Aplikasi Bakteri Metanotrof Pada Lahan an Dalam Mereduksi Gas Metana
Buku Gas Metana Batubara
Transcript of Buku Gas Metana Batubara
-
7/22/2019 Buku Gas Metana Batubara
1/143
ISBN : 978-979-8218-26-2
2012
-
7/22/2019 Buku Gas Metana Batubara
2/143
Gambar Sampul
Pilot Project Sumur GMB Lapangan Rambutan, Sumatera Selatan
-
7/22/2019 Buku Gas Metana Batubara
3/143
ISBN : 978-979-8218-26-2
-
7/22/2019 Buku Gas Metana Batubara
4/143
Gas Metana Batu bara Energi Baru untuk Rakyat i
PENGANTAR
Saat ini pemerintah Indonesia terus berupaya untuk memenuhi
kebutuhan akan energi gas nasional yang terus meningkat secara
signifikan. Peningkatan ini terutama disebabkan oleh tingginya
permintaan di sektor industri, serta tuntutan untuk menggunakan energi
ramah lingkungan manjadikan gas sebagai sumber energi yang paling
kompetitif. Kenyataan ini mendorong pemerintah secara intensif mencari
dan mengembangkan sumber gas alternatif. Salah satu potensi sumber
gas alternatif adalah Gas Metana Batu bara (GMB) atau yang lebih
populer dikenal sebagai Coalbed Methane(CBM).
GMB tersebut memainkan peranan penting dalam bauran energi (Energy
Mix) Nasional sebagai sumber energi andalan dan bahan bakar fosil
yang bersih. Ke depan, GMB sebagai sumber energi baru diharapkan
dapat menjadi solusi alternatif terhadap kemungkinan kekurangan
pasokan energi listrik, karena keberadaannya yang cukup menjanjikan
khususnya di Sumatera dan Kalimantan. Sejalan dengan pengembangan
pengusahaan dan pemanfaatan GMB baik dalam penelitian maupun
lapangan, tentu tidak akan terlepas dengan kebutuhan informasi GMB
sebagai rujukan. Pengalaman dan pengetahuan LEMIGAS dalam
melaksanakan PilotProject GMB di lapangan Rambutan yang disusunmenjadi buku "Gas Metana Batu bara Energi Baru untuk Rakyat"
diharapkan dapat menjadi sumber informasi.
Dengan tersusunnya buku ini, saya menyampaikan penghargaan
dan ucapan terima kasih atas jerih payah yang telah dilakukan oleh
Bidang Afiliasi dan Informasi serta pihak terkait, semoga karya ini dapat
memberikan pemahaman mengenai potensi dan pemanfaatan GMB di
Indonesia.
Jakarta, Desember 2012
Kepala Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Minyak dan Gas Bumi LEMIGAS
Dra. Yanni Kussuryani, M.Si.
-
7/22/2019 Buku Gas Metana Batubara
5/143
ii Gas Metana Batu bara Energi Baru untuk Rakyat
PRAKATA
CBM (Coal Bed Methane) atau Gas Metana Batubara merupakan famili
gas alam dengan dominasi gas metana yang dihasilkan selama proses
pembatubaraan dan juga terperangkap dalam batubara. Gas metana
memiliki kadar kalori yang paling rendah dibandingkan gas alam lainnya
dan karena memiliki rantai atom tunggal sehingga menghasilkan gas
buang atau asap yang lebih sedikit. Dengan demikian lebih ramah
lingkungan dibandingkan gas lainnya.
Penelitian potensi GMB di Indonesia diawali dari studi kelayakandan potensi di cekungan Sumatera Selatan yang kemudian menjadi
proyek percontohan GMB di Lapangan Rambutan, Kabupaten Muara
Enim, Sumatera Selatan. Dengan jumlah cadangan sebesar 183 Tcf di
Cekungan Sumatera Selatan maka layak untuk dikaji sebagai proyek
percontohan dan unggulan serta diharapkan dapat menjadi inisiator
bisnis pengusahaan GMB di Indonesia. Penelitian kemudian difokuskan
pada penyelesaian sumur dan pelaksanaan dewatering. Kegiatan ini
merupakan pionir pengusahaan pengembangan GMB di Indonesia.
Proyek tersebut terus dilanjutkan dengan melakukan pemboran 5 sumur
uji CBM.
Dengan potensi GMB yang ada, maka produksi GMB dapat dimanfaatkan
menjadi energi listrik. Pada tahun 2010, Pemerintah mengeluarkan satu
kebijakan yang kemudian direspon oleh Dirjen Migas dengan GMB to
Power. Kebijakan ini sejalan dengan tujuan awal, yaitu pengembangan
GMB di Indonesia untuk meningkatkan rasio elektrifikasi nasional.
Pada tahun 2011, Puslitbangtek Minyak dan Gas Bumi LEMIGAS telah
menguji pemanfaatan gas untuk pembangkit listrik di sumur GMB 3 dan
4 dengan memasang generator berkapasitas 12 KVA dan listrik yang
dihasilkan sementara ini dipergunakan untuk penerangan lokasi. Hal ini
membuktikan juga bahwa GMB sudah siap untuk dimanfaatkan menjadi
energi listrik. Keberhasilan pembuktian gas dari proyek percontohanGMB telah mendorong bergeraknya industri untuk mengembangkan
sumber daya GMB.
-
7/22/2019 Buku Gas Metana Batubara
6/143
Gas Metana Batu bara Energi Baru untuk Rakyat iii
PUSAT PENELITIAN DAN PENGEMBANGANTEKNOLOGI MINYAK DAN GAS BUMI LEMIGAS
Heribertus Joko Kristadi
Gas metana batu bara : energi baru untuk rakyat/penulis, Heribertus Joko
Kristadi, Destri Wahyu Dati; penyunting Daru Siswanto. -- Jakarta : Pusat
Penelitian dan Pengembangan Teknologi Minyak dan Gas Bumi
LEMIGAS, 2012.
129 hlm. ; 24 cm.
Bibliografi: hlm. 129
ISBN 978-979-8218-26-2
1. Metana batu bara II. Judul. II. Destri Wahyu Dati III. Daru
Siswanto
665.772
Hak Cipta @ 2012 Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi
Minyak dan Gas Bumi LEMIGAS
-
7/22/2019 Buku Gas Metana Batubara
7/143
iv Gas Metana Batu bara Energi Baru untuk Rakyat
PENGARAHDra. Yanni Kussuryani, M.Si.
Penyunting
Ir. Daru Siswanto
Penulis
Drs. Heribertus Joko Kristadi, M.Si.Destri Wahyu Dati,S.Sos.
Narasumber
Ir. Eko Susanto
Ir. Panca Wahyudi S.
Ika Kaifiah, ST., MT.
Wiwien Winarsih, SH., M.Hum.
Ika Dianingtyas, SH.
-
7/22/2019 Buku Gas Metana Batubara
8/143
Gas Metana Batu bara Energi Baru untuk Rakyat v
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ...................................................................... i
PRAKATA ................................................................................... ii
ISBN ............ ............................................................................... ii i
PENGARAH ................................................................................ iv
DAFTAR ISI .................................................................................. v
BAB 1. PENDAHULUAN ............................................................. 1
BAB 2. GAS METANA BATUBARA SEBAGAI ENERGI
BARU ............................................................................... 5
2.1. Mengenal Gas Metana Batu bara ............................. 5
2.2. Reservoir Gas Metana Batu bara.............................. 7
2.3. Rekahan Batubara .................................................... 9
2.4. Produksi Gas Metana Batu bara ............................... 11
2.5. Kandungan Gas dalam Batu bara ............................ 15
BAB 3. PENGEMBANGAN GAS METANA BATU BARA .......... 19
3.1. Eksplorasi Gas Metana Batu bara ............................ 19
3.2. Perhitungan Cadangan Gas Metana Batu bara ........ 21
BAB 4. PENGEMBANGAN GAS METANA BATU BARA
DI BEBERAPA NEGARA ................................................. 25
4.1. Kanada . .................................................................... 25
4.2. Amerika Serikat. ........................................................ 26
4.3. Cina .......................................................................... 27
4.4. India .......................................................................... 28
BAB 5. PENGEMBANGAN GAS METANA BATU BARA
DI INDONESIA ................................................................ 31
5.1. Kajian Potensi GMB Cekungan Sumatera . .............. 32
5.2. Pilot Project Sumur GMB Lapangan Rambutan ....... 40
5.3. Pelaksanaan Proses Uji Produksi . ........................... 43
-
7/22/2019 Buku Gas Metana Batubara
9/143
vi Gas Metana Batu bara Energi Baru untuk Rakyat
5.4. Pemanfaatan GMB untuk Listrik ............................... 51
5.5. Hasil Pengamatan Air Terproduksi ............................ 54
BAB 6. KAJIAN KEEKONOMIAN PENGELOLAAN
GAS METANA BATU BARA ............................................ 61
6.1. Model Fiskal ............................................................. 61
6.2. Pemanfaatan GMB.................................................... 68
6.3. Perbandingan Harga GMB ........................................ 77
BAB 7. REGULASI PENGUSAHAAN GMB ................................ 85
7.1. Peraturan Perundangan Terkait . .............................. 85 7.2. Pengusahaan GMB .................................................. 88
7.3. Tata Cara Penetapan dan Penawaran Wilayah
Kerja GMB................................................................. 89
BAB 8. PEMANFAATAN GMB UNTUK PEMBANGKIT
LISTRIK RUMAH TANGGA ............................................. 91
8.1. Biaya Investasi Peralatan Pembangkitan
Listrik Berbasis GMB................................................. 93
8.2. Keekonomian Pembangkit Listrik berbasis GMB ...... 95 8.3. Perbandingan dan Evaluasi Harga Listrik
berbasis GMB ........................................................... 98
DAFTAR PUSTAKA ...................................................................... 101
DAFTAR FOTO ............................................................................. 103
DAFTAR LAMPIRAN.................................................................... 109
-
7/22/2019 Buku Gas Metana Batubara
10/143
Gas Metana Batu bara Energi Baru untuk Rakyat vii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Tahapan Proses Pembentukan Batu bara .............. 5
Gambar 2.2 Reservoir Gas Metana Batu bara ............................ 8
Gambar 2.3 Batuan Reservoir .................................................... 9
Gambar 2.4 Jenis dan Orientasi Cleatpada Batu bara .............. 10
Gambar 2.5 Skema Proses Keluarnya Gas Metana
dari Batubara ........................................................... 12
Gambar 2.6 Tiga Phase Kurva Produksi Air dan Gas ................. 13
Gambar 2.7 Diagram Sumur CBM .............................................. 14
Gambar 2.8 Volume Gas pada Batu bara Sebagai
Fungsi dari RankBatu bara .................................... 16
Gambar 2.9 Mekanisme Aliran Gas pada Reservoir
GMB ........................................................................ 17
Gambar 3.1 Kerapatan Titik Sumur pada Setiap
Tahapan Pengembangan GMB .............................. 21
Gambar 3.2 Bagan Pengukuran Kandungan GasMetana ................................................................... 22
Gambar 5.1 Potensi Cadangan GMB di Indonesia ..................... 31
Gambar 5.2 Peta Geologi Sumatera Selatan ............................. 33
Gambar 5.3 Peta FisiografiCekungan Sumatera
Selatan .................................................................... 33
Gambar 5.4 Peta Struktur Regional Sumatera Selatan
(Hutchinson, 1996; Williams and others,
1995; Moulds, 1989; an Bemmelen, 1949) .............. 35
Gambar 5.5 StratigrafiCekungan Sumatera Selatan
(Shell Team 1978) ................................................... 38
Gambar 5.6 StratigrafiDaerah Muaraenim dan
Sekitarnya (Sojitz , 2007) ........................................ 39
Gambar 5.7 Model Multy Layer Seam Sumur GMB .................... 41
-
7/22/2019 Buku Gas Metana Batubara
11/143
viii Gas Metana Batu bara Energi Baru untuk Rakyat
Gambar 5.8 Peta Lokasi Sumur GMB dengan Pola
