Mineral Golongan Halida & Oksida

Hi, This time I will share about mineralogy, exactly about minerals in halide and oxide group

Feel free to give any comment(s) and correction(s)

Thanks 

Pendahuluan

Mineral dapat didefinisikan sebagai zat alami yang memiliki komposisi kimia tertentu. Komposisi kimia ini menjadi dasar dalam penggolongan berbagai jenis mineral, selain komposisi kimianya mineral juga memiliki karakter fisik tertentu, karakter fisik dari suatu mineral ini dapat dimanfaatkan sebagai identifikasi awal dari mineral tersebut seperti warna, cerat, belahan, system Kristal dan lain – lain. Namun, karakter fisik dari suatu mineral kurang tepat digunakan dalam pengelompokan berbagai jenis mineral hal ini disebabkan oleh banyak mineral yang memiliki karakter fisik yang hampir sama. Pada akhirnya para ahli seperti James Dana dan Nickel – Strunz menggunakan komposisi kimia dari suatu mineral dalam melakukan penegelompokan mineral sebagai contoh dalam klasifikasi dana mineral di bagi menjadi beberapa kelompok seperti : Native elements, Oksida, Halida, Silikat, Sulfat, Sulfida dan lainnya. Jadi, factor utama dalam pengelompokan dan penamaan mineral adalah komposisi kimianya sedangkan karakter fisiknya hanya menjadi faktor sekunder. Pada pertemuan kali ini akan dibahas mineral kelompok Oksida dan Halida.

A. Mineral Oksida

Mineral oksida adalah kelompok mineral yang mempunyai kombinasi kation dengan anion berupa oksigen (O). Mineral kelas oksida merupakan salah satu kelas yang agak beragam. Hal ini termasuk mineral yang memiliki kekerasan tinggi  (seperti korundum) dan beberapa mineral yang cukup lunak (seperti psilomelane). Mineral inilah yang tergolong dalam mineral logam seperti hematit dan batu permata (korundum, chrysoberyl dan spinel).

(Gambar 1: a. korondum & b.psilomelane)

Dalam arti sempit, mineral yang termasuk dalam kelas mineral kompleks seperti silika adalah oksida. Akan tetapi akan menjadi lebih rumit untuk seorang mineralogistuntuk dapat berurusan hanya dengan empat kelas yang berbeda seperti element class, halides class, sulfides class dan terakhir adalah kelas yang sangat besar yaitu oxides class

(oksida) dengan memiliki sub-kelas yang banyak serta lebih dari 90% dari semua mineral yang dikenal. Oleh karena itu, oksida terbatas pada mineral non kompleks yang mengandung oksigen dan hidroksida.

Mineral oksida banyak yang berwarna hitam akan tetapi dapat juga berwarna – warni. Keragaman besar oksida sebagian besar dapat dikaitkan dengan kelimpahan yang ekstrim oksigen dalam kerak bumi. Oksigen terdiri lebih dari 45% dari kerak bumi. Sebagian besar dari ini terkunci dalam mineral yang lebih kompleks berdasarkan senyawa kimia anion yang kompleks seperti CO₃, BO₃, SO₄, NO₃, SiO₄, PO₄ dan lain-lain. Akan tetapi ada peluang besar untuk ion oksigen tunggal menggabungkan dengan berbagai elemen dalam berbagai cara.

Nickel – Strunz Clasification

Berdasarkan klasifikasi Nickel – Strunz, mineral oksida dapat dibagi menjadi beberapa golongan diantaranya :

a.      Metal Oxygen Magnetite Hematite

b.      Hydroxides Manganite

c.      Uranyl Hydroxides Paraschoepite

d.     Vanadates

Vanuralite [Al(UO₂)₂(VO₄)₂(OH)]

e.   Arsenites, Antimonites,      Bismuthites, Sulfites

Kusachiite  CuBi₂O₄

f.   Iodates

Salesite Cu(IO₃)(OH)

Jadi secara umum, dapat disimpulkan bahwa kelompok mineral oksida merupakan kelompok mineral yang terbentuk akibat kombinasi antara oksigen dengan satu atau lebih unsur logam lainnya, dicirikan dengan adanya anion O^2- . Selain klasifikasi berdasarkan unsur penyusunnya mineral kelompok oksida juga dapat dibedakan menjadi oksida sederhana dan oksida kompleks berdasarkan perbandingan antara unsur logam dan oksigen pembentuk mineral tersebut. Berikut contoh mineralnya:

1.      Tipe X₂O            : Cuprite (Cu₂O)

2.      Tipe XO             :

a.       Periclase group : Periclase (MgO)

b.      Zincite group : Zincite (ZnO)

3.      Tipe XY₂O₄          :

a.       Spinel group : Spinel (MgAl₂O₄), Magnetite (Fe₃O₄), Franklinite (Zn,Mn,Fe)(Fe,Mn)₂O₄, Chromite (Mg,Fe)Cr₂O₄

b.      Hausmanite (MnMn₂O₄)

c.       Chyrsoberyl (BeAl₂O₄)

4.      Tipe X₂O₃           :

a.       Hematite group : Corundum (Al₂O₃), Hematite (Fe₂O₃), Ilmenite (FeTiO₃)

b.      Braunite (Mn,Si)2O₃

c.       Pyrochlore-Microlite series

d.      Psilomelane (Ba,H₂O)Mn₅O₁₀

5.      Tipe XO₂            :

a.       Rutile group : Rutile (TiO₂), Cassiterite (SnO₂)

b.      Pyrolusit (MnO₂)

c.       Plattnerite (PbO₂)

d.      Anatase (TiO₂)

e.       Brookite (TiO₂)

f.       Columbite – Tantalite

g.      Uraninite group : Uraninite (UO₂), Thorianite (ThO₂)

