Upload
christian-xaverius
View
235
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal
1/87
Analisis dan Interpretasi Geokimia(Dalam Eksplorasi dan Eksploitasi Geothermal)
Oleh: Untung Sumotarto
Universitas Indonesia - Magister Eksplorasi Geothermal
MK Geologi Geothermal
8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal
2/87
Fokus:
Peran geokimia dalam mencari dan mengembangkan sis-
tem2 panas bumi (T>1800C)
Teknik-teknik pengambilan conto fluida (sampling)
Interpretasi data misalnya:
- Geothermometer
- Kualitas fluida, scaling, dll.
Metode-metode geokimia berperan utama danditerapkan secara luas dalam eksplorasi dan
eksploitasi sumber panas bumi.
8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal
3/87
Eksplorasi dan Pengembangan Panas Bumi Pada awal projek eksplorasi panas bumi, belum dapat
dipastikan apakah hasilnya akan ekonomis, dan layak
secara teknis maupun lingkungan.
Karena itu eksplorasi dan pengembangan panas bumi
memerlukan resiko uang bervariasi.
Akibat ketidakpastian itu, menjadi praktek umum mem-
bagi pekerjaan persiapan ke dalam tahap2 untuk memi-
nimalisir cost tetapi memaksimalkan data dan informasi
yang diperoleh pada setiap tahap.
8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal
4/87
Strategi Proyek Panas Bumi
Eksplorasi Permukaan
Pemboran Eksplorasi
Pemboran Produksi
Perencanaan PLTP Awal
Pembiayaan, Pemboran Produksi
Tambahan, Konstruksi
Operasi, Monitoring
Tahapan Utama Proyek Panas Bumi
8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal
5/87
Pembagian Waktu Detail
8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal
6/87
Bermacam metode geokimia diterapkan di semua
tahapan eksplorasi dan pengembangan panas bumi.
Filosofi dasar di belakang metode2 geokimia dalam eksplo-
rasi panas bumi adalah bahwa fluida-fluida di permukaan
(larutan cair dan campuran gas) mencerminkan kondisi ki-
mia fisika dan panas di dalam reservoir di kedalaman.
8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal
7/87
Studi-studi geokimia bermacam fluida panas bumi pada
prinsipnya melibatkan tiga tahapan:
Pengambilan Sampel
Analisis
Interpretasi Data
Untuk mendapatkan sampel2 fluida panas bumi yang re-
presentatif memerlukan teknik-teknik pengambilan sam-
pel beserta tempat penampungnya (container).
8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal
8/87
Macam2 Pekerjaan Analisis dan Interpretasi
Geokimia Pada Tahap Eksplorasi
Mengestimasi temperatur bawah permukaan menggu-
nakan geotermometer kimia dan isotop serta model2
percampuran (mixing model). Mengidentifikasi asal usul fluida panas bumi terutama
dengan teknik-teknik isotop.
Menentukan sifat-sifat kimia fluida dalam hubungannya
dengan masalah lingkungan, scaling, dll.
Menyajikan data hingga tahapan model konsep sistem
panas bumi yang dipelajari.
8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal
9/87
Menyajikan informasi tentang rasio air uap yang ber-
da dalam reservoir.
Melakukan kajian thd kualitas fluida panas bumi sehu-
bungan dengan rencana penggunaannya. Melakukan kajian thd kualitas fluida panas bumi sehu-
bungan dengan masalah lingkungan (pembuangan).
Menyajikan informasi terkait kecenderungan scaling da-
ri fluida dalam produksi demikian juga pada sumur2 in-jeksi dan sarana permukaan lainnya (pipa2, dll).
Menyajikan informasi tambahan mengenai model kon-
sep reservoir panas bumi yang dipelajari.
Macam2 Pekerjaan Analisis dan Interpretasi
Geokimia Pada Tahap Eksploitasi
8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal
10/87
Macam2 Pekerjaan Analisis dan Interpretasi Geokimia
Pada Tahap Pemboran Produksi Dan Operasi PLTP Mengidentifikasi daerah pasokan (recharge) yang ma-
suk ke dalam reservoir air tanah dangkal atau air pa-
nas yang lebih dalam.
Melakukan kajian proses pendidihan (boiling) di dalam
aquifer2 produksi.
Mengidentifikasi perubahan2 kimiawi fluida panas bumi.
Mengkuantifikasi perubahan2 pada kecenderungan ter-jadinya scaling dan korosi.
