BAB I PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang Penelitian

Transkripsi

1 BAB I PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang Penelitian Batubara adalah batuan sedimen yang berasal dari tumbuh-tumbuhan (komposisi utamanya karbon, hidrogen, dan oksigen), berwarna coklat sampai hitam, sejak pengendapannya terkena proses kimia dan fisika yang mengakibatkan terjadinya pengkayaan kandungan karbonnya (Stach et al.,1982). Pembatubaraaan merupakan proses perubahan vegetasi dari gambut, lignit, sub-bituminus, bituminus, semi antrasit, antrasit dan batubara meta-antrasit. Tingkat transformasi atau pembatubaraan disebut peringkat batubara (Thomas, 2013). Kebanyakan sumberdaya batubara di Indonesia merupakan peringkat rendah (lignit sampai sub-bituminous). Diperkirakan sumberdaya batubara tersebut mencapai 58 milyar ton yang terbentang di beberapa wilayah Indonesia. Sumberdaya batubara paling banyak terdapat di Sumatera dan Kalimantan (Sosrowidjodjo dan Saghafi, 2009). Sumatera memiliki sekitar 45% dari total cadangan batubara Indonesia yang terhitung. Cadangan batubara di Sumatera Selatan 18,13 milyar ton. Lokasi batubara terdapat di kabupaten Muara Enim, Lahat, Musi Banyuasin dan Musi Rawas. Mutu cadangan batubara pada umumnya berjenis lignit dengan kandungan kalori antara Kcal/kg (Anonim, 2016). Cekungan Sumatera Selatan merupakan satu dari cekungan penting yang menghasilkan minyak dan batubara di Indonesia. Kualitas batubara ditentukan oleh lingkungan pengendapan, aspek fisika, kimia, dan biologi. Faktor yang mempengaruhi kualitas batubara antara lain ash, fixed carbon, moisture, volatile matter, dan vitrinite reflectance, dimana kandungan dari komponen komponen tersebut sangat penting dalam mengetahui kualitas batubara yang sering disebut sebagai analisis proksimat batubara. 1

2 2 Pada semua lapisan batubara yang ditembus oleh lubang bor eksplorasi hanya diambil beberapa sampel batubara untuk dilakukan analisis proksimat, hal ini disebabkan karena mahalnya biaya uji laboratorium, terlebih lagi apabila dalam satu lapangan terdapat banyak lubang sumur eksplorasi. Dalam dunia pertambangan dan eksplorasi batubara, aktivitas pemboran sangat diperlukan untuk memperhitungkan dan mengetahui satu atau lebih properti fisik dari sekuen lapisan pembawa batubara. Informasi tersebut sangat membantu bagi para ahli geologi diantaranya untuk mengetahui kedalaman, ketebalan, arah lapisan batubara serta untuk mengetahui gejala-gejala geologi lainnya seperti ada tidaknya pengaruh patahan, lipatan, join dan intrusi batuan beku (Thomas, 2013). Penelitian ini mencoba menghubungkan nilai proksimat dengan data log geofisik serta dibantu dengan uji statistik, sehingga melalui pendekatan tersebut diketahui nilai-nilai proksimat di sumur-sumur lain yang tidak memiliki sampel proksimat melalui interpretasi sensitivitas log geofisika terhadap parameter nilai proksimat hasil uji laboratorium. Hal ini dapat menjadi alternatif dalam menghemat biaya, sehingga nilai-nilai proksimat batubara dapat diprediksi tanpa melakukan uji laboratorium. Analisis petrofisik untuk mengetahui sensitifitas log mula-mula dilakukan dalam dunia perminyakan, seperti untuk mengetahui nilai porositas (%), resistivitas (R), volume shale (Vs), kejenuhan air (Vsw), dan permeabilitas (k). Sejak krisis minyak pada tahun 1973, metode geofisika salah satunya logging geofisika mulai ditingkatkan penggunaannya diantaranya untuk mengidentifikasi keterdapatan batubara yang bernilai ekonomis (Thomas, 2013). Mullen (1989) telah melakukan sebuah riset mengenai hubungan sensitivitas log untuk mengetahui sensitivitas log standard berupa log densitas (RHOB) terhadap nilai proksimat batubara pada Formasi Fruitland, Cekungan San Juan di Amerika Serikat. Formasi Fruitland memiliki karakteristik batubara berperingkat tinggi (high rank menengah/bituminous). Hasil dari riset Mullen (1989) berupa sebuah formula sensitivitas antara parameter log terhadap proksimat batubara. Riset yang telah dilakukan Mullen (1989) tersebut akan diaplikasikan pada daerah kajian dengan karakteristik batubara yang berbeda yaitu berperingkat rendah serta dengan memperhatikan faktor-faktor geologi yang

