•• PengukuranPengukuran potensialpotensial listriklistrik alamalam

→→ bedabeda potensialpotensial antaraantara duadua titiktitik didi permukaanpermukaan tanahtanah

→→ digital voltdigital volt--meter dg meter dg elektrodaelektroda dandan kabelkabel

•• Robert Fox Robert Fox tahuntahun 1830 1830 didi Cornwall Cornwall InggrisInggris menggunakanmenggunakanelektrodaelektroda tembagatembaga ygyg terhubungterhubung keke galvanometer galvanometer untukuntukmendeteksimendeteksi deposit deposit sulfidasulfida tembagatembaga

•• MulaiMulai dikembangkandikembangkan sekitarsekitar tahuntahun 1920 1920 oleholeh Conrad Conrad dandanMarcel Schlumberger Marcel Schlumberger sebagaisebagai perangkatperangkat tambahantambahan untukuntukdeteksideteksi mineral massifmineral massif

•• AplikasiAplikasi metodametoda SP SP sebegaisebegai pelengkappelengkap padapada eksplorasieksplorasimineral mineral dandan geotermalgeotermal

SelfSelf--Potential (SP)Potential (SP)

•• MekanismeMekanisme SP SP belumbelum sepenuhnyasepenuhnya dapatdapat dijelaskandijelaskan, , namunnamun berhubunganberhubungan dg airdg air--tanahtanah ((sebagaisebagai elektrolitelektrolit))::

→→ airair--tanahtanah ygyg bergerakbergerak padapada medium medium berporiberpori: : potensialpotensial elektroelektro--kinetikkinetik / / elektroelektro--filtrasifiltrasi, , streaming potential streaming potential

→→ airair--tanahtanah dg dg konsentrasikonsentrasi ygyg bervariasibervariasi: : potensialpotensialdifusidifusi, , NernstNernst potentialpotential, , shale potential shale potential

→→ airair--tanahtanah sebagaisebagai sebagaisebagai pelarutpelarut ygyg berber--reaksireaksidengandengan mineral: mineral: potensialpotensial mineralmineral

→→ pergerakanpergerakan airair--tanahtanah padapada / / akibatakibat vegetasivegetasi: : potensialpotensial biobio--elektrikelektrik

MekanismeMekanisme dandan tipetipe--tipetipe SPSP

TipeTipe--tipetipepotensialpotensial listriklistrik

alamalam

•• PotensialPotensial mineral mineral →→ eksplorasieksplorasi mineralmineral

•• PotensialPotensial elektroelektro--kinetikkinetik →→ eksplorasieksplorasi geotermalgeotermal dandanairair--tanahtanah, , studistudi volkanologivolkanologi((delineasidelineasi rekahanrekahan dandan sesarsesar, , ‘‘thermal upthermal up--flow zoneflow zone’’) )

→→ studistudi lingkunganlingkungan dandan geoteknikgeoteknik((identifikasiidentifikasi ‘‘pollution plumepollution plume’’, , kebocorankebocoran penampunganpenampunganlimbahlimbah dandan bendunganbendungan) )

→→ pemantauanpemantauan reservoir reservoir padapadaprosesproses produksiproduksi, EOR, re, EOR, re--injeksiinjeksi

AplikasiAplikasi metodametoda SPSP

anomalianomali SP SP ygyg berasosiasiberasosiasi dg dg potensialpotensial mineralmineral→→ SP SP negatifnegatif padapada zonazona mineralisasimineralisasi

anomalianomali SP SP ygygberasosiasiberasosiasi dg dg potensialpotensial

elektroelektro--kinetikkinetik

→→ fluid inflow ~ SP fluid inflow ~ SP negatifnegatiffluid outflow ~ SP fluid outflow ~ SP positifpositif

anomalianomali SP SP ygygberasosiasiberasosiasi dg dg potensialpotensial

elektroelektro--kinetikkinetik

→→ fluid inflow ~ SP fluid inflow ~ SP negatifnegatiffluid outflow ~ SP fluid outflow ~ SP positifpositif

•• GradienGradien potensialpotensial

→→ mengukurmengukur bedabeda potensialpotensial antaraantara sepasangsepasang elektrodaelektrodadg dg spasispasi tertentutertentu ygyg tetaptetap padapada satusatu lintasanlintasan / / profilprofil

