PENGUKURAN KANDUNGAN GAS DALAM LAPISAN BATUBARA PADA WILAYAH PKP2B DI PROVINSI KALIMANTAN TIMUR DAN KAJIAN POTENSI GAS METHANE (CBG) DI CEKUNGAN BARITO, KALIMANTAN
O Ol e h : Eko Eko Budi Budi Cahyono Cahyono dan dan Eddy Eddy Sumaatmaja Sumaatmaja Kelompok Kelompok Kerja Kerja Energi Energi Fosil Fosil PMG, PMG, 2006 2006
TUPOKSI-DIM : Pemenuhan Data dan Informasi di Pusat Sumber Daya Geologi OTONOMI DAERAH : Pemenuhan Data dan Informasi Sumberdaya Bahan Galian Daerah ALOKASI DANA : Daftar Isian Pelaksanaan Anggaran (DIPA) Badan Geologi, Pusat Sumber Daya Geologi dalam Tahun Anggaran 2OO6 WAKTU PELAKSANAAN : a) Pengukuran Kandungan Gas di Prov. Kalimantan Timur : September – November 2006 b) Kajian Potensi Gas Methane (CBG) di Cekungan Barito, Provinsi Kalimantan Selatan : September – Desember 2006
Maksud : Mengetahui keberadaan kandungan gas (terutama methane) untuk kepentingan eksplorasi tambang (ex. safety-mining) Mengetahui akumulasi gas methane pada lapisan batubara pada daerah yang memiliki prospek pengembangan kandungan gas (CBG) di dalam lapisan batubara secara lateral dan regional di wilayah kerja
Tujuannya : Inventarisasi dan evaluasi sumber daya kandungan gas (methane dll.) di daerah prospek dalam pemenuhannya sebagai Sumber Energi Alternatif Nasional dalam rangka diversifikasi energi
Kebutuhan energi yang terus meningkat Ketergantungan pada minyak dan gas bumi sebagai sumber energi utama Berkurangnya cadangan minyak dan gas bumi nasional Energy conservation Environmental issues
Energi alternatif yang ramah lingkungan
Coal Bed Gas (CBG) adalah gas alam yang terjadi di dalam lapisan batubara atau diproduksi dari suatu lapisan batubara, tidak seperti gas alam konvensional yang terjadi dalam reservoir batupasir yang berada dalam bentuk gas bebas dalam ruang pori diantara butiran pasir Coal Bed Gas (CBG) hadir dalam mikropori batubara dalam bentuk terkondensasi hampir seperti bentuk cair karena serapan fisika dari batubara, terserapnya CBG dalam batubara ini sama seperti terserapnya air dalam silika gel
Gas yang terbentuk oleh aktivitas organisme pada tahap awal pembentukan batubara, dari gambut – lignit hingga subbituminus (Ro <0.5%) Biogenic Gas dihasilkan akibat aktifitas bakteri di dalam CO2, dimana metabolisme Methanogens (Bakteri Anaeorobik) menggunakan H2 dan CO2 untuk mengkonversi Acetate menjadi Methane Mekanisme Hydrologi juga memerangsang pertumbuhan aktifitas bakteri di dalam air tanah, melewati permukaan batubara dan “ clinker “ (dalam jumlah yang banyak). Kemudian unsur Oksigen dalam air mendukung proses aerobik bakteri. Ketika oksigen, nitrat, oksida dan sulfat dalam airtanah terkonsumsi, maka proses anaerobik bakteri mulai tumbuh
Terjadi pada saat terjadinya proses pembatubaraan yang lebih tinggi yaitu pada rank subbituminus A – high volatile bituminous keatas (Ro > 0.6%). Proses bituminisasi akan menghasilkan batubara yang lebih kaya akan karbon dengan membebaskan sejumlah zat terbang utama yaitu CH4, CO2 dan air. Gas-gas ini terbentuk secara cepat sejak rank batubara mencapai high volatile bituminus hingga mencapai puncaknya di low volatile bituminus (Ro = 1.6%).