(Gambar 2: a.Anatase, b. Braunite, c. Chromite, d. Brookite)

Beberapa contoh mineral oksida dan identifikasinya

1.  Spinel (MgAl₂O₄)

Warna                        : merah, biru, hijau, coklat (ada juga yg colourless)

Cerat                          : putih

Kilap                          : kaca

Sistem Kristal            : kubik

Belahan                      : tidak ada

Pecahan                      : conchoidal

Kekerasan                  : 8

Ketembusan Cahaya  : transparent to transclucent

Berat Jenis                 : 3.5 – 4.1

(Gambar 3: Spinel)

Spinel merupakan mineral yang terbentuk akibat ikatan atom oksigen dengan magnesium dan aluminum. Spinel merupakan salah satu jenis batu permata yang banyak ditemukan di marbles of Luc Yen (Vietnam), Mahenge dan Matombo (Tanzania), Tsavo (Kenya) . Mineral Spinel banyak tersingkap dalam mineral metamorfik dan juga dalam batuan beku basa primer. Spinel biasanya terbentuk pada bagian atas mantel bumi dengan kedalaman antara 20 km sampai 120 km.

2.  Hematit (Fe₂O₃)

Warna                        : abu – abu sampai hitam

Cerat                          : merah kecoklatan

Kilap                          : logam

Sistem Kristal            : trigonal

Belahan                      : tidak ada

Pecahan                      : uneven

Kekerasan                  : 5 - 6

Sifat Kemagnetan      : ferromagnetik

Ketembusan Cahaya  : opak

Berat Jenis                 : 4.9 – 5.26

(Gambar 4: Hematit)

Hematit adalah mineral yang terbentuk dari besi(III) oksida (Fe₂O₃) yang merupakan salah satu contoh mineral besi oksida. Hematit biasanya dicirikan dengan warna hitam. Endapan hematit dalam jumlah besar banyak ditemukan di banded iron formation (endapan batuan sedimen pada umur prakambrium). Mineral hematit banyak digunakan sebagai biji besi dan juga sebagai zat perwarna (pigment).

3.  Manganit [MnO(OH)]

Warna                        : abu – abu gelap sampai hitam

Cerat                          : coklat kemerahan sampai hitam

Kilap                          : sublogam

Sistem Kristal            : monoklin

Belahan                      : sempurna

Pecahan                      : uneven

Kekerasan                  : 4

Ketembusan Cahaya  : opak

Berat Jenis                 : 4.38

(Gambar 5: Manganit)

Manganit adalah mineral dengan komposisi manganese oxide hydroxide MnO(OH). Manganit terbentuk dengan oksida mangan lainnya dalam endapan yang dibentuk oleh sirkulasi air meteorik  dalam lingkungan pelapukan clay dan laterite  dengan temperature sirkulasi hidrotermal rendah yang terjadi dalam veins dan berasosiasi dengan mineral kalsit, pirit, serta siderite.

B.  Mineral Halida

Kelompok halida dalah mineral yang anionnya terdiri dari unsur – unsur halogen (golongan VII pada tabel periodik unsur, meliputi F, Cl, Br, I). Anion dari unsur halogen ini biasanya berikatan dengan kation logam yang bersifat elektropositif seperti natrium (Na⁺¹), potasium (K⁺¹), dan kalsium (Ca⁺¹).

Ciri khas mineral kelompok halida :

1.       Rapuh

2.       Translusen

3.       Mudah larut

4.       Memiliki kekerasan menengah

5.       Titik lebur tidak terlalu tinggi

6.      Konduktor listrik dan panas yang buruk

Ciri khas tersebut dikarenakan ikatan yang menyusun mineral dalam kelompok halida merupakan ikatan ion dan bermuatan listrik kecil.

Kegunaan Mineral Kelompok Halida :

1.       Halida seperti cerargit (AgCl), bromit(AgBr), dan iodirit (AgI) berhubungan erat dengan bijih perak dan dikenal di beberapa tempat seperti Meksiko, New South Wales (Australia) dan barat daya Amerika Serikat.

2.       Atacamite adalah konstituen dari bijih tembaga seperti yang terdapat di eksplorasi tembaga di Chile.

3.       Kriolit (Na₃AlF₄) digunakan untuk pengolahan bijih alumunium seperti bauksit.

4.      Kandungan potsium dalam silvit (KCl) dimanfaatkan sebagai pupuk.

Klasifikasi mineral kelompok halide berdasarkan Nickel – Strunz, mineral kelompok halide dibedakan menjadi beberapa kelompok sebagai berikut:

1.      Halida sederhana, tanpa kandungan H₂O contohnya seperti: Halit, Sylvit, Miersite, dan Villiaumite.

2.      Halida sederhana, dengan kandungan unsur H₂O contohnya seperti : Hydrohalite, Antarcticite, dan Chloraluminte.

3.      Halida kompleks contoh mineralnya seperti: Steropesite, Avogadrite dan barberiite

4.      Oxyhalides, Hydroxyhalides and related double halides contoh mineralnya seperti : Atacamite, Melanothallite, dan Paratacamite

Contoh mineral kelompok halida :

1.  Halit (NaCl)

(Gambar 7: Halit)

Halit secara umum lebih dikenal sebagai rock salt adalah mineral dengan komposisi kimia natrium klorida (NaCl) sehingga memiliki ciri khas yaitu rasanya yang asin. Mineral halit biasanya berbentuk bongkahan, atau granular (berbutir) kasar. Halit terbentuk pada dasar sedimen evaporit yang luas yang dihasilkan dari pengeringan danau tertutup dan laut. Mineral halit banyak dimanfaat sebagai penghasil Na dan Cl dalam industry kimia, serta untuk pembuatan macam – macam soda seperti bikarbonat dan caustic soda.

