BAB IV INVENTARISASI DAN POTENSI GAS METANA ... tumpang tindih antarhorison yang saling memotong dan...

Bab IV Inventarisasi dan Potensi Gas Metana Lapisan Batubara Z5, Z5-4, dan Z5-8

BBAABB IIVV

IINNVVEENNTTAARRIISSAASSII DDAANN PPOOTTEENNSSII GGAASS MMEETTAANNAA

LLAAPPIISSAANN BBAATTUUBBAARRAA ZZ55,, ZZ55--44,, DDAANN ZZ55--88

4.1. Deskripsi Umum Lapisan Batubara Z5, Z5-4, dan Z5-8

Lapisan batubara di daerah penelitian dicirikan oleh nilai densitas yang rendah (<1,8

g/cm3) pada kurva log densitas. Ciri lainnya yang dapat dikenali adalah nilai sinar

gamma yang relatif rendah (<60 GAPI), resistivitas yang relatif tinggi (>5 Ohmm),

dan neutron yang relatif tinggi (>0,45 v/v) (gambar 4.1). Daerah penelitian berada di

Pulau Layangan-Bukuan kompartemen utara, meliputi sumur-sumur produksi gas dan

minyak bumi sebanyak 81 sumur.

DT(μs/f)

Resistivity(Ohmm)

0.2 200 140 40 RHOB (G/C3)

Neutron(v/v)

1.7 2.7

0.6 0

GR(GAPI)

0 150

Sandstonewith gas containand fluid contact

Coal

Limestone

Organic shale

Sandstonewith fluid contact (gas-oil/water)

HC

HC

DT(μs/f)

Resistivity(Ohmm)

0.2 200 140 40 RHOB (G/C3)

Neutron(v/v)

1.7 2.7

0.6 0

GR(GAPI)

0 150

Sandstonewith gas containand fluid contact

Coal

Limestone

Organic shale

Sandstonewith fluid contact (gas-oil/water)

HC

HC

Gambar 4.1. Kombinasi data rekaman lubang bor sebagai penciri khas beberapa

litologi di lokasi penelitian. (TOTAL, 2005)

Lapisan batubara di Pulau Layangan-Bukuan biasanya hadir sebagai marker yang

menandakan terjadinya suatu limpahan banjir pada daur regresi-transgresi Delta

Mahakam. Terdapat dua tipe batubara di Pulau Layangan-Bukuan yang memiliki

27


potensi sebagai batuan induk minyak dan gas bumi, yaitu batubara tua dan batubara

muda.

Batubara tua, terbentuk dari maseral huminit yang berasal dari vegetasi tumbuhan dan

juga vegetasi rawa pada lingkungan dataran delta atas. TOC (Total Organic Carbon)

antara 50-80%, rata-rata ketebalannya adalah 1-2 meter, sedangkan nilai HI

(Hydrogen Index) mencapai 300. Hal ini mengindikasikan adanya proses

pembentukan hidrokarbon.

Batubara muda, terbentuk dari maseral liptinit yang berasal dari spora, biji-bijian, dan

alga. Lokasi terbentuknya berada di bawah batubara tua pada dataran delta. Nilai HI

batubara muda hampir sama dengan nilai HI dari batubara tua.

Lapisan batubara yang dianalisis bertindak sebagai marker Z5, Z5-4, dan Z5-8 pada

Pulau Layangan-Bukuan. Lapisan batubara Z5, Z5-4, dan Z5-8 memiliki pelamparan

yang luas baik di kompartemen utara maupun kompartemen selatan. Pada penelitian

ini lapisan batubara yang dianalisis hanya pada kompartemen utara saja.

Lapisan batubara Z5, Z5-4, dan Z5-8 memiliki bentuk dan morfologi antiklin.

Batubara Z5 berada pada kedalaman 1572 - 1889 m. Batubara Z5-4 berada pada

kedalaman 1647 – 1960 m. Batubara Z5-8 berada pada kedalaman 1686 – 2006 m.

Formasi pembawa lapisan batubara Z5, Z5-4, dan Z5-8 adalah Formasi Balikpapan.

Formasi Balikpapan terdiri dari perselingan antara batulempung lanauan berwarna

abu-abu kecoklatan, batupasir kuarsa berbutir halus-kasar bersisipan tufa,

batulempung (dominan pada bagian atas Formasi Balikpapan), dan sisipan lapisan

batubara. Formasi Balikpapan diperkirakan mempunyai kisaran umur Miosen Awal

hingga Pliosen (Atmawijaya dan Ratman, 1990).