3 3 mempengaruhinya. Untuk mendeliniasi lapisan batubara digunakan parameter pengukuran log caliper density gamma ray, namun ada pula yang menggunakan log neutron dan resistivitas (Sutton, 2014). Dalam dunia pertambangan batubara ada dua jenis log yang biasa dipakai yaitu log compensated dan log uncompensated. Log modern atau yang lebih dikenal dengan compensated log (log standard) mengaplikasikan log densitas dengan pembacaan bulk density dalam (g/cm³), sehingga bisa menerjemahkan informasi lithologi. Hal ini tidak berlaku bagi log densitas tipe uncompensated (FSU) atau yang lebih dikenal dengan Log FDGDC yang memiliki interpretasi spasi panjang (long density) dan spasi pendek (short density) dalam satuan Count Per Second (CPS). Log uncompensated dilakukan terkait strategi eksplorasi untuk menekan biaya eksplorasi dan sebagai kontrol stratigrafi terhadap log-log compensated yang memiliki parameter log lengkap meliputi log gamma ray, sonic log, neutron log, resistivity log, density log, dan caliper log, dimana log uncompensated hanya memiliki dua parameter log yaitu gamma ray log serta density log. Dalam hal ini yang membedakan penelitian ini terhadap penelitian yang dilakukan oleh Mullen (1989) adalah Mullen hanya melakukan hubungan antara pendekatan log yang dipakai terbatas pada log densitas (RHOB) saja untuk mengetahui harga nilai proksimat ash content. Setelah diketahui harga ash content, maka peneliti dapat mencari harga-harga nilai proksimat yang lain seperti fixed carbon, volatile matter dan moisture content. Sedangkan penelitian ini mencoba melakukan pendekatan log-log yang lain selain log densitas seperti log sonic, gamma ray, neuton dan resistivitas baik uncompensated log maupun compensated log untuk mengetahui nilai-nilai proksimat batubara seperti fixed carbon (fc), moisture content, kandungan abu (ash), volatile matter dan relative density (RD) dengan dibantu dengan pendekatan statistik berupa analisis regresi. Penelitian ini dilakukan di lapangan batubara Tanjung Enim, Cekungan Sumatra Selatan. Lapangan ini merupakan bagian dari Formasi Muara Enim. Menurut Suwarna (2003) Formasi Muara Enim terbagi menjadi empat unit, dari yang tua ke muda yaitu M1, M2, M3, dan M4. Target utama eksplorasi batubara berdasarkan ketebalan lapisan dan peringkat batubara adalah pada lapisan M2 dengan ketebalan sebesar m (Suwarna, 2003). Lapisan batubara M2

4 4 sangat potensial serta lapisan batubaranya berkelanjutan antara batas dan ketebalannya dibanding subdivisi yang lain. Lapisan batubara M2 ditinjau dari stratigrafinya sangat dipengaruhi oleh mineral-mineral non batubara yang berasosiasi dengan lapisan batubara seperti sandstone dan siltstone. Kandungan mineral-mineral tersebut dalam analisis proksimat disebut mineral matter atau mineral anorganik yang tidak habis serta terus resistan dan menjadi residu selama proses pembakaran atau sering disebut kandungan abu (ash content) (Speight, 2005). Hal ini menjadi langkah awal serta memberikan informasi untuk mengetahui karakteristik dari lapisan batubara kajian, dimana kandungan abu yang mempengaruhi lapisan batubara di daerah kajian akan sangat besar pengaruhnya terhadap langkah-langkah pendekatan melalui analisis sensitifitas dari log geofisika terhadap nilai proksimat yang akan dianalisis lebih lanjut serta dengan parameter ash content tersebut juga dapat diketahui lingkungan pengendapan batubara di daerah yang dikaji yaitu subdivisi M2. Setelah diketahui tingkat sensitifitas masing-masing log terhadap proksimat batubara, pada akhirnya akan didapatkan nilai-nilai yang akan diaplikasikan untuk membantu eksplorasi lanjut terutama di lokasi penelitian. Penelitian ini dianggap perlu untuk diaplikasikan serta sangat relevan untuk dilakukan. I.2 Perumusan Masalah Adapun Perumusan Masalah dalam penelitian ini sebagai berikut: 1. Bagaimana hubungan antara nilai petrofisika log terhadap nilai proksimat batubara pada peringkat rendah. 2. Bagaimana formula untuk menghitung nilai proksimat dari data petrofisik pada batubara peringkat rendah. 3. I.3. Maksud dan Tujuan Penelitian Maksud dan Tujuan dari penelitian ini secara garis besar adalah untuk mengidentifikasi dan menganalisis permasalahan mengenai hubungan nilai petrofisik suatu lapisan batubara. Tujuan dari penyusunan penelitian ini adalah:

