Coal Bed Methane

5/17/2018 Coal Bed Methane - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/coal-bed-methane-55b07d2dd37f9 1/8

COAL BED METHANE (CBM)

A. Definisi Coal Bed Methane (CBM)

CBM adalah gas metana (gas alam) yang dihasilkan selama proses

pembatubaraan dan terperangkap dalam batubara. CBM dikenal juga sebagai „sweet

gas‟, karena sedikitnya kandungan sulfur (dalam bentuk hidrogen sulfida). Gas

metana ini terperangkap dalam batubara itu sendiri dan juga air yang ada didalam

ruang pori-porinya. Porositas matriks umumnya mengacu pada ukuran cleat (retakan

sepanjang batubara), dan bukan porositas batubara tersebut. Porositas ini umumnya

sangat rendah jika dibandingkan cekungan tradisional (kurang dari 3%). Sumur-sumur

CBM pada fase awal akan memproduksi air untuk beberapa bulan dan kemudian

sejalan dengan penurunan produksi air, produksi gas metana akan meningkat karena

suatu proses dewatering dapat menurunkan tekanan pada batubara dan akan melepas

gas metana tersebut.

Gambar 1. Sketsa ringkas bagaimana gas-gas itu berada

Coalbed Methane (CBM) adalah salah satu gas bumi yang berdasarkan proses

pembentukannya dikategorikan sebagai unconventional, dibandingkan dengan

pembentukan gas hidrokarbon yang lain. Tidak seperti gas alam banyak dari reservoir

konvensional, gas metan berisi sangat sedikit hidrokarbon yang lebih berat seperti

propana atau butana, dan tidak ada gas alam kondensat. Sering berisi sampai beberapa

persen karbon dioksida.



B. Cara Terbentuknya Coal Bed Methane (CBM)

Batubara adalah batuan yang kaya karbon berasal dari bahan tumbuhan

(gambut) yang terakumulasi di rawa-rawa dan kemudian terkubur bersamaan dengan

terjadinya proses-proses geologi yang terjadi. Dengan meningkatnya kedalaman

penguburan, bahan tanaman mengalami pembatubaraan dengan kompaksi /

pemampatan, melepaskan zat fluida (air, karbon dioksida, hidrokarbon ringan,

termasuk metana) karena mulai berubah menjadi batubara. Dengan pembatubaraan

dengan pendekatan yang sedang berlangsung, batubara menjadi semakin diperkaya

dengan karbon dan terus mengusir zat terbang. Pembentukan metana dan hidrokarbon

lain adalah hasil dari pematangan termal pada bara, dan mulai di sekitar “sub-

bituminous A” untuk tahap tinggi mengandung bitumen “peringkat C”, dengan

jumlah metan yang dihasilkan meningkat secara signifikan.

Gambar 2. Tahapan pembatubaraan

Batubara dangkal memiliki peringkat rendah dan mungkin belum

menghasilkan metana dalam jumlah besar. Lebih dalam bara ini terkubur, maka akan

mengalami tingkat pematangan yang lebih besar. Sehingga pembatubaraan tinggi

akan menghasilkan kuantitas lebih banyak metan daripada batubara dangkal.

Mengenai pembentukan CBM, maka berdasarkan riset geosains organik

dengan menggunakan isotop stabil karbon bernomor masa 13, dapat diketahui bahwa

terdapat 2 jenis pola pembentukan.

Sebagian besar CBM adalah gas yang terbentuk ketika terjadi perubahan kimia

pada batubara akibat pengaruh panas, yang berlangsung di kedalaman tanah. Ini

disebut dengan proses thermogenesis. Thermogenic gas terbentuk secara alami

melalui proses pembatubaraan (coalification process) yang merubah humic organic

material menjadi batubara. Gas tersebut termasuk metana, CO2, dan bisa juga etana



dan propane. Sedangkan untuk CBM pada lapisan brown coal (lignit) yang terdapat di

kedalaman kurang dari 200 m, gas metana terbentuk oleh aktivitas mikroorganisme

yang berada di lingkungan anaerob. Ini disebut dengan proses biogenesis. Sedangkan

biogenic gas sekunder terbentuk pada masa geologi saat ini melalui mikroorganisme

anaerobic yang terbawa dalam system air bawah tanah yang aktif setelah proses

pembatubaraan selesai. Baik thermogenic maupun biogenic metana secara fisik

diadsorpsi sebagai lapisan monomolecular pada lapisan permukaan dari pori-pori di

dalam matrix batubara. Baik yang terbentuk secara thermogenesis maupun biogenesis,

gas yang terperangkap dalam lapisan batubara disebut dengan CBM.

