SIFAT BATUAN DAN FLUIDA PANASBUMI UNIVERSITAS NEGERI MANADO | FISIKA GEOTHERMAL UNIVERSITAS NEGERI MANADO | FISIKA GEOTHERMAL 1 MAKALAH SISTEM PANASBUMI BAB 5 : SIFAT BATUAN DAN FLUIDA P
sifat batuan dan fluida panasbumi
UNIVERSITAS NEGERI MANADO | FISIKA GEOTHERMALUNIVERSITAS NEGERI MANADO | FISIKA GEOTHERMAL
1
MAKALAH SISTEM PANASBUMI
BAB 5 : SIFAT BATUAN DAN FLUIDA
PANASBUMI
sifat batuan dan fluida panasbumi
NAMA ANGGOTA KELOMPOK
YONATHAN SUROSO 12300041
STEVANNY PALIT 12301093
YULLY SURENTU 12301396
ADVENTUS POSUMAH 12300058
RIFIANO WEWENGKANG 12301437
JEIT LEMBONG 12303906
SULISTYO KONO 12300435
RISKY MAHADJURA 12304716
DOSEN MATA KULIAH SISTEM PANASBUMI:
2
sifat batuan dan fluida panasbumi
DR. Cyrke. A. N. Bujung, M.Si.
KATA PENGANTAR
Puji syukur patut kami panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa karena atas
berkat, penyertaan dan bimbinganNya kami dapat menyelesaikan makalah kami
yang berjudul SIFAT BATUAN DAN FLUIDA PANASBUMI ini dengan baik.
Kami juga berterimakasih kepada semua pihak, baik secara langsung maupun
tidak langsung, yang telah membantu kami dalam menyelesaikan makalah kami.
Makalah ini memuat dan membahas tentang karakteristik dan analisa
mengenai batuan dan fluida yang berperan dalam sistem panasbumi. Makalah ini
terdiri dari tiga bagian. Bagian pertama membahas mengenai sifat petrofisik
batuan panasbumi, bagian kedua membahas sifat termodinamika uap, air dan
campuran dari keduanya pada berbagai tekanan dan temperatur, sedangkan bagian
ketiga membahas tentang sifat geokimia fluida panasbumi.
Semoga makalah Sistem Panasbumi ini dapat bermanfaat dan dapat
dipergunakan sebagaimana mestinya. Terima kasih.
Tomohon, 8 September 2013
3
sifat batuan dan fluida panasbumi
Penulis
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR 3
DAFTAR ISI 4
BAGIAN 1 : SIFAT BATUAN PANASBUMI 5
A. POROSITAS 5
B. PERMEABILITAS 6
C. DENSITAS 7
D. KONDUKTIVITAS PANAS 7
E. PANAS SPESIFIK BATUAN 9
BAGIAN 2 : JENIS DAN SIFAT FLUIDA 10
A. JENIS FLUIDA PANASBUMI 10
B. SIFAT FLUIDA SATU FASA 14
C. SIFAT FLUIDA DUA FASA 21
D. FLUIDA DUA FASA DALAM BATUAN RESERVOIR 22
BAGIAN 3 : GEOKIMIA FLUIDA PANASBUMI 26
A. KANDUNGAN KIMIA FLUIDA PANAS BUMI 26
4
sifat batuan dan fluida panasbumi
B. JENIS AIR PANASBUMI 28
C. PROSPEKSI GEOKIMIA PANASBUMI 32
BAGIAN 1
SIFAT BATUAN PANASBUMI
Sebagian besar reservoir panasbumi terdapat pada batuan vulkanik dengan
aliran utama melalui rekahan. Seperti halnya di perminyakan, sifat batuan yang
penting menerangkan sifat batuan reservoir panasbumi adalah porositas,
permeabilitas dan densitas batuan. Beberapa parameter lain yang penting untuk
menerangkan sifat batuan reservoir panasbumi adalah panas spesifik dan
konduktivitas panas.
A. POROSITAS
Reservoir panasbumi umumnya ditemukan pada batuan rekah alami, di
mana batuannya terdiri dari rekahan-rekahan dan rongga-rongga atau pori-pori.