5 5 1. Mendapatkan hubungan antara nilai petrofisik log terhadap nilai proksimat batubara peringkat rendah 2. Mendapatkan formula empiris dari korelasi petrofisik terhadap nilai proksimat batubara peringkat rendah I.4. Lokasi Penelitian Lokasi daerah penelitian dengan skala 1: (Gambar 1.1) berada di lapangan batubara Tanjung Enim dengan koordinat 3 45'37"S '57"E yang terletak pada dua Kecamatan yaitu Gunung Megang dan Rambang Dangku, Kabupaten Muara Enim, Propinsi Sumatra Selatan. Lokasi penelitian berjarak kira-kira +/- 8 km dari pusat kota kabupaten Muara Enim serta dapat dijangkau melalui jalur darat dengan kendaraan dari instansi perusahaan. Daerah yang dikaji merupakan bagian dari Cekungan Sumatera Selatan. Gambar 1.1 Lokasi Penelitian ditunjukkan pada bagian kotak berwarna biru

6 6 I.5. Batasan Masalah Dalam penelitian ada beberapa batasan masalah yang dilakukan, antara lain: Peringkat batubara ditentukan berdasarkan data dari dua jenis sumur masing-masing 3 sumur compensated (log standard/log lengkap) dan 3 sumur uncompensated (gamma ray & density log dalam satuan Counts per second/cps). Log Compensated merupakan log yang memiliki kedalaman sekitar 486 m sedangkan log-log uncompensated merupakan log dangkal yang digunakan sebagai kontrol stratigrafi. Keenam log ini terdapat pada daerah yang dikaji dalam penelitian, serta 26 sampel batubara dalam uji proksimat pada lapisan A1, B1 dan C. Dari data tersebut, akan dilakukan analisis hubungan antara parameter petrofisika untuk mengetahui kualitas batubara, serta lingkungan pengendapan batubara di daerah penelitian. Dari analisis tersebut dapat diketahui bagaimana kualitas serta lapisan batubara prospek yang menjadi target penelitian. I.6. Peneliti Terdahulu Daerah penelitian termasuk dalam Cekungan Sumatera Selatan, dimana telah banyak dilakukan berbagai penelitian geologi maupun geofisika (Tabel 1.1). Berikut beberapa peneliti yang menjadi acuan dalam penelitian ini, antara lain: 1. Mullen (1989) Dalam penelitian yang berjudul Coalbed Methane Resource Evaluation From Wireline Logs in the Northeastern San Juan Basin. Telah dilakukan penelitian mengenai produksi gas metan dari lapisan batubara sebagai evaluasi dan pengembangan pada reservoar di Cekungan San Juan, Colorado dan New Mexico. Kebanyakan pada penelitian sebelumnya di daerah ini telah dilakukan evaluasi untuk mengetahui sumberdaya gas metan dan kualitas batubara dengan data pemboran dan testing. Sehingga pada penelitian ini, peneliti ingin mengetahui kualitas batubara melalui pendekatan statistik dengan menghubungkan data log petrofisika dengan data geokimia yaitu data proksimat. Pada penelitian ini pendekatan log yang dipakai hanya terbatas pada log densitas (RHOB) saja untuk mengetahui harga nilai proksimat ash content. Setelah

