Nomor ISBN 978-602-8206-67-9

Fakultas Teknologi Mineral

Universitas Pembangunan Nasional "Veteran' Yogyakarta

(balam

Dies Natalis UPN "Veteran" Yogyakarta ke-57

Peran IPTEK Kebumian UntukMendukung Kemandirian danKetahanan Energi Nasional

Penyunting;

Bambang TriwibowoHasywir Thaib Sin

Indah WidiyaningsihWiji Raharjo

Yogyakarta, 18-19 November 201 5

OPTIMASI TUKANAN KPPAl.A SUMUR PADA LAPANGAN PANASBUMl X

MINYAKRINGAN ...,»,Ani:ci -indah WIDIVANINGSIH, AND

SpCTrTm«-,N,.:™ MP,AT.ri.OR .NCREASmC RECOVERY PACTOR INilBAVY Oil. RliSi;RV01R

I'^SSr'pENGURAsS MINVAK-TAHAp-'liNllS-MENGGONAKAN STIMULAS! VlBRASlIlanTBUDlHARlOS,............—CONCOCTING

^fRfAS™OR^;r;TioW^ lS;"w SAUN.YY RESERVOIRRatna WIDYANINGSIM, Wan

Kl'LOMPOKGFOLOGI -

, anaeisis MINERAI. EEMPIING paim ..atuan AETERAS, SIIMUR KM,-Z6'

ORDINARY

.:;;NaAN PANAS IIUMI KAMO,ANG ,AWA BA^T D.F.VUniANTOHO, Emmy SUPARKA Isao IH

If^SRNGAr^'AKTASr'^ME™" ' - ORDINARYR S MAIIAP SUMBERDAVA NIKEE EATER r^2D ,35

MFNGGUNAKAN MHTOnh DI.Oi.K KRIGINC 142

=^mm=, KABUPATEN BANYUMAS, IAWA fENGAH

DEFORMASI MENGGUNAKAN FENGAMATAN GPS _ lokoHARTADI SuBCBg lEAHARiaOta^^^ GEo'dCTIK ' DAN

STtASI GEOEOGI SEKITAR SUNGAI CIMANOm. [AWA BARAT ,^1SA^<?:rd"l"^pSrErATN TaUH ^GE01.0GISUATU W11.AYA11 17Hendra SISA

rs «Zn iriSanpaatan ̂.ahanb^stambangMolmmacI ANIS, Arlfudin IDRIIS, Hendra AMHAVA

Seminar Nasional Kebumian X-FTM- UPN 'Veteran" YogyakartaYopyakarta, 18 -19 November 2015

ANALISIS mineral LEMPUNG PADA BATUAN ALTERASl SUMUR KMJ-26LAPANGAN PANAS BUM! KAMOJANG JAWA BARAT

D.F.V1JDIANT0R0 (•). Emmy SUPARKA p). (sao TAKASHIMA, Daizo ISHIYAMA p),M. Yustin KAMAH {♦) dan Intan PARAMITA HATY p)

Cl lurusan Tcknik Geologi UPN "Veteran" Yogyakarta, IndonesiaEmail: {LfiCal012@yah.aQ,C.Qni

pi iurusanTeknik geologi InstitutTeknologi Bandung, IndonesiaP) Centre for Goo-Environmental Science, Akita University, lapan

P) Pertamina Geothermal Energy, Indonesia

Abstract

Fossil fuel until today is still as excellent for the worlds energy resource^ but fossil fuelsupplies depleting. As a result, any price increases of M/ alwaysenormous economic impact The CO7 emission caused by fossil ̂ el is causing globalrearming and climate change. Therefore it is time dependencereduced and shifted to alternative energy source.^ that are environmentally friendly. Onesuch energy source is geothermal energy. . j

Kamojang geothermal field is a high temperature vaporsystem. The geothermal field formed by the caldera Kamojang which is part ofQuaternary volcanoes series (0.452 to 1.2 Ma). Volcanism acti vity of the caldera^temproduces hydrothermal alteration that acts as a cap rocks and reservoir rocks of

minerals to be used as geotlmrmometer and ^the cap rocks and reservoir rocks of geothermal system. The anal^calmelhodol^^^ed in this research using X-ray diffraction analysis (XRD) of the o/temtion rock of well

Thi^analysis result showed the presence of montmorillonia. mixedmontmarillonite and chlorite from shallow into die depths. Minerals are distributedvertically in the well KMJ-26 as index mineral of reservoir temperature.