→→ kutubkutub negatifnegatif daridari voltvolt--meter meter sebagaisebagai ‘‘leading electrodeleading electrode’’dandan kutubkutub positifpositif sebagaisebagai ‘‘trailing electrodetrailing electrode’’

TeknikTeknik pengukuranpengukuran SPSP

∆V_ +

∆V_ + _ _ _ _

∆V_ +

trailing electrode leading electrodetrailing electrode leading electrode

•• GradienGradien potensialpotensial

→→ mengukurmengukur bedabeda potensialpotensial antaraantara sepasangsepasang elektrodaelektrodadg dg spasispasi tertentutertentu ygyg tetaptetap padapada satusatu lintasanlintasan / / profilprofil

→→ kutubkutub negatifnegatif daridari voltvolt--meter meter sebagaisebagai ‘‘leading electrodeleading electrode’’dandan kutubkutub positifpositif sebagaisebagai ‘‘trailing electrodetrailing electrode’’

→→ hasilnyahasilnya dalamdalam satuansatuan mV/m mV/m atauatau mV/kmmV/km

→→ praktispraktis, , tetapitetapi tingkattingkat ketepatanketepatan pengukuranpengukuran berulangberulang(repeatability) (repeatability) rendahrendah

TeknikTeknik pengukuranpengukuran SPSP

•• PotensialPotensial relatifrelatif

→→ mengukurmengukur bedabeda potensialpotensial antaraantara satusatu elektrodaelektrodabergerakbergerak terhadapterhadap satusatu elektrodaelektroda tetaptetap ((referensireferensi))

→→ kutubkutub negatifnegatif daridari voltvolt--meter meter diubungkandiubungkan keke elektrodaelektrodatetaptetap dandan kutubkutub positifpositif sebagaisebagai elektrodaelektroda bergerakbergerak

TeknikTeknik pengukuranpengukuran SPSP

∆V_ +

∆V+ _ _ _ _

∆V+

reference electrode moving electrodereference electrode moving electrode

•• PotensialPotensial relatifrelatif

→→ mengukurmengukur bedabeda potensialpotensial antaraantara satusatu elektrodaelektrodabergerakbergerak terhadapterhadap satusatu elektrodaelektroda tetaptetap ((referensireferensi))

→→ kutubkutub negatifnegatif daridari voltvolt--meter meter diubungkandiubungkan keke elektrodaelektrodatetaptetap dandan kutubkutub positifpositif sebagaisebagai elektrodaelektroda bergerakbergerak

→→ hasilnyahasilnya dalamdalam satuansatuan potensialpotensial (mV)(mV)

→→ kurangkurang praktispraktis, , tetapitetapi tingkattingkat ketepatanketepatan pengukuranpengukuranberulangberulang (repeatability) (repeatability) cukupcukup baikbaik

TeknikTeknik pengukuranpengukuran SPSP

AlatAlat ukurukur SPSP

digital voltdigital volt--meter meter atauatauresistivityresistivity--meter dg meter dg sistemsistem multimulti--elektrodaelektroda

NonNon--polarizablepolarizable electrode (porouselectrode (porous--pot)pot)

elektrodaelektroda logamlogamdalamdalam larutanlarutan jenuhjenuhgaramgaram

→→ Cu Cu –– CuSOCuSO44

→→ PbPb –– PbClPbCl22

→→ Ag Ag –– AgClAgCl

kabel

elektrodalogam

karetpenutup

tabung

tutupberpori

PemodelanPemodelan SP SP sederhanasederhana

1V = k q ___

R

R = (x2 + z2)1/2

0 40 80 120 160 200

distance (m)

-60

-40

-20

0

20

40

SP a

nom

aly

(mV)

verticalhorizontal30 deg.60 deg.

100

80

60

40

20

0de

pth

(m)

0 40 80 120 160 200

0 40 80 120 160 200

distance (m)

-50

-40

-30

-20

-10

0

SP a

nom

aly

(mV)

20 m80 m

negative monopole

dipole

BeberapaBeberapa contohcontoh kasuskasusaplikasiaplikasi metodametoda SPSP

AnomaliAnomali SP SP negatifnegatif padapada zonazona mineralisasimineralisasi(pyrites, sulfides dg 5(pyrites, sulfides dg 5--15% Cu)15% Cu)

AnomaliAnomali SP SP negatifnegatif padapada zonazona mineralisasimineralisasi(Telford et al., 1990, p 335)(Telford et al., 1990, p 335)

AnomaliAnomali SP SP padapadazonazona produksiproduksi

geotermalgeotermal

→→ anomalianomali SP SP dipoldipol

→→ pemilihanpemilihan titiktitikreferensireferensi (?)(?)

