MENGGALI POTENSI COAL BED METHANE (CBM) SEBAGAI SUMBER ENERGI MASA DEPAN

 

Coal Bed Methane atau dikenal dengan istilah CBM merupakan salah satu sumber energi alternatif yang relatif masih baru di Indonesia, yang saat ini

sedang hangat-hangatnya dibicarakan. Sumber energi ini dapat diperbaharui penggunaannya. Gas metane yang diambil dari lapisan

batubara ini dapat digunakan sebagai energi untuk berbagai kebutuhan manusia. Walaupun asal usulnya dari energi fosil yang tidak terbarukan, tetapi gas ini masih terus akan terproduksi bila lapisan batubara tersebut masih ada. Dalam artikel yang sederhana ini saya mencoba memberikan

sedikit sharing informasi untuk kita semua mengenai CBM. Semoga tulisan ini dapat memberikan manfaat dan menambah wawasan kita semua

mengenai CBM dan potensinya sebagai salah satu sumber energi masa depan kita.

PENGERTIAN CBMCBM 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.

Indonesia merupakan salah satu Negara yang berpotensi untuk pengembangan CBM. Perkiraan cadangan CBM Indonesia sekitar 453.3 TCF tersebar di 11 cekungan (Advanced Resources International.inc). Saat ini ada beberapa perusahaan yang sedang melakukan studi secara komprehensip untuk menghitung dan menganalisa potensi CBM di Sumatera Utara, Sumatera Tengah, Ombilin, Barito, Tarakan Utara, Kutai, dan Berau.

Gas metana terbentuk di dalam batubara melalui dua proses yaitu thermogenic gas danbiogenic gas sekunder. Dalam hal ini CBM yang paling dicari untuk eksplorasi adalah yang terbentuk secara thermogenic.

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 biogenic gas sekunderterbentuk pada masa geologi saat ini melalui mikroorganisme anaerobic yang terbawa dalam system air bawah tanah yang aktif setelah proses pembatubaraan selesai. Baikthermogenic maupun biogenic metana secara fisik diadsorpsi sebagai lapisanmonomolecular pada 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 dinamakan dewatering phase dalam 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 terdapat source rock, reservoir dan juga trap didalamnya.

CBM merupakan sumber bahan bakar yang bersih dan lebih ramah terhadap lingkungan daripada minyak bumi, batubara, dan bahkan bahan gas konvensional lainnya. CBM mempunyai potensi yang tinggi secara ekonomi. Akan tetapi CBM di bawah kedalaman 5000 ft kurang mempunyai potensi ekonomi. Proyek CBM harus mempertimbangkan seperti ketebalan lapisan batubara, kandungan gas, permeabilitas, hydrodynamic, kualitsa gas, kualitas air dan opsi pembuangan air, kedalaman dan teknik penyelesaian (completion). Dengan perancangan yang baik dan evaluasi proyek dengan memprtimbangkan hal-hal tersebut, maka tingkat keberhasilan proyek CBM akan sangat tinggi dan menguntungkan.

Beberapa karakteristik batubara yang cocok untuk CBM adalah sebagai berikut:  Kandungan gas yang tinggi: 15 m3 – 30 m3 per ton  Permeabilitas yang bagus: 30 mD – 50 mD

  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 batubara

  Jenis batubara: Umumnya proyek CBM memproduksi gas dari Bituminous coals, akan tetapi bisa juga gas yang dihasilkan dari Anthractie.

TEKNOLOGI DAN BAGAIMANA CARA UNTUK MEMPRODUKSI CBMTeknologi CBM telah mengalami banyak perkembangan dalam 2 dekade terakhir, akan tetapi apapun yang telah didapatkan dan dipelajari pada masa eksplorasi, karakteristik dan management reservoir dalam konteks sumber cadangan tetap harus menjadi pertimbangan utama. Lapangan CBM memiliki karakter yang berbeda-beda dan begitu pula pengelolaannya. Teknik pemboran konvensional untuk gas alam umumnya bisa diaplikasikan untuk hampir semua CBM. Sebelum pada tahap komersial, CBM dapat diproduksikan dimana pengetesan sumur dapat dilakukan pada 4 atau 5 sumur  pertama. Pemboran CBM umumnya hampir sama dengan pemboran untuk minyak dan gas. Bahkan dalam beberapa daerah , peralatan pemboran yang dipakai hampir sama dengan pemboran untuk sumur air. Selain itu, dibeberapa tempat pemboran berarah (directional drilling) dan pemboran horizontal diterapkan untuk mengoktimalkan produksi dan juga tergantung daerah atau lapangan CBM-nya.