Five Spot ................................................................. 42
Gambar 5.9 Pemboran Sumur GMB Lapangan
Rambutan ................................................................ 43
Gambar 5.10 Skema Proses Uji Produksi GMB ........................... 44
Gambar 5.11 Fasilitas Produksi Sumur CBM-1 ............................ 45
Gambar 5.12 Fasilitas Sumur CBM 2 ........................................... 46
Gambar 5.13 Fasilias Sumur CBM 3 ............................................ 48
Gambar 5.14 Fasilitas Sumur CBM-4 .......................................... 49
Gambar 5.15 Fasilitas Sumur CBM-5 ........................................... 50
Gambar 5.16 Generator Gas di Sumur CBM-3 dan 4 ................... 53
Gambar 5.17 Separator Sederhana di Sumur GMB ..................... 54
Gambar 6.1 Profil Biaya Investasi ............................................... 63
Gambar 6.2 Profil Biaya O&M..................................................... 64
Gambar 6.3 Profil Produksi GMB ................................................ 64
Gambar 6.4 Profil NPV terhadap Tingkat Diskonto ..................... 66
Gambar 6.5 Sensitivitas IRR....................................................... 66
Gambar 6.6 Sensitivitas NPV ...................................................... 67Gambar 6.7 Biaya Transportasi Gas Bumi dengan
Menggunakan Pipa dan Tanker LNG ...................... 75
Gambar 6.8 Diargram Sensitivitas untuk Proses LNG ................ 79
Gambar 6.9 Diagram Sensitivitas untuk Transportasi
LNG ......................................................................... 79
Gambar 6.10 Diargram Sensitivitas untuk Proses CNG ............... 81
Gambar 6.11 Diagram Sensitivitas untuk Transportasi
CNG ........................................................................ 81
Gambar 6.12 Diagram Sensitivitas untuk Proses Gas
Pipa ........................................................................ 82
Gambar 8.1 Perkembangan Konsumsi Listrik
Sumatera Selatan .................................................. 92
-
7/22/2019 Buku Gas Metana Batubara
12/143
Gas Metana Batu bara Energi Baru untuk Rakyat ix
Gambar 8.2 Alur Proses Pembangkitan Listrik dari
Gas GMB ............................................................... 93
Gambar 8.3 Persentase biaya ISBL ........................................... 94
Gambar 8.4 Analisis Sensitivitas terhadap Nilai IRR ................. 97
Gambar 8.5 Analisis Sensitivitas terhadap Nilai NPV ................ 98
Gambar 8.6 Perbandingan Harga Jual Listrik GMB
dengan Pasar dan Teknologi Lainnya .................... 99
-
7/22/2019 Buku Gas Metana Batubara
13/143
x Gas Metana Batu bara Energi Baru untuk Rakyat
DAFTAR TABEL
Tabel 5.1 Komposisi Gas dari Seam2 ....................................... 51
Tabel 5.2 Komposisi Gas dari Seam3 ....................................... 52
Tabel 5.3 Komposisi Gas dari Seam5 ....................................... 52
Tabel 5.4 Analisis Kimia Air Sumur CBM 1 ................................. 55
Tabel 5.5 Monitoring Produksi Sumur CBM 3 ............................. 56
Tabel 5.6 Analisis Kimia Air Sumur CBM 3 ................................. 57
Tabel 5.7 Monitoring Produksi Sumur CBM 4 ............................. 58
Tabel 5.8 Analisis Kimia Air Sumur CBM 4 ................................. 58
Tabel 5.9 Monitoring Produksi Sumur CBM 5 ............................. 59
Tabel 5.10 Analisis Kimia Air Sumur CBM 5 ................................. 59
Tabel 5.11 Hasil Pengujian Logam Berat Sumur GMB
Lapangan Rambutan .................................................. 60
Tabel 6.1 Hasil Simulasi pada Beberapa Model Fiskal ............... 65
Tabel 6.2 Indikator Keekonomian Proses dan
Transportasi LNG ........................................................ 71
Tabel 6.3 Asumsi Perhitungan CNG Plant .................................. 73
Tabel 6.4 Indikator Keekonomian Proses CNG Plant ................. 74
Tabel 6.5 Indikator Keekonomian Transportasi CNG ................. 74
Tabel 6.6 Asumsi Perhitungan untuk Jaringan
Perpipaan .................................................................... 76
Tabel 6.7 Indikator Keekonomian Proses Gas Pipa ................... 77
Tabel 6.8 Harga Jual Gas Tingkat Konsumen Akhir
untuk Masing-masing Opsi Moda
Transportasi Gas......................................................... 78
Tabel 8.1 Estimasi Biaya ISBL untuk Pembangkit
Microturbine................................................................ 94
Tabel 8.2 Estimasi Biaya OSBL untuk Pembangkit
Microturbine................................................................ 95
Tabel 8.3 Input Asumsi dan Hasil Simulasi Model
Keekonomian ............................................................. 96
-
7/22/2019 Buku Gas Metana Batubara
14/143
1Gas Metana Batu bara Energi Baru untuk Rakyat
BAB 1PENDAHULUAN
Pengelolaan kekayaan alam yang dimiliki Indonesia khususnya sumber
energi harus dilakukan secara tepat dan efisien untuk kelangsungan
persediaan energi nasional dalam jangka panjang. Minyak, gas bumi
dan batu bara merupakan energi fosil yang tidak terbarukan, oleh sebab
itu pemanfaatannya harus dilakukan secara hemat, sedangkan untuk
potensi energi terbarukan dan energi alternatif perlu dikembangkan dan
dioptimalkan pemanfaatannya. Sumber energi alternatif yang sudah
dikembangkan antara lain panas bumi (geothermal) untuk pembangkit
tenaga listrik dan biofuelyang berasal dari minyak nabati untuk bahan
bakar kendaraan bermotor.
Hingga saat ini, pemakaian energi minyak dan gas bumi masih menjadi
andalan untuk menggerakkan roda ekonomi baik pada skala industri
maupun rumah tangga. Namun demikian tingkat produksi minyak dan
gas bumi di Indonesia secara bertahap sudah mengalami penurunan,
sedangkan eksplorasi yang dilakukan untuk mendapatkan sumber
lapangan baru belum memperoleh hasil yang memuaskan. Sementara
itu, cadangan batu bara sebagai salah satu sumber energi fosil yanglain masih cukup melimpah, akan tetapi pemakaiannya masih terbatas
di kalangan industri. Di masa mendatang, kiranya tidak diragukan
lagi bahwa peran batu bara sebagai sumberdaya energi akan terus
meningkat sebagai konsekuensi makin meningkatnya pemakaian energi
baik untuk keperluan industri maupun rumah tangga.
Penambangan batu bara oleh perusahaan-perusahaan tambang batu
bara selama ini hanya dilakukan pada lapisan batu bara dipermukaan
(Open Pit Mining), sedangkan lapisan batu bara dalam (sub-surface
coal seams) masih belum termanfaatkan. Hal tersebut disebabkan
karena biaya penambangan batu bara dalam sangat mahal dan beresikotinggi. Oleh karena itu, perlu dikembangkan metode lain, yaitu dengan
mengekstrak gas metana yang terkandung di dalamnya yang disebut
Coalbed Methane(CBM) atau Gas Metana Batu bara (GMB) menjadi
sumber energi alternatif dan sebagai bahan baku industri.
-
7/22/2019 Buku Gas Metana Batubara
15/143
2 Gas Metana Batu bara Energi Baru untuk Rakyat
Hasil studi kelayakan yang dilakukan oleh Advanced ResourcesInternational, Inc, suatu perusahaan jasa konsultan dari Amerika Serikat,
menyatakan bahwa Indonesia memiliki potensi GMB cukup besar dengan
perkiraan cadangan 450 Tcf yang tersebar di dalam sebelas cekungan
batu bara yang sudah diketahui. Berdasarkan hasil studi tersebut,
tidak semua lapisan batu bara memiliki potensi GMB yang baik untuk
diproduksikan, akan tetapi dari tiga stimulasi hidrolika di sumur-sumur
CBM diperkirakan ketebalan rata-rata lapisan batu bara yang memiliki
potensi GMB mencapai 40 meter. Hal itu merupakan lapisan yang paling
tebal dan paling luas di dunia sebagai sasaran untuk pengembangan
GMB. Hasil studi tersebut masih perlu pembuktian dengan melakukaneksplorasi yang lebih intensif di daerah-daerah di seluruh Indonesia
yang memiliki cekungan batu bara.
Penelitian dan pengembangan untuk pemanfaatan GMB dimaksudkan
untuk meningkatkan cadangan energi nasional, disamping sumber
energi lain. Dalam jangka pendek penelitian potensi GMB di Indonesia
bertujuan untuk inventarisasi potensi cadangan dan peningkatkan
kemampuan sumber daya manusia, sehingga diharapkan menguasai
teknologi eksplorasi maupun produksinya. Sedangkan dalam jangka
panjang setelah produksi secara komersial, dapat menarik para investor
untuk penambangan GMB sehingga menjamin ketersediaan energinasional. Sebagai contoh, pengembangan GMB di Amerika Serikat yang
telah dilakukan sejak 25 tahun yang lalu, produksinya sekarang sudah
mencapai kurang lebih 10% dari total produksi gas negara tersebut yang
berasal lebih dari 12.000 sumur.
Berbeda dengan sumur-sumur migas konvensional yang memproduksi
minyak atau gas bumi dari lapisan batuan pasir atau karbonat yang
permeabilitasnya cukup besar. Gas metana yang diproduksikan dari
lapisan batu bara kemungkinan besar akan menghadapi banyak kendala
karena disamping permeabilitas batuannya yang kecil juga tekanan
gasnya rendah. Berdasarkan hasil penelitian Advanced Resources
International, Inc., permeabilitas batuan batu bara pada cekungan-
cekungan di Indonesia sangat rendah, yaitu antara 1 hingga 10 mili
Darcy, berbeda jauh dengan cekungan Powder River di Amerika Serikat
yang mencapai 100 hingga 1.000 mili Darcy. Kendala yang bersifat
alamiah tersebut tidak boleh menjadi hambatan dalam pengembangan
-
7/22/2019 Buku Gas Metana Batubara
16/143
3Gas Metana Batu bara Energi Baru untuk Rakyat
GMB di Indonesia, tetapi harus dijadikan sebagai tantangan yang
harus diatasi. Memang tidak mudah dan memerlukan waktu panjang
untuk dapat mengatasi berbagai kendala dalam pengembangan GMB,
namun dengan melibatkan berbagai disiplin ilmu yang saling berkaitan
diharapkan semua dapat teratasi.
Tidak hanya di Indonesia, di negara-negara lain yang sudah lebih dahulu
mengembangkan GMB tentu pada awalnya mereka juga menghadapi
banyak masalah sesuai dengan kondisi alam di masing-masing negara.
Namun, dengan tetap bekerja mengerahkan semua kemampuan yang
dimiliki, semua atau sebagian masalah sudah dapat diatasi. Oleh karena
itu, kita harus berusaha menyerap teknologi eksplorasi dan eksploitasiGMB dari negara lain yang lebih maju dan menerapkannya sesuai
dengan kondisi Indonesia.
Proyek pengembangan GMB adalah salah satu dari beberapa proyek di
lingkungan Kementerian Energi dan Sumber Daya Mineral (ESDM) yang
dinilai strategis untuk dilaksanakan sesuai dengan program pemerintah
untuk mendorong peningkatan ekonomi makro. Kebijakan pemerintah
yang menetapkan bahwa pada tahun 2011 di Indonesia sudah harus
mengalir gas metana yang ditindaklanjuti dengan Pilot Project GMB di
Lapangan Rambutan, Sumatera Selatan. Proyek ini selain diharapkan
dapat membantu pusat keunggulan di kawasan regional, juga sebagai
inisiator bisnis pengusahaan GMB di Indonesia. Terselenggaranya
proyek pengembangan GMB dengan baik akan tercapai dengan salah
satu sasaran strategi yakni meningkatkan litbang GMB yang berorientasi
pasar dan penguasaan iptek GMB yang pada dasarnya akan dapat
terciptanya kontribusi maksimal Badan Penelitian dan Pengembangan
ESDM dalam mendukung kebijakan sektor energi.
