TUGAS IGEOLOGI STRUKTUR

Disusun sebagai tugas mata kuliah Geologi Struktur pada jurusan Teknik Pertambangan

Oleh :Ahmad Suryantoko03121002063

TEKNIK PERTAMBANGANFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS SRIWIJAYA2013Coal Bed Methane (CBM)A. Pengertian dan DeskripsiCoal Bed Methaneatau disingkatCBM adalah suatu bentuk gas alam yang dihasilkan selama proses pembatubaraan dan terperangkap dalam batubara. CBM adalah gas alam dengan dominan gas metana dan disertai sedikit hidrokarbon lainnya dan gas non-hidrokarbon dalam batu bara hasil dari beberapa proses kimia dan fisika. CBM disebut juga 'sweet gas' karena kurangnya kandungan hidrogen sulfida. Batubara memiliki kemampuan menyimpan gas dalam jumlah yang banyak, karena permukaannya mempunyai kemampuan mengadsorpsi gas. Meskipun batubara berupa benda padat dan terlihat seperti batu yang keras, tapi di dalamnya banyak sekali terdapat pori-pori yang berukuran lebih kecil dari skala mikron, sehingga permukaan batubara menjadi luas sehingga mampu menyerap gas dalam jumlah yang besar. Jika tekanan gas semakin tinggi, maka kemampuan batubara untuk mengadsorpsi gas juga semakin besar. Dalam klasifikasi energi, CBM termasukunconventional energy, yang berarti gas yang diproduksikan tidak berasal dari reservoir konvensional (batupasir/batugamping). Unconventional gas merupakan gas yang berasal dari reservoir yang memiliki permeabilitas kecil, porositas kecil, formasi yang tight, dan batu bara, seperti CBM, shale gas, dan tight gas.Gas metana terbentuk di dalam batubara melalui dua proses yaituthermogenic gasdanbiogenic gas sekunder. Dalam hal ini CBM yang paling dicari untuk eksplorasi adalah yang terbentuk secara thermogenic.Thermogenic gasterbentuk secara alami melalui proses pembatubaraan (coalification process) yang merubahhumic organic materialmenjadi batubara. Gas tersebut termasuk metana, CO2, dan bisa juga etana dan propane. Sedangkanbiogenic gas sekunderterbentuk pada masa geologi saat ini melalui mikroorganismeanaerobicyang terbawa dalam system air bawah tanah yang aktif setelah proses pembatubaraan selesai. Baikthermogenicmaupunbiogenicmetana secara fisik diadsorpsi sebagai lapisanmonomolecularpada lapisan permukaan dari pori-pori di dalam matrix batubara. Metana tertahan di dalam oleh tekanan hidrostatik air dalam batubara. Rekahan alami di dalam batubara selain berisi air juga memiliki permeabilitas atau kemampuan untuk mengalirnya fluida. Dalam sumur CBM, air biasanya terproduksi di awal yang menghasilkan penurunan tekanan reservoir. Proses ini dinamakandewatering phasedalam suatu sumur CBM. Sejalan dengan penurunan tekanan, gas metana secara difusi keluar dari matrix batubara melalui rekahan batubara yang saling terhubung. Batubara ini merupakan reservoir yang sangat unik karena terdapatsource rock, reservoir dan juga trap didalamnya.Beberapa karakteristik batubara yang cocok untuk CBM adalah sebagai berikut:a. Kandungan gas yang tinggi: 15 m3 30 m3 per tonb. Permeabilitas yang bagus: 30 mD 50 mDc. Porositas reservoir coal bed biasanya sangat kecil berkisar dari 0,1 sampai 10%.d. Dangkal:Coal seams< 1.000 m (3.300 ft). Tekanan pada kedalaman yang lebih dalam, pada umumnya terlalu tinggi untuk mengalirkan gas bahkan ketika coal seamsnya sudah selesai dewatering. Hal ini terjadi karena tekanan tinggi menyebabkan berkurangnya permeabilitas batubarae. Jenis batubara: Umumnya proyek CBM memproduksi gas dariBituminous coals, akan tetapi bisa juga gas yang dihasilkan dariAnthractie.B. ProduksiTeknologi CBM dipengaruhi oleh kondisi reserfoar CBM tersebut yakni di batubara. Lapangan CBM memiliki karakter yang berbeda-beda dan begitu pula pengelolaannya. CBM bisa keluar (desorption) dari matriks melalui rekahan, dengan merendahkan tekanan air pada target lapisan. Untuk memperoleh CBM, sumur produksi dibuat melalui pengeboran dari permukaan tanah sampai ke lapisan batubara target. Karena di dalam tanah sendiri lapisan batubara mengalami tekanan yang tinggi, maka efek penurunan tekanan akan timbul bila air tanah di sekitar lapisan batubara dipompa (dewatering) ke atas. Hal ini akan menyebabkan gas metana terlepas dari lapisan batubara yang memerangkapnya, dan selanjutnya akan mengalir ke permukaan tanah melalui sumur produksi tadi. Berikut ini macam-macam teknik ekstraksi CBM.1. Metode KonvensionalPada metode produksi CBM secara konvensional, produksi yang ekonomis hanya dapat dilakukan pada lapisan batubara dengan permeabilitas yang baik. Produksi dilakukan dengan menggunakan sumur vertikal atau sumur horizontal seperti pada produksi gas konvensional. Pemboran horizontal ini dilakukan dengan cara mengebor beberapa ratus kaki secara vertical kemudian dibelokkan secara horizontal sampai kurang lebih 4000 ft. Berikut gambaran dari metode konvensional.

