ENERGI FOSIL MINYAK BUMI BAB 7 Gagasan U
ENERGI FOSIL:
MINYAK BUMI
BAB 7
Gagasan Utama
Minyak Bumi adalah bentuk energi yang sangat
menakjubkan
Bahan Kajian
Definisi
Formasi Minyak Bumi
Eksplorasi Minyak Bumi
Produksi Minyak Bumi
Pengolahan Minyak Bumi
Definisi
Definisi
Merupakan sisa organik purbakala (fosil)
yang mengendap menjadi endapan batu,
benda padat, cair, dan bahan bakar berupa
gas seperti batu bara, minyak mentah, dan
gas alam.
Minyak mentah yang berasal dari hewan
dan tumbuhan yang berubah karena
tekanan dan panas.
Gambar Crude Oil
Formasi
Minyak Bumi
Pembentukan Minyak Bumi (dari materi organik)
1. Minyak terbentuk dari sisa hewan dan tumbuhan kecil
(plankton) yang mati pada jaman purba, antara 10 – 600 juta
tahun yang lalu.
2. Setelah organisme mati, mereka terbenam dalam lumpur dan
pasir di dasar laut.
Proses pembentukan
minyak bumi
1. Sepanjang tahun, organisme membusuk dalam lapisan yang
mengendap. Pada lapisan ini, hanya ada sedikit oksigen, atau
bahkan tidak ada oksigen sama sekali sehingga mikroorganisme
mati dan sisanya menjadi senyawa karbon yang beraneka ragam,
kemudian membentuk lapisan organik.
2. Bahan-bahan organik bercampur dengan endapan, terbentuk dari
serpihan kayu atau sumber batuan. Sebagai lapisan endapan baru
yang tersimpan, bahan-bahan organik tersebut menggunakan
tekanan dan panas yang kuat pada sumber batuan.
3. Tekanan dan panas tersebut menyaring bahan-bahan organik
menjadi minyak mentah dan gas alam.
4. Aliran minyak dari sumber batuan dan terkumpul memadat, lebih
padat dari batu kapur atau batu pasir disebut reservoir batuan.
5. Pergerakan bumi menampung minyak dan gas alam ke dalam
reservoir batuan diantara lapisan kedap batu, atau menyumbat
batu, seperti batu granit dan batu pualam.
Oil Trap
reservoir batuan minyak (merah) dan gas alam (biru) dapat terperangkap
dalam lipatan (kiri), patahan geologi (tengah) atau jepitan (kanan).
Pembentukan Minyak Bumi (dari materi anorganik)
Minyak bumi dapat terbentuk dengan temperatur dan
tekanan yang tinggi dari karbon anorganik dalam bentuk
karbondioksida, hidrogen dan/atau metan.
Sebuah usulan mekanisme untuk pembentukan
hidrokarbon inorganik adalah melalui analog alamiah dari
Fischer-Tropsch process.
Sintesis Ethane dan Ethylene
1. Sintesis ethane dan ethylene terjadi pada suhu 800 °C,
menggunakan pelepasan listrik dalam laboratorium
percobaan.
2. Percobaan tersebut lebih baik dilakukan pada gas panas,
daripada lapisan cair panas.
3. Perhitungan reaksinya adalah :
Karbondioksida + Methane → Karbon Monoksida + Ethane + Air
Karbondioksida + Ethane → Karbon Monoksida + Ethylene + Air
Siklus Materi Pembentukan
Minyak Bumi
Siklus Biogeokimia jalur dimana elemen kimia bergerak
melalui biotik (biosfer) dan abiotic (litosfer, atmosfer dan
hidrosfer)
Siklus Karbon sebagian besar komponen minyak bumi
adalah karbon (minyak bumi merupakan hidrokarbon).
Diagram Siklus Biogeokimia
Siklus Karbon
Ekplorasi
Minyak Bumi
Eksplorasi Hidrokarbon
Eksplorasi Hidrokarbon (atau eksplorasi minyak dan gas)
pencarian geologis minyak untuk penyimpanan hidrokarbon
di bawah permukaan bumi, seperti minyak dan gas.
Eksplorasi minyak dan gas terkumpul dalam ilmu
pengetahuan mengenai petroleum geology
Eksplorasi Minyak Bumi
1.Eksplorasi minyak mengandalkan teknologi tinggi yang dapat
dipercaya untuk mendeteksi dan menentukan luas kandungan
menggunakan eksplorasi geofisik.
