LEMPUNG.pdf

8/14/2019 LEMPUNG.pdf

1/4

PROCEEDING OF THE 5 th INAGA ANNUAL SCIENTIFIC CONFERENCE & EXHIBITIONS Yogyakarta, March 7 10, 2001

A S O

S I A S I

P A N AS B U M I I N D

O N E

S I A

STUDI MINERAL LEMPUNG HIDROTERMAL DAN APLIKASINYAUNTUK OPERASI PEMBORAN PANASBUMI

(Studi Kasus : Prospek Panasbumi Ulubelu, Lampung)

Marihot SP SilabanDIVISI PANASBUMI - PERTAMINA

Gedung Kwarnas Lt. 6, Jl. Medan Merdeka Timur 6 Jakarta 10110 ,Telp. 021-3502150 ext.1673, Fax.021-3508033, E-mail :[email protected]

Kata kunci : Ulubelu, alterasi hidrotermal, mineral lempung, X-ray diffraction, analisa petrografi, operasi pemboran.

INTISARI

Di dalam prospek panasbumi Ulubelu telah dibor 3 (tiga) sumur eksplorasi slimhole yaitu UBL-01, UBL-02 dan UBL-03,masing-masing dengan kedalaman 1200, 928 dan 967m. Studi mineral lempung hidrotermal dilakukan dengan menganalisa cuttingsdan cores dari ketiga sumur tersebut dengan tujuan untuk memberi gambaran dan pemahaman kondisi bawah permukaan (reservoir)dari segi mineralogi, serta mengaplikasikan hasil studi ini untuk tercapainya pemboran yang lebih efektif dan efisien.

Seperti halnya kelompok mineral calc-silicate (epidot, prehnit, wairakit dan biotit), mineral lempung hidrotermal sepertismektit, klorit, illit, kaolin dan mixed-layer clay terbukti memiliki struktur yang sensitif terhadap perubahan temperatur dan kondisikimiawi fluida. Sehingga dengan mengenal karakteristik dari setiap jenis mineral lempung, dapat diperoleh informasi penting yangberkaitan dengan temperatur, permeabilitas dan kondisi kimia fluida reservoir panasbumi.

Cara yang paling akurat untuk mengidentifikasi mineral lempung hidrotermal yaitu melalui metoda analisa difraksi sinar- X (X-ray diffraction). Namun biaya analisa dengan metoda ini jauh lebih mahal dibandingkan dengan analisa petrografi. Sehingga dalamupaya mengurangi biaya analisa batuan, maka kombinasi analisa petrografi dan difraksi sinar-X akan merupakan pilihan yang palingefektif dan efisien. Dalam hal ini dilakukan upaya dalam bentuk meningkatkan kemampuan atau keahlian mengidentifikasi minerallempung melalui analisa petrografi, sehingga jumlah analisa difraksi sinar-X (XRD) dapat dikurangi. Cara ini akan lebih optimalbilamana diterapkan pada conto-conto batuan (drilling cores) dari satu lapangan panasbumi yang sama.

Manfaat penting lainnya bilamana kita mampu mengidentifikasi mineral lempung hidrotermal pada saat operasi pemboranadalah memberi pertimbangan dalam penentuan kedalaman production casing, memprediksi zona puncak reservoir dan mengetahui

zona asam.

1. PENDAHULUAN

Area panasbumi Ulubelu terletak sekitar 90 km di sebelah baratBandarlampung, dan sampai saat ini telah dibor 3 (tiga) sumur slimhole dengan kedalaman 1200, 928 dan 967m(Gambar-1 ).

Berdasarkan conto serbuk dan inti bor telah dilakukan studimineral alterasi hidrotermal untuk setiap sumur secara terpisah,diantaranya studi sumur UBL-01 oleh Siahaan, EE (1997),UBL-03 oleh Silaban, MSP (1998) dan studi mineral lempungoleh Suharno (1999). Tulisan ini membahas hasil studi tersebutyaitu, identifikasi dan distribusi mineral lempung yang berkaitan dengan kondisi reservoir pada saat proses hidrotermal berlangsung. Selanjutnya dibahas juga manfaat studi ini bilamana diaplikasikan dalam kegiatan pemboran.

