GL-2241 - DoCuRi

GL-2241
GL-2241
GL-2241
Classification
Description of source
Regions with young volcanic rocks
Large silicic
Magma bodies of
Magma
intermediate
bodies
composition
Large (up to 1.000 x 50
km batholiths)
bodies. with srnaller
cupolas rising to the
surface. May be thin
(<10 km thick). Intrude to
within 5 km of surface.
Long
cooling times (>106
years).
Regions with
basaltic
volcanism
Tectonically
active
regions
Geopressurized
geothermal
Regions of
normal heatflow
Thin frameworks of
Thin networks of
High heat flow.
dikes and sills within
dikes. some sills, a
Circulation of meteoric
cones and small (<1
few very small shallow water down
km3) “plugs” within
bodies such as laccoliths. fault planes.
central conduits.
Unless rate of intrusion
Slightly larger bodies is high, the bodies cool
present below volcanoes very rapidly. Elongate
at depths of
dike systerns.
5-15 km. Variable
cooling times (days
to 106 years).
Hot water held in
“sealed”. wellinsulated thick
sedimentary sections.
Old silicic terrain with
high radiogenic
heat production,
overlain by blanket
of insulating sediments.
Surface manifestations Associated with
large-volume deposits of
silicic ash
calderas, ring-dikes.
Large depressions
surrounding regions
of volcanic activity.
Large areas of hot
spring, geyser activity.
Stratovolcanoes,
domes, small calderas,
some cinder
cones. Short-term
fumarolic activity,
hotsprings.
Fissures, shied
Hot springs, normal
volcanoes, cindercones, faults. Active, recent
associated
tectonic activity.
with extension at
faulting. Some fumarolic
or hot spring activity.
None.
None: heat flow
anomalies.
Tectonic setting
Subduction zones,
“plumes”. Offsets in
major extensional
faults.
Subduction zones.
Some “plurnes” and
fault intersection.
Spreading centers.
Continental rifts.
Areas with extensional
faults.
Continental margins
with fast
sedimentation rates.
Stable continent.
Possible geothermal
reservoirs and
extraction techniques
that might be used.
Heat transfer by
Heat transfer from
convection and
larger bodies by
conduction. Hot-water
convection and
and steam reservoirs
conduction. Smaller
overlie cooling
bodies –conduction.
bodies. All techniques may Small hot-water or
be used,
stearn systems. Might
depending upon
use HDR or “magma
age, nature of
top” techniques.
hydrology within
rocks over the
source.
Crustal uplift, faulting
on continents.
Hot-water-steam systerns Hot water for
Top hot water steam, Hot-dry rock, geothermal.
maintained in
“lowgrade” geothermal methane from
regions with high rate use.
permeable sediments.
of intrusion.
GL-2241
D a ta
C a lc u la te d
S o u th
N o rth
Le g e n d :
A l te r e d A n d e s it ic - B a s a l tic R o c k s ( 2 .5 g / c c )
T u ff I g n im b r it e (2 .0 g /c c )
A n d e s itic R o c k s ( 2 .6 g /c c )
S e d im e n ta r y R o c k s ( 2 .2 g /c c )
A n d e s i ti c R o c k s ( 2 .6 7 g / c c )
D i o r it e I n tr u s i o n ( 2 .9 g / c c )
Penampang Penafsiran Data Gravitasi Lapangan Panasbumi Lahendong
(Menurut Sudarman, Sumintadireja, dan Ushijima, 1996)
GL-2241
GL-2241
Sumber panas yang menggerakan
konveksi hidrothermal terdiri dari
beberapa macam geometri dan
karakteristik.
• Sistim magma asam yang besar, membentuk kaldera utama
dan kaldera yang diisi oleh aliran riolit
• Zona dapur magma intermediate sampai dengan magma
asam
• Rangkaian tubuh magma basaltik, andesitik, dasitik dan
riolitik
• Komplek tubuh magma basaltik kecil dan riolitik
• Rangkaian korok/dike basaltik
GL-2241
Membuat analisa potensi energi dan model sistem panas bumi
berdasarkan:
• Kajian geologi menyelidiki sistem vulkanis, struktur geologi, umur
batuan, jenis dan tipe batuan ubahan dalam kaitannya dengan
sistem panas bumi
• Kajian geokimia menyelidiki tipe dan tingkat maturasi air, asal
mula air panas, model hidrologi dan sistem fluidanya
• Kajian geofisika menyelidiki parameter fisis batuan dan struktur
bawah permukaan sistem panas bumi
• Kajian teknik reservoir menyelidiki sifat fisis dari batuan dan
fluida serta perpindahan fluida dari reservoir
GL-2241
Mekanisme peleburan magma
• Kehilangan tekanan litostatik (xgxh, dimana =densitas
batuan, g=gravitasi, h=kedalaman).
• Perpindahan batuan ke daerah dengan tekanan litostatik
yang lebih rendah
• Naiknya batuan ke daerah dengan suhu yang lebih tinggi.
• Penambahan fluida.
• Panas yang dihasilkan oleh peluruhan radioaktip.