Gambar I.1Metode Konvensional2. Metode KombinasiProduksi CBM dengan sumur kombinasi adalah sistem produksi yang mengkombinasikan sumur vertikal dan horizontal, seperti terlihat pada gambar di bawah. Teknik ini memungkinkan produksi gas secara ekonomis pada suatu lokasi yang selama ini tidak dapat diusahakan, terkait permeabilitas lapisan batubaranya yang jelek.

Gambar I.2Metode Kombinasi3. Metode MultilateralProduksi CBM dengan sistem produksi multilateral, yakni sistem produksi yang mengoptimalkan teknik pengontrolan arah bor. Lateral yang dimaksud disini adalah sumur (lubang bor) yang digali arah horizontal, sedangkan multilateral adalah sumur horizontal yang terbagi-bagi menjadi banyak cabang. Pada produksi yang lokasi permukaannya terkendala oleh keterbatasan instalasi fasilitas akibat berada di pegunungan misalnya, maka biaya produksi memungkinkan untuk ditekan bila menggunakan metode ini. Pada teknik ini, alat yang disebut MWD (Measurement While Drilling) terpasang di bagian belakangdown hole motor, berfungsi untuk memonitor arah lubang bor dan melakukan koreksi arah sambil terus mengebor seperti tergambar pada gambar berikut.

Gambar I.3Metode Multilateral4. Metode Hydraulic FracturingFracturing berasal dari kata "to fracture" yg berarti memecahkan. Hydraulic Fracturing adalah salah satu proses stimulasi dimana formasi hidrokarbon kita "pecahkan" dgn cara memompa fluida tertentu dalam rate & tekanan tertentu (di atas fracture pressure formasi tsb). Proppant atau pasir dipompa bersama-sama dgn fluida (yg umumnya sangat eksotik, berteknologi chemistry terdepan & sangat mahal pergalonnya) bertujuan untuk menahan agar rekahannya tetap terbuka, tidak tertutup, setelah proses pemompaan berhenti. Rekahan (fractures) yg terisi proppant akan membypass damage di sekitar wellbore & akan menjadi semacam jalan toll berkonduktivitas tinggi, sehingga hidrokarbon dapat mengalir lebih efisien dari formasi ke dalam sumur. Ujungnya, produksi akan naik & smiling face. Hydraulic fracturing atau sering hanya disebut fracturing termasuk proses stimulasi yg sangat populer umumnya untuk reservoir berpermeabilitas rendah, baik oil maupun gas.

