eksplorasi wgc 2010 ppt

SC 5‐1 : Introduksi Teknologi Eksplorasi Panas Bumi

Sayogi SUDARMAN, Ketua Bidang Kompetensi [email protected]

22‐23 April 2010Hotel Patra Jasa A. Yani, Jakarta

© IGA Education 1WGC2010 SC5‐1: Teknologi Eksplorasi Panas Bumi Sayogi Sudarman, 2010

mailto:[email protected]

Bgm Std ?

Skillful Aplications

Memahami & melaksanakan konsep

Apa, Kenapa ?

Awareness &Basic Appl.

Memahamikonsep dasar

Bgm Inovasi ?

Mastery Appl.

Rekomendasi effectiveness

Introduction Intermidiate Advanced


Pendahuluan dan Tinjauan Umum

Pra Eksplorasi ‐‐WKP

Eksplorasi

Kelayakan Cadangan

Bor Pengembangan

Masa Produksi

Kesimpulan


PendahuluanBahan dibuat lebih praktikal ‐ fungsi eksplorasi pada setiap tahapan alur pengembanganBahan diberikan 40% teori dan 60% studi kasus agar dapat segera diaplikasikan

Tinjauan Umum Gambaran umum prospek dan reservoir panasKarakteristik reservoir dan dampak pengembangan


Penyebaran prospek panas bumi di Indonesia : Jalur Gunung Api ‐ Subduction


Caldera

DomeGraben

Dieng Mixing Model(M Budiardi et al. IPA, 1991)

Geological Setting


Geothermal Reservoir System Vs Boil Water at the Kitchen

• Pluton as heat sources, 400 C

• Reservoir rocks, permeable formation

•Cap rocks, impermeable hydrothermal clay formation

• Meteoric water recharge, steam vent up flow and hot water out flow discharge


NZ. Geothermal Institute Lecture Note, 1993


Temperatur‐ High T (>220°C), Quarter, sistimbervariasi‐Moderate T (150 – 200°C), Quarter‐Tersier, Hot Water‐ Low T ( 100 – 150°C), Tersier, Hot Water

Tipe (High T System)‐Hot Water Dominated (Dryness Y = 20‐30%, 220 – 320°C)‐ 2 phase (Y = 70‐90%, 270 ‐ 300°C)‐ Steam Dominated (Y = 100%, 235‐240°C)

Volc dan non‐volc related


HIGH T SYSTEM

Outflow

LOW T SYSTEM OR OUTFLOW

Moderate T System

Travertine


http://geothermal.marin.org/GEOpresentation/sld012.htm

IMPERMEABLE ARGILLITIC CAP KARAKTERISTIK RESERVOIRPropilitik EWA (lava, breksi vulk, sedimen)Petrofisika (Porositas ɸ = 5‐15%, Permeabilitas K = 3‐250mD)

t.j ρ <10:50 Ohm.m, M = 0.1: 3 A/m, Sigma σ = 2.45: 2.6‐2.65 gr/cc, TG > 20oC/100m

Fluida (Y = 0 (L‐M), 20‐30, 70‐90, 100%)NCG (<1 ‐ >10% by wt)A ( 5‐40 km2), D (700‐2000m), h (500–1.800 m)P = 20 (M) ‐ >400 MWQ = 5 ‐ >20 MW/well

• Infiltrasi air hujan merupakan bahan dasar fluida panasbumi• Sumber panas gunung vulkanik, permeabel reservoir dan impermeabellapisan penudung faktor sistim panasbumi


2

3

4

5

6

7

8

0 1 2 3 4

% D

epleted p.a

Air Panas2‐FasaUap

Water cooling deficit in mass balanceAir cooling,

Air Cooling + Water cooling

Water cooling


Investasi :a. Sistim dominasi uap (100% uap), palingmurah, sumur reinjeksi minim, tdk dibutuhkanpipa brine

b. Sistim 2‐fasa (70‐90% uap), sumur reinjeksi dan pipabrine perlu cukup banyak

c. Sistim dominasi air panas (20‐30% uap), sumurreinjeksi dan pipa brine perlu banyak


Operation and Maintenance :a. Sistim dominasi uap (100% uap), make‐upwell(s) per 2 tahun, hampir bebas scaling

b. Sistim 2‐fasa (70‐90% uap), make‐up well(s) per 3 tahun, potensial scaling

c. Sistim dominasi air panas (20‐30% uap), make‐up well(s) per 5‐7 tahun, sangat potensial scaling


BEP (6‐8)0 35(2‐3) (3‐5)

Development Stages and Time ScheduleEx

ploration

Dev

elop

men

t

Production ‐ Production ‐ Production


?

