Download - 02 Sistim Geothermal
Nenny Saptadji/ITB
FTTM-ITB/NMS_2008
POKOK BAHASAN
1. Terjadinya Sumberdaya Panas Bumi (Geothermal Resources)2. Jenis-jenis Sumberdaya Panas Bumi3. Sistim Panas Bumi di Indonesia4. Sistem Hidrothermal
a. Klasifikasi sistim hidrothermal berdasarkan kandungan fluidab. Klasifikasi sistim hidrothermal berdasarkan temperatur
5. Model konseptual dari beberapa sistim hidrothermal1. Model konseptual dari sistim dominasi uap2. Model konseptual dari sistim dominasi air
6. Informasi reservoir panas bumi yang perlu diketahui7. Dasar Pengembangan “Teknik Reservoir Panas Bumi”
(Development of Geothermal Reservoir Engineering)8. Tugas ahli panas bumi di bidang teknik reservoir
Nenny Saptadji/ITB
Nenny Saptadji/ITB
Nenny Saptadji/ITB
Nenny Saptadji/ITB
PLATE TECTONIC
Nenny Saptadji/ITB
Nenny Saptadji/ITB
Arah Pergerakan Plate Tectonic
Nenny Saptadji/ITB
Nenny Saptadji/ITB
FTTM-ITB/NMS_2008
Subir K. Sanyal: GEOTHERMAL RESOURCE:
CHARACTERISTICS, DEVELOPMENT, ASSESSMENT AND
MANAGEMENT, Proc. WGC2005
Kajian Literatutr
FTTM-ITB/NMS_2008
Sanyal et.al (2005)
FTTM-ITB/NMS_2008
Sanyal et.al (2005)
Nenny Saptadji/ITB
Nenny Saptadji/ITB
TERJADINYA SISTEM PANAS BUMI
Air permukaan
FTTM-ITB/NMS_2008
GEOTHERMAL SYSTEM
Handbook of Geothermal Energy,Editors: Edwards, L.M., Chilingar,
G.V. et al., Gulf Publishing Company, 1982, Chapter 9
Nenny Saptadji/ITB
• Area tidak panas (non-thermal area)
Gradien temperatur 10-40oC/km
• Area panas (thermal area)
Area semi thermal
Gradien temperatur 70-8OoC/km
Area hyperthermal
Gradien temperatur sangat tinggi
Nenny Saptadji/ITB
a) Gradien temperatur = 10 oC/kmb) Gradien temperatur = 20 oC/kmc) Gradien temperatur = 30 oC/kmd) Gradien temperatur = 40 oC/km
Bila temperatur di permukaan 25oC, Berapakah temperatur
pada kedalaman 2000 m apabila:
Menuju Lapangan Panas Bumi
Awibengkok – Gunung Salak
Potret koleksi Willy-Chevron Geothermal Salak Ltd
Nenny Saptadji/ITB
Nenny Saptadji/ITB
a) Gradien temperatur = 70 oC/kmb) Gradien temperatur = 80 oC/km
Bila temperatur di permukaan 25oC, Berapakah temperatur
pada kedalaman 2000 m apabila:
Potret koleksi Willy-Chevron Geothermal Salak Ltd
Nenny Saptadji/ITB
Nenny Saptadji/ITB
Satu fasa – cair
(Compressed Liquid)
JAWABAN ….
NO
DEPT
H TEKANAN TEMP
(m) (bar abs) (deg.C)
1 0 37 37.0
2 200 56 55.8
3 400 65 65.0
4 600 80 80.5
5 800 90 90.5
6 1000 110 111.2
7 1200 128 130.1
8 1300 139 140.7
9 1400 146 147.8
10 1500 155 157.2
11 1600 164 166.1
12 1700 172 175.1
13 1800 178 181.2
14 1900 187 190.4
15 2000 198 200.9
Sumur TPB-2
0
500
1000
1500
2000
2500
0 50 100 150 200 250
Temp & Tekanan
De
pth
Tekanan Temperatur
JAWABAN ….
JAWABAN …….
JAWABAN ….