Identifikasi mineral halit:

Warna                           : putih, pink, biru gelap dan terang, colourless

Cerat                             : putih

Kilap                             : kaca

Sistem Kristal               : isometrik

Belahan                         : sempurna

Pecahan                        : konkoidal

Kekerasan                     : 2,5

Ketembusan Cahaya     : Transparan

Berat Jenis                    : 2,17

2.  Silvit (KCl)

(Gambar 8: Silvit)

Silvit atau lebih dikenal sebagai potasium klorida, memiliki karakteristik mineral yang sama dengan mineral halit, hanya saja yang membedakannya dari halit adalah rasanya yang asin dan agak lebih pahit. Silvit banyak ditemukan didaerah endapan evaporasi seperti di New Mexico dan Texas bagian barat dengan bentuk biasanya berbentuk bongkahan, massif berbutir kasar. Silvit biasanya dimanfaatkan sebagai pupuk tanaman karena memiliki kandungan potasium yang berlimpah.

Identifikasi mineral Silvit:

Warna                           : putih, putih kekuningan, putih kemerahan, putih kecoklatan, putih kebiruan

Cerat                             : putih

Kilap                             : kaca

Sistem Kristal               : isometrik

Belahan                         : sempurna

Pecahan                        : Uneven

Kekerasan                     : 2,5

Ketembusan Cahaya     : Transparan

Berat Jenis                    : 1,99

3.  Ceragirit (AgCl)

Gambar 9: Ceragirit

Ceragirit adalah bentuk mineral dari silver chloride (AgCl). Mineral ini biasanya berbentuk bongkahan kubus, massif ditemukan dalam bentuk kerak dan diselimuti wax. Ceragirit terbentuk dari fase sekunder oksidasi endapan mineral perak. Mineral ceragirit pertama kali ditemukan di New South Wales, Australia. Mineral ceragirit memiliki keunikan yaitu menghasilkan percikan perak jika dipanaskan pada arang.

Identifikasi mineral Ceragirit:

Warna                           : ungu keabu – abuan, hijau, putih, colourless, abu - abu

Cerat                             : putih

Kilap                             : adamantin – damar

Sistem Kristal               : isometric - hexoctahedral

Belahan                         : tidak ada

Pecahan                        : Uneven, sub-konkoidal

Kekerasan                     : 1 – 1,5

Ketembusan Cahaya     : transparan - trasnlusen

Berat Jenis                    : 5,55

4.  Fluorit (CaF₂)

(Gambar 10: Fluorit)

Fluorit adalah mineral kelompok halide yang terdiri atas  calcium fluoride biasanya berbentuk bongkahan, atau granular (berbutir) kasar. Fluorit dapat berbentuk sebagai endapan dalam urat terutama pada mineral logam dan sering ditemukan berasosiasi dengan mineral galena, sphalerit, barit, kuarsa dan kalsit. Fluorit adalah mineral yang umum dalam endapan hidrotermal dan telah dikenal sebagai mineral primer pada granit dan batuan beku lainnya serta sebagai konstituen minor umum pada dolostonedan limestone. Keunikan mineral ini adalah menhasilkan nyala api merah ketika dibakar hal ini menandakan adanya unsur kalsium.

Fluorit banyak digunakan sebagai sumber utama penghasil hydrogen fluoride yang merupakan senyawa kimia yang digunakan untuk memproduksi berbagai jenis material. Hyrogen fluoride dipecah berdasarkan persamaan reaksi kimia berikut:

CaF₂(s) + H₂SO₄→ CaSO₄(s) + 2 HF(g)

Identifikasi mineral fluorit:

Warna                           : putih, kuning, hijau, merah, biru

Cerat                             : putih

Kilap                             : kaca

Sistem Kristal               : isometric

Belahan                         : sempurna

Pecahan                        : Splintery, sub-concoidal

Kekerasan                     : 4

Ketembusan Cahaya     : transparan - subtranslusen

Berat Jenis                    : 3,01 – 3,25

5.  Atacamit (Cu₂(OH)₃Cl)

(Gambar 11: Atacamit)

Atacamit adalah mineral yang relatif langka terbentuk oksidasi mineral utama tembaga atau zona pelapukan iklim kering . Mineral ini dicirikan dengan bentuk prismatik ramping memanjang, tabular, massif, biasa juga berbentuk granular atau fibrous. Keunikan dapat melebut, menghasilkan nyala api biru – azure dari tembaga klorida, menghasilkan percikan tembaga jika dilebur dengan sodium karbonat pada arang.

Identifikasi mineral atacamite:

Warna                           : hijau, kuning, hijau kekuningan, hijau gelap

Cerat                             : hijau muda

Kilap                             : adamantine

Sistem Kristal               : orthorombic

Belahan                         : sempurna

Pecahan                        : konkoidal

Kekerasan                     : 3 – 3,5

Ketembusan Cahaya     : transparan - translusen

Berat Jenis                    : 3,76 – 3,78

6.  Karnalit (KMgCl₃.6H₂O)

(Gambar 12: Karnalit)

Karnalit adalah mineral evaporit, yang terhidrasi dari potassium magnesium chloride.  Karnalit ditemukan dalam endapan laut garam yang dikenal sebagai mineral sedimen evaporit yang terkonsentrasi oleh penguapan air laut. Mineral karnalit banyak digunakan sebagai fertilizeryang merupakan sumber penting pengahsil potash. Mineral karnalit berbentuk massif, granular, dapat berbentuk tabular, mineral ini memiliki keunikan sangat mudah larut, menghasilkan nyala api ungu ketika dilebur dan memiliki rasa yang pahit.