Memantau kualitas fluida panas bumi dalam kaitannya
dengan masalah lingkungan.
8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal
11/87
Analisis kimia dan isotop itu mahal harganya dan meru-
pakan pekerjaan yang perlu ketelitian, semuanya sia-sia
jika pengambilan sampelnya salah.
Penting ditekankan perlunya sampling yang teliti.
Interpretasi data kimia menjadi tidak berarti atau bah-
kan menyesatkan, jika pengambilan sampelnya salah.
8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal
12/87
Sampling di lapangan T tinggi
Safety first
Pemilihan lokasi yang cocok
Fumaroles
Mata air Panas
Ambil sampel fluida termal dan
non-termal
8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal
13/87
8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal
14/87
8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal
15/87
ht
tp://pilarge04.b
logspot.c
om/
Manifestasi geothermal
di negara2 tropis.
8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal
16/87
Teknik pengambilan sampel dari fumarola
8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal
17/87
Pengambilan Sampel dari
Sumur2 Eksplorasi
Sumur2 Produksi
PLTP
8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal
18/87
Webre Separator
8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal
19/87
8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal
20/87
Teknik pengambilan sampel dari sumur panas bumi dua fasa
8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal
21/87
8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal
22/87
8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal
23/87
8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal
24/87
Analisis & InterpretasiData Geokimia
8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal
25/87
Senyawa/Unsur Yang Ditemukan
Dalam Fluida Geothermal
PERUNUT (Tracers)
Yakni zat konservatif yang secara kimiawi bersifat lambat/tidak mudahberreaksi
(sekali bercampur ke dalam fluida ia tidak berubah, memungkinkan asal
usulnya dirunut ke komponen sumbernya digunakan untukmengetahui karakteristik sumbernya)
misalnya: He, Ar (gas-gas mulia), Cl, B, Li, Rb, Cs, N2
GEOINDICATORS
Yakni zat-zat non-konservatif yang secara kimiawi bersifat reaktif(memberikan respon thd perubahan2 dlm lingkungannya digunakanuntuk mengetahui proses2 kimia-fisika selama pergerakan air kepermukaan, juga digunakan dalam aplikasi2 geotermometri)
misalnya: Na, K, Mg, Ca, SiO2
8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal
26/87
Analisis dan data kimia air biasa digunakan untuk
penentuan:
Temperatur (reservoir) bawah permukaan:
geothermometers
Hubungan proses pendidihan dan percampuran (boiling& mixing): Proses2 kimia-fisika bawah permukaan
(subsurface physico-chemical processes)
KIMIA AIR
8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal
27/87
Reaksi2 Hidrotermal
1. temperatur2. tekanan3. jenis batuan4. permeabilitas5. komposisi fluida6. Lama waktu aktifitas
Komposisi fluida2 geothermal dikontrol oleh: temperatur
- reaksi2 saling ketergantungan antara bermacam
mineral dan fluida
Faktor2 yang mempengaruhi pembentukan mineral2hidrotermal adalah:
8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal
28/87
Efek jenis batuan: paling berdampak pada T rendah dan
tidak mencolok di atas 2800C.
Pada T lebih rendah ditemukan mineral2 ZEOLITE dan
Mineral2 Lempung.
Pada permeabilitas rendah kesetimbangan antara batu-
batuan dan fluida jarang tercapai.
Di atas 2800C dan sekurangnya setinggi 3500C, kelompok
mineral yang stabil (dalam sistem geothermal aktif) ada-
lah jenis batuan independen dan termasuk di antaranya:
ALBITE, K-FELDSPAR, CHLORITE, FE-EPIDOTE, CALCITE,
KUARSA, ILLITE & PIRIT.
Ketika permeabilitas relatif ringgi dan waktu tinggal air cu-
kup lama (berbulan2 atau bertahun2), air dan batuan akan
mencapai kesetimbangan kimia.
8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal
29/87
Pada kesetimbangan, rasio kation2 dalam larutan dikontrol oleh reaksi
pertukaran (exchange reactions) yang tidak tergantung pada T seperti:
NaAlSi3O8 (albite) + K+ = KAlSi3O8 (K-felds.) + Na
+
Keq. = Na+ / K+
Aktifitas ion H (pH) dikontrol oleh reaksi2 hidrolisis, seperti:
3 KAlSi3O8 (K-felds.) + 2 H+ = K Al3Si3O10(OH)2 (K-mica)+ 6SiO2 + 2 K+
Keq. = K+ / H+
dimana,
Keq. = Konstanta kk mendikasikan atifitas2 senyawa2 terlarut (aktifitas bambung
kesetimbangan,
Kurung konstanta bracket mengindikaskan aktifitas jenis spesies terlarut of
dissolved species ( aktifitas adalah kesatuan satuan untuk fasa, aktifitas adalahkesatuan untuk seluruh fasa solid).
