GENESA GAS METANA BATUBARA


Terjadinya Gas Metana Batubara
Terjadinya gas methan dalam batubara dengan dua cara yaitu biogenic dan thermogenic.

Biogenic Gas
Biogenic Gas terutama dalam bentuk gas methane CH4 dan CO2. Gas-gas ini dihasilkan oleh penguraian bahan organik oleh mikroorganisme yang biasanya terbentuk di rawa gambut sebagai cikal bakal terbentuknya batubara.
Biogenic gas bisa terjadi pada dua tahap yaitu tahap awal dan tahap akhir dari proses pembatubaraan.
• Tahap awal : gas yang terbentuk oleh aktivitas organisme pada tahap awal pembentukan batubara, dari gambut – lignit hingga subbituminus (Ro <0.5%). Pembentukan gas ini harus disertai dengan proses pengendapan yang cepat, karena kalau tidak ada pengendapan cepat, gas akan segera menjadi gas bebas yang menguap ke atmosfer.
• Tahap akhir : gas yang terbentuk oleh aktivitas mikroorganisme setelah lapisan batubaranya sendiri terbentuk. Batubara umumnya adalah aquifer, aktivitas mikro organisme dalam akuifer tersebut bisa memproduksi gas methane. Proses ini bisa terjadi pada batubara dengan rank manapun.

Thermogenic Gas
Thermogenic gas adalah gas yang terjadi pada saat terjadinya proses pembatubaraan yang lebih tinggi yaitu pada rank subbituminus A – high volatile bituminous keatas (Ro > 0.6%). Proses bituminisasi akan menghasilkan batubara yang lebih kaya akan karbon dengan membebaskan sejumlah zat terbang utama yaitu CH4, CO2 dan air.
Gas-gas ini terbentuk secara cepat sejak rank batubara mencapai high volatile bituminus hingga mencapai puncaknya di low volatile bituminus (Ro = 1.6%). Secara grafis pembentukan individu gas menurut rank bisa dilihat dalam Gambar 1.
Dalam penilaian potensi coal bed gas di suatu wilayah, pembuatan peta isorank yang memperlihatkan variasi lateral dari rank suatu lapisan batubara akan sangat berguna untuk memperkecil daerah sasaran kajian.

Faktor-Faktor yang mempengaruhi Serapan Gas dalam Batubara
• Tekanan :Makin besar tekanan makin besar kapasiotas serapannya tetapi dengan kecepatan yang makin berkurang sewaktu mendekati batas jenuhnya. Berkurangnya tekanan akan memperbesar desorbsinya/pelepasan gasnya. Dengan kata lain kandungan gas dalam batubara akan makin besar dengan meningkatnya kedalaman. Di dekat permukaan hingga kedalaman tertentu (sekitar 300 m ) dimana tekanannya kecil , gas-gas CBM akan gampang terbebas ke atmosfer karena kapasitas serapan gas dari batubara terbatas. Oleh karena itu biasanya potensi CBM terdapat pada kedalaman yang cukup untuk mencapai tekanan optimal.
• Temperatur :Makin tinggi temperatur makin kecil kapasitas serapannya atau mempertinggi desorpsi gasnya. Hal ini penting untuk menentukan batas bawah potensial dari gas methan tergantung pada gradien geotermal.
• Mineral matter : Gas Methan hanya terikat pada fraksi organik dari batubara. Padahal batubara mengandung pengotor dalam berbagai bentuk yang biasanya disebut mineral matter atau dalam analisa kimia dicerminkan oleh kandungan abu dan sulfurnya. Dalam hal ini mineral matter menempati ruang yang seharusnya bisa dipakai untuk menempelnya CBM dalam mikropore batubara . Makin tinggi kandungan mineral matternya makin kecil kapasitas serapan gasnya. Dalam menghitung kapasitas serapan batubara kandungan mineral matter ini harus diperhitungkan.
• Moisture : Pada prinsipnya kandungan moisture dalam batubara juga mempunyai sifat yang sama dengnan mineral matter dalam kaitannya dengan kapasitas serapan gas dalam batubara. Jadi makin tinggi kandungan air dalam batubara maka makin kecil kapasitas serapan gasnya. Dalam perhitungan kandungan gas dalam batubara hal ini juga harus diperhatikan.
• Rank Batubara: Dengnan berjalannya proses pembatubaraan (coalification) gas-gas CH4, CO2, Nitrogen dan air akan terbentuk. Metana akan terbentuk dengan kecepatan yang makin tajam ketika proses pembatubaraan bergerak dari batubara high volatile bituminus ke batubara low volatile bituminus. Sedangkan CO2, walaupun sangat mungkin akan terserap ke dalam batubara, gas ini akan mudah terlarut dalam air sehingga CO2 akan terbuang bersama air sewaktu proses dewatering. Sedangkan Nitrogen yang mempunyai daya serap rendah akan mudah dilapaskan/dibebaskan. Sebagai akibat dari itu semua maka CH4 menjadi komponen utama gas dalam batubara.

Karena kapasitas penyimpanan gas meningkat dengan meningkatnya rank batubara maka bila rank batubara lebih tinggi kemungkinan besar juga mempunyai kapasitas serapan gas yang lebih besar.

• Komposisi Maceral Batubara : Kelimpahan kandungan gas dalam batubara juga dipengaruhi oleh komposisi maceral dari batubara. Exinite atau liptinit ( type II dari organik matter) yang banyak mengandung hidrogen akan paling banyak menghasilkan gas metana disusul dengan vitrinit (tipe III organik matter).


Rekahan sebagai faktor utama yang menentukan permeabilitas lapisan

Walaupun batubara mempunyai porositas yang besar tetapi permeabilitas lapisan terutama ditentukan oleh sistem rekahan (cleat) dalam lapisan batubara. System rekahan ini merupakan jalan utama alamiah dari gas dan air yang bisa mempengaruhi ekonomis tidaknya suatu program pengembangnan eksplorasi gas dalam batubara.

Spasi rekahan dipengaruhi oleh :
• Rank : spasi rekah berkurang dari subbituminus hingga medium-low volatile bituminus dan naik lagi ke antrasit. (Rekah terbanyak pada rank medium-low volatile bituminus).
• Tebal lapisan : spasi rekah membesar dengan tebal lapisan batubara (rekah berkembang pada lapisan yang tipis).
• Lithotype : rekah terbanyak pada lapisan yang vitreous – mengkilap/glassy yang biasanya dibentuk oleh maceral yang kaya vitrinit (vitrain dan clarain), rekah juga bisa ditemukan dilapisan yang dull (fusain dan durain) tetapi kurang berlimpah dibanding lapisan vitrain dan clarain.
• Stress regional juga mempengaruhgi banyak sedikitnya rekah.

Spasi rekah juga bisa diperkirakan dari nilai HGI, dimana makin tinggi HGI makin kecil spasi rekahanya ( makin banyak rekah).