MONITORING RESERVOIR PANAS BUMI MENGGUNAKAN METODE GRAVITASI
TUGAS AKHIR
Diajukan sebagai syarat menyelesaikan studi tingkat sarjana di Program Studi Fisika Institut Teknologi Bandung
Oleh:
ADITYA BUDI NUGRAHA NIM: 10205035
PROGRAM STUDI FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2009
MONITORING RESERVOIR PANAS BUMI MENGGUNAKAN METODE GRAVITASI
Oleh ADITYA BUDI NUGRAHA 10205035
Program Studi Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Teknologi Bandung
Tugas Akhir ini Telah Diperiksa dan Disetujui
Bandung, 1 Oktober 2009 Pembimbing
Dr. Eng. Alamta Singarimbun M.Sc NIP: 131 875 445
ABSTRAK Monitoring reservoir panas bumi merupakan hal yang harus dilakukan dalam kegiatan eksploitasi panas bumi. Monitoring reservoir memberikan input data berupa penurunan level reservoir dan efektivitas dari reinjeksi air ke dalam reservoir sehingga meminimalisir terjadinya anomali geologi seperti erupsi hidrothermal.
Salah satu kegiatan monitoring reservoir adalah dengan menggunakan metode gravitasi. Perubahan yang terjadi dalam reservoir dapat diketahui dari data yang dihasilkan oleh gravimeter dan selanjutnya dapat diketahui seberapa besar penurunan level reservoir melalui pendekatan dengan metode-metode perhitungan untuk metode gravitasi.
Pada tugas akhir ini, pendekatan yang dilakukan adalah dengan menggunakan metode finite horizontal slab. Reservoir dimodelkan berbentuk persegi panjang. Besar level penurunan reservoir didefinisikan sendiri, sehingga sebagai hasil akhirnya akan diketahui berapa besar level penurunan reservoir (milimeter) dibandingkan terhadap nilai percepatan gravitasinya (µgal). Kata Kunci : Newton, Gravitasi, Reservoir, Monitoring
i
ABSTRACT
Geothermal reservoir monitoring should be done in geothermal exploitation activity. Reservoir monitoring gives input data about decreasing reservoir level and the effectivity of water reinjection into reservoir in order to minimize geology anomaly like hydrothermal eruption.
One of reservoir monitoring activity uses gravity method. The change in reservoir activity can be known from the data that is resulted by gravimeter and we can know the decreasing of reservoir level by approximation and counting methods for gravitation method.
In this task, the approximation which is used is finite horizontal slab. Reservoir is modelled in square form. The large of reservoir decreasing is definedby the writer, so the last result can be known how many reservoir decreasing level (milimeter) compared with gravitation acceleration value (µgal).
Keyword : Newton, Gravity, Reservoir, Monitoring
ii
PRAKATA
Puji syukur penulis panjatkan pada Allah SWT. atas berkat rahmat dan pertolongan-Nya penulis dapat menyelesaikan penulisan laporan tugas akhir ini. Penulis menyadari betul bahwa keberhasilan penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini tidak lepas dari bantuan berbagai pihak, baik secara langsung maupun tidak langsung. Oleh karena itu, penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada: 1. Allah SWT, atas segala rahmat dan pertolongan-Nya penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini. 2. Dr. Eng. Alamta Singarimbun M.Sc, sebagai dosen pembimbing, atas bimbingan serta arahannya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan ini. 3. Orang tua penulis, Ayahanda Dedi Tarsujana, Ibunda Dedeh Amelia dan Nenek Engkar Kartini yang telah banyak berkorban demi penulis baik moril maupun marteril dan memberikan arahan, nasehat, semangat dan do’a yang tidak ada putusnya. 4. Keluarga penulis, keluarga Um Dadang, Uu Iceu, Bi Elis, Mang Arif, Uu Dadah, Uu Kiah yang selalu memberi do’a dan dorongan semangat, terutama Um Dadang yang menjadi tempat bertukar pikiran, tempat meminta saran, dan menjadi orang tua penulis selama di Bandung. 5. Keluarga Nini Ii, Bi Enung dan keluarga Nini Yaya, Bi Eva, Bi Evi, Bi Leni dan Bi Deti, dan juga Bi Cicih semua keluarga di Cantigi, yang
iii
selalu memberi do’a dan semangat untuk penulis dalam melaksanakan studi. 6. Keluarga di Cibungkul, Keluarga besar Alm. Mama Djumanta, Keluarga Almh. Emih Adah, dan juga De Lia & Suami, Neng Elma, serta si Bulok Fajar yang selalu memberi hiburan ketika penulis pulang ke kampung halaman. 7. Almh. Iyay Nina, Alm Aki Ujang dan Alm. Aki Iwa yang selalu ada di hati penulis, semoga Allah memberikan penerangan di alam kuburnya dan menggolongkan beliau-beliau sebagai penduduk surga kelak. 8. Lia Alimatul Aliyah, yang selalu memberi semangat, do’a, dan tempat berbagi cerita, terima kasih untuk semuanya Li... ☺. 9. Staf Dosen Fisika ITB, terutama Bapak Umar Fauzi dan Ibu Neny Kurniasih, sebagai dosen wali penulis pada tingkat I dan II-III. 10. Teman-teman
Fisika
ITB
2005,
atas
kekompakannya
dan
persahabatannya, semoga tak akan lekang dimakan zaman. 11. Travelling “crazy” group Fi ’05, Adjeng Gantenk Racun, Adi Is-Want-To, Adi Pras, Nurdin Dodol Garut, Thomas Atom, Eki Rijek, Mang Oding, Taufik Sotoy, next trip to Bali,OK Bro! 12. Teman-teman di Lab Fisbum, Mas Imran, Kang Adit, Bu Ike, Pak Kardi, Kang Danu, terutama Mas Imran yang telah banyak memberi masukan mengenai tugas akhir penulis.