Fluida panasbumi, terkandung tidak hanya dalam pori-pori tetapi juga dalam
rekahan-rekahan. Volume rongga-rongga atau pori-pori batuan tersebut umumnya
dinyatakan sebagai fraksi dari volume total batuan dan didefinisikan sebagai
porositas (φ). Secara matematis, porositas dapat dituliskan sebagai berikut:
φ=V p
V b
5
sifat batuan dan fluida panasbumi
dimana Vp adalah volume pori dan Vb adalah volume total batuan.
Porositas batuan reservoir panasbumi biasanya dibedakan menjadi dua,
yaitu porositas rekahan dan porositas antar butir atau porositas matriks batuan.
Hingga saat ini baru porositas matriks yang dapat diukur di laboratorium.
Pada kenyataannya, porositas di dalam suatu sistem panasbumi sangat
bervariasi Contohnya di dalam sistem reservoir rekah alami, porositas berkisar
sedikit lebih besar dari nol, akan tetapi dapat berharga sama dengan satu (1) pada
rekahannya. Pada umumnya porositas rata-rata dari suatu sistem media berpori
berharga antara 5 – 30%.
B. PERMEABILITAS
Seperti di perminyakan, permeabilitas (k) suatu batuan merupakan ukuran
kemampuan batuan untuk mengalirkan fluida. Permeabilitas merupakan parameter
yang penting untuk menentukan kecepatan alir fluida di dalam batuan berpori dan
batuan rekah alami. Permeabilitas yang biasanya dinyatakan dalam satuan mD
(mili Darcy), di bidang geothermal seringkali dinyatakan dalam m2, dimana 1
Darcy besarnya sama dengan 10-12 m2.
. Besarnya permeabilitas batuan tidak sama ke segala arah (anisotropy),
umumnya permeabilitas pada arah horizontal jauh lebih besar dari
permeabilitasnya pada arah vertikal. Batuan reservoir panasbumi umumnya
mempunyai permeabilitas matriks batuan sangat kecil seperti diperlihatkan pada
tabel di bawah, dimana reservoir mempunyai permeabilitas antara 1 sampai 100
mD dan transmisivitas (hasil kali permeabilitas dan ketebalan) antara 1 sampai
100 Dm (Darcy meter).
6
sifat batuan dan fluida panasbumi
Tabel 1 Sifat Batuan Reservoir Di Beberapa Lapangan Panasbumi
C. DENSITAS
Densitas batuan adalah perbandingan antara berat batuan dengan volume
dari batuan tersebut. Densitas atau massa jenis batuan dinyatakan sebagai berikut:
ρ=mV
D. KONDUKTIVITAS PANAS
Konduktivitas panas suatu batuan merupakan parameter yang menyatakan
besarnya kemampuan batuan tersebut untuk menghantarkan panas dengan cara
7
sifat batuan dan fluida panasbumi
konduksi apabila pada batuan tersebut ada perbedaan temperatur (gradien
temperatur). Secara matematis konduktivitas panas dinyatakan sebagai berikut:
K= Q
(dTdz
)
dimana Q adalah laju aliran panas per satuan luas dan dT/dz adalah gradien
temperatur. Satuan dari konduktivitas panas batuan adalah W/m. K,
penyederhanaan dari satuan (Energi/waktu/luas)/(temperatur/jarak).
Tabel 2 Konduktivas Panas Beberapa Jenis Batuan
Konduktivitas panas tidak sama untuk setiap batuan. Konduktivitas panas
suatu batuan tidak hanya ditentukan oleh jenis batuan atau mineral-mineral
penyusunnya, tetapi juga ditentukan oleh struktur kristal yang membentuk batuan
tersebut. Mungkin ini pulalah yang menyebabkan harga konduktivitas berlainan
8
sifat batuan dan fluida panasbumi
ke semua arah. Hal ini menyebabkan panas merambat dengan laju yang berbeda
ke arah yang berlainan.
Keanekaragaman sifat konduktivitas panas batuan diperkirakan tidak hanya
karena susunan ion dari suatu struktur kristal tetapi juga orientasi dari masing-
masing butiran mineral. Kwarsa, misalnya, adalah konduktor panas yang baik,
sehingga konduktivitas panas batuan yang mengandung kwarsa umumnya sangat
ditentukan oleh fraksi dari kwarsa di dalam batuan tersebut. Sebagai contoh
adalah batuan granit; konduktivitasnya berkisar antara 2,5 sampai 4 W/m.K, bila
batuan tersebut mengandung kwarsa sebanyak 20 – 35%. Adanya mineral
Plagiocase akan menurunkan konduktivitas batuan karena mineral tersebut
mempunyai konduktivitas panas yang rendah.