?

?

?

Impermeabel clay cap alteration

Konsep pengembangan : sistim tertutup dan berkelanjutan, menjaga keseimbangan material dan panas

Peranan eksplorasi – menyediakan model tentative reservoir, est. potensial awal, penentuan lokasi bor, masukan bagi reservoir dan produksi


Geologi (kwater mother heat souce, karakteristik batuan reservoir) : ‐ fokus pada alterasi, heat loss, mother source, dating cap rocks, petrofisika reservoir rocks, circular feature dan (mini) graben

Geofisika (non seismics geometri cap dan reservoir rocks) :‐ fokus pada geolistrik (DC‐Schlumberger, MT/CSAMT, MAM, logging), gravitasi, aero‐magnetics, temp. dan thermal gradient, geofisika mikro

Geokimia (anorganik T dan sistim fluida) : ‐ fokus pada cathion dan gas geo‐thermometer, isotope tracer, Cl, silica dan gas changes



Month Activity

Regional/Semi Detail Survey

(3 –4)Detail Survey Expl

Model & potential, ready to drill

(6 – 8) Expl.well Prod. test 3‐5 wells

(1 ‐ 2)

(30 – 36) Development(SF + PP)

FSTech ‐ Econ ‐ Environment

(1) Commisioning & Test

Prep : 4 – 7

Production

(3)

Nego base of PPA

Devt : 44 – 54

Total : 48 – 61 month

(3 –4)

(1 –3)

Monitoring & Res mgt

Tender of working area

UKL/UPL

Tender WKP – Survai Pendahuluan : ‐membentukmodel awal reservoir tentative, belum siap untuk dilakukan bor eksplorasi

Tahapan Pemboran – Survai Detil : ‐membentuk model tentative diuji dengan pemboran eksplorasi, produksi dan reinjeksi

Tahapan Produksi : ‐monitoring perubahankarakteristik reservoir selama masa produksi


Model SP belum siap bor : A, T, potensial awal

Luasan A dari data geolistrik mapping respon alterasi lempungan plus struktur geologi

Data geologi : manifestasi, circular feature dan patahan utama, cap rocks 300 – 500.000 thn

Konstruksi hidrogeologi dari data geokimia saja


GeotermometerK/Mg, SiO2 (out‐flow, manifestasi di lereng gunung atau dataran)ToC = (1522)/(5.75 ‐ log SiO2) – 273 (Fournier, 1981)

ToC = (4410)/(14.0 ‐ log K2/Mg) – 273 (Giggenbach, 1988)

Na/K (up flow di topografi tinggi)ToC = (1390)/(log Na/K + 1.75) ‐ 273 (Giggenbach, 1988)

Gas (fumarola)‐Metan (CH4) log XCO2 + 4 log XH2 – log XCH4 = ‐5.922 ‐

13178/T + 0.01959T ‐ Amonia (NH3) log XN2 + 3 log XH2 – 2 log XNH3 = ‐19.245

‐ 5179/T + 0.0336T(Xi : mole fraction of gas species i ; T in oK)

‐ D’Amore & Panichi (H2‐CO2‐CH4‐H2S) Empiris

Isotop (fumarola)Δ18O (CO2‐H2O)g = 7.849 (103/T) + 2.941 (103/T2) ‐8.87

(D’Amore & Panichi (1987)

Grafik T vs Depth

Hochstein and Sudarman, 2008


250 – 450K thnGAGAK

KASUR

KIARA BERES X

XX

X

X

1

2

75 4

3XX 6

300 – 450K thn

Kamojang DiengSalak


Darajat Kamojang


Model Tentative SD siap bor Geofisika lebih berperan (GF 60‐70%, GL 20%, GK 10‐20%)

Geometri A, h, D (MT/DC mapping dan sounding)

T, porositas, permeabilitas dan sistim fluida (Cl, silica, ɸ, h cap rocks)

