geolistrik 1

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


•• 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

KonstantaKonstanta untukuntukformula Archieformula Archie(Keller, 1987)(Keller, 1987)

TeksturTekstur batuanbatuan yang yang mempengaruhimempengaruhi porositasporositas dandan resistivitasresistivitas batuanbatuan(Keller, 1987)(Keller, 1987)


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)




ρ1ρ2

ρ3




ρ1

ρ2 ρ3


•• 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


•• 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


→→ 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


→→ 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 = ∞

HukumHukum SnelliusSnelliusuntukuntuk arusarus listriklistrik

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

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

arusarusvs. vs.

resistivitasresistivitas

arusarusvs. vs.

spasispasi elektrodaelektroda

arusarus vs. vs. spasispasi elektrodaelektroda dandan resistivitasresistivitas

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

dipole dipole -- dipoledipole

pole pole -- polepole

pole pole -- dipoledipole

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

geolistrik 1

Technology

aa ww mm ss nnff

ff ww mmff

fungsi darisalinitas

resistivitasresistivitas

resistansiresistansi