E. PANAS SPESIFIK BATUAN
Panas spesifik batuan (c) adalah suatu parameter yang menyatakan
banyaknya panas yang diperlukan untuk menaikkan suhu satu satuan masa batuan
tersebut sebesar 10C. Satuan dari panas spesifik batuan adalah J/kg.K. Panas
spesifik batuan umumnya mempunyai harga sebagai berikut:
Pada temperatur rendah : 0.75 - 0.85 kJ/kg0C
Pada temperatur sedang : 0.85 - 0.95 kJ/kg0C
Pada temperatur tinggi : 0.95 - 1.10 kJ/kg0C
9
sifat batuan dan fluida panasbumi
BAGIAN 2
JENIS DAN SIFAT FLUIDA
A. JENIS FLUIDA PANASBUMI
Fluida panasbumi dapat berada dalam keadaan cair atau uap tergantung dari
tekanan dan temperatur yang mempengaruhinya. Fluida berada dalam keadaan
cair hanya apabila pada suatu tekanan tertentu, temperaturnya lebih kecil dari
temperatur titik didih (temperatur saturasi). Fluida berada dalam keadaan uap
apabila pada suatu tekanan tertentu, temperaturnya lebih besar dari temperatur
titik didih air atau temperatur saturasi.
Pada tekanan 1 atm (1,01325 bar) misalnya, air mendidih pada temperatur
1000C. Apabila pada tekanan 1 atm besamya temperatur adalah 500C, yaitu di
bawah temperatur titik didih air, maka fluida ada dalam keadaan cair. Apabila
pada tekanan 1 atm besamya temperatur adalah 1000C, yaitu di atas temperatur
titik didih air, maka fluida ada dalam keadaan uap. Pada tekanan yang lebih tinggi
dari 1 atm, air akan mendidih pada temperatur yang lebih tinggi, misalnya pada
tekanan 20 bar, air mendidih pada temperatur 212,9oC.
10
sifat batuan dan fluida panasbumi
Fasa cair dapat berada bersama-sama dengan fasa uap pada kondisi tekanan
dan temperatur tertentu, yaitu pada tekanan dan temperatur saturasi.
Gambar 1 Hubungan Temperatur Saturasi terhadap Tekanan
Di daerah di atas kurva saturasi, yaitu daerah dimana temperatur lebih besar
dari temperatur saturasi, hanya fasa uap yang terdapat didalam sistim. Pada
keadaan ini uap disebut superheated steam (uap lewat panas). Di daerah di bawah
kurva saturasi, yaitu daerah dimana temperatur lebih kecil dari temperatur
saturasi, hanya fasa cair yang terdapat didalam sistem. Pada keadaan ini fasa cair
disebut sebagai compressed liquid.
11
sifat batuan dan fluida panasbumi
Pada temperatur dan tekanan saturasi, fasa cair dapat berada bersama sama
dengan fasa uap. Fluida merupakan fluida dua fasa, yaitu berupa campuran uap-
air. Fraksi uap didalam fluida sering disebut kualitas uap atau dryness (notasi x),
yang didefinisikan sebagai perbandingan antara laju alir masa uap dengan laju alir
masa total. Harga fraksi uap (x) bervariasi dari nol sampai dengan satu.
• Apabila pada kondisi saturasi, hanya terdapat fasa cair saja, maka fasa cair
tersebut disebut cairan jenuh atau saturated liquid (x = 0) .
• Bila hanya uap saja yang terdapat pada tekanan dan temperatur saturasi,
maka uap tersebut disebut uap jenuh atau saturated vapour (x = l) .
Adanya kandungan non-condensible gas di dalam air akan menyebabkan
temperatur saturasi atau temperatur titik didih menjadi lebih rendah, sedangkan
adanya kandungan garam akan menaikkan temperatur saturasi.
Gambar 2 Pengaruh CO2 dan NaCl Terhadap Temperatur dan Tekanan Saturasi
12
sifat batuan dan fluida panasbumi
Fluida yang terkandung dibawah permukaan dapat ditentukan dari landaian
tekanan dan temperatur hasil pengukuran di dalam sumur yang divisualisasikan
melalui Kurva BPD, dimana BPD adalah singkatan dari Boiling Point with
Depth. Kurva tersebut merupakan penentuan jenis fluida dan jenis reservoir dari
data temperatur dan tekanan saturasi terhadap kedalaman.