• Panas akibat gesekan antar lempeng.
• Hilangnya panas melalui rekahan vertikal.
GL-2241
Penyebaran gunungapi di Indonesia
dapat dikelompokan sbb:
 Kelompok Sunda, mulai dari pulau Weh, Sumatra, Jawa, Bali,
•
Sumbawa, Flores dan beberapa pulau di sebelah utara dan timurnya.
 Kelompok Banda, terletak di beberapa pulau di Laut Banda
•
bagian tengah dan selatan.
 Kelompok Sulawesi–Sangihe, tersebar mulai dari Teluk
•
Tomini, Sulawesi Utara sampai dengan bagian utara kepulauan Sangihe.
 Kelompok Halmahera, tersebar di beberapa pulau Halmahera
•
bagian barat dan utara.
GL-2241
Penyebaran Gunungapi di Indonesia yang
diklasifikasikan berdasarkan sejarah erupsinya, yaitu
dibagi menjadi:
• Gunungapi Tipe A, yaitu gunungapi yang melakukan
kegiatan erupsi magmatik sesudah tahun 1600.
• Gunungapi Tipe B, yaitu gunungapi yang sejak tahun 1600
tidak menunjukan kegiatan erupsi magmatik, tetapi masih
memperlihatkan indikasi kegiatan yang diwakili oleh adanya
solfatara (gas mengandung belerang).
• Gunungapi Tipe C, yaitu gunungapi yang pusat erupsinya
tidak diketahui dalam sejarah kegiatannya, tetapi memperlihatkan
ciri-ciri kegiatan masa lampau yang ditunjukan oleh lapangan
fumarol (gas-gas gunungapi).
GL-2241
Zonasi dalam dapur magma dijelaskan oleh
Smith (1979) dan Hildreth (1981) sbb :
•
•
•
•
•
•
Semua erupsi volkanik yang melebihi 1 km3 komposisinya terzonasi
Bagian erupsi dari dapur magma berkomposisi riolit sampai dengan basalt
riolit
Kolom magma semakin panas, secara kimiawi lebih mafik dan kaya dengan
phenokris terhadap kedalaman.
Terjadi gradien T pra-erupsi, komposisi unsur utama, jejak, dan isotop,
banyaknya komposisi jenis gas terbang (H2O, Cl, F) pada phenokris.
Zona kolom magma yang secara vertikal berlapis dengan perubahan zona
yang tiba-tiba diantara subunitnya.
Rentang komposisi gas yang lebar sangat umum
GL-2241
Tahapan Penyelidikan Dan Pengembangan Panas Bumi
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Penyelidikan Pendahuluan/Rekonaisan
Penyelidikan Pendahuluan Lanjutan
Penyelidikan Rinci
Pengeboran Eksplorasi
Prastudi Kelayakan
Pengeboran Delineasi
Studi Kelayakan
Pengeboran Pengembangan
Pemanfaatan Panasbumi
GL-2241
GL-2241
Variabel yang mengontrol magma
basaltik adalah:
• Komposisi kimia dan mineralogi batuan
sumber, tipe dan kelimpahan gas.terbang
• Tingkat proses pelelehan sebagai fungsi dari
tekanan, temperatur dan kandungan gas
terbang, serta kedalaman terbentuknya
magma.
GL-2241
Hubungan suhu magma dengan
keasaman magma :





Riolit
Dasit
Andesit
Tholeiitik basalt1
Basalt
700-900 oC.
800-1100 oC.
950-1200 oC.
1030-1150 oC.
1000-1200 oC.
GL-2241
Viskositas
 = A eE/RT
dimana,
 = viskositas cairan (poise atau gram/cm/detik pada tekanan 1 atmosfer)
A = konstanta molar zat dan volume cairan
E = energi ambang per mol
T = suhu
R = konstanta
GL-2241
Faktor-faktor yang mempengaruhi viskositas
magma antara lain:
 Komposisi magma
 Kandungan gas dan air
 Jumlah kandungan zat padat dan kecepatan melarut
dalam cairan magma
 Tekanan
 Suhu magma
GL-2241
Suhu
 T1  T2 


Z


Q  k 
dimana,
k : adalah konstanta pembanding yang disebut dengan konduktivitas panas
T1 = suhu di permukaan
T2 = suhu di bawah permukaan
Z = kedalaman
Q = laju aliran panas persatuan luas
Jika ada sumber panas (B) dalam lapisan yang ditinjau maka berlaku :
T
 2T
K
B
2
t
Z
peroleh :
0
Sehingga untuk keadaan seimbang, dimana suhu tidak berubah terhadap waktu, maka kita
2
 T
K
 B
2
Z
Untuk syarat batas dimana pada Z = 0, T = 28C dan Q = -Q
suhu Maka penampang dapat dinyatakan sebagai :
B 2 Q0
T  Z 
Z  28 0 C
Z
k
GL-2241
Tekanan Hidrostatis
Persamaan distribusi gasnya dapat dinyatakan sebagai berikut :
 = 2ah / ((b+h)(1+(h-d+1)c)
dimana,
 = persen berat gas dalam magma
h = tekanan hidrostatis
d = tekanan uap
a,b,c = konstanta dari Goranson a = 11,4, b = 1081, c = 1,76
GL-2241
Energi Total Aktivitas Gunungapi
•
•
•
•
Energi Getaran Gunungapi
Energi Gempa Volkanik
Energi Utama Untuk Memecah Gunungapi
Energi Untuk Mengeluarkan Energi Padat
– Energi Kinetik
– Energi Potensial
• Energi Panas
GL-2241
Sumber panas yang menggerakan
konveksi hidrothermal terdiri dari
beberapa macam geometri dan
karakteristik.