Identifikasi mineral karnalit:

Warna                           : biru, kuning, putih, merah, colourless

Cerat                             : putih

Kilap                             : lemak

Sistem Kristal               : orthorombic

Belahan                         : tidak ada

Pecahan                        : konkoidal

Kekerasan                     : 2,5

Ketembusan Cahaya     : transparan - translusen

Berat Jenis                    : 1,6

More about → Mineral Golongan Halida & Oksida

About The Blog Writer

Hello, my name is Rachmad Irman. I'm a student in Universitas Gadjah Mada at Mathematics and Science Faculty, majoring in geophysics. 

I come from south east sulawesi (kendari). My tribe is Butoneese. I make this blog to share and discussing about my knowledge in geophysics. If there are any mistake thay I have made in sharing my knowledge feel free to give any comment(s) and Correction(s).

Thank You very much

Email : rachmad.irman@gmail.com

***

More about → About The Blog Writer

Enhanced Oil Recovery (EOR) Water Injection

          Enhanced Oil Recovery (EOR) adalah teknik yang berkaitan dengan upaya  meningkatkan perolehan minyak (oil recovery) dari suatu reservoar, dengan cara menginjeksikan fluida, atau fluida + bahan kimia, atau panas kedalam reservoir melalui sumur injeksi dan memproduksikan minyaknya melalui sumur produksi. 

Tujuan dilakukannya peningkatan perolehan minyak ini adalah untuk terus meningkatkan produksi minyak pada suatu sumur produksi. Dimana pada tahap awal minyak tersebut agar mengalir dengan sendirinya atau sering disebut dengan natural flow, namun setelah beberapa tahap ini akan mengalami penruran produksi maka dibutuhkan metode secondary recovery untuk kembali menigkatkan produksi minyak pada sumur produksi tersebut. Grafik dari produksi minyak ini dapat dilihat pada gambar dibawah:

Gambar 1: Concept Of Incremental Oil

Sedangkan untuk mekanisme peningkatan perolehan minyak ini tersaji oleh bagan dibawah:

Gambar 2: Mekanisme peningkatan produksi minyak

Pada makalah ini akan secara khusus dibahas mengenai upaya peningkatan perolehan minyak melalui injeksi air.  Injeksi air merupakan salah satu metoda EOR yang paling banyak dilakukan sampai saat ini. Biasanya injeksi air digolongkan ke dalam injeksi tak tercampur.
Alasan-alasan sering digunakannya injeksi air ialah:

·         Mobilitas yang cukup rendah

·         Air cukup mudah diperoleh

·         Pengadaan air cukup murah

·         Berat kolom air dalam sumur injeksi turut menekan, sehingga cukup banyak mengurangi besarnya tekanan injeksi yang perlu diberikan di permukaan; jika dibandingkan dengan injeksi gas, dari segi ini berat air sangat menolong.

·         Air biasanya mudah tersebar ke seantero reservoir, sehingga menghasilkan efisiensi penyapuan yang cukup tinggi.

·         Effisiensi pendesakan air juga cukup baik. sehingga harga Sor sesudah injeksi air = 30% cukup mudah didapat.

Gambar 3: Skema Injeksi Air (EOR)

Pemakaian injeksi air sebagai meloda untuk menaikan peralehan minyak dimulai pada tahun 1880 setelah John F. Carll menyimpulkan bahwa air tanah dari lapisan yang lebih dangkal dapat membantu produksi minyak. Secara tidak sengaja, hal telah terjadi sebelum di Pennsylvania opada tahun 1865. Tujuan Injeksi air adalah mengimbangi penurunan tekanan reservoir dengan menginjeksikan air ke dalam reservoir

A.      Pemilihan  Metode Injeksi Air sebagai Metode EOR

Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya bahwa ketika natural flow menjadi tidak efisien lagi, pemilihan metode EOR untuk mengangkat minyak yang masih tersimpan dibawah merupakan sesuatu yang bersifat wajib dilakukan untuk meningkatkan produksi minyak suatu sumur. Metode EOR sendiri yang digunakan untuk lifting ada bermacam – macam misalnya injeksi polimer dan in situ combustion. Pemilihan jenis metode EOR yang ini sangat bergantung pada faktor tehnikal dan ekonomis.

1.      Faktor Teknik

Injeksi air sebagai metode EOR sangat diutamkan pada setiap kasus dimana tidak terdapat pembatas praktis, dimana rasio mobilitas yang tinggi. Selain itu pada reservoir yang mengandung under saturated oil  yang tinggi, injeksi air sangatlah sesuai karena perbandingan gas dan minyak yang rendah akan berhasil hanya didalam volume yang kecil dari gas yang tersedia untuk injeksi gas. Pada reservoir yang  mengandung saturasi minyak, air sangat cocok sebagai fluida injeksi selama permeabilitas airnya cukup tinggi. Namun, pada reservoir yang mengandung volatile oil metode  injeksi gas sangatlah diutamakan dalam melakukan recovery.

2.      Faktor Ekonomis

Dalam melakukan recovery selain memperhitungkan efisiensi dari metode recovery yang digunakan perlu dipertimbangkan juga biaya dari proyek injeksi tersebut. Unsur – unsur yang perlu dipertimbangkan misalnya;

·         Biaya pembelajaran dan eksperiment laboratorium

·         Biaya penggalian sumur tambahan

·         Biaya dari  peralatan operasi sepri pompa, filter dan lain – lain.

Pemilihan air sebagai metode EOR dapat disebabkan oleh beberapa faktor ekonomis sebagai berikut.

·         Ketersediaan air yang melimpah dan mudah didapat.