-
7/22/2019 Buku Gas Metana Batubara
17/143
4 Gas Metana Batu bara Energi Baru untuk Rakyat
-
7/22/2019 Buku Gas Metana Batubara
18/143
5Gas Metana Batu bara Energi Baru untuk Rakyat
BAB 2GAS METANA BATU BARA SEBAGAI ENERGI BARU
2.1. Mengenal GMB
Gas Metana Batu bara (GMB) atau Coalbed methane(CBM) adalah
gas bumi (hidrokarbon) dengan gas metana merupakan komposisi
utamanya yang terjadi secara alamiah dalam proses pembentukan
batu bara (coalification) dalam kondisi terperangkap dan terserap
pada lapisan batu bara. Proses terbentuknya GMB berasal dari
material organik tumbuhan tinggi, melalui beberapa proses kimiadan fisika (dalam bentuk panas dan tekanan secara menerus) yang
berubah menjadi gambut dan akhirnya terbentuk batu bara.
Selama berlangsungnya proses pemendaman dan pematangan,
material organik akan mengeluarkan air, CO2, gas metana dan
gas lainnya (Gambar 2.1). Selain melalui proses kimia, GMB da-
pat terbentuk dari aktivitas bakteri metanogenik dalam air yang
terperangkap dalam batu bara khususnya lignit. Kandungan gas
pada GMB sebagian besar berupa gas metana dengan sedikit gas
hidrokarbon lainnya dan gas non-hidrokarbon.
Gambar 2.1
Tahapan Proses Pembentukan Batu bara
-
7/22/2019 Buku Gas Metana Batubara
19/143
6 Gas Metana Batu bara Energi Baru untuk Rakyat
Reaksi kimia pembentukan batu bara adalah sebagai berikut:
Keberadaan gas metana pertama kali dikenal pada tambang batu
bara bawah tanah yang mengeluarkan gas berbahaya. Sebelum
tahun 1980-an, gas metana yang dihasilkan dari tambang batu
bara dikenal sebagai salah satu bahaya yang paling ditakuti oleh
para pekerja tambang bawah permukaan, karena jika terakumulasi
dan terbakar dapat menimbulkan ledakan yang membahayakan
keselamatan jiwa para pekerja tambang. Untuk menanggulangi
bahaya tersebut dilakukan pengaliran gas metana dari dalam
tambang ke udara bebas dengan sistem pipa ventilasi dan
pemompaan udara. Dalam sejarah dunia tambang batu bara,
penggunaan lubang pemboran vertikal untuk mengalirkan gas
metana dilakukan pertama kali pada tahun 1943 di daerah tambang
batu bara Mansfield Colliery.
Pengaliran gas metana ke udara bebas dapat meningkatkan
pemanasan global akibat gas rumah kaca selain terbuangnya
potensi energi gas secara percuma. Walaupun volume emisi gas
metana 3 kali lebih kecil dari gas karbon dioksida (CO2), namun
memiliki efek gas rumah kaca 21 kali lebih besar (Seinfeld and
Pandis, 2006). Penambangan batu bara diperkirakan menyumbang
9% dari emisi gas metana yang ada di udara.
Penelitian pemanfaatan dan produksi GMB pertama kali dilakukan
oleh Amerika Serikat pada tahun 1970-an dengan lokasi pilotprojectdi Cekungan Black Warrior Basin Alabama. Gas metana
yang diambil dari lapisan batu bara ini dapat digunakan sebagai
energi. Eksploitasi GMB tidak merubah kualitas matrik batu bara
bahkan menguntungkan para penambang batu bara, karena lapisan
betubara tersebut menjadi aman untuk ditambang.
-
7/22/2019 Buku Gas Metana Batubara
20/143
7Gas Metana Batu bara Energi Baru untuk Rakyat
Dalam beberapa dekade terakhir pemanfaatan GMB telah
menjadi sumber energi yang penting di Amerika Serikat, Kanada,
dan negara-negara lain. Pada tahun 1980-an Gas Research
Institute memulai kegiatan eksplorasi GMB yang meliputi studi
sumuran, analisis keteknikan reservoir, serta perekahan buatan
reservoir (fracturing) dan aplikasi pekerjaan komplesi sumur
(well completion) sebagai upaya peningkatan kualitas reservoir.
Dari hasil studi tersebut menunjukkan bahwa GMB memiliki nilai
keekonomian sebagai sumber energi baru yang ditunjukkan dengan
meningkatnya produksi GMB. Saat ini energi yang bersumber dari
GMB telah menyumbang lebih kurang 10% suplai energi negaraAmerika Serikat.
Pada saat ini GMB telah banyak dikembangkan (umumnya
digunakan untuk menggerakkan turbin pembangkit listrik) oleh
beberapa negara seperti Amerika, Rusia, China dan Australia.
Walaupun dari energi fosil yang tidak terbaharukan, tetapi gas
metana terus terproduksi selama lapisan batu bara tersebut masih
ada. GMB merupakan sumber energi yang relatif masih baru yang
merupakan salah satu energi alternatif yang dapat diperbaharui
penggunaannya. Selain itu, GMB ini termasuk salah satu sumber
energi yang ramah lingkungan.
Berbeda dengan gas bumi konvensional yang kita kenal saat
ini, GMB berasosiasi dengan batu bara sebagai source rock
dan reservoirnya, sedangkan gas bumi yang kita kenal saat ini
berasosiasi dengan reservoir pasir, gamping maupun rekahan
batuan beku. Hal lain yang membedakan keduanya adalah cara
penambangannya, yaitu reservoir GMB harus direkayasa terlebih
dahulu sebelum gasnya dapat diproduksikan, sedangkan gas bumi
konvensional begitu dibor langsung dapat diproduksikan.
2.2. Reservoir Gas Metana Batu bara
Gas Metana Batu bara (GMB) merupakan gas hidrokarbon non-
konvesional yang bersumber dari batu bara dan tersimpan dalam
reservoir batu bara (Gambar 2.2). Reservoir GMB sangat berbeda
dengan reservoir minyak pada umumnya. GMBatau coalbed gas
adalah gas yang tersimpan karena adsorpsi dalam microporebatu
-
7/22/2019 Buku Gas Metana Batubara
21/143
8 Gas Metana Batu bara Energi Baru untuk Rakyat
bara. Gas tersebut juga disebut dengan sweet gaskarena tidak adakandungan H2S. GMB tersimpan dalam batuan melalui proses yang
disebut adsorption. Gas metana menempel pada micropore batu
bara (matrix). Fractureatau rekahan pada batu bara (cleats) dapat
juga berisi gas bebas atau gas yang tersaturasi oleh air. Sistem ini
disebut dengan Dual Porosity Reservoirs.
Gambar 2.2
Reservoi r Gas Metana Batu bara
Karakteristik reservoir GMB memiliki perbedaan yang mendasar
dibandingkan dengan sistem gas konventional. Pada sistem GMB,
batu bara berfungsi sebagai batuan sumber (source rock) sekaligus
sebagai reservoir gas. Batu bara merupakan media berpori yang
anisotropic dan heteregenous yang dicirikan oleh adanya dua
sistem porositas yang berbeda (dual-porosity) yaitu macroporesdanmicropores. Macroporesyang dikenal juga sebagai cleatyang
umum dijumpai pada lapisan batu bara, sedangkan microporeatau
matrik adalah sebagai ruang simpan utama gas. Karakteristik yang
unik tersebut membuat GMB diklasifikasikan sebagai tipe sumber
gas nonkonvensional. Gambar 2.3 memperlihatkan perbedaan
antara reservoir CBM dan reservoir konvensional gas.
-
7/22/2019 Buku Gas Metana Batubara
22/143
9Gas Metana Batu bara Energi Baru untuk Rakyat
Reservoir CBM Reservo r Conventi nal GasGambar 2.3
Batuan reservoir
2.3. Rekahan Batu bara
Sistem cleatadalah jejaring rekahan alami yang terbentuk pada
batu bara yang disebabkan oleh sifat kerapuhan batu bara terhadap
tekanan. Pembentukan rekahan pada batu bara dipengaruhi
oleh beberapa faktor yang meliputi proses litifikasi, dessication,
pembatu baraan dan paleotectonic stress (Close, 1993; in Ayers
Jr. 2002). Di dalam batu bara berkembang dua jenis rekahan yang
berpasangan dalam posisi orthogonal (berpotongan), yaitu face
cleat dan butt cleat (Gambar 2.4). Secara umum keduanya berarah
tegak lurus (perpendicular) terhadap bidang lapisan. Kenampakan
facecleatdicirikan oleh bidang panjang yang sejajar dan menerus
secara lateral, arah bidang tersebut sejajar dengan gaya tekanan
maksimum serta tegak lurus dengan sumbu lipatan. Sedangkan
butt cleats terbentuk kemudian sebagai akibat pelepasan gaya
sesudah terbentuknyaface cleat, dengan kenampakan bidangnya
berpotongan secara tegak lurus dan menghubungkan bidang face
cleat.
Kerapatan cleat berhubungan dengan tingkat kematangan batu
bara (rank), ketebalan lapisan, komposisi maceraldan kadar abu.
Secara umum kerapatan cleat meningkat sesuai dengan tingkat
kematangan batu bara. Kerapatan cleatrata-rata dalam batu bara
dapat digolongkan menjadi 3 bagian, yaitu subbituminous (2 to
15cm), high-volatile bituminous(0.3 to 2cm), dan medium - to low -
-
7/22/2019 Buku Gas Metana Batubara
23/143
10 Gas Metana Batu bara Energi Baru untuk Rakyat
volatile bituminous(
-
7/22/2019 Buku Gas Metana Batubara
24/143
11Gas Metana Batu bara Energi Baru untuk Rakyat
2.4. Produksi Gas Metana Batu baraGas Metana Batu bara (GMB) diproduksi dengan cara terlebih
dahulu merekayasa batu bara sebagai reservoir agar diperoleh
cukup ruang sebagai jalan keluar gas metana. Proses rekayasa
diawali dengan memproduksi air (dewatering) agar terjadi
perubahan keseimbangan mekanika. Setelah tekanan turun, gas
batu bara akan keluar dari matrik batu bara. Gas metana kemudian
mengalir melalui rekahan batu bara dan akhirnya keluar menuju
lubang sumur. Puncak produksi GMB bervariasi antara 2 minggu
sampai dengan 7 tahun. Sedangkan periode penurunan produksi
lebih lambat dari gas bumi konvensional. Produksi GMB mempunyaimultiguna antara lain dapat dijual langsung sebagai gas bumi,
dijadikan energi dan sebagai bahan baku industri.
Produksi GMB sangat dipengaruhi oleh fracture system, fracture
spacing dan fracture connection.Porositas dan permeabilitas dari
fracture menyebabkan gas terproduksi ke lubang sumur. Pada
awalnya sistem berada dalam kesetimbangan (equilibrium), pada
cleatbiasanya tersaturasi oleh 100% air kemudian gas tersimpan di
dalam matrik yang airnya tidak dapat masuk ke dalamnya, kalaupun
ada biasanya di dalam matrik berupa embun 1-5% (Nikola Marinic
thesis, 2004). Jadi untuk dapat memproduksi gas, maka air harus
diproduksikan dari dalam batu bara untuk menurunkan tekanan
reservoir.
Suatu lapisan batu bara (seam) dapat dimodelkan sebagai
sebuah sistem fracture yang memiliki gas metana yang terserap
di dalam matrik batu bara tersebut, seperti yang ditunjukkan pada
Gambar 2.5.
Untuk memproduksikan gas metana dilakukan dengan menurunkan
tekanan pada fracturemelalui proses dewatering yang menyebabkan
terjadinya proses desorbtiongas metana dari permukaan fracturebatu bara menuju ke dalam rongga fracture. Gas tersebut berasal
dari matrik batu bara yang telah ter-diffuse menuju permukaan
fracture. Selama memproduksikan gas dari dalam batu bara, ada
3 phase yang terjadi atau dilalui oleh gas metana.
-
7/22/2019 Buku Gas Metana Batubara
25/143
12 Gas Metana Batu bara Energi Baru untuk Rakyat
Gambar 2.5
Skema Proses Keluarnya Gas Metana dari Batu bara
Perlu diketahui, kelakuan kurva produksi GMB sangatlah berbeda
dengan kurva produksi reservoir konvensional. Pada tahap awal
produksi gas sangat dipengaruhi oleh produksi air yang berada di
fracturedi dalam reservoir yang juga mengontrol aliran fluida kedalam sumur. Air di dalam reservoir harus diproduksikan terlebih
dahulu untuk menurunkan tekanan reservoir agar terjadi perbedaan
tekanan antara matrix dan fracture. Berikut adalah kurva produksi
gas dan air yang terlihat pada Gambar 2.6.