Sumur-TPB-1
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
0 100 200 300 400
Temp & Tekanan
Depth
Tekanan Temperatur BPD
Sumur-TPB-2
0
500
1000
1500
2000
2500
0 100 200 300 400
Temp & Tekanan
De
pth
Tekanan Temperatur BPD
Sumur-TPB-3
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
0 100 200 300 400
Temp & Tekanan
De
pth
Tekanan Temperatur BPD
Sumur-TPB-4
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
0 100 200 300 400
Temp & Tekanan
De
pth
Tekanan Temperatur BPD
FTTM-ITB/NMS_2008
FTTM-ITB/NMS_2008
Nenny Saptadji/ITB
Jenis Sistim Panas Bumi
Jenis Reservoir Panas Bumi
Reservoir satu fasa air
Rotorua - New Zealand
Reservoir dominasi air
• Wairakei - New Zealand
Awibengkok - Gunung Salak, Jawa Barat
Lahendong - Sulawesi Utara
Reservoir dominasi uap
Larderello, Italy
The Geyser, USA
Kamojang, Jawa Barat
Darajat, Jawa Barat
Nenny Saptadji/ITB
Nenny Saptadji/ITB
Manifestasi Panas Bumi di Lapangan Kamojang
Nenny Saptadji/ITB
Manifestasi Panasbumi
di Permukaan ?
Nama & Jenis
ANALISA DAN INTERPRETASI DATA KIMIA
Geologist dan Geochemist
Pemetaan
Interpretasi Data:
Jenis Reservoir ?
Temperatur Reservoir?
Sumber Air ?
Jenis Batuan Reservoir
Daerah Prospek
Analisa Kimia ?
Nenny Saptadji/ITB
4
Nenny Saptadji/ITB
Mata Air Panas (Hot/Warm Spring)
Di lapangan Kamojang
Nenny Saptadji/ITB
Nenny Saptadji/ITB
Nenny Saptadji/ITBWarm Ground, Steaming Ground
Nenny Saptadji/ITB
Nenny Saptadji/ITB
Nenny Saptadji/ITB
Nenny Saptadji/ITB
Nenny Saptadji/ITB
Nenny Saptadji/ITB
Nenny Saptadji/ITB
Nenny Saptadji/ITB
Nenny Saptadji/ITB
Nenny Saptadji/ITB
Waitapo
Nenny Saptadji/ITB
Nenny Saptadji/ITB
Nenny Saptadji/ITB
Nenny Saptadji/ITB
Nenny Saptadji/ITB
Nenny Saptadji/ITBChampagne Pool - NZ
Nenny Saptadji/ITB Whakarewarewa
Nenny Saptadji/ITB
Nenny Saptadji/ITB
SISTIM HIDROTHERMAL
FTTM-ITB/NMS_2008
Sistim Hidrothermal
Five features that are essential for making a hydrothermal
geothermal resources.
FTTM-ITB/NMS_2008
Ronadl DiPippo (1st edition 2005, 2nd edition 2008): Geothermal Power Plants:
Principles, Applications, Case Studies and Environmental Impactt
1. A large heat source
2. A permeable reservoir
3. A supply of water
4. An overlying layer of impervious rock
5. A reliable recharge mechanism.
FTTM-ITB/NMS_2008
POKOK BAHASAN
1. Terjadinya Sumberdaya Panas Bumi (Geothermal Resources)2. Jenis-jenis Sumberdaya Panas Bumi3. Sistim Panas Bumi di Indonesia4. Sistem Hidrothermal
a. Klasifikasi sistim hidrothermal berdasarkan kandungan fluidab. Klasifikasi sistim hidrothermal berdasarkan temperatur
5. Model konseptual dari beberapa sistim hidrothermal1. Model konseptual dari sistim dominasi uap2. Model konseptual dari sistim dominasi air
6. Informasi reservoir panas bumi yang perlu diketahui7. Dasar Pengembangan “Teknik Reservoir Panas Bumi”
(Development of Geothermal Reservoir Engineering)8. Tugas ahli panas bumi di bidang teknik reservoir
FTTM-ITB/NMS_2008
PANAS BUMI INDONESIA ?
Tumbukan antara lempeng India-Australia di sebelah selatan dan lempeng
Eurasia di sebelah utara mengasilkan zona penunjaman (subduksi) di
kedalaman 160 - 210 km di bawah Pulau Jawa-Nusatenggara dan di
kedalaman sekitar 100 km (Rocks et. al, 1982) di bawah Pulau Sumatera.
