geomigas bitumen, petroleum, dan natural gas
TRANSCRIPT
5/13/2018 Geomigas Bitumen, Petroleum, Dan Natural Gas - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/geomigas-bitumen-petroleum-dan-natural-gas 1/24
BITUMEN, PETROLEUM, DAN
NATURAL GAS
5/13/2018 Geomigas Bitumen, Petroleum, Dan Natural Gas - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/geomigas-bitumen-petroleum-dan-natural-gas 2/24
Komposisi Bitumen dan Minyak Bitumen & Petroleum (crude oil) mengandung empat f raksi
Fraksi Kelas Senyawa penting
1) HC jenuh n-aklana
Senyawa cabang = Isoprenoid
Siklik = sterana, diterpana, triterpana
2) HC aromatik HC Aromatik sederhana (ringan) : benzena dan toluena
HC aromatik yang bebih berat dan HC naphthenoaromatik
turunan dari sterana, diterpana, triterpana
Senyawa kecil yang mengandung sulf ur
3) Senyawa NSO Fraksi ringan = molekul kecil sedang yang terdiri dari polars,NSO dan resin
Senyawa Heteratom = porphyrin, fatty acid
4) Asphaltenes Molekul aromatik, kaya heteroatom
Berat molekul sangat besar dapat 50.000 sehingga tidak larut
oleh pelarut ringan (nephta)
5/13/2018 Geomigas Bitumen, Petroleum, Dan Natural Gas - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/geomigas-bitumen-petroleum-dan-natural-gas 3/24
Biomarker
Dalam bitumen dan crude oil mengandung
biomarker
± B
iomarker = biological marker ± asal biological precursor molecules
± digunakan sebagai indikator organisme asal dari
bitumen dan petroleum
± biomarker bukan index fossil
5/13/2018 Geomigas Bitumen, Petroleum, Dan Natural Gas - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/geomigas-bitumen-petroleum-dan-natural-gas 4/24
Biomarker
Biomarker Precursor
n-alkana (> C22) Tumbuhan darat lilinan
n-alkana (C17, C22) Lipid alga
Isoprenoid (< C20) Klorof il
Isoprenoid (> C20) Lipid atau klorof il dari alga hypersaline
Porphyrin Klorof il
Sterana Steroid
Triterpana Triterpenoid bakterial
Diterpana HC dalam resin tumbuhan
Nophtheno aromatik
besar
Steroid, triterpenoid
5/13/2018 Geomigas Bitumen, Petroleum, Dan Natural Gas - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/geomigas-bitumen-petroleum-dan-natural-gas 5/24
Biomarker-Sterana
Konversi diagenetik
dari C29 menjadi sterana
(Mackenzie, & McKenzie, 1983op.cit. Waples 1985)
5/13/2018 Geomigas Bitumen, Petroleum, Dan Natural Gas - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/geomigas-bitumen-petroleum-dan-natural-gas 6/24
Transf ormasi katagenetik sterana
5/13/2018 Geomigas Bitumen, Petroleum, Dan Natural Gas - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/geomigas-bitumen-petroleum-dan-natural-gas 7/24
Faktor yang mempengaruhi senyawa
bitumen dan petroleum
Biomarker = ± N-alkana :
Asal tumbuhan dan lipid alga
konsentrasi tinggi;
katagenesis = membentuk senyawa pan jang rantai seperti fatty acid dan alkohol;
Asal tumbuhan dengan no atom karbon gan jil, misal C23, C25, C27,C29 dan C31
n-alkana alami hidrogenasi (reduksi) fatty acid rantai pan jang dan alkohol yang memiliki no atom karbon genap;
No atom C-genap = sedimen evaporit dan karbonat dengan input asal darat yang kecil serta kondisi diagenetik yang reduksi
Mengukur dominasi C gan jil pada n-alkana dengan CPI (carbon pref erence index)
5/13/2018 Geomigas Bitumen, Petroleum, Dan Natural Gas - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/geomigas-bitumen-petroleum-dan-natural-gas 8/24
Distribusi n-alkana
sedimen baru yang kaya material terestrial
5/13/2018 Geomigas Bitumen, Petroleum, Dan Natural Gas - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/geomigas-bitumen-petroleum-dan-natural-gas 9/24
Distribusi n-alkana
ekstraksi batuan dari limestone (evaporite condition)
5/13/2018 Geomigas Bitumen, Petroleum, Dan Natural Gas - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/geomigas-bitumen-petroleum-dan-natural-gas 10/24
Faktor yang mempengaruhi senyawa
bitumen dan petroleum Rumus CPI =
CPI = C gan jil (C23-31) / C genap (C24-32) + C gan jil (C25-33) / C genap (C26-32)
Jika = ± CPI = 1, maka jumlah atom C gan jil dan C genap sama
± CPI > 1, maka jumlah aton C gan jil dominan
± Porphyrin Asal klorof il