8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal
30/87
Geothermometers
8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal
31/87
PRINSIP2 DASAR
Geothermometer Kimia memiliki ciri2:
Dikembangkan berdasarkan prinsip kesetimbangan ki-
mia yang tergantung pada temperatur antara air dan mi-
neral2 pada kondisi reservoir bawah permukaan.
Berdasarkan asumsi bahwa air menjaga/mengawetkan
komposisi kimianya sepanjang pergerakan ke atas dari
reservoir ke permukaan.
8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal
32/87
PRINSIP2 DASAR
Studi2 kimia fluida yang keluar dari sumur dan mine-ralogi alterasi menunjukkan:
Adanya kesetimbangan kimia di sejumlah lapangangeothermal.
Bahwa asumsi kesetimbangan kimiawi adalah benar.
8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal
33/87
Cooling (pendinginan)
Mixing (percampuran) dengan air dari sumber reser-
voir yang berbeda.
Akan tetapi bahwa air dapat mempertahankan kompo-sisi kimiawinya tidak selalu terjadi. Hal ini disebabkan
karena kompisisi kimia air dapat terpengaruh oleh pro-
ses2 seperti:
8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal
34/87
CONDUCTIVE
ADIABATIC
CONDUCTIVE Cooling
Heat loss while travelling through cooler rocks
ADIABATIC CoolingBoiling because of decreasing hydrostatic head
Cooling yang terjadi sepanjang pergerakan ke atas
dari reservoir ke permukaan dapat terjadi dengancara-cara:
8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal
35/87
Conductive Cooling: tidak mengubah komposisi air itu sendiri
tetapi dapat mempengaruhi tingkat kejenuhan
(saturation) thd beberapa mineral
sehingga, dapat menyebabkan terjadinya peru-
bahan komposisi kimia air dengan cara pelarut-
an atau pengendapan mineral.
8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal
36/87
Adiabatic Cooling (Cooling by Boiling):menyebabkan perubahan2 komposisi air yang se-
dang bergerak ke atas (permukaan)
perubahan2 ini termasuk:Keluarnya gas (degassing), dan karena itu terjadi
Peningkatan kandungan larutan sebagai akibat pe-
nguapan.
8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal
37/87
Mixing Problem:mempengaruhi komposisi kimia
karena daya larut (solubility) dari kebanyakan
zat terlarut dalam air bertambah dengan pe-
ningkatan T, percampuran (mixing) dengan air
tanah berakibat terjadinya penurunan kadar
(dilution) air geothermal.
8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal
38/87
Beberapa Catatan Ttg Geothermometers
Aplikasi geotermometri bukanlah sekedar memasukkan
angka2 ke dalam persamaan geotermometer tertentu.
Interpretasi T yang diperoleh dari persamaan geotermo-
meter membutuhkan pemahaman mendalam tentang
proses2 kimiawi yang terjadi dalam sistem geothermal.
Tugas utama ahli geokimia adalah melakukan verifikasi
atau sebaliknya menolak validitas asumsi2 yang dibuat
dalam menerapkan suatu (persamaan) geotermometerdi lapangan tertentu.
8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal
39/87
Geothermometer Kimia dan Isotop mungkin merupakanalat geokimia yang paling penting untuk eksplorasi dan
pengembangan sumber daya panas bumi.
Geothermometer digunakan dalam berbagai pekerjaan:
- Estimasi T bawah permukaan reservoir panas bumi- Monitor perubahan T reservoir selama produksinya.
Geothermometer diklasifikasikan menjadi 3 kelompok:
- Geothermometer air atau larutan
- Geothermometer uap atau gas- Geothermometer isotop
Geothermometer air dan uap umumnya disebut sebagai
Geothermometer Kimia.
Jenis-Jenis Geothermometer
8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal
40/87
Geothermometer Air atau Larutan Dikembangkan terutama pada era 1960 hingga 1980-an.