Gambar 3 Landaian Temperatur dan BPD Untuk Penentuan Jenis Fluida/Jenis Reservoir
• Apabila landaian temperatur dari pengukuran di sumur terletak di sebelah
kiri kurva BPD, maka fluida hanya terdiri dari satu fasa saja, yaitu air.
• Apabila landaian temperatur dari pengukuran sumur terletak disebelah
kanan dari kurva BPD, maka fluida hanya terdiri satu fasa saja, yaitu uap.
• Apabila landaian temperatur berimpit dengan kurva BPD maka fluida
terdiri dari dua fasa, yaitu uap dan air.
13
sifat batuan dan fluida panasbumi
Landaian tekanan dan temperatur di sistim dominasi air umumnya berubah
secara signifikan dengan kedalaman. Landaian tekanan dan temperatur di
reservoir dominasi uap biasanya tidak banyak berubah dengan kedalaman
(densitas gas tidak banyak berubah dengan tekanan dan temperatur).
14
sifat batuan dan fluida panasbumi
Gambar 4 Tipe Landaian Tekanan dan
Temperatur Sistem Dominasi Uap
Gambar 5 Tipe Landaian Tekanan dan
Temperatur Sistem Dominasi Air
B. SIFAT FLUIDA SATU FASA
VOLUME SPESIFIK
Volume spesifik suatu fasa fluida adalah perbandingan antara volume
dengan masa dari fasa fluida tersebut. Satuan dari volume spesifik adalah m3/kg.
Volume spesifik air (νf) dan uap (νg) tergantung dari besarnya tekanan dan
temperatur.
15
sifat batuan dan fluida panasbumi
DENSITAS
Densitas suatu fasa fluida adalah perbandingan antara massa dengan volume
dari fasa fluida tersebut. Satuan densitas adalah kg/m3. Densitas air (ρf) dan
densitas uap (ρg) tergantung dari besarnya tekanan dan temperatur dimana
harganya ditentukan dari harga volume spesifik, yaitu sebagai berikut:
ρ=mV
→ ρ= 1V
16
sifat batuan dan fluida panasbumi
Gambar 6 Hubungan Densitas Air dan Uap terhadap Tekanan Saturasi
ENERGI DALAM
Energi dalam (u) merupakan parameter yang menyatakan banyaknya panas
yang terkandung didalam suatu fasa persatuan masa. Satuan dari energi dalam
adalah kJ/kg. Besarnya energi dalam uap (ug) dan energi dalam air (uf) juga
tergantung dari tekanan dan temperatur.
17
sifat batuan dan fluida panasbumi
Gambar 7 Hubungan Energi Dalam terhadap Tekanan Saturasi
ENTALPI DAN PANAS LATEN
Entalpi adalah jumlah dari energi dalam (u) dengan energi yang dihasilkan
oleh kerja tekanan. Hubungan dari energi dalam dengan entalpi adalah:
h f=u f + p/υf
hg=ug+ p/υg
Satuan dari entalpi adalah kJ/kg. Besarnya entalpi uap (hg) dan entalpi air (hf) juga
tergantung dari tekanan dan temperatur.
18
sifat batuan dan fluida panasbumi
Gambar 8 Hubungan Energi Dalam terhadap Tekanan Saturasi
Gambar 9 Hubungan Energi Dalam terhadap Temperatur Saturasi
19
sifat batuan dan fluida panasbumi
Panas laten (hfg) adalah panas yang diperlukan untuk mengubah satu satuan
masa air pada kondisi saturasi (jenuh) menjadi 100% uap. Satuan dari panas laten
adalah kJ/kg, dimana besarnya juga tergantung dari tekanan dan temperatur.
h fg=hg−h f
ENTROPI
Entropi (s) adalah besaran termodinamika yang mengukur energi dalam
sistem per satuan temperatur yang tak dapat digunakan untuk melakukan usaha.
Entropi juga besarnya ditentukan dari tekanan dan temperatur.
20
sifat batuan dan fluida panasbumi
Gambar 10 Hubungan Entropy terhadap Temperatur Saturasi
VISKOSITAS
Viskositas atau kekentalan adalah ukuran keengganan suatu fluida untuk
mengalir. Viskositas dibedakan menjadi dua, yaitu viskositas dinamik (µ) dan
21
sifat batuan dan fluida panasbumi
viskositas kinematik (ν). Viskositas kinematis adalah viskositas dinamis dibagi
dengan densitasnya, yaitu:
ν=μρ
Viskositas juga tergantung dari tekanan dan temperatur.