2.Gagasan mengenai hidrokarbon pada awalnya ditujukan untuk
survey gravitasi, survey magnetik, atau survey perkiraan gempa
untuk mendeteksi gempa skala besar pada sub-permukaan
geologi.
3.Ketertarikan utama (diketahui sebagai dominasi) ditujukan
untuk mengetahui lebih detil survey mengenai gempa yang
bekerja berdasarkan waktu yang digunakan untuk
memantulkan gelombang bunyi. Hal tersebut bertujuan agar
lintasan yang dilewati oleh batu pada setiap kepadatan dan
menggunakan proses depth conversion untuk membuat suatu
profil dari to substruktur.
Metode Eksplorasi Minyak
Ahli geologi menafsirkan ciri-ciri permukaan. Batuan permukaan dan jenis
tanah, dan mungkin beberapa sample kecil pengeboran dangkal.
1. Penggunaan Gravitasi sensitifitas gravity meters untuk mengukur setiap
perubahan kecil di tempat yang mengandung gravitasi di bumi yang dapat
mengindikasikan adanya aliran minyak kubah garam dan kepadatan batu
di dalam tanah memberi gambaran mengenai struktur tanah.
2. Pencarian Magnetis Magnetometer mendeteksi variasi kemagnetan di
dalam tanah. Bebatuan sedimen tempat minyak biasa ditemukan lebih tidak
bermagnet dibandingkan bebatuan yang terbentuk dari letusan gunung
berapi yang kaya akan logam magnetis, seperi besi dan nikel.
3. Penggunaan Sniffer mendeteksi bau hidrokarbon dengan menggunakan
sensitifitas electronic noses (pencium elektronik) yang disebut sniffers.
4. Survey Seismik yang paling banyak digunakan oleh ahli geologi adalah
seismology, membuat gelombang goncangan yang terjadi melalui lapisan
batu yang tersembunyi dan menterjemahkan gelombang tersebut yang
memantulkan kembali ke permukaan.
Eksplorasi minyak menggunakan seismologi
Contoh peta seismik
Hasil Eksplorasi
1. Jika prospek sudah teridentifikasi, dievaluasi, dan memenuhi kriteria
seleksi yang ditetapkan oleh perusahaan, maka dilakukan percobaan
pengeboran eksplorasi sumur untuk meyakinkan ada tidaknya minyak
atau gas.
2. Eksplorasi minyak mahal dan mempunyai risiko operasi yang tinggi.
3. Khusus untuk sumur minyak yang dangkal (contoh Laut Timur) biaya
yang diperlukan sekitar $10 - 30 juta, namun untuk sumur minyak
dalam, biaya yang diperlukan dapat mencapai USD$100 juta atau
bahkan lebih.
4. Ratusan perusahaan mencari tempat tersimpannya hidrokarbon dunia
di daratn, dengan biaya penggalian sumur sekecil-kecilnya 100,000
dollar.
Produksi
Minyak Bumi
Kilang Minyak
:
Sistem pengeboran minyak
bumi
Sistem Tenaga Pada
Pengeboran
Sistem tenaga terdiri atas:
‒ Mesin diesel besar Diesel dipasang dengan bahan bakar minyak sebagai
sumber tenaga utama.
‒ Generator Listrik Menggunakan tenaga diesel untuk memberikan tenaga
listrik.
‒ Sistem mekanik Sistem mekanik digerakkan oleh motor listrik, yaitu
untuk fungsi:
‒ Sistem pengangkatan Digunakan untuk mengangkat beban berat;
diantaranya mesin derek dengan sebuah kabel baja, sebuah balok, katrol
pengerek, dan menyimpannya dengan kumparan kabel.
‒ Turntable Merupakan bagian dari peralatan pengeboran.
Rotating Equipment – digunakan untuk memutar bor
swivel – pegangan besar yang menopang berat drill string;
memberikan tali untuk diputar kemudian membuat tekanan
yang dapat mengunci lubang dengan kuat.
kelly – pipa dengan empat atau enam sisi yang
memindahkan gerakan memutar ke turntable dan drill string
turntable or rotary table – menggerakkan putaran
menggunakan tenaga motor listrik.
drill string – terdiri atas pipa bor (disambungkan sekitar 30
kaki/ 10 m) and drill collars (diameter besar, pipa padat
yang cocok dengan pipa bor dan ditempatkan sebagai
pemberat kepingan bor)
drill bit(s) – akhir pengeboran yang biasanya memotong
batu; terdapat banyak bentuk dan material (tungsten
carbide steel, berlian) dan khususnya digunakan untuk
berbagai macam pengeboran dan pembentukan batuan.
