RESUME OPERASI INDUSTRI PANAS BUMI
Disusun oleh:Nama : Retno wulandariNIM: 1201141Kelas: Teknik Perminyakan B
PROGRAM STUDI S1 TEKNIK PERMINYAKANSEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI MINYAK DAN GAS BUMIBALIKPAPAN2015
DASAR-DASAR RESERVOIR PANASBUMI
Secara umum lapangan panasbumi terdapat di daerah jalur gunung berapi, karena sebagai sumber panas dari panasbumi adalah magma. Magma sebagai sumber panas akan memanasi bahan-bahan pada kerak bumi termasuk juga cairan yang ada di dalamnya. Reservoir panasbumi biasanya terdapat di daerah gunung api purba (post volcanic). Karena proses post volcanic tersebut menyebabkan dinginnya cairan magma yang kemudian akan menjadikannya sebagai salah satu komponen reservoir panasbumi yang disebut sumber panas. Reservoir panasbumi harus memiliki persyaratan tertentu, yaitu harus tersedia sumber panas, batuan reservoir, fluida reservoir, dan batuan penudung.
1. Genesa Pembentukan Reservoir PanasbumiKegiatan magmatik khususnya kegunungapian terwujud dalam bentuk-bentuk terobosan dan letusan gunung api, sedangkan proses pengangkatan akan mengakibatkan sesar disepanjang jalur gunung api. Kedua proses tersebut mengakibatkan sumber panas pada jalur gunung api relative dangkal terhadap daerah sekitarnya. Teori Pembentukan Reservoir PanasbumiPerpindahan panas secara konduksi terjadi melalui batuan, sedangkan perpindahan panas secara konveksi terjadi karena adanya kontak antara air dengan sumber panas. Perpindahan panas secara konveksi terjadi karena adanya gaya apung (Buoyancy). Model sistem pergerakan lempeng yang dikenal ada tiga macam berdasarkan pergerakannya, yaitu pergerakan saling menjauh (divergen), pergerakan saling mendekat (konvergen) dan pergerakan yang saling berpasangan. Model pergerakan yang berbeda akan menghasilkan peristiwa dan lingkungan/batas yang berbeda-beda antara lempeng-lempeng lithosfer tersebut, tergantung pada pergerakan relatif serta jenis lempeng yang bertumbukan tersebut. Disinilah biasanya terjadi pembentukan daerah reservoir panasbumi. Syarat Terbentuknya Reservoir Panasbumia. Sumber PanasSumber panas utama pada lapangan hidrothermal adalah intrusi magma yang terdapat pada zona seismik dimana terjadi benturan atau pemisahan antara beberapa lempeng. Kemungkinan lain dari sumber panas tersebut antara lain :1. Konsentrasi radioaktif lokal yang tinggi pada batuan kerak bumi.2. Reaksi kimia eksothermik.3. Panas gesekan karena perbedaan gerak massa batuan yang saling bergeser pada patahan-patahan geologi.4. Panas laten yang dilepaskan pada saat pengkristalan atau pemadatan batuan yang cair.5. Masuknya gas-gas magmatik yang panas ke dalam aquifer melalui rekahan-rekahan pada bed rock.b. Batuan ReservoirBatuan reservoir adalah batuan yang mempunyai sifat porous dan permeable yang sangat baik sehingga dapat menyimpan dan meloloskan air atau uap yang merupakan fluida reservoir pada gradient tekanan tertentu. Selain itu sifat fisik batuan reservoir yang dapat menjadi batuan reservoir lainnya adalah konduktivitas panas, yaitu kemampuan untuk menghantarkan panas dari sumber panas. Pada sistem panasbumi, sebagian besar batuan reservoir adalah batuan beku atau metamorf.c. Fluida ReservoirFluida reservoir pada reservoir panasbumi adalah air, yang digunakan untuk memindahkan panas kepermukaan. Fluida reservoir panasbumi tersebut dapat berupa air hujan atau air tanah meteoric. Jenis-jenis air yang berperan sebagai fluida reservoir panasbumi menurut white (1957),dibedakan menjadi : Air Juvenil (Juvenile water) merupakan air baru yang berasal dari magma batuan utama dan yang sebelumnya bukan merupakan bagian dari sistem biosfera. Air magmatik (magmatic water) merupakan air yang berasal dari magma saat magma menggabungkan air meteorik dari sirkulasi yang dalam atau air dari bahan-bahan/material-material pengendapan. Air meteorik (meteorik water) merupakan air yang terakhir terlihat dalam sirkulasi atmosfer. Air purba (connate water) merupakan air fosil yang telah keluar dari hubungan dengan atmosfer