Anatomi Mud Volcano Lusi, Jawa Timur

Anatomy of the ‘Lusi’ Mud Volcano, East Java

Dr, Mark Tingay

The University Adelaide, Australia

Paper dipresentasikan pada Simposium Internasional

tentang “Lusi mud volcano ke depan”, 26 Mei 2011

Diselengarakan atas kerjasama antara Humanistus Sidoarjo Fund (Australia) dengan Bapel BPLS

Tinjauan dikontribusikan oleh Dr. Hardi Prasetyo

Untuk Lusi Library:Knowledge Management

Catatan Depan dari Penelaah (Prasetyo):

· Dokumen ini aslinya dalam format Presentasi Power Point, dimana telah ditempatkan pada Lusi Library: https://sites.google.com/site/lusilibraryhardi2010/0_5yearlusi

· https://sites.google.com/site/lusilibraryhardi2010/0_5yearlusi/presentations

· Merupakan kontribusi Dr. Mark Tingay (Adeleide University) pada even Seminar Internasional Semburan Lusi ke depan, yang dilaksanakan 26 Mei 2011 dalam rangka memperingati 5 Tahun Semburan Lusi, dilaksanakan oleh Humanitus Sidoarjo Fund (HSF) dan Bapel BPLS.

Preview Paper No 5 Mark Tingay:

https://picasaweb.google.com/hardiprasetyo9/PresentationProfDrMarkTingay26May2010Original#

Secara substansi Presentasi ini merupakan perluasan dari Paper Mark Tingay 2010, berjudul Anatomi Lusi Mud Volcano di Jawa Timur (Anatomy of Lusi Mud Volcano, East Java) yang telah dikontribusikan pada Lusi Library (merupakan pionir kebersamaan Pakar kebumian Manca Negara), sebagai komitmen untuk mengembangkan paradigma baru LRN.

· Pada presentasi ini Tingay melakukan evaluasi dan inventarisasi terhadap permasalahan mendasar terkait asal usul Lusi.

Demikian juga, telah mengusulkan perubahan tatanan stratigrafi bawah permukaan Lusi, yang akan memberikan implikasi terhadap pengendali mekanisme semburan Lusi.

Pada bagian akhir diusulkan alternatif kegiatan penelitian yang komprehensif dan integral, untuk mengantisipasi permasalahan dan kendala yang masih ada saat ini, terkait pemahaman anatomi dan pengendali mekanisme semburan Lusi.

· Agar terdapat kejelasan tentang substansi yang dipresentasikan tersebut (Mei 2011), kami merangkai beberapa bagian penting dan relevan dengan Makalah Mark Tingay (2010), yang telah ditempatkan pada Lusi Library.

https://sites.google.com/site/lusilibraryhardi2010/tingay/preview-paper

Anatomi Lusi Mud Volcano di Jawa Timur (Anatomy of Lusi Mud Volcano, East Java)

Ringkasan Presentasi:

· Teori saat ini tentang geologi bawah permukaan (current theories on subsurface geology);

· Informasi baru tentang geologi bawah permukaan (new information on subsurface geology); dan

· Jadi apa yang dapat dikerjakan dan yang tidak kita ketahui (So, what do and don’t we know):

Apa yang saat ini kita pikirkan tentang LUSI?

• Fraksi padatan yaitu lempung pada dasarnya berasal dari serpih Formasi Kelibeng Atas, berumur Pleistosen pada interval kedalaman 1200-1800m.

• Dalam kaitan ini ditegaskan bahwa pemahaman terhadap sumber material lumpur dari semburan Lusi telah semakin padu, yaitu berasal dari Formasi Kalibeng Atas. Sehingga dikeluarkan dari materi untuk mencari pemecahan pada isu yang masih berkembang.

• Sementara itu, terkait asal usul air masih pada posisi tidak diketahui (Water origin unknown), walaupun dari data suhu dan kimianya telah dipercaya berasal dari kedalaman> 1700m?

• Sebagai catatan bahwa sampai saat ini masih berkembang 3 alternatif sumber air dari semburan Lusi, yaitu: (1) Sumber dangkal, berasal dari transfomasi mineral lempung ilit ke smektit dari Formasi Kalibeng; (2) Sumber dalam, berasal dari batugamping terumbu dari Formasi Prupuh/Kujung; (3) Percampuran sumber dangkal dan sumber dalam.

• Migrasi awalnya sepanjang patahaan berarah UT-ST (Watukosek?), selanjutnya direaktivasi pada patahan-patahan dengan arah UB-SE (baratlaut-tenggara).