Berdasarkan kesamaan formasi pembawa lapisan batubara, hasil studi literatur

penelitian-penelitian terdahulu menyatakan bahwa lapisan batubara Z5, Z5-4, dan Z5-

8 termasuk dalam tingkat sub-bituminus, memiliki kandungan sulfur 0,10 – 3,92%,

kandungan abu 1,50 – 16,65%, kalori 4300 - 7263 kcal/kg, kadar kelengasan 3,00 –

28


23,5%, zat terbang 35 - 50%, karbon padat 30 - 49%, reflektansi vitrinit 0,36 – 0,80%,

permeabilitas 1,7695 – 15,8000 x 10-9 cm/det, dan densitas 1,2 – 1,3 g/cm3.

Lapisan batubara Z5 memiliki ketebalan semu 0,55 - 2,44 m. Lapisan batubara Z5

teridentifikasi pada 65 sumur. Lapisan batubara Z5-4 memiliki ketebalan semu 0,70 -

2,89 m. Lapisan batubara Z5-4 teridentifikasi pada 75 sumur. Lapisan batubara Z5-8

memiliki ketebalan semu 0,64 - 5,56 m. Lapisan batubara Z5-8 teridentifikasi pada 71

sumur.

4.2. Inventarisasi Lapisan Batubara Z5, Z5-4, dan Z5-8

4.2.1. Korelasi

Korelasi merupakan langkah yang sangat penting dan mendasar dalam

pemetaan bawah permukaan. Ciri-ciri log lapisan batubara digunakan

sebagai acuan untuk membuat fasies. Pembuatan fasies berguna untuk

mempermudah korelasi dan meminimalisasi kesalahan interpretasi.

Fasies tersebut diset pada tempelates facies dalam PETREL (gambar

4.2). Kemudian dilakukan pembuatan log discrete pada tools calculator

menggunakan nilai sodetan data rekaman lubang bor dan kode fasies

yang telah diset (gambar 4.3). Log discrete akan menampilkan fasies

baru dalam dua nilai, batubara dan bukan batubara (gambar 4.4). Hal ini

akan mempermudah dalam penentuan dan pengidentifikasian litologi

batubara.

Gambar 4.2. Penataan fasies pada PETREL 2005.

29


Gambar 4.3. Pembuatan log discrete pada tools calculator.

Korelasi bertujuan untuk menentukan unit struktur atau stratigrafi yang

memiliki kesamaan waktu atau posisi stratigrafi. Data yang digunakan

untuk korelasi berupa data rekaman lubang bor, dengan komposisi sinar

gamma (GR), resistivitas (RT), neutron (NPHI), dan densitas (RHOB).

Suatu unit log stratigrafi menggambarkan suatu siklus pengendapan yang

khas di suatu lingkungan pengendapan.

Gambar 4.4. Log discrete batubara dan bukan batubara hasil perhitungan sodetan

data rekaman lubang bor.

30


Secara umum, korelasi dilakukan dengan tujuan:

• Merekonstruksi kondisi geologi bawah permukaan (struktur dan

stratigrafi) serta mengetahui penyebaran lateral maupun vertikal

suatu lapisan.

• Merekonstruksi paleogeografi daerah telitian pada waktu geologi

tertentu.

• Menafsirkan kondisi geologi yang mempengaruhi pembentukan

suatu lapisan.

• Menyusun sejarah geologi daerah telitian.

Setiap titik pengambilan (picking) memiliki nilai kedalaman, baik True

Vertical Depth (TVD), True Vertical Depth Subsurface (TVD-SS),

maupun Measured Depth (MD). Nilai kedalaman ini kemudian

diinterpolasikan menjadi suatu struktur kedalaman.

Korelasi menggunakan software PETREL 2005 dilakukan pada bagian

well section window. Setiap membuat suatu korelasi, sumur-sumur yang

akan dikorelasi, dipilih pada tabel input data. Pada daerah penelitian

dilakukan korelasi sebanyak 9 buah, terdiri dari dua korelasi utama

berarah utara-selatan dan barat-timur, serta tujuh korelasi tambahan

(gambar 4.5).