Potensial Terduga

Konstruksi hidrogeologi dari data GG&G


Degree of Confidence? 1. Reservoir Formation and Lithology – peta geologi2. Area (Km2) – data geolistrik danTG3. Potential (MW) – data integrasi4. Depth of Top Reservoir (m) – data geofisika5.Temperature (⁰C) – data geokimia6.Output (MW/well) – data K danT7. Porosity (%) – data lab petrofisika untuk kontrol potensial8. Permeability (mD) – data lab petrofisika untuk kontrol output sumur9. Geothermal system, i.e Dryness or Wetness (%) – data geokimia10. Non Condensable Gas in Steam (% by wt) – data lab geokimia dari

fumarola/solfatara


Kurva DC‐Schlumberger Sounding dan Interpretasi 1 Dimensi

Interpretasi 1 Dimensi MT : Layer‐2 konduktif sebagai representasi cap rocks alterasi lempungan

Sounding DC/MT


Ushijima et al, WGC 2005


Tentative Model : eg. Dieng


Cluster sumur eksplorasi untuk menguji model (1 Cluster per 3 km2) ‐ Pilih daerah up flow, cari zona k dan T keduanya tinggi‐ Kedalaman D ekonomis‐ Aman terhadap volcanic hazard

Cluster sumur produksi ‐ Proven area

Cluster sumur reinjeksi ‐Menghindari thermal break‐through‐Mengacu hasil simulasi reservoir, trial and error


Area : eg. Wayang Windu DC Mapping Geothermal Field


Reinjection

ProductionExpl.

Jarak manifestasi Ke sumur 250m


Bali Cisolok


Asesmen Cadangan‐ Review model tentative model reservoir (alterasi, peta dan

penampang T, feed zone) ‐ Est. potensial proven dan review potensial terduga (simulasi statis)‐ Karakteristik reservoir (batuan dan kualitas uap)‐ Est. rata‐2 well output

Area Bor Pengembangan‐ Sumur produksi (zona K tinggi dan K moderate)‐ Sumur reinjeksi (zona K rendah)


P = 0.22 x A (km2) x Delta TNilai c = 0.22, asumsi water dominated w/recharge, porositas 10% dan ketebalan reservoir h = 2.000mDelta T = (Tres –T inlet) oC‐ T res, dari data geothermoter cathion or gas or gabunganA (km2) dari data mapping MT or DC‐Schlumberger or gabunganTop reservoir dari data sounding MT or DC‐Schlumberger or gabunganBottom reservoir 2.500m, kedalaman ekonomis pemboran

A = luas prospek (km2)

h = ketebalan res (bottom‐top res)

Ø = pori‐pori batuan terisi fluida

top reservoir

bottom reservoir, 2500m

reservoir

pabum

S. Sudarman, 2000

ErrorVolV = 25%, Error Por Ø = 50%, Error Temp. T = 10% ‐‐ RMS = (eV2 + eØ2 + eT2)1/2 = 57% didominasi eØ


Peta K dibentuk dari data CSAMT,MAM dan data sumur (S.Sudarman et al, WGC‐2000,Japan).X cluster eksplorasi berbeda dariexisting

Pemboran akan berhasil jika : menembus top reservoir (D) menemukan temperatur (T) dan permeabilitas (K) tinggi (plume low resistivity)

Area Bor Pengembangan


Drilling prognosis‐ Acuan operasi pemboran bagi drilling engineer‐ Kekerasan batuan (rpm, wob, bit), lempung alterasi dan profil T (drilling fluid), partial/total loss (pompa), coring, P‐T‐S, prod. casing shoe (semen casing), TD (feed zone)

Wellsite Geology ‐ Validasi/revisi drilling prognosis sesuai hasil pemboran dan kondisi sumur, perhatikan prod. casing shoe dan TD

‐ Perubahan alterasi argilitik ke propilitik, T dan sifat lumpur, drilling break

Alterasi‐ Intensitas Alterasi derajat kehancuran – L‐S‐K (loss circulation)‐ Rank Alterasi tipe alterasi argilitik (clay minerals), propilitik (EWA), felspatik (Ampibol) dan fluid inclusion (est. T formasi)


Matriks Drilling Prognosis

L M K 0 50 100% P TL 0 50 100% 0 50 100% 0 100 200 300

Spinner (cps)Depth (meter)

Litologi/Fm Top‐Bottom cap rocks

Coring dan

Water Sampling

Kekerasan Batuan

Total Kandungan Lempung

Loss ZoneTotal EWA (Epidote, Wairakite, Adularie)

Total Seal Minerals (Silika, Karbonat,

Anhidrit)P & T

Top Reservoir (Bottom

Cap Rock)

X X X

Kegagalan pemboran – terjepit, gagal penyemenan

Percepatan/perlambatanpemboran

Info reservoir: batuan danfluida, utk studi lanjut

X

Driver ~Drilling Eng.Navigator ~

Drilling Prognosis

Adularia


Gagal penyemenan,bila production casing shoe di bawah top reservoir

Mungkin karena drilling prognosis tidak tepat dan wellsite geologist tidak antisipasi on real time.