CLEATS
Energi Fosil
LAPISAN BATUBARA PADA WILAYAH PKP2B DI PROVINSI KALIMANTAN TIMUR
LOKASI PENYELIDIKAN METODA PENGOLAHAN DATA ALAT YANG DIGUNAKAN GEOLOGI DAN STRATIGRAFI ALAT PENGUKURAN GAS LAPANGAN HASIL PENGUKURAN KESIMPULAN
Tabung Tabung Canister Canister
Pressure Pressure Meter Meter
Digital Digital Thermometer Thermometer
Weight Weight Measure Measure
Measured Measured Glass Glass
Alti Alti –– Baro Baro -- Thermo Thermo METER METER
Peta Geologi ; Lembar Samarinda yang disusun oleh Supriatna dkk. (1995) P3G Bandung. Fisiografi ; 60% merupakan perbukitan bergelombang, 40% berupa dataran rendah. • Kerangka Tektonik Geologi; bagian dari Cekungan Kutai pada jaman Eosen – Oligosen Bawah, pada akhir Oligosen, terjadi orogenesa yang menyebabkan wilayah Paparan Sunda mengalami pengangkatan hingga timbul Tinggian Kucing dan Swaner, sedimentasi endapan delta pada bagian selatan berlangsung terus menerus dari Miosen Bawah sampai Plio-Plistosen. Batuan sedimen endapan delta yang tertua adalah Formasi Pemaluan, kemudian diikuti oleh Formasi Pulaubalang, Balikpapan dan Formasi Kampungbaru. Struktur Lokal secara umum sangat sederhana, berupa perlipatan siklin dan antiklin dengan sumbu lipatan yang berarah hampir timurlaut-baratdaya, setempat dijumpai sesar geser. Secara global, tektonik mengakibatkan ketidakselarasan dan pengaktifan kembali struktur geologi yang sudah ada.
Fm. Balikpapan
Fm. Pulubalang
Fm. Bebuluh
Fm. Pamaluan
Tabung Canister
Pengambilan Core dan Sealing
Stock Canister
Pemboran dalam batubara
Gas Recording
Tinjauan di daerah tambang
Total Gas = Q1 + Q2 + Q3
Lost Lost Gas (Q1) ; kandungan kandungan gas gas yang yang hilang hilang pada pada saat saat pengambilan pengambilan sampel sampel di di dalam dalam core core (coring) (coring) Measured Measured Gas (Q2) ;; pengukuran pengukuran kandungan kandungan gas gas di di lapangan lapangan secara secara langsung langsung selama selama waktu waktu tertentu tertentu Residual Residual Gas Gas (Q3); (Q3); kandungan kandungan gas gas sisa sisa yang yang diukur diukur di di laboratorium laboratorium dari dari sampel sampel setelah setelah pengukuran pengukuran Q2 Q2
Interpretasi Lost Gas pada sampel B-01-ID1
Interpretasi Lost Gas pada sampel B-01-ID2
Interpretasi Lost Gas pada sampel B-01-ID3 Interpretasi Lost Gas pada sampel B-01-ID4
Interpretasi Lost Gas pada sampel B-01-ID5
Interpretasi Lost Gas pada sampel B-01-ID6
Energi Fosil
Interpretasi Lost Gas pada sampel B-02-ID1
Interpretasi Lost Gas pada sampel B-02-ID2
Interpretasi Lost Gas pada sampel B-02-ID3
Energi Fosil
NO
HOLE NUMBER CORERUN
DEPTH(m)
CANISTER
*)
Q1
Q2
Q3
Total (cc)
DATE CORED
START CORING
OFF BOTTOM
AT SURFACE
SEAM NAME
FROM
TO
NUMBER FROM(m)
TO(m)
(cc)
(cc)
(cc)
1
B01
32
27-Sep-06
12:00
12:15
12:30
C-4
96
99
B-01-ID1
96.05
96.45
108.76
100
15
115
2
B01
41
29-Sep-06
12:25
12:45
13:00
D-2
123
126
B-01-ID2
123.3
125.6
56.76
30
6
36
3
B01
49
30-Sep-06
12:25
12:40
12:55
E
147
150
B-01-ID3
147.4
147.8
72.77
63
12.6
75.6
4
B01
57
4-Oct-06
10:00
10:15
10:30
Sub-E
171
174
B-01-ID4
173.1
173.47
53.97
79
15.8
94.8