Gambar 3. Proses Pembentukan CBM

Kuantitas CBM berkaitan erat dengan peringkat batubara, yang makin

bertambah kuantitasnya dari gambut hingga medium volatile bituminous, lalu

berkurang hingga antrasit. Tentu saja kuantitas gas akan semakin banyak jika lapisan

batubaranya semakin tebal.

Terkait potensi CBM ini, ada 2 hal yang menarik untuk diperhatikan:

Pertama, jika ada reservoir conventional gas (sandstone) dan reservoir CBM (coal)

pada kedalaman, tekanan, dan volume batuan yang sama, maka volume CBM bisa

mencapai 3 – 6 kali lebih banyak dari conventional gas. Dengan kata lain, CBM

menarik secara kuantitas. Kedua, prinsip terkandungnya CBM adalah adsorption pada

coal matrix, sehingga dari segi eksplorasi faktor keberhasilannya tinggi, karena CBM



bisa terdapat pada antiklin maupun sinklin. Secara mudahnya dapat dikatakan bahwa

ada batubara ada CBM.

C. Bentuk Reservoar Coal Bed Methane (CBM)

Gas ini terbentuk secara alamiah bersamaan dengan proses pembentukkan

batu bara (coalification) dan peatifikasi ( peatification). Dengan demikian reservoir

CBM memiliki batubara sebagai source rock sekaligus reservoir rocks. Gas yang

terbentuk ini sebagian besar terabsorpsi pada permukaan dari mikropori matrik

batubara sedangkan sisanya berada di rekahan lapisan batubara dan atau pada

macropores , sebagai gas bebas.

Reservoir CBM juga memiliki ukuran pori-pori yang lebih kecil, yaitu

berkisar antara 1 micrometer hingga 1 milimeter. Gas methana yang berada di dalam

rservoir ini juga tersimpan tidak seperti gas alam pada umumnya, melainkan

terabsorpsi pada permukaan dalam dari micropori matrik batubara. Oleh karena itu ,

aliran gas yang terjadi di dalam matrik batu bara merupakan aliran secara divusi dan

berupa aliran darcy di bagian rekahannya.

Reservoir CBM merupakan reservoir dengan dual porosity, yaitu rekahan

( fracture) dan matrik. Rekahan tersebut dapat dibagi menjadi dua jenis yaitu face

cleats dan butt cleats. Face cleats diartikan sebagai rekahan yang panjang dan

berkesinambungan sepanjang batu bara. Sedangkan Butt cleats adalah rekahan yang

tidak berkelanjutan karena diputus oleh oleh Face cleats. Pada matrik barubara

terdapat pori-pori yang sangat kecil, sehingga disebut micropori yang berukuran satu

mickrometer sampai satu milimeter. Methana yang terbentuk saat peatification dan

coalification sebagian besar akan teradsorpsi pada permukaan dari micropori ini.

Sejak kondisi awal pembentukan, rekahan batubara dijenuhi oleh air dan

sedikt methana . Sehingga pada umumnya untuk menurunkan tekanan reservoir,

biasanya dilakukan dengan memproduksi air atau biasanya disebut dengan dewatering

process secara besar- besaran. Inilah yang biasanya yang harus dipertimbangkan pada

saat produksi methana akan dilakukan.

Untuk memproduksi methana pada reservoir CBM, tekanan reservoir harus

diturunkan hingga mencapai tekanan deabsorpsi, dimana pada tekanan ini methana

mulai lepas darp permukaan dalam micropori batubara. Pada tekanan tersebut, gas

akan mengalir sedikit demi sedikit secara difusi pada matrik batubara hingga gas

mencapai rekahan. Proses ini berdasarkan hukum Flicks yang menerangkan bahwa



pergerakan gas tersebut terjadi akibat perbedaan gradient konsentrasi. Setelah

mencapai rekahan, maka aliran gas hingga libang bor mengikuti hukum darcy.

D. Produksi Coal Bed Methane (CBM) dan Teknologi Pemboran

Untuk memproduksi CBM, lapisan batubara harus terairi dengan baik sampai

pada titik dimana gas terdapat pada permukaan batubara. Gas tersebut akan teraliri

melalui matriks dan pori, dan keluar melalui rekahan atau bukaan yang terdapat pada

sumur (gambar 4).