Pemboran horizontal sekarang ini sedang dirintis untuk pemboran CBM. Pemboran horizontal ini dilakukan dengan cara mengebor beberapa ratus kaki secara vertical kemudian dibelokkan secara horizontal sampai kurang lebih 4000 ft.

Hydraulic fracturing atau lebih dikenal sebagai Fracturing adalah suatu teknik untuk meningkatkan luas area permukaan dari batubara. Sistem fluida dan additive yang bisa digunakan pada sumur-sumur konvensional tidak cocok digunakan untuk sumur-sumur CBM. Hal ini dikarenakan lapisan batubara mempunyai katakteritik yang unik dan oleh karenanya dibutuhkan material yang spesial. Secara umum banyak cara untuk mengembangkan CBM. Teknologi produksi termasuk pengeboran konvensional, pemboran sebelum penambangan dan pemboran horizontal seperti yang dijelaskan sebelumnya. Beberapa keberhasilan dalam mengembangkan CBM telah dicapai ketika suatu pemboran dikoordinasikan dengan pertambangan batubara. Di mana sumur-sumur dibor sampai lapisan batubara (coal bed) atau sedikit di atasnya dimana mungkin gas akan terproduksi pada saat pemboran berlangsung. Batubara kemudian ditambang dan kemungkianan lapisan atasnya akan runtuh yang

membuat lubang besar dinamakan “gob” yang mungkin akan berhubungan dengan lapisan batubara di atas lapisan utamanya. Gas yang terakumulasi di gob kemudian dipompa melalui sumur-sumur yang ada.

POTENSI CBM DI INDONESIADi Indonesia telah ditemukan banyak potensi untuk lapangan CBM ini. Dari studi awal diperoleh sekitar 213 TCF CBM gas in place dimana Indonesia memiliki potensi CBM ke-7 di dunia. Studi paling mutakhir sekitar 453.3 TCF potensial CBM yang tersebar di 11 basin coal di Indonesia. Meskipun Indonesia memiliki potensi CBM yang sangat besar, akan tetapi lingkungan atau daerah yang harus dikembangkan hampir semuanya merupakan daerah yang memiliki karakter yang sangat menantang. Terdapat 11 potensi CBM di Indonesia yang telah diidentifikasi, yaitu di Ombilin, Sumatra Selatan, Bengkulu, Jatibarang, Barito, Kutai, Tarakan, Berau, Pasir, Asam-asam, dan Sulawesi Tenggara, dengan cadangan terbesar di Sumatra Selatan sebesar 183 tcf. Saat ini, sebagai bagian dari upaya eksplorasi, sejak bulan April 2005 telah dilakukan pengeboran satu sumur di Pandopo Rambutan, Prabumulih, Sumatra Selatan oleh Badan Litbang ESDM dan Lemigas. Diharapkan produksi CBM ini dapat dijadikan alternatif untuk pembangkit tenaga listrik, terutama di daerah Sumatra Selatan.

oleh : Zulfikar (CBM Business Development Team Samudra Energy) 

Sekilas Tentang Coalbed Methane (CBM)MINGGU, 04 APRIL 2010 10:01 WIB

JAKARTA. Pengembangan Coalbed Methane (CBM) di Indonesia dilakukan atas kebijakan Pemerintah yang sudah

dikeluarkan oleh Menteri ESDM sebagai terobosan atas menurunnya jumlah produksi minyak di Indonesia. Juga

untuk membuktikan kebenaran dan menindak lanjuti hasil survei yang telah dilakukan oleh Konsultan Amerika

(Stevens et al., 2001) tentang kemungkinan adanya potensi sumberdaya harapan CBM sebesar 337 tcf di Indonesia.