untuk periode geologi yang panjang. Air tertutup oleh formasi batuan yang dalam. Air metamorfis (metamorfic water) merupakan perubahan khusus dari air purba yang berasal dari mineral hydrous selama rekristalisasi untuk mengurangi mineral hydrous selama proses perubahan bentuk.d. Batuan Penudung (Cap Rock)Batuan penudung dalam reservoir panasbumi adalah batuan impermeable yang berfungsi sebagai penahan keluarnya panas fluida ke atmosfer dan mempertahankan temperatur dan tekanan reservoir, sehingga fluida yang berada di bawahnya mengalami sirkulasi secara konveksi karena air yang mendidih bergerak ke atas dan melepaskan uap.Selain itu lapisan batuan yang impermeabel ini dapat terbentuk juga oleh proses kimia yang disebut self sealing sebagai berikut :1. Pengendapan mineral-mineral dari larutannya, terutama silika.2.Alterasi hidrothermal batuan-batuan permukaan yang menghasilkan kaolinisasi
2. Kondisi Geologi Reservoir PanasbumiProses geologi yang sedang atau telah berlangsung dapat mempengaruhi kondisi geologi sumber panasbumi, dimana umumnya proses geologi tersebut mencakup perubahan struktur perlapisan dan stratigrafinya.a. StratigrafiStratigrafi adalah cabang ilmu geologi yang mempelajari tentang sifat-sifat lapisan, distribusi kehidupan (fosil), yang akan selalu berbeda dengan lapisan yang di atasnya. Di dalam penyelidikan stratigrafi ada tiga unsur penting pembentuk stratigrafi yang perlu diketahui, yaitu unsur batuan, perlapisan dan struktur sedimen.b. Struktur GeologiDalam mempelajari struktur geologi, terdapat beberapa masalah antara lain kondisi fisik yang mempengaruhi pembentukan serta bagaimana mekanismenya. Jadi inti dari geologi struktur adalah deformasi dari bumi, apa yang menyebabkan, serta apa akibatnya.Pembentukan struktur kulit bumi dipengaruhi oleh tekanan dan temperature pada saat pembentukan serta distribusi gaya yang menyebabkan terjadinya bentuk akhir (akan mempengaruhi hasilnya). Pada umumnya gaya yang menyebabkan bentuk struktur adalah gaya-gaya compression, tension, couple dan torsion, sehingga dapat terjadi tiga fase atau perubahan.Struktur batuan adalah bentuk dan kedudukan yang dilihat di lapangan sekarang. Hal ini merupakan hasil dari proses, yaitu :1. Proses pembentukan batuan, dimana saat itu akan dibentuk struktur-struktur primer.2. Proses yang bekerja kemudian, berupa deformasi mekanis maupun pengubahan kimiawi batuan setelah batuan terbentuk.Struktur primer yang terbentuk pada batuan beku berupa struktur aliran (flow structure) yang sering dijumpai pada lava. Ada beberapa hal yang dapat digunakan untuk menentukan bentuk struktur geologi pada kulit bumi :a. Melihat langsung di lapanganb. Melakukan pengeboran pada beberapa tempat kemudian dilakukan korelasi dan interpretasic. Dengan metode geofisika.Pada daerah vulkanik ada beberapa struktur yang biasa terjadi selama dan sesudah erupsi gunung api, diantaranya adalah struktur amblesan. Struktur ini sebagai akibat pengaruh kegiatan magmatik dan semi-magmatik, dengan atau tanpa pengaruh sesar. Struktur amblesan meliputi kawah, kaldera, graben serta struktur yang terjadi secara lateral yaitu lipatan dan sesar.
3. Alterasi (ubahan) HydrothermalFluida dan batuan reservoir dalam suatu sistem panasbumi saling berinteraksi, sehingga mengakibatkan terjadinya perubahan komposisi fasa padat atau komposisi fasa cair. Perubahan komposisi ini merupakan hasil nyata dari proses reaksi kimiawi.Ciri-ciri dan kelimpahan mineral hydrothermal yang terbentuk selama interaksi fluida dan batuan tergantung pada beberapa factor, khususnya temperature, komposisi fluida, ketersediaan fluida (permeabilitas) dan adanya pendidihan. Ada beberapa definisi dari ahli mengenai alterasi, antara lain :1. Perubahan komposisi mineralogi dari suatu batuan karena aktivitas hidrothermal (Courty,1945).2. Dipakai dalam klasifikasi pada fasa metamorfosa yang bersifat lokal (Jim, 1956).3. Dimaksudkan sebagai gejala ubahan pada batuan dan mineral sekunder (supergene) seperti : replacement, oksidasi dan hidrasi.
