Panasbumi

Anda sering mendengar geothermal? Istilah geotermal berasal dari bahasa Yunani, geo yang berarti bumi dan therme berarti panas. Energi geotermal merupakan energi yang dibangkitkan dari panas yang tersimpan di bawah permukaan bumi. Sumber energi ini merupakan salah satu alternatif yang diharapkan dapat menyelesaikan ketergantungan dunia terhadap bahan bakar fosil.
Energi di dalam Bumi

Bumi terbagi menjadi beberapa lapisan yaitu: perut bumi, mantel bumi, dan kulit bumi sebagai lapisan terluar. Setiap 100 meter kita turun ke dalam perut bumi, temperatur bebatuan cair yang ada di dalam bumi lebih tinggi sekitar 3°C dari bebatuan di atasnya. Semakin jauh ke dalam perut bumi, temperatur batu-batuan maupun lumpur akan semakin tinggi. Bila suhu di permukaan bumi adalah 27°C maka pada kedalaman 100 meter suhu bebatuan mencapai sekitar 30°C. Untuk kedalaman 1 kilometer suhu batu-batuan dan lumpur mencapai 57-60°C, dan bila kita ukur pada kedalaman 2 kilometer, suhu batuan dan lumpur bisa mencapai 120°C atau lebih.

Di dalam kulit bumi, ada kalanya aliran air berada dekat dengan batu-batuan panas yang temperaturnya bisa mencapai 148°C. Air tersebut tidak menjadi uap (steam) karena tidak ada kontak dengan udara. Bila air panas tersebut keluar ke permukaan bumi melalui celah atau retakan di kulit bumi, maka akan timbul air panas yang biasa disebut dengan hot spring. Air panas alam (hot spring) ini biasa dimanfaatkan untuk kolam air panas dan banyak pula yang sekaligus dijadikan tempat wisata. Di Indonesia, banyak sumber air panas alami yang dimanfaatkan sebagai sarana pemandian dan tempat wisata seperti Ciater, Cipanas-Garut, Sipoholon dan Desa Hutabarat di Tarutung, Lau Debuk-debuk di Tanah Karo, dan beberapa tempat lainnya di penjuru tanah air.

Read More

Jenis Logging Hidrokarbon

Jenis Log Hidrokarbon

Jenis-jenis Log yang Digunakan

Secara umum evaluasi formasi dapat dilakukan dengan memakai tiga jenis log, yaitu:

a. Log-log yang menunjukkan permeable zones, yaitu: Spontaneous Potential (SP), dan Gamma Ray (GR).

b. Log-log yang menunjukkan Resistivitas, contohnya: Deep Induction dan Deep Laterolog.

c. Log-log yang menunjukkan porositas, contohnya: Density, Neutron, dan Sonic.

A. Log-log yang menunjukkan zona-zona permeabel

Mencari  zona-zona permeable adalah langkah pertama dalam analisa log. Ini dilakukan dengan log Spontaneous Potential (SP) dan log Gamma ray (GR).

Dalam Soft Rocks SP dapat membeda-bedakan sand dari shales lebih baik daripada GR. Dalam formasi limestone yang keras kurva SP akan bergerak lamban,disini GR lebih baik untuk membedakan karbonat dari shales. Kedua kurva dipakai untuk menghitung kandungan shales suatu zona permeable dalam proses mengevaluasi “shaley formation”.

           

(a). Log Spontaneous Potential (SP)

Prinsip Kerja

Log SP merupakan alat log untuk mengetahui beda potensial yang timbul antara lumpur pemboran dengan batuan insitu pada formasi di sekitar lubang bor. Perbedaan ini disebabkan karena adanya perbedaan salinitas filtrate lumpur dengan salinitas air formasi sehingga akan terbentuk defleksi “SP”. Hal ini dipengaruhi oleh elektromotif yang berasal dari elektrokimia dan elektrokinetik.

Komponen elektrokimia terjadi pada lapisan permeable dengan kandungan NaCl yang berasal dari air filtrate dan air formasi. Lapisan permeable tersebut diapit oleh lapisan shale,dimana lapisan shale lulus terhadap kation Na dan tidak lulus terhadap anion Clˉ. Maka arah aliran arus ion-ion Na yang berasal dari air formasi yang memiliki salinitas lebih tinggi bergerak ke larutan yang salinitasnya rendah dengan melewati lapisan shale.

