eksplorasi cbm metode geofisika
DESCRIPTION
Eksplorasi Cbm Metode GeofisikaTRANSCRIPT
EKSPLORASI GAS METANA BATUBARA (COAL BED METHANE) MENGGUNAKAN METODE GEOFISIKA
DIMAS GUSTIAN ADIPUTRA (03111002042)Jurusan Teknik Pertambangan,
Fakultas Teknik, Universitas Sriwijaya,Jalan Raya Palembang-Prabumulih, Sumatera Selatan.
E-mail : [email protected]
Abstrak
Salah satu potensi sumber gas alternatif adalah Gas Metana Batu bara (GMB) atau yang lebih populer dikenal sebagai Coalbed Methane (CBM). CBM tersebut memainkan peranan penting dalam bauran energi (Energy Mix) Nasional sebagai sumber energi andalan dan bahan bakar fosil yang bersih. Ke depan, CBM sebagai sumber energi baru diharapkan dapat menjadi solusi alternatif terhadap kemungkinan kekurangan pasokan energi listrik, karena keberadaannya yang cukup menjanjikan khususnya di Sumatera dan Kalimantan. Eksplorasi CBM pada umumnya merujuk dari pengetahuan geologi dari daerah tersebut dan melakukan pengeboran langsung pada daerah yang disinyalir kaya CBM dengan kenampakan di permukaannya (ada semburan gas). Namun pada umumnya untuk mengeksplorasi keberadaan CBM ini biasanya dilakukan pengeboran langsung, hal ini disamping kurang efisien juga menimbulkan biaya yang relatif mahal. Oleh karena itu diperlukan metoda eksplorasi tidak langsung (geofisika) untuk membantu penentuan lebih akurat keberadaan batubara penghasil gas metana, porositas, arah retakan, permeabilitas, saturasi fluida dan jenis fluida pengisi pori. Dari tingkat akurasi yang tinggi tersebut sangat membantu dalam eksploitasi (penentuan posisi bor, rekayasa permeabilitas dan posisi seam batubara serta peringkat batubara) dari gas metan yang ada dibawah permukaan.
PENDAHULUAN
Saat ini pemerintah Indonesia terus berupaya untuk memenuhi kebutuhan akan
energi gas nasional yang terus meningkat secara signifikan. Peningkatan ini terutama
disebabkan oleh tingginya permintaan di sektor industri, serta tuntutan untuk
menggunakan energi ramah lingkungan manjadikan gas sebagai sumber energi yang
paling kompetitif. Kenyataan ini mendorong pemerintah secara intensif mencari dan
mengembangkan sumber gas alternatif. Salah satu potensi sumber gas alternatif adalah
Gas Metana Batu bara (GMB) atau yang lebih populer dikenal sebagai Coalbed
Methane (CBM). CBM (Coal Bed Methane) atau Gas Metana Batubara merupakan
famili gas alam dengan dominasi gas metana yang dihasilkan selama proses
pembatubaraan dan juga terperangkap dalam batubara. Gas metana memiliki kadar
1
kalori yang paling rendah dibandingkan gas alam lainnya dan karena memiliki rantai
atom tunggal sehingga menghasilkan gas buang atau asap yang lebih sedikit. Dengan
demikian lebih ramah lingkungan dibandingkan gas lainnya.
Hasil studi kelayakan yang dilakukan oleh Advanced Resources International, Inc,
suatu perusahaan jasa konsultan dari Amerika Serikat, menyatakan bahwaIndonesia
memiliki potensi CBM yang cukup besar pada 11 coal basin yang ada dengan sumber
daya gas sekitar 453,30 Tcf (gambar 1.) . Dengan jumlah cadangan sebesar 183 Tcf di
Cekungan Sumatera Selatan maka layak untuk dikaji sebagai proyek percontohan dan
unggulan serta diharapkan dapat menjadi inisiator bisnis pengusahaan CBM di
Indonesia. Selain itu, pemanfaatan gas metana menjadi sebuah pertimbangan karena
beberapa hal sebagai berikut:
1. CBM merupakan energi alternatif yang dihasilkan di luar MIGAS dari fosil.
2. Pemanfaatan CBM sebagai sumber energi menjadi alternatif menarik karena kadar
polutannya jauh lebih kecil dibandingkan dengan batubara dan minyak bumi.