Pembuatan korelasi diawali dengan menentukan marker. Marker

berfungsi sebagai pegangan dan petunjuk dalam korelasi. Marker

memiliki sifat hamparan yang luas dan dapat dikenali hampir di semua

daerah. Lapisan batubara merupakan salah satu lapisan yang biasa

dipakai sebagai marker. Oleh karena itu korelasi lapisan batubara pada

daerah penelitian dilakukan sekaligus sebagai korelasi marker. Gambar

4.6 menunjukkan korelasi lapisan batubara Z5, Z5-4, dan Z5-8 pada

penampang geologi C-C’.

31


Gambar 4.5. Jalur korelasi yang dibuat di daerah penelitian.

32


Top Coal R5tom Coal R5

p Coal R5-0m Coal R5-0





SSTVD

1625

1650

1675

1700

1725

1750

1775

1800

1825

1835

1616

0.00 150.00GR

Non-CoalNon-Coal

Non-CoalNon-Coal

Non-Coal

Non-Coal

BTBR 0.20 200.00RT0.60 0.00NPHI1.70 2.70RHOB

Top Coal R5-4 Bottom Coal R5-4

Top Coal R5 Bottom Coal R5





H-S-1-D_Target3000 [SSTVD]SSTVD

1625

1650

1675

1700

1725

1750

1775

1800

1825

1835

1616

0.00 150.00GR

Non-CoalNon-Coal

Non-CoalNon-Coal

Non-CoalNon-Coal

Non-Coa

BTBR 0.20 200.00RT0.60 0.00NPHI1.70 2.70RHOB





Top Coal R5-8

Bottom Coal R5-8

H-J-424_Target3000 [SSTVD]SSTVD

1625

1650

1675

1700

1725

1750

1775

1800

1825

1835

1616

0.00 150.00GR

Non-C

oalN

on-Coal

Non-Coal

Non-Coal

BTBR 0.20 200.00RT0.60 0.00NPHI1.70 2.70RHOB




Top Coal R5-8

Bottom Coal R5-8

H-J-525_Target3000 [SSTVD]

Top Coal R5Bottom Coa



Top Coal R5

Bottom Coa

lapisan batubara Z5

lapisan batubara Z5-4

lapisan batubara Z5-8

Gambar 4.6. Korelasi lapisan batubara Z5, Z5-4, dan Z5-8 pada penampang geologi C-C’.

4.2.2. Pemetaan Bawah Permukaan

Peta struktur bawah permukaan menggambarkan lapisan-lapisan dalam

3D. Peta ini dibangun berdasarkan korelasi data rekaman lubang bor,

sehingga korelasi yang akurat akan membentuk suatu peta bawah

permukaan yang realistis. Tujuan utama membangun peta struktur bawah

permukaan adalah untuk perhitungan volume, desain sumur, dan

menentukan letak sumur produksi. Horison – horison yang dibentuk akan

membangun sebuah model 3D yang telah dikonversikan dengan

kedalaman, interpretasi zona, dan perlapisan batuan bawah permukaan.

Untuk dapat membuat model horison bawah permukaan, data titik

pengambilan pada korelasi harus diubah terlebih dahulu menjadi data

titik kedalaman (gambar 4.7). Pembuatan horison sangat dipengaruhi

oleh korelasi yang telah dibuat sebelumnya. Kemudian model peta

struktur bawah permukaan dibuat dengan menu make/edit surface, data

33


masukan adalah data titik kedalaman hasil konversi dari titik

pengambilan korelasi (gambar 4.8). Agar bentukan kontur memiliki pola

sesuai dengan bentuk antiklin di Pulau Layangan-Bukuan, maka

digunakan horizon marker Z4-3 sebagai pola.

Gambar 4.7. Konversi data korelasi menjadi data titik kedalaman.

Berbagai pilihan algoritma dapat disimulasikan dalam pemetaan horison

guna mendapatkan hasil terbaik, misalnya algoritma interpolasi

konvergen, kriging, kurva minimum, dan lain sebagainya. Penataan

algoritma dapat menunjukkan berbagai kualitas algoritma. Algoritma

yang digunakan dalam permodelan ini adalah interpolasi konvergen,

karena menunjukkan konsistensi di setiap horison. Hasil eksekusi dari

operasi horison akan membentuk lapisan-lapisan horison struktur

kedalaman 3D.

34


Gambar 4.8. Pembuatan horison menggunakan menu make/edit surface.