Alterasi hydrothermal dapat dibedakan menjadi beberapa kelompok berdasarkan :1.Alterasi yang menghasilkan mineral tunggal antara lain :a. Albitisasia. Alterasi yang dihasilkan dari perubahan mineral lain terutama K feldspar oleh larutan yang kaya Na.b. AlunitisasiDijumpai pada batuan beku berbutir halus yang terdapat disekeliling vein epithermal, dihasilkan oleh aktivitas air yang bersifat sulfat.c. ArgilitisasiBiasa ditemukan pada batuan samping dari vein dimana cairan pembentuk akan mengubah mineral feldspar menjadi lempungd. KarbonitisasiDihasilkan oleh intrusi atau pembentukan mineral karbonat setempat.e. ChloritisasiMineral sebelumnya, umumnya mineral Alluminous Ferromagnesian Silicate f. EpidotisasiPerubahan mineral Alluminous Ferromagnesian Silicate menjadi epidot terdapat pada chlorite.g. SilisifikasiDihasilkan oleh introduksi silica dari larutan magmatic akhir.h. PiritisasiSuatu perubahan mineral Ferromagnesian menjadi Pirit.2.Alterasi yang menghasilkan mineral sekunder, antara lain :a. SausiritisasiPerubahan dari Ca-Plagioklas menjadi mineral Albite atau Oligoklas, Epidot, Kalsit, Serisit dan mineral Zeolit.b. PropilitisasiAlterasi dicirikan oleh introduksi dan pembentukan setempat mineral Karbon, Silika, Chlorite, Sulfida dan Epidote.Terdapat beberapa tipe alterasi secara hydrothermal, menurut Hochtein adalah sebagai berikut :1. Alterasi Langsung (Pengendapan)2. Alterasi Replacement (Penggantian)3. Alterasi Leaching (Pelepasan)Batuan reservoir yang mengalami alterasi akan mengalami perubahan fisik, seperti :1. Densitas2. Porositas dan Permeabilitas3. Sifat Magnetis4. Resistivitas
4. Karakteristik Batuan Reservoir Panasbumi
Jenis Batuan Reservoir PanasbumiBatuan merupakan bahan pembentuk kerak bumi, sehingga mengenal macam-macam dan sifat batuan adalah sangat penting. Batuan didefinisikan sebagai semua bahan yang menyusun kerak bumi secara genesa, dan merupakan suatu agregat (kumpulan) mineral-mineral yang telah menghablur (mengeras).a. Batuan BekuBatuan beku atau igneous rock adalah batuan yang terbentuk dari proses pembekuan magma di bawah permukaan bumi atau hasil pembekuan lava di permukaan bumi.Batuan beku diklasifikasikan menjadi dua, yaitu : batuan Intrusif dan Ekstrusif. Batuan Intrusif yang umum adalah granit yang berwarna cerah, serta campuran mineral Orthoklas, Feldspar, dan Quartz. Sedangkan batuan Ekstrusif yang umum adalah Basalt berwarna abu-abu gelap dan lava hitam.b. Batuan SedimenBatuan sedimen merupakan batuan yang tersusun dari material hasil pelapukan batuan induk. Komposisi batuan ini tergantung pada material asalnya. Karena pengendapan yang berlangsung terus-menerus, menyebabkan terbentuknya tekanan (Overburden Pressure) serta temperature akan bertambah sehingga terjadi proses diagenesa (kompaksi dan sementasi). Batuan Sedimen KlastikTerbentuk dari pengendapan kembali detritur/pecahan batuan asal. Batuan Sedimen Non-KlastikTerbentuk dari hasil reaksi kimia atau kegiatan organisme. Reaksi kimia yang dimaksud adalah kristalisasi langsung atau penggaraman unsur laut, pertumbuhan kristal dari agregat suatu kristal yang terpresipitasi dan replacement (W.T. Huang, 1962).c. Batuan MetamorfBatuan yang berasal dari batuan induk, dapat berupa batuan beku, sedimen maupun metamorf sendiri. Batuan ini telah mengalami perubahan mineralogi, tekstur maupun struktur akibat pengaruh tekanan dan temperatur sangat tinggi, berkisar 200 oC 600 oC. Komposisi Kimia Batuan Reservoir PanasbumiBatuan beku ini tersusun dari : Si, Al, Mg, Fe, Ca, Na dan K serta Mn, P dan Ti dalam jumlah yang sedikit. Elemen tersebut didampingi oleh oksigen dan sejumlah batuan dan biasanya dilaporkan dalam bentuk komponen oksida (SiO2 dan Al2O3). Dari hasil analisa kimia batuan reservoir menunjukkan SiO2 merupakan komponen terbanyak berkisar antara 35% - 75%, Al2O3 sekitar 