Gas Alam

Dalam setiap pembicraan energi di dunia saat ini, gas sering menjadi primadona karena issue semakin menipisnya cadangan minyak dunia. Tidak kalah serunya juga membicarakan energi di dalam negeri NKRI tercinta ini.
Sumberdaya Gas Alam, dalam hal ini gas yang dapat dibakar (Combustible gas) adalah gas hidrokarbon. Ya, seperti halnya minyakbumi, gas juga berupa hidrokarbon, merupakan rangkaian hidrogen (H) dan karbon (C). Gas memiliki rangkaian C pendek sedangkan minyak memiliki rangkaian dengan C lebih dari 5. Karena gas ini juga hidrokarbon, maka terdapatnya minyak dan gas alam ini dapat dijelaskan menjadi satu. Itulah sebabnya minyak dan gas ditangani oleh satu badan tersendiri dirjen MIGAS. Namun, apakah semua harus ditangani dengan cara yang sama, atau berbeda ? Okelah, kita mulai dari bagaimana terbentuknya gas ini dan kemudian bagaimana terdpaatnya gas ini. Nah selanjutnya dengan mengetahui karakterstik gas ini kita bisa melihat bagaimana semestinya menangani atau menggunakan gas-gas alam ini.

Terbentuknya gas alam

Minyak dan gas alam yang dihasilkan dari sisa-sisa organisme yang diendapkan dalam batuan sedimen berbutir halus bersama dengan butir mineral batu-batu. Sebagai sumber batuan ini dimakamkan oleh sedimen diatasnya, yang bahan organik diubah menjadi minyak dan gas bumi, pertama melalui proses bakteri dan kemudian oleh suhu tinggi yang terkait dengan penguburan untuk beberapa ribu meter. Minyak dan gas bumi kemudian keluar dari batuan induk ke batuan reservoir yang berdekatan berpori. Karena minyak dan gas kurang padat daripada air yang jenuh pada pori-pori batuan reservoir, mereka bergerak ke atas melalui sistem pori sampai mereka hadapi batuan kedap air. Pada titik ini, minyak dan gas mengumpulkan dan lapangan minyak atau gas dibentuk. Gas alam ini dapat terbentuk secara biogenik dan thermogenik. Gas biogenik mirip dengan BIOGAS yg dibuat oleh manusia, sedangkan alam membuat gas bio ini di rawa-rawa, sehingga sering disebut juga gas rawa. Sedangkan gas yang terbentuk akibat tekanan dan panasbumi disebut gas thermogenik. Gas thermogenik ini terbentuknya mirip dengan minyak bumi yang pernah dituliskan disini Proses pembentukan minyak bumi

BIOGENIC GAS

Pada tempat yang sangat dangkal gas dapat terbentuk karena proses biologi, aktifitas bakteri. Tentunya anda mengenal BIOGAS bukan ?

Proses awal pembentukan gas biogenic ini sering terjadi di rawa, namun juga terbentuk secara massal sehingga membentuk konsentrasi biogas alam yang cukup besar. Gas ini dapat ditambang seperti mengambil gas alam biasa. Namun komponen utamanya methana. Sering disebut Gas Metan.Intinya, gas biogenik ini merupakan hasil metabolisme dari bakteri. Sehingga tidak akan terbentuk pada suhu tinggi.

Pada gas yang terbentuk secara thermogenik, gas ini terbentuk bersamaan dengan terbentuknya minyak. Semakin dalam batuan yang banyak mengandung senyawa organik ini menghasilkan minyak, dan apabila suhunya semakin tinggi akhirnya terbentuk gas.Lihat grafik diatas, oil peak (puncak keluarnya minyak) berada diatas gas peak (puncak dihasilkannya gas), Dengan demikian gas seringkali terbentuk dan terdapat pada tempat yang sangat dalam dan tekanan tinggi.Apakah semua gas itu sama cara mencari dan memproduksikannya ? Sebelum menjawab pertanyaan sederhana diatas, kita lihat dulu seperti apa keterdapatan sumberdaya gas alam ini.

Jenis-jenis terdapatnya gas alam

Gambar dibawah ini merupakan sketsa ringkas bagaimana gas-gas itu berada.

Macam ragam terdapatnya gas alam

Gas Konvensional

Keterdapatan gas alam yang selama ini sudah dikenal secara konvensional sering berasosiasi dengan minyak bumi. Gas ini akan berada pada batuan berpori. Gas ini akan mengisi pori-pori batupasir. Sama seperti terdapatnya minyak bumi yang berada pada sela-sela butiran (pori-pori) batuuan reservoir yang berupa batupasir ataupun batugamping.