Permasalahan yang mungkin dihadapi saat membuat horison adalah

adanya tumpang tindih antarhorison yang saling memotong dan tidak

sesuai dengan korelasi (kronostratigrafi) serta permukaan yang kurang

halus. Untuk mengatasi hal tersebut, diperlukan perbaikan horison untuk

mengoreksi peta bawah permukaan tersebut (gambar 4.9). Perbaikan

horison struktur kedalaman dapat dilakukan dengan 4 cara, yaitu

menambahkan nilai kedalaman, mengurangi nilai kedalaman,

memberikan besaran nilai kedalaman, serta teknik pick and drag nilai

kedalaman.

35


Gambar 4.9. Perbaikan horison struktur kedalaman.

Aplikasi operations smooth akan memperhalus kontur struktur

kedalaman dengan cara mengatur iterasi dan filternya sampai

mendapatkan hasil yang optimal. Semua horison ditata konsisten dengan

pilihan truncate above sehingga tidak ada horison yang tumpang tindih.

Hasil eksekusi horison–horison ini memperlihatkan lapisan-lapisan

struktur kedalaman yang terlipat membentuk antiklin.

Setelah struktur kedalaman puncak lapisan batubara terbentuk, perlu

dibuat peta fasies lapisan batubara. Peta fasies lapisan batubara

menggambarkan penyebaran ketebalan semu batubara (isochore) dan

kondisi geologi saat batubara tersebut diendapkan. Kemudian peta fasies

ini digabung dengan peta struktur kedalaman puncak lapisan untuk

mendapatkan peta struktur kedalaman alas lapisan yang lebih akurat.

Gambar 4.10, 4.11, dan 4.12 menunjukkan peta struktur kedalaman

puncak (top) lapisan batubara Z5, Z5-4, dan Z5-8. Gambar 4.13, 4.14,

dan 4.15 menunjukkan peta kesamatebalan semu (isochore) lapisan

batubara Z5, Z5-4, dan Z5-8. Gambar 4.16, 4.17, dan 4.18 menunjukkan

peta struktur kedalaman 3D alas (bottom) lapisan batubara Z5, Z5-4, dan

Z5-8.

36


Gambar 4.10. Peta struktur kedalaman puncak lapisan batubara Z5.

37


Gambar 4.11. Peta struktur kedalaman puncak lapisan batubara Z5-4.

38


Gambar 4.12. Peta struktur kedalaman puncak lapisan batubara Z5-8.

39


Gambar 4.13. Peta kesamatebalan lapisan batubara Z5.

40


Gambar 4.14. Peta kesamatebalan lapisan batubara Z5-4.

41


Gambar 4.15. Peta kesamatebalan lapisan batubara Z5-8.

42


Gambar 4.16. Peta struktur kedalaman 3D alas lapisan batubara Z5.

Gambar 4.17. Peta struktur kedalaman 3D alas lapisan batubara Z5-4.

43


Gambar 4.18. Peta struktur kedalaman 3D alas lapisan batubara Z5-8.

Peta fasies lapisan batubara dibuat dengan data kesamatebalan hasil titik

pengambilan puncak dan alas lapisan batubara dalam korelasi. Untuk

memberi aspek geologi pada peta fasies, maka dibuat batasan nilai

kontur nol (0) agar mendapatkan bentuk fasies yang menggambarkan

kondisi geologi pengendapan batubara.

4.2.3. Perhitungan Volume

Peta struktur kedalaman puncak dan alas lapisan batubara yang telah jadi

perlu dilakukan teknik gridding agar dapat dihitung volumenya. Karena

daerah penelitian tidak memiliki data sesar, maka gridding yang

dilakukan cukup menggunakan metode simple gridding (gambar 4.19).

Setelah gridding selesai dilakukan, maka untuk menghitung volume

batubara di daerah penelitian dilakukan operasi dengan menu volume

calculation sebagai tahap akhir (gambar 4.20).

44


Gambar 4.19. Metode simple gridding untuk lapisan batubara Z5.

Gambar 4.20. Perhitungan volume batubara lapisan Z5.

Perhitungan volume lapisan batubara menggunakan software PETREL

2005 menghasilkan nilai volume 7,3 x 106 m3 untuk lapisan batubara Z5,

13,0 x 106 m3 untuk lapisan batubara Z5-4, dan 13,8 x 106 m3 untuk

lapisan batubara Z5-8.