12% - 18% pada batuan beku dan mencapai 20% pada batuan intermediet, FeO dan Fe2O3, juga MgO serta CaO berkisar antara 20%-30% pada batuan beku yang rendah kadar SiO2-nya, sedangkan pada batuan beku yang tinggi kadar SiO2-nya adalah sekitar 5%. Kandungan Na2O yang lebih dari 8% dan K2O 6% jarang mencapai 10% (Intermediet Content). Berdasarkan Kandungan MineralChamichael (1974) membagi batuan reservoir vulkanik menjadi beberapa keluarga berdasarkan kandungan mineralnya, yaitu basalt, basalt trakit-andesite trkit, Andesite-Reolite, Trakit-Fenolite, Lamprofite, Nefelitite.1. Keluarga Basalt Merupakan batuan reservoir beku luar yang bersifat basa dengan kandungan mineral utama berupa Ca-Plagioklas dan Piroksin. Keluaga Basalt terdiri dari beberapa jenis batuan, antara lain : Taleitic Basalt, High Alumina Basalt, Shasonite, Alkali Olivin Basalt.2. Keluarga Basalt Trakit-Andesite TrakitBatuan Vulkanik yang bersifat agak basa sampai intermediet, dengan mineral utama Augit. Olivin jarang dijumpai. Dan batuan ini bersifat lebih felspatik (K2O + NaO tinggi dari pada basalt), macam batuan ini : Basalt Traki, Andesite traki, Hawaiit.3. Keluarga Andesite-ReoliteMerupakan batuan reservoir beku luar yang bersifat menengah hingga asam. Keluarga Andesite-Reoloit ini terdiri dari : Porpirit-Andesite, Dasite-Riodasite,Riolit, Porpirit Kuarsa, Latite.4. Keluarga Trakit-FenoliteMerupakan batuan beku luar menengah dengan total Na2O dan K2O tinggi, tetapi CaO rendah, terdiri dari : Trakit dan Fenolite.5. Keluarga LamprofitMerupakan batuan reservoir beku luar yang bersifat basa hingga ultra basa, kaya alkali, Fe, Mg, bertekstur perfiritik dengan mineral ferromagnesian seperti Biotit sebagai kristal sulung, Augit, Olivin dan feldspar.6. Keluarga NefelititMerupakan batuan reservoir beku luar yang berkomposisi dari basa hingga ultabasa, mengandung Augit, pliin dan plagopit. Adanya Felspartoid mencirikan keluarga ini. Antara lain : Nefelinit dan Leusit.
Berdasarkan Kandungan Silika (SiO2)Berdasarkan kandungan silika (SiO2), menurut O.Hirakawa dapat diklasifikasikan menjadi :1. Batuan Asam (acidic/silicic rock)Merupakan batauan dasar reservoir yang mempunyai kandungan silica cukup tinggi (lebih dari 60%). Contohnya granit dan riolit.2. Batuan Basa (basic rock)Merupakan batuan reservoir yang mempunyai kandungan silika antara 45% - 52% kaya Mg, Fe dan Ca. Contoh gabro dan basalt.3. Batuan Menengah (intermediate rock)Merupakan batuan beku peralihan antara batuan beku asam dan basa dengan kandungan silica antara 52% - 66%. Contohnya andesit dan diorite.4. Batuan UltrabasaMerupakan batuan reservoir dengan kandungan silika rendah berkisar antara 40% - 45%.
Berdasarkan Indeks WarnaKomposisi kimia batuan reservoir panasbumi berdasarkan indeks warna dibagi dalam beberapa subklas, antara lain :1. Felsic Rock, atau batuan terang yang merupakan batuan vulkanik yang terutama terdiri dari mineral berwarna terang atau mempunyai indeks warna kurang dari 20%. Contohnya Dasit-Riolit dan sebagainya, batuan ini umumnya kaya akan Ca, Fe, dan Mg.2. Mafik Rock atau batuan gelap, adalah batuan yang terutama terdiri dari ferromagnesian atau mineral bewarna gelap dan mempunyai indeks warna antara 40% - 70%. Contoh batuan ini adalah ini adalah Gabro, Basalt. Istilah gelap digunakan untuk mineral Ferromagnesian atau bewarna gelap seperti Olivin, Piroksin, Horblende, Biotit dan Ryolit. Umumnya batuan ini kaya akan kandungan kimia seperti Fe dan Mg.3. Intermediet Rock, merupakan batuan reservoar peralihan antara batuan terang dan gelap, indeks warna sekitar 50% dan kaya akan SiO2, Ca Fe dan Ti.4. Ultramafic Rock atau batuan Ultra gelap, adalah batuan reservoir yang terutama disusun oleh mineral gelap seperti Olivin, Orthoklas, Klinopiroksin, Amfibol dan mempunyai indeks warna lebih dari 70% dan kaya akan unsur Ca dan K.
