geofisika
TRANSCRIPT
PENERAPAN METODA GAYABERAT MIKRO 4-D UNTUK PROSES MONITORING
Kegiatan pencatatan terus-menerus menggunakan metoda gravity pada suatu fenomena alam yang berhubungan dengan perubahan fisik benda bawah permukaan dapat divisualisasikan melalui rapat massa (density) batuannya jika perubahan tersebut memberikan medan potensial gayaberat yang dapat diamati di permukaan. Suatu survei 4D adalah survei yang mempunyai subjek dengan waktu sebagai dimensi ke empat. Sehingga anomali gayaberat dari survei 4D adalah anomali time-lapse yang dihasilkan dari perbedaan harga gayaberat suatu pengamatan dalam interval waktu tertentu. Hal ini berarti bahwa anomali gayaberat 4D minimal dihasilkan dari dua akuisisi data. Secara umum diketahui bahwa anomali gayaberat yang diamati pada permukaan adalah berbanding langsung dengan perubahan rapat massa bawah permukaan dan fungsi Green, dimana fungsi Green berhubungan dengan bentuk benda bawah permukaan dan jarak dari titik pengamatan. Hal ini juga berlaku untuk anomali gayaberat 4D tetapi perubahan rapat massanya adalah dalam waktu. Proses Enhancement Oil Recovery (EOR) dengan injeksi air atau uap kedalam reservoir, perubahan muka air tanah dan intrusi air laut adalah contoh fenomena alam yang mengindikasikan perubahan rapat massa pada reservoir sebagai fungsi waktu. Penyebab utama dari perubahan gayaberatnya, nilai perubahannya disebut sebagai anomali gaya berat mikro 4D, dapat dihubungkan dengan beberapa kemungkinan sumber, misalnya hidrologi dekat permukaan (pergerakan atau perubahan muka air tanah), perubahan massa didalam reservoir hidrokarbon (desakan air atau uap dalam proses EOR) dan pergerakan tanah vertikal (subsidence) atau perubahan elevasi titik pengamatan. Makalah ini memperlihatkan aplikasi metoda gayaberat mikro 4-D pada monitoring perubahan muka air tanah, daerah panas bumi dan injeksi air dan uap pada reservoir minyak bumi, dan menunjukkan bahwa metoda ini dapat menjadi alternatif baru dalam kegiatan monitoring suatu reservoir dan dapat diterapkan pada daerah padat penduduk.
Deskripsi Alternatif :
Kegiatan pencatatan terus-menerus menggunakan metoda gravity pada suatu fenomena alam yang berhubungan dengan perubahan fisik benda bawah permukaan dapat divisualisasikan melalui rapat massa (density) batuannya jika perubahan tersebut memberikan medan potensial gayaberat yang dapat diamati di permukaan. Suatu survei 4D adalah survei yang mempunyai subjek dengan waktu sebagai dimensi ke empat. Sehingga anomali gayaberat dari survei 4D adalah anomali time-lapse yang dihasilkan dari perbedaan harga gayaberat suatu pengamatan dalam interval waktu tertentu. Hal ini berarti bahwa anomali gayaberat 4D minimal dihasilkan dari dua akuisisi data. Secara umum diketahui bahwa anomali gayaberat yang diamati pada permukaan adalah berbanding langsung dengan perubahan rapat massa bawah permukaan dan fungsi Green, dimana fungsi Green berhubungan dengan bentuk benda bawah permukaan dan jarak dari titik pengamatan. Hal ini juga berlaku untuk anomali gayaberat 4D tetapi perubahan rapat massanya adalah dalam waktu. Proses Enhancement Oil Recovery (EOR) dengan injeksi air atau uap kedalam reservoir, perubahan muka air tanah dan intrusi air laut adalah contoh fenomena alam yang mengindikasikan perubahan rapat massa pada reservoir sebagai fungsi waktu. Penyebab utama dari perubahan gayaberatnya, nilai perubahannya disebut sebagai anomali gaya berat mikro 4D, dapat dihubungkan dengan beberapa kemungkinan sumber, misalnya hidrologi dekat permukaan (pergerakan atau perubahan muka air tanah), perubahan massa didalam reservoir hidrokarbon (desakan air atau uap dalam proses EOR) dan pergerakan tanah vertikal (subsidence) atau perubahan elevasi titik pengamatan. Makalah ini memperlihatkan aplikasi metoda gayaberat mikro 4-D pada monitoring perubahan muka air tanah, daerah panas bumi dan injeksi air dan uap pada reservoir minyak bumi, dan menunjukkan bahwa metoda ini dapat menjadi alternatif baru dalam kegiatan monitoring suatu reservoir dan dapat diterapkan pada daerah padat penduduk.
ecara umum metoda gaya berat merupakan metoda geofisika yang mengukur variasi gaya berat (gravitational) di bumi. Metoda ini jarang digunakan pada tahapan lanjut eksplorasi bijih, namun cukup baik digunakan untuk mendefinisikan daerah target spesifik untuk selanjutnya disurvei dengan metoda-metoda geofisika lain yang lebih detil.
