Kamis, 25 Juli 2013

Minyak dan Gas Bumi (Part 1)

Sedikit berbagi tentang indusri minyak bumi yang baru saja saya pelajari, sembari belajar untuk menghadapi presentasi saya nanti, mudah-mudahan ini bermanfaat untuk orang-orang awam seperti saya. Minyak dan gas bumi merupakan campuran molekul karbon dan hidrogen yang terbentuk dari sedimen sisa-sisa hewan dan tumbuh-tumbuhan yang terperangkap selama jutaan tahun. Akibat kombinasi efek temperatur dan tekanan di dalam kerak bumi maka terbentuklah reservoir-reservoir minyak dan gas yang berada jauh di bawah permukaan tanah. Reservoir adalah suatu tempat terakumulasinya minyak dan gas bumi. Pada umumnya reservoir minyak memiliki karakteristik yang berbeda-beda tergantung dari komposisi, temperature dan tekanan pada tempat dimana terjadi akumulasi hidrokarbon didalamnya.
Menurut, undang-undang No. 22 tahun 2001 mendefinisikan minyak bumi sebagai hasil proses alami berupa hidrokarbon yang dalam kondisi tekanan dan temperatur atmosfer berupa fasa cair atau padat, termasuk aspal, lilin, mineral atau ozokerit, dan bitumen yang diperoleh dari proses penambangan, tetapi tidak termasuk batu bara atau endapan hidrokarbon lain yang berbentuk padat yang diperoleh dari kegiatan yang tidak berkaitan dengan kegiatan usaha minyak dan gas bumi. Sementara, gas bumi merupakan hasil proses alami berupa hidrokarbon yang dalam kondisi tekanan dan temperatur atmosfer berupa fasa gas yang diperoleh dari penambangan minyak dan gas bumi. 

Minyak Mentah (Crude Oil)

Minyak mentah merupakan campuran yang kompleks dari 200 atau lebih bahan organik, hampir semuanya hidrokarbon. Minyak yang berbeda memiliki kombinasi dan konsentrasi yang berbeda dari berbagai bahan organik. API (American Petroleum Institute) gravity dari minyak merupakan ukuran dari specific gravity atau density. Semakin tinggi angka API, yang diekspresikan dalam derajat API, semakin kurang kerapatan minyaknya (lebih ringan, lebih tipis). Sebaliknya, semakin rendah derajat API, semakin padat minyaknya (lebih berat, lebih tebal). Minyak mentah dari lapangan yang berbeda dan formasi yang berbeda dalam satu lapangan dapat memiliki komposisi yang mirip atau berbeda secara signifikan. Sebagai tambahan pada derajat API dan hidrokarbon, karakter minyak mentah juga dipengaruhi elemen-elemen yang tidak diinginkan lainnya seperti sulfur yang harus dihilangkan.
API gravity minyak mentah berkisar antara 7 sampai 52 setara dengan 970 kg/m3 sampai dengan 750 kg/m3, tapi kebanyakan berada pada kisaran 20 sampai dengan 45 API gravity. Meskipun minyak ringan (memiliki 40-45 derajat API) itu bagus, minyak yang lebih ringan (di atas 45 derajat API) tidak mesti lebih baik untuk pengilangan tertentu. Minyak mentah yang lebih ringan dari 40-45 derajat API memiliki molekul yang lebih pendek atau kurangnya komponen yang berguna sebagai bensin beroktan tinggi dan minyak diesel yang merupakan produksi di mana hampir semua pengilangan coba maksimalkan. Hal yang serupa, minyak lebih berat dari 35 derajat API memiliki molekul yang lebih panjang dan besar yang tidak berguna sebagai bensin oktan tinggi dan minyak diesel tanpa proses lebih lanjut.
        Untuk minyak mentah yang telah melalui analisis fisik dan kimia yang detail, API gravity dapat digunakan sebagai indeks kasar tentang kualitas minyak dengan komposisi serupa yang terbentuk secara alami (tanpa pengayaan ataupun pencampuran). Ketika minyak dengan jenis dan kualitas yang berbeda dicampur, atau ketika komponen minyak yang berbeda dicampur, API gravity hanya berguna sebagai ukuran kepadatan cairan. 

Gas Alam 

Gas alam yang digunakan oleh konsumen terdiri hampir seluruhnya dari metan. Namun, gas alam yang ditemukan di kepala sumur, meskipun masih terdiri utamanya dari metana, masih belum murni. Gas alam mentah berasal dari tiga jenis sumur yaitu sumur minyak, sumur gas, dan sumur kondensat. Gas alam yang berasal dari sumur minyak dikenal sebagai associated gas. Gas tersebut aslinya dapat terpisah dari minyak dalam formasi (gas bebas), atau larut dalam minyak mentah (dissolved gas). Gas alam dari sumur gas dan kondensat, yang mengandung sedikit atau tidak ada minyak, dikenal sebagai non associated gas. Sumur gas umumnya menghasilkan gas alam mentah dengan sendirinya, sementara sumur kondensat menghasilkan gas alam bebas bersamaan dengan kondensat hidrokarbon semi cair. Apapun sumber gas alam, sekali terpisah dari minyak mentah (jika ada) umumnya ada dalam campuran dengan hidrokarbon lainnya, utamnya etana, propana, butana, dan pentana. Sebagai tambahan, gas alam mentah mengandung uap air, hidrogen sulfida (H2S), karbon dioksida, helium, nitrogen, dan bahan lainnya.
Pemrosesan gas alam terdiri atas pemisahaan semua hidrokarbon dan cairan dari gas alam murni untuk menghasilkan gas alam kering dengan pipeline quality. Transportasi jalur pipa utama biasanya menerapkan batasan komposisi gas alam yang diijinkan melewati jalur pipa dan mengukur kandungan energi dalam kJ/kg (disebut juga calorific value atau wobbe index). 