• Masih terdapat beberapa keterbatasan informasi geologi dari sumur Banjar Panji-1.

• Struktur yang sebelumnya berkembang dan selanjutnya sangat tidak diketahui (Pre-existing and subsequent structure poorly understood) karena miskinnya data penampang seismik refleksi dan kesulitan mendapatkan data geofisika lainnya.

• Ketidakjelasan asal usul air dan geologi bawah permukaan menyebabkan dua model geologi telah eksis untuk Lusi, yang didasarkan pada teori pemicu yang berbeda.

• Sebagaimana telah diketahui secara lebih universal bahwa dua teori yang saling bersebrangan terkait pemicu semburan Lusi adalah : (1) Lusi dipicu oleh gempabumi Yogyakarta, atau memicu terjadinya mud volcano alami; dan (2) Lusi dipicu oleh kesalahan pemboran Banjar Panji-1, atau menyebabkan terjadinya mud volcano buatan manusia (man made mud volcano).

Model skematik Lusi dipicu oleh gempabumi (Schematic Model for Earthquake Triggering of Lusi)

• Teori dipicu oleh gempabumi, percaya bahwa Lusi sebagai hasil pengaktifan kembali patahan Watukosek dari jarak jauh (remote reactivation).

• Goyangan gempa (seismic shaking) menyebabkan reaktivasi, pergerakan kembali (remobilization) dan likuifaksi (liquifactin) dari serpih Kalibeng.

Keterangan Gambar:

(1) Kondisi Awal: Stratigrafi Formasi Kujung, Pasir klastikvolcanik, Serpih Kalibeng Atas, Formasi Pucangan. Patahan Watukosek;

Jam05:55, 27 Mei 2006 terjadi gempabumi berkekuatan 6,5 Mw;

(2) 27/5/06, Felombang gempa sampai di Sidoarjo, Patahan Watukosek di aktifkan kembali.

(3) 27-28 Mei 2006: Patahan menjadi permeabel dan lumpur naik ke permukaan. Keluarnya fluida dan terjadi mobilisasi pada lempung Formasi Kalibeng pada kedalaman 1200-1800m.

(4) 29 Mei 2006, jam 05 wib, lumpur mencapai permukaan dan lahirlah Lusi (Lusi born).

Model skematik untuk Pengaruh-Pemboran memicu Lusi (Schematic Model for Drilling-Induced Triggering of Lusi)

Teori pengaruh pemboran sebagai pemicu semburan Lusi percaya bahwa semburan lumpur dipicu oleh reaktivasi patahan mengikuti suatu ledakan di dalam atau bawah permukaan (internal blowout).

Material air terutama berasal dari karbonat (Formasi Kujung), saat menuju ke permukaan bercampur dengan lumpur/air dari Formasi Kalibeng.

Kesamaan antara model-model? (similarities between models?)

Model-model yang dikembangkan terkadang menentukan perbedaan satu terhadap lainnya.

Gambar . Memperlihatkan skematik Geologi Bawah Permukaan yang sebelumnya (kiri) dan yang baru diusulkan (kanan). Perbedaan adalah mengenai terminologi dan umur dari satuan karbonat Formasi Kujung-Tuban, umur (Oligosen-Miosen).

Namun pengujian dari reaktifasi patahan geser yang berarah Baratlaut-Tenggara disebabkan oleh peningkatan tekanan pori. Atau tekanan efektif berkurang (or effective stress decrease).

Hal ini konsisten dengan tingkat tekanan in-situ. Dimana mekanisme patahan lebih mudah dari perekahan tensi (Faulting mechanically easier than tensile fracturing).

Interpretasi baru tentang Litologi di bawah Lusi (New Interpretation of Lithologies Under Lusi)

1) Pasir volcanoklastik (Volcaniclastic sands) telah ditafsirkan kembali sebagai satuan volcanik yang padu.

2) Karbonat dalam Formasi Kujung (Deep Kujung carbonates) ditafsirkan kembali sebagai Formasi Tuban atau karbonat terumbu Formasi Prupuh, berumur Miosen.

Mengapa volkanik dan tidak Pasir Volcanoklastik? Why Volcanics and Not Volcaniclastic Sands?

• Pemeriksaan pada contoh ‘cutting’ mencirikan adanya kesalahan pada penafsiran dari original mud logger.

• Contoh ‘cutting’ terdiri dari andesit (andesite), dasit (dacite), tufa padu-aliran lava (welded tuffs - lava flows), debu dan mungkin lahar (ash and maybe lahars).