Adanya variasi medan gravitasi bumi ditimbulkan oleh adanya perbedaan
rapat massa (density) antar batuan. Adanya suatu sumber yang berupa
suatu massa (masif, lensa, atau bongkah besar) di bawah permukaan akan
menyebabkan terjadinya gangguan medan gaya berat (relatif). Adanya gangguan ini
disebut sebagai anomaligaya berat. Karena perbedaan medan gayaberat ini relatif kecil
maka diperlukan alat ukur yang mempunyai ketelitian yang cukup tinggi. Alat ukur yang
sering digunakan adalah Gravimeter. Alat pengukur gayaberat di darat telah mencapai
ketelitian sebesar 0.01 mGal dan di laut sebesar 1 mGal.
Beberapa endapan seperti zinc, bauksit, atau barit sangat sulit dideteksi melalui metoda
magnetik maupun elektrik, namun dapat dideteksi dengan metoda gaya berat (gravity),
tapi hanya untuk mengetahui profil batuan sampingnya (tidak dapat langsung
mendeteksi bijihnya) melalui anomali densiti.
Dasar teori yang dipakai dalam metoda ini adalah Hukum Newton tentang gravitasi
bumi. Untuk bumi yang berbentuk bulat, homogen, dan tidak berotasi,
maka massa bumi (M) dengan jari-jari (R) akan menimbulkan gaya tarik pada benda
dengan massa (m) di permukaan bumi sebesar :
,
dengan (g) adalah percepatan gaya berat vertikal permukaan bumi.
Harga rata-rata gayaberat di permukaan bumi adalah 9.80 m/s2. Satuan yang
digunakan adalah gayaberat adalahmilliGal (1 mGal = 10-3 Gal = 10-3 cm/s2) atau
ekivalen dengan 10 gu (gravity unit). Variasi gaya berat yang disebabkan oleh variasi
perbedaan densitas bawah permukaan adalah sekitar 1 mGal (100 m/s2).
Karena bentuk bumi bukan merupakan bola pejal yang sempurna, dengan relif yang
tidak rata, berotasi serta ber revolusi dalam sistem matahari, tidak homogen. Dengan
demikian variasi gayaberat di setiap titik permukaan bumi akan dipengaruhi oleh 5
faktor, yaitu :
1. lintang
2. ketinggian
3. topografi
4. pasang surut
5. variasi densitas bawah permukaan
sehingga dalam pengukuran dan interpretasi, faktor-faktor tersebut harus diperhatikan
(dikoreksi).
1 Prosedur Lapangan
Targetan observasi harus mempunyai kontras densiti yang jelas (significant) agar dapat
dideteksi oleh gravimetri. Grid (lintasan) yang umum digunakan cukup lebar yaitu antara
200 m s/d 1 km (500 ft s/d 1 mil). Setiap titik pengamatan diusahakan bebas dari angin,
pohon-pohon, pengaruh (getaran) tanah, dll. Elevasi setiap titik observasi harus
diketahui dengan akurat karena akan diperhitungkan dalam pengkoreksian hasil
pembacaan alat. Begitu juga dengan waktu setiap pengukuran.
Series dari hasil perhitungan akan diplot pada kertas grafik terhadap waktu (Gambar 1).
Gambar 1. Contoh pemplotan hasil pengukuran (0,01 mgal = 0,1 g.u).
(Parasnis, 1973, p 239)
2 Koreksi Hasil Observasi
Seperti yang telah disebutkan di atas bahwa, harga pengukuran gayaberat di
permukaan bumi dipengaruhi oleh 5 faktor. Sedangkan dalam melakukan survei
gayaberat diharapkan satu faktor saja yaitu variasi densitas bawah permukaan,
sehingga pengaruh 4 faktor lainnya (lintang, ketinggian, topografi, pasang surut) harus
direduksi atau dihilangkan dari harga pembacaan alat.
a. Koreksi lintang (latitude)
Koreksi terhadap titik pengukuran terhadap kutub bumi.
dimana 1 dan 0 adalah koordinat titik pengukuran dan titik base.
b. Koreksi elevasi (Free-Air Correction)
Koreksi ini merupakan koreksi terhadap pengaruh ketinggian pengukuran
terhadap medan gravitasi bumi.
FAC = 3,086 h gu, dimana h adalah elevasi titik pengukuran.
c. Koreksi Bouguer (Bougeur correction)
Koreksi massa lapisan yang diasumsikan berada diantara titik amat dengan bidang
referensi (lihat Gambar 2).
Gambar 2. Koreksi Bougeour (Parasnis, 1973, p 242)
BC = 3,086 h gu, dimana h adalah elevasi titik pengukuran.
d. Koreksi topografi (Terrain correction)
Koreksi topografi, Tc, adalah koreksi pengaruh topografi terhadap gayaberat pada
titik amat, akibat perbedaan ketinggian antara titik observasi dengan base. Dapat
dihitung dengan menggunakan Hammer Chart (lihat gambar 3).
Gambar 3. Model yang digunakan untuk koreksi topografi dan diagram perhitungan (Parasnis, 1973, p 245 dan 246).
3 Anomali Bouguer
Merupakan anomali yang dicari dengan cara mereduksi hasil pengukuran lapangan
dengan koreksi-koreksi seperti yang telah diuraikan di atas.
g = {gobs g + (3,086 – 0,4191) h + T} gu
Contoh penentuan anomali dapat dilihat pada Gambar 4.
Gambar 4. Contoh penentuan Anomali Bougeour
Posted by geofisika1b at 2:39 AM