Casing
Pipa berdiameter besar yang melapisi
lubang pengeboran, melindungi
lubang tersebut dari keruntuhan, dan
memberikan jalan untuk sirkulasi
lumpur pengeboran.
Sistem Sirkulasi
Sistem Sirkulasi- Pompa pengebor lumpur (Campuran air, tanah liat, material
dan bahan kimia berat, digunakan untuk mengangkat dan memotong batu dari
kepingan pengeboran ke permukaan). Dibawah tekanan kelly, rotary table, pipa
bor dan drill collars pump – menghisap lumpur dari lubang lumpur dan
memompanya ke peralatan pengeboran.
pipes and hoses – menghubungkan pompa dengan peralatan pengeboran.
mud-return line – mengembalikan lumpur dari lubang.
shale shaker – pengocok/pengayak yang memisahkan potongan batu dari
lumpur.
shale slide – mengangkut potongan batu ke lubang.
reserve pit – mengumpulkan potongan batu yang telah dipisahkan dari lumpur.
mud pits – tempat untuk mencampur dan merecycle lumpur bor.
mud-mixing hopper – tempat dimana lumpur baru dicampur kemudian dikirim
ke lubang lumpur.
Pemboran-sistem sirkulasi lumpur
Peralatan lainnya
Derrick – mendukung susunan yang menangani peralatan
pengeboran; cukup tinggi untuk memberikan potongan baru dari
pipa pengeboran untuk disambungkan ke peralatan sebagai
kemajuan pengeboran.
Blowout preventer – tekanan tinggi katup (bertempat di bawah
tanah pengilangan atau pada dasar laut) yang memperkuat aliran
tekanan tinggi pengeboran dan mengurangi tekanan tersebut jika
diperlukan untuk melindungi blowout (semburan gas atau minyak
ke permukaan yang tidak terkontrol, seringkali menyebabkan
kebakaran).
Pengeboran
• Regu casing menempatkan casing pipa di lubang.
• Regu penyemen memompakan semen turun casing
pipa menggunakan sebuah penyumbat bawah,
sebuah cement slurry, penyumbat atas dan bor
lumpur.
• Tekanan dari bor lumpur menyebabkan cement
slurry bergerak melalui casing dan mengisi tempat
antara bagian luar casing dan lubang.
• Akhirnya, semen diberikan untuk mengeraskan dan
kemudian diuji seberapa kerasnya alat tersebut,
menyempurnakan, dan menguncinya dengan baik.
Pengujian Minyak
Tahap pemboran selanjutnya : Regu mengebor, selanjutnya
menjalankan dan menyemen casing baru, kemudian mengebor
kembali. Jika pemotongan batu dari lumpur menunjukkan adanya
pasir minyak dari reservoir batuan, kemungkinan mereka sudah
menjangkau kedalaman akhir.
Pada poin ini, Regu pengebor mengangkat peralatan pengeboran dari
lubang dan melakukan beberapa pengujian untuk memperkuat
penemuan tersebut :
• Menempuh sumur – menurunkan sensor listrik dan gas ke dalam
lubang untuk mendapatkan ukuran bentuk batu.
• Pengeboran-pengujian batang – menurunkan perlengkapan ke
dalam lubang untuk mengukur tekanan, yang dapat terjadi jika
reservoir batuan sudah terjangkau.
• Sampel utama – mengambil sampel batu untuk melihat
karakteristik reservoir batuan.
Pengujian Minyak
Begitu regu pengebor menjangkau kenalaman akhir, mereka melengkapi sumur agar minyak dalam
mengalir ke dlam casing dan terkontrol.
• Pertama-tama mereka melubangi meriam ke dalam sumur untuk membuat kedalaman. Meriam
tersebut dikomando untuk diledakkan guna membuat lubang pada casing sehingga minyak dapat
mengalir.
• Setelah casing dilubangi, mereka menjalankan pipa berdiameter kecil ke dalam lubang sebagai
saluran untuk minyak dan gas agar dapat mengalir keluar dari sumur. Sebuah alat yang dinamakan
packer diturunkan di luar tubing. Jika packer sudah diatur pada tingkatan produksi, maka packer
tersebut dikembangkan untuk membentuk sebuah tanda diluar tubing.