• Ada tiga lempengan yang
berinteraksi di Indonesia, yaitu
lempeng Pasifik, lempeng India-
Australia dan lempeng Eurasia .
• Tumbukan yang terjadi antara
ketiga lempeng tektonik tersebut
telah memberikan peranan yang
sangat penting bagi terbentuknya
sumber energi panas bumi di
Indonesia.
• Proses magmatisasi di bawah Pulau Sumatera lebih dangkal dibandingkan
dengan di bawah Pulau Jawa atau Nusatenggara. Karena perbedaan
kedalaman jenis magma yang dihasilkannya berbeda.
• Pada kedalaman yang lebih besar jenis magma yang dihasilkan akan lebih
bersifat basa dan lebih cair dengan kandungan gas magmatik yang lebih
tinggi sehingga menghasilkan erupsi gunung api yang lebih kuat yang pada
akhirnya akan menghasilkan endapan vulkanik yang lebih tebal dan
terhampar luas.
• Oleh karena itu, reservoir panas bumi di Pulau Jawa umumnya lebih dalam
dan menempati batuan volkanik, sedangkan reservoir panas bumi di
Sumatera terdapat di dalam batuan sedimen dan ditemukan pada
kedalaman yang lebih dangkal.
FTTM-ITB/NMS_2008
FTTM-ITB/NMS_2008
PANAS BUMI INDONESIA
• Sistim panas bumi di Pulau Sumatera umumnya berkaitan dengan kegiatan
gunung api andesitis-riolitis yang disebabkan oleh sumber magma yang
bersifat lebih asam dan lebih kental, sedangkan di Pulau Jawa, Nusatenggara
dan Sulawesi umumnya berasosiasi dengan kegiatan vulkanik bersifat
andesitis-basaltis dengan sumber magma yang lebih cair.
• Karakteristik geologi untuk daerah panas bumi di ujung utara Pulau Sulawesi
memperlihatkan kesamaan karakteristik dengan di Pulau Jawa.
• Akibat dari sistim penunjaman yang berbeda, tekanan atau kompresi yang
dihasilkan oleh tumbukan miring (oblique) antara lempeng India-Australia dan
lempeng Eurasia menghasilkan sesar regional yang memanjang sepanjang
Pulau Sumatera yang merupakan sarana bagi kemunculan sumber-sumber
panas bumi yang berkaitan dengan gunung-gunung api muda. Lebih lanjut
dapat disimpulkan bahwa sistim panas bumi di Pulau Sumatera umumnya
lebih dikontrol oleh sistim patahan regional yang terkait dengan sistim sesar
Sumatera, sedangkan di Jawa sampai Sulawesi, sistim panas buminya lebih
dikontrol oleh sistim pensesaran yang bersifat lokal dan oleh sistim depresi
kaldera yang terbentuk karena pemindahan masa batuan bawah permukaan
pada saat letusan gunung api yang intensif dan ekstensif.
FTTM-ITB/NMS_2008
FTTM-ITB/NMS_2008
KRITERIA JAWA - BALI SUMATERA
Geologi Umum
- Litologi Andesitik-Basaltik Riolitik-Andesitik
- Ketebalan batuan volkanik Tebal (>2500 m) Tipis (+/-1200 m)
- Asosiasi struktur Patahan lokal Patahan regional Sumatera
Kaldera depresi dan patahan sekundernya
- Manifestasi permukaan Fumarol suhu
tinggi, solfatar,
mud pool, air
panas mendidih,
batuan alterasi
intensif dan kurang
tersebar luas.
Fumarol suhu tinggi
dengan steam jet, Solfatar,
mata air panas mendidih,
batuan alterasi sangat
intensif dan tersebar luas.
Perbedaan Karakteristik Antara Prospek Panas Bumi
Di Jawa-Bali Dan Sumatera (Budihardi, 1998)
• Reservoir panas bumi di Sumatera umumnya
menempati batuan sedimen yang telah mengalami
beberapa kali deformasi tektonik atau pensesaran
setidak-tidaknya sejak Tersier sampai Resen.