·         Mobilitas air yang tinggi;

·         Harga pembelian air yang sangat murah.

B.      Mekanika Perpindahan

Mekanika perpindahan yang dimaksud disini adalah pola perpindahan air atau pergerakan air pada saat dilakukan injeksi. Pola perpindahan air pada lapisan batuan ini dibedakan menjdai dua yaitu pada reservoir homogen dan reservoir heterogen

1.      Reservoir Homogen

Pada reservoir homogeny dianggap bahwa reservoir tersebut tersusun atas lapisan homogeny tunggal dimana fluida bergerak secara horizontal. Selain itu dianggap juga bahwa tingkat saturasi pada reservoir tersebut adalah konstan.

Gambar 4: Injeksi air pada reservoir homogen

2.      Reservoir Heterogen

Reservoir heterogen dapat dikelompokkan  menjadi 3 jenis Antaralain reservoir yang memiliki celah/retakan, reservoir berlapis dan reservoir dengan heterogonitas yang acak.

Gambar 5: Grafik EOR injeksi air pada reservoir heterogen

a.        Reservoir bercelah, dimana satu atau lebih sistem retakan membagi formasi menjadi lebih atau kurang block – block tetap and menghasilkan fluida konduktif tinggi. Pada reservoir bercelah sering diasumsikan bahwa  fluida terperangkap pada celah – celah batuan oleh gaya gravitasi. Selama proses injeksi air akan ada peningkatan stabil dari  minyak/air antarmuka pada rekahan dimana bersifat flat dan horizontal.

Gambar 6: Reservoir bercelah

b.        Reservoir Berlapis

Untuk reservoir berlapis ada 2 permasalan yang harus dipertimbangkan, tergantung keterdapatan penghubung dalam lapisan.

Gambar 7: Reservoir dengan lapisan dalam penghubung

c.         Reservoir dengan heterogenitas yang beragam, dimana pada reservoir jenis ini terdapat 2 atau lebih tipe porositas yang terdistribusi secara acak. Pada reservoir tipe ini proses imbibisi juga terjadi, dimana hubungan antara oil yang direcovery dan injeksi air dapat dilihat pada gambar dibawah.

Gambar 8:Resrvoir dengan porositas beragam

C.      Water Injection Performance Calculations

Hasil dibutuhkan dalam estimasi total minyak yang kembali didapatkan dan tingkat produksi air. Jumlah minyak yang dapat kembali didapat dengan menggunkan injeksi air dapat di hitung dengan persamaan sebagai berikut.

Dimana

D.     Saturasi Gas Bebas Optimal  untuk Injeksi Air

Banyak penelitian telah mendemonstrasikan keuntungan dari effect dari keterdapatan  saturasi gas bebas awal pada recovery minyak  dengan menggunakan injeksi air. Dampaknya mencapai maksimum pada nilai saturasi gas tertentu, dan proses recovery kemudian akan menghasilkan hasil yang lebih baik jika dibandingkan bila tidak terdapat nilai tertentu dari saturasi gas bebas awal. Namun, teori dari fenomena ini belum teruji dengan baik, menurut Cole hal ini didasarkan pada fakta bahwa tegangan muka antara air dan gas itu lebih tinggi jika dibandingkan antara gas dan minyak. Karena fluida reservoir memiliki kecendurungan untuk menyusun diri untuk menimalisir energy, kebanyakan partikel gas akan mengelilingi minyak. Akibatnya, saturasi minyak sisa setelah pengaliran air menjadi berkurang.

Berdasarkan hasil laboratorium, korelasi dibawah ini menunjukkan saturasi gas optimum:

E.      Hal – hal yang perlu diperhatikan dalam melakukan injeksi air

Agar dapat melakukan injkesi air pada reservoir point – point berikut harus dipertimbangkan:

a)      Pembangunan sumur injeksi

Dalam penyelesaian sumur injeksi harus memperhatikan hal sebagai berikut:

1.        Penyelesaian awal

Pada pembangunan dan penyelesaian sumur injeksi terdapat dua kemungkinan yaiutu penggalian sumur baru atau pengubahan sumur produksi menjadi sumur injeksi. Pada pengubahan sumur produksi menjadi sumur injeksi terlebih dahulu produksi minyak pada sumur tersebut harus sudah benar – benar selesai dimana cadangan minyak pada sumur tersebut telah terambil secara maksimal. Jika pelapis (casing) dari sumur masih dalam kondisi baik dan masih tahan pada tekanan tertentu, maka injeksi dapat dilakukan. Namun, jika tidak maka harus dilakukan pelapisan kembali pada sumur tersebut.

2.        Pemilahan zona perangkap

Zona perangkap yang dimaksud disini adalah zona yang dapat memerangkap minyak dan akan sulit untuk di recovery dengan menggunakan injeks air. Dikarenakan dapat mengurangi produksi dari EOR maka zona perangkap ini mesti ditutup. Dalam melakukan pendeteksian zona –zona perangkap ini dapat dilakukan dengan cara menambahkan tracer unsur radioaktif pada air. Sedangkan untuk melakukan penutupan dari zona yang memerangkap minyak tersebut dapat menggunakan mineral talc, zinc oxide, semen, dan koloids.

b)      Sumber dan Perawatan dari injeksi air

1.      Sumber injeksi air

Setelah injeksi dalam progress pada waktu tertentu, air injeksi akan hadir pada sumur produksi melalui lapisan – lapisan yang bersifat permeable. Air tersevut terpisah dengan minyak pada permukaan sehingga air yang telah digunakan tersebut dapat kembali di injeksikan pada sumur injeksi. Volume air yang tersedia untuk recycling meningkat seiring waktu, ksejak produksi minyak berkurang maka produksi air meningkat. Sehingga sangatlah dibutuhkan untuk memiliki sumber air tersendiri karena, pertama agar injeksi air dapat berlangsung terus dan untuk menggantikan volume dari produksi minyak. Penggunaan dua sumber air dapat memberikan dampak negative dimana diperlukan pemeliharaan khusu karena komposisi air tersebut akan berubah, perubahan komposisi ini dapat terjadi akibat pencampuran dan reaksi kimia yang terjadi dibawah permukaan. Sumber air yang biasa digunakan antara lain:

a.      Sumber dari air segar

·Air permukaan yang terdapat di danau dan sungai,  memiliki kualitas yang kurang dimana mengandung oksigen tinggi, mengandung material yang dapat menyumbat seperti; pasir, dan bakteri sehingga memerlukan metode penyaringan khusus.