• Akhirnya, mereka menghubungkan katup yang disebut dengan pohon natal itu ke atas tubing
kemudian menyemennya di atas casing. Pohon natal memungkinkan mereka untuk mengawasi
aliran minyak dari sumur.
• Sumur pertama lengkap, mereka harus memulai mengalirkan minyak ke dalam sumur. Untuk
reservoir batuan kapur, asam dipompakan kebawah sumur dan keluar melalui lubang-lubangnya.
• Saluran Asam tersebut larut dalam batu kapur yang memudahkan minyak mengalir ke dalam sumur.
Untuk reservoir batu pasir, khususnya campuran cairan yang mengandung proppant (pasir, walnut
shells, aluminum pellets) dipompakan turun ke sumur dan keluar melalui lubang-lubangnya.
• Tekanan dari cairan ini membuat patahan kecil pada batu pasir yang memungkinkan minyak
mengalir ke dalam sumur. Terkadang proppant membuat patahan tersebut terbuka. Sekali minyak
mengalir, peralatan pemboran disingkirkan dari tempat pemboran, selanjutnya peralatan produksi
dipasang untuk menyuling minyak dari sumur.
Blowouts and Fires
Dalam film, anda melihat semburan minyak
(blowout), dan mungkin memercikkan api, jika bor
mencapai kedalaman akhir. Hal ini merupakan
kondisi yang berbahaya, dan diharapkan dicegah
dengan blowout preventer dan tekanan lumpur
yang di dalam bor. Pada sebagian besar sumur,
aliran minyak diawali dengan fluida acidizing atau
sumur retakan.
Pengekstrakan Minyak
Pada sistem pompa, motor listrik
menggerakkan gear box yang menggerakkan
tuas. Tuas mendorong kemudian menarik
polishing rod naik dan turun. Polishing rod
dikaitkan ke sebuah sucker rod yang dikaitkan
ke pompa. Sistem ini memberikan tenaga
untuk menaikkan dan menurunkan pompa,
kemudian membuat sebuah penyedot yang
menarik minyak naik lewat sumur.
Pada beberapa kasus, minyak bisa jadi terlalu
berat untuk mengalir. Maka selanjutnya
lubang kedua di bor ke dalam reservoir dan
uap diinjeksikan dibawah tekanan. Panas dari
sedikit uap minyak dalam reservoir, dan
tekanan membantu mendorong minyak
tersebut keluar sumur. Proses ini disebut
enhanced oil recovery.
Enhanced oil recovery
Dengan semua teknologi pengeboran
yang digunakan dan metode
pengembangannya saat ini,
pertanyaannya adalah : apakah kita
mempunyai cukup minyak untuk
memenuhi kebutuhan kita? Estimasi
saat ini menyebutkan bahwa kita
mempunyai minyak yang cukup untuk
63 sampai 95 tahun yang akan
datang, berdasarkan penemuan saat
ini dan penemuan masa depan serta
permintaan saat ini.
Elemen Prospek Minyak Bumi
Sebuah prospek yang potensial ditetapkan jika ahli geologi percaya adanya kemungkinan kandungan
hidrokarbon. Jumlah geologi yang signifikan, sturtural dan inversitasi seismik harus dilengkapi untuk
menemukan kembali letak pengeboran hidrokarbon yang potensial dari kepastian prospek.
5 elemen yang menggambarkan prospek kerja dan jika mereka gagal atau tidak menemukan minyak
ataupun gas yaitu sebagai berikut:
1. Sumber batuan – Jika terdapat banyak batuan organik seperti serpihan minyak atau batu bara yang
ditujukan untuk tekanan dan temperatur tinggi di atas perpanjangan waktu, hidrokarbon terbentuk.
2. Migrasi – hidrokarbon dikeluarkan dengan paksa dari sumber batu dengan mekanisme tiga
kepadatan relatif : hidrokarbon yang baru matang kurang padat jika dari hidrokarbon yang telah
lama matang, yang menyebabkan tekanan yang berlebihan; Hidrokarbon tersebut menerangi
media, sehingga bermigrasi ke atas dan menimbulkan daya apung, dan cairan menyebar sebagai
kelanjutan penguburan yang meningkatkan panas. Sebagian besar hidrokarbon bermigrasi ke dalam
permukaan sebagai tetesan minyak, namun beberapa masih terperangkap.