• Hal ini menyebabkan terbentuknya porositas atau
permeabilitas sekunder pada batuan sedimen yang
dominan yang pada akhirnya menghasilkan
permeabilitas reservoir panas bumi yang besar, lebih
besar dibandingkan dengan permeabilitas reservoir
pada lapangan-lapangan panas bumi di Pulau Jawa
ataupun di Sulawesi.
FTTM-ITB/NMS_2008
FTTM-ITB/NMS_2008
POKOK BAHASAN
1. Terjadinya Sumberdaya Panas Bumi (Geothermal Resources)2. Jenis-jenis Sumberdaya Panas Bumi3. Sistim Panas Bumi di Indonesia4. Sistem Hidrothermal
a. Klasifikasi sistim hidrothermal berdasarkan kandungan fluidab. Klasifikasi sistim hidrothermal berdasarkan temperatur
5. Model konseptual dari beberapa sistim hidrothermala. Model konseptual dari sistim dominasi uapb. Model konseptual dari sistim dominasi air
6. Informasi reservoir panas bumi yang perlu diketahui7. Dasar Pengembangan “Teknik Reservoir Panas Bumi”
(Development of Geothermal Reservoir Engineering)8. Tugas ahli panas bumi di bidang teknik reservoir
FTTM-ITB/NMS_2008
VAPOUR DOMINATED RESERVOIR
Model White et al. (1971)
Grant, M.A., Donaldson I.G., Bixley P.F (1982): Geothermal Reservoir
Engineering, Academic Press, Chapter-1 and 2
FTTM-ITB/NMS_2008
Model D’Amore and TruesdellGrant, M.A., Donaldson I.G., Bixley P.F (1982): Geothermal Reservoir
Engineering, Academic Press, Chapter-1 and 2
FTTM-ITB/NMS_2008
Model D’Amore and TruesdellGrant, M.A., Donaldson I.G., Bixley P.F (1982): Geothermal Reservoir
Engineering, Academic Press, Chapter-1 and 2
FTTM-ITB/NMS_2008
CONTOH SISTIM PANAS BUMI
Reservoir dominasi uap
Larderello, Italy
The Geyser, USA
Kamojang, Jawa Barat
Darajat, Jawa Barat
FTTM-ITB/NMS_2008
KAMOJANG
FTTM-ITB/NMS_2008
POKOK BAHASAN
1. Terjadinya Sumberdaya Panas Bumi (Geothermal Resources)2. Jenis-jenis Sumberdaya Panas Bumi3. Sistim Panas Bumi di Indonesia4. Sistem Hidrothermal
a. Klasifikasi sistim hidrothermal berdasarkan kandungan fluidab. Klasifikasi sistim hidrothermal berdasarkan temperatur
5. Model konseptual dari beberapa sistim hidrothermala. Model konseptual dari sistim dominasi uapb. Model konseptual dari sistim dominasi air
6. Informasi reservoir panas bumi yang perlu diketahui7. Dasar Pengembangan “Teknik Reservoir Panas Bumi”
(Development of Geothermal Reservoir Engineering)8. Tugas ahli panas bumi di bidang teknik reservoir
FTTM-ITB/NMS_2008
MODEL KONSEPTUAL
White (1967)
FTTM-ITB/NMS_2008
Handbook of Geothermal Energy,Editors: Edwards, L.M., Chilingar,
G.V. et al., Gulf Publishing Company, 1982, Chapter 9
HOT WATER SYSTEM
FTTM-ITB/NMS_2008
CONTOH SISTIM PANAS BUMI
Jenis Reservoir Panas Bumi
Reservoir satu fasa airRotorua - New Zealand
Reservoir dominasi airWairakei - New Zealand Awibengkok - Gunung Salak, Jawa Barat Lahendong - Sulawesi Utara
Rotorua
T = 230-2500C
Wairakei : sistim dominasi air T= 220-230oC
FTTM-ITB/NMS_2008
Model Sistim Panasbumi di Lapangan Wairakei (Hochstein, 199?)