AnomaliAnomali SP SP padapada zonazona sesarsesardidi daerahdaerah prospekprospek geotermalgeotermal

→→ anomalianomali SP SP dipoldipol

→→ ‘‘goodgood repeatabilityrepeatability’’ pengukuranpengukuran potensialpotensial relatifrelatif

Data SP Data SP lapanganlapangan geotermalgeotermal MatalokoMataloko dandan NageNage (Flores) (Flores) (Yasukawa et al., 2002) (Yasukawa et al., 2002)

MetodaMetoda SP SP untukuntuk studistudi lingkunganlingkungan

AnomaliAnomali SP SP negatifnegatif akibatakibat kebocorankebocoranhidrokarbonhidrokarbon ((www.haylesgeoscience.cawww.haylesgeoscience.ca))

MetodaMetoda SP SP untukuntuk studistudi lingkunganlingkungan

AnomaliAnomali SP SP negatifnegatif akibatakibat

kebocorankebocoranlimbahlimbah

SelfSelf--potential: potential: The ugly duckling The ugly duckling of environmental of environmental geophysics geophysics ((NyquistNyquist & Corry, & Corry, TLE vol. 21 no. 5, TLE vol. 21 no. 5, 2002) 2002)

BENGKULU

SUMATRAGSF

INDIAN OCEAN

Enggano Is. Bandarlampung

Liwa

Semangko Bay

Sunda Strait

- 4o

-6o

101 o 102o 106o105o104o103o

-5o

PrePre--seismic & coseismic & co--seismic EM signals associated with seismic EM signals associated with the June 4the June 4thth 2000 2000 mbmb 6.8/ms 7.9 6.8/ms 7.9 BengkuluBengkulu earthquake earthquake

((WidartoWidarto & & GrandisGrandis, 2003), 2003)

Repeat SP measurements at the Repeat SP measurements at the SumikawaSumikawa geothermal field, geothermal field, Japan (Matsushima et al., World Geothermal Congress, 2000)Japan (Matsushima et al., World Geothermal Congress, 2000)

Filtered SP (in mV), injection rate (x10 kg/s), openFiltered SP (in mV), injection rate (x10 kg/s), open--hole pressure (minus hole pressure (minus 42 42 MPaMPa) and seismic event density during the stimulation, ) and seismic event density during the stimulation, SoultzSoultz soussous--ForêtsForêts Hot Dry Rock site, FranceHot Dry Rock site, France

Using surface SP to monitor underground fluid flow Using surface SP to monitor underground fluid flow -- an example from a an example from a HDR stimulation (HDR stimulation (DarnetDarnet et al., EAGE 64th Conference, 2002)et al., EAGE 64th Conference, 2002)

SelfSelf--potential and flow rate during a stimulation and production testpotential and flow rate during a stimulation and production test at at the the YunomoriYunomori test site, Japantest site, Japan

SP monitoring during the hydraulic fracturing using the TGSP monitoring during the hydraulic fracturing using the TG--2 well 2 well (Kawakami & (Kawakami & TakasugiTakasugi, EAGE 56th Conference, 1994), EAGE 56th Conference, 1994)

Field setField set--up of Fluid Flow up of Fluid Flow Tomography, i.e. SP Tomography, i.e. SP monitoring integrated with monitoring integrated with misemise--àà--lala--massemasse (MAM) (MAM) measurementmeasurement

Reservoir monitoring by a Reservoir monitoring by a 44--D electrical technique D electrical technique (Ushijima et al., The (Ushijima et al., The Leading Edge, vol. 18 no. Leading Edge, vol. 18 no. 12, 1999)12, 1999)

Hot dry rock (HDR) hydraulic Hot dry rock (HDR) hydraulic fracturing experiment, fracturing experiment, OgachiOgachiElectric Power Industry, Akita Electric Power Industry, Akita

PerfecturePerfecture, Japan, Japan