geokimia dlm ekspl geothermal

Upload: christian-xaverius

Post on 01-Jun-2018

228 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

  • 8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal

    1/87

    Analisis dan Interpretasi Geokimia(Dalam Eksplorasi dan Eksploitasi Geothermal)

    Oleh: Untung Sumotarto

    Universitas Indonesia - Magister Eksplorasi Geothermal

    MK Geologi Geothermal

  • 8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal

    2/87

    Fokus:

    Peran geokimia dalam mencari dan mengembangkan sis-

    tem2 panas bumi (T>1800C)

    Teknik-teknik pengambilan conto fluida (sampling)

    Interpretasi data misalnya:

    - Geothermometer

    - Kualitas fluida, scaling, dll.

    Metode-metode geokimia berperan utama danditerapkan secara luas dalam eksplorasi dan

    eksploitasi sumber panas bumi.

  • 8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal

    3/87

    Eksplorasi dan Pengembangan Panas Bumi Pada awal projek eksplorasi panas bumi, belum dapat

    dipastikan apakah hasilnya akan ekonomis, dan layak

    secara teknis maupun lingkungan.

    Karena itu eksplorasi dan pengembangan panas bumi

    memerlukan resiko uang bervariasi.

    Akibat ketidakpastian itu, menjadi praktek umum mem-

    bagi pekerjaan persiapan ke dalam tahap2 untuk memi-

    nimalisir cost tetapi memaksimalkan data dan informasi

    yang diperoleh pada setiap tahap.

  • 8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal

    4/87

    Strategi Proyek Panas Bumi

    Eksplorasi Permukaan

    Pemboran Eksplorasi

    Pemboran Produksi

    Perencanaan PLTP Awal

    Pembiayaan, Pemboran Produksi

    Tambahan, Konstruksi

    Operasi, Monitoring

    Tahapan Utama Proyek Panas Bumi

  • 8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal

    5/87

    Pembagian Waktu Detail

  • 8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal

    6/87

    Bermacam metode geokimia diterapkan di semua

    tahapan eksplorasi dan pengembangan panas bumi.

    Filosofi dasar di belakang metode2 geokimia dalam eksplo-

    rasi panas bumi adalah bahwa fluida-fluida di permukaan

    (larutan cair dan campuran gas) mencerminkan kondisi ki-

    mia fisika dan panas di dalam reservoir di kedalaman.

  • 8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal

    7/87

    Studi-studi geokimia bermacam fluida panas bumi pada

    prinsipnya melibatkan tiga tahapan:

    Pengambilan Sampel

    Analisis

    Interpretasi Data

    Untuk mendapatkan sampel2 fluida panas bumi yang re-

    presentatif memerlukan teknik-teknik pengambilan sam-

    pel beserta tempat penampungnya (container).

  • 8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal

    8/87

    Macam2 Pekerjaan Analisis dan Interpretasi

    Geokimia Pada Tahap Eksplorasi

    Mengestimasi temperatur bawah permukaan menggu-

    nakan geotermometer kimia dan isotop serta model2

    percampuran (mixing model). Mengidentifikasi asal usul fluida panas bumi terutama

    dengan teknik-teknik isotop.

    Menentukan sifat-sifat kimia fluida dalam hubungannya

    dengan masalah lingkungan, scaling, dll.

    Menyajikan data hingga tahapan model konsep sistem

    panas bumi yang dipelajari.

  • 8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal

    9/87

    Menyajikan informasi tentang rasio air uap yang ber-

    da dalam reservoir.

    Melakukan kajian thd kualitas fluida panas bumi sehu-

    bungan dengan rencana penggunaannya. Melakukan kajian thd kualitas fluida panas bumi sehu-

    bungan dengan masalah lingkungan (pembuangan).

    Menyajikan informasi terkait kecenderungan scaling da-

    ri fluida dalam produksi demikian juga pada sumur2 in-jeksi dan sarana permukaan lainnya (pipa2, dll).

    Menyajikan informasi tambahan mengenai model kon-

    sep reservoir panas bumi yang dipelajari.

