metoda gravitasi kelautan baskoro 01(1)
DESCRIPTION
Metoda Gravitasi Kelautan Baskoro 01(1)TRANSCRIPT
Metoda GravitasiGEOFISIKA
Baskoro R
Geofisika
Encydopedia Dictionary of Exploration Geophysics (1973): Studi tentang bumidengan metoda fisika kuantitatif melalui :
1. Seisirnik pantul dan bias (reflection and refraction)
2. Gravitasi (gravity)
3. Kemagnetan (magnetic)
4. Kelistrikan (electric)
5. Radioaktif (radioactivity)
6. Georadar*
7. ** perkembangannya (seismologi, geotermometri, hidrologi,
oseanografi, meteorologi, kelistrikan atmosfer dan
kemagnetan terestrial, tektonofisik, geofisika eksplorasi dan
keteknikan)
• seismik dan gravitasi umum dipakai dalam eksplorasi minyak (hidrokarbon)
• elektrik umum dipakai dalam eksplorasi cebakan bijih (logam) dan airtanah
• magnetik : keduanya
SEISMIC
POTENTIAL FIELD Omni
Vista
Total-field magnetic contour map from a helicopter-
borne survey in South America
EM/Resistivity contour map from a helicopter-borne
survey in South America
EM/Quadrature component contour map from a
helicopter-borne survey in South America
Radiometrics/Potassium contour map from a
helicopter-borne survey in South America
Radiometrics/Thorium contour map from a
helicopter-borne survey in South America
Radiometrics/Uranium contour map from a
helicopter-borne survey in South America
Pengantar
• Metode gaya berat (gravitasi) adalah salah satu metode geofisika yang didasarkan pada pengukuran medan gravitasi. Pengukuran ini dapat dilakukan di permukaan bumi, di kapal maupun di udara. Dalam metode ini yang dipelajari adalah variasi medan gravitasi akibat variasi rapat massa batuan di bawah permukaan sehingga dalam pelaksanaannya yang diselidiki adalah perbedaan medan gravitasi dari suatu titik observasi terhadap titik observasi lainnya
• Teori yang mendasari adalah hukum Newton : “ Gaya tarik menarik antara dua massa m1 dan m2 yang terpisah dengan jarak r adalah sbb (Telford et al, 1990):
• Metode Gravity adalah salah satu metode eksplorasi geofisika, yang memanfaatkan sifat daya tarik antar benda yang didapat dari densitasnya, jadi prinsip eksplorasi dengan metode gravity ini yaitu mencari anomali gravity pada subsurface. Metode Gravity dilakukan untuk menyelidiki keadaan bawah permukaan berdasarkan perbedaan rapat masa cebakan mineral dari daerah sekeliling (rho = gram/cm3). Metode ini adalah metode geofisika yang sensitive terhadap perubahan vertikal, oleh karena itu metode ini disukai untuk mempelajari kontak intrusi, batuan dasar, struktur geologi, endapan sungai purba, lubang di dalam masa batuan, shaff terpendam dan lain-lain. Eksplorasi biasanya dilakukan dalam bentuk kisi atau lintasan penampang. Perpisahan anomali akibat rapat masa dari kedalaman berbeda dilakukan dengan menggunakan filter matematis atau filter geofisika. Di pasaran sekarang didapat alat gravimeter dengan ketelitian sangat tinggi (mgal), dengan demikian anomali kecil dapat dianalisa. Hanya saja metode penguluran data, harus dilakukan dengan sangat teliti untuk mendapatkan hasil yang akurat