Selama diagenesis, maka ion magnesium dari klorof il men jadi hilang selamadiagenesis awal, namun diganti oleh Vanadyl (VO+2)
± Isoprenoid Asal klorof il (C
16-18)
sumber dari molekul Fitana ( phytane) dan pristana ( prystane) Isoprenoid punya 15 atom karbon
C15 isoprenoid menggantikan C20
Rasio f itana/pristana indikator tingkatan oksigen dalam kondisi diagenesis,sehingga digunakan berasosiasi dengan lingkungan oksidasi
5/13/2018 Geomigas Bitumen, Petroleum, Dan Natural Gas - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/geomigas-bitumen-petroleum-dan-natural-gas 11/24
Faktor yang mempengaruhi senyawa
bitumen dan petroleum ± Sterana
Asal dari steroid ( precursor )
Diagenesis mengubah sterana (cyanobacteri atau blue-grean alga) men jadi HC sterana
± Triterpana
± Diterpana
± Naphthenoaromatic
± Parameter lain (Sulf ur) Kandungan sulf ur pengaruh diagenetik
Atas alasan ekonomi dan lingkungan, minyak bisa mengandung > 0,5%
sulf ur = sulf ur tinggi; asal kerogen dengan sulf ur tinggi Sulf ur menyatu dengan kerogen terbentuk didalam sedimen non
klastik yang terakumulasi pada reduksi sulfat anaerobik
Kandungan sulf ur rendah = lakustrin dan batuan klastik asal laut
Kandungan sulf ur tinggi = batuan laut euxinic atau anoxic
5/13/2018 Geomigas Bitumen, Petroleum, Dan Natural Gas - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/geomigas-bitumen-petroleum-dan-natural-gas 12/24
± Maturitas Mempengaruhi komposisi
minyak
Rasio S/N menurun,berarti kematangan
meningkat
± Transf ormasi Reservoir Cracking dan
Deasphalting
± Cracking
» Pembelahan
molekul besar men jadi molekul kecil
» Mengubah molekul berat men jadi lebih ringan
» Minyak lilinan (w axy oils) men jadi tidak lilinan
» API gravity meningkat
Api Gravity = ukuran minyakdibandingkan dengan air; API grav > 10,
maka mengambang diatas air (minyakringan/lighter oils)>31,1 = light crude oil (CO); 22.3-31.1 =medium CO; <22,3 = heavy CO
» Pour point (titik aliran) dan viscositas menurun
» Fungsi dari waktu dan temperatur dalam reservoirT reservoir <80oC = minyak stabil tanpamemperhatikan pan jang waktu didalam reservoirT reservoir >120oC = minyak akan normal bila baru masuk ke reservoir
5/13/2018 Geomigas Bitumen, Petroleum, Dan Natural Gas - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/geomigas-bitumen-petroleum-dan-natural-gas 13/24
Transf ormasi Reservoir
± Deasphalting = akibat dari cracking
» Molekul asphaltene men jadi kurang larut
Biodegradasi dan water washing
±
Water washing» Pelarutan komponen yang dapat larut pada crude oil
didalam air yang kontak dengan minyak
» Molekul HC terkecil dan benzena (HC aromatik) mudah larut
» Dampak tidak besar karena kebanyakan HC memiliki kelarutan rendah terhadap air
± Biodegradasi
» Proses transf ormasi dimana bakteri dapat merusaksenyawa minyak
» Bakteri campuran = aerobic dan anaerobic strain
5/13/2018 Geomigas Bitumen, Petroleum, Dan Natural Gas - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/geomigas-bitumen-petroleum-dan-natural-gas 14/24
Transf ormasi Reservoir
± Biodegradasi (lan jutan)
» Hanya bakteri aerobik yang menyerang HC
» Bakteri anaerobik menghabiskan beberapa
bagian yang merupakan byproduct yang teroksidasi hasil gangguan dari bakteri aerobik
» Mengubah sifat f isik dari minyak
» Berimplikasi keuangan negatif
» Minyak terbiodegradasi parah tidak dapat diproduksi, misal Athabasca Tar sand di Alberta,
Canada dan Minyak Orinoco di Venezuela
5/13/2018 Geomigas Bitumen, Petroleum, Dan Natural Gas - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/geomigas-bitumen-petroleum-dan-natural-gas 15/24
Transf ormasi Reservoir
± Biodegradasi (lan jutan)
» Kondisi pendukung =
1)kehadiran Oil-water inf erface (organisme hidup dalam fase air)
2)Pasokan air meteorik yang membawa nutrisi dan oksigen terlarut
3)Temperatur < 80OC
» Dimulai ketika migrasi minyak, dimana oil-water interaction maksimal
» Ter jadi dalam reservoir (kebanyakan)
» Ter jadi perubahan sifat f isik dan kimia
» Bakteri mengganggu n-alkana konf igurasi rantai lurus, dimana enzim
bakteri beker ja ef isien, juga atraktif mengganggu rantai pan jang, rantai
alkil pada struktur siklik