    Macam2 Pekerjaan Analisis dan Interpretasi

    Geokimia Pada Tahap Eksploitasi

  • 8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal

    10/87

    Macam2 Pekerjaan Analisis dan Interpretasi Geokimia

    Pada Tahap Pemboran Produksi Dan Operasi PLTP Mengidentifikasi daerah pasokan (recharge) yang ma-

    suk ke dalam reservoir air tanah dangkal atau air pa-

    nas yang lebih dalam.

    Melakukan kajian proses pendidihan (boiling) di dalam

    aquifer2 produksi.

    Mengidentifikasi perubahan2 kimiawi fluida panas bumi.

    Mengkuantifikasi perubahan2 pada kecenderungan ter-jadinya scaling dan korosi.

    Memantau kualitas fluida panas bumi dalam kaitannya

    dengan masalah lingkungan.

  • 8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal

    11/87

    Analisis kimia dan isotop itu mahal harganya dan meru-

    pakan pekerjaan yang perlu ketelitian, semuanya sia-sia

    jika pengambilan sampelnya salah.

    Penting ditekankan perlunya sampling yang teliti.

    Interpretasi data kimia menjadi tidak berarti atau bah-

    kan menyesatkan, jika pengambilan sampelnya salah.

  • 8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal

    12/87

    Sampling di lapangan T tinggi

    Safety first

    Pemilihan lokasi yang cocok

    Fumaroles

    Mata air Panas

    Ambil sampel fluida termal dan

    non-termal

  • 8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal

    13/87

  • 8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal

    14/87

  • 8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal

    15/87

    ht

    tp://pilarge04.b

    logspot.c

    om/

    Manifestasi geothermal

    di negara2 tropis.

  • 8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal

    16/87

    Teknik pengambilan sampel dari fumarola

  • 8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal

    17/87

    Pengambilan Sampel dari

    Sumur2 Eksplorasi

    Sumur2 Produksi

    PLTP

  • 8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal

    18/87

    Webre Separator

  • 8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal

    19/87

  • 8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal

    20/87

    Teknik pengambilan sampel dari sumur panas bumi dua fasa

  • 8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal

    21/87

  • 8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal

    22/87

  • 8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal

    23/87

  • 8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal

    24/87

    Analisis & InterpretasiData Geokimia

  • 8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal

    25/87

    Senyawa/Unsur Yang Ditemukan

    Dalam Fluida Geothermal

    PERUNUT (Tracers)

    Yakni zat konservatif yang secara kimiawi bersifat lambat/tidak mudahberreaksi

    (sekali bercampur ke dalam fluida ia tidak berubah, memungkinkan asal

    usulnya dirunut ke komponen sumbernya digunakan untukmengetahui karakteristik sumbernya)

    misalnya: He, Ar (gas-gas mulia), Cl, B, Li, Rb, Cs, N2

    GEOINDICATORS

    Yakni zat-zat non-konservatif yang secara kimiawi bersifat reaktif(memberikan respon thd perubahan2 dlm lingkungannya digunakanuntuk mengetahui proses2 kimia-fisika selama pergerakan air kepermukaan, juga digunakan dalam aplikasi2 geotermometri)

    misalnya: Na, K, Mg, Ca, SiO2

  • 8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal

    26/87

    Analisis dan data kimia air biasa digunakan untuk

    penentuan:

    Temperatur (reservoir) bawah permukaan:

    geothermometers

    Hubungan proses pendidihan dan percampuran (boiling& mixing): Proses2 kimia-fisika bawah permukaan

    (subsurface physico-chemical processes)

    KIMIA AIR

  • 8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal

    27/87

    Reaksi2 Hidrotermal

    1. temperatur2. tekanan3. jenis batuan4. permeabilitas5. komposisi fluida6. Lama waktu aktifitas

    Komposisi fluida2 geothermal dikontrol oleh: temperatur

    - reaksi2 saling ketergantungan antara bermacam

    mineral dan fluida

    Faktor2 yang mempengaruhi pembentukan mineral2hidrotermal adalah:

  • 8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal

    28/87

    Efek jenis batuan: paling berdampak pada T rendah dan

    tidak mencolok di atas 2800C.

