geolistrik 1
TRANSCRIPT
METODE GEOLISTRIKMETODE GEOLISTRIK
Direct Current (DC) Direct Current (DC) ResistivityResistivityMethodMethod
HukumHukum OhmOhm
VV == tegangantegangan (Volt)(Volt)
II == arusarus (Ampere)(Ampere)
RR == resistansiresistansi (Ohm)(Ohm)
→→ BerlakuBerlaku untukuntuk rangkaianrangkaian listriklistrik sederhanasederhana
ResistansiResistansi dandan ResistivitasResistivitas
HukumHukum OhmOhm
VV == tegangantegangan (Volt)(Volt)
II == arusarus (Ampere)(Ampere)
RR == resistansiresistansi (Ohm)(Ohm)
resistansiresistansi ((RR), ), fungsifungsi daridari RR ~~ 11/ / luasluas penampangpenampang
→→ sifatsifat bahanbahan RR ~~ panjangpanjang
→→ ukuranukuran atauatau geometrigeometri
ResistansiResistansi dandan ResistivitasResistivitas
resistansiresistansi ((RR), ), fungsifungsi daridari RR ~~ 11/ / luasluas penampangpenampang
→→ sifatsifat bahanbahan RR ~~ panjangpanjang
→→ ukuranukuran atauatau geometrigeometri
L1L1
A1A2
L2
RR = = resistansiresistansi (Ohm)(Ohm)
ρρ = = resistivitasresistivitas ((Ohm.mOhm.m))
σσ = 1/ = 1/ ρρ= = konduktivitaskonduktivitas
(mho/m, Siemens/m)(mho/m, Siemens/m)
→→ resistivitasresistivitas ((ρρ) ) adalahadalah resistansiresistansi yang yang dinormalisasidinormalisasiterhadapterhadap geometrigeometri
→→ resistivitasresistivitas merupakanmerupakan besaranbesaran karakteristikkarakteristik bahanbahan / / materialmaterial
→→ namunnamun ……
ResistivitasResistivitas batuanbatuan
•• Mineral Mineral pembentukpembentuk batuanbatuan bukanbukan konduktorkonduktor yang yang baikbaik((kecualikecuali mineral mineral metalikmetalik, , lempunglempung, , ……))
•• ArusArus listriklistrik padapada batuanbatuan terjaditerjadi terutamaterutama akibatakibat adanyaadanyafluidafluida elektrolitelektrolit padapada poripori--poripori atauatau rekahanrekahan batuanbatuan
ResistivitasResistivitas batuanbatuan
•• ArusArus listriklistrik padapada batuanbatuan terjaditerjadi terutamaterutama akibatakibat adanyaadanyafluidafluida elektrolitelektrolit padapada poripori--poripori atauatau rekahanrekahan batuanbatuan
Konduktivitas beberapa larutanelektrolit sebagai fungsi darisalinitas (Keller, 1987).
Konduktivitas larutan NaClsebagai fungsi salinitas dantemperatur (Keller, 1987).