Komponen elektrokinetik terjadi akibat adanya perbedaan tekanan hidrostatik antara filtrate lumpur dengan formasi yang permeable. Perbedaan tekanan ini umumnya kecil sekali, sehingga sering diabaikan, terutama bila digunakan air bersih sebagai fluida bor.

Bentuk-bentuk kurva SP

Berbagai kondisi batuan dan kadungan yang ada di dalamnya mempengaruhi bentuk-bentuk kurva SP. Bentuk-bentuk kurva SP adalah sebagai berikut:

a. Pada lapisan shale, kurva lurus (konstan).

b. Pada lapisan permeable mengandung air asin, deflekasi SP akan berkembang negative (kearah kiri dari garis shale).

c. Pada lapisan permeable mengandung hidrokarbon, defleksi SP akan berkembang negative

d. Pada lapisan permeable menandung air tawar, defleksi kurva SP akan berkembang positif (kearah kanan dari garis shale).

Jadi pada prinsipnya, defleksi negative akan terjadi bila slinitas kandungan dalam lapisan lebih besar dari salinitas lumpur, sedangkan defleksi positif terjadi bila salinitas kandungan dalam lapisan lebih kecil dibandingkan salinitas lumpur. Bilamana pada lapisan permeable salinitasnya sama dengan lumpur maka defleksi SP akan merupakan garis lurus sebagaimana pada shale/clay. Kurva SP yang lurus selain pada shale dan kesamaan salinitas juga dikarenakan adanya lapisan yang sangat kompak (tight zone).

Kegunaan Log SP

a). Untuk mencari zona-zona permeable

b). Untuk menghitung harga tahanan jenis air formasi (Rw)

c). Untuk menentukan ketebalan lapisan permeable.

d). Untuk menghitung banyaknya lempung dalam suatu reservoir (clay content).

e). Untuk membedakan lapisan yang bersih dan shale.

b. Log Sinar Gamma (Gamma Ray)

Prinsip dasar

GR adalah log yang mengukur dan mencatat secara langsung intensitas radioaktif alamiah yang dikandung oleh formasi batuan, tanpa alat yang memancarkan sumber radioaktif. Radioaktifitas alamiah yang ada di formasi timbul dari elemen-elemen berikut:

Uranium (U)

Thorium (Th)

Potasium (K)

Ketiga elemen ini memancarkan Gamma Rays secara terus-menerus,yang merupakan short bursts of high energy radiation (ledakan –ledakan radiasi yang berenergi tinggi), yang kemudian diterima oleh sensor.

Log GR adalah rekaman radioaktifitas alamiah ini. GR dapat menembus batuan sedalam beberapa inchi. GR yang berasal dari batuan yang berdekatan dengan lubang sumur menembus lubang sumur dan terdeteksi oleh sensor GR. Parameter yang direkam adalah jumlah pulsa yang direkam tiap satuan waktu oleh detector. Log GR diskala dalam satuan API (APIU).

Kegunaan dari log GR antara lain:

a). Mengestimasi kandungan serpih (shale) sehingga dapat ditentukan base  line nya dengan koreksi dari metode lainnya.

b). Mengukur sifat-sifat radioaktifitas dari formasi batuan

c). Mengetahui lithologi dasar secara garis besar dan perlu dikorelasikan dengan metode lainnya.

           

B. Log-log yang mengukur Resistivitas

Log tahanan jenis (Resistivity log) adalah log yang mencatat tahanan jenis formasi dan merupakan salah satu alat log tertua yang pertama kali diperkenalkan oleh Schlumberger.

Di dalam sumur pemboran ada tiga zona yang perlu diperhatikan yaitu: Invaded, Transition, dan Undisturbed/Uninvaded zones, maka ada tiga macam alat pengukur resistivitas:

1. Deep investigation resistivity log

2. Medium investigation resistivity log

3. Shallow investigation resistivity log

Jenis log resistivity yang digunakan

Pada masa sekarang, macam-macam alat log resistivity dibedakan berdasarkan jenis lumpur (mud) yang digunakan untuk pemboran dan kondisi porositas. Alat tersbut antara lain:

Induction untuk Fresh mud, medium-high porosity conditions, Laterolog untuk salt mud, low porosity conditions

a). Induction log

Induction log bekerja pada kondisi: Fresh mud, resistivitas formasi < 200 ohm-m, bila perbandingan antara resistivitas mud filtrate dan resistivitas air formasi (Rmf/Rw) < 20, serta tidak akurat pada resistivitas tinggi.