Phase I: dicirikan oleh laju produksi air konstan dan tekanan
reservoir mulai menurun. Selama phase ini, sumur
dalam kondisi dipompakan untuk meningkatkan laju
produksi gas. Biasanya laju gas akan meningkat,
tergantung permeabilitas relatif di sekitar lobang bor.
Phase II: dicirikan oleh negative decline atau penurunan secara
drastis laju produksi air. Pada phase ini alirannya berada
pada kondisi dinamis (selalu berubah-ubah) tergantung
dari:
Penurunan permebilitas relatif air
Kenaikan permeabilitas relatif gas
-
7/22/2019 Buku Gas Metana Batubara
26/143
13Gas Metana Batu bara Energi Baru untuk Rakyat
Efek Outer boundarysudah mulai terasa (alirannya
Preudo steady state)
Laju produksi gas berubah menjadi dinamis.
Phase III: dimulai pada saat kondisi aliran di dalam reservoir
mulai stabil, sumur telah mencapai peakgas rate, dan
produksi gas menunjukkan tren penurunan (decline).
Selama phase ini produksi air rendah dan permeabilitas
air dan gas berubah menjadi kecil, alirannya tetap
Preudo steady state.
Sumur GMB mempunyai karakteristik yang hampir sama dengan
sumur migas maupun geothermal. Karakteristik itu meliputi sumuran
dan komplesinya maupun model produksinya. Kebanyakansumur-sumur GMB di dunia mempunyai kedalaman yang dangkal,
namun ada juga yang mempunyai kedalaman di atas 4.000 ft.
Biasanya lapisan batu bara terdapat di kedalaman kurang dari
4.000 ft, sehingga pengeboran untuk sumur-sumur GMB relatif
lebih mudah.
Gambar 2.6Tiga Phase Kurva Produksi Air dan Gas
-
7/22/2019 Buku Gas Metana Batubara
27/143
14 Gas Metana Batu bara Energi Baru untuk Rakyat
Gambar 2.7
Diagram Sumur GMB
Secara umum tipe dan model sumur serta komplesi sumur
GMB sama saja dengan sumur migas seperti pada Gambar 2.7.
Perbedaan mendasar sumur GMB hanyalah pada reservoir.
Untuk bottom hole equipmentnya hampir sama, hanya mungkinspesifikasinya yang agak berbeda tergantung dari sifat fisik dan
kimia fluida air.
Setelah sumur GMB dibor dan diselesaikan dengan komplesi
sumur, langkah selanjutnya adalah memproduksikan GMB dari
sumur tersebut. Untuk memproduksikan GMB, diperlukan teknik
produksi yang khas dan persyaratan tertentu. Syarat-syarat tersebut
adalah:
1. Umumnya mempunyai kandungan gas yang tinggi, yakni dalam
kisaran 15 - 30 m
3
2. Mempunyai permeabilitas yang bagus, umumnya dalam kisaran
30 - 50 mD
3. Dangkal, coal seamsbiasanya mempunyai kedalaman kurang
dari 1.000 m atau 4.000 ft. Tekanan pada lapisan yang lebih
dalam biasanya terlalu tinggi untuk dapat membuat gas
-
7/22/2019 Buku Gas Metana Batubara
28/143
15Gas Metana Batu bara Energi Baru untuk Rakyat
mengalir sekalipun seamtelah selesai diproduksi airnya. Karena
tekanan tinggi menyebabkan struktur cleat menutup sehingga
menyebabkan permeabilitas turun
4. Coal Rank, umumnya proyek pengembangan GMB diproduksi
dari batu bara bituminous, akan tetapi tidak tertutup kemungkinan
untuk memproduksi gas dari batu bara anthracite.
2.5. Kandungan Gas dalam Batu bara
Gas metana yang terbentuk pada lapisan batu bara merupakan
hasil proses pembatu baraan yang terjadi akibat adanya aktivitas
geologi berupa tekanan pembebanan (burial pressure) dan pema-
nasan oleh gradient temperatureserta diperkuat oleh adanya aliran
panas dari aktivitas vulkanisme yang mengubah materi sellulosa
menjadi batu bara. Volume metana yang terbentuk dalam batu
bara akan meningkat sesuai dengan tingkat kematangannya (coal
rank). Nilai kematangan tersebut tercermin dari nilai pengukuran
RelectanceVirinite(Ro) dan nilai kalori batu bara.
Secara umum ada 3 tipe gas metana, yaitu tipe thermogenic,
biogenic dan campuran keduanya. Kedua tipe tersebut dapat
dihasilkan dalam proses pembatu baraan. Secondary biogenic
methanekemungkinan juga terbentuk sebagai akibat hasil reaksiaktivitas bakteri pada air tanah dalam cleat dengan batu bara
tingkat rendah (low-rank coal). Gas yang terbentuk kemudian
tersimpan dalam batu bara dengan beberapa cara sesuai dengan
karakteristiknya (Yee et al., 1993, in Montgomery, 1999) yaitu:
1) Sebagai gas bebas terbatas (limited free gas) yang tersimpan
pada batu bara di dalam mikroporositas dan cleats,
2) sebagai gas larut dalam air yang terkandung dalam batu
bara,
3) sebagai gas serapan dan terikat secara molekuler pada partikelbatu bara,
4) mikroporositas, dan permukaancleat,
5) sebagai gas serapan dalam struktur molekul batu bara.
Batu bara mempunyai kemampuan menampung gas lebih besar
3 - 4 kali dari pada reservoir konvensional. Hal tersebut disebabkan
-
7/22/2019 Buku Gas Metana Batubara
29/143
16 Gas Metana Batu bara Energi Baru untuk Rakyat
Gambar 2.8
Volume Gas pada Batu bara sebagai fungsi dari RankBatu bara
karena batu bara mempunyai luas permukaan yang besar, yaitu
2.150 - 3.150 ft2/gr. Gas yang tersimpan pada batu bara teradsorbsi
pada luasan permukaan molekul batu bara dan pada cleatbatu
bara. Kandungan gas pada batu bara merupakan volume gas
yang tersimpan dalam batu bara untuk tiap satuan massa batu
bara. Kandungan gas analogi dengan saturasi gas pada reservoir
gas konvensional yang terimplementasi pada rumus perhitungan
volume gas. Gas yang terkandung dalam batu bara merupakan
hasil dari coalificationdan merupakan fungsi dari rankbatu bara
yang diilustrasikan pada Gambar 2.8 yang menunjukkan bahwa
rankbatu bara bituminousmerupakanrank batu bara yang palingtinggi volume pembentukan gasnya.
Ilustrasi transportasi gas pada reservoir GMB ditunjukkan pada
Gambar 2.9 yang dimulai terlepasnya gas dari permukaan dengan
kondisi terserap pada partikel batu bara akibat terjadinya penurunan
tekanan kemudian berdifusi pada pori mikro dan diteruskan dengan
aliran laminer pada sistem cleat.
-
7/22/2019 Buku Gas Metana Batubara
30/143
17Gas Metana Batu bara Energi Baru untuk Rakyat
Gambar 2.9
Mekanisme Ali ran Gas pada Reservoir GMB
-
7/22/2019 Buku Gas Metana Batubara
31/143
18 Gas Metana Batu bara Energi Baru untuk Rakyat
-
7/22/2019 Buku Gas Metana Batubara
32/143
19Gas Metana Batu bara Energi Baru untuk Rakyat
BAB 3PENGEMBANGAN GAS METANA BATU BARA
3.1. Eksplorasi Gas Metana Batu bara
Eksplorasi Gas Metana Batu bara (GMB) adalah kegiatan yang
bertujuan memperoleh informasi mengenai kondisi geologi
untuk menemukan dan memperoleh perkiraan cadangan GMB.
Pada tahap awal kegiatan eksplorasi GMB adalah mendeliniasi
keberadaan batu bara berdasarkan data yang sudah ada seperti
peta geologi regional. Ada beberapa tahapan dalam kegiataneksplorasi GMB, yaitu:
Tahap 1: Studi Geologi dan Geofisika
Tahap 2: Pengeboran Eksplorasi
Tahap 3: Pilot or Feasibility Drilling
Tahap 4: Pilot Production Testing
Tahap 5: Pengembangan Produksi Komersial.
Studi Geologi dan Geofisika
Pengetahuan mengenai cekungan batu bara sangat diperlukan
untuk mendeliniasi wilayah yang memiliki prospek GMB. Indonesia
memiliki banyak cekungan yang mengandung batu bara, namun
tidak setiap cekungan tersebut memiliki prospek yang bagus
untuk pengembangan GMB. Deliniasi kemungkinan prospek GMB
dilakukan dengan mengkaji beberapa aspek di antaranya luas
daerah endapan batu bara, ketebalan, kedalaman lapisan dan
karakter mikroskopis batu bara.
Selain kajian geologi untuk mengetahui penyebaran batu bara dapat
digunakan juga penelitian geofisika bawah permukaan berupainterpretasi data seismik untuk memetakan struktur batu bara
dan distribusi ketebalan secara lateral. Pada penelitian geofisika
menggunakan data atribut seismik analisis untuk mengetahui
distribusi ketebalan (isopach map). Kegiatan tersebut merupakan
langkah awal untuk eksplorasi GMB yang lebih terarah.
-
7/22/2019 Buku Gas Metana Batubara
33/143
20 Gas Metana Batu bara Energi Baru untuk Rakyat
Pengeboran Eksplorasi
Dari kajian geologi dan geofisika dapat dihasilkan lokasi sweetness
untuk menentukan titik pemboran. Kegiatan pengeboran dilakukan
untuk mengetahui data-data parameter reservoir dan karakter batu
bara di wilayah pengembangan GMB. Kegiatan yang dilakukan
pada tahap ini antara lain pengumpulan inti bor, pengukuran
kandungan gas in place, serta analisis karakter batu bara baik
megaskopis maupun mikroskopis (laboratory analysis). Dari hasil
pengeboran eksplorasi dapat diketahui permeabilitas reservoir, gas
compressibility factor, desorbtion-isotherm, initial water saturation
dan ketebalan net batu bara.
Pilot or Feasibility Drilling
Berdasarkan hasil analisis parameter reservoir dan karakter batu
bara dapat dilanjutkan pemboran 4 - 5 sumur dalam pola drainage
untuk melakukan uji produksi lanjutan. Kegiatan ini dimaksudkan
untuk menentukan potensi produksi gas.
Pilot Production Testing
Pada tahap production testingdilakukan pemboran yang lebih
banyak dibandingan dengan tahapfeasibility drilling. Pada awalnya,10-25 sumur dibuat di sekitarfeasibility project dengan beberapa
fasilitas sementara untuk mengevaluasi aspek komersil dan
optimalisasi spasi antar sumur.
Pengembangan produksi komersial
Tahapan terakhir adalah pengembangan produksi secara komersial,
pada tahap ini dilakukan produksi komersial dengan fasilitas
yang permanen. Kegiatan yang dilakukan pada tahap ini adalah
melakukan pengeboran 4 - 8 sumur per 1 mil2di daerah prospek.
Setidaknya diperlukan 3 - 5 tahun sejak pengeboran sumur evaluasi
pertama sampai dengan produksi dengan kemungkinan project
dapat diterminasi pada setiap tahapannya tergantung pada hasil
setiap tahapan tersebut. Gambaran mengenai kerapatan titik
informasi (bor) untuk setiap tahapan eksplorasi dapat dilihat pada
Gambar 3.1.
-
7/22/2019 Buku Gas Metana Batubara
34/143
21Gas Metana Batu bara Energi Baru untuk Rakyat
Gambar 3.1
Kerapatan Titik Sumur pada Setiap Tahapan Pengembangan GMB
3.2. Perhi tungan Cadangan Gas Metana Batu bara
Beberapa parameter yang diperlukan untuk perhitungan cadanganGMB adalah sebagai berikut:
Gas Content
Kandungan gas dalam lapisan batu bara merupakan data yang
sangat penting untuk mengetahui potensi GMB di suatu wilayah.