45


4.3. Potensi Gas Metana Lapisan Batubara Z5, Z5-4, dan Z5-8

4.3.1. Kualitas Batubara

Nilai properti batubara dapat diketahui dengan analisis laboratorium.

Properti batubara dapat digolongkan menjadi 4 kategori, yaitu analisis

proksimat, analisis ultimat, analisis petrografi, dan analisis kandungan

abu (Cahyono, 2006).

Tabel 4.1. Berbagai analisis laboratorium untuk mengetahui properti batubara. (Cahyono, 2006)

Informasi Kualitas Lapisan Batubara (Analisis Proksimat) Informasi Kualitas Lapisan Batubara (Analisis Ultimat)

Yaitu analisis berdasarkan: as received – proksimat Yaitu analisis berdasarkan kimiawi, meliputi :

FM : Free Moisture 1. Kandungan C (%) Carbon

TM : Total Moisture 2. Kandungan H (%) Hidrogen

M : Mositure 3. Kandungan O (%) Oksigen

IM : Inherent Moisture 4. Kandungan N (%) Nitrogen

VM : Volatile Matter 5. Kandungan St (%) Sulfur Total

ASH : Abu

FC : Fixed Carbon

ST : Sulfur Total

CV : Calorivic Value

SG : Specific Gravity

Informasi Lapisan Batubara (Analisis Abu) Informasi Kualitas Batubara (Analisis Petrografi)

Yaitu analisis berdasarkan kimiawi, meliputi : Yaitu analisis dibawah mikroskop, meliputi kandungan:

1. Kandungan SiO2 (%) 1. Vitrinit Refelektan (%)

2. Kandungan Al2O3 (%) 2. Vitrinit (%)

3. Kandungan Fe2O3 (%) 3. Liptinit (%)

4. Kandungan CaO (%) 4. Inertinit (%)

5. Kandungan MgO (%) 5. Mineral Matter (%)

6. Kandungan MnO (%) 6. Pirit (%)

7. Kandungan TiO2 (%) 7. HGI (Hardgrove Grindability Index)

8. Kandungan Na2O (%) 8. SG (Specific Gravity)

9. Kandungan K2O (%) 9. Swl (Swelling Index)

10. Kandungan FeO (%) 10. Titk Leleh Abu (%)

11. Kandungan P2O5 (%)

12. Kandungan SO3 (%)

13. Kandungan BaO (%)

14. Kandungan Cr2O3 (%)

Data kualitas batubara untuk lapisan Z5, Z5-4, dan Z5-8 didapat dari

berbagai literatur dikarenakan belum terdapat data analisis laboratorium

yang mengukur properti batubara Pulau Layangan-Bukuan.

46


Tabel 4.2. Properti batubara Formasi Balikpapan.

(Ibra

him

, 200

5)

Dae

rah

Kuta

i Ti

mur

3,

28 –

5,2

1%

± 4,

19 %

(adb

) 0,

11 –

0,1

8 %

±

0,15

% (a

db)

5245

– 5

665

kal/g

r ±

5540

kal

/gr

Sour

ce

Ran

k A

sh C

onte

nt

Bel

eran

g (S

) K

alor

i (C

V)

Moi

stur

e VM

Pe

rmea

bilit

as (k

) Fi

xed

c Vr

o R

HO

B

(ESD

M, 2

006)

D

aera

h Ku

tai

Bar

at

Sub-

bitu

min

ous

5

– 12

%

0,1

– 1,

5 %

43

00 –

640

0 kc

al/K

g 5

– 15

%

35 –

50

%

30

– 4

9 %

(Ibra

him

, 200

6)

Dae

rah

Loa

Lepu

1,54

– 1

6,65

%

0,19

– 3

,92%

55

04 –

683

2 ka

l/gr

Up

to 7

005

kal/g

r

1,

58

x 1

0-8 c

m/d

et

1,76

95 x

10-9

cm

/det

2,

5185

x 1

0-9 c

m/d

et

2,60

72 x

10-9

cm

/det

(Sum

aatm

adja

, 20

06)

Cek

unga

n Ku

tai

Sub-

bitu

min

ous

B 2,

64 %

1,

06 %

59

95 k

al/g

r 10

,32

%

0,

36

Kal

tim P

rima

Coa

l (s

eam

Prim

a,

2006

) D

aera

h Sa

ngat

ta

4

% (a

db)

