Metode Seismik dalam Reservoir Geothermal

Metode seismik merupakan metode geofisika yang didasarkan pada konsep penjalaran gelombang pada medium di bumi. Energi  gempa merambat  di dalam medium bumi dalam bentuk  gelombang  seismik. Gelombang seismik adalah  perambatan  gelombang  elastik  oleh

adanya gempa bumi yang merambatkan energi melalui pergerakan partikel penyusun material bumi. 

Gelombang Badan (Body Waves)

Menurut Gylfy dan Axel (1991), ada dua jenis gelombang badan yang menjalar di dalam medium batuan yaitu:

1. Gelombang primer (p-waves), merupakan gelombang longitudinal yang mana arah rambat gelombang searah dengan arah getarannya.
2. Gelombang sekunder (s-waves),merupakan gelombang transversal yang mana arah rambat gelombang tegak lurus dengan arah getarannya.

Gambar sengaja dihilangkan

Pergerakan gelombang primer dan gelombang sekunder pada partikel batuan (Kearay dan Brooks, 1984)

Nilai kecepatan gelombang primer (v_p) dan kecepatan gelombang sekunder (v_s) dinyatakan oleh persamaan x: 

..........................................................................................................(2.8)

..................................................................................................................(2.9)

dimana,

K= Modulus Bulk, µ= Modulus geser dan ρ = Densitas

Jenis Metode Seismik

Metode seismik dapat dibagi menjadi dua berdasarkan sumber gelombang yang akan diukur yaitu:

a. Metode seimik pasif

Gelombang yang diukur berasal dari sumber alami yang ada di bumi. Metode seismik pasif meliputi:

-  Ground noise (mikro seismik), gelombang dibangkitkan dari sistem Geothermal seperti aliran konveksi panas dan boiling (proses pendidihan air).

-  Micro eartquake, gelombang disebabkan oleh aktivitas bidang patahan, rekahan hidrolik dan retakan pada saat pendinginan intrusi magma.

b. Metode seismik aktif

Gelombang yang diukur merupakan respon dari ganguan yang diberikan secara buatan. Metode seismik aktif meliputi:

-  Seismik refleksi, merupakan metode yang menggunakan prinsip pemantulan gelombang.

-  Seismik refraksi, merupakan metode yang menggunakan prinsip pembiasan gelombang

-  Teleseismik, merupakan  metode yang dapat memberikan informasi terkait anomali kecepatan.

-  Vertical Seismic Profilling (VSP), merupakan metode yang pengukurannya dilakukan dengan variasi kedalaman yang ada di lubang sumur. 

Micro Earthquake

Micro earthquake atau gempa mikro  .  Injeksi fluida akan menghasilkan tekanan yang melawan formasi batuan dan menciptakan hydraulyc fracture. Dari fracture yang terbentuk akan menyebabkan timbulnya micro erathquake  yang melepakan energi gelombang seismik (Phillips et al., 2001). Micro earthquake yang terjadi padapada area produksi Geothermal dengan magnitudo sebesar kurang dari 3 Mw (Julian dan Foulger, 2009). 

Gambar sengaja dihilangkan

Contoh penyebab terjadinya gempa mikro, simulasi hidraulik (D. Gei, dkk.,2010)

Gempa mikro memiliki peran penting dalam sistem hidrotermal. Pengamatan gempa mikro pada eksplorasi panasbumiadalah untuk meneliti retakan berpotensi (sesar aktif) yang mempunyai permeabilitas dan porositas tinggi,  melokalisir perkiraan daerah prospek panasbumi dan kalau memungkinkan dapat membantu menentukan posisi bor (John M. Reynolds, 1997). Dalam proses produksi, dari pola kejadian gempa mikro yang dipantau dan juga reinjeksi air, akan dapat ditarik kesimpulan mengenai karakteristik pengisian recharge retakan-retakan besar yang sangat mempengaruhi pengisian    reservoir  secara keseluruhan.

Karakteristik pengisian kembali    reservoir  ini penting diketahui untuk melakukan pemeliharaan agar tidak terjadi ketimpangan air dalam   reservoir yang pada gilirannya nanti akan mengakibatkan penurunan produksi.

Dalam menetukan epicenter gempa  harus diketahui koordinat x, y dan z serta waktu kejadian gempa. Solusi bisa diperoleh dari rekaman kedatangan antara gelombang-p dan gelombang-s dari tiga stasiun pengukuran yang berbeda yang digambarkan dalam diagram Wadati. Diagram Wadati pada Gambar 2.11 merupakan plot data mikro seismik pada zona East Rift di Pulau Hawai. Rekaman kedatangan gelombang-p dan gelombang-s tersusun dari tujuh stasiun seismograf. Garis kemiringan adalah titik lokus yang sama dengan nilai  rasio poisson. 

Gambar sengaja dihilangkan

Contoh diagram Wadati dari survey mikro seismik di zona East Rift di Pulau Hawai (Manzella, 1990)  

Baca juga

sistem geothermal

Geothermal Energy Eksplorasi dan Pengawasan Reservoirnya : Poisson Ratio, Passive Seismic Tomography Methods

Eksplorasi Geothermal dengan Geofisika

Teori Fisika dan Mekanika Batuan dalam Reservoir Geothermal
Metode Seismik dalam Reservoir Geothermal
Penentuan Rasio poisson dan Tomography Seismik