Sifat Fisik Batuan Reservoir Panasbumi1. Densitas Batuan2. Porositas3. Wettabilitas4. Tekanan Kapiler5. Saturasi6. Permeabilitas7. Spesifik Panas Batuan8. Konduktivitas Panas Batuan
Karakteristik Fluida Reservoir Panasbumi
1. Komposisi Kimia Fluida Reservoir PanasbumiFluida pada reservoir panasbumi terdiri dari mineral-mineral seperti kombinasi alkali, alkali tanah, sulfur, oksida besi dan alluminium. Bahan-bahan tersebut tersusun dari ion-ion yang sejenis dengan kandungan tertentu disamping itu juga terdapat impurities.a. Berdasarkan Anion dan Kation Kation (ion-ion positif) terdiri dari : Sodium dan potasium (Na/K) Kalsium (Ca) Magnesium (Mg) Ferrum (Fe) Barium Strontium (Sr) Anion (ion-ion negatif), yang terdiri dari : Clorite (Cl) Karbonat dan Bikarbonat Sulfat (SO4-)Ion-ion tersebut di atas akan bergabung diantara mereka berdasarkan empat sifat, yaitu :1. Salinitas primer, yaitu jika alkali bereaksi dengan asam kuat akan membentuk garam seperti NaCl dan Na2SO4.2. Salinitas sekunder, jika alkali tanah bereaksi dengan asam kuat akan membentuk CaCl2, MgSO4, MgCl2 dan CaSO4.3. Alkalinitas primer, jika alkali bereaksi dengan asam lemah membentuk NaCO3, NaHCO3.4. Alkalinitas sekunder, jika alkali tanah bereaksi dengan asam lemah membentuk garam antara lain CaCO3, MgCO3, Ca(HCO3)2, dan Mg(HCO3)2.2. Berdasarkan Kandungan Air dan ImpuritisFluida reservoir panasbumi mempunyai komposisi yang sangat komplek, hal ini selain disebabkan oleh unsur-unsur yang sudah ada dalam reservoir juga karena adanya pengaruh tekanan dan temperature yang tinggi yang akan menyebabkan terjadinya perubahan komposisi baik pada solid maupun fluidanya. Air Sebagai Fluida Reservoir Impuritis
Sifat Fisik Fluida Reservoir Panasbumi1. Densitas Fluida Densitas Fasa Cair Densitas Fasa Uap Densitas saturated steam Densitas superheated steam2. Tegangan Permukaan3. Viskositas4. Spesifik Volume5. Thermodinamika Reservoir Panasbumia. Energi Dalam (Internal Energy)Internal energy atau energi dalam (U) adalah ukuran jumlah total panas yang disimpan dalam material per unit massa (Uv, Ul). b. Enthalpy Sedangkan enthalpi adalah penjumlahan dari internal energi dengan kerja yang tersimpan dalam material akibat adanya tekanan (hv, hl).c. EntropyEntropi adalah perbandingan panas yang ditransfer selama proses reversible dengan temperature absolute.
6. Kondisi Reservoir PanasbumiKondisi reservoir panasbumi adalah meliputi tekanan dan temperatur. Parameter-parameter ini menciptakan suatu kondisi fluida di dalam reservoir yang akan menentukan apakah fasa fluida reservoir tersebut liquid (cair), uap (steam) atau mungkin dalam kondisi saturasi.1. Tekanan Reservoir PanasbumiTekanan reservoir adalah tekanan yang diberikan oleh fluida yang mengisi rongga reservoir, pada lapangan panasbumi pada umumnya abnormal sampai subnormal, yaitu berkisar antara 0.433 Psi/ft (Ksc/10 m), atau mengikuti gradient kolom air. Tekanan reservoir dapat diakibatkan oleh beberapa hal seperti tekanan overburden, tekanan hidrostatik, dan tekanan formasi.a. Tekanan OverburdenMerupakan tekanan yang diakibatkan oleh berbagai jenis batuan dan fluida yang berada didalam ruang pori-pori batuan tersebut.b. Tekanan HidrostatikGradien tekanan hidostatik diakibatkan oleh fluida yang berada dalam pori-pori dan berat kolom fluida secara vertical.c. Tekanan FormasiTekanan formasi normal adalah sama dengan tekanan hidrostatik, sedangkan formasi dengan tekanan formasi dengan tekanan abnormal adalah tekanan formasi yang menyimpang dari kecenderungan garis tekanan normal.2. Temperatur Reservoir PanasbumiTemperatur reservoir akan naik dengan bertambahnya kedalaman, hal ini dikenal sebagai fenomena gradien geothermal. Gradien geothermal yang normal biasanya adalah 3 C/100 meter kedalaman.Temperatur sebagai salah satu parameter kunci pada sumur panasbumi :1. Mencerminkan variasi lithologi, overpressure, kualitas uap dan air2. Mendefinisikan zone-zone produktif3. Mendefinisikan batasan-batasan bagi peralatan logging.