» Perubahan komposisi dengan meniadakan HC jenuh
5/13/2018 Geomigas Bitumen, Petroleum, Dan Natural Gas - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/geomigas-bitumen-petroleum-dan-natural-gas 16/24
Sifat Fisik dan Kimia Crude Oil
akibat Biodegradasi
Pengaruh biodegradasi terhadap sifat crude oil secara fisika dan kimia
5/13/2018 Geomigas Bitumen, Petroleum, Dan Natural Gas - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/geomigas-bitumen-petroleum-dan-natural-gas 17/24
Sifat Fisik dan Kimia Crude Oil
akibat Biodegradasi
Pengaruh biodegradasi terhadap sifat crude oil secara fisika dan kimia
5/13/2018 Geomigas Bitumen, Petroleum, Dan Natural Gas - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/geomigas-bitumen-petroleum-dan-natural-gas 18/24
Klasif ikasi Crude Oli terbiodegradasi
5/13/2018 Geomigas Bitumen, Petroleum, Dan Natural Gas - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/geomigas-bitumen-petroleum-dan-natural-gas 19/24
Diagram Triangular memperlihatkan komposisi 636 Crude Oil
Minyak terbiodegradasi
berbeda dengan minyak normal
Terubah ~20% dari HC jenuh
Proporsi NSO dan HC aromatik
jadi meningkat Kandungan sulfur akan
meningkat
5/13/2018 Geomigas Bitumen, Petroleum, Dan Natural Gas - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/geomigas-bitumen-petroleum-dan-natural-gas 20/24
Petroleum vs bitumen
Komposisi sama, jumlah berbeda Kandungan HC (jenuh + aromatik)
Bitumen terubah men jadi minyak = Kehilangan senyawa NSO dalam kuantitas besar atau terubah
men jadi HC Bitumen dipengaruhi litologi dari host rocks
± Batuan karbonat mengandung bitumen yang senyawaberagam (heterocompounds) lebih banyak, f raksi aromatiklebih banyak dan kandungan sulf ur lebih tinggi
dibandingkan dengan shale. ± Banyak dan distribusi senyawa dalam bitumen yang
matang (mature bitumen) sukar dibedakan dengan crude oil, tapi sangat berbeda pada bitumen belum matang (immature bitumen)
5/13/2018 Geomigas Bitumen, Petroleum, Dan Natural Gas - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/geomigas-bitumen-petroleum-dan-natural-gas 21/24
Gas Alam
Mengandung banyak senyawa berbeda, walaupun dalam trace quantities
Komponen utama = HC ringan (metana melalui butana,CO2, H2S, dan N2)
CO2 dan N2 berasosiasi dengan hot reservoir CO2 berasal dari oksidasi minyak dan gas melalui
dekomposisi dari karbonat dan pengukuran carbon-isotope
Nitrogen sebagai indikator level kematangan yang tinggi yang terbentuk pada fasa transf ormasi metagenik dari
nitrogen organik dan ammonia yang diikat oleh minaral lempung
Hidrogen sulf ida (H2S) asal dari kerogen atau minyakdengan sulf ur tinggi.
5/13/2018 Geomigas Bitumen, Petroleum, Dan Natural Gas - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/geomigas-bitumen-petroleum-dan-natural-gas 22/24
Gas Alam
Biogenic gas = ± Ter jadi pada kedalaman dangkal
± Pada kedalaman ribuan meter (dalam) diperoleh dry gas dan hanya mengandung je jak HC lebih berat dibanding metana
± Gas yang dihasilkan pertama kali adalah wet gas ± Pada kematangan yang meningkat, maka gas men jadi lebih
kering sebagai hasil dari cracking dari HC berat men jadi metana.
± Gas secara isotopik lebih berat sebagai proses pembentukan gas
± Biogenic gas punya isotop lebih ringan dengan nilai 13C berkisar
dari 600/00 hingga 90 o/oo
± Gas katagenesik berupa metana lebih berat (-50 o/oo hingga -30o/oo
± Metana terakhir l(metagenetik) lebih berat = -15o/oo.
5/13/2018 Geomigas Bitumen, Petroleum, Dan Natural Gas - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/geomigas-bitumen-petroleum-dan-natural-gas 23/24
Gas Alam
Percampuran metana biogenik dan gas termal,
biasanya pada reservoir dangkal
Jarang ter jadi destruksi bakterial pada gas,tapi dapat menyebabkan perubahan
komposisi
Gas terbiodegradasi adalah kering, karena
banyak komponen berat lebih dahulu
berpindah, sehingga menghasilkan
5/13/2018 Geomigas Bitumen, Petroleum, Dan Natural Gas - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/geomigas-bitumen-petroleum-dan-natural-gas 24/24
Gas Alam
Perubahan komposisi gas pada perjalanan pembentukan gas
(Rice & Claypool, 1981 dalam Waples, 1985)