Gambar I.4Hydraulic FracturingC. PemanfaatanPemanfaatan CBM sebagai sumber energi dapat dilakukan dengan produksi gas metana sebagaifeedgas(gas masukan bahan dasar) LNG, pemanfaatan bahan bakar untuk konsumsi rumah tangga maupun pemanfaatan menjadi sumber energi listrik menggunakan IPP (Independent Power Producer).CBM mengandung lebih dari 95% gas metana dan memiliki tekanan yang rendah sehingga untuk dapat dijadikan sebagaifeedgasdalam pembuatan LNG memerlukan tambahan bahan lain dari minyak atau gas alam lainnya serta alat kompresor dalam proses pengalirannya. Hasil LNG tersebut dapat dijual kembali sebagai bahan bakar sumber listrik melalui PLN maupun sebagai komoditi ekspor Indonesia. Pemanfaatan CBM melalui konversi menjadi LNG membutuhkan energi dan biaya tambahan sehingga menjadi tidak efisien dibandingkan dengan pemanfaatan langsung CBM menjadi energi listrik menggunakan IPP. Pemanfaatan CBM sebagai sumber energi listrik menggunakan IPP juga dapat dilakukan untuk pemenuhan kebutuhan Indonesia akan energi listrik, lebih khusus daerah sekitar dengan potensi CBM yang cukup besar. Hal ini sejalan dengan program Pemerintah tentang pemenuhan kebutuhan listrik dan percepatan pemanfaatan produksi gas CBM untuk listrik. Saat ini kebutuhan Indonesia akan energi listrik mencapai 50.000 MW dengan pemenuhan baru sekitar 30.000 MW atau perbandingan penduduk yang telah terpenuhi listrik (terelektrifikasi) sebesar 67.99%, dengan target rasio elektrifikasi 71.86% pada akhir tahun 2011.Dari peta rasio elektrifikasi di bawah ini dapat dilihat bahwa beberapa provinsi di Sumatera Bagian Selatan memiliki rasio elektrifikasi kurang dari 60% padahal potensi CBM yang cukup besar berada di daerah tersebut yang dapat digunakan sebagai sumber energi listrik dengan menggunakan IPP. Begitu juga dengan beberapa provinsi di Pulau Kalimantan yang dapat meningkatkan rasio elektrifikasi hingga mendekati 100%.

Gambar I.5Peta Rasio Elektrifikasi IndonesiaPemanfaatan CBM menjadi listrik dapat mencontoh model kontrak penjualan hasil produksi Geothermal melaluiPower Purchase Agreementdengan menjual listrik dan bukan produk uap (steam)kepada PLN dibandingkan model kontrakGas Sales Agreementyang akan diterapkan pada hasil produksi CBM untuk konversi menjadi LNG. Selain pemanfaatan CBM menjadi listrik lebih efisien, pemenuhan kebutuhan listrik dalam negeri tentu harus menjadi perhatian dan prioritas dalam mengembangkan CBM sebagai salah satu sumber energi baru Indonesia.Hydropower (Tenaga Air)A. Pengertian dan DeskripsiHydropoweratau tenaga airadalahturunan energi darijatuhan dan aliran air, yang dapat digunakan sebagai energi penggerak. Energi kinetik dari air terjun dapat digunakan untuk memutar kincir untuk menggerakkan poros turbin. Poros memiliki kumparan yang ditempatkan di antara magnet.Ketika kumparan berputar, medan magnet mendorong mereka dalam kumparan karena perubahan fluks.Oleh karena itu, energi kinetik air yang mengalir diubah menjadi energi listrik. Potensi air sebagai sumber energi terutama digunakan sebagai penyedia energi listrik melalui pembangkit listrik tenaga air maupun mikrohidro. Potensi tenaga air di seluruh Indonesia diperkirakan sebesar 75684 MW. Potensi ini dapat dimanfaatkan untuk pembangkit tenaga listrik dengan kapasitas 100 MW ke atas dengan jumlah sekitar 800.Banyaknya sungai dan danau air tawar yang ada di Indonesia merupakan modal awal untuk pengembangan energi air ini. Namun eksploitasi terhadap sumber energi yang satu ini juga harus memperhatikan ekosistem lingkungan yang sudah ada.Pemanfaatan energi air pada dasarnya adalah pemanfaatan energi potensial gravitasi. Energi mekanik aliran air yang merupakan transformasi dari energi potensial gravitasi dimanfaatkan untuk menggerakkan turbin atau kincir. Umumnya turbin digunakan untuk membangkitkan energi listrik sedangkan kincir untuk pemanfaatan energi mekanik secara langsung. Pada umumnya untuk mendapatkan energi mekanik aliran air ini, perlu beda tinggi air yang diciptakan dengan menggunakan bendungan. Akan tetapi dalam menggerakkan kincir, aliran air pada sungai dapat dimanfaatkan ketika kecepatan alirannya memada.Pembangkit listrik mikrohidro mengacu pada pembangkit listrik dengan skala di bawah 100 kW. Banyak daerah pedesaan di Indonesia yang dekat dengan aliran sungai yang memadai untuk pembangkit listrik pada skala yang demikian. Diharapkan dengan memanfaatkan potensi yang ada di desa-desa tersebut dapat memenuhi kebutuhan energinya sendiri dalam mengantisipasi kenaikan biaya energi atau kesulitan jaringan listrik nasional untuk menjangkaunya.