    Pada T lebih rendah ditemukan mineral2 ZEOLITE dan

    Mineral2 Lempung.

    Pada permeabilitas rendah kesetimbangan antara batu-

    batuan dan fluida jarang tercapai.

    Di atas 2800C dan sekurangnya setinggi 3500C, kelompok

    mineral yang stabil (dalam sistem geothermal aktif) ada-

    lah jenis batuan independen dan termasuk di antaranya:

    ALBITE, K-FELDSPAR, CHLORITE, FE-EPIDOTE, CALCITE,

    KUARSA, ILLITE & PIRIT.

    Ketika permeabilitas relatif ringgi dan waktu tinggal air cu-

    kup lama (berbulan2 atau bertahun2), air dan batuan akan

    mencapai kesetimbangan kimia.

  • 8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal

    29/87

    Pada kesetimbangan, rasio kation2 dalam larutan dikontrol oleh reaksi

    pertukaran (exchange reactions) yang tidak tergantung pada T seperti:

    NaAlSi3O8 (albite) + K+ = KAlSi3O8 (K-felds.) + Na

    +

    Keq. = Na+ / K+

    Aktifitas ion H (pH) dikontrol oleh reaksi2 hidrolisis, seperti:

    3 KAlSi3O8 (K-felds.) + 2 H+ = K Al3Si3O10(OH)2 (K-mica)+ 6SiO2 + 2 K+

    Keq. = K+ / H+

    dimana,

    Keq. = Konstanta kk mendikasikan atifitas2 senyawa2 terlarut (aktifitas bambung

    kesetimbangan,

    Kurung konstanta bracket mengindikaskan aktifitas jenis spesies terlarut of

    dissolved species ( aktifitas adalah kesatuan satuan untuk fasa, aktifitas adalahkesatuan untuk seluruh fasa solid).

  • 8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal

    30/87

    Geothermometers

  • 8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal

    31/87

    PRINSIP2 DASAR

    Geothermometer Kimia memiliki ciri2:

    Dikembangkan berdasarkan prinsip kesetimbangan ki-

    mia yang tergantung pada temperatur antara air dan mi-

    neral2 pada kondisi reservoir bawah permukaan.

    Berdasarkan asumsi bahwa air menjaga/mengawetkan

    komposisi kimianya sepanjang pergerakan ke atas dari

    reservoir ke permukaan.

  • 8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal

    32/87

    PRINSIP2 DASAR

    Studi2 kimia fluida yang keluar dari sumur dan mine-ralogi alterasi menunjukkan:

    Adanya kesetimbangan kimia di sejumlah lapangangeothermal.

    Bahwa asumsi kesetimbangan kimiawi adalah benar.

  • 8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal

    33/87

    Cooling (pendinginan)

    Mixing (percampuran) dengan air dari sumber reser-

    voir yang berbeda.

    Akan tetapi bahwa air dapat mempertahankan kompo-sisi kimiawinya tidak selalu terjadi. Hal ini disebabkan

    karena kompisisi kimia air dapat terpengaruh oleh pro-

    ses2 seperti:

  • 8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal

    34/87

    CONDUCTIVE

    ADIABATIC

    CONDUCTIVE Cooling

    Heat loss while travelling through cooler rocks

    ADIABATIC CoolingBoiling because of decreasing hydrostatic head

    Cooling yang terjadi sepanjang pergerakan ke atas

    dari reservoir ke permukaan dapat terjadi dengancara-cara:

  • 8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal

    35/87

    Conductive Cooling: tidak mengubah komposisi air itu sendiri

    tetapi dapat mempengaruhi tingkat kejenuhan

    (saturation) thd beberapa mineral

    sehingga, dapat menyebabkan terjadinya peru-

    bahan komposisi kimia air dengan cara pelarut-

    an atau pengendapan mineral.

  • 8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal

    36/87

    Adiabatic Cooling (Cooling by Boiling):menyebabkan perubahan2 komposisi air yang se-

    dang bergerak ke atas (permukaan)

    perubahan2 ini termasuk:Keluarnya gas (degassing), dan karena itu terjadi

    Peningkatan kandungan larutan sebagai akibat pe-

    nguapan.