FTTM-ITB/NMS_2008
Model Wairakei
FTTM-ITB/NMS_2008
MODEL KONSEPTUAL
FTTM-ITB/NMS_2008
Lahendong (from P. Utami et. al., 2006)
Sibayak
FTTM-ITB/NMS_2008
FTTM-ITB/NMS_2008
POKOK BAHASAN
1. Terjadinya Sumberdaya Panas Bumi (Geothermal Resources)2. Jenis-jenis Sumberdaya Panas Bumi3. Sistim Panas Bumi di Indonesia4. Sistem Hidrothermal
a. Klasifikasi sistim hidrothermal berdasarkan kandungan fluidab. Klasifikasi sistim hidrothermal berdasarkan temperatur
5. Model konseptual dari beberapa sistim hidrothermala. Model konseptual dari sistim dominasi uapb. Model konseptual dari sistim dominasi air
6. Informasi reservoir panas bumi yang perlu diketahui7. Dasar Pengembangan “Teknik Reservoir Panas Bumi”
(Development of Geothermal Reservoir Engineering)8. Tugas ahli panas bumi di bidang teknik reservoir
FTTM-ITB/NMS_2008
Informasi
Handbook of Geothermal Energy,Editors: Edwards, L.M., Chilingar,
G.V. et al., Gulf Publishing Company, 1982, Chapter 9
FTTM-ITB/NMS_2008
Informasi Reservoir yang Penting Diketahui
• Jenis Reservoir
• Kedalaman Reservoir ?
• Zona Produksi?
• Ketebalan Reservoir?
• Batas Reservoir?
• Luas Reservoir?
• Tekanan dan Temperatur Reservoir?
• Sifat Batuan dan Fluida ?
FTTM-ITB/NMS_2008
• Energi panas yang terkandung dalam reservoir?
• Energi panas yang dapat diproduksikan?
• Energi panas yang dapat dimanfaatkan untuk pembangkit listrik?
• Potensi Listrik?
Informasi Reservoir yang Penting Diketahui
FTTM-ITB/NMS_2008
Perubahan Kinerja Selama Reservoir Diproduksikan
• Perubahan tekanan dan temperatur
• Perubahan laju alir masa
• Perubahan kandungan air dalam fluida panas bumi
Informasi Reservoir yang Penting Diketahui
FTTM-ITB/NMS_2008
POKOK BAHASAN
1. Terjadinya Sumberdaya Panas Bumi (Geothermal Resources)2. Jenis-jenis Sumberdaya Panas Bumi3. Sistim Panas Bumi di Indonesia4. Sistem Hidrothermal
a. Klasifikasi sistim hidrothermal berdasarkan kandungan fluidab. Klasifikasi sistim hidrothermal berdasarkan temperatur
5. Model konseptual dari beberapa sistim hidrothermala. Model konseptual dari sistim dominasi uapb. Model konseptual dari sistim dominasi air
6. Informasi mengenai reservoir panas bumi yang perlu diketahui7. Dasar Pengembangan “Teknik Reservoir Panas Bumi”
(Development of Geothermal Reservoir Engineering)8. Tugas ahli panas bumi di bidang teknik reservoir
Grant, M.A., Donaldson I.G., Bixley P.F (1982): Geothermal Reservoir
Engineering, Academic Press, 369 pp
FTTM-ITB/NMS_2008
Development Of Geothermal Reservoir Engineering
FTTM-ITB/NMS_2008
Grant, M.A., Donaldson I.G., Bixley P.F (1982): Geothermal Reservoir
Engineering, Academic Press, 369 pp
FTTM-ITB/NMS_2008
POKOK BAHASAN
1. Terjadinya Sumberdaya Panas Bumi (Geothermal Resources)2. Jenis-jenis Sumberdaya Panas Bumi3. Sistim Panas Bumi di Indonesia4. Sistem Hidrothermal
a. Klasifikasi sistim hidrothermal berdasarkan kandungan fluidab. Klasifikasi sistim hidrothermal berdasarkan temperatur
5. Model konseptual dari beberapa sistim hidrothermala. Model konseptual dari sistim dominasi uapb. Model konseptual dari sistim dominasi air
6. Informasi mengenai reservoir panas bumi yang perlu diketahui7. Dasar Pengembangan “Teknik Reservoir Panas Bumi”
(Development of Geothermal Reservoir Engineering)8. Tugas ahli panas bumi di bidang teknik reservoir
FTTM-ITB/NMS_2008
Handbook of Geothermal Energy,Editors: Edwards, L.M., Chilingar,
G.V. et al., Gulf Publishing Company, 1982, Chapter 9
FTTM-ITB/NMS_2008
Handbook of Geothermal Energy,Editors: Edwards, L.M., Chilingar,
G.V. et al., Gulf Publishing Company, 1982, Chapter 9
FTTM-ITB/NMS_2008
RESERVOIR ENGINEERING CONCEPT
Handbook of Geothermal Energy,Editors: Edwards, L.M.,
Chilingar, G.V. et al., Gulf Publishing Company, 1982,
Chapter 9
Kompetensi Geothermal Reservoir Engineer ?