3. Biaya eksploitasi untuk CBM sendiri cukup rendah karena sumur-sumur eksploitasi
yang digunakan untuk mengambil CBM tidak membutuhkan biaya tinggi dalam
pengeborannya.
4. Gas mempunyai tingkat penggunaan dengan energi yang luas, dan dengan krisis
energi yang terjadi saat ini serta harga bahan bakar yang relatif sangat tinggi
pengembangan akan sumber daya energi alternatif ini sewajarnya mendapat
perhatian serius.
Gambar 1. Potensi cadangan coal bed methane (CBM) di Indonesia
2
Berbeda dengan sumur-sumur migas konvensional yang memproduksi minyak
atau gas bumi dari lapisan batuan pasir atau karbonat yang permeabilitasnya cukup
besar. Gas metana yang diproduksikan dari lapisan batu bara kemungkinan besar akan
menghadapi banyak kendala karena disamping permeabilitas batuannya yang kecil juga
tekanan gasnya rendah. Berdasarkan hasil penelitian Advanced Resources International,
Inc., permeabilitas batuan batu bara pada cekungancekungan di Indonesia sangat
rendah, yaitu antara 1 hingga 10 mili Darcy, berbeda jauh dengan cekungan Powder
River di Amerika Serikat yang mencapai 100 hingga 1.000 mili Darcy. Kendala yang
bersifat alamiah tersebut tidak boleh menjadi hambatan dalam pengembangan CBM di
Indonesia, tetapi harus dijadikan sebagai tantangan yang harus diatasi. Memang tidak
mudah dan memerlukan waktu panjang untuk dapat mengatasi berbagai kendala dalam
pengembangan CBM, namun dengan melibatkan berbagai disiplin ilmu yang saling
berkaitan diharapkan semua dapat teratasi.
ISI
Eksplorasi CBM pada umumnya merujuk dari pengetahuan geologi dari daerah
tersebut dan melakukan pengeboran langsung pada daerah yang disinyalir kaya CBM
dengan kenampakan di permukaannya (ada semburan gas). Namun karena umumnya
untuk mengeksplorasi keberadaan CBM ini biasanya dilakukan pengeboran langsung,
hal ini disamping kurang efisien juga menimbulkan biaya yang relatif mahal. Oleh
karena itu diperlukan metode-metode eksplorasi yang paling efektif dan efisien untuk
memetakan keberadaan CBM di bawah permukaan tanah beserta penghitungan
cadangannya. Untuk mendapatkan metode-metode tersebut diperlukan tahap-tahap
kegiatan yang dimulai dari :
1. Mempelajari genesa batubara yang menghasilkan metane beserta CBM geologi play
di sekitar Sumatera Selatan.
2. Menentukan strategi pendeteksian CBM dibawah permukaan dengan seismik fisika
batuan. Pada beberapa keadaan reservoar (temperatur, fluida, tekanan pori).
3. Menentukan strategi pendeteksian CBM dibawah permukaan dengan resistivitas
fisika batuan (real resitivity, imajiner resistivity, complex resistivity, frekuensi
response) pada beberapa keadaan reservoar (temperatur, saturasi fluida).
3
4. Menentukan standard petrofisika well-logging untuk seam batubara penghasil CBM.
5. Melakukan uji pengukuran lapangan seismik pantul dan pembuatan bor eksplorasi
pada lapangan penghasil CBM, karakterisasi CBM dengan data seismik pantul.
6. Melakukan uji pengukuran lapangan geolistrik dan pembuatan bor eksplorasi pada
lapangan penghasil CBM, karakterisasi CBM dengan data geolistrik.
Sementara itu metoda Geofisika yang prospek digunakan untuk eksplorasi gas
metana batubara (CBM) antara lain :
A. Metoda Seismik Fisika Batuan
Penggunaan metoda ini bertujuan untuk mempelajari perilaku gelombang elastik
pada batubara yang mendekati keadaan sesungguhnya pada lapisan Coal Bed Methane
di alam serta untuk memperoleh pengetahuan tentang hubungan antara sifat fisis
(porositas, arah retakan, saturasi fluida dan jenis fluida pengisi pori) dan karakter
perambatan gelombang (frekuensi, kecepatan, atenuasi, dan bentuk gelombang) pada
batubara penghasil gas methana. Sehingga dapat dipelajari teknik-teknik estimasi
distribusi CBM, kandungan CBM, peringkat batubara melalui seismik. Perilaku-
perilaku fisis yang diungkap adalah relasi perambatan gelombang elastik dan sifat fisika
batubara pada beragam kondisi, yaitu: temperatur, tekanan overburden, tekanan pori,
tekanan efektif, pada batubara penghasil gas methana, terutama pada cekungan
Sumatera bagian Selatan dan Kalimantan bagian Timur sebagai deposit CBM terbesar
di Indonesia. Hasil ini akan sangat berguna untuk dijadikan panduan eksplorasi CBM di
suatu daerah, sehingga biaya eksplorasi CBM dapat lebih efektif dan efisien. Hasil
semua pengukuran akan disimpan dalam sebuah Database Seismic Rock Physics.