·Air alluvial sering ditemukan pada sumur dangkal air jenis lebih baik jika dibandingkan dengan air permukaan karena telah mengalami penyaringan secara alami, namun tidak menutup kemungkinan mengandung bakteri anaerobic.

·Reservoir dangkal permeable, adalah tempat dimana air segar sering terbentuk. Namun, air tersebut dapat bersumber dari area yang bermacam – macam.

b.      Sumber air asin

·Pada reservoir minyak dalam, seringkali ditemukan formasi pembentuk air asin. Air tersebu dapat dipompa kepermukan dan dapat dimanfaatkan sebagai air injeksi. Namun, harus dilakukan perawatan khusus dimana jika air asin tersbut tidak mengandung senyawa CO₂ atau H₂S  maka air tersebut haruslah dilindungi dari kontak dengan atmosphere dan langsung diinjeksikan setelah dilakukan filtrasi; kehadiran CO₂ atau H₂S memerlukan perawatan khusus . Air jenis ini juga biasanya mengandung bakteri anaerobic.

·Penggunaan air laut, Air laut biasanya bersifat korosif dan memerlukan perwatan khusus untuk mengurangi dampak korosinya terhadap bahan logam

Dikarenakan pencampuran dari air yang berbeda tidak dapat dihindari maka sangatlah penting untuk mengetahui komposisi air tersebut. Perhatian khusus diberikan pada kehadiran pasangan ion berikut, karena ion – ion berikut dapat membentuk endapan:

·Barium dan sulfat

·Kalsium dan sulfat

·Kalsium dan karbonat

·Besi dan sulfur

·Besi dan oksigen

Perlapisan endapan dari sulfat sangatlah merusak, karena senyawa tersebut tidak sangat mudah larut pada pelarut maupun asam; penggunaan polyphosphate dapat menghindari pengendapat senyawa sulfat.

2.      Tujuan dilakukan perwatan

Tujuan dilakukan perwatan air adalah:

·Untuk menghindari penutuptan reservoir

Penutupan reservoir ini dapat disebabkan oleh; material padat, korosi, bakteri, dan penggunaan air yang tidak sesuai

·Untuk menghindari korosi pada sumur injeksi

Korosi haruslah dihindari untuk melindungi peralatan logam dan juga agar tidak menutup reservoir seperti yang telah dijelaskan diatas. Korosi dapat disebabkan oleh kehadiran gas tidak larut pada air seperti: H2_S, CO₂, dan oksigen serta akibat baketri.

·Untuk menghindari pengembangan shales

Pengembangan lapisan shale ini dapat diakibatkan oleh pergantian ion penyusun air dan shale sehingga mengakibatkan berkurangnya permeabilitas batuan.

3.      Metode Perawatan

Metode perwatan yang sering digunakan adalah metode fisika, kimia, dan biologi. Perawatan dengam menggunakan metode fisika antara lain; filtrasi, pemisahan air dan minyak, dan penggasan. Sedangkan perawatan secara kimia mencangkup penambahan  reduksi tekanan permukaan dan penghambat korosi. Perawatan biological meliputi penggunaan bakteri dan algicides.

4.      Tipe system injeksi air

Dasarnya terdapat dua tipe system injeksi air yaitu; tipe tertutup  dimana air terlindungi dari kontak dengan atmosphere dan system terbuka dimana memerlukan perwatan terhadap aeration dan sedimentasi. Sistem terbuka ini memerlukan perhatian khusus jika dibandingkan system tertutup.

Pada system tertutup terdapat dua buah jalur yaitu jalur pertama untuk menginjeksikan air dan yang kedua jalur untuk daur ulang air yang telah di injeksi.

c)      Pompa

Dua tipe pompa yang digunakan injeksi air adalah  tipe reciprocating dan centrifugal.

Pompa tipe reciprocating memiliki dua keuntungan yaitu efisiensi tinggi dan fleksibel. Bisa dioperasikan pada area yang luas. Sedangkan kekurangannya adalah memerlukan perawatan yang lebih sering, khususnya ketika korosif atau ketika fluida mengandung pasir sedang pompa. Pompa ini dapan didesain untuk beroperasi pada tekanan diatas 200 bar atau dengan tingkat produksi  1000 m³/day.

Pompa tipe centrifugal bersifat kurang efisien jika dibandingkan dengan reciprocating pums namun umumnya pompa tipe ini lebih tahan lama dan biaya perawatan kurang. Dapat dipasang secara horizontal atau vertical dan sering digunakan pada tingkat produksi sekitar seribu m³/day dengan tekanan dibawah 100 bar.

REFERENSI

Latil, Marcel.1980.Enhanced Oil Recovery.Institut  Francais Du Petrole, France.