5
B01
58
6-Oct-06
7:30
7:45
8:00
Sub-E
174
177
B-01-ID5
175.4
175.82
39.47
22
4.4
26.4
6
B01
88
9-Oct-06
18:05
18:20
18:35
Sub-E
264
267
B-01-ID6
265.35
165.83
20.25
12
2.4
14.4
1
B02
38
6-Nov-06
12:00
12:15
12:45
Sub-E
114
117
B-02-ID1
116.25
116.65
77.25
73
14.6
87.6
2
B02
86
6-Nov-06
13:30
13:45
14:00
Sub-E
256
260
B-02-ID2
259.7
260.1
25.41
28
5.6
33.6
3
B02
45
6-Nov-06
14:00
14:15
14:45
Sub-E
135
138
B-02-ID3
137.48
137.88
33.45
46
9.2
55.2
NO
HOLE NUMBER
1
B01
B-01-ID1
115
627
2
B01
B-01-ID2
36
1025
3
B01
B-01-ID3
75.6
798
4
B01
B-01-ID4
94.8
768
5
B01
B-01-ID5
26.4
750
6
B01
B-01-ID6
14.4
1000
Sampel
Total
Berat
ID
(cc)
(gr)
1
B02
B-02-ID1
87.6
980
2
B02
B-02-ID2
33.6
970
B-02-ID3
55.2
990
3
B02
*) asumsi 15%dari Q2 Kandungan Gas per sampel (cm3 / gr)
0.18341 0.03512 0.09474 0.12344 0.03520 0.01440 0.08939 0.03464 0.05576
Keterangan : Q1 = Estimasi Lost Gas Q2 = Measured Gas Q3 = Residual Gas
- avg. specivic gravity coal= 1.34 ton/m3 - diameter core-sampling = 0.0476 meter (NQ Series)
Kandung dan gas pada titik bor BH-01 (Q2) terbesar didapatkan dari sampel ID B-01-ID1 pada seam C di kedalaman 96.05 - 96.45 m sebesar 100 cc Kandungan gas titik bor Bor BH-02 (Q2) terbesar di dapatkan dari sampel ID B-02-ID1 pada kedalaman 116.25 – 116.65 meter sebesar 73 cc Akumulasi gas terbanyak berada pada seam yang lebih tebal, yaitu seam yang berada di kedalaman sekitar 60 – 100 mtr. Dimana pada posisi kedalaman ini formasi batubara yang ada cukup baik dan berkembang, baik dari ketebalan maupun ranknya (fakta) didapatkan pada kedalaman kisaran 100 – 300 mtr didapatkan kandungan gas yang secara gradasi menurun, hal ini disebabkan oleh karena ketebalan seam yang berada di bawah relatif tipis
Energi Fosil
DI CEKUNGAN BARITO, KALIMANTAN SELATAN
DASAR KAJIAN CEKUNGAN DI INDONESIA ISOTERM DARI BEBERAPA DAERAH DI INDONESIA LOKASI KAJIAN PERHITUNGAN SUMBER DAYA BATUBARA DASAR PERHITUNGAN KANDUNGAN, GAS IN PLACE DAN ASUMSI PERHITUNGAN HASIL PERHITUNGAN KANDUNGAN GAS STUDI KASUS KANDUNGAN GAS
a)
Lokasi kajian disesuaikan dengan hasil Kajian Zonasi Tambang Dalam Provinsi Kalimantan Selatan (S. S. Rita, tahun 2005); hanya lokasinya dipilih dan perhitungan sumberdaya batubara dihitung kembali dengan menggunakan perhitungan sampai kedalaman 300 – 1.000 meter
b)
Formasi pembawa batubara adalah Formasi Tanjung dan Warukin (CSIRO) Batubara sub-bituminus / Formasi Warukin (Ro 0.4 – 0.55%) Kapasitas serapan gasnya adalah 4.20 – 6.68 m3/ton Batubara high volatile bituminus / Formasi Tanjung (Ro 0.6 – 1%) Kapasitas serapan gasnya adalah 5.5 – 13.79 m3/ton
c)
Karena conto hasil uji petik belum dianalisa, kandungan gasnya berdarkan asumsi yaitu : Formasi Warukin, kapasitas serapan gasnya adalah 4,5 m3/ton Formasi Tanjung, kapasitas serapan gasnya adalah 10,0 m3/ton
Peta Cekungan di Indonesia
Sumberdaya Kandungan Gas Methane Methane (CBG (CBG RESOURCES) RESOURCES) di di Indonesia Indonesia
BASIN South Sumatra Barito Kutai Central Sumatra All Basins
PROSPECTIVE AREAS ( ml2 ) 7,350 6,330 6,100 5,150 30,248
CBM RESOURCES ( Tcf ) 183 102 80 53 453 (Stevens, 2004)