Dalam pertengahan 1960-an alat “Dual Induction Log” diperkenalkan. Alat ini mempunyai: induction deep (ILD) & induction medium (ILm) SFL untuk pembacaan shallow.

Dua alat yang bekerja didaerah “flushed zone” untuk kategori fresh mud adalah:

1. Microlog – suatu alat yang “non focused” yang mempunyai jangkauan penyelidikan sangat shallow. Alat ini mengindikasikan adanya mud cake, jadi merupakan indicator zona permeable.

2. Proximity log – mengukur resistivitas flushed zone (Rxo).

b). Laterolog

Laterolog akan bekerja lebih baik: Bila lumpur lebih konduktif daripada air formasi:

Rmf/Rw < 20 Bisa didalam fresh mud tapi resistivity formasi harus lebih dari 200 ohm-m dalam large borehole ( >12 in ) serta deep invasion ( >40 in ).

Pada 1970-an diperkenalkan alat “Dual Laterolog” yang dapat membaca: Deep Laterolog (LLd) & Shalow Laterolog (LLs)

Synthetic seismogram harus dibuat untuk depth calibration daripada seismic sections (ini adalah aplikasi log sonic yang asli).

B. Log-log yang menunjukkan Porositas.

1. Density Log

Prinsip metode ini adalah mencatat harga “bulk density” berdasarkan jumlah pencacahan sinar gamma yang diterima oleh detector, yang merupakan fungsi atau indikasi dari rapat massa electron formasi batuan.

Log density ini mempunyai kegunaan antara lain:

(a). Untuk menentukan harga porositas

(b). Untuk membedakan formasi hidrokarbon yang terdiri atas gas atau minyak

(c). Dapat digunakan sebagai interpretasi lithologi, setelah dikombinasikan dengan log-log lainnya.

2. Neutron Log

            Neutron merupakan suatu partikel yang netral dan mempunyai massa yang hampir sama dengan massa atom hydrogen. Pada prinsipnya log neutron ini adalah mencatat harga kesarangan neutron dari formasi batuan. Dari sumber yang terdapat pada sonde log neutron tersebut bertumbukan electron-elektron batuan yang disebut tumbukan bola-bola billiard (billiard ball collisions). Akibat tumbukan tersebut maka neutron akan kehilangan sebagian energi yang tergantung dari perbedaan batuan dan akan kehilangan banyak energi jika bertumbukan dengan suatu atom yang mempunyai massa hampir sama atau sama dengan massa atom hydrogen.

            Pengurangan energi ini tercatat didalam detector. Bila formasi batuan mengandung air atau hidrokarbon (atom H) maka neutron akan mengalami penurunan energi yang besar dan tertangkapnya tidak jauh dari sumber radioaktif alat dan sebaliknya bila konsentrasi hydrogen dalam formasi relatif kecil maka partikel-partikel neutron akan jauh menembus formasi sebelum tertangkap.

Kegunaan log neutron ini antara lain:

1. Untuk menentukan harga kesarangan (porositas) neutron batuan

2. Untuk membantu menginterpretasikan batuan dengan dikombinasikan dari log-log lainnya.

Read More

Binary Cycle

Annual Report Nama           :  Nim              :  Kelas           :  May, 2o 2015

Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi adalah pembangkit listrik yang menggunakan panas bumi sebagai sumber energinya. Listrik dari tenaga panas bumi saat ini digunakan di 24 negara^[1], sementara pemanasan memanfaatkan panas bumi digunakan di 70 negara.^[2] Perkiraan potensi listrik yang bisa dihasilkan oleh tenaga panas bumi berkisar antara 35 s.d. 2.000 GW.^[2] Kapasitas di seluruh dunia saat ini adalah 10.715 megawatt (MW), dengan kapasitas terbesar di Amerika Serikat sebesar 3.086 MW,^[3] diikuti oleh Filipina dan Indonesia. India sudah mengumumkan rencana untuk mengembangkan pembangkit listrik tenaga panas bumi pertamanya di Chhattisgarh.^[4]