B. Produksi1. Mekanisme KerjaIndonesia memiliki banyak sekali potensi aliran energi air yang bisa dimanfaatkan untuk dijadikan sumber energi listrik baru. Biasanya sumber energi air ini terdapat di daerah pegunungan atau tempat tinggi lainnya.Cara sederhana untuk mendapatkan energi listrik dari aliran air adalah dengan menggunakan baling-baling. Kecepatan aliran air dari tempat yang tinggi atau dengan merekayasa ketinggian jatuh air dapat dimanfaatkan sedemikian rupa sehingga bisa menggerakan baling-baling air tersebut untuk mengubah energi aliran menjadi energi gerak untuk menggerakan generator dan menghasilkan listrik. Berikut gambaran mekanisme kerja pemanfaatan tenaga air yang paling sederhana.

Gambar I.6Mekanisme Pemanfaatan Tenaga AirPada prinsipnya PLTA menggunakan prinsip yang sama dengan kincir air diatas namun dalam skala yang lebih besar. PLTA mengolah energi potensial air diubah menjadi energi kinetis dengan adanya head, lalu energi kinetis ini berubah menjadi energi mekanis dengan adanya aliran air yang menggerakkan turbin, lalu energi mekanis ini berubah menjadi energi listrik melalui perputaran rotor pada generator. Jumlah energi listrik yang bisa dibangkitkan dengan sumber daya air tergantung pada dua hal, yaitu jarak tinggi air (head) dan berapa besar jumlah air yang mengalir (debit).

2. Perlakuan KonstruksiPerlakuan konstruksi terhadap air adalah salah satu komponen terpenting dalam penggunaannya, karena dengan ketinggian akan dihasilkan besar debit aliran tertentu. Besarnya debit aliran ini kemudian digunakan untuk menggerakkan baling-baling (turbin). Berikut ini beberapa tipe PLTA yang memanfaatkan air dengan perlakuan konstruksi masing-masing.a. PLTA Terusan Aliran Sungai (Run-Of-River)PLTA jenis ini memanfaatkan aliran sungai secara alami untuk menghasilkan energi listrik. Seperti yang ditunjukkan pada gambar dibawah, air di hilir sungai dimanfaatkan sedemikian rupa tanpa mengganggu aliran sungai ke hulu. Energi listrik yang dihasilkan sebanding dengan jumlah volume air perdetik yang mengalir. Sehingga saat sungai kering tidak ada air, generator tidak bisa menghasilkan energi listrik. Namun keuntungan dari PLTA tipe ini adalah biaya konstruksinya yang murah dan pembangunannya yang sederhana. PLTA tipe ini cocok dibangun pada sungai-sungai besar di Indonesia yang lokasinya masih terisolasi dan bertujuan untuk mendapatkan sumber energi listrik yang ramah lingkungan dengan segera.