Kata kunci: mineral lempung, alterasl, panasbumi

panasbumi Kamoiang tarlatak dl Kecamatan Pangkalan, Kabnpatan BandjgPnivinsi |a»a Barat Daerah ini merupakan kaldeia Pangkalan denpn bebera,»Haiam kaldera seDertl* Gunune Rakittak, Gunung Ciharus, Gunung Gandapura, Gunung Gui\turdan Gunung M'asigit Gunung Rakutak berumur lebih tua daripada Gunung Guntur dan ̂eduanyamasih aktif. Perkembangan gunungapi ini dapat teramati melaluidimana perkembangan gunungapi berawal dari barat ke arahmenurut Robert, dkk (1983) berumur Kuartcr sekitar 0,452-1,2 jtl. Penelitianmenitikberatkan pada identifikasi mineral lempung ubahan hidrotermal dengan menggunakanmetode analisa difraksi sinar X terhadap beberapa sampel dan sumur KMl-26.

disusnn^Th mnt^alvSk basil nndnpan Prnknidcm dan Pa^akaldem. Kelpmpok endjankniiWaniW Pnikatdera dari vane berumur tua sampai termuda adalah Basalt Gunung Rakutak,SrOdglg A^dasb &an Gnnung Ciberanm, Plroklastik Cnnnng Sanggab Andasbpirlsen Gunung Cibatuipis, Andesit porRr Gunung Kaiomas, Andes.t basaltik Legokpulus danGunung Putri, Lava Andesit Gunung Pasir Jawa dan Andes.t p.roksen Gunung Kancng.

Fakultas Teknologi Mineral. UPN "Veteran" YogyakartaISBN 978-602-8206-67-9

128

Seminar Nasional Kebumian X~FTM~ UPN "Veteran" Yogyakarta

Yogyakarta, 18-19 November 201S

Seciangkan kelompok hatuan vulkanik Pascakatdera dari lua ke miida adalah AndesiC hasaltikCuniiiig Batususun dan Giituing Gandapura, I^ava Andesit Giinung Gajah. Andeslt basallik GunungCakra-Masigit dan Cuntiir. Kelompok batuan vulkanik Pascakaldera menindih secaratidakselaras kelompok hatuan vulkanik Prakaldera,

Mineral ubahan yang terjadi di iapangan panasbiimi Kamojang menurut Yudiantoro[1997) dapat dibagi mrnjadi 3 zona ubahan, yaitu: zona kaoiinit-montmorillonit, zona anhdirit-kalsil dan zona epidot-kioril.Zona kaoiinit-montmorillonit dan zona anhdirit-kaisit terletakpadakedalaman yang dangkal, yang merupakan zona lapisan penulup [cap rock) dari sistempanasbumi ini. Sedangkan zona epidot-kJorlt terletak pada kedalaman jmng daiam danmerupakan zona rescrvoar. Sedangkan meniinil Kamali, dkk. (2003) zonasi mineral ubahaniapangan panasbumi ini dapal dibagi menjadi zona argilik dan propiliiik. Zona argilik didomlnasioleh mineral lempung yang turdiri dari kaolin (<120'>C), smektit (<150"C) dan smektit-illit(>200°C) yang terbentuk dalam kondisi asam raendekati nctral {steam zone). Zona propiiitikmcmpunyai lemperatur di atas 200"C berada di dalam zona reservoar. Mineral yang hadir padazona ini adalah epidot, aduiaria, wairakit, nor swe/Zm^grb/orite dan kalsit.Mctode Anaiitik

Idenlifikasi mineral lempung iiada penelitian ini dcngan meriggunaknn mctodc anaiitikdifraksi sinar X yang mclipiiii anallsis seriuik kering, ethylene glycol dan HCl. Sampcl batuanyang dianalisis adalah serbuk bor di kedalaman 319 m, 492 m, 924 m dan 1038 m pada sumurKMl-26 vang diharapkan mengandiing mineral lempung.

HASH PENELITIAN

lenis Batuan UbahanDari ke empat sampel batuan sumur KMJ-26 yang dianalisis dengan menggunakan

mikroskop binokuler menunjukkan bahwa batuan yang tcrdapat di kedalaman 391 m adalahbreksi ande.sit tenibah, lava andesit lenibali di kedalaman 492 m, breksi ande.sit lerubah dikedalaman 924 m dan lava andesil lerubah di kedalaman 1038 m (Ciainhar 1). Mineral ubahanteramati di kedalaman adalah mincril lempung, plagioklas, kalsit, kuarsa dan pirit di kedalaman391, 492 m dan 924 m, sedangktin di kedalaman 1038 m ditemukan klorit, plagioklas, kalsil,epidot, kuarsa dan pirit.