Geothermometer yang paling penting antara lain:
- Silica Geothermometer- Na/K Geothermometer
- Na-K-Ca Geothermometer
Geothermometer lain:
- Na/Li- Li/Mg
- Na-K-Mg
8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal
41/87
Prinsip Metode Geothermometer
1. Ambil sampel2 fluida panas bumi dari sumber2 dengan
berbagai T
2. Analisis kimia kandungan Silica SiO
2
)
3. Plot konsentrasi C) vs. T dimana sampel diambil
4. Temukan hubungan matematik antara C dan T.
8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal
42/87
Prinsip Metode Geothermometer
Contoh: Silica Geothermometer
?
8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal
43/87
Na-K-Ca Geothermometer
8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal
44/87
Sejarah Geothermometer Silica Diusulkan oleh Bodvarsson pada 1960 dan dikembang-
lebih lanjut oleh Bodvarsson & Palmason pada 1961.
Fournier & Rowe, 1966, 1200 3300C. Arnorsson, 1975: Chalcedony.
Fournier, 1977. Silica-enthalpy mixing model.
Fournier Potter, 1982, persamaan baru 200 3300C
serta memperhitungkan faktor salinitas.
8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal
45/87
Sejarah Geothermometer Silica (Conted) Diketahui sejumlah polimorf silica di alam.
Kwarsa, silika amorf, moganite, tridymite, crystobalite,
coesite, stichovite..
Chalcedony adalah varietas kwarsa, tersusun oleh kristal
kwarsa sangat halus, demikian halus shg energi permu-
kaannya menambah tingkat kelarutannya, karena itu
menjelaskan mengapa chalcedony lebih mudah larut di-
banding kwarsa. Pengalaman Iceland adalah bahwa air geotermal men-
capai kesetimbangan dengan chalcedony di bawah 1800C
sedangkan dengan kwarsa pada T lebih tinggi.
8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal
46/87
Daya larut Solubility) kwarsa, chalcedony, opal, dan silika a-
morf dalam air bertekanan 1 bar di bawah 100
0
C dan pada
tekanan uap dari larutan pada temperatur lebih tinggi.
C h G h Sili
8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal
47/87
Contoh Geothermometer SilicaS adalah konsentrasi Silica SiO
2
) dalam g/kg.
8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal
48/87
Contoh Geothermometer Silica (Conted)
S adalah konsentrasi Silica SiO
2
) dalam g/kg.
8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal
49/87
Proses Temperatur Reservoir
Steam Separation Overestimated Silica Precipitation Underestimated
Increase in pH Overestimated
Mixing with cold water Underestimated
PENGARUH BERMACAM PROSES DALAM
SILICA GEOTHERMOMETERS
8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal
50/87
Geothermometer Kation
Na+ , K+ , Li+ , Ca+2 , Mg+2 , adalah yang paling banyakdigunakan.
Rasio Na/K dalam air panas bumi awalnya digunakan un-
melokalisir zona2 upflow di Wairakei oleh Ellis dan Wil-
son pada 1961
Pada saat itu telah pula diusulkan bahwa ratio Na/K
mungkin dikontrol oleh kesetimbangan antara air pa-
nas bumi dan feldspar alkali dan tergantung pada T.
Belakangan Arnorsson et al. telah menurunkan kalibrasi
baru berdasarkan data termodinamika eksperimental.
Sejumlah kalibrasi empiris telah diusulkan.
C t h G th t K ti
8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal
51/87
Contoh Geothermometer KationKurva2 yang diusulkan untuk geothermometer Na-K.
8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal
52/87
Contoh Geothermometer Kation
8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal
53/87
Contoh Geothermometer Kation (Conted)
8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal
54/87
8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal
55/87
Geothermometer Uap (Gas)
Geothermometer gas pertama dikembangkan olehDAmore & Panichi (1980).
Pada intinya ada 3 tipe geothermometer uap:
1. Gas-gas equilibria
2. Mineral-gas equilibria yang melibatkan H2S, H2 danCH4, serta asumsi CO2 nilainya tetap (externally fixed)
3. Mineral-gas equilibria.
Dua Geothermometer pertama hanya membutuhkan da-
ta kelimpahan relatif komponen gas2 dalam fasa gas.
Geothermometer ketiga memerlukan informasi konsen-
trasi gas dalam uap.