Gambar 11 Hubungan Viskositas Dinamik terhadap Temperatur Saturasi
22
sifat batuan dan fluida panasbumi
B. SIFAT FLUIDA DUA FASA
Sifat fluida dua fasa, yaitu campuran uap-air, bergantung pada kualitas
uapnya atau dryness. Secara matematis, dryness dinyatakan sebagai berikut:
x=mv
mT
=mv
mv+ml
dimana:
mv : laju alir massa uap (kg/s atau ton/jam)
ml : laju alir massa air (kg/s atau ton/jam)
mT : laju air massa total (kg/s atau ton/jam)
Apabila hfg adalah panas laten, νf, ρf, uf, hf, sf, µf adalah sifat-sifat air pada
kondisi saturasi, dan νg, ρg, ug, hg, sg, µg adalah sifat-sifat uap pada kondisi saturasi,
maka sifat fluida dua fasa yang fraksi uapnya dinyatakan dengan notasi x dapat
ditentukan sebagai berikut:
Entalpi:
h=hf +x ∙hfg
Entropi:
s=sf +x ∙ sg
Viskositas:
υ=υg x+(1−x)υf
23
sifat batuan dan fluida panasbumi
Energi dalam:
u=ug x+(1− x)u f
Jenis fluida, apakah satu fasa atau dua fasa, biasanya ditentukan dengan
membandingkan harga entalpinya (h) dengan entalpi air dan entalpi uap (hf) dan
(hg) pada kondisi saturasi. Kriteria di bawah ini umumnya digunakan untuk
menentukan jenis fluida panasbumi.
D. FLUIDA DUA FASA DALAM BATUAN RESERVOIR
Di dalam reservoir fluida dua fasa umumnya diasumsikan tidak bercampur,
tetapi terpisah masing-masing fasanya. Rongga-rongga/pori-pori batuan ada yang
diisi uap dan ada pula yang diisi air. Seperti di perminyakan, fraksi volume pori-
pori yang terisi uap biasanya disebut Saturasi air (SL) dan yang terisi air disebut
Saturasi uap (SV), dimana:
SL+SV =1
Bila ρL dan ρv masing-masing adalah densitas air dan densitas uap, hL dan hv
adalah entalpi air dan uap serta uL dan uv adalah energi dalam air dan uap, maka
sifat fluida dua fasa yang terdapat didalam media berpori biasanya dinyatakan
oleh persamaan berikut:
24
sifat batuan dan fluida panasbumi
Densitas:
ρ=ρL SL+ ρV SV
Entalpi:
h=ρL SL hL+ρV SV hV
ρ
Energi dalam:
u=ρL SL uL+ρV SV uV
ρ
Sifat fluida dua fasa dalam keadaan mengalir tergantung dari harga
permeabilitas relatif. Kurva permeabilitas relatif dari Corey (1954) dan kurva
permeabilitas relatif linier seperti ditunjukkan pada gambar di bawah sering
digunakan dalam perhitungan teknik reservoir.
Gambar 12 Kurva Permeabilitas Relative Corey dan Kurva Garis Lurus
25
sifat batuan dan fluida panasbumi
Secara matematis, persamaan Corey dapat dinyataka sebagai berikut:
k rL=(SL' )4
k rV=(1−SL' ) [1−( SL
' )2 ]
dimana
SL' =
S L−SLR
1−SLR−SVR
SLR dan SVR adalah residual liquid saturation dan residual vapour saturation.
Untuk perhitungan di bidang panasbumi biasanya diasumsikan SLR = 0.3 dan SVR
= 0.05.