Beberapa motivasi yang menjadi driver atas dilaksanakannya uji-coba pengembangan CBM di Indonesia meliputi:

1. Kebijakan pemerintah untuk meningkatkan iklim investasi sebagai upaya pemulihan ekonomi nasional.

2. Program langit biru sudah sangat mendesak untuk direalisasikan secara nasional.

3. Meningkatnya konsumsi gas dunia harus diantisipasi dengan peningkatan pengusahaan gas alam secara

komprehensif.

4. Antisipasi kekurangan pasokan energi listrik di Sumatra Selatan pasca tahun 2008.

5. Indonesia dengan potensi CBM yang sangat besar harus dapat dikerjakan oleh putra terbaik bangsa sendiri.

CBM adalah gas alam dengan dominan gas metana dan disertai oleh sedikit hidrokarbon lainnya dan gas non-

hidrokarbon dalam batubara hasil dari beberapa proses kimia dan fisika. CBM sama seperti gas alam konvensional

yang kita kenal saat ini, namun perbedaannya adalah CBM berasosiasi dengan batubara sebagai source rock dan

reservoirnya. Sedangkan gas alam yang kita kenal saat ini, walaupun sebagian ada yang bersumber dari batubara,

diproduksikan dari reservoir pasir, gamping maupun rekahan batuan beku.

Hal lain yang membedakan keduanya adalah cara penambangannya dimana reservoir CBM harus direkayasa

terlebih dahulu sebelum gasnya dapat diproduksikan. Pengertian reservoir batubara masih baru dalam dunia

perminyakan di CBM berasal dari material organik tumbuhan tinggi, melalui beberapa proses kimia dan fisika (dalam

bentuk panas dan tekanan secara menerus) yang berubah menjadi gambut dan akhirnya terbentuk batubara.

Selama berlangsungnya proses pemendaman dan pematangan, material organik akan mengeluarkan air, CO2, gas

metana dan gas lainnya. Selain melalui proses kimia, CBM dapat terbentuk dari aktifitas bakteri metanogenik dalam

air yang terperangkap dalam batubara khususnya lignit. 

CBM diproduksi dengan cara terlebih dahulu merekayasa batubara (sebagai reservoir) agar didapatkan cukup ruang

sebagai jalan keluar gasnya. Proses rekayasa diawali dengan memproduksi air (dewatering) agar terjadi perubahan

kesetimbangan mekanika. Setelah tekanan turun, gas batubara akan keluar dari matriks batubaranya. Gas metana

kemudian akan mengalir melalui rekahan batubara (cleat) dan akhirnya keluar menuju lobang sumur. Puncak

produksi CBM bervariasi antara 2 sampai 7 tahun. Sedangkan periode penurunan produksi decline) lebih lambat dari

gas alam konvensional. 

  

CBM mempunyai multi guna antara lain dapat dijual langsung sebagai gas alam, dijadikan energi dan sebagai bahan

baku industri. Eksploitasi CBM tidak akan merubah kualitas matrik batubara dan menguntungkan para penambang

batubara, karena gas emisinya telah dimanfaatkan sehingga lapisan betubara tersebut menjadi aman untuk di

tambang, selain itu CBM ini termasuk salah satu sumber energi yang ramah lingkungan. 

Sumber : http://www.lemigas.esdm.go.id

CBM (COAL-BED METHANE)

Coalbed methane (CBM), atau coalbed gas, adalah deposit gas alam/metana dalam pori-pori batubara.

CBM dikenal juga sebagai ‘sweet gas’, karena sedikitnya kandungan sulfur (dalam bentuk hidrogen

sulfida). CBM terbentuk secara alamiah, yang berasal dari tanaman yang terperangkap selama ribuan

tahun dan terserap ke dalam batubara. Kehadiran gas ini umumnya ditemukan dalam pertambangan

batubara di dalam tanah. Karena sifatnya yang mudah meledak apabila ada percikan api, maka

keberadaan gas ini memerlukan penanganan serius untuk mencegah kecelakaan kerja.