8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal
56/87
Torfajokull, Iceland
CO2/N2 Gas Geothermometer
8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal
57/87
Geothermometer Isotop Fraksionasi isotop unsur2 ringan jumlahnya cukup besar
dan tergantung pada T.
Memungkinkan menggunakan distribusi isotop2 stabil
H, C, dan O di antara komponen2 terlarut dan dalam
gas sebagai geothermometer.
Sejumlah geothermometer isotop telah dikembangkan
dan cukup luas digunakan.
8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal
58/87
Contoh Geothermometer Isotop
12CO2 + 13CH4 13CO2 + 12CH4
CH3D + H2O HDO + CH4
HD + H2O H
2+ HDO
S16O4 + H218O S16O3
18O+ H216O
Geothermometer isotop pertama didasarkan pada nilai
d
13C di dalam CO2 dan CH4, yang kedua dan ketiga padanilai
d
2H dalam CH4 dan uap dan pada H2 dalam uap.
Geothermometer keempat menggunakan d18O dalam
SO4 terlarut dan air cair.
1.
2.
3.
4.
8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal
59/87
Mixing Problems
8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal
60/87
Percampuran Air Panas dan Dingin Di Bawah Permukaan
Percampuran air panas yang bergerak ke atas dan air di-
ngin di kedalaman dangkal biasa terjadi di lapangan geo-
termal.
Pengenalan tentang Air Tercampur
Percampuran juga terjadi di sistem hidrotermal dalam.
Efek percampuran pada geotermometer telah didiskusi-
kan terdahulu.
Di tempat dimana semua air yang mencapai permukaan
merupakan air campuran, pengenalan ttg percampuran
menjadi tidak mudah.
Pengenalan adanya percampuran menjadi sulit khusus-
nya jika pencapaian ulang kesetimbangan antara air-ba-
tuan terjadi setelah mixing.
8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal
61/87
Variasi komposisi dan T terukur pada mata2 air secara
sistematis.
Beberapa Indikasi Adanya Percampuran
Variasi dalam isotop oksigen dan hidrogen.
Variasi dalam perbandingan unsur2 yang relatif kon-servative yang tidak mengendap dari larutan selama
pergerakan air melalui batuan (y.i. Cl/B ratios).
8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal
62/87
SilicaEnthalpy Mixing Model
Kandungan silika terlarut dalam air tercampur dapat di-
gunakan untuk menentukan T bagian air panas.
Silika terlarut diplot vs enthalpy dari air cair.
Meskipun T merupakan sifat terukur dan enthalpy me-
rupakan sifat yang diturunkan (dihitung), enthalpy digu-
nakan sbg koordinat ketimbang T. Ini karena kandungan
panas kombinasi dari dua jenis air terjaga (tidak berubah)
ketika air2 tsb tercampur, tetapi T kombinasi tidak.
Nilai enthalpy diperoleh dari steam tables.
8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal
63/87
Diagram enthalpy silika ter-larut yg memperlihatkan
prosedur perhitungan en-
thalpy awal (dan kemudian
T reservoir) dari suatu air
ber-T tinggi yang telah ber-
campur dengan air T ren-
dah (dari Fournier, 1981).
SilicaEnthalpy Mixing Model
Silica Enthalpy
8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal
64/87
Silica Enthalpy
Mixing Model
419 J/g
(1000C)
A = non-thermal component(cold water)
B, D = mixed, warm watersprings
C = hot water component atreservoir conditions
(assuming no steamseparation before mixing)
E = hot water component atreservoir conditions(assuming steam separation
before mixing)
BoilingT = 100 CEnthalpy = 419 J/g(corresponds to D in the graph)
Enthalpy values (at corresponding temperatures)are found from Steam Table in Henley et al.(1984)
Silica Enthalp Mi ing Model
8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal
65/87
SilicaEnthalpy Mixing Model
419 J/g
(1000C)
Fraksi Uap tidak terpisah
sebelum mixing
Titik2 sampel diplot.
Sebuah garis lurus digambar dari titik
yg mewakili komponen non-termal
campuran air (y.i. titik dg T dan kadar
silika terrendah = titik A), melalui titikmata air hangat campuran (titik B dan
D).
Perpotongan garis ini dg kurva solubili-
tas kuarsa (titik C) memberikan nilai
enthalpy komponen air panas (pada
kondisi reservoir).
Dari steam table, T yang berhubungan
dengan enthalpy ini diperoleh sebagai
T reservoir dp konponen air panas.