Gambar 1. Kenampakan jenis lialuan berdasarkan pengainataii mikroskop binokuler serbuk boryang meliputi: A. Brek.si andesit terubah, 8. Lava andesit tonibah, G. Breksi andesit tcrubah, D.

Fakultas Teknologi Mineral, UPN "Veteran' YogyakartarSBN970-602-«206-fj7-9

o

Seminar NasIonalKebunvanX-FTM-UPN 'Veteran' YogyahirtaYogyakarta, 18-19 November 2015

Mineralogi UbahanIdentifikasi mineral ubahan pada peneiitian ini dengan tnenggunakan metode difraksi

sinar X dengan anaiisis serbuk kering {bulk), sedangkan untuk mcngidentifikasi jenis minerallempung dengan menggunakan anaiisis ethyleneglycol dan HCl.

Hasil anaiisis serbuk kering terhadap 4 sampel terpilih dari sumur K-26 di kedalaman391 m, 492 m, 924 m dan 1038 m, menunjukkan kehadiran mineral lempung, kuarsa dan pirit dikedalaman 319-] 038 m.

Kristobalit haclir di kedalaman 391 m dan 492 m. sedangkan klnrit, cpidot dan wairakit hadir dikedalaman 1038 m (Gamhar 2). Sedangkan hasil anaiisis dengan menggunakan metode ethyleneglycol menunjukkan kehadiran mineral montmorilonit, mixed layer illit-montmorillonit danklorit (Gambar 3). Montmnrillonit hadir di kedalaman 319 m, mixed layer illit-montmorillonit dikedalaman 492 m dan 924 m, serta klorit hadir di kedalaman 1038 m.

Mineral mixed-layer illit-montmorillonit ini merupakan perselingan antara mineral illitdan montmorilloniL Untuk mengetahui jenis mixer layer illit-montmorillonit dan komposisi illitdi dalam perselingan mineral lempung tersebut dipergunakan diagram Watanabe (1981).Diagram tersebut menggunakan variasi /120i dan A2(h dengan terlebih dahulu melakukanpenghitungan sebagai berikut: 202 - 20i =A20i dan 203 - 20? =A202. Dari hasil perhitungantersebut akan diperoleh nilai A20j dan A202. Kemudian diplot pada diagram variasi A20i danA202, maka akan diperoleh nilai proporsi illit dari mixed layer illit-montmorilloniL

A 391 m

492 m

LU 924 m

\ A_XV 10361>

Gambar 2. jenis mineral ubahan yang hadir pada sumur KMJ-26 di kedalaman 319 m, 429 m, 924m dan 1038 m.

Fakultas Teknologi Mineral, UPN "Veteran" YogyakartaISBN 978-602-8206-67-9

130

Seminar Nasional Kebumian X - FTM - UPN 'Veteran' Yogyakarto

Yogyakarta, 18-19 November 2015

I i

i

J \ I

A S d24m

r AI * |i

' n i I r a U 1» 19 »

Gambar 3. Hasil analisis difraksi sinarXdengar menggunakan ethylenegiycol terhadap sampelKMJ-26.

Dari dua sampct yang menganriung mixed layer ilUt-montfnorillonit, yaitu sampel di kedalaman492m dan 924 m. Ntlai A20i dari sampel kedalaman 319 m adalah 9.8-6,2°=3,6"', sedangkan nilaiaZOz pada kedalaman terscbut adalah 16.3-9,8"=6/3». Nilai A20i di kedalaman 492 nimcnnnjukkan nilai 9,1-6,6<'=2,S» dan nilai 6202 adalah 16,7-9,1<'=8,1". Hasil penghitungan inidisajikan pada Tabel 1. Nilai 620idan AZe^kemudian diploting pada diagram variasi A20i dan620; Walanabe (1981], maka dapat dipcroleh hasil bahwa kedua sampel tersebul berjenis S=l,yang berarti hahwa tingkal kcteraluran perselingan illit-mdnfmorillonit adalah pendek.Sedangkan kandungan illit pada perselingan tersebut pada sampel 429 m sebesar 43% illit danpada sampel 924 m sebesar 76% dilihat pada Gambar4.

Tabel 1. Hasil penghitungan 20 dnri sampel hasil analisis difraksi sinarX metode elhyleneglycol

[Kedalaman! I H 1 II 263-26;, ] J"]Sumur 20, 20, 20, 620,

KMJ-26

Fakultas Teknologi Mineral, UPN "Veteran" YogyakartaISnN 970-602-8206-67-9

131

Seminar Nasional Kebumian X - FTM - UPN 'Veteran" Yogyakarta )

Yogyakarta, 18-19 November 2015 ^

&96^((logp9«|

. .

