Coal Bed Methane

Jurusan Teknik Geologi Sekolah Tinggi Teknologi Nasional Yogyakarta

Ev. BudiadiAdi Prabowo

Coal Bed Methane

Coal Bed Methane adalah :

Gas methane yang dapat bernilai ekonomis, terbentuk dan terdapat bersama-sama denganlapisan batubara.

Coal seam gas dapat dibedakan menjadi dua macam :

1. Coal bed methane : gas methane yang terdapatdalam batubara dan belum tersentuh oleh kegiatanapapun.

2. Coal Mine Gas : gas methane yang menyertaikegiatan penambangan batubara terutama padatambang bawah tanah.

PROSES PEMBENTUKAN GAS METHANE BATUBARA

Batubara sebagai batuan sumber dari gas methane dimulai dari

batubara peringkat rendah (low rank coal)

Berdasarkan tahap pembentukan gas methane, dikenal :

Biogenic gas : gas methane batubara yang terbentuk pada

tahap microbiologis

Thermogenic gas : gas methane batubara yang terbentuk

pada tahap coalification (proses thermal), yaitu adanya

kenaikan tekanan dan temperatur.

Mekanisme aktivitas hidrologis yang dilakukan oleh

bakteri : aktifitas ini terjadi pada lapisan batubara peringkat

rendah yang tersingkap di permukaan tanah :

Bila ada air hujan jatuh ke daerah tersebut (karena

banyak cleat) maka air akan turun melalui cleat dan

mengisi kembali air tanah.

Lapisan dasar ini menghubungkan air tanah tsb dengan

lapisan batubara.

Munculnya oksigen dalam air tanah akan mendukung

bakteri aerob melakukan metabolisme, dengan

mengkonsumsi oksigen, nitrogen, oksida dan sulfat

dalam air tanah.

Akibatnya menungkinkan bakteri an aerob nulai

berkembang.

Biogenic proses pada pembentukan gas methane :

Gas biogenic diperoleh dari aktivitas bakteri dan CO2,

dimana bakteri an aerob menggunakan H2 untuk

merubah acetat (COOH) dan CO2 untuk menghasilkan

gas methane (dari hasil metabolisme)

Kadang-kadang dari kegiatan bakteri an aerob dan

sulfide bisa menghasilkan gas methane.

Sejarah coal bed methane :

Coal Mine gas pertama kali diproduksi sejalan dengan

pengambilan gas methane dalam tambang batubara (bawah

tanah), karena dengan dapat terambilnya gas ini maka

tambang akan terbebas dari proses ledakan.

Sejak awal tahun 1980 an produksi gas methane mengalami

kenaikan, dan saat ini coal bed methane sebagai cadangan

energi yang sangat penting, karena bila gas ini dibakar sangat

bersih dari terbentuknya emisi sehingga tidak mengotori

lingkungan.

Bila dibandingkan dengan emisi yang dihasilkan dari proses

pembakaran batubara, maka pada pembakaran batubara akan

menghasilkan emisi yang berupa gas maupun padatan ( abu

terbang dan abu dasar ).

Kedalaman

Sebuah kedalaman praktis pengembangan CBM komersial adalah 300 meter sampai dengan 1500 meter bawah permukaan

KANDUNGAN GAS METHANE BATUBARA

Komposisi CBM terdiri dari metana/CH4

88-98% dengan jumlah kecil lain gas seperti karbon dioksida dan nitrogen,kandungan gas dalam batubara : 100 –300 m3/gr terbentuk selama coalification.

Kandungan gas dalam reservoir gas methane batubara dihitung berdasarkanprosentase gas total.

KANDUNGAN GAS METHANE BATUBARA

Bila dilihat berdasarkan sifat fisika batubara maka keberadaan gasmethane batubara dibagi 3 :

1. Gas bebas :

gas yang terjebak dalam pori-pori yang saling berhubungandan void dari lapisan batubara.

2. Gas teradsorbsi :

merupakan gas yang terjebak karena gaya tarik antarpermukan pori,mengisi pada rongga-rongga (meso pori) dancleat. Luas permukaan pori ini sangat besar 50-300Angstrom. Dan sebagian besar gas ada disini.

3. Gas teradsorbsi dalam pori-pori tertutup/sangat dalam.

Volume penyerapan gas sangat tergantung pada :

1. Tekanan gas

2. Temperatur dimana gas terserap (berada)

Posisi terperangkapnya CBM dalam matriks

batubara :

98 % dari gas tersimpan dalam pori-pori

yang berbuhungan dan pori tertutup.

2 % dari gas tersimpan pada cleat batubara

Selain itu sejumlah gas berada terlarut

dalam air tanah lapisan batubara.