2. DEFINISI & IDENTIFIKASI

Selama ini kelompok mineral calc-silicate seperti epidot, prehnit, wairakit, wollastonit dan biotit sudah umum digunakansebagai mineral indikator temperatur tinggi (>220oC) . Dengansemakin meningkatnya studi dan penelitian terhadap minerallempung diketahui bahwa mineral inipun memiliki struktur yang sensitif terhadap perubahan temperatur dan kondisikimiawi. Sehingga didalam studi alterasi hidrotermal, mineralini digunakan sebagai geothermometer mineral, mulai daritemperatur rendah (~50oC) sampai tinggi (>220oC); dan jugauntuk mengevaluasi kondisi kimia fluida saat berinteraksidengan batuan. Mineral lempung hidrotermal adalah mineral

silikat-alumina hidrat (hydrated alumino-silicate) yangterbentuk melalui proses alterasi terhadap mineral-mineral

primer, seperti felspar, mika dan mineral-mineralferromagnesium. Secara umum mineral ini dapatdikelompokkan menjadi 6 tipe yaitu kaolin, pirofilit( pyrophyllite ), mika (mica ), illit (illite ), smektit (smectite ) danklorit (chlorite ).

X-Ray Diffraction Analysis (XRD)

Identifikasi mineral lempung dengan metoda XRD merupakanmetoda yang paling efektif dan akurat hingga saat ini. Namundibandingkan dengan metoda petrografi biayanya relatif lebihmahal, sehingga kombinasi kedua metoda ini akan sangat bermanfaat dan efisien. Melalui metoda XRD beberapa jenismineral lempung dari sumur-sumur eksplorasi di Ulubelu dapatdiidentifikasi dengan ciri-cirinya yang spesifik seperti berikut

ini :

Smektit , umumnya memperlihatkanstrong peak pada ~14 untuk basal pertama dan mengembang menjadi 17 bilamana preparat (conto lempung) diberi larutan glikol, namunstrong peak relatif tetap 14 bila conto dipanaskan 550oC. Basalkedua dan ketiga akan memperlihatkan panjang gelombang ~7 dan 3.5 .Klorit , akan memperlihatkanstrong peak pada ~14 dan tidak memperlihatkan perubahan walaupun telah diberi glikol, tetapiintensitasnya meningkat bila dipanaskan hingga 550oC.Kaolin , memperlihatkanstrong peak pada 7 , serupa dengansmektit dan klorit basal kedua. Namun kaolin tidak memperlihatkan perubahan bila diberi larutan glikol dan

destroyed saat dipanaskan 550o

C. Ciri inilah yangmembedakannya dengan klorit dan smektit.
mailto:[email protected]:[email protected]


2/4

Studi Mineral Lempung Hidrothermal Dan Aplikasinya Untuk Operasi Pemboran Panasbumi Marihot. SP Silaban (Studi Kasus : Prospek Panasbumi Ulubelu, Lampung)

Illit , umumnya menunjukkanstrong peak pada ~10 dan tidak menunjukkan perubahan bilamana preparat diberi glikolataupun dipanaskan.Smektit-illit , memperlihatkan ciri yang merupakan kombinasikedua mineral;strong peak terlihat pada 10-14 , namun akanmengembang lebih besar bila diberi glikol dancollapse menjadi10 bila dipanaskan 550oC.Smektit-klorit , menunjukkanstrong peak pada 14-15.5 dan bergeser lebih besar menjadi 14-18 saat diberi larutan glikol,namun menunjukkan harga yang tetap atau bertambahintensitasnya bila dipanaskan.Illit-vermikulit , memiliki strong peak pada 10-14 dan tidak berubah bila diberi larutan glikol, tetapi collapse menjadi 10 saat dipanaskan 550oC.

Petrograf i

Analisa petrografi dapat digunakan untuk mengidentifikasi jenismineral, namun agak sulit untuk menentukan jenis minerallempung. Karena itu metoda ini perlu didukung oleh metoda

XRD. Ciri-ciri mineral lempung berdasarkan analisis petrografis dapat diuraikan berikut ini.

Smektit (montmorillonit), abu-abu, coklat, birefringencerendah, mengubah massa dasar atau plagioklas.Klorit : hijau terang, fibrous, umumnya mengubah piroksen,membentuk urat halus, kadang-kadang pleokroik.Illit : bintik-bintik kecil di massa dasar dan mengubah plagioklas, birefringence sedang-tinggi.

Cara lain yang dapat digunakan untuk mengenal jenis minerallempung adalah melalui metoda Methylene Blue , DifferentialThermal Analysis (DTA) dan Semi Electron Micrograph (SEM). Namun tulisan ini tidak akan membicarakan metoda-metodatersebut.

3. STUDI TERDAHULU

Mineral lempung sebagai indikator temperatur

Smektit, memiliki temperatur dibawah 140-150oC, berdasarkanstruktur kristalnya dibagi menjadi dioctahedral(montmorillonite, beidellite, nontronite) dantrioctahedral(stevensite, saponite, hectorite dan ghassoulite)smectite.