Karena terbentuknya pada suhu tinggi, maka gas konvensional ini berada ditempat yang sangat dalam dan tentusaja memiliki tekanan tinggi. Masih ingat kan, kalau kita menyelam lebih dalam maka kita juga akan semakin mengalami tekanan. Demikian juga dengan pembentukan gas thermogenik ini.

Karena gas ini terkumpul pada batuan berpori, maka lebih mudah mengeluarkan gas ini. Sehingga walaupun sering dijumpai bersama-sama dengan minyak bumi, gas konvensional lebih mudah diproduksi.

Gas Serpih (Shale Gas)

Pada batuan yang banyak mengandung material organik penghasil minyak dan gas ini pada kedalaman yang sangat tinggi menghasilkan gas. Namun kadangkala karena tekanan sekitar batuan ini cukup besar (karena sangat dalam), gas yang berada dalam serpih ini tidak mampu keluar dari sarangnya. Gas ini terjebak dalam serpih, tentusaja serpih tidak memiliki pori-pori sebesar batupasir. Bahkan gas-gas ini terjebak dalam retakan-retakan yang berada pada serpih-serpih ini.

Namun karena dalam serpih ini juga seringkali tidak ada airnya, maka gas yang terjebak ini dapat keluar apabila dilubangi. Ya dilubangi dengan membuat sumur khusus. Sumur ini terutama sumur yang memotong batuan ini. Semakin panjang sumur ini memotong batuan serpih, semakin banyak kemungkinan gas akan dapat keluar dari sela-sela serpih, maupun dari sela-sela retakannya.

Karena sering terdapat pada posisi yang sangat dalam gas ini memiliki tekanan tinggi. Tentusaja semakin dalam suhunya semakin tinggi. Itulah sebabnya gas serpih ini tergolong gas non-konvensional. Memerlukan teknik dan teknologi khusus dalam memproduksikannya.

Tight Sand Gas (Gas pada pasir berporositas rendah)

Gas serta minyak mengalir ke atas melalui batuan yang memiliki kemampuan mengalirkan sangat baik, salah satunya batupasir. Ada kalanya batupasir ini sudah terkubur pada kedalaman yang sangat dalam, sehingga tertekan oleh beban batuan diatasnya yang menyebabkan pori-porinya sangat kecil. Karena porositasnya rendah, gas yang melewatinya tidak mampu teralirkan lagi. Seolah-olah gas itu terjebak dalam batupasir ini.

Mirip seperti pada gas serpih diatas, Tight Gas sand ini  terdapat pada kedalaman yang menyebabkan tekanan serta suhu tinggi. Sehingga untuk memproduksikannya tidak dapat secara konvesional. Perlu teknik dan tenologi khusus.

Gas pada batupasir yang berporositas rendah ini termasuk gas non-konvensional.

Gambar dibawah ini merupakan sketsa ringkas bagaimana gas-gas itu berada.

Coal Bed Methane (CBM)

CBM saat ini sedang menjadi salah satu tumpuan harapan sebagai sumberdaya energi non konvensional. Di Idnonesia juga sudah mulai di eksplorasi dan diharapkan akan berproduksi dalam beberapa tahun kedepan.

Pematangan Batubara dan pembentukan gas metan (CBM)

Batubara adalah batuan yang kaya karbon berasal dari bahan tumbuhan (gambut) yang terakumulasi di rawa-rawa dan kemudian terkubur bersamaan dengan terjadinya proses-proses geologi yang terjadi. Dengan meningkatnya kedalaman penguburan, bahan tanaman mengalami pembatubaraan dengan kompaksi / pemampatan, melepaskan zat fluida (air, karbon dioksida, hidrokarbon ringan, termasuk metana) karena mulai berubah menjadi batubara. Dengan pembatubaraan dengan pendekatan yang sedang berlangsung, batubara menjadi semakin diperkaya dengan karbon dan terus mengusir zat terbang. Pembentukan metana dan hidrokarbon lain adalah hasil dari pematangan termal pada bara, dan mulai di sekitar “sub-bituminous A” untuk tahap tinggi mengandung bitumen “” peringkat C, dengan jumlah metan yang dihasilkan meningkat secara signifikan.

Batubara dangkal memiliki peringkat rendah dan mungkin belum menghasilkan metana dalam jumlah besar. Lebih dalam bara ini terkubur, maka akan mengalami tingkat pematangan yang lebih besar. Sehingga pembatubaraan tinggi akan menghasilkan kuantitas lebih banyak metan daripada batubara dangkal.