Produksi CBM

Cekungan yang mengandung CBM memiliki sifat yang sangat berbeda dengan cekungan pasir (sand

reservoir), dengan karakteristik sebagai berikut :

Metana tersimpan dalam matriks (pori-pori batubara) melalui proses adsorpsi. Metana terkandung

dalam bentuk mendekati cairan, “membasahi” sisi dalam pori-pori batubara.

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%).

Gas seringkali terperangkap (namun tidak selalu) dalam batubara, tersegel di dalam batubara dengan

kejenuhan air 100%. Cekungan ini harus dikeluarkan airnya sebelum gas metana dapat terdesorpsi dari

batubara.

Untuk memproduksi CBM, lubang sumur yang diperkuat dengan pipa baja digali melalui lapisan

batubara/coal seam (200-1500 meter di bawah permukaan). Dengan berkurangnya tekanan di dalam

lapisan batubara, akibat adanya lubang di permukaan atau masuknya sejumlah kecil air pada coalbed,

baik gas maupun air mengalir ke permukaan melalui pipa. Gas yang keluar dari sumur ini kemudian

dikirim ke stasiun kompresor menuju jalur pipa gas alam. Air yang ikut keluar bersama gas ini dapat

diinjeksikan kembali ke formasi yang terisolasi, dimasukkan ke aliran air dalam pipa, atau digunakan

untuk irigasi. Air yang keluar umumnya mengandung natrium bikarbonat dan klorida.

Laju produksi sumur CBM sangat rendah, umumnya berkisar antara 300 ribu cubic feetper hari (sekitar

0,1 m3/detik), dan umumnya memerlukan biaya tinggi. Profil produksi sumur CBM umumnya memiliki

karakteristik laju alir gas “negative decline”, karena produksi CBM terjadi setelah air dipompakan dan gas

mulai terdesorpsi dan mengalir. Sumur CBM yang kering terlihat tidak berbeda dengan sumur pada

umumnya, kecuali laju alir gas yang lebih rendah dan senantiasa menurun.

Proses desorpsi metana mengikuti kurva isoterm Langmuir (kandungan gas vs. Tekanan reservoir).

Kurva isoterm ini dapat dideskripsikan secara analitik dengan volume gas maksimum (pada tekanan tak

terhingga), dan tekanan saat separuh dari gas yang ada keluar dari batubara. Parameter tersebut

(disebut volume Langmuir dan tekanan Langmuir) merupakan sifat batubara, dan sangat bervariasi.

Batubara di Alabama jika dibandingkan batubara di Colorado dapat memiliki parameter Langmuir yang

sangat berbeda, walaupun memiliki sifat-sifat lainnya yang serupa.

Karena produksi gas dilakukan pada cekungan batubara, maka perubahan tekanan diduga dapat

menyebabkan perubahan terhadap porositas dan permeabilitas batubara. Hal ini dikenal juga

sebagai matrix shrinkage/swelling (pengerutan/pemekaran matriks). Saat gas terdesorpsi, tekanan gas di

dalam pori berkurang, menyebabkan batubara mengkerut dan mencegah aliran gas keluar batubara.

Dengan mengkerutnya pori, maka seluruh matriks akan mengkerut, yang akan memperbesar ruang untuk

gas keluar melalui cleat, dan meningkatkan laju alir gas.

Perkiraan Cadangan Dunia dan Pemanfaatan CBM

Pada tahun 1997, US Geological Survey meramalkan cadangan CBM sebesar 700 tcf (trillion cubic feet),

atau sekitar 20,000 km3 di Amerika Serikat. Dengan harga gas alam sebesar USD 6,05 per MM BTU

(USD 5,73/GJ), cadangan tersebut senilai USD 4,37 trilyun. Paling tidak sekitar 100 tcf (2,800 km3)

sangat layak untuk diproduksi. Sedangkan wilayah British Columbia diperkirakan memiliki cadangan

sekitar 90 tcf. Harga gas alam yang tinggi membuat CBM sangat layak untuk diproduksi saat ini.