Kritik&Sarab Sangay dibutuhkan

More about → Enhanced Oil Recovery (EOR) Water Injection

Pengertian, Sumber, dan Mitigasi pada Tsunami

Pengertian Tsunami

Ketika gerakan massa, seperti gempa bumi atau longsor, tiba-tiba memindahkan sejumlah besar air dari keadaan seimbang gelombang bencana yang disebut tsunami terjadi.

Tsunami secara harfiah diterjemahkan dari bahasa Jepang ke "gelombang pelabuhan" tetapi sering menyebut gelombang pasang karena kecil, jauh-sumber tsunami menyerupai gelombang pasang.

Sumber Tsunami

Ø  Gempa (misalnya Sumatera, 2004:> 200.000 orang tewas, Papa Nugini, 1998: ~ 3.000 orang tewas)

Ø  Letusan gunung berapi (misalnya Krakatau 1883: tsunami menewaskan 30.000 orang, Santorini, 2002).

Ø  Pergerakan massa (misalnya Alaska 1958: gelombang hingga 518 m yang terbentuk di Teluk Lituya).

Ø  Dampak Extraterrestrial - dampak besar memiliki potensi untuk menciptakan tsunami sangat besar.

Sumber Gempa Tsunami

Gempa adalah awal sehingga terjadi Tsunami dimana adanya perpindahan energi gempa ke fluida (cairan bergerak), di dalam fluida, energi ini diubah menjadi gerakan fluida berupa gelombang. Gelombang yang terbentuk ini tergantung dari besarnya energi gempa, sehingga dengan penurunan beberapa pendekatan numeris bisa diketahui energi Tsunami yang terjadi.

Pendekatan yang sering digunakan adalah dengan skala Imamura (m), dimana dengan mengetahui besar m (imamura scale) maka kita bisa mengetahui tinggi gelombang yang terjadi serta luasan daya hancur yang diakibatkannya. Adalah Fluida apabila kita menganggap fluida itu ideal maka dia akan bersifat inviscid, tidak berotasi dan tidak mampu mampat. Untuk itu, berlakulah apa yang disebut aliran potensial sehingga dapat didefinisikan sebagai kecepatan potensial. Asumsi umum menyebutkan bahwa gempa yang kurang dari 6 skala ritcher tidak akan menimbulkan kerusakan berarti akibat Tsunami. Perlu juga diketahui bahwa epicenter terhadap pantai juga menentukan terhadap tinggi gelombang Tsunami. Besarnya energi Tsunami diperkirakan 10% dari energi gempa. Analisa numeric mengacu pada contoh sebagai berikut; bila diketahui M = 7.0 m (magnitude) maka m (imamura) = 1.83 dan T (period) = 13.8 menit; maka dari tabel imamura diperkirakan tinggi gelombang yang terjadi adalah 3 meter di pusat gempa dan akan menjalar menuju perairan yang lebih dangkal.

Asumsi awal ini tentunya belumlah valid karena perlu diperhitunkan lagi dengan energy terjadinya gempa yang dikonversikan dengan energi Tsunami yang terbentuk serta menjalar untuk mencapai pantai. Tidak mudah memang, akan tetapi ini perlu kita perjelas bahwa dari berbagai macam kejadian, tanda-tanda fenomena alam yang berubah secara tiba-tiba patut kita waspadai, dimana tanda utama akan terjadinya Tsunami adalah gempa yang besar serta air tiba-tiba surut secara tidak normal.

Gelombang Tsunami secara significant menyebabkan beberapa pulau besar atau kecil akan mengalami kerusakan parah, akibat besarnya gempa dan gelombang Tsunami yang terjadi. Perbandingannya dapat digambarkan bahwa, Tsunami yang terjadi tidaklah seperti gelombang yang dibangkitkan oleh angin (wind generated waves), yang sering dan setiap waktu  penghantam wilayah pesisir secara periodik, dimana gelombang ini mempunyai tinggi, panjang dan perioda bervariasi setiap waktunya. Angin yang membangkitkan gelombang dari daerah lepas pantai (swell), akan menuju pantai dan apabila diikuti oleh badai (storm) maka gelombang akan membesar dan menggulung mengikuti model topografi dasar laut serta kecepatan angin yang menghembuskanya, biasanya kecepatan gelombang bervariasi antara 10 detik sampai dengan gelombang panjang 150 menit. Seperti juga proses terjadinya Tsunami mempunyai panjang gelombang tetapi panjangnya akan mencapai sekitar 100 km dan memiliki kecepatan gelombang antara 200 m/det sampai dengan 700 km/jam, seperti pernah terjadi di Samudera Pacifik pada kedalaman 4000 m (Wikipedia Encylopedia, 2004). 

Gempa bumi yang tiba-tiba mengangkat atau menurunkan dasar laut sehingga menghasilkan tsunami. Tsunami disebabkan oleh peristiwa yang drastis dan tiba-tiba dengan disertai pergeseran volume air yang besar.Beberapa gempa bumi telah menghasilkan tsunami yang sangat besar untuk "ukuran" mereka. Peristiwa ini disebut gempa bumi tsunami.

Analisis seismogram dari peristiwa ini menunjukkan bahwa mereka adalah hasil dari frekuensi rendah energi seismik. Gempa dengan komponen vertical lebih memungkinkan terjadinya Tsunami dari pada yang berasal dari komponen horizontal, Peristiwa yang pelan dengan durasi yang panjang juga berpotensi tsunami yang besar.

 

Gempa ini menyajikan masalah bagi sistem peringatan tsunami, salah satu cara untuk mengidentifikasi peristiwa ini adalah untuk membandingkan Ms ke Mw

Periode 20 detik Ms ~

Mw periode 100-200 detik ~

Karena sinyal yang diperkaya dalam waktu yang lama sangat besar dari perkiraan Ms.