  • 8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal

    37/87

    Mixing Problem:mempengaruhi komposisi kimia

    karena daya larut (solubility) dari kebanyakan

    zat terlarut dalam air bertambah dengan pe-

    ningkatan T, percampuran (mixing) dengan air

    tanah berakibat terjadinya penurunan kadar

    (dilution) air geothermal.

  • 8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal

    38/87

    Beberapa Catatan Ttg Geothermometers

    Aplikasi geotermometri bukanlah sekedar memasukkan

    angka2 ke dalam persamaan geotermometer tertentu.

    Interpretasi T yang diperoleh dari persamaan geotermo-

    meter membutuhkan pemahaman mendalam tentang

    proses2 kimiawi yang terjadi dalam sistem geothermal.

    Tugas utama ahli geokimia adalah melakukan verifikasi

    atau sebaliknya menolak validitas asumsi2 yang dibuat

    dalam menerapkan suatu (persamaan) geotermometerdi lapangan tertentu.

  • 8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal

    39/87

    Geothermometer Kimia dan Isotop mungkin merupakanalat geokimia yang paling penting untuk eksplorasi dan

    pengembangan sumber daya panas bumi.

    Geothermometer digunakan dalam berbagai pekerjaan:

    - Estimasi T bawah permukaan reservoir panas bumi- Monitor perubahan T reservoir selama produksinya.

    Geothermometer diklasifikasikan menjadi 3 kelompok:

    - Geothermometer air atau larutan

    - Geothermometer uap atau gas- Geothermometer isotop

    Geothermometer air dan uap umumnya disebut sebagai

    Geothermometer Kimia.

    Jenis-Jenis Geothermometer

  • 8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal

    40/87

    Geothermometer Air atau Larutan Dikembangkan terutama pada era 1960 hingga 1980-an.

    Geothermometer yang paling penting antara lain:

    - Silica Geothermometer- Na/K Geothermometer

    - Na-K-Ca Geothermometer

    Geothermometer lain:

    - Na/Li- Li/Mg

    - Na-K-Mg

  • 8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal

    41/87

    Prinsip Metode Geothermometer

    1. Ambil sampel2 fluida panas bumi dari sumber2 dengan

    berbagai T

    2. Analisis kimia kandungan Silica SiO

    2

    )

    3. Plot konsentrasi C) vs. T dimana sampel diambil

    4. Temukan hubungan matematik antara C dan T.

  • 8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal

    42/87

    Prinsip Metode Geothermometer

    Contoh: Silica Geothermometer

    ?

  • 8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal

    43/87

    Na-K-Ca Geothermometer

  • 8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal

    44/87

    Sejarah Geothermometer Silica Diusulkan oleh Bodvarsson pada 1960 dan dikembang-

    lebih lanjut oleh Bodvarsson & Palmason pada 1961.

    Fournier & Rowe, 1966, 1200 3300C. Arnorsson, 1975: Chalcedony.

    Fournier, 1977. Silica-enthalpy mixing model.

    Fournier Potter, 1982, persamaan baru 200 3300C

    serta memperhitungkan faktor salinitas.

  • 8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal

    45/87

    Sejarah Geothermometer Silica (Conted) Diketahui sejumlah polimorf silica di alam.

    Kwarsa, silika amorf, moganite, tridymite, crystobalite,

    coesite, stichovite..

    Chalcedony adalah varietas kwarsa, tersusun oleh kristal

    kwarsa sangat halus, demikian halus shg energi permu-

    kaannya menambah tingkat kelarutannya, karena itu

    menjelaskan mengapa chalcedony lebih mudah larut di-

    banding kwarsa. Pengalaman Iceland adalah bahwa air geotermal men-

    capai kesetimbangan dengan chalcedony di bawah 1800C

    sedangkan dengan kwarsa pada T lebih tinggi.

  • 8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal

    46/87

    Daya larut Solubility) kwarsa, chalcedony, opal, dan silika a-

    morf dalam air bertekanan 1 bar di bawah 100

    0

    C dan pada

    tekanan uap dari larutan pada temperatur lebih tinggi.