Smektit-Klorit, berdasarkan hasil penelitian dari beberapa penulis pada lapangan yang berbeda diperoleh variasitemperatur untuk mineral-mineral ini. Misalnyatrioctahedalsmectite (saponite) tidak muncul ketika temperatur mencapai85-95oC, selanjutnya chlorite-smectite (corrensite) mulaiterbentuk (Iijima & Utada, 1971 dalam Harvey, 1998).Tomasson & Kristmannsdottir menyatakan bahwa perubahaniron-rich saponite menjadi mixed-layer clays di lapangan panasbumi Iceland terjadi pada temperatur 160oC.Kristmannsdottir (1976) melaporkan perubahan smektit menjadiklorit secara berangsur, dan berakhir pada temperatur 270oC.

Illit-Klorit, ada sedikit data menguraikanmixed layer clays inidi dalam sistem hidrotermal. Mineral ini diidentifikasi melaluianalisa XRD.

Klorit , klorit terbentuk pada interval temperatur yang cukup panjang. Cahtelineau (1988 dalam Harvey, 1998) mencatat

bahwa klorit terbentuk antara temperatur 100-140o

C. DiIceland, Kristmannsdottir and Tomasson (1975) mencatat klorit

hadir berasosiasi dengan pembentukan epidot pada 230oC di batuan basalt.

Penelitian mengenai mixed-layer smektit-illit dalam kaitannyadengan temperatur telah dilakukan oleh CC Harvey & PRLBrowne (1991) di lapangan panasbumi Wairakei (NZ).

Mineral lempung sebagai indikator fluida

Reyes (1979) mengungkapkan hubungan antara kehadiranmineral alterasi hidrothermal kaolin,dickite dan pirofilit dengankondisi fluida asam (pH=3-4) dan temperatur di beberapalapangan panasbumi Filipina.

Mineral lempung & permeabilitas

Harvey & Browne (1991) mendapatkan suatu kesimpulan bahwa illit yang diendapkan secara langsung pada temperatur 190-220oC erat kaitannya dengan batuan yang lebih permeabel.Sedangkan illit yang terbentuk melalui beberapa tahap

temperatur cenderung terjadi pada batuan yang memilikitemperatur rendah.

4. HASIL STUDI DI ULUBELU

Jenis mineral lempung hidrotermal yang dijumpai pada sumur UBL-01, 02 dan 03 antara lain: smektit (montmorilonit), klorit,illit, kaolin dan mixed-layer clays (MLC) klorit-smektit, illit-vermikulit, illit-smektit, dan illit-klorit (Siahaan, 1997; Silaban,1998; Suharno, 1999). Berdasarkan identifikasi dan distribusimineral lempung dari ketiga sumur ini nampak bahwa padasumur UBL-01 dan UBL-02 dijumpai distribusimixed-layer clay yang cukup luas, sedangkan pada sumur UBL-03 tidak terlalu dominan. Jenis MLC pada sumur UBL-01 didominasioleh klorit-smektit (Siahaan, 1997), dengan ciristrong peak pada 14 - 15.5 , dan bergeser menjadi 14-18 saat diberilarutan glikol namun tidak berubah ketika dipanaskan 550oC.Jenis MLC pada UBL-02 lebih didominasi oleh illit-vermikulit(Suharno, 1999), yang memiliki ciristrong peak 10 - 14 dancollapse menjadi 10 saat dipanaskan sampai 550oC.Sedangkan sumur UBL-03 lebih didominasi oleh kehadiransmekit dan klorit (Silaban, 1998). Distribusi zona k lorit padaketiga sumur relatif sama yaitu antara 200-500 m dpl (Gambar2). Fenomena lain yang serupa adalah dijumpainya lempungsedimen, yang dapat dijadikan sebagaikey bed dari zona depresiUlubelu. UBL-03 nampak sebagai bagian pusat dari depresitersebut. Dari studi inipun terlihat bahwa puncak zona illit(+200 m dpl) dijumpai beberapa meter sebelumkey bed lempung sedimen, yang diduga merupakan puncak zonareservoir.

Dikaitkan dengan temperatur pengukuran dari setiap sumur,maka terlihat suatu pola yang cukup jelas bahwa zona smektitmenunjukkan harga landaian suhu 1.6 - 2oC/10m, zona klorit 4- 5.5 oC/10m dan zona illit hampir 0oC/10m. Hal ini memberiarti bahwa zona illit berkaitan dengan puncak zona reservoir yang bersifat permeabel dimana fluida mengalir secara konveksi, sehingga temperatur pada zona tersebut relatif homogen ataulandaian suhu nol. Sedangkan zona smektit, MLC dan kloritmerupakan bagiancap rock dari sistem panasbumi.Mineral kaolin muncul baik pada zona dangkal maupun padazona dalam (>700 m). Kehadiran mineral ini pada kedalaman besar bisa merupakan indikasi adanya influks air dari

permukaan, yang berpengaruh tidak menguntungkan bagi upaya pengelolaan sumur. Mineral ini memberi indikasi bahwa fluida


3/4


reservoir menjadi lebih asam dan temperatur reservoir menjadilebih rendah. Namun karena mineral-mineral yang terbentuk pada kondisi fluida netral (seperti smektit, klorit dan illit) jauhlebih dominan maka pengaruh tersebut di atas tidak terlalu berarti walaupun tetap harus diantisipasi.