Pengukuran kandungan gas dilakukan untuk mengetahui jumlah
kandungan gas yang dilepaskan dari batu bara pada waktu tertentu.
Terdapat 2 metode pengukuran, yaitu pengukuran langsung
(direct method) dan pengukuran tidak langsung (indirect method).
Pengukuran langsung dilakukan di lapangan dengan memasukkancontoh batu bara ke dalam canister,yaitu alat berbentuk silinder
terbuat dari bahan stainlessyang betul-betul kedap udara, dengan
panjang dan diameter canisterdibuat sesuai kebutuhan.
Penghitungan kandungan gas dan pengukuran langsung mencakup
Lost Gas (Qi), Measured Gas (Q2) dan Crushed Sample (Q3).
-
7/22/2019 Buku Gas Metana Batubara
35/143
22 Gas Metana Batu bara Energi Baru untuk Rakyat
Measured Gas (Q2) adalah pengukuran gas yang dilakukan secara
periodik.Lost Gas(Qi) merupakan hasil ekstrapolasi pengukuran
awal Q2 dengan menggunakan persamaan regresi linear (Gambar
3.2). Sedangkan Q3 diukur setelah contoh batu bara tersebut
selesai dengan pengukuran Q2 kemudian dihancurkan (crushing)
dan dicatat jumlah gas yang keluar setelah dthancurkan. Kandungan
Gas in Place merupakan penjumlahan Q1 dan Q2.
Gambar 3.2Bagan Pengukuran Kandungan Gas Metana
Permeability-pore prossure
Permeability test dapat dilakukan di lapangan ataupun di
laboratorium. Pengujian lapangan menggunakan packer test (IFO
Test) yang dilakukan dengan menginjeksikan air pada lapisan batu
bara dalam lubang bor untuk mengetahui sifat kelulusan fluida pada
lapisan batu bara. Permeabilityitu memegang peran penting dalam
produksi GMB karena akan menentukan kemampuan kandungan
gas yang dapat dikeluarkan dari lapisan batu bara.
-
7/22/2019 Buku Gas Metana Batubara
36/143
23Gas Metana Batu bara Energi Baru untuk Rakyat
Komposisi gas
Analisis komposisi gas (Gas Composition) dilakukan untuk
mengetahui komposisi gas batu bara secara kuantitatif. Komposisi
gas dalam batu bara dapat terdiri dari beberapa fraksi, yaitu metana
(CH4), etana (C
2H
6), nitrogen (N
2), carbon monoksida (CO) serta
oksigen (O2). Potensi gas metana dalam batu bara akan bernilai
ekonomis apabila kandungan metana dalam batu bara setidaknya
lebih dari 80% dibandingkan dengan fraksi lainnnya.
Analisis desorbtion-isotherm
Fast desorptdilakukan dengan cara menghancurkan contoh batubara di dalam canister(crushing) dan mengukur kandungan gas
yang dipaksakan terlepas dari batu bara. Pengukuran ini dilakukan
dengan asumsi bahwa gas dalam batu bara bersifat sangat reaktif
sehingga perlu dilakukan pengukuran secara cepat. Metode ini
biasa diterapkan untuk kepentingan bisnis yang memerlukan hasil
yang cepat.
Pengukuran tidak langsung dilakukan sebagai upaya mengukur
kandungan gas batu bara dengan cara simulasi laboratorium.
Pengukuran ini disebut juga Isotherm Analysis. Simulasi
laboratorium ini dilakukan untuk mengetahui kapasitas serapan gas
metana pada batu bara dengan cara menginjeksikan gas metana
pada kondisi tekanan tertentu serta temperatur yang dikondisikan
sama dengan temperatur air formasi.
Permeability test dapat dilakukan di lapangan ataupun di
laboratorium. Pengujian lapangan menggunakan packer testyang
dilakukan dengan menginjeksikan air pada lapisan batu bara
dalam lubang bor untuk mengetahui sifat kelulusan fluida pada
lapisan batu bara. Permeabilityitu memegang peran penting dalam
produksi GMB karena akan menentukan kemampuan kandungangas yang dapat dikeluarkan dari lapisan batu bara.
-
7/22/2019 Buku Gas Metana Batubara
37/143
24 Gas Metana Batu bara Energi Baru untuk Rakyat
-
7/22/2019 Buku Gas Metana Batubara
38/143
25Gas Metana Batu bara Energi Baru untuk Rakyat
BAB 4PENGEMBANGAN GAS METANA
BATU BARA DI BEBERAPA NEGARA
4.1. Kanada
Kemunculan GMB di Kanada baru dimulai setelah 20 tahun masa
eksplorasi, testing, dan trial production. Menurut Canadian Society
of Unconventional Gas(CSUG), lebih dari 3.000 sumur GMB telah
dibor sepanjang tahun 2005 dan 3.500 sumur lainnya dibor pada
2006 dengan produksi diperkirakan mencapai 700 mmcfd pada
tahun 2007. EIA baru-baru ini mengutip bahwa produksi GMB
Kanada rata-rata diperkirakan mencapai lebih dari 1.400 mmcfd
pada tahun 2010.
Potensi dan aktivitas GMB Kanada saat ini paling banyak berada di
negara bagian Alberta, yang diperkirakan cadangannya mencapai
700 tcf (put in-place). Adanya tambahan 90 tcf diharapkan berada
di negara bagian British Columbia; danrecoveryatas cadangan
tersebut paling banyak terdapat di negara bagian Alberta, yaitu
75 tcf.
Produksi GMB non komersial telah dilakukan di negara bagian
British Columbia yang mulai produksi komersial pada tahun
2002 dan telah mempunyai satu proyek GMB. British Columbia
mempunyai cadangan GMB (Projected In Place) terbesar kedua
di Kanada yang diperkirakan mencapai 90 tcf. Melonjaknya harga
minyak membuat pemerintah Kanada lebih fokus pada usaha
pencarian sumber GMB yang baru dan pengembangannya.
Dukungan pemerintah Kanada dalam pengembangan GMB terlihat
dengan diambilnya langkah-langkah untuk mendorong proseseksplorasi (testing), di antaranya melalui:
1. Tingkat royalti/regime tax credit yang atraktif pada permohonan
konsesi untuk sumur-sumur GMB;
2. Revisi Undang-undang mengenai sumur uji yang memungkinkan
pengujian GMB lebih fleksibel;
-
7/22/2019 Buku Gas Metana Batubara
39/143
26 Gas Metana Batu bara Energi Baru untuk Rakyat
3. Review mengenai peraturan minyak dan gas untuk
menyederhanakan perizinan dan persyaratan operasi;
4. Regulasi yang lebih fleksibel bagi pembuangan air yang
dihasilkan dari proses dewatering.
Manfaat utama adanya eksplorasi dan produksi GMB yang diterima
negara bagian antara lain:
1. Penerimaan dari hak penjualan gas bumi, bonus dari kontrak
harga yang dibayar untuk lisensi pengeboran dan sewa tanah
memberikan pendapatan besar bagi negara bagian.
2. Royalti produksi atas penjualan GMB. Tunjangan produksiuntuk GMB akan menghambat pendapatan dari royalti
selama beberapa tahun pertama proyek. Setelahnya, royalti
produksi mulai akan dibayar berdasarkan perhitungan untuk
setiap proyek. Kementerian Energi dan Pertambangan telah
mengembangkan perkiraan angka rata-rata royalti dengan
mempertimbangkan semua potongan dan kredit dengan nilai
berkisar antara 10 - 12% dari penjualan harga gas.
4.2. Amerika Serikat
Pada tahun 1994, West Virginia telah mengadopsi sebuah kebijakanGMB untuk menjadi pedoman hukum dalam pengembangannya.
Pada saat ini produksi GMB merupakan sumber gas terbesar di
West Virginia, yaitu sebesar 66% dari produksi gas total.
Kongres Amerika Serikat menggunakan perundang-undangan
Virginia sebagai dasar bagi undang-undang GMB pada National
Energy Policy Act (EPACT) tahun 1992. Pemerintah Federal
dibatasi oleh EPACT Section 1339, dengan judul Kepemilikan
GMB, untukAffected Statesdimana pemerintah Amerika Serikat
memiliki sejumlah besar sumber daya batu bara atau GMB.
EPACT menunjuk Illinois, Indiana, Kentucky, Ohio, Pennsylvania,
Tennessee, dan West Virginia sebagaiAffected States.
EPACT mengizinkan negara-negara bagian tersebut untuk
mengembangkan regulasi GMB selama 3 tahun di daerahnya.
Sebaliknya, ketentuan GMB dari Hukum Federal menjadi efektif
diAffected States. Jadi, EPACT membuat sebuah program default
-
7/22/2019 Buku Gas Metana Batubara
40/143
27Gas Metana Batu bara Energi Baru untuk Rakyat
undang-undang GMB yang dibentuk negara. Pada tahun 1995,
Indiana, Ohio, dan Pennsylvania menggunakan opsi ketentuan
untuk meminta penghapusan mereka dari daftarAffected States
sebelum pemerintah Federal menerapkan hukum tersebut.
Pedoman hukum GMB menciptakan kerangka hukum untuk
pengembangan GMB sehingga memberikan dasar jalur hukum
bagi para pengembang. Adanya ketentuan dari jarak sumur,
perlindungan dari pengoperasian batu bara, aspek keselamatan
tambang batu bara, perlindungan lingkungan, dan juga well plugging
menunjukkan bahwa recoverymineral secara teknis dan masalah
sumber daya merupakan hal yang penting dalam pengembanganGMB.
4.3. Cina
Sebagai produsen batu bara terbesar di dunia, Cina mempunyai
cadangan GMB yang diperkirakan mencapai 1.000 tcf. Pemerintah
Cina telah menetapkan target optimistik untuk meningkatkan
produksi GMB dari 1 miliar meters (bcm) - 10 bcm pada tahun
2015. Cina mempunyai beberapa proyek GMB yang sudah dalam
tahap produksi (dengan lebih dari 2.000 sumur) dan berencana
untuk membangun dua pipa dengan panjang hampir mencapai1.400 km untuk mengangkut GMB ke pasar di bagian timur negara
Cina. Cina United Coalbed Methane Corporation(CUCBM) telah
bekerja sama (joint venture) dengan perusahaan asing di 27 blok
GMB, sehingga diharapkan keterlibatan pihak asing pada sektor
GMB di negara Cina akan meningkat.
Pemerintah Cina menyusun peraturan GMB sejak akhir tahun 1990-
an dengan tujuan mendorong pengembangan sumber daya GMB
Cina. CUCBM didirikan pada tahun 1996 dan awalnya memiliki hak
monopoli untuk melakukan semua proyek GMB yang melibatkan
kolaborasi pihak asing. Monopoli ini berakhir pada tahun 2007.Saat ini belum ada perusahaan Cina lainnya yang telah mengambil
hak untuk menjadi perusahaan yang ditunjuk dengan hak yang
sama seperti CUCBM, meskipun PetroChina diharapkan untuk
melakukannya tahun ini.
-
7/22/2019 Buku Gas Metana Batubara
41/143
28 Gas Metana Batu bara Energi Baru untuk Rakyat
Apabila terdapat entitas asing yang terlibat, proses pengembangan
GMB di Cina memerlukan mitra kerja untuk melakukan survei
sumber daya dan membuat pengajuan kepada Ministry of Land and
Resources untuk mandapatkan hak eksplorasi mineral dan Ministry
of Commerce untuk mandapatkan hak pembukaan lahan. CUCBM
(atau perusahaan lainnya yang ditunjuk) akan masuk ke dalam PSC
dengan entitas asing. Termutama dari PSCCina meliputi:
1. Eksplorasi dan risiko pembangunan ditanggung pihak entitas
asing;
2. Pemerintah Cina memiliki sekurangnya 30% participating
interest;
3. Secara umum cost recovery70% masih diperbolehkan;
4. Royalti tidak lebih besar dari 3% dari pendapatan tahunan,
dan
5. Pembagian (split) produksi dapat dinegosiasikan.
Pemerintah Cina menawarkan sejumlah insentif fiskal untuk
mendorong keterlibatan asing dalam pengembangan GMB
misalnya pembebasan pajak barang impor; terdapat tax holiday
(tidak dikenai pajak) selama 2 tahun, dan pajak pertambahan nilai
sebesar 5% setelah dimulainya produksi gas. Selain itu, harga GMB
di Cina juga tidak ditetapkan oleh negara.