    C h G h Sili

  • 8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal

    47/87

    Contoh Geothermometer SilicaS adalah konsentrasi Silica SiO

    2

    ) dalam g/kg.

  • 8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal

    48/87

    Contoh Geothermometer Silica (Conted)

    S adalah konsentrasi Silica SiO

    2

    ) dalam g/kg.

  • 8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal

    49/87

    Proses Temperatur Reservoir

    Steam Separation Overestimated Silica Precipitation Underestimated

    Increase in pH Overestimated

    Mixing with cold water Underestimated

    PENGARUH BERMACAM PROSES DALAM

    SILICA GEOTHERMOMETERS

  • 8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal

    50/87

    Geothermometer Kation

    Na+ , K+ , Li+ , Ca+2 , Mg+2 , adalah yang paling banyakdigunakan.

    Rasio Na/K dalam air panas bumi awalnya digunakan un-

    melokalisir zona2 upflow di Wairakei oleh Ellis dan Wil-

    son pada 1961

    Pada saat itu telah pula diusulkan bahwa ratio Na/K

    mungkin dikontrol oleh kesetimbangan antara air pa-

    nas bumi dan feldspar alkali dan tergantung pada T.

    Belakangan Arnorsson et al. telah menurunkan kalibrasi

    baru berdasarkan data termodinamika eksperimental.

    Sejumlah kalibrasi empiris telah diusulkan.

    C t h G th t K ti

  • 8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal

    51/87

    Contoh Geothermometer KationKurva2 yang diusulkan untuk geothermometer Na-K.

  • 8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal

    52/87

    Contoh Geothermometer Kation

  • 8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal

    53/87

    Contoh Geothermometer Kation (Conted)

  • 8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal

    54/87

  • 8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal

    55/87

    Geothermometer Uap (Gas)

    Geothermometer gas pertama dikembangkan olehDAmore & Panichi (1980).

    Pada intinya ada 3 tipe geothermometer uap:

    1. Gas-gas equilibria

    2. Mineral-gas equilibria yang melibatkan H2S, H2 danCH4, serta asumsi CO2 nilainya tetap (externally fixed)

    3. Mineral-gas equilibria.

    Dua Geothermometer pertama hanya membutuhkan da-

    ta kelimpahan relatif komponen gas2 dalam fasa gas.

    Geothermometer ketiga memerlukan informasi konsen-

    trasi gas dalam uap.

  • 8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal

    56/87

    Torfajokull, Iceland

    CO2/N2 Gas Geothermometer

  • 8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal

    57/87

    Geothermometer Isotop Fraksionasi isotop unsur2 ringan jumlahnya cukup besar

    dan tergantung pada T.

    Memungkinkan menggunakan distribusi isotop2 stabil

    H, C, dan O di antara komponen2 terlarut dan dalam

    gas sebagai geothermometer.

    Sejumlah geothermometer isotop telah dikembangkan

    dan cukup luas digunakan.

  • 8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal

    58/87

    Contoh Geothermometer Isotop

    12CO2 + 13CH4 13CO2 + 12CH4

    CH3D + H2O HDO + CH4

    HD + H2O H

    2+ HDO

    S16O4 + H218O S16O3

    18O+ H216O

    Geothermometer isotop pertama didasarkan pada nilai

    d

    13C di dalam CO2 dan CH4, yang kedua dan ketiga padanilai

    d

    2H dalam CH4 dan uap dan pada H2 dalam uap.

    Geothermometer keempat menggunakan d18O dalam

    SO4 terlarut dan air cair.

    1.

    2.

    3.

    4.

  • 8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal

    59/87

    Mixing Problems

  • 8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal

    60/87

    Percampuran Air Panas dan Dingin Di Bawah Permukaan

    Percampuran air panas yang bergerak ke atas dan air di-

    ngin di kedalaman dangkal biasa terjadi di lapangan geo-

    termal.

    Pengenalan tentang Air Tercampur

    Percampuran juga terjadi di sistem hidrotermal dalam.

    Efek percampuran pada geotermometer telah didiskusi-

    kan terdahulu.