Silica Enthalpy Mixing Model
8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal
66/87
Pemisahan uap terjadi
sebelum mixing
SilicaEnthalpy Mixing Model
419 J/g
(1000C)
Enthalpy pada titik didih (1000C) di-
peroleh dari steam table (yakni 419
J/g).
Sebuah garis tegak digambarkan dari
nilai enthalpy 419 J/g. Dari titik potong grs ini dg garis mix-
ing (garis AD), digambar garis menda-
tar DE.
Perpotongan garis DE dg kurva solubi-
litas utk maximum steam loss (titik E)memberikan enthalpy komponen air
panas.
Dari steam table, dpt ditentukan T
reservoir komponen air panas.
8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal
67/87
SilicaEnthalpy Mixing Model
Agar model mixing silika memberikan hasil akurat, pen-ting dicatat agar tidak terjadi conductive cooling setelah
mixing. Jika ini terjadi, maka T terhitung akan lebih tinggi
(T overestimate). Hal ini karena:
Titik2 awal sebelum conductive cooling harus terletak dikanan garis AD (y.i. ke arah enthalpy lebih tinggi pd kon-
sentrasi yg sama, karena conductive cooling hanya akan
mempengaruhi T, bukan kadar silikanya).
Dlm hal ini, perpotongan garis mixing dg kurva solubili -tas kuarsa akan memberikan nilai enthalpy lebih rendah
(y.i. T lebih rendah) dari yang didapatkan pada kasus con-
ductive cooling.
8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal
68/87
Dengan kata lain, T yang diperoleh pada kasus conductive
cooling akan lebih tinggi dibanding T reservoir sebenarnya(y.i. jika conductive cooling terjadi setelah mixing, T akan
overestimate).
Syarat lain untuk model silika-enthalpy adalah bhw tidak
ada pengendapan silika sebelum atau setelah mixing. Jikaterjadi pengendapan T akan underestimate. Hal ini kare-
na: titik awal sebelum pengendapan silika mestinya ke
arah kadar silika yang lebih tinggi (pada harga enthalpy
yang sama).
8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal
69/87
Dalam hal ini, titik perpotongan garis mixing dg kurva so-
lubilitas kuarsa akan memiliki nilai enthalpy lebih tinggi(T lebih tinggi) daripada yang didapat pada kasus pengen-
dapan silika.
Dengan kata lain, T yang diperoleh pada kasus tidak ter-
jadi pengendapan silika akan lebih tinggi dp yang terjadi
pada kasus pengendapan silika (y.i. T underestimate da-
lam kasus pengendapan silika).
8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal
70/87
Chloride-Enthalpy Mixing Model
Diagram enthalpy-chlorideuntuk air dari Yellowstone
National Park. Lingkaran ke-
cil mengindikasikan air tipe
Geyser Hill dan titik kecil
mengindikasikan air tipeBlack Sand (dari Fournier,
1981).
8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal
71/87
Chloride-Enthalpy Mixing Model
ESTIMASI TEMPERATUR
RESERVOIR
Geyser Hill-type Waters
A = kadar Cl maksimum
B = kadar Cl minimum
C = enthalpy minimum pada
reservoir
Black Sand-type Waters
D = kadar Cl maksimum
E = kadar Cl minimum
F = enthalpy minimum padareservoir
Enthalpy uap pada 100 C =
2676 J/g (Henley et al., 1984)
8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal
72/87
Chloride-Enthalpy Mixing Model
ORIGIN OF WATERS N = cold water component
C, F = hot water components
F lbh encer (dilute) & sedikitlebih dingin dp C
F tdk dpt diperoleh dari C dgproses mixing antara hot dancold water (titik N) karenasetiap campuran akanterletak pada atau dekat dg
garis CN.C dan F keduanya mungkinberhubungan dg air denganenthalpy lebih tinggi sepertititik G atau H.
8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal
73/87
Chloride-Enthalpy Mixing Model
ORIGIN OF WATERS
Air C dpt berhubungan dg airG dengan pendidihan(boiling)
Air C dpt pula berhubungandg air H
dg conductive cooling
Air F dpt berhubungan dg airG atau air H dg mixingdengan air dingin N
8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal
74/87
8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal
75/87
Production GeochemicalProblems
S li & K i
8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal
76/87
Scaling & Korosi
8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal
77/87
Sejumlah tugas masa depan Geokimia:
Banyak masalah kimia belum terpecahkan mungkin ber-asosiasi dengan penambangan fluida panas bumi dari
reservoir dalam dan panas.