4.4. India
India memiliki cadangan batu bara yang besar dan diperkirakan
memiliki cadangan GMB sebesar 300 tcf. Saat ini terdapat 1 proyek
GMB yang sudah beroperasi di India, yaitu di wilayah Bengal Barat.
Di antara tahun 2001 dan 2006, pemerintah India menawarkan
26 blok GMB yang prospektif untuk dieksplorasi, yang kemudian
diberikan kepada Reliance Industries, Essar Oil dan ONGC. Luas
blok tersebut mencapai 14.000 km2dan diperkirakan mengandung
50 tcf GMB. Puncak produksi blok ini diperkirakan mencapai 1.400
mmcfd; sehingga menarik minat sejumlah perusahaan asing untuk
sektor GMB di India.
Otoritas regulasi pemerintah untuk GMB di India adalah Ministry
of Petroleum and Natural Gas dan The Directorate General of
-
7/22/2019 Buku Gas Metana Batubara
42/143
29Gas Metana Batu bara Energi Baru untuk Rakyat
Hydrocarbons.Pemerintah India mengeluarkan kebijakan GMB pada
tahun 1997 dalam rangka mengatur dan mendorong pengembangan
GMB. Kebijakan tersebut menyatakan pengembangan GMB harus
melalui proses tender terbuka, baik untuk perusahaan nasional
maupun kontraktor asing untuk area potensi GMB yang belum
dilakukan penambangan batu bara. Sedangkan untuk potensi
GMB yang sudah terdapat penambangan batu bara, maka hak
khusus pengembangan GMB terlebih dahulu diberikan kepada
para perusahaan penambang batu bara.
Pemerintah India mengeluarkan regulasi GMB pada bulan Juli 1997.
Perjanjian Kerja Sama GMB harus memasukkan pihak-pihak yangterlibat, seperti pemerintah India dan para kontraktor/pengembang
dengan butir-butir utama isi perjanjian sebagai berikut:
Royalti yang dibayarkan kepada pemerintah India adalah sebesar
10%;
Produksi dan pembayaran seperti yang tertera dalam kontrak;
Bonus komersial yang dibayarkan pada Declaration of
Commerciality;
Cost recovery sebesar 100%;
Kebebasan untuk menjual dengan harga pasar di pasar
domestik yang telah ditentukan (tetapi bila ada kelebihan gas
dari permintaan domestik, maka dapat dijual di luar India), dan
Pajak penghasilan 35% untuk perusahaan India dan 48% untuk
perusahaan asing.
-
7/22/2019 Buku Gas Metana Batubara
43/143
30 Gas Metana Batu bara Energi Baru untuk Rakyat
-
7/22/2019 Buku Gas Metana Batubara
44/143
31Gas Metana Batu bara Energi Baru untuk Rakyat
BAB 5PENGEMBANGAN GAS METANA BATU BARA
DI INDONESIA
Indonesia memiliki potensi Gas Metana Batu bara (GMB) yang signifikan
dengan perkiraan cadangan mencapai 450 tcf (Gambar 5.1). Potensi
tersebut terutama tersebar di daerah Sumatera dan Kalimantan.
Besarnya perkiraan cadangan GMB di Indonesia telah mendorong
beberapa pihak terkait untuk melakukan kegiatan pengembangan
sebagai bahan bakar alternatif. Terkait hal tersebut pemerintahtelah mendorong pelaksanaan pilot project GMB di Indonesia. Pilot
ProjectGMB di Lapangan Rambutan, Pendopo, Sumatera Selatan
merupakan kerja sama antara Badan Litbang ESDM yang diwakili
oleh Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknolgi Minyak dan Gas
Bumi LEMIGAS dengan Medco Eksplorasi dan Produksi Indonesia
(MEPI).
Gambar 5.1
Potensi Cadangan GMB di Indonesia
-
7/22/2019 Buku Gas Metana Batubara
45/143
32 Gas Metana Batu bara Energi Baru untuk Rakyat
Pilot ProjectGMB Rambutan merupakan pilot project GMB pertama
di Indonesia yang bertujuan untuk meyakinkan kepada investor
dan membuktikan bahwa GMB di Indonesia memiliki prospek untuk
dikembangkan. Proyek penelitian ini dimulai sejak tahun 2004, dan
sampai dengan tahun 2008 telah dilakukan pengeboran sebanyak 5
sumur percontoh dengan pola five spot. Pilot projectGMB Rambutan
merupakan Pilot GMB pertama yang menghasilkan gas metana batu
bara pada tahun 2008 dan pemanfaatan gas metana terproduksi untuk
listrik pada tahun 2011.
5.1 Kajian Potensi GMB Cekungan Sumatera Selatan
Pulau Sumatera yang terletak di Indonesia bagian barat terdiri dari
3 blok basin back arcyaitu, BasinSumatera Utara, BasinSumatera
Tengah dan Basin Sumatera Selatan. Basin-basin tersebut
berorientasi barat laut tenggara, dibatasi oleh Bukit Barisan di
barat daya dan Selat Malaka, di sebelah timur laut dan timur oleh
Selat Karimata dan Laut Jawa.
Singkapan batuan Tersier banyak dijumpai di Pulau Sumatera,
tapi ada juga beberapa blok batuan berumur pre Tertiary, yaitu di
Bukit Tigapuluh, Bukit Duabelas. Penampakan di Bukit Barisan
adalah batuan metamorf dan batuan beku dengan umur Paleozoicdan Mesozoic, batuan Tersier dan deposit vulkanik. Gambar 5.2
memperlihatkan Peta Geologi Regional Sumatera Selatan.
Menurut Sukendar Asikin (1988), fisiografiSumatera bagian Selatan
dibagi menjadi 4 bagian, yaitu:
1. Cekungan Sumatera Selatan
2. Bukit Barisan dan Tinggian Lampung
3. Cekungan Bengkulu, yaitu meliputi lepas pantai Sumatera
4. Rangkaian kepulauan di sebelah barat pulau Sumatera.
Cekungan Sumatera Selatan merupakan bagian dari cekungan
Sumatera Timur (De Coster, 1974 dalam M. Irlan, 1994) yang
dipisahkan dari cekungan Sumatera Tengah oleh Tinggian Asahan
(Pegunungan Tigapuluh) di barat laut membentang ke selatan dan
dibatasi oleh Pegunungan Bukit Barisan dan Daratan Pra-Tersier
di sebelah timur lautnya.
-
7/22/2019 Buku Gas Metana Batubara
46/143
33Gas Metana Batu bara Energi Baru untuk Rakyat
Gambar 5.2
Peta Geologi Sumatera Selatan
Gambar 5.3
Peta Fisiografi Cekungan Sumatera Selatan
-
7/22/2019 Buku Gas Metana Batubara
47/143
34 Gas Metana Batu bara Energi Baru untuk Rakyat
Cekungan Sumatera Selatan dapat dibagi menjadi 3 sub-cekungan,
yaitu Sub-Cekungan Jambi, Sub-Cekungan Palembang Tengah
dan Sub-Cekungan Palembang Selatan (Gambar 5.3).
Sub-cekungan Palembang Selatan merupakan bagian selatan
dari cekungan Sumatera Selatan, di utara berbatasan dengan
Sub-cekungan Palembang Tengah, di timur berbatasan dengan
Paparan Sunda di selatan berbatasan dengan Tinggian Lampung
dan di barat berbatasan dengan Pegunungan Barisan, dan bentuk
cekungan ini hampir membulat (Sub-circle).
Menurut Pulunggono (1986), lipatan-lipatan di Sumatera Selatan
dapat dikelompokkan menjadi 3 antiklinorium besar, yaituAntiklinorium Muaraenim, Antiklinorium Pendopo-Limau, dan
Antiklinorium Palembang Utara. Antiklinorium Muarenim terdapat
di Sub-cekungan Palembang Selatan, dengan arah barat laut-
tenggara sampai barat-timur, ditempati oleh Formasi Muaraenim
yang kaya akan lapisan-lapisan batu bara. Sedangkan Antiklinorium
Pendopo-Limau termasuk ke dalam Sub-cekungan Palembang
Selatan dan Sub-cekungan Palembang Tengah dengan arah barat
laut-tenggara (Gambar 5.4).
Cekungan Sumatera Selatan terbentuk sebagai akibat hasil tektonik
yang berkaitan erat dengan aktivitas penunjaman, lempeng India-
Australia, yang bergerak ke arah utara hingga timur laut terhadap
lempeng Eurasia yang relatif diam. Beberapa lempeng kecil
(micro-plate) yang berada di antara Zonainteraksi tersebut turut
bergerak dan menghasilkan Zonakonvergensi dalam berbagai
bentuk dan arah. Penunjaman lempeng India-Australia tersebut
mempengaruhi keadaan batuan, morfologi, tektonik dan struktur di
Sumatera Selatan. Tumbukan tektonik lempeng di Pulau Sumatera
menghasilkan jalur busur depan, magmatik, dan busur belakang.
Ketebalan batuan sedimen di cekungan Sumatera Selatan inidiperkirakan sekitar 6.000 meter, pada umumnya diendapkan
secara tidak selaras di atas batuan pra-tersier. Satuan batuan
pengisi cekungan ini kemudian mengalami proses tektonik
yang mengakibatkan terjadinya pengangkatan, perlipatan dan
pensesaran. Sedimentasi dalam cekungan Sumatera Selatan ini
-
7/22/2019 Buku Gas Metana Batubara
48/143
35Gas Metana Batu bara Energi Baru untuk Rakyat
Gambar 5.4
Peta Struk tur Regional Sumatera Selatan
(Hutchinson, 1996; Willi ams and others , 1995;
Moulds, 1989; an Bemmelen, 1949)
terjadi pada zaman tersier dan mengalami perlipatan pada Tersier
Akhir (Koesoemadinata, 1978).
-
7/22/2019 Buku Gas Metana Batubara
49/143
36 Gas Metana Batu bara Energi Baru untuk Rakyat
Cekungan Sumatera Selatan terbentuk dari hasil penurunan
(depression) yang dikelilingi oleh tinggian-tinggian batuan pra-
tersier. Pengangkatan pegunungan Barisan terjadi di akhir Kapur
disertai terjadinya sesar-sesar bongkah (block faulting) yang
mempengaruhi proses sedimentasi dan terbentuknya unit batuan.
Cekungan Sumatera Selatan telah mengalami tiga kali proses
orogenesis, yaitu yang pertama adalah pada Mesozoikum Tengah,
kedua pada Kapur Akhir sampai Tersier Awal dan yang ketiga pada
Plio-Plistosen. Orogenesis Plio-Plistosen menghasilkan kondisi
struktur geologi seperti terlihat pada saat ini.
Tektonik dan struktur geologi daerah cekungan Sumatera Selatandapat dibedakan menjadi 3 kelompok, yaitu zona sesar Semangko,
zona perlipatan yang berarah barat laut-tenggara dan zona sesar-
sesar yang berhubungan erat dengan perlipatan serta sesar-sesar
pra-tersier yang mengalami peremajaan. Secara struktur regional
dijumpai adanya Pendopo-Limau Antiklinorium yang memperlihatkan
arah sumbu umum yang berarah barat laut-tenggara.
Lapangan GMB adalah salah satu struktur closureyang dibentuk
oleh dorongan patahan sebagai akibat dari bagian ketiga tektonik.
Pada bagian pertama tektonik, struktur ini patahan normal, untuk itu
lapangan GMB merupakan hasil dari perubahan struktur (Harding,
1983).
Stratigrafi Cekungan Sumatera Selatan
Stratigraficekungan Sumatera Selatan dari bawah ke atas disusun
dimulai dari terbentuknya batuan tertua di cekungan Sumatera
Selatan berupa batuan alas yang berumur pra-tersier, terdiri dari
batuan beku dan batuan ubahan derajat rendah. Batuan alas
tersebut ditutupi secara tidak selaras oleh Formasi Lahat yang
berumur Eocene-Oligocene yang terdiri dari tuff yang berwarna
kemerahan dan keunguan, lempung tufaan, andesit, breksi dan
konglomerat.