1. Memahami dan dapat menjelaskan karakteristik dari reservoir dominasi uap dan reservoir dominasi air, model konseptual beberapa sistem panas bumi
2. Memahami /dapat menjelaskan dan menerapkan dasar-dasar teknik reservoir dengan pendekatan batuan reservoir sebagai merdia berpori, aliran fluida satu fasa, permeabilitas relatif, sifat campuran dua fasa, aliran horizontal dua fasa, aliran vertikal dua fasa, aliran horizontal isotermal (persamaan difusivitas), penyapuan panas yang digunakan untuk merepresentasikan aliran fluida dan panas di dalam reservoir panas bumi.
3. Mampu menganalisa data sumur dan hasil survey secara terpadu untuk memperkirakan jenis reservoir, tekanan dan temperatur reservoir, kedalaman zona produktif, serta ampu menggambarkan distribusi temperatur di bawah permukaan, membuat peta kesamaan temperatur, memperkirakan daerah boiling zone, memperkirakan luas areanya.
FTTM-ITB/Nenny_2009
4. Mampu memperkirakan menghitung besarnya cadangan/potensi sumur dengan menggunakan metoda heat stored, memahami asumsi yang digunakan dan kelemahannya; memahami kriteria yang digunakan untuk klasifikasi cadangan, memahami konsep simulasi Monte Carlo dan penerapannya dalam perhitungan cadangan.
5. Mampu memperkirakan besarnya cadangan/potensi sumur dengan menggunakan metoda lain, antara lain metoda P/Z, metoda kesetimbangan panas dan masa, mengetahui asumsi yang digunakannya dan kelemahannya.
6. Mampu menjelaskan tujuan analisa transien tekanan, jenis-jenis pengujian, konsep, peralatan yang digunakan, respons tekanan, serta mampu melakukan analisa data antara lain dari pressure build-up test, drawdown test, interference test.
FTTM-ITB/Nenny_2009
Kompetensi Geothermal Reservoir Engineer ?
7. Memahami metoda untuk memonitor perubahan kinerja reservoir , jenis-jenis pengukuran yang dilakukan, dan mampu menganalisa perubahan tekanan, temperatur reservoir, kinerja sumur terhadap waktu dengan diproduksikan fluida panas bumi dari reservoir.
8. Mampu memprediksi kinerja reservoir dengan decline curve analysis, mengetahui asumsi yang digunakan dan kelemahannya.
9. Mampu memodelkan reservoir dengan menggunakan simulator yang tersedia dan memprediksi kinerja reservoir dengan berbagai skenario produksi-injeksi
10. Mampu bekerja sama dalam managemen reservoir
FTTM-ITB/Nenny_2009
Kompetensi Geothermal Reservoir Engineer ?
• Mempunyai kemampuan mengembangkan dan memutakhirkan ilmu pengetahuan dan teknologi di bidang Teknik Reservoir Panas Bumi dengan cara menguasai dan memahami, pendekatan, metoda, kaidah ilmiah disertai keterampilan penerapannya;
• Mempunyai kemampuan memecahkan permasalahan di bidang Teknik Reservoir Panas Bumi melalui kegiatan penelitian dan pengembangan berdasarkan kaidah ilmiah;
• Mempunyai kemampuan mengembangkan kinerja profesionalnya yang ditunjukan dengan ketajaman analisis permasalahan, keserbacukupan tinjauan, kepaduan pemecahan masalah atau profesi yang serupa;
Kompetensi Geothermal Reservoir Engineer ?
FTTM-ITB/Nenny_2009
Kompetensi di Bidang:
Geothermal Produksi Engineering ?
Manajemen dan Ekonomi Pabum?
Utilisasi Panas Bumi?
FTTM-ITB/Nenny_2009