Fluida superkritik
Presipitasi, scaling, korosi, dll.
Mungkin diperlukan metode dan teknik2 baru.
Metode2 geokimia sangat tergantung pada projek masa
sekarang melibatkan pengambilan dan penyimpanan
CO2 di sejumlah tempat.
Penting penguatan database termodinamik untuk pro-
gram2 komputer yang menggunakan evaluasi data dan
pemodelan.
8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal
78/87
Metode2 Geokimia akan
terlibat dalam projek2panas bumi masa depan.
8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal
79/87
http://engine.brgm.fr/web-offlines/conference-Mid-
Term_Conference_-_Potsdam,_Germany/other_contributions/39-slides-
0-Olafsson.pdf
http://www.general-
files.com/download/gs52e41dc5h32i0/jeotermometre.ppt.html
Pustaka:
http://engine.brgm.fr/web-offlines/conference-Mid-Term_Conference_-_Potsdam,_Germany/other_contributions/39-slides-0-Olafsson.pdfhttp://engine.brgm.fr/web-offlines/conference-Mid-Term_Conference_-_Potsdam,_Germany/other_contributions/39-slides-0-Olafsson.pdfhttp://engine.brgm.fr/web-offlines/conference-Mid-Term_Conference_-_Potsdam,_Germany/other_contributions/39-slides-0-Olafsson.pdfhttp://engine.brgm.fr/web-offlines/conference-Mid-Term_Conference_-_Potsdam,_Germany/other_contributions/39-slides-0-Olafsson.pdfhttp://engine.brgm.fr/web-offlines/conference-Mid-Term_Conference_-_Potsdam,_Germany/other_contributions/39-slides-0-Olafsson.pdfhttp://engine.brgm.fr/web-offlines/conference-Mid-Term_Conference_-_Potsdam,_Germany/other_contributions/39-slides-0-Olafsson.pdfhttp://engine.brgm.fr/web-offlines/conference-Mid-Term_Conference_-_Potsdam,_Germany/other_contributions/39-slides-0-Olafsson.pdfhttp://engine.brgm.fr/web-offlines/conference-Mid-Term_Conference_-_Potsdam,_Germany/other_contributions/39-slides-0-Olafsson.pdfhttp://engine.brgm.fr/web-offlines/conference-Mid-Term_Conference_-_Potsdam,_Germany/other_contributions/39-slides-0-Olafsson.pdfhttp://engine.brgm.fr/web-offlines/conference-Mid-Term_Conference_-_Potsdam,_Germany/other_contributions/39-slides-0-Olafsson.pdfhttp://engine.brgm.fr/web-offlines/conference-Mid-Term_Conference_-_Potsdam,_Germany/other_contributions/39-slides-0-Olafsson.pdfhttp://engine.brgm.fr/web-offlines/conference-Mid-Term_Conference_-_Potsdam,_Germany/other_contributions/39-slides-0-Olafsson.pdfhttp://engine.brgm.fr/web-offlines/conference-Mid-Term_Conference_-_Potsdam,_Germany/other_contributions/39-slides-0-Olafsson.pdfhttp://engine.brgm.fr/web-offlines/conference-Mid-Term_Conference_-_Potsdam,_Germany/other_contributions/39-slides-0-Olafsson.pdfhttp://engine.brgm.fr/web-offlines/conference-Mid-Term_Conference_-_Potsdam,_Germany/other_contributions/39-slides-0-Olafsson.pdfhttp://engine.brgm.fr/web-offlines/conference-Mid-Term_Conference_-_Potsdam,_Germany/other_contributions/39-slides-0-Olafsson.pdfhttp://engine.brgm.fr/web-offlines/conference-Mid-Term_Conference_-_Potsdam,_Germany/other_contributions/39-slides-0-Olafsson.pdfhttp://engine.brgm.fr/web-offlines/conference-Mid-Term_Conference_-_Potsdam,_Germany/other_contributions/39-slides-0-Olafsson.pdf8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal
80/87
S e l e s a i
8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal
81/87
Back-up Slides
8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal
82/87
Mixing model digunakan
untuk estimasi T reservoir
8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal
83/87
8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal
84/87
8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal
85/87
8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal
86/87
8/9/2019 Geokimia Dlm Ekspl Geothermal
87/87
http://earth.usc.edu/~agturner/Research.html