Top reservoir

Prod. Casing Shoe


P‐T‐S Log

KMJ‐63

(S. S

udarman et a

l., W

GC 20

00)

Feed Zone:h (T profile) 450m

h (spinner) 200m √


Simulasi reservoir dinamis • Blok diagram model reservoir komprehensif (peta alterasi, K , T) • Perubahan masa, hidrogeologi Monitoring perubahan manifestasi • fisik (debit, T, heat loss, warna, perluasan steaming ground)• kimia fluida (pH, konsentrasi anion Cl, SO4, HCO3 dan gas NCG)Monitoring perubahan kimia fluida sumur• Cl dan SiO2, Gas NCGMonitoring perubahan fisik reservoir masa (gravitasi‐mikro dan subsidence)• porositas dan permeabilitas (repeated mise‐a‐la‐masse)Monitoring pergerakan air reinjeksi• tracer isotope, gempamikro


P = I + ΔM + R (X, Y), K?


3000

4000

2000

1000

0

Ave

rage

wel

l bo

re s

team

sat

urat

ion

1

0.8

0.6

0.4

0.2Lemigas, 2001

2

1

3

Jan 84 88 92 96 00 04 08 12 16 20 24 26

Sv

1

2

4 smr, 780 T/j- 0.75 bar/thn

8 smr menyebar, 1380 T/j- 0.51 bar/thn

3 8 smr menyebar + Kmj 35, 1690 T/j- 0.23 bar/thn


Chloride Spring

Chloride Sumur

CO2 Sumur

Cl Tracer

Monitoring Kimia Fluida SumurPerubahan Cl dan CO2 selama produksi (Glover and Scott, WGC 2005)

Sistem air panas:3. SiO2 ‐ T 4 . T break trough – reposisi reinjeksi

Sistem air panas:1. Cl ‐ Y (reinjeksi tidak efektif)2. Steam cap ‐ steaming ground © IGA Education 48WGC2010 SC5‐1: Teknologi Eksplorasi Panas Bumi Sayogi Sudarman, 2010

Foto satelit (Ikonos) :Hilang hot springs atau berkurang ketinggian spouting spring

Meluas steaming ground karena terbentuk steam cap di reservoir

Berkurang steam cloud


Monitoring Perubahan Masa Reservoir

ΔM (Kg) = 2.39 x10^10 ƩΔg (µGal) x ΔA (m2)


Hypocentrum Reinjeksi Salak

SW NE

Hypocentrum Semburan

LUSI


1. Inhibitor dimasukan dalam sumur injeksi – pH2. Acidicing untuk membersihkan scaling di formasi reservoir

Amorphous Silica(1,500 ppm, 320oC)

Amorphous Silica(700 ppm, 250oC)


Budihardi et al, IPA 1991, Hochstein and Sudarman, WGC 2010


Tahap Eksplorasi (GF)Model tentative reservoir detil dan lengkap merupakan kunci keberhasilan sumur bor eksplorasi dan kelangsungan proyekResources FS yg akurat dan lengkap (T, potensial, D, sistim fluida, well output) merupakan landasan perhitungan harga listrik yg layak

Tahap Pengembangan (GL)Penentuan lokasi dan target pemboran sumur produksi dan reinjeksi yg baik akan dihasilkan oleh studi bersama eks. dan reservoir eng.Drilling prognosis yg mudah dimengerti oleh drilling eng. serta wellsite geology yg siap‐tanggap sangat menentukan kesuksesan operasi pemboran termasuk sumur eksplorasi

Tahap Produksi (GK)Model reservoir komprehensif yang dibuatoleh reservoir eng. bersama eksplorasionis akan menghasilkan simulasi reservoir yang akuntabelData monitoring geosain akan menentukan keberhasilan manajemen reservoir dan majemen produksi


eksplorasi wgc 2010 ppt

Documents