Lusi Library
EBOOK LUSI
https://sites.google.com/site/lusilibraryhardi2010/istadi-1

ISTADI 2019

Marine and Petroleum Geology

Volume 26 (2009) 17-24-1739

Ditinjau, Dianalisis dan Dialihbahasakan ke Indonesia Oleh: Dr. Hardi Prasetyo

Modeling study of growth and potential geohazard for LUSI mudvolcano: East Java, Indonesia
Original Research Article
Marine and Petroleum Geology, Volume 26, Issue 9, November 2009, Pages 1724-1739
Bambang P. Istadi, Gatot H. Pramono, Prihadi Sumintadireja, Syamsu Alam

Studi Pemodelan Pertumbuhan dan Potensi Geohazard Mud Volcano Lupsi: Jawa Timur, Indonesia

Bambang P. Istadi a,*, Gatot H. Pramono b,

Dikontribusikan Oleh: Hardi Prasetyo

29 Mei 2009 (3 Tahun Semburan Lupsi)

DOKUMEN BASELINE 01, 2009

Makalah ini dirancang untuk Lusi Library: Knowledge Management

Dengan Misi menyediakan dan menyampaikan informasi dan pemahaman terhadap fenomena Lusi mud volcano baik kepada publik umum maupun Pendidikan Kebumian di Indonesia pada khususnya

Apresiasi disampaikan kepada Penulis Bambang P. Istadi

POKOK BAHASAN DAN KATA KUNCI

Sari

· Mud volcano Lupsi:

· Durasi semburan dan kelanjutan dampak ke depan:

· Besarnya dampak ke depan?

· Menyediakan skenario untuk penanggulangan:

· Perlunya pemahaman terhadap proses geologi yang mengendalikan evolusi mud volcano:

· Membangun simulasi model 3-D untuk 10 tahun ke depan:

· Masukan model (kecepatan semburan, subsidence dan topografi):

· Validasi citra satelit Desember 2007:

· Model lumpur mengalir ke barat, utara dan timur:

Kesimpulan

· Mud volcano Lupsi terjadi pada bidang patahan:

· Dinamika tektonik telah dan akan merusak tatanan struktur permukaan:

· Kerusakan pada infrastruktur dan disebabkan oleh pergerakan tanah dan bubble gas:

· Tidak mungkin untuk menghentikan semburan dan kesulitan Relief Well baru bila akan diterapkan:

· Perkiraan kegagalan Relief Well ke depan: Implementasi

· Fenomena subsidence yang mempersulit pemboran, kemungkinan semburan muncul kembali sepanjang bidang patahan Watukosek:

· Parameter aliran lumpur akan berhenti:

· Model untuk memperkirakan waktu dan luasnya daerah terdampak:

· Model dikembangkan berdasarkan data set dan dikalibrasi dengan citra satelit:

· Model pertumbuhan mud volcano versus subsidence terhadap waktu:

· Aktualisasi model berdasarkan faktor kecepatan semburan, subsidence, runtuhnya tanggul:

Pendahuluan

· Awal dan lokasi Semburan Lupsi:

· Fluktuasi kecepatan semburan:

· Tabel intensitas semburan Juni 2006-Desember 2008

· Penyebab dan pemicu semburan masih diperdebatkan:

· Skenario underground blowout:

· Skenario reaktivasi patahan:

· Persepsi awal hubungan semburan dan BJP-1:

· Kesimpulan tidak ada hubungan antara semburan dan BJP-1 dan rasionalisasinya:

· Skenario reaktivasi P. Watukosek, sehingga semburan tidak dapat dihentikan:

· Lupsi tidak dapat lagi dihentikan, dan diprediksi akan mengalir berabad-abad lamanya.