    Di tempat dimana semua air yang mencapai permukaan

    merupakan air campuran, pengenalan ttg percampuran

    menjadi tidak mudah.

    Pengenalan adanya percampuran menjadi sulit khusus-

    nya jika pencapaian ulang kesetimbangan antara air-ba-

    tuan terjadi setelah mixing.

  • 8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal

    61/87

    Variasi komposisi dan T terukur pada mata2 air secara

    sistematis.

    Beberapa Indikasi Adanya Percampuran

    Variasi dalam isotop oksigen dan hidrogen.

    Variasi dalam perbandingan unsur2 yang relatif kon-servative yang tidak mengendap dari larutan selama

    pergerakan air melalui batuan (y.i. Cl/B ratios).

  • 8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal

    62/87

    SilicaEnthalpy Mixing Model

    Kandungan silika terlarut dalam air tercampur dapat di-

    gunakan untuk menentukan T bagian air panas.

    Silika terlarut diplot vs enthalpy dari air cair.

    Meskipun T merupakan sifat terukur dan enthalpy me-

    rupakan sifat yang diturunkan (dihitung), enthalpy digu-

    nakan sbg koordinat ketimbang T. Ini karena kandungan

    panas kombinasi dari dua jenis air terjaga (tidak berubah)

    ketika air2 tsb tercampur, tetapi T kombinasi tidak.

    Nilai enthalpy diperoleh dari steam tables.

  • 8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal

    63/87

    Diagram enthalpy silika ter-larut yg memperlihatkan

    prosedur perhitungan en-

    thalpy awal (dan kemudian

    T reservoir) dari suatu air

    ber-T tinggi yang telah ber-

    campur dengan air T ren-

    dah (dari Fournier, 1981).

    SilicaEnthalpy Mixing Model

    Silica Enthalpy

  • 8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal

    64/87

    Silica Enthalpy

    Mixing Model

    419 J/g

    (1000C)

    A = non-thermal component(cold water)

    B, D = mixed, warm watersprings

    C = hot water component atreservoir conditions

    (assuming no steamseparation before mixing)

    E = hot water component atreservoir conditions(assuming steam separation

    before mixing)

    BoilingT = 100 CEnthalpy = 419 J/g(corresponds to D in the graph)

    Enthalpy values (at corresponding temperatures)are found from Steam Table in Henley et al.(1984)

    Silica Enthalp Mi ing Model

  • 8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal

    65/87

    SilicaEnthalpy Mixing Model

    419 J/g

    (1000C)

    Fraksi Uap tidak terpisah

    sebelum mixing

    Titik2 sampel diplot.

    Sebuah garis lurus digambar dari titik

    yg mewakili komponen non-termal

    campuran air (y.i. titik dg T dan kadar

    silika terrendah = titik A), melalui titikmata air hangat campuran (titik B dan

    D).

    Perpotongan garis ini dg kurva solubili-

    tas kuarsa (titik C) memberikan nilai

    enthalpy komponen air panas (pada

    kondisi reservoir).

    Dari steam table, T yang berhubungan

    dengan enthalpy ini diperoleh sebagai

    T reservoir dp konponen air panas.

    Silica Enthalpy Mixing Model

  • 8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal

    66/87

    Pemisahan uap terjadi

    sebelum mixing

    SilicaEnthalpy Mixing Model

    419 J/g

    (1000C)

    Enthalpy pada titik didih (1000C) di-

    peroleh dari steam table (yakni 419

    J/g).

    Sebuah garis tegak digambarkan dari

    nilai enthalpy 419 J/g. Dari titik potong grs ini dg garis mix-

    ing (garis AD), digambar garis menda-

    tar DE.

    Perpotongan garis DE dg kurva solubi-

    litas utk maximum steam loss (titik E)memberikan enthalpy komponen air

    panas.

    Dari steam table, dpt ditentukan T

    reservoir komponen air panas.