7 7 diketahui harga ash content, maka peneliti dapat mencari harga-harga nilai proksimat yang lain seperti fixed carbon, volatile matter dan moisture content. 2. Suwarna, et al (2003) Penelitian dengan judul Kajian Eksplorasi CBM Sumatera Selatan. Penelitian ini berfokus untuk mengetahui keberadaan gas metan serta untuk meningkatkan pemahaman akan besarnya potensi gas metan di daerah Sumatera Selatan sebagai energi alternatif. Data-data yang digunakan meliputi pengukuran batubara (pengukuran terukur/ms, pengukuran rekahan batubara atau cleat) dan pengukuran laboratorium (analisis proksimat). Secara spesifik penelitian ini adalah dilakukan untuk mengetahui kuantitas dan kualitas CBM dari batubara Muara Enim dan implikasi eksplorasi CBM sebagai sumber daya nenergi terbarukan, mengukur dan menganalisa deposit batubara dan proses pembatubaraan, mengetahui perkembangan lingkungan sedimentasi dan model struktur dari Cekungan. Secara petrografi kelompok maseral batubara didominasi oleh vitrinit sebesar 69,4 97,4%. Inertinit 0,4 22,0%. Eksinit 0,4 18,2%. Bahan mineral didominasi oleh mineral lempung dengan sedikit pirit dan karbonat termasuk tingkat rendah (0,4 5,4%). Kajian fasies bahan organik menunjukkan bahwa batubara terendapkan di zona rawa berhutan basah sampai limnik, dalam lingkungan pengendapan lower delta plain transgresi. 3. Sosrowidjojo & Saghafi, 2009 Dalam penelitian yang berjudul Development of the first coal seam gas exploration program in Indonesia: Reservoar properties of the Muaraenim Formation, South Sumatera. Tahap pertama proyek yang dilakukan pada penelitian ini dirancang untuk menguji sifat reservoar gas dengan fokus pada kapasitas penyimpanan gas batubara dan properti komposisi. digunakan adalah data petrologi organik batubara, data proksimat, dan 5 (lima) sumur pemboran. Analisis proksimat menunjukkan hasil bervariasi yaitu kandungan abu berkisar dari 2,6 32,0%, kandungan moisture dari 10 24%, densitas densitas batubar dari 1,32 g/cm 3 1,57 g/cm 3, serta fixed carbon dari 23,8 43,5%. Analisis petrografi batubara menunjukkan nila vitrinite yang tinggi yaitu 76% - 87%. Pengukiran kandungan gas menunjukkan komposisi gas CH 4 dari 79,73 93,36%, CO 2 5,82 19,41%, N 2 +C 2 0,43 0,86%. Porositas 8,33 15,84%.

8 8 Kesimpulan dari penelitian ini menunjukkan lokasi penelitian kajian merupakan reservoar gas yang paling tinggi cadangannya di Indonesia. 4. Bambang et al (2010) Penelitian dengan judul Modifikasi Persamaan Proximate Log Standard sebagai Hasil Studi Lapangan CBM Rambutan Sumatra Selatan. Penelitian ini menjelaskan hubungan antara data log petrofisika dengan data proksimat batubara hasil uji laboratorium yang banyak. Pada studi ini, sebanyak 134 perconto batubara baik berupa core ataupun cutting yang diambil sebagai representasi dari lima lapisan batubara (seam) pada kelima sumur CBM lapangan Rambutan Sumatera-Selatan (RSS) akan digunakan sebagai dasar untuk memperbaiki persamaan log conventional agar dapat dipakai pada evaluasi CBM untuk semua lapisan batubara di lapangan RSS. Penelitian ini mencoba memodifikasi persamaan log dari Mullen, Kim dan Mavor. Khusus persamaan Mullen, peneliti disini tidak mencoba merubah apa yang dilakukan Mullen (1989) yaitu tetap hanya menggunakan log densitas RHOB yang dihubungkan dengan data ash content untuk mencari nilai proksimat lainnya meskipun persamaan berbeda dari hasil yang diperoleh Mullen (1989). 5. Akbari & Sutrisno (2014) Dalam penelitian yang berjudul Interpretasi Data Geofisika Well Logging dan Analisis Hubungan Density Log dengan Kualitas Batubara. Penelitian ini menggunakan data well logging dari 9 sumur, data proksimat batubara, interpretasi data log gamma ray dan log density. Kesimpulan dari penelitian ini adalah tiga hasil analisis hubungan density log dengan kualitas batubara, yang terbaik adalah analisis density log terhadap nilai kalori batubara dengan koefisen korelasi (R 2 ) sebesar 0,6396 atau 63,96% yang menunjukkan korelasi yang kuat.

9 9 Tabel 1.1 Daftar Penelitian Terdahulu No. Penulis Judul Data dan Metode Kesimpulan 1. Mullen, 1989 Coalbed Methane Resource Evaluation From Wireline Logs in the Northeastern San Juan Basin digunakan Wireline Log dan data Proksimat Batubara Berdasarkan persamaan yang dihasilkan dimana parameter ash content sangat signifikan berpengaruh terhadap parameter densitas batubara namun nilai fixed carbon dan volatile matter sangat bervariasi. Sehingga parameter ash content menjadi parameter utama yang dijadikan acuan dalam penelitian. 2. Suwarna et al., 2003 Kajian Eksplorasi CBM Sumatera Selatan digunakan petrologi organik, geologi lapangan Secara petrografi kelompok maseral batubara didominasi oleh vitrinit sebesar 69,4 97,4%. Inertinit 0,4 22,0%. Eksinit 0,4 18,2%. Bahan mineral didominasi No. Penulis Judul Data dan Metode Kesimpulan