HukumHukum Archie (1)Archie (1)
PersamaanPersamaan empirikempirik untukuntuk batuanbatuan sedimensedimen ((saturasisaturasi penuhpenuh))
ρρff = = ρρww φφ−−mm faktorfaktor formasiformasi : : ρρff ⁄⁄ρρww == φφ−−mm
ρρff = = resistivitasresistivitas formasiformasi batuanbatuanρρww = = resistivitasresistivitas air air formasiformasiφφ = = porositasporositas
HukumHukum Archie (2)Archie (2)
PersamaanPersamaan empirikempirik untukuntuk batuanbatuan sedimensedimen ((saturasisaturasi parsialparsial) )
ρρff = = aa ρρww φφ−−mm SS −−nn
ρρff = = resistivitasresistivitas formasiformasi batuanbatuanρρww = = resistivitasresistivitas air air formasiformasiφφ = = porositasporositasSS = = saturasisaturasi ((fraksifraksi poripori terisiterisi air)air)aa, , mm, , nn = = konstantakonstanta, , mm = = faktorfaktor sementasisementasi, , nn = 2= 2
TeksturTekstur batuanbatuan yang yang mempengaruhimempengaruhi porositasporositas dandan resistivitasresistivitas batuanbatuan(Keller, 1987)(Keller, 1987)
ResistivitasResistivitas batuanbatuan
1
10
100
1000
10000
Cla
y
Shal
e
Cla
stic
s
Sand
ston
e
Car
bona
te
Volc
's
Igne
ous
Res
istiv
ity (O
hm.m
)
SumberSumber arusarus tunggaltunggal padapada medium medium homogenhomogen
•• aliranaliran arusarus secarasecararadial radial dandan homogenhomogen
•• potensialpotensial berbandingberbandingluruslurus dengandengan arusarus
VV ~~ II•• potensialpotensial berbandingberbanding
terbalikterbalik dengandengan jarakjarakdaridari sumbersumber arusarus
VV ~~ rr ––11
•• permukaanpermukaan ekuiekui--potensialpotensial ~ bola ~ bola konsentriskonsentris→→ analogianalogi dengandengan fenomenafenomena lain ?lain ?
SumberSumber arusarus tunggaltunggal padapada medium medium homogenhomogen ½½ ruangruang
VV = = potensialpotensial
II = = arusarus
rr = = jarakjarakρρ = = resistivitasresistivitas
σσ = = konduktivitaskonduktivitas
= 1= 1/ / ρρ
EstimasiEstimasi resistivitasresistivitas medium medium homogenhomogen
•• CC11 , C, C22 : : elektrodaelektrodaarusarusPP11 , P, P22 : : elektrodaelektrodapotensialpotensial
•• potensialpotensial didi PP11 , P, P22adalahadalah superposisisuperposisikontribusikontribusi arusarus daridariCC11 , C, C22
•• rr11 , r, r2 2 , r, r33 dandan rr44 : : jarakjarak antaraantaraelektrodaelektroda potensialpotensialterhadapterhadap elektrodaelektrodaarusarus
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−
πρ
=21
111
2 rrIV
21 VVV −=∆
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+−−
πρ
=∆4321
11112 rrrrIV
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−
πρ
=43
211
2 rrIV
IVK
IV
rrrr
∆=ρ
∆⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+−−π=ρ
−1
4321
11112
K = faktor geometri elektroda
perbedaanperbedaan / / variasivariasipenamaanpenamaan elektrodaelektroda
rr11 == CC11PP11 = AM= AM
rr22 == CC22PP11 = MB= MB
rr33 == CC11PP22 = AN= AN
rr44 == CC22PP22 = NB= NB
1
1
22211211
11112
11112
−
−
⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ +−−π=
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+−−π=
∆=ρ
NBANMBAM
PCPCPCPCK
IVK
KonsepKonsep resistivitasresistivitas semusemu
•• PengukuranPengukuran geolistrikgeolistrik dilakukandilakukan padapada medium yang medium yang tidaktidak diketahuidiketahui resistivitasnyaresistivitasnya→→ nonnon--homogenhomogen dengandengan resistivitasresistivitas bervariasibervariasi secarasecara
vertikalvertikal dandan / / atauatau horizontal)horizontal)
KonsepKonsep resistivitasresistivitas semusemu