3. Perangkap – Hidrokarbon mengapung dan dapat terperangkap diantara struktural (e.g. Anticline,
fault block) atau perangkap stratigraphic.
4. Batuan penutup atau penyumbat – perangkap hidrokarbon ditutup oleh batuan kedap yang
diketahui sebagai batuan penutup atau penyumbat untuk mencegah hidrokarbon terlepas ke
permukaan.
5. Reservoir – hidrokarbon mengandung reservoir batuan. Hidrokarbon diserap oleh batu pasir atau
batu kapur. Reservoir harus dapat menyerap cairan sehingga hidrokarbon dapat mengalir ke
permukaan saat produksi.
Istilah-istilah yang digunakan dalam evaluasi minyak bumi
1. Lead – struktur yang mengandung hidrokarbon
2. Dry Hole - Counter-intuitively, suatu formasi yang lebih banyak
mengandung air asin daripada minyak.
3. Flat Spot – suatu hubungan antara minyak dan air pada belahan
seismik karena tepat berada pada gravitasi.
4. Bright Spot – pada belahan seismik, kode yang mempunyai ayunan
tinggi disebabkan oleh sebuah bentukan yang mengandung
hidrokarbon.
5. Prospek – kepastian yang sudah dievaluasi dan siap untuk di bor.
6. Chance of Success – estimasi kans dari semua elemen dalam prospek
kerja, dideskripsikan sebagai kemungkinan. Prospek berisiko tinggi
mempunyai kans kurang dari 10% untuk bekerja, prospek berisiko
menengah mempunyai kans 10-20%, prospek berisiko rendah
mempunyai kans lebih dari 20%. Biasanya, sekitar 40% sumur yang
telah dibor ditemukan hidrokarbon.
Istilah-istilah yang digunakan dalam evaluasi minyak
bumi
7. Hydrocarbon in Place – jumlah hidrokarbon yang mungkin mengandung prospek.
Dikalkulasikan menggunakan persamaan volumetric equation : GRV x N/G x
Porosity x Sh x FVF
•
GRV - Gross Rock volume – jumlah batu yang terperangkap di atas
campuran hidrokarbon dan air.
•
N/G - net/gross ratio – prosentase GRV yang terbentuk oleh reservoir
batuan ( skala 0 sampai 1)
•
Porosity – prosentase keuntungan reservoir batuan menempati lubang
(typically 5-35%)
•
Sh - hydrocarbon saturation – beberapa space terisi air. Hal ini harus
dikurangi.
•
FVF - formation volume factor – penyusutan minyak dan gas pada saat
diangkat ke permukaan. FVF merubah volume pada kondisi reservoir
(tekanan dan temperatur tinggi) untuk menyimpan dan dijual dalam
keadaan baik.
8. Recoverable hydrocarbons – jumlah hidrokarbon yang dapat diperoleh dengan
produksi. Terdapat khususnya 10-50% di sebuah ladang minyak dan 50-80% di
ladang gas.
Cadangan dan sumber
daya
1. Sumber daya adalah hidrokarbon yang mungkin
atau tidak mungkin diperoleh di masa depan.
2. Jumlah sumber daya mungkin ditetapkan dalam
suatu prospek non pengeboran atau suatu
perkiraan penemuan.
3. Penaksiran berdasarkan deskripsi tambahan
sumur atau mendapatkan data seismik ekstra
dapat memperkuat perluasan ladang dan
memastikan proyek disetujui.
Definisi cadangan minyak
Cadangan minyak biasanya merupakan ukuran dari risiko geologis dari kemungkinan
adanya minyak yang dapat diproduksi dengan kondisi ekonomi dan menggunakan
teknologi yang ada saat ini.
Ada 3 kategori yang umumnya digunakan yaitu terbukti, kemungkinan, dan cadangan
yang mungkin.
1. Cadangan terbukti, didefinisikan sebagai minyak dan gas yang masuk akal untuk
diproduksi menggunakan teknologi yang ada saat ini pada harga sekarang. Dengan
syarat komersial dan persetujuan pemerintah-diketahui sebagai industri 1P. Beberapa
industri yang khusus merefer P90 – atau mempunyai kira-kira 90% kepastian produksi.