Pengukuran gravitasi dapat digunakan untuk luasan area geologi lebih dari ratusan kilometer persegi, tetapi juga dapat untuk mendeteksi fitur dangkal yang lebih kecil di dalam tanah. Di beberapa daerah, metode gravitasi dapat mendeteksi rongga bawah permukaan. Manfaat lain dari metode gravitasi adalah bahwa pengukuran dapat dilakukan di daerah yang padat penduduk, dimana metode geofisika lainnya mungkin tidak bekerja. Sebagai contoh, pengukuran gravitasi bisa dibuat di dalam bangunan, di daerah perkotaan dan di daerah yang terganggu oleh keramaian, listrik, dan elektromagnetik. Pengukuran kondisi bawah permukaan dengan metode gravitasi membutuhkan sebuah gravitymeter dan alat penentu posisi yang sangat akurat, terutama pengukuran elevasi dari stasiun gravitasi. Satuan (unit) pengukuran yang digunakan dalam metode gravitasi adalah gal, berdasarkan gaya gravitasi di permukaan bumi. Gravitasi rata-rata di permukaan bumi adalah sekitar 980 gal. Unit umum digunakan dalam survei gravitasi adalah milligal (10-3 gal ). Pada beberapa aplikasi, memerlukan pengukuran dengan akurasi sampai ke μgal (10-6 gals), mereka sering disebut sebagai survei mikrogravitasi. Sebuah survei gravitasi rinci biasanya menggunakan stasiun pengukuran berjarak dekat (beberapa meter untuk beberapa ratus kaki) dan dilakukan dengan gravitymeter
• Dalam Metode Gravitasi besaran fisis yang terukur adalah percepatan gravitasi bumi.
• Data percepatan gravitasisetelah melalui prosespengolahan diperoleh anomalipercepatan gravitasi bumi.
• Anomali percepatan gravitasidiakibatkan oleh perbedaanmassa jenis atau struktur geologi(besaran fisis berupa rapatmassa, kedalaman,volume/struktur.
• Biasanya digunakan dalameksplorasi migas bumi, mineral,geotermal, kegunungapiantektonik dll.
1226 University of Cambridge,,,, King Henry III
Tumapel 1222
Hukum Newton pertama dan kedua, dalam bahasa
Latin, dari edisi asli journal Principia Mathematica
tahun 1687
MEDAN GRAVITASI BUMI
• Harga g sangat bergantung pada bentuk bumi
sesungguhnya dan penyebaran volume bumi yang
dinyatakan dalam rapat massa.
• Karena bumi berbentuk ellipsoid, maka percepatan
gravitasi bumi (g) tidak sama disetiap tempat
dipermukaan bumi.
• Besarnya percepatan gravitasinya dipengaruhi oleh
faktor sudut lintang, elevasi, topografi, gaya tarik benda
langit, variasi rapat massa bawah permukaan dll.
• Karena adanya rotasi bumi pada porosnya yang
cenderung membentuk flat pada kedua kutubnya dan
gaya sentrifugal, akibatnya jari2 di khatulistiwa 21 km lebih
besar daripada jari2 kutub.
• Kejadian di atas disebut dengan efek flattening.
• Akibatnya terjadi perbedaan percepatan gravitasi di kutub
dan khatulistiwa.
Perbedaan percepatan gravitasi bumi di kutub dan khatulistiwa sebesar (3,39+6,63-4,85)=5,17 gal yang didasarkan pada 3 hal yaitu: (Hammer,1943)
1) Adanya percepatan sentrifugal di katulistiwa dan di
kutub tidak ada, menyebabkan gravitasi di
khatulistiwa lebih besar seharga 3,39 gal.
2) Jari2 kutub lebih kecil dibandingkan dengan jari2khatulistiwa, maka gravitasi di kutub lebih besar 6,63
gal daripada di khatulistiwa.
3) Karena bumi ellipsoid maka distribusi massa dikhatulistiwa lebih besar daripada kutub, sehingga
gravitasi di kahtulistiwa 4,86 gal lebih besar daripada
di kutub
VARIASI PERCEPATAN GRAVITASI DI PERMUKAAN BUMI
VARIASI PERCEPATAN GRAVITASI DI PERMUKAAN BUMI
PADA SUATU LOKASI (TITIK) PENGUKURAN DIAKIBATKAN
OLEH BEBERAPA HAL ANTARA LAIN:
Letak lintang lokasi titik pengukuran, diakibatkan oleh
permukaan bumi tidak bulat sempurna.