· Mud volcano Lupsi menyediakan informasi saat lahir sampai tahap berkembang:

· Fokus makalah pada resiko geohazard ke depan

Geologi Umum

· Referensi Pemahaman Cekungan Jawa Timur

· Cekungan busur belakang:

· Tektonik Ekstensi Tersier Awal:

· Patahan membentuk sub-basin NE-SW:

· Konfigurasi basement dan basement ridge:

· Formasi Ngimbang:

· Batugamping Terumbu:

· Tektonik Transpresi:

· Batulumpur Formasi Kalibeng dan Pucangan:

· Volkanik di Jawa sebagai sumber batuan:

· Pengendapan yang cepat:

· Zona sedimen bersifat plastis:

· Formasi Kalibeng sebagai sumber dari mud volcano di Jawa:

· Jawa Timur ideal untuk pembentukan mud volcano:

· Peran P. Watukosek untuk pembentukan mud volcano Lupsi:

Resiko Bencana Geologi (Geohazard Risks)

· Dampak semburan Lupsi:

· Antisipasi skenario kasus terburuk:

· Studi kasus mud volcano di Jatim dan Bleduk Kuwu:

· Awal Lupsi terdiri dari 5 titik semburan:

· Bubble dengan gas terbentuk di zona lemah atau reaktifasi patahan:

· Bubble berjumlah 90 bersifat berfluktuatif:

· Gas bubble mudah dan sulit terbakar:

· Terjadinya kebocoran pada penyekat:

· Bubble dengan gas bersumber dari lapisan dalam:

· Pembentukan gas secara termogenik (thermogenic origin):

· Perhatian pada daerah terjadi reaktivasi patahan:

· Pergerakan horisontal dan vertikal:

· Dampak dari perekahan terhadap masyarakat dan infrastruktur:

· Indikasi pergerakan patahan pada rel kereta api:

· Patahan menyebabkan pipa gas dan PDAM patah atau pecah:

· Patahan mengendalikan timbulnya bubble gas:

· Berlanjutnya subsidence membentuk daerah depresi diisi lumpur:

· Viskositas Lupsi yang rendah, sulit akumulasi secara vertikal:

· Lumpur menyebar ke samping dan menekan tanggul-tanggul:

· Resiko daerah terdampak meluas makin besar:

· Kegagalan tanggul ke depan makin besar:

· Masyarakat harus dipersiapkan:

· Indikator resiko geohazard dan pengendali mekanismenya:

Menghentikan Semburan

· Upaya menghentikan semburan selama ini:

· Semburan akan keluar dari bidang Patahan Watukosek:

· Keberlanjutan semburan dan intensitas:

· Kondisi dan kejadian Lupsi berdasarkan data sumur eksplorasi:

· Skenario Lupsi keluar dari bidang patahan:

· RW-1 menghadapi daerah deformasi geologi atau zona Patahan:

· Diasumsikan sumur BJP-1 tidak menembus patahan:

· Aktivitas patahan aktif menimbulkan banyaknya bubble aktif:

· Masalah pada saat reentry BJP-1:

· Dampak subsidence dan pergerakan horisontal pada pengoperasian sumur:

· Pergerakan sepanjang bidang sesar dan dampaknya:

· Semburan sulit, aliran Lupsi lama, perhatian ditujukan pada geohazard:

· Perkiraan resiko geohazard untuk perencanaan wilayah:

Dimensi Lumpur dan Volume

· Pentingnya nilai atau dimensi aliran lumpur:

· Metoda yang diterapkan:

· Genangan Lupsi Juni dan Juli 2006:

· Genangan Lupsi Mei 2007:

· Hasil Gayaberat

· Nilai ‘gravity low’ di bawah semburan:

· Batas bidang sesar:

· Perubahan density mencerminkan kondisi struktur bawah permukaan:

· Bukti pengurangan masa pada pusat semburan:

· Meningkatnya nilai anomali negatif dipicu oleh subsidence sebagai konsekuensi meningkatnya volume yang hilang:

· Anomali gayaberat negatif karena adanya perbedaan densitas dikaitkan dengan peningkatan semburan:

· Anomali positif terkait dengan pergerakan masa sepanjang bidang sesar:

Model Simulasi Pertumbuhan Lumpur

· Pengembangan pemodelan tiga dimensi:

· Parameter model:

· Metoda/tekonologi yang digunakan:

· Estimasi Lama Semburan Lumpur

· Lama semburan berdasarkan besarnya volume sumber lumpur:

· Penentuan ketebalan lampiran serpih bertekanan tinggi:

· Kurva kompaksi (compaction curve):

· Model Sejarah Penguburan (burial history):

· Kompaksi Formasi Kalibeng Atas:

· Formasi Kalibeng Bawah:

· Perkiraan ketebalan Formasi Kalibeng over pressure:

· Luas Zona Seismik dengan kecepatan rendah (Low velocity zone): 2 dan 1,3 km2

· Perhitungan lama semburan dengan asumsi semburan 100.000m3/hari:

· Konstrain prediksi lama semburan dan mekanisme aliran:

· Lama semburan terkait aliran masuk:

· Aliran tidak beraturan (fluktuasi):

· Kecepatan Semburan

· Waktu pengukuran:

· Identifikasi sumber lumpur dari kurva kompaksi:

· Identifikasi dari data seismik refleksi:

· Perhitungan kecepatan antara volume dan semburan harian: Hasil perhitungan:

· Citra satelit untuk mengkoreksi model:

· Mendapatkan angka kecepatan semburan yang realistis:

· Subsidence

· Asumsi hubungan subsidence dan semburan:

· Konsepsi penyebab semburan:

· Perhitungan kecepatan dan cakupan/luas daerah:

· Waktu pengukuran GPS:

· Besaran (magnitude) Subsidence:

· Ekspresi permukaan subsidence seperti baskom: (basin-like shape).

· Analogi dengan struktur Runtuh Porong: Diapir dan piercement sedimen overpressure

· Hasil Penting

· Volume awal dan kecepatan:

· Simulasi Pertumbuhan Lusi mud volcano: Lumpur tidak akan berekspansi ke utara, dan ke selatan karena dibatasi oleh sungai.

· Bulan Desember 2008: Lumpur akan mulai membanjiri daerah barat dimana terdapat jalan raya dan rel kereta api.

· Juni 2009, beberapa kilometer jalan akan tergenang lumpur. Pengecekan pada Desember 2008 memperlihatkan bahwa lumpur tidak membanjiri jalan raya dan rel kereta api, sebagai hasil dari implementasi perkuatan tanggul-tanggul barat.

Sari

Mud volcano Lupsi:

Mud volcano yang dikenal sebagai Lupsi, pertamakali menyembur 29 Mei 2006 di Jawa Timur, Indonesia.

Durasi semburan dan kelanjutan dampak ke depan:

Semburan Lupsi telah berlanjut lebih dari dua tahun, dan dapat berlanjut beberapa tahun mendatang. Sehingga berpotensi menimbulkan dampak pada daerah yang lebih luas lagi.

Besarnya dampak ke depan?

Pertanyaan mendasar adalah sebesar besar dampak yang mungkin ditimbulkan pada daerah tersebut ke depan?

Menyediakan skenario untuk penanggulangan:

Jawaban dari pertayaan di atas menurut penulis buku yang penting adalah menyediakan suatu skenario yang terbaik (the best case scenario) untuk merelokasi warga, infrastruktur, mengelola kerusakan lingkungan dan ekonomi yang ditimbulkannya.

Perlunya pemahaman terhadap proses geologi yang mengendalikan evolusi mud volcano:

Untuk membuat suatu prediksi yang lebih akurat terhadap kemungkinan yang terjadi pada masa yang akan datang, diperlukan adanya pemahaman terhadap proses-proses geologi yang mengendalikan evolusi mud volcano.

Membangun simulasi model 3-D untuk 10 tahun ke depan:

Pada makalah ini, telah dibangun suatu simulasi model 3-dimensi untuk memperkirakan daerah yang dapat tekena dampak untuk periode lebih dari 10 tahun. Dengan fokus pada perioda dari Desember 2007 sampai Juni 2010.

Masukan model (kecepatan semburan, subsidence dan topografi):

Sebagai masukan dari model utama adalah kecepatan semburan lumpur, kecepatan subsidence dan topografi.

Validasi citra satelit Desember 2007:

Prediksi dari model tersebut telah divalidasi dengan membandingkan hasil citra satelit pada perioda yang sama, yaitu bulan Desember 2007.

Model lumpur mengalir ke barat, utara dan timur:

Hasil pemodalan mengindikasikan bahwa aliran lumpur cenderung menyebar ke arah barat dan khususnya ke timur dan utara dari daerah terdapak saat ini.

Dinamika kondisi bawah permukaan di daerah terdampak menimbulkan resiko geohazard, yang akan didiskusikan dalam makalah.

KESIMPULAN

Mud volcano Lupsi terjadi pada bidang patahan:

Telah terbentuk mud volcano secara alami pada lokasi Lupsi. Berdasarkan analisis diketahui bahwa pergerakan aliran lumpur berlangsung sepanjang bidang patahan.