2. Probable reserves – didefinisikan sebagai minyak dan gas yang kemungkinan masuk
akal untuk diproduksi menggunakan teknologi saat ini atau teknologi yang disukai,
dengan harga saat ini, dengan syarat-syarat komersial dan persetujuan pemerintah.
Beberapa industri spesialis merefer sebagai P50 – artinya mempunyai 50% kepastian
untuk diproduksi. Disebut juga sebagai industri 2P atau terbukti dan probable.
3. Possible reserves - yaitu mempunyai kesempatan untuk dikembangkan dibawah
keadaan – beberapa industri spesialis merefernya mempunyai 10% kepastian untuk
diproduksi. Dikenal juga dalam industri dengan 3P atau Proven plus probable plus
possible.
PENGOLAHAN MINYAK
BUMI
Pengilangan Minyak Bumi
1
Minyak bumi dipisahkan dalam bentuk fraksi
bahan bakar melalui pengilangan minyak bumi
(fractional distillation). Reaktor fraksinasi bagian
atas lebih dingin dibandingan pada bagian
bawahnya, karena fraksi bagian atas mempunyai
titik didih lebih rendah dibandingkan pada bagian
bawah reaktor.
Fraksi bahan bakar yang lebih berat di bagian
bawah reaktor sering dipecahkan menjadi produk
bahan bakar (unsur carbon) yang bermanfaat.
Semua fraksi keluaran reaktor akan diproses lebih
lanjut pada proses pengilangan lanjutan.
Pengilangan Minyak
1
Pengilangan minyak merupakan proses
industri dimana minyak mentah diproses
dan diolah menjadi produk minyak bumi
yang berguna seperti : bensin, solar,
aspal, minyak panas, minyak tanah, dan
LPG.
Pengilangan minyak merupakan industri
besar yang kompleks dengan
menggunakan pemipaan yang luas untuk
mengangkat kucuran cairan diantara
proses kimiawi yang besar.
Skema operasi pengilangan minyak
Pengolahan Minyak Bumi
Minyak mentah dipisahkan ke dalam fraksi dengan
distilasi fraksional. Kolom fraksional di atas lebih
dingin daripada kolom fraksional di bawah karena
fraksi di atas mempunyai titik didih yang lebih
rendah daripada titik didih fraksi di bawah.
Kepadatan fraksi yang timbul dari fraksional
bawah dari kolom fraksional seringkali dipatahkan
(retak) untuk menghasilkan produk yang berguna.
Semua fraksi kemudian mundur untuk menyaring
unit guna pemrosesan selanjutnya.
1
Pengilangan Minyak Bumi
1. Minyak dapat digunakan dengan berbagai cara karena
mengandung hidrokarbon dari berbagai massa molekul,
bentuk dan lamanya, seperti parafin, aromatik,
napthenes, (atau cycoalkanes), alkenes, dienes, dan
alkynes.
2. Hidrokarbon adalah molekul dari berbagai perpanjangan
dan kompleksitas yang dibuat oleh hidrogen dan karbon
atom.
3. Keanekaragaman strukturnya membuat kandungan
tersebut berbeda sifat dan penggunaannya. Cara
pengolahan
minyak
adalah
dengan
dipisahkan
kemudian dimurnikan.
3
Pengilangan Minyak Bumi
4
1. Setelah dipisahkan dan dibersihkan dari berbagai kontaminasi dan
kotoran, bahan bakar atau pelumas dapat dijual tanpa perlu diproses
lagi. Molekul terkecil seperti isobutane dan propylene atau butylenes
dapat digabungkan kembali untuk memenuhi oktan yang spesifik yang
dibutuhkan oleh bahan bakar dengan memprosesnya seperti alkylation
atau yang lebih rendah, dimerization. Tingkatan oktan pada bensin
dapat ditingkatkan dengan catalytic reforming, yang melepaskan
hidrogen keluar dari hidrokarbon untuk membuatnya harum.
Keharuman tersebut menunjukkan kandungan tingkat oktan yang
tinggi.
2. Produk tingkat menengah seperti bensin dapat diproses ulang untuk
dipadatkan, rangkaian yang panjang minyak menjadi rangkaian pendek
dan ringan dengan berbagai bentuk patahan seperti Fluid Catalytic
Cracking, Thermal Cracking, dan Hydrocracking. Tahap akhir produksi
bensin adalah pencampuran bahan bakar dengan tingkatan oktan yang
berbeda, tekanan uap, dan properti lain untuk memenuhi spesifikasi
produk.