Hasil Hasil Pengukuran Pengukuran Sorption Sorption Isoterm Isoterm Gas Gas Metana Metana dan dan parameter parameter lain lain dari dari beberapa beberapa contoh contoh Batubara Batubara Indonesia Indonesia Proximate DAERAH
TANJUNG
OMBILIN
KALIMANTAN TIMUR
No
No. Sample
GAS CONTENT
DENSITY
Rv max
M
VM
FC
ASH
%
%
%
%
M3/TON
f3/ton
gr/cm3
%
1
TA
16.08
43.24
31.5
8.73
4.42
156.1
1.47
0.43
2
TB
18.49
40.55
31.73
9.24
4.2
148.3
1.46
0.41
3
TC
17.59
38.85
38.11
5.45
4.54
160.3
1.43
0.43
4
TK
15.45
39.92
42.7
1.93
6.3
222.5
1.33
0.45
5
TSB
14.97
38.35
44.3
2.38
6.68
235.9
1.34
0.46
6
TBT
3.8
37.2
55.5
3.5
13.79
487
1.3
0.69
7
OA
9.33
36.66
53.39
0.62
8.05
284.3
1.3
0.65
8
OB
6.42
35.29
52.1
6.19
8.25
291.4
1.35
0.68
9
OC
6.44
37.93
53.07
2.56
9.94
351
1.3
0.7
10
KW
9.8
42
47.2
1
7.17
253.2
1.33
0.61
11
SP4
13.2
41.4
43.4
2
9.34
329.8
1.31
0.64
12
SMS1
6.8
42
50.2
1
11.68
412.5
1.3
0.6
13
HPR
3.9
43.8
51.3
1
11.82
417.4
1.3
0.68
14
TM
13.6
37.6
38.7
10.1
5.5
194.2
1.42
0.62
15
NM
8.8
40.3
49.9
1
5.58
197.1
1.37
0.62
16
KD
8.01
282.9
1.32
0.6
Sumber Data : Internal dan Kompilasi Database, Neraca Sumber Daya dan Sampel Isoterm PMG
Pembagian wilayah kerja dibagi kedalam 4 Blok 1.Blok Tempirak 2.Blok Rantau 3.Blok Satui Kintap 4.Blok Sebamban
Uji Petik Wilayah 1.PT. Antang Gunung Meratus, KUD, Karya Lestari dan KUD Penerus Baru 2.Di daerah Marabahan (semburan Gas)
Hasil Perhitungan Perhitungan Sumberdaya Sumberdaya batubara batubara di di wilayah wilayah potensi potensi Gas Gas Methan Methan di di Cekungan Cekungan Barito Barito
No 1 2 3 4
Nama Blok
Jml Lapisan
Tempirak (Formasi Tanjung) Rantau (Formasi Warukin) Satui-Kintap (Formasi Tanjung Blok A (Formasi Tanjung Sebamban Pluran 1 Blok B (Formasi Tanjung) Sebamban Pluran 2 Sebamban (Formasi Warukin)
2 2 3 1 1 6
11 22 33 44
Tebal Sumberdaya Hipotetik (100Rata2 Dip Rata2 Kualitas Lap. Batubara cal/gr 300m) (ton) Lapisan 2 27 5979-7753 147.335.635 5 35 4700-5500 557.209.380 2 20 6600-7200 425.030.892 2 25 6600-7013 65.463.138 2 25 6600-7013 41.766.192 5 20 4500-5500 76.235.293
Total Sumber Daya = 1.313.040.530 ton Equivalent = 1.300 jt ton BATUBARA Sekunder Data : Blok 1 : Internal Blok 2 : Internal dan (PT. Mantimin ; PT. Antang Gunung Meratus) Blok 3 : Internal dan (PT. Arutmin ; PT. Wahana Baratama) Blok 3 : Internal dan (PT. Borneo Indobara ; PT. Arutmin ; Ekasatya Yanatama)
•
Karena Kajian Kandungan Gas Methane tidak melakukan pemboran hanya pengambilan conto dari singkapan yaitu di wilayah PT. Antang Gunung Meratus dan PT. Hasnur Grup; maka untuk mengetahui kandungan gas dalam batubara dilakukan dengan mengambil sampel permukaan dan dianalisa berdasarkan Sorption Isoterm Sorption Isoterm : • Kandungan gas yang terserap sebagai fungsi dari tekanan gas bebasnya pada temperatur konstan. mewakili kapasitas serapan atau jumlah maksimum gas yang dapat diikat oleh batubara. • Contoh batubara dalam bentuk bubuk halus / gerusan diukur sorption isoterm nya. Sebagian contoh yang sama di analisa secara proximate untuk mengetahui kandungan moisture, abu dan volatile matter nya.