Kondensat 

Meskipun etana, propana, butana, dan pentana harus dikeluarkan dari gas alam, hal ini tidak berarti mereka produk yang tidak terpakai. Kenyataannya, hidrokarbon ikutan yang dikenal sebagai natural gas liquid (NGL) dapat menjadi produk sampingan yang sangat berharga. NGL terdiri dari etana, propana, isobutana, dan bensin alam. NGL tersebut dijual terpisah dan memiliki penggunaan yang beragam, misalnya sebagai bahan baku untuk pengilangan minyak atau pabrik petrolimia sebagai sumber energi dan untuk meningkatkan pengangkatan minyak dari sumur minyak. Kondensat juga berguna sebagai pengencer minyak berat.
 
 Proses Produksi Minyak dan Bumi

Kegiatan sektor minyak dan gas dapat dibagi menjadi kegiatan hulu (upstream) yang meliputi eksplorasi dan eksploitasi serta kegiatan hilir (downstream) yang meliputi pengolahan, penyulingan, pemasaran, dan distribusi. Proses eksplorasi dimulai dengan pencarian wilayah yang mengandung cadangan minyak dan gas. Pemetaan geologi dan survey geofisika dan seismik dilakukan untuk mengetahui daerah-daerah mana saja yang mempunyai kandungan minyak dan gas. Berdasarkan letak sumber minyak dan gas bumi tersebut, kita mengenal 2 jenis pertambangan minyak dan gas bumi yaitu di darat (on shore) dan di lepas pantai (off shore). Setelah ditemukan daerah yang mempunyai cadangan minyak maka dimulailah pemasangan fasilitas produksi dan pengeboran/drilling, kemudian pengangkatan minyak, penyulingan, proses produksi dan distribusi.   
Meskipun sangat beragam, banyak bagian dari proses kurang lebih sama secara prinsip. 

 
Gambar di atas memberikan gambaran sederhana dari proses produksi minyak dan gas bumi yang umum. Pada sisi kiri, dapat ditemukan kepala sumur (wellhead) yang mengalirkan minyak dan gas bumi ke manifold produksi dan tes. Dalam sebuah sistem produksi terdistribusi, hal ini disebut sebagai sistem pengumpul (gathering system). Bagian lain dari gambar merupakan proses aktual, terkadang disebut Gas Oil Separation Plant (GOSP). Meskipun ada instalasi untuk minyak atau gas yang tersendiri, lebih sering aliran dari sumur terdiri dari serangkaian hidrokarbon mulai dari gas (metana, butana, propana, dan lain-lain), kondensat (hidrokarbon berkerapatan menengah) sampai minyak mentah. Dengan aliran sumur seperti itu kita juga akan mendapatkan beragam komponen yang tidak diinginkan seperti air, karbon dioksida, garam, sulfur, dan pasir. Manfaat dari GOSP adalah untuk memproses aliran dari sumur menjadi produk bersih yang dapat dipasarkan yaitu minyak, gas alam atau kondensat. Dalam GOSP juga terdapat sejumlah sistem utilitas yang bukan bagian dari proses aktual, namun menyediakan energi, air, udara atau utilitas lainnya bagi GOSP.

Gambar di bawah memberikan gambaran fasilitas-fasilitas produksi yang umumnya terdapat pada operasi produksi minyak dan gas bumi. 


Onshore

Produksi onshore secara ekonomis layak untuk produksi di sepuluh barrel per hari. Minyak dan gas dihasilkan dari jutaan sumur di berbagai penjuru dunia. Sebuah jaringan pengumpul gas bisa sangat besar, dengan produksi dari ratusan sumur yang terletak ratusan kilometer/mil jauhnya, yang dialirkan melalui suatu jaringan pengumpul menuju fasilitas pemrosesan. Beragam cara untuk mengekstraksi minyak, khususnya dari sumur-sumur yang tidak bisa mengalir dengan sendirinya. 

Offshore

Fasilitas lepas pantai tergantung pada ukuran dan kedalam laut dan menggunakan beragam struktur yang berbeda. Tahun-tahun belakangan ini, kita mulai melihat instalasi bawah laut dengan pemipaan multifasa menuju daratan tanpa struktur permukaan laut sama sekali. Menggantikan wellhead platform, pemboran berarah digunakan untuk mencapai bagian reservoir yang berbeda dari lokasi wellhead cluster.

Tidak ada komentar:

Poskan Komentar