^ f

924 m

492 m

Gambar 4. Plot hasil analisis mbced layer iilit-montmorillonit sampei penelitian berjenis S=1 padadiagram variasi A26i dan A202 Watanabe (1981).

Untuk mengidentifikasi lebih jelas kehadiran mineral klorit, maka pada penelitian inimenggunakan metode pengasaman yaitu dengan melarutkan dengan iarutan HCI. Hasilpengasaman tersebut menunjukkan bahwa kehadiran klorit terdapat di sampei 1038 m. hasilanalisis tersebut dapat dilihal pada Gambar 5 yang memperlihatkan bahwa kurva intensitasklorit pada nilai 26=6,36° menghilang.

1700

1000

(0Q. 800O,

(0^ 600mc

g 400c

zoo

Ethylene glycol /'

s o 10 12 14 16 IS Z(

29

Gambar 5. Hasil analisis difraksi sinar X pada sampei 1038 m. Grafik menunjukkan kurva hasilanalisis dengan menggunakan ethylene glycol dan melarutkan sampei di Iarutan HCI.

Fakultas Teknologi Mineral, UPN "Veteran" YogyakartaISBN 978-602-8206-67-9

132 :

Seminar Nosional Kebumian X ~ FTM - UPN "Veteran" YogyakartaYogyakarta, 18-19 November 2015

DISKUSI

Sterner (1968) adalah orang pertarna yang niengenali transfonnasi progre-sifmontmorilionit dioctaliedral menjadi illil paila sistem panasbumi WairakrH. Harvey dan Browne(1991) juga mcnjclaskan mengenai perubalian progresif dari inonlTnorillonit menjadi illitterscbut dengan melakukan analisis unitan mixed-layer clay. Illit dengan kandungan 60%terbentuk paria lemperatur <IOO°C, sedangkan kandungan 100% iilil terjadi pada temperatiir>200''C. Sedangakan menurul Sieiner, looo, Wood (pers-comm) dan Browne, 1987 mixed layerillil-montmorillonit lerbenliik pada lemperatur IRO-ZZOoC.

Hasil analisis difraksi sinnr X terhadap sampel terpilih dari sumiir KMl-26 menunjukknnbahwa kehaclimn mixed layer illit-montmnrilonit di kedalaman 429 m dan 924 m. Minerallempung ini berjenis 5=1 dengan proseniase illit untuk sampel -129 tn adalab 43% danprosentase illit pada sampel 924 m yaitu 76% illit. Ha! ini berarti mixed (oyer illit-montmorillonitini terbentuk pada lemperatur 180-220°C. Kemudian di bawah kedalaman 924 m, yaitu padasampel 1038 m hadir klorit disertai wairakit dan epidoL Hal ini menunjukkan bahwa padakedalaman terscbut temperatiir >20000 (Steiner, 1969 dan Browne, 1987). Dengan kehadiranepidot pada kedalaman 1038 m memmjukkan bahwa reservoar panasbumi berada di kedalamanini dengan lemperatur sekitar ZSO-OSOoC (Reyes, 1990). Dengan demikian semakin meniijukedalaman, maka lemperatur sistem panasbumi menunjukkan semakin tinggi.

UCAPAN TERIMAKASIH

Penulis mengucapkan sangat berterimakasih kepada Managemen Pertamina GeothermatEnergy (PGE) yang lelah memben'kan fa-silitas riset Program Doklnral dan memberikan izinuntuk mempublikasikan tulisan ini. Selain itu penulis mengucapkan terimakasih kepadaUniversitas Akita jepang yang telah memberikan fa5ilita.s laboratorium dan penulismengucapkan terimakasib kepada Bcasuswa Pendidikan Pasca.sarjana (BPPs)-D[KTI, PT.Mammoth Energy, Pusat Studi Migas dan Pusat Studi Geotemial UPN "Veteran" Yogyakarta yangtelah memberikan beasi.swa kepada penulis selama melakukan riset.

KESIMPULAN

Dari h.isil analisis difraksi sinar X terhadap .sampel di kedalaman 391 m, 429 m, 924 mdan 1038 m dari siimur KMJ-26. maka dapat diperoleh suatu kcsimpulan:

• Mineral ubahan yang hadir adalah mineral lempung, kuarsc dan pirii di kedalaman 319-1038 m. Kristobalit hadir di kedalaman 391 m dan 492 m, .sedangkan klorit, epidot danwairakit hadir di kedalaman 1038 m. jenis mineral lempung yang dijumpai adalahmnnlmorillonit di kedalaman 391 m, sedangkan mixed iayer illit-motUmorilionilditernukan di kedalaman 492 m dan 924 m.