Upscalling data dari skala laboratorium selanjutnya dikorelasikan dengan data dan skala
lapangan agar hasil kegiatan ini bisa dimanfaatkan dalam persoalan yang lebih makro.
Namun hubungan antara keberadaan gas metana batubara (CBM) dengan gelombang
seismik belum diteliti secara detil oleh peneliti domestik maupun di luarnegeri. Maka
dengan kegiatan ini seismik dapat berperan sebagai pendeteksi gas metana batubara
bawah permukaan secara tak langsung. Dengan demikian, menjadikan kegiatan ini
dapat dipakai untuk mereduksi biaya eksplorasi dan meluaskan jangkauan eksplorasi,
sehingga untuk menjadikan potensi CBM menjadi potensi terukur yang lebih pasti dan
tentunya tidak memerlukan banyak lobang bor. Semua akuisisi data harus dapat
4
merekam secara baik dengan ketelitian yang tinggi untuk analisa spektrum frekuensi
dan atenuasi gelombang saat melewati medium dengan berbagai perubahan parameter
fisis sampel dan sifat kimia fluidanya. Diagram alir pengukuran pada kegiatan ini
seperti pada gambar 2.
Gambar 2. Diagram Alir Pengukuran
B. Metoda Resistivitas Fisika Batuan
Penggunaan metoda ini bertujuan untuk mempelajari perilaku perambatan (arus)
listrik di batubara yang mendekati keadaan sesungguhnya pada lapisan Coal Bed
Methane di alam serta untuk memperoleh pengetahuan tentang hubungan antara sifat
fisis (porositas, arah retakan, saturasi fluida dan jenis fluida pengisi pori) dan sifat
kelistrikannya (hambatan jenis DC, hambatan jenis bergantung frekuensi dan hambatan
jenis kompleks) pada batubara penghasil gas metana. Perilaku-perilaku yang akan
diungkap dari kegiatan ini adalah relasi resistivitas dan sifat fisika batubara pada
beragam kondisi, yaitu: temperatur, tekanan overburden, tekanan pori, tekanan efektif,
pada batubara penghasil gas metana, terutama pada lapangan Sumatera bagian Selatan
dan Kalimantan bagian Timur sebagai deposit CBM terbesar di Indonesia. Hasil ini
akan sangat berguna untuk dijadikan panduan eksplorasi CBM di suatu daerah, sehingga
biaya eksplorasi CBM dapat lebih efektif dan efisien sekaligus murah.
C. Metoda Well-Logging Fisika Batuan
Kegiatan ini akan mempelajari perilaku sifat fisika batubara penghasil CBM,
mulai dari gamma ray spectroscopy, density, sifat listrik, sifat sonic, sifat hamburan
neutron, sifat magnetisasi di batubara yang mendekati keadaan sesungguhnya pada
5
lapisan Coal Bed Methane di alam serta untuk memperoleh pengetahuan tentang
hubungannya dengan keadaan reservoar seperti: porositas, arah retakan, saturasi fluida
dan jenis fluida pengisi pori pada batubara penghasil gas methana. Diharapkan kegiatan
ini menghasilkan persamaan-persamaan petrofisika empiris yang bisa dipakai sebagai
persamaan standard untuk memprediksi keberadaan CBM dalam seam batubara.
Kegiatan ini didukung oleh perangkat well-logging serta perangkat spectroscopy gamma
dan laboratorium rock physics.