Elevasi lokasi pengukuran , semakin tinggi suatu tempat
di permukaan bumi maka percepatan gravitasi bumi
semakin kecil.
Keadaan topografi di sekitar lokasi titik pengukuran,kelebihan atau kekosongan massa akibat adanya bukit
dan lembah berpengaruh terhadap percepatan gravitasi
bumi.
Efek tidal, adanya bulan dan matahari berpengaruh
terhadap percepatan gravitasi bumi. Besarnya kurang lebih 3
mgal denga periode kurang lebih 12 jam.
Variasi rapat massa di bawah lokasi titik pengukuran, variasi
rapat massa di daerah pengukuran berpengaruh terhadap
percepatan gravitasi bumi di daerah pengukuran. Hal ini
merupakan relevansi jadi target diadakannya penyelidikan
metode gravitasi.
PENGUMPULAN DATAPENENTUAN LOKASI PENGUKURAN
Adanya peta topografi dan peta geologi
Skala peta usahakan sesuai dengan lebar
lokasi
Jika tidak ada peta lakukan dahulu
pemetaan lokasi pengukuran
Tentukan lintasan pengukuran dan base
station yang harga percepatan grvitasinya
diketahui (diikatkan dengan titik yang telah
diketahui percepatan gravitasinya).
Penentuan lintasan, loop lintasan
pengukuran, titik ikat dan base station
usahakan sedemikian rupa sehingga
pelaksanaan pengukuran efektif dan capai
target.
PENGUKURANLetak titik pengukuran harus jelas dan mudah dikenal
(simpang jalan, jembatan, penunjuk km jalan dll)
Lokasi pengukuran harus ada dalam peta.
Lokasi pengukuran bersifat permanen, mudah dijangkau,
bebas dari gangguan (kendaraan bermotor, getaran mesin,
dll)
PERALATAN YANG DIPERGUNAKAN
GRAVITIMETER (La Coste & Ronberg
Gravitimeter type G358 dan G617)dengan spesifikasi model zero length
spring, skala pembacaan 0 – 7000
mgal, ketelitian pembacaan 0,01 mgal,
koreksi drift kurang dari 1 mgal setiap
bulannya, memiliki termostat untuk
menjaga temperatur alat konstan.
GRAVITIMETER (Worden no 915)jangkauan skala 0 – 2400 satuan skala,
sebelum dipergunakan harus di
kalibrasi untuk mendapatkan konstanta
kalibrasi m (mgal/skala)
PERALATAN YANG DIGUNAKAN
Theodolit T2 (Wild Heerburgg, Switzerland) berdasarkan sifatdatar dengan ketelitian 1 detik.
Altimeter (American Paulin System Altimeter) jikamenggunakan altimeter perlu dilakukan koreksi : koreksi suhu,
koreksi drift, koreksi variasi tekanan udara, dan koreksi salah
lingkup.
Untuk penentuan titik ikat digunakan Oceanic MN8TM
Differensial GPS dengan ketelitian 0,3 m.
ALAT BANTU, sering dipergunakan:
Penunjuk waktu
Kompas
Pelindung perlatan
Termometer
Barometer
Dll sebagai penunjang.
Airborne Geophysical Surveying forHydrocarbon Exploration
AirSys™ Gravity Meter
Airborne Geophysical Surveying forMining Exploration
MICROGRAVITY SURVEYS
Super-G Gravity System
Super-G in Arctic environments
SHUTTLE SONDETM
The Shuttle Sonde moves the
gravity sensor over a 2.5 meter
interval inside the tool housing. A
miniaturized stepper motor winch
moves the gravity sensor up and
down with a small cable. Small
wheels attached to optical
encoders push on the inside of the
tool housing and can measure
depth changes to an accuracy of
+/- 1 mm.