Identifikasi gelombang laut

Gelombang laut adalah deformasi dari permukaan laut.

Panjang gelombang     : jarak antara puncak-puncak (ƛ)

Ketinggian ombak       :jarak vertikal antara puncak dan palung (h)

Periode                                    : waktu antara 2 dua puncak untuk dilewati (T)

Ø  Deformasi menjalar dengan kecepatan gelombang, sementara rata-rata air tetap di posisi yang sama (air tidak menumpuk di pantai).

Ø  Air bergerak dalam arah perambatan di puncak sambil bergerak dalam arah yang berlawanan yang dilalui.

Ø  Air gelombang perairan bergerak dalam orbit melingkar pada lingkaran yang berdiameter menurun ke bawah. Gerak menjadi diabaikan pada kedalaman setengah panjang gelombang.

Ø  Energi bergerak dalam arah perambatan.

Ø  Kebanyakan gelombang laut yang diproduksi oleh angin membawa energi dari angin lepas pantai ke arah pantai.

Ø  Tingkat di mana gelombang kehilangan energi berbanding terbalik dengan panjang gelombang. Gelombang yang panjang dapat melakukan perjalanan lebih lanjut.

Lokasi Tsunami

Zona subduksi menghasilkan paling besar tsunami. Samudra Pasifik, terdapat banyak zona subduksi, sehingga menghasilkan Tsunami yang paling besar

a)      Pacific ~ 80%

b)      Atlantic ~ 10%

c)      Di tempat lain ~ 10%

Tsunami yang paling dahsyat di dekat gempa. Tsunami lebih besar dan menyerang wilayah itu segera setelah gempa dan juga melakukan perjalanan di seluruh lautan dan menyebabkan kerusakan dan kematian ribuan kilometer dari gempa.

Sistem Peringatan Dini Tsunami

Banyak kota-kota di sekitar Pasifik, terutama di Jepang dan juga Hawaii, mempunyai sistem peringatan tsunami dan prosedur evakuasi untuk menangani kejadian tsunami. Bencana tsunami dapat diprediksi oleh berbagai institusi seismologi di berbagai penjuru dunia dan proses terjadinya tsunami dapat dimonitor melalui perangkat yang ada di dasar atau permukaan laut yang terhubung dengan satelit.

Perekam tekanan di dasar laut bersama-sama denganperangkat yang mengapung di laut buoy, dapat digunakan untuk mendeteksi gelombang yang tidak dapat dilihat oleh pengamat manusia pada laut dalam. Sistem sederhana yang pertama kali digunakan untuk memberikan peringatan awal akan terjadinya tsunami pernah dicoba di Hawaii pada tahun 1920-an. Kemudian, sistem yang lebih canggih dikembangkan lagi setelah terjadinya tsunami besar pada tanggal 1 April 1946 dan 23 Mei 1960. Amerika serikat membuat Pasific Tsunami Warning Center pada tahun 1949, dan menghubungkannya ke jaringan data dan peringatan internasional pada tahun 1965.

Salah satu sistem untuk menyediakan peringatan dini tsunami, CREST Project, dipasang di pantai Barat Amerika Serikat, Alaska, dan Hawai oleh USGS, NOAA, dan Pacific Northwest Seismograph Network, serta oleh tiga jaringan seismik universitas.

Hingga kini, ilmu tentang tsunami sudah cukup berkembang, meskipun proses terjadinya masih banyak yang belum diketahui dengan pasti. Episenter dari sebuah gempa bawah laut dan kemungkinan kejadian tsunami dapat cepat dihitung. Pemodelan tsunami yang baik telah berhasil memperkirakan seberapa besar tinggi gelombang tsunami di daerah sumber, kecepatan penjalarannya dan waktu sampai di pantai, berapa ketinggian tsunami di pantai dan seberapa jauh rendaman yang mungkin terjadi di daratan. Walaupun begitu, karena faktor alamiah, seperti kompleksitas topografi dan batimetri sekitar pantai dan adanya corak ragam tutupan lahan (baik tumbuhan, bangunan, dll), perkiraan waktu kedatangan tsunami, ketinggian dan jarak rendaman tsunami masih belum bisa dimodelkan secara akurat.

Cara yang efektif adalah dengan melatih penduduk dalam menghadapi Tsunami dan menghindarkan pembangunan konstruksi di daerah yang sering diserang Tsunami.

Cara-cara yang dianjurkan untuk menghadapi Tsunami adalah :

1. relokasi daerah pemukiman

2. membuat jalan atau llintasan untuk melarikan diri dari Tsunami

3. melakukan latihan pengungsian

4. menanami daerah pantai dengan tanaman (bakau/mangrove) yang secara efektif

dapat menyerap energi gelombang

5. membiarkan lapangan terbuka untuk menyerap energi Tsunami

6. membuat dike ataupun breakwater di daerah yang memungkinkan

7. membuat suatu sistem peringatan dini (early warning sistem)

Ini merupakan langkah-langkah praktis dalam meminimalisasi gelombang Tsunami yang terjadi tentu bukan hal yang mudah karena pada umumnya di dalam penerapan tahapan ini haruslah di sokong oleh perencanaan sistematis di dalam perencanaan kota. Akan menjadi sulit memang dikarenakan hampir semua kota pesisir di Indonesia lebih khusus lagi di Sulawesi Utara belum mempunyai platform kota dalam menghadapi gelombang Tsunami, dan ini jelas bahwa kita masih terkonsentrasi di dalam menata ruang publik untuk kepentingan bisnis semata dan belum memperhatikan aspek-aspek yang berhubungan dengan keselamatan ruang publik tersebut apalagi nyawa manusia.

More about → Pengertian, Sumber, dan Mitigasi pada Tsunami