CBM dapat digunakan sebagaimana penggunaan gas alam konvensional, yaitu untuk bahan bakar rumah

tangga, bahan baku industri petrokimia, serta sebagai bahan bakar alternatif untuk kendaraan bermotor

dan pembangkit listrik. Karena CBM secara alami memberikan hasil pembakaran yang bersih, maka

hanya diperlukan sedikit pemrosesan tambahan untuk mengurangi dampak lingkungan akibat

pemanfaatan CBM.

Potensi CBM di Indonesia

Di Indonesia, CBM sudah dipertimbangkan untuk dijadikan sumber energi alternatif dalam mengatasi

krisis energi. Dari hasil kajian Lemigas pada tahun 2005 lalu, cadangan CBM di Indonesia cukup besar,

mencapai 400 tcf (bandingkan dengan cadangan gas konvensional yang hanya sekitar 195 tcf).  Terdapat

11 potensi CBM di Indonesia yang telah diidentifikasi, yaitu di Ombilin, Sumatra Selatan, Bengkulu,

Jatibarang, Barito, Kutai, Tarakan, Berau, Pasir, Asam-asam, dan Sulawesi Tenggara, dengan cadangan

terbesar di Sumatra Selatan sebesar 183 tcf. Saat ini, sebagai bagian dari upaya eksplorasi, sejak bulan

April 2005 telah dilakukan pengeboran satu sumur di Pandopo Rambutan, Prabumulih, Sumatra Selatan

oleh Badan Litbang ESDM dan Lemigas. Diharapkan produksi CBM ini dapat dijadikan alternatif untuk

pembangkit tenaga listrik, terutama di daerah Sumatra Selatan.

Potensi Coal Bed Methane (CBM) sebagai energi alternatif di Indonesia

Coal bed methane (CBM) merupakan sumber energi yang relatif masih baru. Sumber energi ini merupakan salah satu energi alternatif yang dapat diperbaharui penggunaannya. Gas metane yang diambil dari

lapisan batubara ini dapat digunakan sebagai energi untuk berbagai kebutuhan manusia. Walaupun dari energi fosil yang tidak terbaharukan, tetapi gas ini terus terproduksi bila lapisan batubara tersebut ada. Kenapa? Yuk kita bahas sedikit.

Sebagaimana kita ketahui, batubara di Indonesia cadangan dan produksinya cukup menjanjikan. Dapat kita lihat pada gambar 1, dimana Indonesia termasuk negara produsen batubara dunia.

Gambar 1. Negara dengan cadangan dan produksi batubara terbesar di dunia.

Seiring bertambahnya kebutuhan akan energi, baik untuk listrik dan transportasi, negara-negara berkembang seperti Indonesia juga membutuhkan suatu energi alternatif yang dapat terus dikembangkan. Dapat kita lihat pada gambar 2, dimana kebutuhan akan energi untuk pembangkit listrik terus berkembang. Salah satu pembangkit listrik di dunia yang paling dominan adalah dari energi batubara.

Gambar 2. Sumber pemakaian energi untuk konsumsi listrik di dunia.

Berdasarkan perkiraan dari sebuah institusi di Prancis, maka konsumsi energi di dunia tetap akan memakai minyak, batubara dan gas sebagai energi primer (gambar 3). Projeksi ini memberikan gambaran sebagaimana pentingnya peran energi fosil sebagai energi yang ”harus” terbarukan. Kata-kata harus disini mungkin tidak masuk akal, karena energi tersebut memang habis dipakai (tidak dapat diperbaharui). Dengan adanya teknologi, riset dan pemikiran baru, maka sebuah lapisan batubara dapat memberikan sebuah energi baru berupa gas yang dapat kita pakai.

Bentuk CBM sama halnya dengan gas alam lainnya. Dapat dimanfaatkan rumah tangga, industri kecil, hingga industri besar. CBM biasanya didapati pada tambang batu bara non-tradisional, yang posisinya di bawah tanah, di antara rekahan-rekahan batu bara.