iv
13. Staf Tata Usaha Fisika ITB, terutama Pak Yeye yang selalu membantu segala keperluan penulis, semoga Allah selalu mengkaruniai kesehatan pada beliau, amiiin. 14. Teman-teman di KMT ITB (Keluarga Mahasiswa Tasikmalaya ITB), Ochal, Ecep, A Heri, A Gungun, dan semua anggota KMT yang tidak bisa penulis sebutkan semuanya, atas kekeluargaannya. 15. Staf Guru SMAN 2 Tasikmalaya, SMAN 6 Tasikmalaya, SMPN 13 Tasikmalaya, SDN Cibungkul dan TK Kartini Cisayong, karena jasa-jasa beliau-beliau inilah penulis dapat bersekolah dan lulus dari kampus ITB. 16. Teman-teman alumni SMAN 2 Tasikmalaya 2-4 dan 3 IPA 6, Rizcky, Sandi, Abok, Ade Ros, Asri, Nunung, dan teman-teman lain yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu, kenangan SMA selalu teringat sampai sekarang. 17. Teman-teman Harry’s College, Rizal Bos Ndut, Rizcky Om Prof, Pa Haji Argi, Adya Kuya, Furi Uwi, Kang Keuyeup, dll. dan terutama Pa Harry sebagai pembina yang telah banyak memberi perubahan pada pola belajar penulis ketika SMA. 18. Teman-teman kosan KBB, Bos Fajar Patrick, Bang Dik Wisesa, Bang Gey Nurlita, Bang Frank Sihalatua, dan Om Yudt. 19. Teman-teman kosan Cisitu Lama IX, Mahe, Jona, Yogi, Teguh, Fadli, Mas Anto, Mas Wiro.
v
Semoga tugas akhir ini dapat memberikan manfaat dan dapat lebih disempurnakan lagi dimasa yang akan datang. Sekali lagi terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini. Wassalam.
Bandung, September 2009
Penulis
vi
DAFTAR ISI ABSTRAK...............................................................................................................i PRAKATA.............................................................................................................iii DAFTAR ISI.........................................................................................................vii DAFTAR GAMBAR............................................................................................ix DAFTAR LAMPIRAN.........................................................................................x
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang dan Rumusan Masalah 1.1.1
Latar belakang...................................................................1
1.1.2
Rumusan masalah..............................................................3
1.2 Ruang Lingkup Kajian.......................................................................3 1.3 Tujuan Penulisan.................................................................................3 1.4 Anggapan Dasar..................................................................................4 1.5 Hipotesis................................................................................................5 1.6 Metode dan Teknik Pengumpulan Data............................................5 1.6.1 Metode....................................................................................5 1.6.2 Teknik pengumpulan data...................................................5
BAB II TEORI DASAR METODE GRAVITASI 2.1 Teori Gravitasi Newton.......................................................................6 2.1.1 Hukum Gravitasi Newton....................................................6 2.1.2 Potensial Gravitasi................................................................8 2.2 Metoda Gravitasi.................................................................................9 2.3 Koreksi-koreksi Metode Gravitasi...................................................12 1. Drift and Tidal Correction (Koreksi Kemuluran dan Pasang Surut).........................................................................................12 2. Latitude Correction (Koreksi Lintang)......................................14 3. Free Air Correction (Koreksi Udara Bebas).............................16
vii
4. Bouger Slab Correction (Koreksi Bouger)................................16 5. Terrain Correction (Koreksi Topografi)....................................18
BAB III METODOLOGI 3.1 Metode Finite Horizontal Slab..........................................................19
BAB IV PERHITUNGAN DAN ANALISA HASIL MODEL RESERVOIR 4.1 Data dan Perhitungan Model Reservoir..........................................23 4.1.1 Data dan perhitungan.........................................................24 4.2 Analisis Data Model Reservoir.........................................................33
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan.........................................................................................38 5.2 Saran....................................................................................................38
DAFTAR PUSTAKA..........................................................................................39 LAMPIRAN..........................................................................................................41
viii
DAFTAR GAMBAR
Gambar
2.1 Gaya gravitasi antara dua buah benda..........................................................7 2.2 LaCoste Romberg Gravimeter....................................................................10 2.3 Model sederhana dari metode gravitasi......................................................11 2.4 Koreksi drift dan tidal................................................................................13 2.5 Mekanisme kerja gravimeter......................................................................14 2.6 Pengaruh bentuk bumi terhadap percepatan gravitasi................................15 2.7 Pengaruh rotasi bumi menyebabkan gaya sentrigal yang berpengaruh terhadap percepatan gravitasi.......................................................................15 2.8 Perbedaan nilai pengukuran percepatan gravitasi pada permukaan bumi dengan pengukuran pada ketinggian tertentu..............................................16 2.9 a). Kelebihan massa (di atas garis biru), b). Kelebihan massa dapat diaproksimasi dengan garis lurus dari material permukaan dengan densitas ρb..................................................................................................................17 3.1 Gambaran mengenai metode Semi Infinite Horizontal Slab (SIHS)..........20 3.2 Gambaran metode Finite Horizontal Slab (FHS).......................................20
ix
DAFTAR LAMPIRAN
1. LAMPIRAN PROGRAM MONITORING RESERVOIR DENGAN MENGGUNAKAN MATLAB..................................................................41 2. PERHITUNGAN DATA MENGGUNAKAN EXCEL............................52 3. GAMBARAN UNTUK KEADAAN AWAL...........................................53 4. GAMBARAN UNTUK KEADAAN SETELAH EKSPLOITASI..........54
x
