Geomigas Bitumen, Petroleum, Dan Natural Gas

5/13/2018 Geomigas Bitumen, Petroleum, Dan Natural Gas - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/geomigas-bitumen-petroleum-dan-natural-gas 1/24

BITUMEN, PETROLEUM, DAN

NATURAL GAS



Komposisi Bitumen dan Minyak Bitumen & Petroleum (crude oil) mengandung empat f raksi

Fraksi Kelas Senyawa penting

1) HC jenuh n-aklana

Senyawa cabang = Isoprenoid

Siklik = sterana, diterpana, triterpana

2) HC aromatik HC Aromatik sederhana (ringan) : benzena dan toluena

HC aromatik yang bebih berat dan HC naphthenoaromatik

turunan dari sterana, diterpana, triterpana

Senyawa kecil yang mengandung sulf ur

3) Senyawa NSO Fraksi ringan = molekul kecil sedang yang terdiri dari polars,NSO dan resin

Senyawa Heteratom = porphyrin, fatty acid

4) Asphaltenes Molekul aromatik, kaya heteroatom

Berat molekul sangat besar dapat 50.000 sehingga tidak larut

oleh pelarut ringan (nephta)



Biomarker

Dalam bitumen dan crude oil mengandung

biomarker

± B

iomarker = biological marker ± asal biological precursor molecules

± digunakan sebagai indikator organisme asal dari

bitumen dan petroleum

± biomarker bukan index fossil



Biomarker

Biomarker Precursor

n-alkana (> C22) Tumbuhan darat lilinan

n-alkana (C17, C22) Lipid alga

Isoprenoid (< C20) Klorof il

Isoprenoid (> C20) Lipid atau klorof il dari alga hypersaline

Porphyrin Klorof il

Sterana Steroid

Triterpana Triterpenoid bakterial

Diterpana HC dalam resin tumbuhan

Nophtheno aromatik

besar

Steroid, triterpenoid



Biomarker-Sterana

Konversi diagenetik

dari C29 menjadi sterana

(Mackenzie, & McKenzie, 1983op.cit. Waples 1985)



Transf ormasi katagenetik sterana



Faktor yang mempengaruhi senyawa

bitumen dan petroleum

Biomarker = ± N-alkana :

Asal tumbuhan dan lipid alga

konsentrasi tinggi;

katagenesis = membentuk senyawa pan jang rantai seperti fatty acid dan alkohol;

Asal tumbuhan dengan no atom karbon gan jil, misal C23, C25, C27,C29 dan C31

n-alkana alami hidrogenasi (reduksi) fatty acid rantai pan jang dan alkohol yang memiliki no atom karbon genap;

No atom C-genap = sedimen evaporit dan karbonat dengan input asal darat yang kecil serta kondisi diagenetik yang reduksi

Mengukur dominasi C gan jil pada n-alkana dengan CPI (carbon pref erence index)



Distribusi n-alkana

sedimen baru yang kaya material terestrial



Distribusi n-alkana

ekstraksi batuan dari limestone (evaporite condition)




bitumen dan petroleum Rumus CPI =

CPI = C gan jil (C23-31) / C genap (C24-32) + C gan jil (C25-33) / C genap (C26-32)

Jika = ± CPI = 1, maka jumlah atom C gan jil dan C genap sama

± CPI > 1, maka jumlah aton C gan jil dominan

± Porphyrin Asal klorof il

Selama diagenesis, maka ion magnesium dari klorof il men jadi hilang selamadiagenesis awal, namun diganti oleh Vanadyl (VO+2)

± Isoprenoid Asal klorof il (C

16-18)

sumber dari molekul Fitana ( phytane) dan pristana ( prystane) Isoprenoid punya 15 atom karbon

C15 isoprenoid menggantikan C20

Rasio f itana/pristana indikator tingkatan oksigen dalam kondisi diagenesis,sehingga digunakan berasosiasi dengan lingkungan oksidasi




bitumen dan petroleum ± Sterana

Asal dari steroid ( precursor )

Diagenesis mengubah sterana (cyanobacteri atau blue-grean alga) men jadi HC sterana

± Triterpana

± Diterpana

± Naphthenoaromatic

± Parameter lain (Sulf ur) Kandungan sulf ur pengaruh diagenetik

Atas alasan ekonomi dan lingkungan, minyak bisa mengandung > 0,5%

sulf ur = sulf ur tinggi; asal kerogen dengan sulf ur tinggi Sulf ur menyatu dengan kerogen terbentuk didalam sedimen non

klastik yang terakumulasi pada reduksi sulfat anaerobik

Kandungan sulf ur rendah = lakustrin dan batuan klastik asal laut

Kandungan sulf ur tinggi = batuan laut euxinic atau anoxic



± Maturitas Mempengaruhi komposisi

minyak

Rasio S/N menurun,berarti kematangan

meningkat

± Transf ormasi Reservoir Cracking dan

Deasphalting

± Cracking

» Pembelahan

molekul besar men jadi molekul kecil

» Mengubah molekul berat men jadi lebih ringan

» Minyak lilinan (w axy oils) men jadi tidak lilinan

» API gravity meningkat

Api Gravity = ukuran minyakdibandingkan dengan air; API grav > 10,

maka mengambang diatas air (minyakringan/lighter oils)>31,1 = light crude oil (CO); 22.3-31.1 =medium CO; <22,3 = heavy CO

» Pour point (titik aliran) dan viscositas menurun

» Fungsi dari waktu dan temperatur dalam reservoirT reservoir <80oC = minyak stabil tanpamemperhatikan pan jang waktu didalam reservoirT reservoir >120oC = minyak akan normal bila baru masuk ke reservoir