0,5

(adb

) 68

00 k

kal/

9 %

(arb

) 39

% (a

db)

49

%

Kal

tim P

rima

Coa

l (s

eam

Pin

ang,

20

06)

Dae

rah

Sang

atta

7

% (a

db)

0,4

(adb

) 62

00 k

kal/K

g 13

% (a

rb)

37 %

(adb

)

45,5

%

Kal

tim P

rima

Coa

l (s

eam

Mel

awan

, 20

06)

Dae

rah

Sang

atta

2,

5 %

0,

2 %

50

50 –

575

0 kk

al/K

g 18

- 23

,5 %

38

%

41

,5 %

(ESD

M, 2

005)

D

aera

h Lo

a Ja

nan

1,

5 –

13,3

0 %

0,

17 –

3,3

%

5763

– 6

122

Kcal

/Kg

5,0

– 19

,70

%

36,2

5 -

42,9

6 %

39,2

7 -

44,7

9 %

1,3

g/cm

3

(ESD

M, 2

006)

D

aera

h Ku

tai

Tim

ur

3-

7 %

0.

33 –

2.3

7 %

62

84 –

726

3 Kc

al/K

g 3

-13

%

40 -

47%

39 -

49 %

1,3

g/cm

3

(PT

UG

U, 2

004)

D

aera

h Ku

tai

Bar

at

2,

5 %

2,

52 %

61

00 K

cal/K

g 12

,5 –

14,

2 %

40

,6 %

44,4

%

0,5

– 0,

8 1,

2 g/

cm3

Min

imum

Su

b-bi

tum

inou

s 1,

50 %

0,

10 %

4300

,00

Kca

l/Kg

3 %

35,0

0 %

1,

7695

x 1

0-9 c

m/d

et

30,0

00 %

0,36

1,

20 g

/cm

3 M

aksi

mum

Su

b-bi

tum

inou

s 16

,65

%

3,92

%72

63,0

0 K

cal/K

g 23

,5 %

50,0

0 %

15

,800

0 x

10-9

cm

/det

49

,000

%0,

80

1,30

g/c

m3

47


Data properti batubara yang diambil dari berbagai literatur merupakan

data properti batubara untuk Formasi Balikpapan, yang merupakan

formasi pembawa batubara untuk lapisan batubara Z5, Z5-4, dan Z5-8.

Data yang dikumpulkan kemudian dirata-ratakan sebagai perkiraan nilai

properti untuk lapisan batubara Z5, Z5-4, dan Z5-8 dengan asumsi

lapisan batubara tersebut berada pada formasi pembawa batubara yang

sama dan lokasi yang berdekatan.

4.3.2. Parameter Langmuir

Terdapat dua parameter dalam kurva Langmuir isotermal, yaitu volume

Langmuir dan tekanan Langmuir. Volume Langmuir merupakan volume

gas maksimal yang dapat diserap sampai perubahan tekanan tidak lagi

mempengaruhi kapasitas penyerapan (gambar 4.21). Tekanan Langmuir

merupakan tekanan pada saat setengah volume Langmuir (gambar 4.22).

Parameter Langmuir didapat dari hasil analisis laboratorium pada

batubara. Analisis laboratorium dilakukan dengan menginjeksikan gas

metana murni ke dalam batubara sampai tercapai volume Langmuir.

Selama proses tersebut berlangsung, perubahan tekanan yang meningkat

dicatat dan didapatkan tekanan Langmuir pada saat volume gas metana

yang terserap sama dengan setengah volume Langmuir.

Reservoir Pressure Psi

Gas

Con

ten

t

Langmuir Volume(Saturated MonolayerVolume)

Gambar 4.21. Kurva Langmuir dan parameter volume Langmuir.

48


Nilai parameter Langmuir dapat diperkirakan dari nilai properti batubara.

Volume Langmuir mempunyai hubungan langsung dengan nilai

reflektansi vitrinit (Reeves dkk, 2005). Semakin tinggi nilai reflektansi

vitrinit semakin tinggi pula nilai volume Langmuir. Semakin tinggi nilai

refleksi vitrinit semakin tinggi pula peringkat batubara, yang

mengindikasikan semakin besar kemampuan batubara untuk menyerap

gas dan semakin besar nilai volume Langmuir. Gambar 4.23

menunjukkan grafik volume Langmuir terhadap refleksi vitrinit. Tekanan

Langmuir dapat diperkirakan dari nilai refleksi vitrinit, akan tetapi tidak

mempunyai hubungan langsung seperti halnya volume Langmuir.

