TG25-11001 Pengantar Ilmu Kebumian

Earth’s Resources

Reza Rizki

Teknik Geofisika

Institut Teknologi Sumatera

Outline

• Sistem Geotermal
• Energi Fosil (Oil and Natural Gas/ Petroleum System)
• Mineral
• Sistem Air Tanah

Sistem Geotermal

Energy Resources

Renewable Energy

• Energi yang tersedia dalam jumlah besar (unlimited), namun belum dimanfaatkan dengan maksimal
• Contoh: energi matahari, air, angin, dan geotermal.

​

Non-renewable Energy

• Terbentuk dalam waktu yang sangat lama sehingga tidak mampu memenuhi kebutuhan manusia secara cepat dalam jumlah cukup.
• Contoh: energi batubara, minyak dan gas bumi.

Sistem Geotermal

• Sistem geotermal adalah suatu sistem penghantaran panas (heat transfer) di dalam mantel atas dan kerak bumi dimana panas (heat) dipindahkan dari suatu sumber panas (heat source) menuju suatu tampungan panas (heat sink) yang biasanya adalah permukaan bumi (Hochstein and Browne, 2000).

​

Komponen Sistem Geotermal

• Sumber Panas (Heat Source)
• Reservoar Geotermal (Geothermal Reservoir)
• Batuan Penutup (Cap Rock)
• Daerah Discharge (manifestasi) dan Recharge (resapan)
• Struktur Geologi

​

Tipe Sistem Geotermal

1. Berdasarkan mode aliran panas

Sistem Konvektif → Hidrotermal sistem (hydrothermal system)

Sistem Non-Konvektif → Sistem dominasi-konduksi (Conduction dominated system)

2. Berdasarkan nilai temperatur

Temperatur rendah (<125 °C)

Temperatur menengah (125-225 °C)

Temperatur tinggi (>225 °C)

3. Berdasarkan entalpi-nya (rendah, menengah, tinggi)
4. Berdasarkan tipe fluida-nya (dominasi air, uap, 2 fasa)

Manifestasi Geotermal

1. Acid Crater Lake (Danau Kawah Asam)
2. Fumarol
3. Solfatara
4. Steaming Ground
5. Warm Ground
6. Neutral Hot Springs
7. Acid Hot Springs (mudpools/ mudpots)

Energi Fosil (Oil and Natural Gas/ Petroleum System)

Petroleum System

13

09/04/23

1980, 1983 : Perrodon pertama kali menggunakan istilah PETROLEUM SYSTEM

Teks asli nya adalah :

“The geologic criteria governing the distribution of pools, and in particular the combined presence of source rocks, reservoirs and seals, generally exhibit a certain geographic extension which is reflected by the formation of a family of pool or even better, a petroleum system, a structured set of natural elements of the same species or having the same function.”

Petroleum System Definition

14

09/04/23

15

09/04/23

1. SOURCE ROCK (Batuan induk penghasil hidrokarbon)
2. RESERVOIR ROCK (Batuan berpori penyimpan akumulasi hidrokarbon)
3. MIGRATION (Proses perpindahan hidrokarbon dari source menuju reservoir rocks)
4. TRAP (Jebakan/struktur hidrokarbon)
5. SEAL ROCK (Batuan impermeabel yang berfungsi menahan aliran hidrokarbon agar tidak bocor ke permukaan)

Petroleum System

Source Rocks

17

09/04/23

1. The source beds must have sufficient organic material in fine- grained sediments. The environment of deposition must be poor in oxygen to prevent destruction of the organic aterials before burial.
2. The beds must be buried deep enough (usually at least 500 m) for heat and pressure to compress rock and cause the chemical transformations that break down organic debris in the source rock to form Hydrocarbon.
3. Oil generation usually begins starts from 50°C - 60°C. At about 100°C, methane is produced.

Source Rocks

4. The materials must migrate from the scattered pores in the source beds to become concentrated.
5. Once formed, the hydrocarbon fluids are squeezed by compaction out of the shales.

18

09/04/23

Reservoir Rocks and Migration

• Because of their low densities, these fluids generally migrate upward from source beds into more porous and permeable rock (usually sandstone or porous limestone or dolomite) called reservoir rocks.