Applications of the Shuttle Sonde:
1. Monitoring fluid saturations and
fluid movements in thin beds/short
intervals.
2. Locating bypassed production
in thin beds.
KOREKSI DATA PERCEPATAN GRAVITASI BUMI
Dasar pengolahan data metode gravitasi adalah :
Mencari perbedaan harga gravitasi suatu titik ke titik lain di suatu
tempat akibat massa batuan di bawah permukaan daerah penelitian.
Massa tersebut hanya menyumbang sekiatar 0,05% dari harga gravitasi
yang didapat.
Maka penyebab gravitasi selain itu harus direduksi/dihilangkan dengan
cara koreksi data.
KONVERSI KE HARGA MILIGAL
• Besar nilai yang ditampilkan gravitimeter belum memiliki
satuan
• Perlu dikonversi ke harga miligal dengan menggunakan
tabel.
• Setiap model gravitimeter memiliki tabel konversi yang
berbeda tergantung dari spesifikasi model alat tersebut.
KOREKSI PASANG SURUT (TIDAL)
• Pengukuran gravitasi di permukaan bumi dipengaruhi oleh
gravitasi bumi di lokasi itu sendiri.
• Selain itu juga dipengaruhi oleh gaya tarik bulan dan
matahari serta benda-benda langit lainnya.
• Maka hasil pengukuran perlu dilakukan koreksi pasang
surut yang diperoleh dari tabel.
KOREKSI DRIFT
• Goncangan pada alat grvitimeter maka menyebabkan
penyimpangan alat dari satu titik ke titik berikutnya.
• Disebabkan oleh karena alat memakai sistem pegas.
• Penyimpangan tersebut harus diperhitungkan dan
dikoreksi.
HARGA GRAVITASI PENGAMATAN (g obs)
• Setelah harga gravitasi pengukuran di konversi ke
mgal.
• Kemudian direduksi dengan koreksi pasang surut dan
drift alat.
• Maka diperoleh harga gravitasi pengamatan (g obs)
KOREKSI GRAVITASI TEORITIS (g)
• Rotasi bumi pada sumbunya, terjadi flat pada kedua
kutub, medan gravitasi di kutub lebih besar
dibandingkan di katulistiwa.
• Besar medan gravitasi dipengaruhi oleh letak lintang
/koreksi lintang.
• Untuk mengoreksi besar gravitasi teoritis terhadap data
lapangan dengan cara memasukkan posisi lintang di
titik amat kemudian dikurangkan dengan harga
gravitasi pengamatan.
UDARA BEBAS (Kub)
• Perbedaan ketinggian titik amat bervariasi berpengaruh
terhadap besarnya gravitasi.
• Makin tinggi tempat makin kecil gravitasinya.
• Maka perlu dilakukan koreksi udara bebas yang
besarnya -0,3086 h mgal, dengan h ketinggian titik amatterhadap msl dalam meter.
• Koreksi ini dengan cara ditambahkan jika stasiun
gravitasi di atas datum, dan dikurangkan apabila
berada di bawahnya.
KOREKSI BOUGUER (Kb)
• Massa yg terletak diantara titik amat dengan dataum
menimbulkan efek gravitasi (belum diperhitungkan
dalam Kub)
• Koreksi Bouguer dimaksudkan untuk mereduksi efek
gravitasi oleh massa tsb. Besarnya adalah -0,04193 ph
mgal, dimana h ketinggian titik amat terhadap datum
satuam meter, p densitas Bouguer.
• Penentuan p menggunakan Metode Nettleton yaitu
dengan mencari koreksi Bouguer sebagai fungsi
densitas yang paling kecil korelasinya dengan
ketinggian dalam sebuah lintasan (biasanya 2,20+0,01
gr/cm2.
