COAL BED METHANE (CBM)A. PendahuluanCBM 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 beradaCoalbed 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 zatfluida (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 pembatubaraanBatubara dangkal memiliki peringkat rendah dan mungkin belum menghasilkan metana dalam jumlah besar. Lebih dalam bara ini terkubur, makaakan mengalami tingkat pematangan yang lebih besar. Sehinggapembatubaraantinggi 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 CBMKuantitas 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.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.C. Karakteristrik ReservoirCBM berkembang pada lingkungan dengan tekanan rendah pada cleat system dengan mekanisme penyimpanan adsorption. Hal tersebut terjadi karena kandungan air akan menahan gas metana yang teradsorpsi pada matriks batubara. Berbeda dengan Gas Bumi konvensional dimana sebagian besar kandungan gas berada di porisand, pada batubara kandungan gas sebagian besar berada di struktur molekul batubara (matriks) dan hanya sebagian kecil saja berada pada pori. Lebih lanjut tentang perbedaan karakteristik CBM dengan Gas Bumi konvensional dapat terlihat pada table di bawah ini.

Tabel 1. Perbedaan karakteristik CBM dengan Gas Bumi konvensional

D. 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.

E. 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