Berikutnya Formasi Lahat ditutupi secara tidak selaras oleh Formasi
Talangakar yang berumur Oligosen-Miosenyang terdiri dari Batu
pasir berukuran sedang sampai kasar dan lapisan batu bara di
bagian bawahnya, dan serpih abu-abu gampingan dan batu bara
-
7/22/2019 Buku Gas Metana Batubara
50/143
37Gas Metana Batu bara Energi Baru untuk Rakyat
di bagian atasnya. Batu bara pada Formasi ini memiliki derajat
kematangan bituminous, terletak cukup dalam dan tidak terlalu
tebal. Formasi Talangakar diendapkan pada lingkungan Terrestrial
sampai lingkungan Paralic. Formasi Talangakar ditutupi secara
selaras oleh Formasi Baturaja yang terdiri dari serpih karbonat
dan Batu gamping.
Formasi Baturaja ditutupi secara selaras atau menjemari dengan
lapisan batuan Formasi Gumai yang disusun oleh batuan napal,
batu lempung, serpih, dan serpih lanauan, dan sedikit lapisan tipis
batu gamping dan batu pasir, yang diendapkan pada lingkungan
laut terbuka yang lebih dalam. Formasi Gumai ditutupi secaraselaras oleh batuan Formasi Air Benakat yang diendapkan pada
lingkungan littoralsampai laut dangkal, yang terdiri dari Batu pasir
dan lempung napalan, glaukonitan dan karbonatan. Pengendapan
Formasi Talangakar sampai Formasi Air Benakat diendapkan
selama waktu Oligo-Miosen.
Formasi yang kaya batu bara diperoleh pada Formasi Muaraenim
yang berumur MiosenAkhir Pliosen, yang secara selaras
menutupi Formasi Air Benakat (Shell 1978) seperti ditunjukkan
oleh Gambar 5.5, Formasi ini dinamakan juga Formasi Palembang
Tengah (Decoster 1974).
Berikut pembahasan Formasi Muaraenim dengan lapisan batu bara
sebagai obyek penelitian GMB termasuk dalam formasi batuan ini.
Formasi Muaraenim terletak selaras di atas Formasi Air Benakat
yang litologinya terdiri dari batu pasir, batu lanau, batu lempung dan
batu bara. Lingkungan pengendapan formasi ini adalah paparan
delta-laguna. Ketebalan batuan pada formasi ini bervariasi antara
200 800 meter, umur MiosenAkhir sampai Pliosendan kaya akan
batu bara. Endapan batuan antar lapisan batu bara menunjukkan
adanya pengaruh lingkungan laut, tetapi tidak ditemukan adanyafosil foraminifera, kecuali fosil-fosil keluarga Lamelibranchiata/
pelycypodayang dijumpai di beberapa tempat.
Dapat teridentifikasi bahwa di dalam Formasi Muaraenim terdapat
paling tidak 12 lapisan batu bara utama, dari bawah ke atas yaitu
lapisan batu bara Kladi, Merapi, Petai (C), Suban (B), Mangus (A),
-
7/22/2019 Buku Gas Metana Batubara
51/143
38 Gas Metana Batu bara Energi Baru untuk Rakyat
Burung, Benuang, Kebon, Benakat/Jelawatan, Lematang, Niru.Pengendapan batu bara di formasi ini dipengaruhi saat susut laut
pada peristiwa perubahan muka air laut yang terjadi pada kala
Miosen(Taupitz, 1987, Pujobroto, 1996).
Berdasarkan fasiesnya, Shell Mijnbouw (1978) membagi Formasi
Muaraenim menjadi 4 unit (Gambar 5.6), yaitu:
Gambar 5.5
Stratigrafi Cekungan Sumatera Selatan (Shell Team1978)
-
7/22/2019 Buku Gas Metana Batubara
52/143
39Gas Metana Batu bara Energi Baru untuk Rakyat
Unit M1 merupakan bagian paling bawah dari Formasi batu
bara Muaraenim, dibatasi bagian bawahnya oleh lapisan batu
bara Kladi dan Petai di bagian paling atas, dengan ketebalankeseluruhan 170 - 210 meter, terdiri dari batu pasir halus berwarna
abu-abu terang, lanau-batu pasir lanauan berwarna abu-abu,
batu pasir masif abu-abu kebiruan, batu pasir halus berwarna
abu-abu, dan lanau abu-abu gelap. Banyak juga ditemukan
lensa-lensa napal dalam runutan batuan, serta didapatkan 2
lapisan batu bara dalam unit ini, yang berkembang secara tidak
Gambar 5.6
Stratigrafi Daerah Muaraenim dan Sekitarnya (Sojitz, 2007)
-
7/22/2019 Buku Gas Metana Batubara
53/143
40 Gas Metana Batu bara Energi Baru untuk Rakyat
teratur, yaitu lapisan Merapi dan Kladi dengan ketebalan berkiar
1 - 8 meter.
Unit M2, pada runtunan batuan unit ini dijumpai 3 lapisan batu
bara yaitu Petai, Suban dan Mangus. Lapisan Mangus ini berada
di bagian atas unit M2 dan berbatasan dengan unit M3 di atasnya,
dicirikan oleh sisipan batu lempung tufaan dengan kandungan
biotit, sedang batas bawahnya adalah lapisan Petai. Litologinya
terdiri dari perselingan batu lanau berwarna keabu-abuan,
laminasi batu lanau berwarna abu-abu gelap, dan sisipan tipis
batu bara, mengandung sedikit sideritik napal, setempat lapisan
batu bara mengalamisplitting.
Unit M3 terdapat 2 lapisan utama, yaitu Lapisan Burung dan
Lapisan Binuang. Batas atas adalah Lapisan Kebon (Unit M4)
dan batas bawah adalah Lapisan Mangus (Unit M2). Litologi
terdiri dari batu pasir halus sampai kasar berwarna abu-abu
keputihan dan bersifat tufaan, berselingan dengan batu lanau
abu-abu, batu lempung dan sisipan batu bara, penyebaran batu
bara secara lateral umumnya buruk.
Unit M4 adalah runtunan batuan di antara bagian bawah Lapisan
Enim dan dasar dari Formasi Kasai, dengan total ketebalan
berkisar 124 - 185 meter. Lapisan batu bara Enim memiliki
ketebalan sekitar 10 - 20 meterdan memiliki penyebaran yang
luas. Lapisan batu bara ini umumnya berupa satu lapisan dengan
pengotoran bercirikan adanya fragmen resin yang cukup banyak.
Lapisan antara Enim seam dan Jelawatan seam umumnya
terdiri dari perselingan dari batu pasir abu-abu terang dan batu
lanau yang berwarna abu-abu gelap sampai abu-abu, dengan
sebagian berupa materi tufaan dan 3 5 lapisan batu bara
dengan ketebalan kurang dari 3 m, setempat dengan penerusan
lapisan yang buruk.5.2. Pilot Project Sumur GMB Lapangan Rambutan
Dari hasil kajian potensi GMB, cekungan Sumatera Selatan
diperkirakan memiliki cadangan sebesar 183 Tcf. Berdasarkan
hasil kajian tersebut kemudian dilanjutkan dengan pengembangan
Pilot ProjectGMB yang terletak di lapangan Rambutan, Kecamatan
Benakat, Kabupaten Muara Enim, Sumatera Selatan.
-
7/22/2019 Buku Gas Metana Batubara
54/143
41Gas Metana Batu bara Energi Baru untuk Rakyat
Berdasarkan data yang diperoleh, di lokasi tersebut pada selang
kedalaman antara 1.520 - 3.100 ft terdapat 5 lapisan batu bara
yang mempunyai ketebalan yang cukup bagus sekitar 30 meter,
yaitu seam-1, seam-2, seam-3, seam-4 danseam-5. Dari ke 5
lapisan tersebut, 3 lapisan (seam) yang akan menjadi sasaran
dalam penelitian ini adalah seam-2, seam-3 danseam-5. Pada
seam-seam yang dipilih tersebut diperkirakan memiliki prospek
kandungan gas metana yang besar. Gambar 5.7 memperlihatkan
Model Multy Layer SeamSumur CBM.
Gambar 5.7
Model Multy Layer Seam Sumur GMB
Dari lapisan-lapisan tersebut kemudian dilaksanakan uji cobapengeboran untuk memproduksikan gas metana yang terkandung
dalam batu bara. Pilot Project 5 sumur GMB yang dibuat memiliki
pola geometri five spotdimana sumur GMB-3 berada di bagian
tengah dan sumur-sumur lainnya berada pada sisi segi empat,
dengan jarak berkisar antara 530 hingga 690 meter sebagaimana
diperlihatkan pada Gambar 5.8.
-
7/22/2019 Buku Gas Metana Batubara
55/143
42 Gas Metana Batu bara Energi Baru untuk Rakyat
Gambar 5.8
Peta Lokasi Sumur GMB dengan Pola Five Spot
Kelima sumur GMB yang telah dibuat menempati area di samping
sumur Rambutan yang telah ada dan berjaran sekitar 15 meter.
Untuk Sumur CBM-1 di lapangan Rambutan 13, CBM-2 di lapangan
Rambutan 23, CBM-3 di lapangan Rambutan 5, CBM-4 di lapangan
-
7/22/2019 Buku Gas Metana Batubara
56/143
43Gas Metana Batu bara Energi Baru untuk Rakyat
Rambutan 9, dan sumur uji CBM-5 di lapangan Rambutan 19.
Lima Sumur CBM yang telah selesai dibuat merupakan sumur uji
produksi gas methan yang kemudian dilakukan proses dewatering
untuk mengurang tekanan pori batubara (Gambar 5,9).
CBM12004
CBM3,4,52006
2005
Gambar 5.9
Pemboran Sumur GMB Lapangan Rambutan
5.3. Pelaksanaan Proses Uji Produksi
Pelaksanaan lanjutan proses uji produksi (dewatering) dirasa sangat
penting guna keperluan untuk mempercepat proses produksi gas
metana dan mengevaluasi kemampuan produksi gas dari lapisan
batu bara yang ada serta upaya penanganan air terproduksi dengan
benar. Proses dewateringini dilakukan untuk memproduksikan airagar terjadi perubahan kesetimbangan mekanik di dalam clead batu
bara (rekahan) sehingga bila tekanan turun, GMB dapat keluar dari
matrik batu bara melalui bidang rekah. GMB akan mengalir melalui
rekahan batu bara dan akhirnya keluar menuju lubang sumur seperti
ditunjukkan pada Gambar 5.10.
-
7/22/2019 Buku Gas Metana Batubara
57/143
44 Gas Metana Batu bara Energi Baru untuk Rakyat
Gambar 5.10
Skema Proses Uji Produks i GMB
Pada tahap dewatering sumur GMB telah dilakukan dengan
menggunakan beberapa tipe pompa. Beberapa tipe pompa
disesuaikan dengan produksi air dan tekanan dalam sumur untuk
optimalisasi pemompaan air. Pada pelaksanaan dewatering disumur GMB lapangan Rambutan pada awalnya menggunakan
pompa Sucker Rod dan sekarang telah diubah menggunakan
pompa PCP. Pergantian pompa ini dilakukan berkenaan produksi
air dari kegiatan dewatering semakin menurun sehingga diperlukan
kapasitas pompa yang lebih kecil agar produksi air yang kontinyu
dapat terlaksana.
-
7/22/2019 Buku Gas Metana Batubara
58/143
45Gas Metana Batu bara Energi Baru untuk Rakyat
Program pelaksanaan dewatering dari ke 5 sumur GMB dimulai
kembali pada awal bulan Juli 2008. Pelaksanaan dewateringdari ke
5 sumur GMB menggunakan pompa Sucker Roddengan memantau
laju produksi dan pencatatan terhadap perubahan tekanan anulus
casingsetiap harinya. Gas yang terakulasi kemudian dibakar agar
tidak mengganggu proses dewateringyang sedang dilakukan.