• Fragmen batuan sangat mudah disalahtafsirkan sebagai klastik volkanik (misinterpreted as volcaniclastics) dicirikan dengan ROP yang rendah dan WOB yang tinggi (very low ROP, high WOB).

• Terdapat perbedaan yang sangat besar antara batuan volkanik dengan sedimen klastik volkanik (Major differences between volcanics and volcaniclastics)

• Sumber yang layak (Likely source): Komplek gunungapi Penanggungan berumur Pleistosen-Resen, berjarak 15 km baratdaya dari Lusi (Pleistocene-Recent Penanggungan volcanic complex 15km SW of Lusi).

• Respon Log yang seragam (Uniform log responses)

• Densitas yang tinggi ~2,6 g/cm3 (High density)

• Kecepatan sonik yang cepat ~65 ms/kaki (Fast sonic)

• Porositas terindikasi <9% (Indicates porosity)

Tampaknya permeabilitas matrik yang sangat rendah atau permeabilitas tinggi karena rekahan? (Likely very low matrix permeability (high fracture permeability?)).

Bukan Karbonat Kujung (Not the Kujung Carbonates?)

Log Petrofisik juga sebagai volcanik (Petrophysical logs also suggest volcanics)

• Formssi Kujung berumur Oligosen merupakan satuan reservoir utama di Cekungan Jawa Timur (Oligocene Kujung Fm is primary reservoir unit in East Java Basin).

• Perbandingan rasio Strontium dari lokasi Porong-1 yang berjarak 7 km jauhnya memperlihatkan karbonat berumur 16 Juta tahun (Sr ratios from Porong-1 (7 km away) show carbonates 16Ma).

• Dipercaya bahwa satuan karbonat tersebut adalah Formasi Tuban atau Formasi Prupuh berumur Miosen Tengah.

Implikasinya dari volkanik yang padu (Implications of Tight Volcanics)

• Volkanik tampaknya berperan sebagai penyekat dari keberadaan overpressure di dalam karbonat.

• Semua tekanan di dasar lobang BJP-1 dinyatakan tidak berlaku (All BJP-1 bottom hole pressures invalid, tests require matrix perm).

• Kondisi yang tidak permeabel mempromosiken kemungkinan tambahan overpressure di volkanik – dimana aliran kemungkingan berlangsung melalui rekahan.

Implikasi terhadap Karbonat Miosen (Implicationf of Miocene Carbonates)

• Formasi Kujung merupakan jenis reservoir bertekanan rendah (Kujung Fm typically low pressure), dengan permeabilitas menengah.

• Dipercaya bahwa aliran sebesar 150.000m3/hari sangat tidak mungkin berasal dari Formasi Kujung.

• Sementara itu Karbonat Porong berumur Miosen mempunyai overpressure yang tinggi (> 16 ppg), akar dari struktur utama ditafsirkan sebagai ciri lepasnya fluida (proto-Lusi?) sebagaimana terdapat pada sumur Porong dan Kodeco-11C.

Jadi apa yang Kita Kerjakan dan Yang Kita Tidak Ketahui?

Apa yang kita ketahui Sekarang?

• Sumber utama lempung dari Formasi Kalibeng (Primary source of clays Kalibeng Fm).

• Awal patahan berarah Timurlaut-Baratdaya (Watukosek?) telah direaktifkan kembali.

• Jaringan patahan yang besar sejak perkembangannya, konsisten terhadap tingkat tekanan saat ini (consistent with present-day stress state).

• Formasi Pucangan (Pucangan Fm), Formasi Kalibeng Atas, adalah volkanik? Bukan volkanoklastik

• Karbonat Miosen (dimaksudkan sebagai Formasi Prupuh) adalah karbonat Miosen, dan bukan Kujung (Miocene carbonates (not Kujung)).

• Sumber fluida harus mempunyai tekanan yang tinggi dan total permeabilitas yang tinggi apakan serpih atau karbonat?

Kemungkingan Pengumpulan Data ke depan (Future Possible Data Collection?)

• Penampang seismik refleksi yang berkualitas tinggi 3D/4D untuk pemahaman struktur dan evolusi bawah permukaan.

• Maknetotelurik untuk memperjelas aliran fluida pada kedalaman (Magnetotellurics – for delineation of fluid flow depths).

• Lebih banyak lagi dilakukan percontohan dan analisis geokimia dari gas dan fluida.

• Pemantauan sumur? Pemantauan tekanan, evaluasi contoh pemboran.

• Penerapan peralatan Tiltmeters – untuk pengukuran staik di permukaan (surface strains).