Produk utama dari pengolahan minyak
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Aspal
Solar
Naphtha
Minyak bakar
Bensin
Minyak tanah dan bahan bakar jet
Liquid Petrolium Gas (LPG)
Minyak Pelumas
Lilin Parafin
Unit pemroses yang biasanya ditemukan dalam
pengolahan minyak
1. Desalter Unit (mengeluarkan kandungan garam dari minyak mentah
sebelum dialirkan ke atmospheric distillation unit)
2. Atmospheric Distillation Unit (distilasi minyak mentah ke dalam fraksi).
Lihat Continuous distillation.
3. Vacuum Distillation Unit (menyaring sisa dibawah setelah distilasi
atmosfir)
4. Naphtha Hydrotreater Unit (menggunakan hidrogen untuk
mendesulfurisasi naphtha dari distilasi atmosfir. Harus dilakukan
hydrotreat naphtha sebelum mengirimnya ke Catalytic Reformer Unit.)
5. Catalytic Reformer Unit (mengandung katalis yang digunakan untuk
mengubah naphtha- mendidihkan skala molekul ke dalam oktan yang lebih
tinggi (perubahan produk). Perubah tersebut mempunyai kandungan
aromatics, olefins, dan cyclic hidrokarbon yang lebih tinggi). Pentingnya
perubahan suatu produk adalah hidrogen yang dikeluarkan dari proses
reaksi katalis. Hidrogen tersebut digunakan untuk hydrotreaters dan
hydrocracker.)
6. Distillate Hydrotreater Unit (desulfurizes distillate (diesel) setelah
atmospheric distillation)
Unit proses yang biasanya ditemukan dalam pengolahan minyak
1. Fluid Catalytic Cracking (FCC) Unit (mengupgrade kepadatan fraksi ke
dalam cahaya, produk yang sangat berharga).
2. Hydrocracker Unit (menggunakan hidrogen untuk mengupgrade
kepadatan fraksi ke dalam cahaya, produk yang sangat berharga)
3. Merox treater – pada kasus tertentu seperti untuk bahan bakar jet atau
kerosene treatment, suatu pemrosesan unit Merox kemungkinan
digunakan untuk oksidasi mercaptans menjadi ornanik disulfida.
4. Coking unit (pemrosesan aspal menjadi bensin dan solar, meninggalkan
tungku batu sebagai produk residual)
5. Alkylation unit (memproduksi komponen oktan tinggi untuk campuran
bensin)
6. Dimerization Unit
7. Isomerization Unit (merubah molekul linear menjadi oktan tinggi
untuk campuran bensin atau alkylation units)
8. Steam reforming Unit (memproduksi hidrogen untuk hydrotreaters
atau hydrocracker)
Unit proses yang biasanya ditemukan dalam penyulingan minyak
Gas cair disimpan untuk propane dan bahan bakar gas lainnya
pada tekanan yang cukup untuk mempertahankan bentuk cair.
Biasanya berbentuk bulat atau peluru (silinder datar dengan ujung
tumpul). Tank penyimpanan minyak mentah dan produk yang
sudah jadi biasanya berbentuk silinder, dengan beberapa jenis
uap yang dimasukkan dan mengelilingi produk tersebut lintasan
bumi untuk menahan agar tidak tumpah.
Amine gas treater, Claus unit, gas treatment untuk pemrosesan
hydrogen sulfide dari hydrodesulfurization
Unit yg diperlukan seperti tower pendingin untuk sirkulasi
pendingin air, boiler plants untuk steam generation, kumpulan air
limbah dan treating systems untuk membuat air layak digunakan
kembali atau dibuang.
Diagram alir untuk pengolahan khusus
1. Gambar di bawah ini merupakan diagram alir untuk
penyulingan minyak khusus yang menggambarkan
beranekaragam unit proses dan aliran produk menengah
yang terjadi antara ceruk persediaan minyak mentah dan
produk akhir.
2. Diagram tersebut menggambarkan hanya satu dari
ratusan terjemahan pada konfigurasi penyulingan minyak
yang berbeda. Diagram juga tidak termasuk fasilitas
pengolahan yang biasanya diberikan seperti uap,
pendingin air, dan tenaga listrik seperti halnya tank
penyimpanan untuk minyak mentah untuk produk
menengah dan produk akhir.