•• PengukuranPengukuran geolistrikgeolistrik dilakukandilakukan padapada medium yang medium yang tidaktidak diketahuidiketahui resistivitasnyaresistivitasnya→→ nonnon--homogenhomogen dengandengan resistivitasresistivitas bervariasibervariasi secarasecara
vertikalvertikal dandan / / atauatau horizontal)horizontal)
ρ1ρ2
ρ3
KonsepKonsep resistivitasresistivitas semusemu
•• PengukuranPengukuran geolistrikgeolistrik dilakukandilakukan padapada medium yang medium yang tidaktidak diketahuidiketahui resistivitasnyaresistivitasnya→→ nonnon--homogenhomogen dengandengan resistivitasresistivitas bervariasibervariasi secarasecara
vertikalvertikal dandan / / atauatau horizontal)horizontal)
ρ1
ρ2 ρ3
KonsepKonsep resistivitasresistivitas semusemu
•• PengukuranPengukuran geolistrikgeolistrik dilakukandilakukan padapada medium nonmedium non--homogenhomogen ((resistivitasresistivitas bervariasibervariasi secarasecara vertikalvertikal dandan / / atauatau horizontal)horizontal)
•• HasilHasil pengukuranpengukuran dinyatakandinyatakan dalamdalam besaranbesaranresistivitasresistivitas semusemu atauatau apparent apparent resistivityresistivity
→→ resistivitasresistivitas medium medium homogenhomogen ekivalenekivalen
IVKa
∆=ρ
KonsepKonsep resistivitasresistivitas semusemu
•• PengukuranPengukuran geolistrikgeolistrik dilakukandilakukan padapada medium nonmedium non--homogenhomogen ((resistivitasresistivitas bervariasibervariasi secarasecara vertikalvertikal dandan / / atauatau horizontal)horizontal)
•• HasilHasil pengukuranpengukuran dinyatakandinyatakan dalamdalam besaranbesaranresistivitasresistivitas semusemu atauatau apparent apparent resistivityresistivity
→→ resistivitasresistivitas medium medium homogenhomogen ekivalenekivalen
•• ResistivitasResistivitas semusemu memberikanmemberikan gambarangambaran kualitatifkualitatifdistribusidistribusi resistivitasresistivitas bawahbawah permukaanpermukaan
→→ pengukuranpengukuran resistivitasresistivitas semusemu sebagaisebagai fungsifungsi posisiposisi(mapping) (mapping) dandan / / atauatau sebagaisebagai fungsifungsi spasispasi elektrodaelektroda(sounding) (sounding)
BagaimanaBagaimanaresponsrespons injeksiinjeksi arusarus
((pengukuranpengukuran geolistrikgeolistrik) ) dapatdapat memberikanmemberikan gambarangambaran
distribusidistribusi resistivitasresistivitasbawahbawah--permukaanpermukaan ??
SumberSumber arusarus tunggaltunggal padapada medium nonmedium non--homogenhomogen
→→ arusarus cenderungcenderung mengalirmengalir melaluimelalui zonazona konduktifkonduktif dandan““menghindarimenghindari”” zzoonnaa resistifresistif
→→ mengubahmengubah polapola permukaanpermukaan ekuipotensialekuipotensial dandan hasilhasilpengukuranpengukuran potensialpotensial
KonsepKonsep optikoptik
→→ konsepkonsep optikoptik dapatdapat digunakandigunakan untukuntuk memperkirakanmemperkirakandistribusidistribusi potensialpotensial akibatakibat sumbersumber arusarus dandan pembiasanpembiasanaraharah arusarus listriklistrik padapada medium nonmedium non--homogenhomogen sederhanasederhana
KonsepKonsep optikoptik
→→ potensialpotensial padapada medium medium ρρ11 ; ; ρρ22 akibatakibat sumbersumber arusarus CC11dapatdapat dianalisisdianalisis melaluimelalui potensialpotensial didi titiktitik P P dandan PP11
→→ VVPP akibatakibat CC1 1 dandan CC''11 ((sumbersumber arusarus fiktiffiktif), V), VPP11 akibatakibat CC1 1
KonsepKonsep optikoptik
→→ syaratsyarat kontinuitaskontinuitas potensialpotensial padapada bidangbidang batasbatas dapatdapatdigunakandigunakan untukuntuk menentukanmenentukan koefisienkoefisien refleksirefleksi (k) (k) dandankoefisienkoefisien transmisitransmisi (t (t == 1 1 –– k)k)