10 10 Tabel 1.1 Daftar Penelitian Terdahulu (lanjutan) 2. Suwarna et al., Kajian oleh mineral 2003 Eksplorasi digunakan lempung dengan CBM petrologi organik, sedikit pirit dan Sumatera geologi lapangan karbonat termasuk Selatan tingkat rendah (0,4 5,4%). Kajian fasies bahan organik menunjukkan bahwa batubara terendapkan di zona rawa berhutan basah sampai limnik, dalam lingkungan pengendapan lower delta plain transgresi. 3. Sosrowidjojo & Development Analisis proksimat Saghafi, 2009 of the first digunakan adalah menunjukkan hasil coal seam gas data petrologi bervariasi yaitu exploration organik batubara, kandungan abu program in data proksimat, berkisar dari 2,6 Indonesia: dan 32,0%, kandungan Reservoar moisture dari 10 properties of 24%, densitas the densitas batubara Muaraenim dari 1,32 g/cm 3 Formation, South Sumatra

11 11 Tabel 1.1 Daftar Penelitian Terdahulu (lanjutan) No. Penulis Judul Data dan Metode Kesimpulan 3. Sosrowidjojo & Saghafi, 2009 Development of the first coal seam gas exploration program in Indonesia: Reservoar propertie s of the Muaraenim Formation, South Sumatera digunakan adalah data petrologi organik batubara, data proksimat, dan 5 (lima) sumur pemboran 1,57 g/cm 3, serta fixed carbon dari 23,8 43,5%. Analisis petrografi batubara menunjukkan nila vitrinite yang tinggi yaitu 76% -87%. Pengukiran kandungan gas menunjukkan komposisi gas CH 4 dari 79,73 93,36%, CO 2 5,82 19,41%, N 2 +C 2 0,43 0,86%. Porositas 8,33 15,84%. Kesimpulan dari penelitian ini menunjukkan lokasi penelitian kajian merupakan reservoir gas yang paling tinggi cadangannya di Indonesia.

12 Tabel 1.1 Daftar Penelitian Terdahulu (lanjutan) 12 No. Penulis Judul Data dan Metode Kesimpulan 4. Bambang et al., 2010 Modifikasi Persamaan Proximate Log Standard sebagai Hasil Studi Lapangan CBM Rambutan Sumatra Selatan digunakan adalah data proksimat, log standard. Pengujian hasil uji laboratorium dengan metode perhitungan dari Formula Mullen, Mavor, dan Kim menunjukkan bahwa persamaanpersamaan log tersebut tidak cocok diaplikasikan untuk evaluasi batubara di lapangan Rambutan Sumatra Selatan. 5. Akbari & Sutrisno, 2014 Interpretasi Data Geofisika Well Logging dan Analisis Hubungan Density Log dengan Kualitas Batubara digunakan adalah data well logging 9 sumur, data proksimat batubara, interpretasi data log gamma ray dan log density Tiga hasil analisis hubungan density log dengan kualitas batubara, yang terbaik adalah analisis density log terhadap nilai kalori batubara dengan koefisen korelasi (R 2 ) sebesar 0,6396 atau 63,96% yang menunjukkan korelasi yang kuat.

13 13 I.7. Keaslian dan Manfaat Penelitian Penelitian ini merupakan perkembangan dari penelitian yang telah dilakukan oleh beberapa peneliti. Ada dua eksperimen sebagai acuan utama dalam penelitian ini yaitu penelitian yang dilakukan oleh Mullen (1989) yang mengintegrasikan data proksimat dengan data log pada cekungan San Juan di Amerika Serikat yang memiliki karakteristik batubara berperingkat sedang tinggi. Berdasarkan penelitian yang dilakukan sebelumnya, penelitian ini dapat dikatakan belum pernah dilakukan pada lapangan Tanjung Enim karena menggunakan dua log berbeda yaitu log compensated dan log uncompensated untuk diintegrasikan dengan hasil analisis proksimat, serta dalam melakukan korelasi persamaan-persamaan yang dihasilkan menggunakan korelasi statistik (uji statistik) pada batubara berperingkat rendah - sedang di Indonesia. Manfaat penelitian ini adalah memberikan sebuah solusi dengan menyajikan formula empiris yang dapat digunakan untuk menentukan lapisan batubara berdasarkan analisis petrofisik tentang sensitifitas log untuk menentukan nilai proksimat batubara khususnya daerah kajian serta untuk batubara yang memiliki karakteristik yang sama di Indonesia.