Reservoir Pressure Psi

Gas

Con

ten

t

Langmuir Pressure(Pressure at ½ of

Langmuir Volume)

½ of Langmuir Vol.

½ of Langmuir Vol.

Gambar 4.22. Kurva Langmuir dan parameter tekanan Langmuir.

Gambar 4.23. Grafik volume Langmuir terhadap nilai refleksi vitrinit.

(Reeves dkk, 2005)

49


Rasio kapasitas penyerapan N2/CH4 dan CO2/CH4 merupakan fungsi dari

refleksi vitrinit (gambar 4.24 dan 4.25). Semakin tinggi nilai rasio

kapasitas penyerapan N2, maka semakin tinggi tingkat batubara dan

semakin besar nilai refleksi vitrinit. Akan tetapi pada CO2, semakin besar

nilai refleksi vitrinit akan semakin rendah nilai rasio kapasitas

penyerapannya. Rasio kapasitas penyerapan juga merupakan fungsi dari

tekanan langmuir, sehingga tekanan Langmuir dapat diprediksi dari nilai

rasio kapasitas penyerapan N2/CH4 dan CO2/CH4 yang merupakan fungsi

dari refleksi vitrinit (gambar 4.26).

Gambar 4.24. Grafik rasio N2/CH4 terhadap nilai refleksi vitrinit.

(Reeves dkk, 2005)

Gambar 4.25. Grafik rasio CO2/CH4 terhadap nilai refleksi vitrinit.

(Reeves dkk, 2005)

50


Gambar 4.26. Grafik rasio CO2/CH4 dan N2/CH4 terhadap tekanan Langmuir.

(Reeves dkk, 2005)

Parameter Langmuir untuk lapisan batubara pada Formasi Balikpapan

dapat diprediksi dari nilai refleksi vitrinit. Volume Langmuir diprediksi

langsung dari grafik volume Langmuir terhadap refleksi vitrinit (gambar

4.27). Tekanan Langmuir diprediksi melalui rasio N2/CH4 dan CO2/CH4

terhadap refleksi vitrinit (gambar 4.28 dan 4.29).

Langmuir Volume vs. Vitrinite reflectance

y = 662x + 62,022R2 = 0,9207

0

200

400

600

800

1000

1200

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6

Vitrinit Reflectance (Vro)

Lang

mui

r V

olum

e (s

cf/to

n)

Series1Linear (Series1)

Gambar 4.27. Grafik volume Langmuir terhadap refleksi vitrinit untuk CH4.

51


Gambar 4.28. Plot rasio CO2/CH4 lapisan batubara Formasi Balikpapan.

Gambar 4.29. Plot rasio N2/CH4 lapisan batubara Formasi Balikpapan.

Rvo = Refleksi vitrinit

VL = Volume Langmuir (scf/ton)

PL = Tekanan Langmuir (psia)

P N2/CH4 = Tekanan Langmuir berdasarkan rasio N2/CH4 (psia)

P CO2/CH4 = Tekanan Langmuir berdasarkan rasio CO2/CH4 (psia)

Tabel 4.3. Parameter Langmuir lapisan batubara Formasi Balikpapan.

Rvo VL

(scf/ton) PL

(psia) P N2/CH4 (psia) P CO2/CH4 (psia) Minimum 0,36 300,342 200 200 Maksimum 0,80 591,622 1070 940 1200

52


4.3.3. Tekanan Lapisan Batubara

Tekanan merupakan hal yang penting dalam proses penyerapan gas

metana dalam batubara. Oleh karena itu tekanan lapisan batubara perlu

diketahui untuk menghitung potensi gas metana batubara yang

dikandung. Tekanan lapisan sangat dipengaruhi oleh kedalaman.

Semakin dalam suatu lapisan semakin besar pula tekanan lapisan

tersebut.

Tekanan lapisan sebagian besar dipengaruhi oleh tekanan akibat beban

sedimentasi yang merupakan fungsi dari kedalaman. Tekanan lapisan

batubara yang dihitung pada daerah penelitian merupakan tekanan yang

dipengaruhi oleh tekanan atmosfer, gradien tekanan, dan kedalaman

lapisan.

