Setelah membaca artikel ini Anda akan belajar tentang:- 1. Arti Gas Hidrat 2. Deteksi Gas Hidrat 3. Metode Pemulihan.
Arti Gas Hidrat:
Hidrat gas, juga disebut klatrat gas, adalah padatan alami yang terdiri dari molekul air yang membentuk kisi kandang yang kaku. Setiap sangkar mengandung satu molekul gas alam terutama metana (Gbr. 3.18). Gas hidrat pada dasarnya adalah klatrat air dari gas alam di mana air mengkristal dalam sistem kristalografi isometrik daripada sistem heksagonal es normal.
Jumlah maksimum metana yang dapat disimpan dalam metana hidrat ditentukan oleh geometri klatrat atau struktur kisi. Secara teori, satu meter kubik (1m 3 ) metana hidrat dapat mengandung hingga 164 m 3 metana di STP. Dengan demikian, gas hidrat di reservoir dangkal (< sekitar 1000 m di bawah dasar laut) dapat memiliki lebih banyak metana per satuan volume dibandingkan dengan gas bebas di tempat yang sama.
Terjadinya gas hidrat di alam dikendalikan oleh kondisi suhu dan tekanan, ketersediaan molekul gas yang cukup untuk menstabilkan sebagian besar rongga hidrat dan molekul air yang cukup untuk membentuk rongga.
Sumber metana untuk pembentukan hidrat biasanya bersifat biogenik, namun metana termogenik yang dihasilkan pada kedalaman yang lebih dalam ( suhu tinggi) juga dapat berkontribusi dengan bermigrasi ke atas melalui patahan/rekahan.
Gambar 3.18 menunjukkan tiga model kejadian hidrat yang berbeda di bumi. Gambar 3.18 (a) menunjukkan lapisan gas hidrat membentuk antiklin seperti struktur yang menjebak metana bebas di bawahnya. Gambar 3.19 (b) menunjukkan lapisan hidrat gas, yang menyegel strata bantalan metana pada ujungnya yang naik dan Gambar 3.18 (c) menunjukkan dasar lapisan hidrat gas yang telah bermigrasi ke atas sebagai respons terhadap perubahan gradien panas bumi disebabkan oleh penempatan kubah garam, membentuk perangkap gas. Konversi biogenik bahan organik menjadi metana terjadi pada suhu rendah dan biasanya ditingkatkan oleh fluks klastik/organik volume tinggi.
Reaksi keseluruhan generasi metana dapat direpresentasikan sebagai:
(CH 2 O) 106 (NH 3 ) 16 (H 3 PO 4 ) →CO 2 + CH 4 + NH 3 + H 3 PO 4
Informasi batas fasa ditambah dengan informasi panas bumi menunjukkan bahwa batas kedalaman atas metana hidrat adalah sekitar 150 m di daerah kutub benua, dimana suhu permukaan di bawah 0°C. Pada sedimen samudera di wilayah tropis, gas hidrat dapat terjadi di luar kedalaman air sekitar 600 m, di mana suhu dasar laut cukup rendah.
Batas bawah kemunculan gas hidrat dalam sedimen ditentukan oleh gradien panas bumi, batas bawah maksimum sekitar 1000 m di bawah dasar laut (Gambar 3.19). Dengan demikian, terjadinya gas hidrat terbatas pada geosfer dangkal.
Gas hidrat terjadi di seluruh dunia, tetapi karena persyaratan tekanan, suhu, dan volume gas, mereka terbatas pada dua wilayah, kutub dan samudera dalam. Di daerah kutub, gas hidrat biasanya berasosiasi dengan permafrost, baik di pantai di sedimen kontinen maupun di lepas pantai di sedimen landas kontinen.
Ladang Messoyakaha di perma frost Siberia Barat adalah contoh hidup produksi gas dari gas hidrat selama dua puluh tahun terakhir. Di wilayah laut dalam, hidrat gas ditemukan di pinggiran benua luar di sedimen lereng dan naik di mana terdapat air dasar yang dingin.
Hidrat gas alam telah diidentifikasi di lereng benua Arktik dan Atlantik Utara, dari ujung Amerika Selatan hingga margin Amerika Utara dan Alaska, Teluk Meksiko, lepas pantai Tenggara AS dan Margin Benua Eropa. Dalam konteks India, hidrat gas telah diidentifikasi di perairan dalam di pantai Timur, pantai Barat, dan di lepas pantai Andaman.
Deteksi Gas Hidrat:
Sebagian besar kemunculan gas hidrat di lautan disimpulkan terutama berdasarkan penampakan profil refleksi seismik laut dari Bottom Simulating Reflectors (BSR). Refleksi ini mungkin bertepatan dengan kedalaman yang diprediksi dari diagram fasa sebagai dasar zona stabilitas gas hidrat.
Selain data seismik, informasi geofisika dari wire line well log dapat berguna dalam deteksi dan evaluasi interval gas hidrat.
Log sumur untuk studi hidrat gas meliputi kaliper, sinar gamma, potensial spontan, resistivitas, dan kecepatan sonik. Log sumur memberikan dasar untuk memperkirakan kualitas gas dan, bersama dengan data seismik, memegang kunci untuk penilaian sumber daya gas hidrat di masa mendatang.
Cadangan gas hidrat di seluruh dunia bervariasi dalam kisaran dari 16.000 Triliun Meter Kubik (TCM) hingga 20.000 TCM. Perkiraan kasar menunjukkan bahwa ada sekitar 10.000 Gt karbon yang tersimpan dalam gas hidrat yang setara dengan dua kali total karbon organik dalam semua bahan bakar fosil di bumi. Sumber daya hidrat gas inframerah untuk garis pantai India diperkirakan sekitar 200 TCM hingga ZEE.
Ada empat jenis hidrat sejauh ini, yang diamati melalui berbagai inti yang dikumpulkan dari berbagai lokasi di seluruh dunia. Ini termasuk grade seperti tipe disebarluaskan, nodu lar, berlapis dan tipe masif. Sebagian besar inti ini dikumpulkan di bawah Program Pengeboran Laut Dalam (DSDP) dan Program Pengeboran Laut (ODP) (Gbr. 3.21)
Metode Pemulihan Gas Hidrat:
Ada tiga metode utama yang dipertimbangkan untuk memulihkan metana dari gas hidrat dan itu adalah:
(i) Stimulasi termal,
(ii) Depresurisasi, dan
(iii) Injeksi inhibitor.
(1) Dalam stimulasi termal, lapisan bantalan gas hidrat dipanaskan untuk meningkatkan suhu lokal yang cukup untuk menyebabkan gas hidrat terdisosiasi.
(2) Dalam depresurisasi, tekanan pada lapisan gas hidrat diturunkan dengan pemompaan untuk menyebabkan disosiasi hidrat ; panas untuk proses depresurisasi disediakan oleh panas bumi alami Bagaimana.
(3) Injeksi inhibitor seperti metanol, glikol yang menyebabkan gas hidrat terdisosiasi. Inhibitor ini menyebabkan pergeseran kesetimbangan temperatur tekanan sehingga gas hidrat tidak lagi stabil pada kondisi temperatur-tekanan in situ.
Ada model konseptual untuk pemulihan gas dari hidrat dalam sedimen laut. Studi tentang depresurisasi hidrat di permafrost telah dilakukan secara rinci baik dalam model maupun di lapangan. Ada konsensus umum bahwa depressurization adalah cara yang paling layak secara teknis c pemulihan hidrat di permafrost.