Gambar 3. Energi primer yang dipakai di dunia.

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).

Air dalam lapisan batubara didapat dari adanya proses penggambutan dan pembatubaraan, atau dari masukan (recharge) air dalam outcrops dan akuifer. Air dalam lapisan tersebut dapat mencapai 90% dari jumlah air keseluruhan. Selama proses pembatubaraan, kandungan kelembaban (moisture) berkurang, dengan rank batubara yang meningkat.

Gambar 4. Kaitan antara lapisan batubara, air dan sumur CBM.

Gas biogenik dari lapisan batubara subbituminus akan dapat berpotensi menjadi CBM. Gas biogenik tersebut terjadi oleh adanya reduksi bakteri dari CO2, dimana hasilnya berupa methanogens, bakteri anaerobik yang

keras, menggunakan H2 yang tersedia untuk mengkonversi asetat dan CO2 menjadi metane sebagai by produk dari metabolismenya. Sedangkan beberapa methanogens membuat amina, sulfida, dan methanol untuk memproduksi metane.

Aliran air, dapat memperbaharui aktivitas bakteri, sehingga gas biogenik dapat berkembang hingga tahap akhir. Pada saat penimbunan maksimum, temperatur maksimum pada lapisan batubara mencapai 40-90°C, dimana kondisi ini sangat ideal untuk pembentukan bakteri metane. Metane tersebut terbentuk setelah aliran air bawah tanah pada saat ini telah ada.

Apabila air tanah turun, tekanan pada reservoir turun, pada saat ini CBM bermigrasi menuju reservoir dari sumber lapisan batubara. Perulangan kejadian ini merupakan regenerasi dari gas biogenik. Kejadian ini dipicu oleh naiknya air tanah atau lapisan batubara yang tercuci oleh air. Hal tersebut yang memberikan indikasi bahwa CBM merupakan energi yang dapat terbaharui.

Lapisan batubara dapat menjadi batuan sumber dan reservoir, karena itu CBM diproduksi secara insitu, tersimpan melalui permukaan rekahan, mesopore, dan mikropore (gambar 5). Permukaan tersebut menarik molekul gas, sehingga tersimpan menjadi dekat. Gas tersebut tersimpan pada rekahan dan sistem pori pada batubara sampai pada saat air merubah tekanan pada reservoir. Gas kemudian keluar melalui matriks batubara dan mengalir melalui rekahan sampai pada sumur. Gas tersebut sering kali terjebak pada rekahan-rekahan.

Gambar 5. Kaitan antara porositas mikro, meso dan makro.

CBM juga dapat bermigrasi secara vertikal dan lateral ke reservoir batupasir yang saling berhubungan. Selain itu, dapat juga melalui sesar dan rekahan. Kedalaman minimal dari CBM yang telah dijumpai 300 meter dibawah permukaan laut.

Gas terperangkap pada lapisan batubara sangat bergantung pada posisi dari ketinggian air bawah tanah. Normalnya, tinggi air berada diatas lapisan batubara, dan menahan gas di dalam lapisan. Dengan cara menurunkan tinggi air, maka tekanan dalam reservoir berkurang, sehingga dapat melepaskan CBM (gambar 6).

Gambar 6. Penampang sumur CBM.

Pada saat pertama produksi, ada fasa dimana volume air akan dikurangi (dewatering) agar gas yang dapat diproduksi dapat meningkat. Setelah fasa ini, fasa-fasa produksi stabil akan terjadi. Seiring bertambahnya waktu, peak produksi akan terjadi, saat ini merupakan saat dimana produksi CBM mencapai titik maksimal dan akan turun (decline).

Volume gas yang diproduksi akan berbanding terbalik dengan volume air. Bila volume gas yang diproduksi tinggi, maka volume air akan berkurang. Setelah peak produksi, akan terjadi fasa selanjutnya, yaitu fasa penurunan produksi (gambar 7). Seperti produksi minyak dan gas pada umumnya, fasa-fasa tersebut biasa terjadi. Namun demikian, seperti yang telah diuraikan, CBM dapat terbaharukan.