Pr = 14,695 + (1,42 x h)

Pr = Tekanan lapisan (psia)

14,695 = Tekanan atmosfer (1 atm = 14,695 psia)

1,42 = Konstanta gradien tekanan (psia/m)

h = Kedalaman lapisan (m)

Tabel 4.4. Tekanan dan kedalaman lapisan batubara Z5, Z5-4, dan Z5-8.

Kedalaman Tekanan

Z5 Minimum 1572,76 2248,014Maksimum 1889,83 2698,254

Z5-4 Minimum 1647,54 2354,202Maksimum 1960,7 2798,889

Z5-8 Minimum 1686,91 2410,107Maksimum 2006,23 2863,542

4.3.4. Kandungan Gas

Kandungan gas adalah volume gas maksimum yang dapat diserap oleh

batubara. Semakin tinggi tingkat batubara semakin besar pula nilai

kandungan gas. Kandungn gas dipengaruhi oleh properti batubara

53


(kandungan abu dan kadar kelengasan), parameter langmuir, dan tekanan

lapisan.

Gc = ((Vl x Pr) / (Pl + Pr)) (1 – Aci – Mce)

Gc = Kandungan gas (scf/ton)

Vl = Volume Langmuir (scf/ton)

Pl = Tekanan Langmuir (psia)

Pr = Tekanan lapisan (psia)

Aci = Kandungan abu

Mce = Kadar kelengasan

Tabel 4.5. Kandungan gas metana lapisan batubara Z5, Z5-4, dan Z5-8.

Vl Pl Pr Aci Mce Gc

Z5 Minimum 300,342 200 2698,254 0,1665 0,235 167,3503 Maksimum 591,622 1070 2248,014 0,0154 0,05 374,6200

Z5-4 Minimum 300,342 200 2798,889 0,1665 0,235 167,7666 Maksimum 591,622 1070 2354,202 0,0154 0,05 380,1495

Z5-8 Minimum 300,342 200 2863,542 0,1665 0,235 168,0196 Maksimum 591,622 1070 2410,107 0,0154 0,05 382,9251

4.3.5. Potensi Gas Metana

Potensi gas metana dipengaruhi oleh volume batuan, densitas batuan,

dan kandungan gas lapisan batubara. Potensi gas metana perlu dicek

melalui analisis laboratorium. Analisis laboratorium akan memberikan

nilai kandungan gas sebenarnya dalam lapisan batubara melalui proses

desorpsi.

Nilai kandungan gas hasil analisis laboratorium akan menentukan posisi

titik kritis pada kurva Langmuir sorption isotherm (gambar 4.30). Titik

kritis adalah titik pada saat gas metana mulai terdesorpsi dari batubara.

Titik kritis memberikan nilai tekanan yang harus dicapai untuk mulai

memproduksi gas metana dan nilai kandungan gas ketika awal produksi.

54


Titik kritis akan mempengaruhi cara dan teknik eksploitasi gas metana

dalam batubara.

Analisis laboratorium juga memberikan nilai kandungan gas yang tersisa

setelah proses desorpsi. Kandungan gas yang tersisa kemudian diplot

pada kurva Langmuir sorption isotherm. Hasil plot kandungan gas tersisa

dapat digunakan untuk memperkirakan nilai recovery factor lapisan

batubara.

Gambar 4.30. Contoh kurva Langmuir sorption isotherm.

(Zuber, 2000)

GIP = V x RHOB x Gc

GIP = Potensi gas (scf)

V = Volume lapisan (m3)

RHOB = Densitas batuan (g/cm3)

Gc = Kandungan gas (scf/ton)

Tabel 4.6. Potensi gas metana lapisan batubara Z5, Z5-4, dan Z5-8.

V RHOB Gc GIP (Bcf)

Z5 Minimum 7284515 1,2 167,3503 1,46 Maksimum 7284515 1,3 374,62 3,54

55


Z5-4 Minimum 13071748 1,2 167,7666 2,63 Maksimum 13071748 1,3 380,1495 6,45

Z5-8 Minimum 13824713 1,2 168,0196 2,78 Maksimum 13824713 1,3 382,9251 6,88

56

BAB IV INVENTARISASI DAN POTENSI GAS METANA ... tumpang tindih antarhorison yang saling memotong dan...

Documents

Transcript of BAB IV INVENTARISASI DAN POTENSI GAS METANA ... tumpang tindih antarhorison yang saling memotong dan...