Dengan asumsi bahwa aliran di reservoir mengikuti hukum Darcy, yaitu:
qmL=k k rL
v L
(P−ρL g)
qmV=k k rV
vV
(P−ρV g)
dan aliran panas secara konduksi diabaikan, jadi aliran panas (Qe) yang tejadi
secara konveksi adalah sebagai berikut:
Qe=hL qmL+hV qmV
serta asumsi aliran adalah horizontal (pengaruh gravitasi diabaikan), maka entalpi
fluida dan viskositas kinematik dua fasa dalam keadaan mengalir dapat
dinyatakan dengan persamaan berikut:
26
sifat batuan dan fluida panasbumi
Flowing entalphy:
h f=hL
krL
νL
+hV
krV
νV
k rL
ν L
+k rV
νV
Viskositas kinematik:
1ν t
=k rL
ν L
+krV
νV
dimana:
qmL : laju alir massa air
qmV : laju alir massa uap
hL : entalpi fasa air
hV : entalpi fasa uap
νL : viskositas kinematik fasa air
νV : viskositas kinematik fasa uap
ρL : densitas air
ρV : densitas uap
P : tekanan
g : gravitasi
27
sifat batuan dan fluida panasbumi
BAGIAN 3
GEOKIMIA FLUIDA PANASBUMI
A. KANDUNGAN KIMIA FLUIDA PANASBUMI
Beberapa kandungan kimia fluida panasbumi yang banyak ditemukan pada
reservoir-reservoir panasbumi adalah:
28
sifat batuan dan fluida panasbumi
Kandungan kimia fluida panasbumi di suatu tempat berbeda dengan di
tempat-tempat lainnya, tidak hanya dari lapangan ke lapangan, tetapi juga dengan
yang diperoleh dari suatu tempat dan tempat lainnya meskipun keduanya terdapat
di lapangan yang sama. Konsentrasi ion yang berbeda-beda dapat disebabkan
karena banyak hal, antara lain adalah karena perbedaan dalam:
Temperatur
Kandungan gas
Sumber air
Jenis batuan
Kondisi dan lamanya interaksi air batuan
Adanya percampuran antara air dari satu sumber dengan air dari sumber
lainnya
Sebagai ilustrasi diperlihatkan kandungan kimia dari beberapa mata air panas
(spring) di lapangan Cerro Prieto (Meksiko), Orakei Korako dan Broadlands
(Selandia Baru).
29
sifat batuan dan fluida panasbumi
30
sifat batuan dan fluida panasbumi
B. JENIS AIR PANASBUMI
Jenis-jenis air yang ditemukan pada reservoir-reservoir panasbumi menurut
sifat-sifat kimia ada 4, yaitu:
1. AIR ALKALI KLORIDA (Alkalic Chloride water)
Karakteristik air alkali klorida:
Konsentrasi Cl yang tinggi (400 – 1800 ppm)
Konsentrasi Na dan K tinggi
Konsentrasi Ca seringkali rendah
Kandungan SiO2 (silika) cukup tinggi, tergantung pada temperatur
31
sifat batuan dan fluida panasbumi
Umumnya mengandung ion SO42-, HCO3
-, dan sejumlah kecil unsur F, NH3,
As, Li, Rb, Cs, dan Mg
pH (kadar keasaman) sekitar 6 – 7,5
Sebuah contoh lain diperlihatkan pada Tabel dibawah ini yang memperlihatkan
kandungan kimia air alkali klorida yang berbeda-beda dari sumur (di permukaan
dan di bawah permukaan) dan dari beberapa mata air di lapangan Cerro Prieto,
Meksiko.
32
sifat batuan dan fluida panasbumi
2. AIR ASAM SULFAT (Acid Sulphate water)
Karakteristik air asam sulfat:
Konsentrasi ion SO42- yang tinggi
Konsentrasi Cl- dan HCO3- sangat rendah, kadang-kadang tidak ada
kandungannya sama sekali
Mengandung Na, K, Ca, Mg, dan Fe
pH rendah (pH < 2 - 3)
Acid Sulphate water biasanya terjadi di area volcanic geothermal dimana uap
terkondensasi menjadi air permukaan. Acid Sulphate water mungkin juga berasal
dari oksidasi H2S yang terjadi di vadose zone, yaitu daerah di atas permukaan air.
33
sifat batuan dan fluida panasbumi
1. AIR ASAM SULFAT-KLORIDA (Acid Sulphate Chloride Water)
Karakteristik air asam sulfat-klorida:
Konsentrasi ion SO42- dan Cl- cukup tinggi
pH < 2 - 5
Air asam sulfat-klorida terjadi karena:
Tercampurnya alkali chloride water dengan acid sulphate water
Ion sulfida (H2S) dalam alkali chloride water teroksidasi menjadi SO42-
Alkali choride water melewati dan bereaksi dengan batuan yang
mengandung sulfur
34
sifat batuan dan fluida panasbumi
2. AIR KARBONAT (Carbonate water)
Karakteristik air karbonat:
Konsentrasi ion HCO3- cukup tinggi
Konsentrasi Cl- rendah
pH sekitar 5 – 6
Di beberapa tempat air karbonat tercampur karena adanya batuan limestone di
bawah permukaan. Di permukaan hal ini dicirikan oleh adanya endapan
tranvertme (CaCO3) sinter di sekitar mata air panas.