​

Hydrocarbon Trap

• As the oil and gas migrate through the reservoir beds, a physical barrier, or hydrocarbon trap, must cause the oil or gas to accumulate. If the reservoir beds provide an unobstructed path to the surface, the oil and gas seep out at the surface and are lost or expulled to the surface.
• This is one reason why most oil and gas deposits are found in relatively young rocks. In older rocks, there has been more time for erosion and Earth movements to provide a means for the oil and gas to escape

​

21

09/04/23

Oil/Gas Shales

• In some geologic environments, the hydrocarbons remain as solids in the shale in which the organic debris originally accumulated.

​

Mineral

Siklus Batuan

Mineral

Minerals in ordinary rocks and in ores—in short the application of geology and mineralogy—can further restrict the area for prospecting.

Deposit Mineral

Magmatic

Methamorphic

Hydrothermal

Deposit Mineral

Magmatic

• Cumulate deposits – fractional crystallization processes can concentrate metals (Cr, Fe, Pt)
• Pegmatites – late staged crystallization forms pegmatites and many residual elements are concentrated (Li, Ce, Be, Sn, and U)

Hydrothermal

• Magmatic fluid – directly associated with magma
• Porphyries – hot water heated by pluton
• Exhalatives – hot water flowing to surface
• Epigenetic – hot water not directly associated with pluton

Metamorphic

• Skarn – hot water associated with contact metamorphisms

​

Mineral deposit in Indonesia

Mineral deposit in Indonesia

Sistem Air Tanah

Siklus Hidrologi

Air Bawah Permukaan

Sistem Air Tanah

1. Akuifer (Sistem Pembawa air), yaitu Batuan, sedimen, formasi, sekelompok formasi, atau sebagian dari suatu formasi yang jenuh air, yang permeabel, yang mampu memasok air kepada suatu mata-air / sumur dalam jumlah cukup ekonomik.
2. Akitar (Aquitard) adalah lapisan yang dapat menyimpan air dan mengalirkan dalam jumlah terbatas, misalnya lempung pasiran (sandy clay).
3. Ketika air merembes kebawah permukaan, gravitasi menariknya turun dua zona tanah dan batuan. Pada batas tertentu, semua bukaan akan terisi oleh air sehingga daerah ini disebut sebagai zona jenuh (zone of saturation)

Faktor Geologi yang Mengontrol Dinamika Air Tanah

1. Geomorfologi
2. Jenis Batuan/ Litologi
3. Stratigrafi
4. Struktur Geologi

Pengaruh Geomorfologi

• Topografi permukaan akan mengakibatkan terjadinya perbedaan tinggi permukaan air tanah (gradien hidrolika)
• Adanya perbedaan tinggi muka air tanah akan menyebabkan gerakan air tanah

​

Pengaruh Litologi

• Jenis batuan berbeda memiliki sifat fisik yang berbeda pula
• Sifat fisik batuan yang berbeda mengakibatkan perilakunya terhadap air tanah berbeda pula.
• Sehingga cara pergerakan air tanah pada batuan berbeda akan berbeda pula

​

Batuan berdasarkan perilakunya terhadap air tanah:

• Akuifer: lapisan yang mampu menyimpan dan meloloskan air dalam jumlah berarti
• Akuitar: lapisan yang mampu menyimpan air, tetapi hanya mampu meloloskannya dalam jumlah sedikit dan perlahan-lahan
• Akuiklud: lapisan yang hanya mampu menyimpan air, dan tidak mampu meloloskannya
• Akuifug: batuan yang tidak dapat menyimpan dan meloloskan air

​

Pengaruh Stratigrafi

• Susunan stratigrafi di suatu tempat dapat membentuk sistem akuifer dan sistem hidrogeologi

​

Pengaruh Struktur Geologi

• Struktur sinklin berperan sebagai akumulator airtanah
• Struktur kekar dan sesar berperan sebagai regulator airtanah
• Sering pula keberadaan mata-air diakibatkan oleh adanya kekar/rekahan/retakan dan atau sesar

Terima Kasih