Dengan demikian dalam jumlah (prosentase)

kecil gas bebas dari sistem rekahan dan gas

terlarut akan terlepas (hilang) selama awal

proses dewatering dalam pemboran CBM

untuk mengurangi tekanan hidrostatik di

reservoir batubara.

Arah aliran gas, termasuk juga defusi gas

:

Terjadi dalam pori-pori batubara yang

saling berhubungan ke arah cleat.

Aliran gas ini dikontrol oleh

permeabilitas matriks batubara,

sehingga sangat tergantung oleh rank

batubara.

.

POTENSI GAS METHANE BATUBARA

Untuk menghitung banyaknya gas methane batubara dapatdigunakan rumus :

Potensi GMB = A x B x C ( cuft)

A = ketebalan lapisan batubara

B = kadar GMB per unit volume

C = luas area cadangan batubara

Kadar GMB dapat dihitung dari hasil analisa laboratoriumterhadap contoh batubara yang dihasilkan.

.

Ada tiga metode perkiraan kadar GMB yang berhubungan dg carapengambilan contoh batubara :

- in direct.

- direct.

- pressure core

1.Metode in direct :

Perkiraan kadar gas methane batubara insitu tergantungpada rank batubara serta kedalaman reservoir.

Dari contoh batubara yang didapatkan pada saat eksplorasidilakukan analisa kadar GMB di laboratorium.

Contoh untuk kadar GMB di Powder River Basin :

Total cadangan batubara 1 milyard ton, batubara sub bituminous coal.

Hasil analisa laboratorium terdapat 50 cuft/ton batubara.

Sehingga potensi GMB = 50 milyard cuft.

2.Metode direct : adanya penyerapan gas pada pori.

Metode ini memperkirakan adanya kehilangan gas padasaat pemboran dan saat analisanya.

Cara pengambilan contoh ada tiga metode :

a. cutting pemboran

Keberadaan gas methane didalam cutting biasanya

didapat dalam waktu yang singkat.

Data yang didapat kurang signifikan.

Dari cutting pemboran sangat berpotensi untuk terjadinya

kehilangan gas karena ukuran butir yang kecil-kecil.

Cutting pemboran mempunyai potensi yang besar untuk

terjadinya kontaminasi dengan lapisan yang ditembus

pemboran, serta lumpur pemboran.

Dengan cutting, maka kegiatan pemboran tidak akan

mendapatkan data kedalaman pemboran dengan baik.

b. conventional core

Untuk mendapatkan core yang betul lebih sulit.

Potensi untuk kehilangan gas masih cukup besar.

Semakin lala waktu pemboran dan pengambilan inti bor, maka potensi untuk kehilangan gas semakin besar.

Biaya lebih mahal bila dibandingkan dengan pemborancutting (non coring).

Kemungkinan kontaminasi dengan lapisan batuan lain danlumpur pemboran sangat kecil.

Diperlukan contoh yang banyak untuk melakukan analisadilaboratorium.

c. Wire line core

Kemungkinan kehilangan gas bisa diperkecil.

Biaya lebih mahal bila dibandingkan conventional core.

Sangat mungkin dilakukan evaluasi penyerapan gas dalambatubara.

Diameter core kecil.

Untuk keperluan uji laboratorium diperlukan sample yang

banyak.

3. Pressure core

Diperlukan core barrel spesial untuk dapat menyekat core

pada bagian atas dan bawah.

Pada permukaan core barrel tekanan diusahakan sama

dengan tekanan canister.

Sangat kecil kemungkinan kehilangan gas.

Sangat kecil kemungkinan terkontaminasi baik udara

maupun lumpur pemboran.

Untuk hasil evaluasi data geologi sangat akurat, termasuk

data cleat maupun pori.

Untuk hasil data laboratorium secara keseluruhan sangat

mahal.

Fluida pemboran juga menyebabkan masalah.

Diperlukan contoh yang banyak untuk pengujian

laboratorium.

Biayanya sangat mahal

Untuk proses penyekatan core juga merupakan problem

tersendiri.

Kadar gas yang didapat dalan seluruh kedalaman core tidak

dapat menggambarkan kadar gas dalam suatu zone

(daerah).

Untuk menghitung gas total , maka gas total terdiri atas tiga

macam :

Loss gas (Q1)

Measured gas ( Q2 )

Residual gas ( Q 3 )

Loss gas adalah gas yang hilang pada saat kegiatan :

Pemboran, batubara keluar dari sumur bor

Sampai dengan saat batubara dimasukkan dalam canister

dan disegel.

Measured gas adalah gas yang dapat terserap pada saat

analisa dalam canister.

Residual gas adalah gas yang masih terdapat dalam batubara

(sebagai sisa) setelah analisa laboratorium memakai canister

berakhir.