  • 8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal

    67/87

    SilicaEnthalpy Mixing Model

    Agar model mixing silika memberikan hasil akurat, pen-ting dicatat agar tidak terjadi conductive cooling setelah

    mixing. Jika ini terjadi, maka T terhitung akan lebih tinggi

    (T overestimate). Hal ini karena:

    Titik2 awal sebelum conductive cooling harus terletak dikanan garis AD (y.i. ke arah enthalpy lebih tinggi pd kon-

    sentrasi yg sama, karena conductive cooling hanya akan

    mempengaruhi T, bukan kadar silikanya).

    Dlm hal ini, perpotongan garis mixing dg kurva solubili -tas kuarsa akan memberikan nilai enthalpy lebih rendah

    (y.i. T lebih rendah) dari yang didapatkan pada kasus con-

    ductive cooling.

  • 8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal

    68/87

    Dengan kata lain, T yang diperoleh pada kasus conductive

    cooling akan lebih tinggi dibanding T reservoir sebenarnya(y.i. jika conductive cooling terjadi setelah mixing, T akan

    overestimate).

    Syarat lain untuk model silika-enthalpy adalah bhw tidak

    ada pengendapan silika sebelum atau setelah mixing. Jikaterjadi pengendapan T akan underestimate. Hal ini kare-

    na: titik awal sebelum pengendapan silika mestinya ke

    arah kadar silika yang lebih tinggi (pada harga enthalpy

    yang sama).

  • 8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal

    69/87

    Dalam hal ini, titik perpotongan garis mixing dg kurva so-

    lubilitas kuarsa akan memiliki nilai enthalpy lebih tinggi(T lebih tinggi) daripada yang didapat pada kasus pengen-

    dapan silika.

    Dengan kata lain, T yang diperoleh pada kasus tidak ter-

    jadi pengendapan silika akan lebih tinggi dp yang terjadi

    pada kasus pengendapan silika (y.i. T underestimate da-

    lam kasus pengendapan silika).

  • 8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal

    70/87

    Chloride-Enthalpy Mixing Model

    Diagram enthalpy-chlorideuntuk air dari Yellowstone

    National Park. Lingkaran ke-

    cil mengindikasikan air tipe

    Geyser Hill dan titik kecil

    mengindikasikan air tipeBlack Sand (dari Fournier,

    1981).

  • 8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal

    71/87

    Chloride-Enthalpy Mixing Model

    ESTIMASI TEMPERATUR

    RESERVOIR

    Geyser Hill-type Waters

    A = kadar Cl maksimum

    B = kadar Cl minimum

    C = enthalpy minimum pada

    reservoir

    Black Sand-type Waters

    D = kadar Cl maksimum

    E = kadar Cl minimum

    F = enthalpy minimum padareservoir

    Enthalpy uap pada 100 C =

    2676 J/g (Henley et al., 1984)

  • 8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal

    72/87

    Chloride-Enthalpy Mixing Model

    ORIGIN OF WATERS N = cold water component

    C, F = hot water components

    F lbh encer (dilute) & sedikitlebih dingin dp C

    F tdk dpt diperoleh dari C dgproses mixing antara hot dancold water (titik N) karenasetiap campuran akanterletak pada atau dekat dg

    garis CN.C dan F keduanya mungkinberhubungan dg air denganenthalpy lebih tinggi sepertititik G atau H.

  • 8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal

    73/87

    Chloride-Enthalpy Mixing Model

    ORIGIN OF WATERS

    Air C dpt berhubungan dg airG dengan pendidihan(boiling)

    Air C dpt pula berhubungandg air H

    dg conductive cooling

    Air F dpt berhubungan dg airG atau air H dg mixingdengan air dingin N

  • 8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal

    74/87

  • 8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal

    75/87

    Production GeochemicalProblems

    S li & K i

  • 8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal

    76/87

    Scaling & Korosi

  • 8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal

    77/87

    Sejumlah tugas masa depan Geokimia:

    Banyak masalah kimia belum terpecahkan mungkin ber-asosiasi dengan penambangan fluida panas bumi dari

    reservoir dalam dan panas.

    Fluida superkritik

    Presipitasi, scaling, korosi, dll.

    Mungkin diperlukan metode dan teknik2 baru.

    Metode2 geokimia sangat tergantung pada projek masa

    sekarang melibatkan pengambilan dan penyimpanan

    CO2 di sejumlah tempat.