Beberapa metana dalam batubara mungkin telah dihasilkan oleh aktifitas bakteri metanogen. Gas biogenik dapat diproduksi di setiap saat sepanjang proses pembatubaraan dengan pendekatan jika hadir kondisi yang tepat.

Mengeluarkan gas metan pada batubara.

Gas metan tersimpan dalam batubara sebagai komponen gas yang teradsorpsi pada atau di dalam matriks batubara dan gas bebas dalam struktur micropore ataucleat lapisan batubara. Gas ini berada di tempat tempat yg menjebaknya terutama karena adanya tekanan reservoir. Apabila kita dapat mengurangi tekanan reservoir ini, maka memungkinkan gas yang terperangkap akan dapat keluar darimicropore pada batubara ini.

Untuk mengeluarkan gas metan ini tentusaja harus mengurangi tekanan dengan mengalirkan seluruh fluida yang ada terutama air. Ya, air akan sangat banyak terdapat dalam sela-sela lapisan (cleat) juga micropore (porositas mikro) pada batubara ini.

Pada proses penambangan batubara, sering juga dijumapi air ini. Seringkali air membanjiri pada lubang-lubang pertambangan batubara. Dan tentusaja diikuti oleh keluarnya gas-gas metan. Itulah sebabnya seringkali terdengar adanya ledakan tambang yang merupakan akibat terbakarnya gas metan yang terakumulasi dilubang tambang.

Untuk mengurangi resiko ledakan terowongan tambang serta memanfaatkan gas metan yang keluar inilah maka ide CBM muncul sebagai solusi untuk dua hal yang saling berhubungan.

Dalam proses pengeluaran air inilah gas akan secara bersama-sama ikut terproduksi. Jumlah air yang terproduksi semakin lama semakin berkurang sedangkan jumlah gas yang ikut terproduksi bertambah. Proses ini disebut “dewatering“. Proses dewatering ini memakan waktu yang cukup lama bahkan hingga 3 tahun. Ya selama 3 tahun inilah masa-masa menunggu yang sangat melelahkan sekaligus masa deg-degan karena menunggu sebesarapabesar kapasitas produksi sumur ini.

Berbeda dengan proses produksi minyak dan gas konvensional dimana tekanan gas cukup besar sehingga gas akan keluar dahulu yang kemudian akan diikuti oleh air.

Dibawah ini perbandingan komposisi air dan gas pada proses pengurasan air hingga proses memproduksi gas.

Tahap produksi CBM

Tentusaja pada saat awal sumur ini dipompa hanya air yang diproduksi. Setelah tekanan pori-porinya berkurang maka akan keluarlah gasnya. Proses awal inilah yang memerlukan kesabaran, karena dapat memakan waktu hingga 3 tahun, bahkan mungkin 5 tahun masih akan memproduksi air.

Walaupun memakan waktu cukup lama, saat ketika memproduksi air ini akan tetap terproduksi gas metana walau dalam jumlah yang sangat kecil. Juga gas ini tentusaja memiliki tekanan yang sangat rendah. Bahkan sering diperlukan kompressor untuk mempompakan gas ke penampungan.

Perbedaan CBM dengan gas konvensional.

Gas konvensional memiliki tekanan cukup tinggi sehingga produksi awalnya sangat besar dengan sedikit atau bahkan tanpa air yang ikut terproduksi. Dengan tekanan yang seringkali sangat tinggi ini menjadikan gas ini dapat ditransfer melalui pipa tanpa perlu pompa. Gas konvensional berisi metana C1H4 dan komponen-komponen gas hidrokarbon lainnya, bahkan dapat juga mengandung gas butana atau bahkan pentana yang sering kali menghasilkan kondensat.

Gas CBM seringkali berada pada lapisan batubara yang dangkal, sehingga memiliki tekanan yang sangat rendah. Pada masa produksi awal justru hampir 100% air. Dengan tekanan rendah ini maka apabila akan mengalirkan gas ini memerlukan kompressor untuk mendorong ke penampungan gas. Isinya diatas 95% hanya metana. Gas lainnya sangat sedikit. Sehingga sering disebut drygas atau gas kering.

Struktur pembiayaan dan pengembangan CBM

Karena karakteristiknya yang jauh berbeda dengan gas konvensional ini maka metode pengembangan dan pembiayaannya juga berbeda. Jumlah sumur yang diperlukan akan meningkat terus dan dapat berjumlah ratusan bahkan ribuan sumur untuk memperoleh gas yang cukup signifikan diproduksikan. Hal ini mempengaruhi struktur pembiayaannya seperti dibawah ini.