→→ VVPP == VVPP11 jikajika posisiposisi PP == PP11 ((padapada batasbatas antaraantara ρρ11 ;; ρρ22))
Perhitungan potensial akibat sumber arus tunggal di permukaanmedium yang terdiri 2 lapisan menggunakan metode bayangan
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+++++
πρ
= LLm
m
rk
rk
rk
rI
V 22212 2
2
1
1
12
12
ρ+ρρ−ρ
=k
Air ρ = ∞
SumberSumber arusarus dipoldipol padapada medium medium homogenhomogen
•• bidangbidang ekuipotensialekuipotensialpositifpositif dandan negatifnegatifterbentukterbentuk didi sekitarsekitarsumbersumber arusarus CC11 dandanCC22
•• arusarus daridari CC11 keke CC22mengikutimengikuti lintasanlintasantegaktegak luruslurus terhadapterhadapbidangbidang ekuipotensialekuipotensial
•• potensialpotensial berbandingberbandingluruslurus dengandengan rapatrapatarusarus
polapola arusarus padapada medium medium homogenhomogen dandan medium medium berlapisberlapis horisontalhorisontal
∆∆VVρρ == KK ________
II∆∆VV
ρρaa == KK ________
II
polapola arusarus padapada medium medium homogenhomogen dandan medium medium berlapisberlapis horisontalhorisontal
∆∆VVρρ == KK ________
II∆∆VV
ρρaa == KK ________
II
KonsepKonsep pengukuranpengukuran geolistrikgeolistrik
DistribusiDistribusi arusarus, , potensialpotensial terukurterukur dandan resistivitasresistivitas semusemu→→ padapada spasispasi elektrodaelektroda kecilkecil ditentukanditentukan hanyahanya oleholeh
lapisanlapisan pertamapertama ((seolahseolah sebagaisebagai medium medium homogenhomogen))→→ padapada spasispasi elektrodaelektroda besarbesar lebihlebih dipengaruhidipengaruhi oleholeh lapisanlapisan
keduakedua
KurvaKurva resistivitasresistivitas semusemu
KurvaKurva soundingsounding→→ loglog1010 resistivitasresistivitas semusemu vs. logvs. log1010 spasispasi elektrodaelektroda arusarus→→ secarasecara kualitatifkualitatif menggambarkanmenggambarkan variasivariasi resistivitasresistivitas
terhadapterhadap kedalamankedalaman
KonfigurasiKonfigurasi elektrodaelektroda
SchlumbergerSchlumberger•• MN << AB, MN MN << AB, MN tetaptetap dandan
AB AB bergerakbergerak•• lebihlebih praktispraktis untukuntuk
soundingsounding
WennerWenner•• CC11 , C, C22 , P, P1 1 , P, P2 2 bergerakbergerak
(a (a makinmakin besarbesar))•• lebihlebih praktispraktis untukuntuk
mappingmapping
TeknikTeknik pengukuranpengukuran geolistrikgeolistrik
•• MappingMapping→→ pengukuranpengukuran untukuntuk memperolehmemperoleh informasiinformasi mengenaimengenai
variasivariasi resistivitasresistivitas secarasecara laterallateral
•• SoundingSounding→→ pengukuranpengukuran untukuntuk memperolehmemperoleh informasiinformasi mengenaimengenai
variasivariasi resistivitasresistivitas terhadapterhadap kedalamankedalaman ((vertikalvertikal))
•• Imaging / Imaging / tomografitomografi→→ pengukuranpengukuran untukuntuk memperolehmemperoleh informasiinformasi mengenaimengenai
variasivariasi resistivitasresistivitas baikbaik secarasecara lateral lateral maupunmaupunvertikalvertikal (2(2--D D atauatau 33--D)D)
RingkasanRingkasan
•• KonsepKonsep resistivitasresistivitas
•• ResistivitasResistivitas batuanbatuan
•• ArusArus padapada medium medium homogenhomogen
•• EstimasiEstimasi resistivitasresistivitas medium medium homogenhomogen
•• KonsepKonsep resistivitasresistivitas semusemu
•• ArusArus padapada medium nonmedium non--homogenhomogen
•• KonsepKonsep pengukuranpengukuran geolistrikgeolistrik
•• KonfigurasiKonfigurasi elektrodaelektroda
•• TeknikTeknik pengukuranpengukuran geolistrikgeolistrik