5. MANFAAT UNTUK OPERASI PEMBORAN

Kualitatif

Bilamana kita dapat mengidentifikasi jenis mineral lempungdengan cara petrografis, maka akan sangat bermanfaat dalam pekerjaan pemboran eksplorasi. Beberapa cara yang dapatditempuh untuk mengidentifikasi mineral ini secara petrografisyaitu dengan melakukancross check terhadap hasil analisisXRD. Pertama-tama kita deskripsi mineral ini secara petrografis, lalu kita tentukan jenis mineralnya secara XRD,selanjutnya kita lihat lagi ciri-ciri spesifik secara petrografis.Dengan demikian jenis mineral lempung menurut analisis XRDdapat dikenal secara petrografis. Hal ini akan lebih mudah bila

diterapkan secara berulang saat menganalisa batuan padalapangan yang sama. Untuk mencapai kemampuan menganalisaseperti tersebut diatas diperlukan latihan dan pengalaman dari para wellsite geologist sehingga benar-benar mengenal jenismineral lempung secara mikroskopis (di bawah mikroskop polarisasi).

Dengan mengetahui puncak zona ilit (>220oC), maka kita dapatmenentukan lokasi (kedalaman) yang paling sesuai untukset

production casing, yaitu kedalaman dimana temperatur belumterlampau tinggi (


4/4


Gambar 1. Peta geologi daerah prospek panasbumi Ulubelu, Lampung (M. Masdjuk, 1990)

0 2 4 Km

N

530' S

SOLFATARA/FUMAROLE

HOT SPRING

FAULT

G. TANGGAMUS ANDESITE L AVA

G. KORUPAN RHYOLITIC LAVA

G. SULA AND ESITE LAVA

515'S

G. KUKUSAN BASALTIC ANDESITE LAVA

L I T H O L O G Y

G. TANGGAMUS LAHARIC BRECCIA

G. RINDINGAN ANDESITE LAVA

ALUVIUM

ALTERED ROCK

G. RINDINGAN PYROCLASTIC

DACITE TUFF

G. KABAWOK PYROCLASTIC

G. DUDUK D ACITE LAVA

PUMICE TUFF

GRANODIORITE

OLD ANDESITE

1.41

Q U

A

T E R N A R

Y

T E R T I A R Y

M I O C E N E

P L I O C E N E

P L E I S T O C E N E

H O L O C E N E

A G E(MILLIONYEAR)

SYMBOLRELATIVE

AGE

0.0023 - 0.006

1.41

1.40

1.40

1.50

1.75

3.93

3.94

4.50

14.67

al

W . S e m

a n g k o

W . N g a r i p

W . B

e l u

W . S e m o n g

W. Bakan

10421'7" E 10445' E

G. Rindingan

G. Sula

G. Kurupan

G. Tanggamus

G. Kukusan

G. Waypanas

G. Kabawok

G. Duduk

U BL-02

U BL-01

UB L-03

SURVEYAREA

LAMPUNG

JAMBI

B E N G K U L U

N

100

900 UBL-2

800 UBL-3

700

600 LS=1.6 oC/10 m LS=2 oC/10 m 2 oC/10 m

500

400 LS=4 oC/10 m LS=4 oC/10 m 5.5 oC/10 m

300

200

100

0LS=0 oC/10 m 0 oC/10 m

-100

-200

-300

-400

-500

-600

* Data analisa XRD diambil dari Siahaan (1997), Silaban (1998) dan Suharno (1999).

Legenda : Smektit Klorit Kaolin

Mixed-layer Epidot-Ilit Lempung sedimen

Gambar 2. Zona alterasi sumur-sumur panasbumi Ulubelu dan hubungannya dengan temperatur bawah permukaan.

UBL-1

Sea level

Profil temperatur sumur-sumur Ulubelu,Lampung

-500

-400

-300

-200

-100

0

100

200

300

400

500

600

700

8000 50 100 150 200 250 300 350

Temperatur ( oC)

E l e v a

t i o n

( m a

s l )

UBL-03 (11/5/97)

UBL-02 (2/3/98)

UBL-01 (28/2/97)

E L E V A S I ( m e

t e r

d p

l )

K

K

K

K

K

K

K

K

K

K

K

K

K

LEMPUNG.pdf

Documents

Transcript of LEMPUNG.pdf