Transf ormasi Reservoir

± Deasphalting = akibat dari cracking

» Molekul asphaltene men jadi kurang larut

Biodegradasi dan water washing

±

Water washing» Pelarutan komponen yang dapat larut pada crude oil

didalam air yang kontak dengan minyak

» Molekul HC terkecil dan benzena (HC aromatik) mudah larut

» Dampak tidak besar karena kebanyakan HC memiliki kelarutan rendah terhadap air

± Biodegradasi

» Proses transf ormasi dimana bakteri dapat merusaksenyawa minyak

» Bakteri campuran = aerobic dan anaerobic strain




± Biodegradasi (lan jutan)

» Hanya bakteri aerobik yang menyerang HC

» Bakteri anaerobik menghabiskan beberapa

bagian yang merupakan byproduct yang teroksidasi hasil gangguan dari bakteri aerobik

» Mengubah sifat f isik dari minyak

» Berimplikasi keuangan negatif

» Minyak terbiodegradasi parah tidak dapat diproduksi, misal Athabasca Tar sand di Alberta,

Canada dan Minyak Orinoco di Venezuela




± Biodegradasi (lan jutan)

» Kondisi pendukung =

1)kehadiran Oil-water inf erface (organisme hidup dalam fase air)

2)Pasokan air meteorik yang membawa nutrisi dan oksigen terlarut

3)Temperatur < 80OC

» Dimulai ketika migrasi minyak, dimana oil-water interaction maksimal

» Ter jadi dalam reservoir (kebanyakan)

» Ter jadi perubahan sifat f isik dan kimia

» Bakteri mengganggu n-alkana konf igurasi rantai lurus, dimana enzim

bakteri beker ja ef isien, juga atraktif mengganggu rantai pan jang, rantai

alkil pada struktur siklik

» Perubahan komposisi dengan meniadakan HC jenuh



Sifat Fisik dan Kimia Crude Oil

akibat Biodegradasi

Pengaruh biodegradasi terhadap sifat crude oil secara fisika dan kimia



Sifat Fisik dan Kimia Crude Oil

akibat Biodegradasi

Pengaruh biodegradasi terhadap sifat crude oil secara fisika dan kimia



Klasif ikasi Crude Oli terbiodegradasi



Diagram Triangular memperlihatkan komposisi 636 Crude Oil

Minyak terbiodegradasi

berbeda dengan minyak normal

Terubah ~20% dari HC jenuh

Proporsi NSO dan HC aromatik

jadi meningkat Kandungan sulfur akan

meningkat



Petroleum vs bitumen

Komposisi sama, jumlah berbeda Kandungan HC (jenuh + aromatik)

Bitumen terubah men jadi minyak = Kehilangan senyawa NSO dalam kuantitas besar atau terubah

men jadi HC Bitumen dipengaruhi litologi dari host rocks

± Batuan karbonat mengandung bitumen yang senyawaberagam (heterocompounds) lebih banyak, f raksi aromatiklebih banyak dan kandungan sulf ur lebih tinggi

dibandingkan dengan shale. ± Banyak dan distribusi senyawa dalam bitumen yang

matang (mature bitumen) sukar dibedakan dengan crude oil, tapi sangat berbeda pada bitumen belum matang (immature bitumen)



Gas Alam

Mengandung banyak senyawa berbeda, walaupun dalam trace quantities

Komponen utama = HC ringan (metana melalui butana,CO2, H2S, dan N2)

CO2 dan N2 berasosiasi dengan hot reservoir CO2 berasal dari oksidasi minyak dan gas melalui

dekomposisi dari karbonat dan pengukuran carbon-isotope

Nitrogen sebagai indikator level kematangan yang tinggi yang terbentuk pada fasa transf ormasi metagenik dari

nitrogen organik dan ammonia yang diikat oleh minaral lempung

Hidrogen sulf ida (H2S) asal dari kerogen atau minyakdengan sulf ur tinggi.



Gas Alam

Biogenic gas = ± Ter jadi pada kedalaman dangkal

± Pada kedalaman ribuan meter (dalam) diperoleh dry gas dan hanya mengandung je jak HC lebih berat dibanding metana

± Gas yang dihasilkan pertama kali adalah wet gas ± Pada kematangan yang meningkat, maka gas men jadi lebih

kering sebagai hasil dari cracking dari HC berat men jadi metana.

± Gas secara isotopik lebih berat sebagai proses pembentukan gas

± Biogenic gas punya isotop lebih ringan dengan nilai 13C berkisar

dari 600/00 hingga 90 o/oo

± Gas katagenesik berupa metana lebih berat (-50 o/oo hingga -30o/oo

± Metana terakhir l(metagenetik) lebih berat = -15o/oo.



Gas Alam

Percampuran metana biogenik dan gas termal,

biasanya pada reservoir dangkal

Jarang ter jadi destruksi bakterial pada gas,tapi dapat menyebabkan perubahan

komposisi

Gas terbiodegradasi adalah kering, karena

banyak komponen berat lebih dahulu

berpindah, sehingga menghasilkan



Gas Alam

Perubahan komposisi gas pada perjalanan pembentukan gas

(Rice & Claypool, 1981 dalam Waples, 1985)

Date post:	15-Jul-2015
Category:	Documents
Upload:	romi-rarasta-romuzon
View:	125 times
Download:	0 times

Geomigas Bitumen, Petroleum, Dan Natural Gas

Documents