D. Metoda Seismik Pantul
Pengukuran data lapangan seismik pantul dilakukan pada lapangan prospek CBM,
dari kegiatan ini akan dapat diketahui mulai dari penyusunan konfigurasi, pengolahan
hingga karakterisasi lapisan penghasil CBM dengan gelombang seismik. Topik kegiatan
pada bidang ini adalah:
1. Pembuatan dan riset tentang sumber seismik (baik untuk metode yang eksplosive
maupun yang non eksplosive) dan penerima seismik (receiver ghoephones) (gambar
3. )
2. Standarisasi workflow processing untuk pencitraan batubara
3. Kegiatan untuk pencitraan seismik 3 D untuk konfigurasi mini
4. Kegiatan karakterisasi reservoar CBM dengan gelombang seismik
Gambar 3. Pengukuran Seismik pantul
6
E. Metoda Elektromagnetik (GPR)
GPR (Ground Penetrating Radar) merupakan salah satu metode geofisika bersifat
nondestructive berdasarkan prinsip- prinsip teori elektromagnetik dengan rentang
frekuensi gelombang radio antara 1 sampai 1000 MHz (Annan, A.P, 2001). Sistim GPR
terdiri dari dua antena yang digunakan untuk mentransmisikan dan menerima sinyal-
sinyal radar. Pengaktif sinyal melalui antena pemancar akan memancarkan sinyal dan
masuk kedalam tanah dan sinyal tersebut akan dipantulkan oleh masing-masing lapisan.
Sinyal yang kembali ke permukaan membuat citra lapisan pemantul diterima oleh
antena penerima. Aplikasi GPR fokus utamanya untuk memetakan struktur dalam tanah
dimana selanjutnya digunakan untuk struktur non- logam. Penyelidikan GPR pertama
kali adalah untuk memetakan ketebalan dari lembaran- lembaran es dan ketebalan
glasier di Arctic dan Antartika (Annan, A.P, 2001).
Aplikasi GPR untuk batubara diawali dengan melakukan simulasi 2 D dan 3 D
secara numerik dilanjutkan percobaan dalam skala laboratorium dan implementasi pada
lapangan. Dimana dari hasil- hasil penelitian tersebut dapat menghasilkan informasi
geometri, rekahan- rekahan dan kadar air pada lapisan batubara serta informasi adanya
noise yang bisa menimbulkan kesalahan dalam penafsiran tentang informasi yang
sebenarnya dari target beserta lingkungannya.
KESIMPULAN
Dari penjelasan di atas, dapat disimpulkan antara lain :
1. Bahwa prospek pengembangan metoda eksplorasi Gas Metan Batubara (CBM) dapat
dilakukan dengan beberapa metode geofisika untuk mengurangi biaya dalam
eksplorasi cadangan CBM.
2. Perilaku gelombang elastik pada batubara pada metode seismic fisika yang
mendekati keadaan sesungguhnya pada lapisan Coal Bed Methane memiliki
hubungan antara sifat fisis (porositas, arah retakan, saturasi fluida dan jenis fluida
pengisi pori) dan karakter perambatan gelombang (frekuensi, kecepatan, atenuasi,
dan bentuk gelombang).
3. Perilaku perambatan (arus) listrik di batubara yang mendekati keadaan sesungguhnya
pada lapisan Coal Bed Methane digunakan untuk mengetahui hubungan antara sifat
7
fisis (porositas, arah retakan, saturasi fluida dan jenis fluida pengisi pori) dan sifat
kelistrikannya (hambatan jenis DC, hambatan jenis bergantung frekuensi dan
hambatan jenis kompleks).
4. Untuk mengetahui gamma ray spectroscopy, density, sifat listrik, sifat sonic, sifat
hamburan neutron, sifat magnetisasi di batubara yang mendekati keadaan
sesungguhnya dapat digunakan metoda well-logging fisika batuan.
5. Sistim GPR (Ground Penetrating Radar) terdiri dari dua antena yang digunakan
untuk mentransmisikan dan menerima sinyal-sinyal radar dengan rentang frekuensi
gelombang radio antara 1 sampai 1000 MHz. Aplikasi GPR fokus utamanya untuk
memetakan struktur dalam tanah dimana selanjutnya digunakan untuk struktur non-
logam
DAFTAR PUSTAKA
Ibrahim, E. 2011. Peranan Metode Geofisika Dalam Eksplorasi Gas Metana Batubara (Coal Bed Methane). Universitas Sriwijaya. Sumatera Selatan
Kementrian ESDM. 2008. Peraturan Menteri Energi dan Sumber Daya Mineral Nomor 36 Tahun 2008. Jakarta
Lemigas. 2012. Gas Metana Batubara Energi Baru Untuk Rakyat. Jakarta Selatan
8