Gambar 7. Volume vs time dalam produksi CBM.

Gambar 8. Cadangan CBM Amerika.

Cadangan Coal Bed Methane (CBM) Indonesia saat ini cukup besar, yakni 450 TCS dan tersebar dalam 11 basin. Potensi terbesar terletak di kawasan Barito, Kalimantan Timur yakni sekira 101,6 TCS, disusul oleh Kutai sekira 80,4 TCS. Bandingkan dengan gambar 8, Amerika yang memiliki cadangan batubara cukup luas dan tersebar, hanya memiliki cadangan CBM yang relatif kecil.

Berdasarkan data Bank Dunia, konsentrasi potensi terbesar terletak di Kalimantan dan Sumatera. Di Kalimantan Timur, antara lain tersebar di Kabupaten Berau dengan kandungan sekitar 8,4 TCS, Pasir/Asem (3 TCS), Tarakan (17,5 TCS), dan Kutai (80,4 TCS). Kabupaten Barito, Kalimantan Tengah (101,6 TCS). Sementara itu di Sumatera Tengah (52,5 TCS),

Sumatera Selatan (183 TCS), dan Bengkulu 3,6 TCS, sisanya terletak di Jatibarang, Jawa Barat (0,8 TCS) dan Sulawesi (2 TCS).

Sebagai informasi, sumber daya terbesar sebesar 6,49 TCS ada di blok Sangatta-1 dengan operator Pertamina hulu energi methane Kalimantan A dengan basin di Kutai. Disusul Indragiri hulu dengan operator Samantaka mineral prima dengan basin Sumatera Selatan yang mempunyai sumber daya 5,50 TCS, dan sumber daya paling rendah terlatak di blok Sekayu yang dioperatori Medco SBM Sekayo dengan basin Sumatera Selatan, dengan sumber daya 1,70 TCS.

Mengenal CBM (Coal Bed Methane)Posted by imambudiraharjo on January 19, 2010

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 batubara ibarat sebuah spon. Kondisi inilah yang menyebabkan permukaan batubara

menjadi sedemikian luas sehingga mampu menyerap gas dalam jumlah yang besar. Jika tekanan gas

semakin tinggi, maka kemampuan batubara untuk mengadsorpsi gas juga semakin besar.

Gas yang terperangkap pada batubara sebagian besar terdiri dari gas metana, sehingga secara umum gas

ini disebut dengan Coal Bed Methane atau disingkat CBM. Dalam klasifikasi energi, CBM

termasuk unconventional energy (peringkat 3), bersama-sama dengan tight sand gas, devonian shale gas,

dan gas hydrate. High quality gas (peringkat 1) dan low quality gas (peringkat 2) dianggap

sebagai conventional gas.

Produksi CBM

Di dalam lapisan batubara banyak terdapat rekahan (cleat), yang terbentuk ketika berlangsung proses

pembatubaraan. Melalui rekahan itulah air dan gas mengalir di dalam lapisan batubara. Adapun bagian pada

batubara yang dikelilingi oleh rekahan itu disebut dengan matriks (coal matrix), tempat dimana kebanyakan

CBM menempel pada pori-pori yang terdapat di dalamnya. Dengan demikian, lapisan batubara pada target

eksplorasi CBM selain berperan sebagai reservoir, juga berperan sebagai source rock.

Gambar 1. Prinsip produksi CBM

(Sumber: sekitan no hon, hal. 109)

CBM bisa keluar (desorption) dari matriks melalui rekahan, dengan merendahkan tekanan air pada target

lapisan. Hubungan antara kuantitas CBM yang tersimpan dalam matriks terhadap tekanan dinamakan kurva

Langmuir Isotherm (proses tersebut berada pada suhu yang konstan terhadap perubahan tekanan). 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. Selain gas, air dalam jumlah yang banyak

juga akan keluar pada proses produksi ini.

Potensi CBM

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.

