaskan di atas bahwa metode aktif dilakukan dengan menginjeksikan arus listrik di dalam bumi, maka metode ini memerlukan suatu
konfigurasi elektroda. Konfigurasi elektroda merupakan aturan – aturan penempatan atau peletakan elektroda arus dan potensial sehingga mendapatkan pola tertentu sesuai dengan tujuan yang ingin dicapai. Elektroda diletakkan dalam satu bentangan yang lurus dan simetris agar hubungan antara elektroda memiliki faktor geometri (K) tertentu sesuai dengan tahapan pengambilan data atau informasi pada titik ukur. Faktor koreksi geometri memiliki fungsi agar variasi resistivitas yang diperoleh di lapangan dapat mendekati kebenaran. Konfigurasi elektroda dapat disesuaikan dengan kondisi di lapangan meliputi topografi dan luas lapangan. Setiap konfigurasi memiliki target kedalam yang berbeda-beda meskipun jarak antar elektrdanya sama.
Konfigurasi Schlumberger merupakan konfigurasi tahanan jenis VES (Vertical Electrical Sounding). Pada metode ini, pengukuran pada suatu titik sounding dilakukan dengan mengubah jarak elektroda. Perubahan jarak elektroda dilakukan dari jarak elektroda kecil kemudian semakin besar secara gradual. Jarak elektroda ini sebanding dengan kedalaman lapisan batuan yang terdeteksi.
Bentangan elektroda pada konfigurasi schlumberger dapat dilihat pada Gambar 2.8.
Gambar 2.7 Susunan Elektroda pada konfigurasi Schlumberger
2.7 Penelitian Terdahulu
Penelitian terdahulu bertujuan sebagai bahan perbandingan dan acuan dalam metode, konsep yang digunakan maupun hasil analisis dari penelitian serta
A M N B
C1 P1 P2 C2
menghindari anggapan kesamaan dengan penelitian ini. Selain itu, dapat menunjang pemahaman komponen - komponen dasar dari permasalahan dalam penelitian yang akan dilakukan serta dapat membantu menganaisis hasil penelitian.. Berikut beberapa penelitian yang berkaitan dengan topik pembahasan dalam penelitian ini, antara lain:
Tabel 2.4 Daftar Peneliti Terdahulu No Nama, Judul
Penelitian, dan Tahun Publikasi
Metode/
Variable
Hasil Penelitian
1 Rizki Agustien, yang berjudul “Studi Karakteristik Batuan Gas dangkal Menggunakan Metode Geolistrik Konfigurasi Schlumberger di Kelurahan Sepinggan, Balikpapan Selatan”
tahun 2022.
Metode Geolistrik Konfigurasi Schlumberger
Berdasarkan data resistivitas batuan terdapat zona gas dangkal pada setiap titik yang diteliti tersebar secara vertikal pada kedalaman kurang lebih 26 – 50 m.
Identifikasi litologi bawah permukaan berdasarkan nilai resistivitas batuan pada daerah penelitian adalah lempung sisipan batubara dan lempung hitam dengan nilai resistivitas berkisar 1,63 –174 Ωm
2 Ahmad Junaidi dan Sapto Heru., yang berjudul
“Identifikasi Gas Biogenik Berdasarkan Data Geolisrik
Resistivitas Konfigurasi Schlumberger di Desa Larangan Tokol,
Metode Geolistrik Konfigurasi Schlumberger
Berdasarkan data resistivitas batuan, kondisi litologi bawah permukaan terdapat 3 jenis lapisan batuan yang teridentifikasi yaitu lapisan batulempung, napal, dan batupasir. Lapisan yang diduga berpotensi sebagai
Tlanakan, Pamekasan Provinsi Jawa Timur”
tahun 2022.
reservoir adalah lapisan batupasir sedangkan lapisan batulempung berfungsi sebagai lapisan penutup.
3 Eko Bayu Purwasatriya dan Gentur Waluyo yang berjudul “Pembuatan Model Geologi Bawah Permukaan dengan Metode Geolistrik Dan Studi Stratigrafi pada Rembesan Gas di Jatilawang, Banyumas”
tahun 2011.
Metode Geolistrik Konfigurasi
Wenner
Berdasarkan model geologi bawah permukaan yang dibuat menunjukkan adanya lapisan – lapisan dominan pasir yang terisi oleh gas menjadi kantong (pocket) gas dangkal dekat permukaan, dimana gas merambat melalui zona patahan. Sumber rembesan gas diperkirakan dapat berasal dari gas cap yang terperangkap pada antiklin.