KOREKSI MEDAN (Km)
• Koreksi Bougeur menganggap permukaan lempengan di
atas bidang acuan rata, melainkan ada lembah dan
bukit, sehingga tidak mewakili keadaan sebenarnya.
• Biasanya menggunakan metode Hammer dan metode
Kane dengan bantuan program.
• Adanya lembah dan bukit disekitar titik pengamatan
akan menimbulkan efek-efek yang mengurangi
percepatan gravitasi di titik amat.
• Koreksi medan yang dilakukan selalu berharga positif.
ANOMALI BOUGUER LENGKAP (AB)
• Anomali Bougeur lengkap adalah harga anomali gravitasi
di suatu tempat yang dalam perhitungannya telah
memasukkan semua koreksi-koreksi.
• Besarnya AB = gobs-gn+Kub-Kb+Km,
• dimana gobs adalah harga gravitasi pengamatan, gn
harga gravitasi teoritis, Kub koreksi udara bebas, Kb
koreksi Bougeur dan Km koreksi Medan.
• Setelah diperoleh harga AB lengkap seluruh station
daerah penelitian dibuat peta kontur anomali Bougeur
daerah penelitian.
PROYEKSI KE BIDANG DATAR
• DATA AB lengkap yang dipetakan masih terpapar pada
topografi, berarti letak data tidak teratur dengan
ketinggian bervariasi.
• Di buat suatu bidang datar dengan kedalaman tertentu
dibawah permukaan bumi, gunanya untuk memudahkan
interpretasi.
• Biasanya dengan Metode Sumber Ekivalen Titik
Massa(Dampney, 1969)
KONTINUITAS KE ATAS
• DATA YANG SUDAH TERPAPAR PADA BIDANG MASSA
MUDAH DIANGKAT PADA KETINGGIAN DIINGINKAN.
• DIMANA PADA FASE INI MUDAH MEREDUKSI
MENGHILANGKAN EFEK LOKAL DARI ANOMALI REGIONAL.
INTERPRETASI METODE GRAVITASI
INTERPRETASI dapat dilakukan dengan cara kualitatif dan
kuantitatif.
Interpretasi kualitatif dilakukan dengan menfasirkan peta
anomali Bougeur.
Interpretasi kuantitatif dilakukan dengan cara pemodelan .
Didalam metode gravitasi pemodelan dilakukan dengan
dua jenis pemodelan yaitu :
1. pemodelan maju (forward modelling) digunakan untuk
melihat respon gravitasi yang ditimbulkan dari model
geologi yang dibuat. Sedangan
2. pemodelan mundur (inverse modelling) digunakan
untuk membuat model geologi dari pengaruh medan
gravitasi daerah penelitian.
BHGM LOG IN FRACTURED CARBONATEAlaska North Slope - LisburneFormation
Well on flank of a tight reef
Well on flank of porous reef
Well inside tight reef.
Well inside reef with adjacent porosity.
BHGM Surveying of Salt Flank from Offset Well
Case 1 -
Response of salt
dome when
surrounding sediments
are uniform density.
The BHGM density
response shows a
higher density than the
sediment density as
shown by the blue
adjacent higher
density salt.gamma
gamma density trace
due to the
The green density
difference trace
defined as the BHGM
density minus the
gamma gamma
density also shows
the response of the
salt dome in uniform
density clastic
sediments.
Case 2 - A large overhang model in 2.5 dimensions.
The salt response is best seen in the density difference trace
Case 3 - When the salt flank is less overhung the BHGM density
decreases.
SALT DOME DELINEATION WITH BOREHOLE GRAVITY
Final interpreted
shape of salt
dome and
surrounding
geology with the
field and model
surface and
borehole gravity
responses.
Vertical
exaggeration
2.5:1.
Bouguer gravity contour image
Pre-cretaceous high-density
basement (derived from Bouguer
gravity)
end