a. Temperatur RendahSecara luas reservoir bertemperatur rendah pada cekungan sedimentasi memiliki potensial geothermal dapat digunakan secara langsung (ruang panas, pemanfaatan agriculture). Pemetaan regional geothermal mampu memberikan informasi yang dibutuhkan terhadap distribusi temperatur didalam aquifer (Rybach dkk, 1980). Salinitas air formasi merupakan faktor kritis yang lain dalam pemanfaatan aquifer geothermal langsung. Pada pengukuran resistivitas listrik pada keadaan yang baik (pengukuran dengan sounding (gema suara) secara vertikal) akan memberikan informasi pada distribusi kedalaman salinitas.b. Temperatur TinggiSistem ini terjadi pada berbagai situasi. Sistem ini lebih sering dihubungkan dengan lingkungan batuan andesitic, dacitic, dan rhyolitic daripada jika dibandingkan dengan erupsi (letusan) basaltic (McNitt, 1970). Banyak lapangan geothermal mempunyai struktur yang diproduksikan oleh aktivitas tektonik, seperti halnya rekahan, formasi graben, atau lembah-lembah, tetapi tidak mempunyai hubungan yang nyata terhadap pusat vulkanik yang khusus. Air berasal dari air meteoric lokal yang bersirkulasi terhadap kedalaman (ber kilometer) melalui sistem rekahan, menjadi panas, dan muncul lagi melalui gaya konveksi. Siklus upflow utama biasanya melalui zona rekahan dan retakan yang disebabkan oleh intrusi magma. Pada horizontal porous air panas akan menyebar pada jarak tertentu. Pada level dangkal sistem ini mungkin terdapat resirkulasi konveksi air dimana telah terdinginkan dengan pendidihan dibawah kondisi tekanan yang rendah, selama percampuran dengan air disekitarnya system thermal terjadi pada semua level. Seringkali cap rock membatasi output dari fluida dan panas, tetapi kebocoran air mengakibatkan hot spring (air panas) pada level yang rendah, dan kebocoran uap panas menciptakan fumarol pada tingkat yang tinggi atau uap panas dangkal memanasi air tanah. Dibawah kondisi alam mungkin terdapat uap panas-air pada bawah permukaan dimana tertekan secara lokal ketika sumur memeiliki permeabilitas yang tinggi terhadap permukaan. Perbandingan antara uap panas dan pergantian air dengan berbagai sumur didasarkan pada level lokal yang saling berhubungan. Pemanasan air pada kedalaman tertentu biasanya dihubungkan terhadap intrusi magma, atau intrusi-intrusi, dengan panas yang akan diperlakukan melalui zona batuan yang mengeras dimana ketebalannya magma tidak diketahui. Perpindahan panas dapat dibantu dengan merekahkan kerak yang mengeras dengan tekanan thermal. Elder (1965) mempertimbangkan observasi bahwa untuk memungkinkan memberikan aliran panas pada daerah temperatur geothermal yang tinggi akan membutuhkan konveksi hingga ke tubuh magmatik. Dapat disimpulkan bahwa rangkaian intrusi dapat mempertahankan aliran panas.Fluida dengan temperatur yang tinggi juga dipaksakan keluar dari tubuh magma. Mahon dan McDowell (1997) mempertimbangkan bahwa ekspansi temperatur tinggi dan tekanan tinggi fluida magmatik akan menciptakan suatu larutan yang sangat tebal pada titik temperatur subkritis, ditambah dengan fase uap panas dimana dalam kebanyakan sistem akan muncul untuk bergabung/berdifusi kedalam sirkulasi air meteorik. A. McNabb mengusulkan bahwa tingginya densitas air laut pada jenis ini akan membentuk suatu panas yang baik antara magma dan air. Beberapa kesulitan dari model aliran panas yang berkelanjutan, diperlukan untuk menjahui aliran panas yang konstan dari konduktivitas thermal rendah terhadap suatu batuan jika dengan pertimbangan bahwa waktu kembalinya air pada sistem geothermal sangat panjang (setidaknya 104 108 tahun), dan outflow yang tidak selalu mengalir. Sistem-sistem selanjutnya memiliki periode yang lama terhadap konduktivitas panas suatu air dengan outflow yang sedikit, diikuti dengan perbandingan waktu yang singkat (setidaknya 103 - 104 tahun) dari suatu aliran yang besar ketika aliran-aliran baru ke permukaan terbentuk. Hal ini digerakkan oleh aktivitas tektonik, atau oleh eksplosi hydrothermal yang mengharuskan temperatur sebagai penyebab tekanan panas untuk melalui tekanan lithostatik. Setelah periode aliran, arah aliran akan menjadi tertutup dengan adanya deposit silika dan kalsit. Terdapat beberapa keterangan terhadap pembagian lapangan ini. Silika yang bertingkat-tingkat dalam beberapa daerah akan memberikan keterangan terhadap aliran air yang besar pada masa lalu. Pengalaman yang terjadi di New Zealand dan diseberang laut telah ditunjukkan bahwa terdapat sedikit sekali hubungan antara laju secara alami terhadap outflow air dari air panas atau fumarol dan ukuran sistem geothermal sebagaimana yang telah diperlihatkan pada pemboran. Pada lapangan geothermal dengan temperatur yang tinggi dengan porositas yang tinggi pada suatu batuan (misal: Wairakei), sebagaimanana pernyataan bahwa air panas akan muncul dari kedalaman yang telah dipertimbangkan (beberapa kilometer) sebagaimana kecilnya plume yang dikelilingi oleh perbandingan air dingin, sehingga air panas akan menyebar secara lateral pada strata permeabel yang dangkal (Elder, 1965).