1. Sumur CBM-1
Sumur CBM-1 selesai dibor pada tanggal 2 Desember 2004 sampai
kedalaman 2.015 ft. Terletak di lokasi yang sama dan berjarak 10
meter dari sumur RBT#13. Berdasarkan data laporan pemboranterdapat beberapa lapisan batu bara pada sumur tersebut mulai
dari kedalaman 1.570 - 2.003 ft. Jenis penyelesaian sumur yang
sudah dikerjakan yaitu dengan pemasangan liner screen4-1/2 dari
kedalaman puncak linerdi 1.543 ft sampai dasar lubang di 2.008ft.
Screen linerdipasang tanpa disemen sehingga sepanjang selang
kedalaman 1.543 - 2008 ft merupakan lubang terbuka.
Gambar 5.11
Fasilitas Produksi Sumur CBM-1
-
7/22/2019 Buku Gas Metana Batubara
59/143
46 Gas Metana Batu bara Energi Baru untuk Rakyat
2. Sumur CBM-2
Sumur GMB-2 selesai dibor pada tanggal 28 Februari 2006 sampai
kedalaman 3.140ft. Terletak di lokasi yang sama dan berjarak 15
meter dari sumur RBT#23. Berdasarkan data dari laporan pemboran,
sampai kedalaman 3.100 ft terdapat 3 lapisan batu bara yang
berpotensi menghasilkan gas metana yang cukup besar, yaitu lapisan
2 pada selang kedalaman 1.690 1.720 ft, lapisan 3 pada selang
kedalaman 1.750 1.780 ft dan lapisan P pada 2.940 2.980 ft.
Ketiga lapisan tersebut masih dalam kondisi tertutup oleh casing
(Case Hole).
Sumur CBM-2 ini telah dipasang fasilitas produksi yaitu separator
kecil sederhana dan tanki timbun untuk proses dewateringdengan
kapasitas 300 bbl. Sampai dengan tahun 2008 sumur CBM-2 belum
berproduksi karena menunggu kesiapan peralatan downhole dan
terdapat sedikit masalah dengan kondisi lubang sumurnya. Pada
bulan Maret 2008 dilakukan running Impression Block 3.1 untuk
memverifikasi kondisi downholedan untuk membuktikan adanya
fishdi sumur tersebut dan ditemukan adanya goresan dipermukaan
Impression Block yang mengindikasikan adanya pipa yang jatuh
atau mungkin casingyang mengalami pergesaran di dalam sumur
CBM-2.
Gambar 5.12
Fasilitas Sumur CBM-2
-
7/22/2019 Buku Gas Metana Batubara
60/143
47Gas Metana Batu bara Energi Baru untuk Rakyat
3. Sumur CBM-3
Sumur CBM-3 selesai dibor pada tanggal 13 Desember 2006 sampai
kedalaman 2.977 ft. Terletak di lokasi yang sama dan berjarak 15 meter
dari sumur RBT#9. Berdasarkan data laporan pemboran, sampai
kedalaman 2.977 ft terdapat 3 lapisan batu bara yang berpotensi
menghasilkan gas metana yang cukup besar, yaitu seam 2 pada
selang kedalaman 1.6421.670 ft, seam 3 pada selang kedalaman
1.701.732 ft danseamP pada 2.9472.977 ft. Seam P merupakan
lubang terbuka sedangkan seam2 dan 3 sudah diperforasi setelah
pemboran sumur selesai dikerjakan. Sumur CBM-3 ini telah terpasang
1 unit pompa PCP dan fasilitas produksi lainnya yaitu Vasseldantanki timbun untuk menampung air dari proses dewateringdengan
kapasitas 300 bbl.
Sumur CBM-3 sempat mengeluarkan gas GMB dengan volume yang
masih kecil sekitar 0.5 mscf/hari dan merupakan salah satu sumur
dengan prospek kandungan GMB yang cukup tinggi. Pada sumur
CBM-3 sering dilakukan pengujian tekanan baik dengan electric
memory recorder (EMR) maupun dengan peralatan Acoustic Well
Sounder (AWS). Running EMRdilakukan tahun 2008 dengan run
gauge di depan seam 3 di kedalaman 1.718 ft dengan melakukan
shut in well selama 24 jam (rencana awal 72 jam) tekanan mencapai
290 psi.
Pada pelaksanaan kerja ulang tahun 2010 kembali dilakukan
pengujian terhadap tekanan di masing-masing seam pada sumur
CBM 3 dengan menggunakan EMR. Pelaksanaan pengujiannya
diawali dengan melakukan pengujian injection test terlebih dahulu
baru kemudian sumur ditutup selama 32 jam. Hasil dari pengujian
menunjukkan bahwa tekanan dari masing-masing seam setara
dengan besarnya tekanan hidrostatik dari kolom fluida (air) hingga
di permukaan sumur. Dengan melihat lambatnya penurunan tekananinjeksi menggambarkan begitu kecilnya permeabilitas dari masing-
masing seamyang diuji.
-
7/22/2019 Buku Gas Metana Batubara
61/143
48 Gas Metana Batu bara Energi Baru untuk Rakyat
Gambar 5.13Fasilitas Sumur CBM-3
4. Sumur CBM-4
Sumur CBM-4 selesai dibor pada tanggal 12 Desember 2006 sampai
kedalaman 3.072 ft.Terletak di lokasi yang sama dan berjarak 15
meter dari sumur RBT#9. Berdasarkan data laporan pemboran,
sampai kedalaman 3.072 ft terdapat tiga lapisan batu bara yang
berpotensi menghasilkan gas metana yang cukup besar, yaitu seam
2 pada selang kedalaman 1.742 1.770 ft, seam 3 pada selang
kedalaman 1.804 1.834 ft dan seamP pada 3.038 3.072 ft.
SeamP merupakan lubang terbuka sedangkan seam 2 dan 3 sudah
diperforasi setelah pemboran sumur selesai dikerjakan. Sumur
CBM-4 ini telah terpasang 1 unit pompa PCP dan fasilitas produksi
lainnya yaitu Vassel dan tanki timbun untuk menampung air dari
kegiatan proses dewateringdengan kapasitas 300 bbl.
-
7/22/2019 Buku Gas Metana Batubara
62/143
49Gas Metana Batu bara Energi Baru untuk Rakyat
Gambar 5.14
Fasilitas Sumur CBM-4
Sumur CBM-4 pada tahun 2008 telah mengeluarkan GMB dengan
volume yang masih kecil sekitar 0,041 mscf/hari dan juga diperkirakan
merupakan salah satu sumur dengan prospek kandungan GMB cukup
besar. Dari hasil analisis memperlihatkan bahwa tidak optimumnya
produksi dari seam 2 dan 3 tidak dikarenakan adanya lapisan semen
yang cukup tebal di belakang dinding casing, sehingga perforasi
yang dilakukan tidak dapat membuka lapisan semen tersebut
secara maksimal. Salah satu upaya yang dilakukan tahun 2010 yaitu
membuka lapisan semen pada seam3 yaitu dengan menerapkan
metode Radial Jetting. Pada pelaksanaannya di lapisan seam3 dan
seam5 pada lapisan openholenya telah dibor secara horisontal kesamping sepanjang 20 meter dengan jumlah lubang sekitar 20 buah.
Hasil yang diperoleh cukup meningkatkan produksi GMB dari sumur
CBM-4 menjadi sekitar 10 mscf/hari.
-
7/22/2019 Buku Gas Metana Batubara
63/143
50 Gas Metana Batu bara Energi Baru untuk Rakyat
5. Sumur CBM-5
Sumur CBM-5 selesai dibor pada tanggal 11 November 2006 sampai
kedalaman 3.100 ft. Terletak di lokasi yang sama dan berjarak 15
meter dari sumur RBT#19. Berdasarkan data laporan pemboran
sampai kedalaman 3.100 ft terdapat 3 lapisan batu bara yang
berpotensi menghasilkan gas metana yang cukup besar, yaitu lapisan
2 pada selang kedalaman 1.754 1.782 ft, lapisan 3 pada selang
kedalaman 1.812 1.838 ftdan lapisan P pada 3.048 3.100 ft.
SeamP merupakan lubang terbuka sedangkan seam2 dan 3 sudah
diperforasi setelah pemboran sumur selesai dikerjakan. Sumur
CBM-5 ini telah terpasang 1 unit pompa PCP dan fasilitas produksilainnya yaitu Vassel dan tanki timbun untuk menampung air dari
kegiatan proses dewateringdengan kapasitas 300 bbl.
Pada pelaksanaan kerja ulang tahun 2010, dilakukan pengujian
terhadap tekanan di masing-masing seam pada sumur CBM-3
dengan menggunakan EMR. Pelaksanaan pengujiannya diawali
dengan melakukan uji injection test terlebih dahulu baru kemudian
sumur ditutup selama 32 jam.
Gambar 5.15
Fasilitas Sumur CBM-5
-
7/22/2019 Buku Gas Metana Batubara
64/143
51Gas Metana Batu bara Energi Baru untuk Rakyat
5.4. Pemanfaatan GMB untuk Listrik
Pada tahap lanjutan dewatering yang dilakukan terhadap ke 3
sumur uji GMB memperlihatkan bahwa baru 2 sumur yang telah
mulai mengeluarkan gas metananya sehabis dilakukan operasi
kerja ulang. Untuk sumur CBM-3, GMB telah keluar hampir kontinyu
dengan perkiraan produksi perharinya baru sekitar 5 m3/hari (0,176
mscf/hari) setelah 17 hari dewateringdilakukan. Sedangkan untuk
sumur CBM-4, gas telah keluar baru mencapai 5,5 m3/hari (0,194
mscf/hari) setelah 10 hari dewateringberjalan.
Dari analisis gas yang pernah dilakukan sebelumnya memperlihatkan
bahwa komposisi GMB didominasi hampir di atas 96% merupakan
metana (CH4). Pengujian yang dilakukan di laboratorium terhadap
GMB yang keluar dari masing-masing seamyang diproduksikan
yaitu seam2, 3, dan 5 (lihat Tabel 51, 52 dan 53).
Uji coba awal pemanfaatan gas untuk menggerakkan generator
listrik berkapasitas 12 KVA sudah dilakukan di sumur CBM-3 dan
CBM-4 dengan menghidupkan 4 lampu penerangan yang ada di
sumur CBM-4 berkapasitas masing-masing 400 watt. Generator
yang digunakan merupakan generator gas mini dari Kubota dengan
kapasitas daya 25 KVA 220 volt.
Compon ent Mol Percent GPM
Hydrogen Sulfide H2S 0
Carbon Dioxide CO2 0.13
Nitrogen N2 1.39
Methane CH4 98.25
Ethane C2H6 0.16 0.0428
Propane C3H8 0.04 0.0111
Iso-Butane i-C4H10 0.03 0.0096n-Butane n-C4H10 0 0
Iso-Pentane i-C5H12 0 0
n-Pentane n-C5H12 0 0
Hexanes C6H14 0 0
Heptanes plus C7+ 0 0
100.00 0.0635
Tabel 5.1
Komposisi Gas dari Seam2
-
7/22/2019 Buku Gas Metana Batubara
65/143
52 Gas Metana Batu bara Energi Baru untuk Rakyat
Component Mol Percent GPM
Hydrogen Sulfide H2S 0
Carbon Dioxide CO2 0.03
Nitrogen N2 2.37
Methane CH4 96.57
Ethane C2H6 0.75 0.2007
Propane C3H8 0.21 0.0580
Iso-Butane i-C4H10 0.07 0.0225
n-Butane n-C4H10 0 0
Iso-Pentane i-C5H12 0 0
n-Pentane n-C5H12 0 0
Hexanes C6H14 0 0
Heptanes plus C7+ 0 0
100.00 0.2812
Tabel 5.2Komposisi Gas dari Seam3
Component Mol Percent GPM
Hydrogen Sulfide H2S 0
Carbon Dioxide CO2 1.01
Nitrogen N2 0.15
Methane CH4 98.26
Ethane C2H6 0.26 0.0696
Propane C3H8 0.31 0.0856
Iso-Butane i-C4H10 0.01 0.0032
n-Butane n-C4H10 0 0
Iso-Pentane i-C5H12 0 0
n-Pentane n-C5H12 0 0
Hexanes C6H14 0 0
Heptanes plus C7+ 0 0
100.00 0.1584
Tabel 5.3
Komposisi Gas da