4 Tomi dkk “ Interpretasi Data Seismik 2D dan Data Sumur untuk Identifikasi Morfologi Jebakan Gas Biogenik di Barat Daya Perairan Kangean” tahun 2021
Data Seismik 2D dan Data
Sumur
Hasil yang diperoleh dari data seismik yaitu gas biogenik Perairan Kangean terakumulasi pada struktur jebakan antiklin. Adanya fluida gas pada data sumur dicirikan dengan log GR rendah serta adanya crossover antara log neutron dan log densitas dan nilai resistivitas yang besar.
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Kajian Literatur
Sebelum melakukan penelitian perlu dilakukan kajian literatur atau studi pustaka yang diambil dari berbagai sumber baik dari buku maupun jurnal – jurnal sebelumnya, baik dalam negeri ataupun jurnal internasional. Tahap kajian literatur ini dilakukan dengan memahami aspek geologi yang berkaitan dengan area penelitian. Tahap ini merupakan tahap analisis awal dengan tujuan nantinya akan di cross check dengan kunjungan lapangan untuk mempersiapkan langkah – langkah dalam penelitian atau metode pengambilan data di lapangan.
3.2 Alat dan Bahan 3.2.1 Alat
Adapun alat yang digunakan dalam pengambilan data pemetaan geologi (Surface mapping), sebagai berikut:
Tabel 3.1 Alat pemetaan geologi (surface mapping)
No Alat
1 Kompas Geologi 2 Palu Geologi
3 GPS (Global Positioning System) 4 Komparator batuan sedimen 5 Meteran
6 Buku Catatan Lapangan (BCL) 7 Kamera dan Kantong Sampel 8 Software ArcGIS
9 Software Avenza Maps
Adapun alat yang digunakan dalam pengambilan data menggunakan metode geolistrik resistivitas, sebagai berikut:
Tabel 3.2 Alat akuisisi geolistrik
No Alat
1 Avometer
2 Resistivitymeter merek Geotitis 3 Aki
4 HT (Handy Talky) 5 Elektroda
6 Palu 7 Meteran
8 Kabel Potensial 9 Kabel Arus
10 Software Progress 3 11 Software Microsoft Excel
Gambar 3.1 Alat penelitian : (1) Avometer, (2) Resistivitymeter, (3) Aki, (4) HT
1
2
3
4
Gambar 3.2 Alat penelitian : (5) Elektroda, (6) Palu, (7) Meteran, (8) Kabel Potensial, (9) Kabel Arus
3.2.2 Bahan
Informasi data yang digunakan pada penelitian ini dapat dilihat pada Tabel 3.3. Dengan data dan alat yang tersedia diharapkan penelitian ini dapat memberikan peta sebaran zona kerentanan yang akurat dan berguna bagi masyarakat dan pihak terkait dalam upaya awal mitigasi semburan gas dangkal.
Tabel 3.3 Sumber Informasi Data Penelitian
Data Sumber
Tata Guna Lahan a) Citra Satelit WorldView (Maxar Technologies TerraMetrics) tahun 2023
b) Peta Rupa Bumi, Bakosurtanal tahun 2001 c) Peta RTRW Kota Balikpapan tahun
2012 – 2023 DEM SRTM Indonesia Geospasial Administrasi
Balikpapan Selatan
BAPPEDA Kota Balikpapan
Geologi Peta Geologi Lembar Balikpapan Data Riwayat Semburan
Gas Dangkal
BPBD Kota Balikpapan tahun 2022
5
6 7 8
9
3.3 Metode Pengambilan Data
Metode pengambilan data yang digunakan pada penelitian ini yaitu dengan mengkombinasikan antara penyelidikan kondisi geologi (surface mapping) dan metode geofisika berupa pengukuran geolistrik resistivitas. Penyelidikan kondisi geologi dijadikan dasar dalam meyakinkan penarikan batas zona gas dangkal secara lateral. Sedangkan metode geolistrik resistivitas diharapkan dapat memberikan informasi kondisi bawah permukaan berupa anomali resistivitas yang akan digunakan untuk mengkonfirmasi dugaan keberadaan adanya gas dangkal.
3.3.1 Penyelidikan kondisi geologi (Surface Mapping)
Surface Mapping dilakukan dengan pengamatan aspek-aspek geologi di lapangan yaitu observasi lapangan seperti deskripsi batuan, mengukur kedudukan lapisan batuan, mengukur ketebalan batuan serta struktur geologi yang berkembang di area penelitian. Hasil pemetaan geologi akan didapat peta yang terdiri dari peta pola pengaliran dan peta geomorfologi, peta lintasa, peta geologi untuk mengetahui sebaran batuan dan struktur geologi yang berkembang, serta peta tata guna lahan yang akan digunakan sebagai dasar dalam penarikan zona kerentaan gas dangkal. berikut adalah penjelasan mengenai masing-masing peta tersebut.
a) Peta Pola Pengaliran
Pola pengaliran merupakan rangkaian bentuk aliran s