7. Jenis Reservoir PanasbumiKlasifikasi reservoir panasbumi dapat dibagi menjadi tiga, yaitu :1. Berdasarkan sumber panas. a. Sistem HidrothermalSistem ini terdiri dari air dan atau uap bertemperatur tinggi yang tersimpan dalam batuan permeabel dan porous. Akibat sirkulasi secara konveksi, air dan atau uap akan mengalir melalui patahan-patahan atau rekahan dan tertrans-portasikan ke dekat permukaan. A.J. Ellis dan W.A.J. Mahon (1977) mengklasifikasikan hydrothermal system menjadi : Cyclic system Mempunyai ciri khas tersendiri dan dapat diperkirakan mendekati Geopressure system. Sistem cekungan sedimen. Sistem metamorfik pada proses metamorfosab. Sistem Hot Dry RockSistem ini tidak mengandung air namun dapat diusahakan untuk produksi dengan kualitas yang baik. Pada sistem ini panas diambil dari batuan kristalin yang permeabilitasnya rendah yang disebut dengan hot dry rock.c. Sistem MagmatikSistem ini didapatkan pada kedalaman minimal 3 kilometer di daerah vulkanik. Jika pemboran di daerah vulkanik dengan kedalaman 3 - 6 kilometer, akan diperoleh sumber panas dengan temperatur antara 650 - 1200 oC.d. Sistem GeopressureGeopressure reservoir biasanya ditemukan pada sedimentary basin yang cukup dalam, dimana sedimennya sangat kompak terjadi dalam waktu geologi yang panjang dan terdapat cap rock yang efektif seperti shale.
2. Berdasarkan fasa fluida.a. Reservoir Satu FasaReservoir ini mempunyai temperatur di bawah 250 oC dengan tekanan tidak terlalu tinggi karena reservoir ini sebagian tidak mempunyai cap rock yang dapat menahan temperatur dan tekanan serta air dari luar. reservoir satu fasa (liquid system) dapat dibagi menjadi dua yaitu:
Sistem air hangat (warm water system)Temperatur berkisar antara 90 - 180 oC, pendidihan tidak akan terjadi sampai dieksploitasi. Penggunaannya untuk keperluan non-elektrik. Sistem air panas (hot water system).Fluida reservoir ini berupa air panas secara keseluruhan akan tetapi pendidihan terjadi setelah eksploitasi secara ekstensif. Temperaturnya berkisar antara 200 - 250 oC. Temperatur tersebut kadang-kadang terjadi pendidihan yang disebabkan kandungan gas di reservoir yang bersangkutan.b. Reservoir Dua FasaReservoir sistem dua fasa berisi campuran air dan uap. Apabila produksi air lebih banyak daripada uap disebut liquid dominated system, apabila sebaliknya disebut vapour dominated system. Reservoir sistem ini mempunyai temperatur berkisar antara 200-300C.