Secara lebih regional, telah berkembang banyak mud volcano di daerah ini (Jawa Timur dan Jawa Tengah), dan karena itu sangat besar jumlah lumpur yang telah disemburkannya.

Dinamika tektonik telah dan akan merusak tatanan struktur permukaan:

Gerakan tektonik yang konstan telah dan akan terus merusak tatanan struktur permukaan, infrastruktur, rumah dan tanggul-tanggul serta menyebabkan luapan lumpur.

Kerusakan pada infrastruktur dan disebabkan oleh bubble gas:

Pergerakan horizontal dan vertikal akan lebih merusak infrastruktur, khususnya jalan raya, pipa gas dan pipa PDAM.

Berlanjutnya reaktivasi patahan dan pembentukan rekahan dan rongga-rongga menyebabkan munculnya gas bubble pada daerah dengan radius 2-3 km dari pusat semburan Lumpur, yang berada sepanjang kelurusan dari zona lemah.

Tidak mungkin untuk menghentikan semburan dan kesulitan Relief Well baru bila akan diterapkan:

Tidak ada peluang untuk dapat menghentikan semburan lumpur. Upaya menghentikan semburan lumpur tidak mungkin untuk dapat dilakukan dengan pemboran Relief Well yang baru (sebelumnya telah dilakukan 2 RW).

Karena beberapa masalah akan timbul pada sumur relief ke depan. Terutama adanya pergerakan tanah sehingga akan menyebabkan ketidakstabilan peralatan anjungan, lokasi, selubung pemboran akan runtuh dan memutuskan tail pemboran.

Perkiraan kegagalan Relief Well ke depan: Implementasi

Bila Relief Well baru tetap akan diimplementasikan, diperkirakan akan mengalami situasi loss dan kick sehingga dapat kehilangan tekanan di dalam selubung.

Selanjutnya akan menyebabkan lobang pemboran tersumbat, oleh adanya pergerakan.

Diperkirakan tidak ada lokasi yang jelas (ideal) untuk dapat melakukan pemboran sumur Relief Well tersebut.

Fenomena subsidence yang mempersulit pemboran, kemungkinan semburan muncul kembali sepanjang bidang patahan Watukosek:

Pemboran yang dilaksanakan dari sisi luar daerah subsidence tidak efektif, karena pergerakan horizontal juga akan sangat besar.

Bila semburan lumpur dapat dihentikan pada satu lokasi, diperkirakan akan muncul di lokasi lainnya sepanjang zona patahan Watukosek.

Parameter aliran lumpur akan berhenti:

Semburan lumpur secara alami akan berhenti ketika dicapai keseimbangan antara tekanan permukaan (surface) dan masa di bawah permukaan (subsurface).

Model untuk memperkirakan waktu dan luasnya daerah terdampak:

Dalam makalah ini, suatu modal simulasi tiga dimensi telah dibangun untuk memperkirakan waktu dan luasnya daerah genangan.

Model simulasi ini dikembangkan dengan menerapkan pendekatan GIS (Geographic Information System).

Model dikembangkan berdasarkan data set dan dikalibrasi dengan citra satelit:

Sebagai masukan model berasal dari beberapa set data. Model tersebut telah dikalibrasi menggunakan data lapangan luapan lumpur dan citra satelit bulan Desember 2007.

Model pertumbuhan mud volcano versus subsidence terhadap waktu:

Pada model prediksi, diperkirakan besaran, waktu pertumbuhan mud volcano dan penenggelaman tanah.

Pengamatan secara periodik di daerah yang ditentukan sebagai daerah bahaya pada resiko geohazard diperlukan untuk memutahirkan model, khususnya dalam mengidentifikasikan pengaktifan kembali patahan sepanjang sumbu kelurusan zona patahan Watukosek dan patahan-patahan lainnya.

Aktualisasi model berdasarkan faktor kecepatan semburan, subsidence, runtuhnya tanggul:

Kecepatan lumpur, subsidence, dan runtuhnya tanggul merupakan data yang dinamis, sehingga data baru yang tersedia harus diintegrasikan pada model untuk menyempurnakan suatu perkiraan secara lebih realistik.