35
sifat batuan dan fluida panasbumi
C. PROSPEKSI GEOKIMIA FLUIDA PANASBUMI
Kandungan kimia yang terdapat pada fluida panasbumi mampu memberikan
perkiraan atau gambaran mengenai sistem panasbumi yang terdapat di bawah
permukaan bumi, yaitu jenis reservoir dan asal muasal air. Penentuan jenis
reservoir dilakukan melalui observasi faktor-faktor kimiawi pada manifestasi-
manifestasi permukaan. Perbandingan ion atau komponen kimia pada air
menentukan asal atau sumber air dalam sistem panasbumi.
IDENTIFIKASI JENIS RESERVOIR
Mata air panas (spring) dengan kandungan klorida tinggi : reservoir dominasi
air
Mata air panas (spring) bersifat asam : reservoir dominasi uap
Mata air panas (spring) bersifat netral : reservoir dominasi air
Mata air panas (spring) bersifat netral yang terletak di kaki gunung : reservoir
dominasi uap
Mata air panas (spring) jenuh kandungan silika : reservoir dominasi air
Mata air panas (spring) silika sinter : reservoir dominasi air
Kolam air panas (hot pool) dengan air berwarna jernih kebiruan bersifat netral
: reservoir dominan air, tergolong ke dalam jenis deep reservoir
Kolam air panas (hot pool) dengan air berlumpur kehijauan bersifat asam :
kemungkinan dapat berupa reservoir dominan air atau reservoir dominan uap,
karena air berasal dari air tanah yang menjadi panas karena pemanasan oleh
uap panas
PERKIRAAN SUMBER AIR PANASBUMI
Kandungan Na atau B sama di semua tempat air berasal dari satu sumber
36
sifat batuan dan fluida panasbumi
Kandungan Na atau Ca tinggi sumber air bertemperatur tinggi, air mengalir
lansung dari sumbernya
Kandungan Na atau Mg tinggi sumber air bertemperatur tinggi
Kandungan Na atau Mg rendah sumber air mengalami percampuran dengan
air dingin
Kandungan Cl atau F tinggi sumber air mempunyai temperatur tinggi
Kandungan Cl atau I rendah air mengalami kontak dengan material organik
Kandungan Cl atau Mg serta Cl atau Mg dan Ca tinggi sumber air
bertemperatur tinggi
Kandungan Cl atau Mg serta Cl atau Mg dan Ca rendah sumber air
mengalami percampuran dengan air laut
Kandungan Cl atau B sama disemua tempat : air berasal dari satu sumber
Kandungan Cl atau B rendah
o air berasal dari batuan sedimen yang banyak mengandung material
organik
o air berasal dari suatu sumber air yang dipanasi uap
Kandungan Cl atau HCO3 dan CO3 rendah : sumber air mengalami
percampuran dengan air dingin
Kandungan Cl atau HCO3 dan CO3 tinggi : air mengalir langsung dari
sumbernya
Kandungan Cl atau SO4 tinggi : sumber air bertemperatur tinggi
Kandungan Cl atau SO4 rendah : air berasal dari suatu sumber air yang
dipanasi uap
Kandungan Ca atau HCO3 tinggi : sumber air bertemperatur tinggi
Kandungan SiO2 atau K di permukaan lebih besar dari di bawah permukaan :
sumber air mengalami percampuran dengan air bertemperatur tinggi
37
sifat batuan dan fluida panasbumi
Kandungan SiO2 atau K di permukaan sama dengan di bawah permukaan :
pengendapan silika sangat kecil
Kandungan Na atau Li tinggi : Sumber air bertemperatur rendah, air
mengalami pencampuran dengan air dingin
Kandungan S (sebagai H2S dan sulfat) tinggi : sumber air berada dekat
permukaan (tempat dangkal)
Kandungan S (sebagai H2S dan sulfat) rendah : sumber air berada jauh dari
permukaan (tempat dalam)
Kandungan barite pada air : sumber air umumnya berada pada tempat yang
dangkal atau tempat bertemperatur rendah
38