Gambar 4. Kaitan antara lapisan batubara, air dan sumur CBMPada metode produksi CBM secara konvensional, produksi yang ekonomis

hanya dapat dilakukan pada lapisan batubara dengan permeabilitas yang baik.

Tapi dengan kemajuan teknik pengontrolan arah pada pengeboran, arah lubang bor

dari permukaan dapat ditentukan dengan bebas, sehingga pengeboran memanjang

dalam suatu lapisan batubara dapat dilakukan. Seperti ditunjukkan oleh gambar di

bawah, produksi gas dapat ditingkatkan volumenya melalui satu lubang bor dengan

menggunakan teknik ini.



Gambar 5. Teknik produksi CBM

Teknik ini juga memungkinkan produksi gas secara ekonomis pada suatu

lokasi yang selama ini tidak dapat diusahakan, terkait permeabilitas lapisan

batubaranya yang jelek. Sebagai contoh adalah apa yang dilakukan di Australia dan

beberapa negara lain, dimana produksi gas yang efisien dilakukan dengan sistem

produksi yang mengkombinasikan sumur vertikal dan horizontal, seperti terlihat pada

gambar di bawah.

Gambar 6. Produksi CBM dengan sumur kombinasi

Teknik pengontrolan arah bor

Teknik pengeboran yang menggunakan down hole motor (pada mekanisme

ini, hanya bit yang terpasang di ujung down hole motor saja yang berputar, melalui

kerja fluida bertekanan yang dikirim dari permukaan) dan bukan mesin bor rotary

(pada mekanisme ini, perputaran bit disebabkan oleh perputaran batang bor atau rod)



yang selama ini lazim digunakan, untuk melakukan pengeboran sumur horizontal dll

dari permukaan. Pada teknik ini, alat yang disebut MWD ( Measurement While

Drilling) terpasang di bagian belakang down hole motor , berfungsi untuk memonitor

arah lubang bor dan melakukan koreksi arah sambil terus mengebor.

Gambar 7. Pengontrolan arah bor

E. Dampak lingkungan akibat penambangan CBM (Gas metan batubara)

Setiap kegiatan pemanfaatan bumi, bahkan hanya untuk rumah tinggal selalu

memiliki dampak. Untuk memanfaatkan CBM pun juga tidak lepas dari dampak itu.

Yang paling sering menjadi tantangan pemeliharaan lingkungan antara lain

banyaknya air yg terproduksi, serta bagaimana dengan metana ini.

Batubara terbentuk didaerah rawa yang berupa air tawar. Demikian juga air

yang terperangkap ini juga berupa air tawar yang tentu saja akan bercampur dengan

garam-garaman. Dengan demikian diperkirakan air yang terproduksi berupa air yang

memiliki salinitas rendah dibanding air laut.

Beberapa metode digunakan untuk membuang air sumur; yang paling umum

adalah untuk mengembalikan dengan menginjeksikan air ke dalam formasi batuan

bawah permukaan. Pendekatan lain adalah untuk membangun kolam penampungan,

atau infiltrasi, kolam. Di daerah dingin, air ini tentu saja akan beku di musim dingin

dan garam akan dipisahkan, sehingga air kemudian dapat dibuang. Sebagian besar air

tawar diekstrak dapat digunakan untuk irigasi tanaman atau lahan pertanian. Para

ilmuwan terus melakukan penelitian pada metode yang ramah lingkungan baik untuk

membuang atau menggunakan kembali air diekstraksi.



F. Kegunaan Dari Coal Bed Methane (CBM)

Saat ini gas-gas CBM masih diperlakukan seperti gas konvensional dalam

pemanfaatannya. Bahkan bentuk kontrak pengusahaan CBM ini masih meniru dan

mengacu pada kontrak gas konvensional (sistem bagi hasil PSC) dengan sedikit

modifikasi.

Gambar 8. Pengusahaan CBM saat ini.

Tentusaja gas ini dapat dipakai untuk kebutuhan gas pada umumnya. Bahkan

dapat juga dipakai sebagai feedgas (gas masukan bahan dasar) pada pembuatan LNG,

juga dapat dipipakan untuk konsumsi rumahtangga setelah diproses, juga dapat

dipakai sebagai penggerak dan bahan bakar generator listrik

Coal Bed Methane

Documents

Transcript of Coal Bed Methane