3. Berdasarkan temperatur.a. Semi-Thermal FieldReservoir semi thermal mempunyai temperatur sampai 100 oC dengan kedalaman antara 1 - 2 km. Panas reservoir ini tidak cukup tinggi karena sebagian besar tidak mempunyai cap rock sehingga fluida mudah menerobos ke permukaan.b. Hyper-Thermal FieldHyperthermal field membutuhkan lima unsur dasar yaitu : sumber panas, bed rock, aquifer atau zona permeabel, sumber air dan cap rock. Hyper thermal reservoir dapat diklasifikasikan menjadi dua jenis, yaitu : Wet Hyper-Thermal FieldWet hyperthermal field menghasilkan campuran air panas dan uap, maka variabel WHP dan WHT serta enthalpi dan kwalitas fluida saling bergantung. Fluida yang terproduksi (uap dan air) pada suatu sumur dipengaruhi oleh tekanan kepala sumurnya (WHP) dan juga tergantung pada suhu dan tekanan reservoir serta permeabilitasnya, maka setiap sumur memiliki suatu sifat aliran tersendiri. Dry Hyper-thermal FieldReservoir ini mempunyai temperatur sangat tinggi, namun tekanannya tidak setinggi tekanan pada wet hyperthermal yang memungkinkan air dalam reservoir jenis ini berubah menjadi uap seluruhnya. Jika terjadi hubungan antara permukaan dengan reservoir melalui lubang bor, maka sebagian uap jenuh akan berubah menjadi uap superheated. Uap dari lapangan ini agak superheated maka tidak ada hubungan antara WHP dan WHT, serta enthalpi merupakan fungsi dari WHP dan WHT ini.
4. Berdasarkan jenis fluida reservoirBerdasarkan jenis fluidanya, reservoir panasbumi terdiri dari Air Klorida, Air Asam Sulfat, Air Asam Sulfat-Klorida, Air Bikarbonat. a. Air KloridaGaram terlarut dalam air ini umumnya berupa sodium dan potassium chloride walaupun kadang-kadang ditemukan calcium dalam konsentrasi yang kecil. Air ini juga mengandung silika dalam konsentrasi yang tinggi, dan terdapat pula dalam konsentrasi yang cukup berarti seperti sulfat, bicarbonate, fluoride, ammonia, arsenic, lithium, rubidium, calcium dan asam borate.Perbandingan chloride dan sulfat biasanya cukup tinggi dan pH berkisar dari daerah yang asam sampai ke daerah yang cukup basa (pH 5 9 ). Gas yang terlarut dalam air ini terutama karbondioksida dan hydrogen sulfide. Air ini seringkali didapatkan di daerah-daerah yang terdapat spring (mata air) atau daerah yang ada aktivitas geyser dan daerah yang banyak terdiri dari batuan volkanik dan sedimen.
b. Air Asam SulfatAir Asam Sulfat mengandung chloride dengan kadar yang rendah dan dapat terbentuk pada daerah vulkanik, dimana uap dibawah 400oC mengembun ke permukaan air. Hidrogen sulfide dari uap kemudian teroksidasi menjadi sulphate. Air Asam Sulfat didapat di daerah-daerah dimana uap akan naik dari air bawah tanah dengan temperature tinggi dan di daerah vulkanik, pada fasa pendinginan hanya karbondioksida dan gas sulfur tetap akan naik bersama uap melalui batuan. Unsur-unsur yang terdapat dalam air ini biasanya lepas dari dinding-dinding batuan disekelilingnya.
c. Air BikarbonatAir panas yang mengandung chloride dengan kadar yang rendah dapat terjadi dekat permukaan di daerah vulkanik dimana uap yang mengandung karbondioksida dan hydrogen sulfide mengembun ke dalam aquifer. Pada kondisi yang diam air bereaksi dengan batuan mengahasilkan larutan bicarbonate atau bicarbonate sulphate dengan pH netral.
5. Berdasarkan entalphia. Entalphi RendahApabila suhu reservoir tidak mencapai titik didih fluida pada tekanan tertentu, umunya pada sumur reservoir panasbumi adakalanya dapat terjadi fluida yang terproduksi hanya satu fasa, yaitu air panas. Biasanya sumur jenis ini tidak dimanfaatkan sebagai pembangkit karena hanya menghasilkan air panas.
b. Entalphi MenengahReservoir panasbumi jenis ini memiliki suhu melebihi titik didih fluida pada kondisi reservoir tetapi mengalami penurunan tekanan dan temperature dalam perjalanannya menuju permukaan. Karena itu fluida yang keluar dari sumur produksi menghasilkan fluida dua fasa (uap dan air), akan tetapi fasa uapnya lebih kecil prosentasenya dibandingkan dengan fasa cairnya, hal ini dapat juga disebut sebagai Liquid Dominated.
c. Entalphi TinggiLapangan panasbumi yang menghasilkan uap panas kering (superheated steam) dan reservoir sistem vapour dominated. Pada reserevoir jenis ini memiliki temperature reservoir yang melebihi titik didih dari air pada tekanan tertentu sehingga air yang ada di reservoir berubah fasa menjadi uap. Fluida tersebut diproduksikan lewat sumur produksi dalam kondisi satu fasa uap, tetapi apabila fluida mengalami penurunan tekanan yang cukup besar maka fluida tersebut dapat berubah menjadi fluida dua fasa. Dengan prosentase fasa cair lebih kecil dibandingkan dengan fasa uapnya.