• Sistim magma asam yang besar, membentuk kaldera utama
dan kaldera yang diisi oleh aliran riolit
• Zona dapur magma intermediate sampai dengan magma
asam
• Rangkaian tubuh magma basaltik, andesitik, dasitik dan
riolitik
• Komplek tubuh magma basaltik kecil dan riolitik
• Rangkaian korok/dike basaltik
GL-2241
Cara Perhitungan Penyimpanan Panas
Maksimum panas (Ht) yang secara teoritis dapat
dieksploitasi adalah:
Ht = Hr + Hf
dimana,
Hr = panas dalam batuan reservoir
Hf = panas dalam fluida
Panas di dalam reservoir dapat dihitung sbb:
Hr =(1-). .Cr.(Ti-Tf)
Panas dalam fluida dapat dihitung sbb:
Hf = (li.Uli.Sli - lf.Ulf. Slf)
GL-2241
Keterangan
 = porositas batuan (%)
 = densitas batuan (kg/m3)
Cr = kapasitas panas spesifik batuan reservoir(J/kg)
Ti = suhu awal reservoir (oC)
Tf = suhu akhir reservoir (oC)
li = densitas air awal dalam reservoir (kg/m3)
lf = densitas air ahir dalam reservoir (kg/m3)
Uli = enerji dalam spesifik fluida awal dalam reservoir (kJ/kg)
Ulf = enerji dalam spesifik fluida akhir dalam reservoir
(kJ/kg)
S = Kejenuhan fluida dalam reservoir (%)
GL-2241
Sistim panasbumi dengan suhu yang tinggi,
letaknya tertentu, seperti :
• sepanjang zona volkanik punggungan
pemekaran benua
• di atas zona subduksi dan anomali pelelehan di
dalam lempeng
GL-2241
Geologists examine the cored rock (shown here marked with depth
markers).
GL-2241
Old Faithful Geyser in Yellowstone National
Park
GL-2241
Bubbling Mudpot
Where hot water is limited and hydrogen sulfide gas is present (emitting the "rotten egg" smell
common to thermal areas), sulfuric acid is generated. The acid dissolves the surrounding rock
into fine particles of silica and clay that mix with what little water there is to form the seething
and bubbling mudpots. The sights, sounds, and smells of areas like Artist and Fountain paint
pots and Mud Volcano make these curious features some of the most memorable in the park
GL-2241
Ledge Geyser
Ledge is the second largest geyser in the Norris Geyser Basin, capable
of shooting water 125 feet into the air. Because it erupts at an angle,
however, the water will sometimes reach the ground 220 feet away.
GL-2241
The hottest of Yellowstone's geothermal features are steam vents (fumaroles). Black
Growler Steam Vent, on the hillside in front of you, has measured 199 to 280 degrees F
(93 to 138 degrees C). A plentiful water supply would help cool these features;
however, steam vents are usually found on hillsides or higher ground,
GL-2241
Steamboat Geyser
The world's tallest active
geyser, Steamboat can
erupt to more than 300
feet (90m), showering
viewers with its mineralrich waters. For hours
following its rare 3 to 40
minute major eruptions,
Steamboat thunders with
powerful jets of steam.
As befitting such an
awesome event, full
eruptions are entirely
unpredictable
GL-2241
Promoting environmentally compatible
heat and power along with industrial growth
and economic developme
GL-2241
Cistern Spring is empty.
GL-2241
This plant operates in the middle of crops in the Imperial Valley,
California. High mineral contents of some southern California
geothermal reservoirs provide salable byproducts like silica and zinc.
GL-2241
This flash plant is in Dixie Valley, Nevada. Nevada is rich in
geothermal resources, with more hot springs for its size than
any other state.
GL-2241
Geothermal Power Plant
C YC LO N E
SEPA R ATO R
E L E C T R IC A L
G ENERATO R
CYC LO N E
SC RU BB ER
STEAM
STEAM
T U R B IN E
CO O LIN G
TO W ER
C ONDENSER
T U R B IN E S T E A M E X H A U S T
v
v
V
v
V
V
V
V
PSI
v
v
V
S TE A M
v
PU M P
C O LD C O N D EN SATE
C O N D EN SATE
F L A S H IN G T O
S T E A M -B R IN E M IX T U R E
IN B O R E H O L E
R E S E R V O IR B R IN E
B R IN E
IN J E C T IO N
W ELL
PU M P
C ONDENSATE
IN J E C T IO N
W ELL