Tenaga panas bumi dianggap sebagai sumber energi terbarukan karena ekstraksi panasnya jauh lebih kecil dibandingkan dengan muatan panas bumi. Emisi karbondioksida pembangkit listrik tenaga panas bumi saat ini kurang lebih 122 kg CO₂ per megawatt-jam (MW·h) listrik, kira-kira seperdelapan dari emisi pembangkit listrik tenaga batubara.^[5]

Indonesia dikaruniai sumber panas Bumi yang berlimpah karena banyaknya gunung berapi di Indonesia. Dari pulau-pulau besar yang ada, hanya pulau Kalimantan saja yang tidak mempunyai potensi panas Bumi.

Untuk membangkitkan listrik dengan panas Bumi dilakukan dengan mengebor tanah di daerah yang memiliki potensi panas Bumi untuk membuat lubang gas panas yang akan dimanfaatkan untuk memanaskan ketel uap (boiler) sehingga uapnya bisa menggerakkan turbin uap yang tersambung ke generator. Untuk panas bumi yang mempunyaitekanan tinggi, dapat langsung memutar turbin generator, setelah uap yang keluar dibersihkan terlebih dahulu.

Eksplorasi dan eksploitasi panas bumi untuk pembangkit energi listrik tergolong minim. Untuk menghasilkan energi listrik, pembangkit listrik tenaga panas bumi hanya membutuhkan area seluas antara 0,4 - 3 hektare. Sedangkan pembangkit listrik tenaga uap lainnya membutuhkan area sekitar 7,7 hektare.^[6] Hal ini menjawab kecemasan masyarakat mengenai dampak lingkungan eksploitasi panas bumi

BINARY CYCLE

Perkembangan teknologi pembangkit pada saat ini cukup pesat sehingga tercipta peluang untuk memanfaatkan kembali gas buang PLTD yang beftemperatur rata-rata antara 200^oC – 400^oC untuk menggerakkan turbin uap berbasis Organic Rankine Cycle (ORC) sehingga digunakan sebagai tambahan sumber listrik. Pemanfaatan gas buang tersebut dapat dilakukan melalui sistem binary yakni penggunaan kembali gas buang PLTD sebagai sumber panas ORC. Adanya peluang pemanfaatan gas buang tersebut menjadi latar belakang dan tujuan studi ini.

Metode yang akan dilakukan dalam studi ini dibagi menjadi 2 (dua) yaitu metode analisis termodinamika dan metode engineering design dengan langkah-langkah studi adalah pengumpulan data, perhitungan termodinamika untuk mengevaluasi kinerja PLTD eksisting, perhitungan termodinamika sistem binary PLTD dan Organic Rankine Cycle, analisa hasil perhitungan termodinamika sistem binary case study PLTD.

Hasil studi menunjukan bahwa pada prinsipnya gas buang Genset dapat di recovery dengan Organic Rankine Cycle (ORC) untuk menghasilkan tambahan daya listrik sehingga secara keseluruhan efisiensi siklus binary Diesel-ORC lebih tinggi dibanding siklus Diesel saja. Dari ketiga fluida yang ada, fluida R-113 menghasilkan efisiensi siklus yang tertinggi dibandingkan R-123 dan R-141b . Sistem pendingin yang memberikan efisiensi siklus terbaik adalah sistem air-cooled padatemperatur 24^oC.

Hasil perhitungan peluang penambahan daya dari pemanfaatan gas buang Genset PLTD ini adalah sebesar 289 kW sampai dengan 357 kW untuk setiap PLTD berkapasitas 8 MW. Penambahan daya yang dapat dikembangkan dengan pemakaian ORC ini tergantung pada beberapa faktor antara lain efisiensi isentropic ORC, fluida kerja yang dipakai dalam ORC, pendinginan yang dipakai dan kondisi temperatur lingkungan. Hasil perhitungan efisiensi siklus binary yang dapat dicapai sekitar 47 ,56 % hingga 47,97% sehingga kenaikan efisiensi sistem adalah sekitar 2%.