Gambar I.7PLTA Terusan Aliran Sungai (Run-On-River)b. PLTA Dengan Kolam Pengatur (Regulatoring Pond)PLTA jenis ini menggunakan bendungan yang melintang disungai, yang bertujuan untuk menaikkan permukaan air dibagian hulu sungai guna membangkitkan energi potensial yang lebih besar sebagai pembangkit listrik. PLTA jenis ini memiliki efisiensi yang lebih baik daripada PLTA tipe terusan aliran sungai.Dengan menggunakan cara seperti ini, kita juga dapat mengatur aliran sungai per hari ataupun per minggu untuk membangkitkan listrik sesuai dengan kebutuhan beban. Karena bisa mengatur aliran sungai, PLTA jenis ini bisa digunakan sewaktu-waktu untuk memenuhi kebutuhan sumber energi pada saat beban puncak.

Gambar I.8PLTA Dengan Kolam Pengatur (Regulatoring Pond)c. PLTA Dengan Menggunakan Waduk (Reservoir)PLTA tipe ini mirip dengan prinsip PLTA yang menggunakan kolam pengatur. Hanya saja untuk tipe ini dibuatkan sebuah waduk yang dapat menampung air dalam jumlah besar, sehingga kapasitas pembangkitan energi listrik PLTA juga menjadi lebih besar lagi. Waduk ini biasanya berbentuk hampir seperti danau buatan, atau dapat dibuat dari danau asli sebagai penampung air hujan sebagai cadangan untuk musim kemarau. PLTA jenis banyak terdapat di negara-negara yang memiliki curah hujan sedikit, hanya 2-3 bulan saja, atau negara 4 musim.Kelemahan pembuatan PLTA yang menggunakan bendungan ini selain menghabiskan tanah dan modal yang besar. terkadang bisa menyebabkan perubahan atau kerusakan lingkungan yang fatal.

Gambar I.9PLTA Bendungan (Reservoir)d. PLTA Jenis Pompa Generator (Pomped Storage)PLTA jenis ini membutuhkan dua buah kolam pengatur. Saat kebutuhan listrik meningkat, air akan dialirkan dari kolam pengendali atas dan ditampung di kolam pengendali yang bawah. Energi potensial aliran air inilah yang dimanfaatkan menjadi energi listrik. Sedangkan saat beban minimal, listrik yang dihasilkan pembangkit listrik lain digunakan untuk memompa balik air ke kolam penampung diatas untuk digunakan kembali saat dibutuhkan.Di Indonesia pembangkit ini cocok dikembangkan karena pada saat malam hari, semua orang serempak menggunakan listrik sehingga beban melonjak secara seketika, sedangkan siang hari hanya sedikit orang yang menggunakan listrik. Pembangkit ini bertujuan untuk menyimpan energi listrik sisa yang dibangkitkan. Sisa listrik yang dibangkitkan oleh PLTU lainnya digunakan untuk memompa air dan digunakan saat beban puncak di malam hari.