Sedangkan untuk CBM pada lapisan brown coal (lignit) yang terdapat di kedalaman kurang dari 200m, gas

metana terbentuk oleh aktivitas mikroorganisme yang berada di lingkungan anaerob. Ini disebut dengan

proses biogenesis. Baik yang terbentuk secara thermogenesis maupun biogenesis, gas yang terperangkap

dalam lapisan batubara disebut dengan CBM.

Gambar 2.

Pembentukan CBM

(Sumber: sekitan no hon, hal. 109)

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.

Dari penelitian Steven dan Hadiyanto, 2005, (IAGI special publication) ada 11 cekungan batubara (coal

basin) di Indonesia yang memiliki CBM, dengan 4 besar urutan cadangan sebagai berikut: 1. Sumsel (183

Tcf), 2. Barito (101.6 Tcf), 3. Kutai (80.4 Tcf), 4. Sum-Tengah (52.5 Tcf). Dengan kata lain sumber daya CBM

di Sumsel sama dengan total (conventional) gas reserves di seluruh Indonesia.

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.

Produksi CBM & Teknologi Pengeboran

Pada 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 3. Teknik produksi CBM

(Sumber: sekitan no hon, hal. 113)

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 4. Produksi CBM dengan sumur kombinasi

(Sumber: sekitan no hon, hal. 113)

Lebih jauh lagi, telah muncul pula ide berupa 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.

Secara praktikal, misalnya dengan melakukan integrasi fasilitas permukaan.

Catatan: 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 5. Pengontrolan arah bor

(Sumber: sekitan no hon, hal. 113)

ECBM

ECBM (Enhanced Coal Bed Methane Recovery) adalah teknik untuk meningkatkan keterambilan CBM. Pada

teknik ini, gas injeksi yang umum digunakan adalah N dan CO2. Disini, hasil yang diperoleh sangat berbeda

tergantung dari gas injeksi mana yang digunakan. Gambar di bawah ini menunjukkan produksi CBM dengan

menggunakan gas injeksi N dan CO2.

Gambar 6. ECBM dengan N dan CO2

(Sumber: sekitan no hon, hal. 115)

Bila N yang digunakan, hasilnya segera muncul sehingga volume produksi juga meningkat. Akan tetapi,

karena N dapat mencapai sumur produksi dengan cepat, maka volume produksi secara keseluruhan justru

menjadi berkurang.

Ketika N diinjeksikan ke dalam rekahan (cleat), maka kadar N di dalamnya akan meningkat. Dan karena

konsentrasi N di dalam matriks adalah rendah, maka N akan mengalir masuk ke matriks tersebut. Sebagian

N yang masuk ke dalam matriks akan menempel pada pori-pori. Oleh karena jumlah adsorpsi N lebih sedikit

bila dibandingkan dengan gas metana, maka matriks akan berada dalam kondisi jenuh (saturated) dengan

sedikit N saja.

Gambar 7. Tingkat adsorpsi gas

(Sumber: sekitan no hon, hal. 115)

Gambar 8. Substitusi gas injeksi pada matriks batubara

(Sumber: sekitan no hon, hal. 115)

Namun tidak demikian dengan CO2. Gas ini lebih mudah menempel bila dibandingkan dengan gas metana,

sehingga CO2 akan menghalau gas metana yang menempel pada pori-pori. CO2 kemudian segera saja

banyak menempel di tempat tersebut. Dengan demikian, di dalam matriks akan banyak terdapat CO2

sehingga volume gas itu yang mengalir melalui cleat lebih sedikit bila dibandingkan dengan N. Akibatnya,

CO2 memerlukan waktu yang lebih lama untuk mencapai sumur produksi. Selain itu, karena CO2 lebih

banyak mensubstitusi gas metana yang berada di dalam matriks, maka tingkat keterambilan (recovery) CBM

juga meningkat.

*Tulisan ini adalah terjemah bebas buku “Sekitan no hon” sub bab 45, 47, dan 48 (editor Kazuo Fujita,

penerbit Nikkan Kōgyō Shinbunsha, April 2009), ditambah sumber lain, terutama tulisan Yudi Purnama di

milist iagi-net-I tertanggal 24 April 2007.