• jenis mixed layer illit-montmorilloiilt dari sampel kedalaman 492 m dan 924 mmenunjukkan jenis .S=l dengan kandungan illit masing-masing adalah 43% illit dan 76%illit. Mineral inf terbentuk pada temperatur 180-220®C.

• Reservoar paiiashumi berada di kedalaman sekitar 1038 m dengan dicirikan olehhadimya epidot dan mineral tersebiit terbentuk pada temperatur sekitar 2.'>0-350''C.

N Fakultas Teknologi Mineral, UPN "Veteran" YogyakartaISBN 978-602-8206-67-9

' 133 I

n

Seminar Nasional Kebumian X - FTM - UPN "Veteran" Yogyakarta

Yogyakarta, 18-19 November 2015

DAFTAR PUSTAKA

Browne P.R.L., 1978, Hydrotitermal Alteration in Active Geothermal Fields. Earth Planet Set, p. 229-250

Browne, PRL dan Brown, KL., 1996, Geothermal technology : "Teaching the Teachers" CourseStage III, ITB Bandung Indonesia-UniversityAuckland

Carrels, Robert M., 1984, Montmorillonite/lllite Stability Diagrams, Clays and Minerals.32, p.l61-166

Harvey CC dan Browne PRU 1991, Mixed-layer Clay Geothermometry in The Wairakei GeothermalField, New Zealand, Clay and Clay Minerals v.39, p.614-621

Harvey C, Browne P, 2000, Mixed-layer Clays in Geothermal Systems and Their Effectiveness asMineral Geothermometers, proc. WGC, p.1201-1205

Inoue A, Bouchet A. Velde B, Meunier A, 1989, Convenient Technique For EstJmating SmectiteLayer Percentage in Randomly Inlerstratified UUte/Smectite Minerals, Clays Clay Min 37,p.227-234

Inoue A. 1995, Formation of Clay Minerals in Hydrothermal Environments, In: Bruce Velde (edt)Origin and Mineralogy of Clay, Springor-Verlag, 334 pp.

Kamah Y., Tavip D. dan Agu.s A.Z., 2003, Penanggulangan Problem Geologi Dalam OperasiPemboran Sumur Di Blok Timur Area Geothermal Kamojang Jawa Barat Indonesia, proc.STi" Indonesian Geothermal A.ssociation, p.175-184

Reynolds RC, 1980, Interstratified Clay Minerals In: BrindleyGW, Brown G (eds) Crystal StructuresofClay Minerals and their X-ray Identification. Mineraloglcal Society, London, p.249-303

Robert D., Raharso R, Bastaman S., 1983, Exploration and Development of the KamojangGeothermal Field, proc. IPA p. 171 - 190

Robert D., 1987, Geological Study of the Western Part of The Kawah Kamojang Geothermal,PERTAMINA/BEICFP report, 89 pp.

Reyes, A.G., 1990 , Petrology of Philippines Geothermal Systems and the Application of AlterationMineralogy to Their Assessment, journal of Volcanology and Geothermal Research, 43,279-309.

Steiner A, Clay Minerals in Hydrothermally Altered Rocks at Wairakei, New Zealand, Clay Min. 16,p.193-213

Utami P, 2000, Characteristics of the Kamojang Geotdiermal Reservoir (West Java) as Revealed ByIts Hydrothermal Alteration Mineralogy, proc World Geothermal Congress, Kyushu-

/""S Tohoku, Japan, May 28-|une 10,2000, p.1921-1926Watanabe TakashI, 1981, Identification of lllite/Montmorillonite Interstratifications bay X-ray

Powder Diffraction, J.MIneral Soc |pn Spec Issue, p.97-114Watanabe TakashI, 1988, The Stuctural Model of Illite/Smectlte Interstratified Minerals And The

Diagram For Its Identification. Clay Scl 7. p.97-114Yudlantoro DF., 1997, Kimia Batuan Ubahan Hidrotermal Sumur KMJ-49 dan Sumur KMJ-57

Lapangan PanasbumI Kamojang Jawa Barat, Tesis Magister Program StudI TeknikGeologi ITB Bandung, 146 hal.

FakultasTeknologi Mineral, UPN "Veteran" YogyakartaISBN 978-602-8206-67-9

134