    Penting penguatan database termodinamik untuk pro-

    gram2 komputer yang menggunakan evaluasi data dan

    pemodelan.

  • 8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal

    78/87

    Metode2 Geokimia akan

    terlibat dalam projek2panas bumi masa depan.

  • 8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal

    79/87

    http://engine.brgm.fr/web-offlines/conference-Mid-

    Term_Conference_-_Potsdam,_Germany/other_contributions/39-slides-

    0-Olafsson.pdf

    http://www.general-

    files.com/download/gs52e41dc5h32i0/jeotermometre.ppt.html

    Pustaka:

    http://engine.brgm.fr/web-offlines/conference-Mid-Term_Conference_-_Potsdam,_Germany/other_contributions/39-slides-0-Olafsson.pdfhttp://engine.brgm.fr/web-offlines/conference-Mid-Term_Conference_-_Potsdam,_Germany/other_contributions/39-slides-0-Olafsson.pdfhttp://engine.brgm.fr/web-offlines/conference-Mid-Term_Conference_-_Potsdam,_Germany/other_contributions/39-slides-0-Olafsson.pdfhttp://engine.brgm.fr/web-offlines/conference-Mid-Term_Conference_-_Potsdam,_Germany/other_contributions/39-slides-0-Olafsson.pdfhttp://engine.brgm.fr/web-offlines/conference-Mid-Term_Conference_-_Potsdam,_Germany/other_contributions/39-slides-0-Olafsson.pdfhttp://engine.brgm.fr/web-offlines/conference-Mid-Term_Conference_-_Potsdam,_Germany/other_contributions/39-slides-0-Olafsson.pdfhttp://engine.brgm.fr/web-offlines/conference-Mid-Term_Conference_-_Potsdam,_Germany/other_contributions/39-slides-0-Olafsson.pdfhttp://engine.brgm.fr/web-offlines/conference-Mid-Term_Conference_-_Potsdam,_Germany/other_contributions/39-slides-0-Olafsson.pdfhttp://engine.brgm.fr/web-offlines/conference-Mid-Term_Conference_-_Potsdam,_Germany/other_contributions/39-slides-0-Olafsson.pdfhttp://engine.brgm.fr/web-offlines/conference-Mid-Term_Conference_-_Potsdam,_Germany/other_contributions/39-slides-0-Olafsson.pdfhttp://engine.brgm.fr/web-offlines/conference-Mid-Term_Conference_-_Potsdam,_Germany/other_contributions/39-slides-0-Olafsson.pdfhttp://engine.brgm.fr/web-offlines/conference-Mid-Term_Conference_-_Potsdam,_Germany/other_contributions/39-slides-0-Olafsson.pdfhttp://engine.brgm.fr/web-offlines/conference-Mid-Term_Conference_-_Potsdam,_Germany/other_contributions/39-slides-0-Olafsson.pdfhttp://engine.brgm.fr/web-offlines/conference-Mid-Term_Conference_-_Potsdam,_Germany/other_contributions/39-slides-0-Olafsson.pdfhttp://engine.brgm.fr/web-offlines/conference-Mid-Term_Conference_-_Potsdam,_Germany/other_contributions/39-slides-0-Olafsson.pdfhttp://engine.brgm.fr/web-offlines/conference-Mid-Term_Conference_-_Potsdam,_Germany/other_contributions/39-slides-0-Olafsson.pdfhttp://engine.brgm.fr/web-offlines/conference-Mid-Term_Conference_-_Potsdam,_Germany/other_contributions/39-slides-0-Olafsson.pdfhttp://engine.brgm.fr/web-offlines/conference-Mid-Term_Conference_-_Potsdam,_Germany/other_contributions/39-slides-0-Olafsson.pdf
  • 8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal

    80/87

    S e l e s a i

  • 8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal

    81/87

    Back-up Slides

  • 8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal

    82/87

    Mixing model digunakan

    untuk estimasi T reservoir

  • 8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal

    83/87

  • 8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal

    84/87

  • 8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal

    85/87

  • 8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal

    86/87

  • 8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal

    87/87

    http://earth.usc.edu/~agturner/Research.html