•
Karena gas hanya terserap oleh fraksi organik batubara maka hasil pengukuran sorption isoterm merupakan serapan gas dari batubara murni artinya tidak termasuk kandungan pengotor yang biasanya ada dalam batubara di alam, misalnya lempung dan berbagai jenis mineral matter lainnya.
Koreksi nilai nilai kandungan mineral matter dalam batubara
yc = 1 - ym dimana ( ym = 1.08 x + 0.55 x sulfur )
Sedangkan kandungan gas (V) dihitung :
V = yc x V’ atau V = (1-ym) x V’ dimana ( V’ = kandungan gas bebas mineral matter, dari pengukuran sorption isoterm )
Penghitungan Perkiraan Jumlah Gas Insitu (Gas In Place) dari lapisan batubara
G = ρb x h x V x A G
ρb h V
A
; dimana
= Kandungan Gas In Place (SCF-standart cubic feet atau m3) = bulk density dari batubara (gr/cm3) = tebal batubara (feet atau m) = (1-ym-M) x V’ = kandungan gas batubara per satuan berat – didapat dari pengukuran sorption isoterm setelah dikoreksi dengan kandungan abu (ym) dan moisturenya (M) – dalam scf/ton atau m3/ton = Luas area yang potensial mengandung CBG (m2)
Karena conto hasil uji petik belum dianalisa, dianalisa kandungan gasnya berdasarkan asumsi yaitu : Formasi Warukin, sub-bituminous (Ro 0.4 – 0.55%) kapasitas serapan gasnya adalah 4,5 m3/ton Formasi Tanjung, high volatile bituminus (Ro 0.6 – 1%) kapasitas serapan gasnya adalah 10,0 m3/ton
Hasil Perhitungan Kandungan Gas di wilayah potensi Gas Methan di Cekungan Barito
No 1 2 3 4
Nama Blok
Kualitas Lap. Batubara cal/gr
Tebal Rata2 Lapisan
5979-7753 4700-5500 6600-7200 6600-7013 6600-7013 4500-5500
2 5 2 2 2 5
Tempirak (Formasi Tanjung) Rantau (Formasi Warukin) Satui-Kintap (Formasi Tanjung Blok A (Formasi Tanjung Sebamban Pluran 1 Blok B (Formasi Tanjung) Sebamban Pluran 2 Sebamban (Formasi Warukin)
11
Sumberdaya Hipotetik (100-300m) (ton) 147.335.635 557.209.380 425.030.892 65.463.138 41.766.192 76.235.293
Total Kandungan Gas = 1.186.066.722 m3 Equivalent = 1.200 jt m3 GAS
22 33 44
Sumber Data : Analisa Kajian dan Asumsi Sekunder Lateral
3
Kandungan Gas (m ) 109,584,142 544,227,970 368,106,505 56,695,660 36,172,446 71,279,999
HASIL UJI PETIK DAN PENGAMBILAN CONTO DI LOKASI SEMBURAN GAS DI DESA KOLAM KANAN, KECAMATAN BARAMBAI KABUPATEN BARITO KUALA, KALIMANTAN SELATAN
KRONOLOGIS KEJADIAN • • • •
•
•
•
Lokasi semburan terletak di halaman warga transmigran Merupakan bekas lubang sumur bor air, yang dibuat secara manual (sumur pantek) Kedalaman sumur lk. 138 m (23 pipa @ 6m) Juru bor mencapai lapisan pasir yang diduga sebuah lapisan aquifer pada kedalaman 135 m dan melakukan flushing sebelum terjadi semburan gas dan lumpur hingga ketinggian dua kali pohon kelapa di dekat lubang. Diameter lubang sama dengan casing yang telah terpasang yaitu 1,5 inchi (sekitar 3,75 cm) Lubang