Read More

Panas Bumi Potensi Listrik

No 1

Data lapangan “Geotherm”: D = 400 m, T = 165°C

Lapangan berisi air panas dalam kondisi saturated

Jawab:

a.      Tekanan reservoir

Karena lapangan dalam keadaan liquid saturated, maka dari tabel Saturated Water and Steam, pada T = 165°C didapat P = 7 bar.

b.      Panas yang tersimpan di dalam air, A = 2 km², h = 200 m, .

-          Dari persamaan 6-12:

-          Karena lapangan dalam keadaan liquid saturated, maka S_L = 1, S_V = 0.

-          Dari tabel Saturated Water and Steam, pada T = 165°C didapat u_L = 696 kJ/kg. Dari tabel Properties of Water and Steam, pada T = 165°C didapat v_f = 0.1108 x 10^-2 m³/kg.

c.       Panas yang tersimpan di dalam batuan, ρ_r = 2700 kg/m³, c_r = 1000 J/kg°C.

Dari persamaan 6-5:

No 2

Data gambar 2a dan 2b tidak ada

No 3

Data lapangan “Patra”:

, P = 1 bar, T = 12°C.

Air yang mengalir keluar nampak jernih dan mendidih

Tentukan panas yang hilang!

Jawab:

§  Persamaan yang hilang ke permukaan dinyatakan dalam:

§  Dari tabel Properties of Saturated Water and Steam, pada P = 1 bar didapat c_pf = 4.2185 kJ/kgK (interpolasi linier).

§  Titik didih air tersebut ditentukan dari tabel Saturated Water and Steam, pada P = 1 bar, didapat T = 99.6°C (suhu awal di reservoir).

No 4

Data lapangan “Ganeca”:

D = 300 m, T = 180°C, K = 2 W/mK, T_surf = 20°C.

Hitung laju alir panas secara konduksi!

Jawab:

§  Persamaan 6-21, aliran panas secara konduksi:

§  Maka gradien temperatur harus ditentukan terlebih dahulu:

§  Sehingga laju alir panas sbb:

No 5

Data lapangan “GEO”:

A = 4 km², h = 200 m, T_i­ = 260°C, P_i = 5 bar diatas P_sat, , , ,

Jawab:

a.      Panas yang terkandung dalam reservoir (pada keadaan awal):

-          Panas dalam reservoir merupakan gabungan panas dari fluida dan dari batuan. Dari persamaan 6-14:

-          Karena tekanan reservoir lebih besar daripada tekanan saturasinya, artinya reservoir hanya terisi oleh liquid, sehingga S_L = 1, S_V = 0.

-          Pada T_i = 260°C, didapat u_L = 1131.18 kJ/kg (dari persamaan 12 Korelasi Penentuan Sifat Termodinamika Air Murni).

-          Dari tabel Properties of Saturated Water and Steam, pada T = 260°C didapat v_f = 0.1276 x 10^-2 m³/kg, sehingga:

-          Sehingga:

b.      Energi panas yang dapat dimanfaatkan:

-          Diasumsikan reservoir dimanfaatkan hingga abandonment pressure, sehingga energi panas final pada persamaan 6-15:

-          Pada T_f (diasumsikan T_f = 180°C), reservoir hanya terisi liquid, sehingga S_L = 1, S_V = 0.

-          Pada T_f = 180°C, didapat u_L = 760.32 kJ/kg (dari persamaan 12 Korelasi Penentuan Sifat Termodinamika Air Murni).

-          Dari tabel Properties of Saturated Water and Steam, pada T = 180°C didapat v_f = 0.1128 x 10^-2 m³/kg, sehingga:

-          Sehingga:

-          Maka energi yang dapat dimanfaatkan adalah:

-          Energi yang dapat dimanfaatkan pada kenyataannya sbb:

c.       Energi yang dapat dibangkitkan:

No 6

§  Jenis reservoir.

Diperkirakan reservoir tersebut merupakan sistem dominasi air karena:

-          Kandungan klorida cukup tinggi (41 – 347)

-            (netral)

§  Temperatur reservoir.

Untuk pH netral, dapat diperkirakan sbb:

§  Besarnya sumber daya.

§  Energi panas bumi dapat dimanfaatkan untuk pembangkit listrik atau tidak.

Read More