Pembiayaan CBM (by GCA)

Selain struktur pembiayaan dan metode pengembangan yang berbeda. CBM juga memiliki perbedaan dalam ketidak pastiannya. Tentusaja setiap kegiatan eksplorasi selalu ada ketidak pastian. Namun ketidak pastian dalam pencarian (eksplorasi) dan pengembangan (eksploitasi) CBM ini tidak sama dengan gas konvensional.

Ketidakpastian CBM dan gas konvensional.

Ketidakpastian volume CBM yang dapat diproduksikan sangat besar diawal. Hal ini disebabkan CBM belom lama dikembangkan dibanding gas konvensional. Belom banyaknya perkembangan teknologi dan teori tentang CBM ini menjadikan ketidakpastian yang sangat lebar. Namun selaras dengan pengalaman, maka semakin berpengalaman dan semakin lama diproduksikan CBM-pun akan semakin lebih mudah “ditebak” (predictable).

Dampak lingkungan akibat penambangan CBM (Gas metan batubara)

Setiap kegiatan pemanfaatan bumi, bahkan hanya untuk rumah tinggal selalu memiliki dampak. Untuk memanfaatkan CBMpun juga tidak lepas dari dampak itu. Yang paling sering menjadi tantangan pemeliharaan lingkungan antara lain banyaknya air yg terproduksi, serta bagaimana dengan metana ini.

Batubara terbentuk didaerah rawa yang berupa air tawar. Demikian juga air yang terperangkap ini juga berupa air tawar yang tentusaja akan bercampur dengan garam-garaman. Dengan demikian diperkirakan air yang terproduksi berupa air yang memiliki salinitas rendah dibanding air laut.

Beberapa metode digunakan untuk membuang air sumur; yang paling umum adalah untuk mengembalikan dengan menginjeksikan air ke dalam formasi batuan bawah permukaan. Pendekatan lain adalah untuk membangun kolam penampungan, atau infiltrasi, kolam. Di daerah dingin, air ini tentusaja akan beku di musim dingin dan garam akan dipisahkan, sehingga air kemudian dapat dibuang. Sebagian besar air tawar diekstrak dapat digunakan untuk irigasi tanaman atau lahan pertanian. Para ilmuwan terus melakukan penelitian pada metode yang ramah lingkungan baik untuk membuang atau menggunakan kembali air diekstraksi.

Dampak Positif.

Sumur CBM juga dapat memberi kontribusi positip dengan mengurangi proses alamiah yang dikenal sebagai migrasi metana, yang terjadi saat kebocoran metana ke daerah penduduk dan mencemari sumber air. Meskipun migrasi metana dapat terjadi secara alami atau dapat berasal dari operasi pertambangan batubara, beberapa ahli percaya bahwa ekstraksi metana dari lapisan batubara bersama dengan sumur pengembangan tambahan justru menguatkan proses migrasi.

Meskipun ada potensi dampak lingkungan yang negatif yang berkaitan dengan CBM, ekstraksi dan pemanfaatan tidak menyebabkan gas metan yang akan secara alamiah terbebaskan selama pertambangan batu bara ke atmosfer. Sebagai gas rumah kaca, metana diyakini yang paling kuat dari semua agen pemanasan.Dengan memanfaatkan dalam proses pembakaran (combustible engine) sehingga gas ini menjadi CO2 dan H20 dinilai lebih ramah ketimbang melepas gas metan di atmosfer. Membatasi jumlah metana yang keluar sebagai gas metana tidak hanya bermanfaat bagi lingkungan, namun juga meningkatkan aspek keselamatan penambangan.

Untuk apa saja CBM ini ?

Saat ini gas-gas CBM masih diperlakukan seperti gas konvensional dalam pemanfaatannya. Bahkan bentuk kontrak pengusahaan CBM ini masih meniru dan mengacu pada kontrak gas konvensional (sistem bagihasil PSC) dengan sedikit modifikasi.

Pengusahaan CBM saat ini.

Tentusaja gas ini dapat  dipakai untuk kebutuhan gas pada umumnya. Bahkan dapat juga dipakai sebagai feedgas (gas masukan bahan dasar) pada pembuatan LNG, juga dapat dipipakan untuk konsumsi rumahtangga setelah diproses, juga dapat dipakai sebagai penggerak dan bahan bakar generator listrik

Posted in: Energi