Gambar I.10PLTA Pompa Generator (Pomped Storage)e. PLTA HydroseriesKonsep PLTA ini adalah dengan memanfaatkan aliran sungai yang panjang dan deras dari ketinggian tertentu. Dimana sepanjang aliran sungai terdapat lebih dari satu bendungan yang diseri pada ketinggian tertentu untuk menghasilkan energy listrik yang lebih optimal.C. PemanfaatanAir merupakan salah satu kebutuhan utama makhluk hidup dan bumi sendiri didominasi oleh wilayah perairan. Seiring dengan pertumbuhan populasi manusia, kebutuhan akan air, baik itu untuk keperluan domestik danenergi, terus meningkat.Air juga digunakan untuk pengairan, bahan dasarindustriminuman, penambangan, dan asetrekreasi.Di bidang energi, teknologi penggunaan air sebagai sumber listrik sebagai pengganti dari minyak bumi telah dan akan terus berkembang karena selain terbaharukan, energi yang dihasilkan dari air cenderung tidak berpolusidan hal ini akan mengurangiefek rumah kaca. Berikut ini pemanfaatan sumber daya air dalam kehidupan manusia.1. Sumber bahan pangan. Manusia dan hewan dapat memperoleh sumber makanan dari perairan, seperti berbagai jenis ikan, rumput laut, kepiting, udang, kereang dan lainnya.2. Prasarana lalulintas air antar pulau atau antarbenua. Wilayah yang didominasi oleh perairan sangat bergantung pada lalulintas air, seperti adanya sungai atau laut inilah hubungan antar wilayah dapat erjalin.3. Fungsi energi seperti pembangkit tenaga. Pergerakan air pasang dan surut dapat menghasilkan energi listrik. Selain itu, arus laut dapat dimanfaatkan ebagai energi pendorong perahu secara alami.4. Fungsi rekreasi. Kondisi pantai, danau, dan lau yang indah dan bersih difungsikan sebagai objek wisata.5. Fungsi pengaturan iklim. Perbedaan sifat fisik air laut dan daeratan dapat memengaruh gereakan udara (angin). Hal ini selanjutnya memanaskan perairan dan mengakibatkan penguapan kemudian turun sebagai hujan.6. Sebagai tempat usaha perikanan. Manusia memanfaatkan perairan sebagai usaha perikanan, seperti tambank udang, pengembangbiakan kerang mutiara dan sejenisnya.7. Sumber mineral, seperti garam, kalium karbonat, dan sejenisnya8. Sumber bahan tambang, seperti minyak bumi, timah, gas alam, dan sejenisnya

DAFTAR PUSTAKAAbdullah, Gamil.2012.Pengembangan Gas Metana Batubara.Online(http://gamil-opinion. blogspot.com/2012/05/pengembangan-gas-metana-batubara.html)Anonim.2013.Coal Bed Methane.Online(http://en.wikipedia.org/wiki/Coalbed_methane# Extraction)Anonim.2013.Coal Bed Methane.Online(http://id.wikipedia.org/wiki/Coal_Bed_Methane)Anonim.2013.Coal Bed Methane.Online(http://jefrigeophysics.wordpress.com/2013/01/10/ coal-bed-methane/)Anonim.2013.Conduit Hydroelectricity.Online(http://www.ask.com/wiki/Conduit_ hydroelectricity?qsrc=3044)Anonim.2013.Hydropower.Online(http://www.renewableenergyworld.com/rea/tech/hydropower)Anonim.2013.Sumber Daya Alam.Online(http://id.wikipedia.org/wiki/Sumber_daya _alam#Air)Anonim.2012.Produksi Listrik Dari CBM.Online(http://energreens.wordpress.com/2012/12 /06/produksi-listrik-dari-cbm/)Anonim.2011.Proses Konstruksi Pembangkit Listrik Tenaga Air.Online(http://saliman. blogdetik.com/2011/02/24/proses-konstruksi-pembangkit-listrik-tenaga-air/)Mingqi,Mr Tu.2013.Hydropower.Online(http://hydropower.com.cn/technologies.asp)Rovicky.2010.Sumber Daya Gas Alam-2:CBM.Online(http://rovicky.wordpress.com/2010/07 /27/sumberdaya-gas-alam-2-cbm/)Subagya, Agus.Coal Bed Methane (CBM).Online(http://oilgas-training.blogspot.com/2012 /09/coal-bed-methane-cbm.html)Sutrisna, Kadek Fendi.2012.Cara Memanfaatkan Air Sebagai Sumber Pembangkit Listrik.Online(http://indone5ia.wordpress.com/2012/02/26/cara-memanfaatkan-air-sebagai-sumber-pembangkit-listrik/)Zulfikar.2011.Menggali Potensi Coal BedMethane.Online(http://zulfikariseorengineer .blogspot .com/2011/11/menggali-potensi-coal-bed-methane-cbm.html)