kepundan mempuyai diameter sekitar 3 m. Lingkaran luar sekitar 5 m. Lumpur masih bergolak dengan sangat aktif di dalam kepundan, tinggi pancaran kadang kadang hingga 1,5 m, tetapi tidak menunjukkan penambahan yang berarti Diatas lubang kepundan terlihat bayang bayang uap seperti uap bensin, tetapi tidak terlihat dan tidak berbau keras. Kadang kadang hanya berbau uap seperti gas dalam tambang batubara Gas tidak beracun, karena tidak berakibat apa apa saat tim berada`sekitar 1m dari lubang kepundan. Hasil analisa gas sekitar lubang (sampel diambil 10m dari lubang kepundan) masih dibawah batas ambang membahayakan makhluk hidup (BAPELKES)
Hasil pengukurannya dapat dilihat berikut ini : • • • • •
NO SO CO H2S NH3
= 12,169 mg/m3 = 28,3370 mg/m3 = 568,194 mg/m3 = 0,006 ppm = 0,266 ppm
(bts.ambang ; 400 mg/m3 1 jam) (bts.ambang ; 365 mg/m3 24 jam) (bts.ambang ; 10.000 mg/m3 24 jam) (bts.ambang ; 0,02 ppm) (bts.ambang ; 2,00 ppm) *) sumber BAPELKES
• Tumbuhan sekitar masih tidak layu atau mati. Hanya pohon kelapa terdekat yang agak layu karena tertiup lumpur saat semburan pertama terjadi. Getaran masih terasa radius 5-10 meter dari lubang. • Saat ini lokasi sudah di beri pelindung tanggul pasir (50 m x 100 m) dan saluran penyalur untuk mengantisipasi luapan lumpur.
Kondisi fisik lainya adalah sebagai berikut : Suhu Material Lumpur Ambient : Humidity Suhu Barometer Altitude
: 27 oC (radius 5 meter) : 29.8 oC (radius 20 meter) : 64% : 35.7 – 36.5 oC : 29.69 inHg : 26 meter (GPS ref)
Energi Fosil
PENGAMBILAN SAMPEL GAS
Gas diperangkap dengan kantong plastik diambil sedekat mungkin dengan lubang kepundan Kemudian gas dimasukkan dalam 2 buah canister kedap udara yang telah disediakan Contoh lumpur juga diambil dari sekitar kepundan. Pengambilan contoh dilakukan pada jam 13.00 tanggal 25 November 2006 Contoh gas dan lumpur dikirim ke laboratorium untuk pemeriksaan komposisi gas Lumpur akan dianalisa kandungan organik, jenis partikulate, dan kandungan senyawa cairnya untuk memastikan bahwa gas berasal dari formasi bukan dari poket gas disekitar lobang
Hasil Pemeriksaan Kandungan Gas Hasil analisa gas methane oleh Tim PT. Arutmin pada tanggal 26 November 2006 menunjukan komposisi gas di udara sbb: CH4 : 26,6 % CO : 9 ppm O2 : 19,1 % H2S : 0
Hasil analisa gas berdasarkan laboratorium :
CH4 CO2 N2
ID-01
ID-02
Satuan
11,03 0,75 88,2
22,20 0,45 77,35
% % %
Sumber Data : Analisa GC Laboratorium (Kerjasama PMG dan Lemigas)
Gas Composition Analisis (GC Analysis)
Pusat Semburan Gas - Barambai
Central Point Sumur Gas Barambai
Persiapan Penangkapan Semburan Gas
©® ©® TIM TIM BITUMEN BITUMEN (CBG) (CBG) KALIMANTAN KALIMANTAN TIMUR TIMUR & & KALIMANTAN KALIMANTAN SELATAN, SELATAN, 2006™ 2006™ Energi Fosil