Diagram aliran pada penyulingan minyak khusus
Kekhususan Produk Akhir
1.
2.
3.
Merupakan campuran dari beranekaragam feedstocks, dicampur dengan
pengawet secara tepat, agar dapat disimpan lebih lama dan disiapkan
untuk muatan berat seperti truk, kapal, kapal barang, dan gerbong
kereta api.
Gas minyak seperti propane, tersimpan dan dimasukkan ke kapal dalam
bentuk cairan dibawah tekanan pada gerbong kereta khusus untuk
didistribusikan.
Campuran Minyak cair (menghasilkan urutan bahan bakar otomotif dan
penerbangan seperti bensin, minyak tanah, beranekaragam aviation
minyak turbin, solar, bahan tambahan, deterjen, antiknock additives,
oxygenates, dan senyawa anti-fungal jika diperlukan). Dikapalkan dengan
kapal barang, kereta api, dan kapal tanker. Mungkin juga dikemas
berdasarkan daerah dimana pipa disalurkan ke konsumen. Terutama
aviation, bahan bakar pokok di bandara, atau pipa untuk
mendistribusikan multi produk saluran pipa menggunakan separator
disebut pipeline inspection gauges ("pigs").
Kekhususan Produk Akhir
1. Pelumas (membuat minyak mesin ringan, minyak motor, dan minyak pelumas,
dengan menambahkan viskositas stabilizer) biasanya dikapalkan secara borongan
keluar dari pabrik pengemasan.
2. Lilin (parafin), digunakan dalam pengemasan makanan beku. Dapat dikapalkan dalam
borongan untuk siap dikemas.
3. Belerang (atau asam sulfat), merupakan produk belerang yang dilepaskan dengan
mungkin kandungan beberapa persen belerang sebagai sulfur organik yang
mengandung senyawa. Sulfur dan asam sulfat sangat berguna material industri.
Asam Sulfat biasanya disiapkan dan dikapalkan sebagai acid precursor oleum.
4. Bulk tar dikapalkan keluar for offsite unit packaging for use in tar-and-gravel roofing.
5. Aspal disiapkan untuk dikapalkan secara borongan.
6. Petroleum coke, digunakan khususnya untuk produk karbon atau sebagai bahan
bakar padat.
7. Petrokimia atau petrochemical feedstocks, biasanya dikirim ke pabrik petrokimia
atau diproses lebih lanjut dengan berbagai cara. Petrokimia dapat berupa olefins
atau perintis berbagai jenis petrokimia berbau harum.
Penempatan Pabrik
Seringkali sebuah pabrik bahan kimia
ditempatkan
berdekatan
dengan
tempat pengolahannya, memanfaatkan
produk intermediate sebagai tampat
penyimpanan pada proses produksi,
khususnya bahan-bahan seperti plastik
atau agrichemicals.
Memperhatikan
keamanan dan
lingkungan
Memperhatikan Lingkungan
Proses penyulingan melepaskan bahan kimia yang berbeda
ke atmosfir. Akibatnya, terdapat polusi dan emisi udara yang
besar, khususnya bau busuk yang biasanya timbul
disebabkan oleh sebuah penyulingan. Disamping dampak
dari polusi udara, dampak air limbah juga perlu
diperhatikan. Risiko kerusakan akibat kebakaran dan juga
menyebabkan kebisingan dan efek kesehatan akibat
kebisingan.
Memperhatikan Lingkungan
Masyarakat meminta agar pemerintah membatasi tempat yang
terkontaminasi akibat pengilangan. Sebagian besar pengilangan
sudah memasang peralatan yang diperlukan dan sesuai dengan
syarat yang ditetapkan oleh badan perlindungan lingkungan.
Di Amerika, tekanan kuat ditetapkan untuk pencegahan
perkembangan pengilangan baru, dan tidak ada pengilangan
yang didirikan di negara tersebut sejak Marathon's Garyville,
Louisiana pada tahun1976. meskipun demikian, banyak
pengilangan yang ada melakukan ekspansi sejak tahun tersebut.
Larangan
dan
tekanan
lingkungan
untuk
mencegah
pembangunan
pengilangan
baru
berkontribusi
terhadap
kenaikan harga bahan bakar di Amerika. selain itu, banyak
pengilangan (lebih dari 100 pengilangan sejak tahun 1980)
ditutup karena sudah kuno dan/atau menggabungkan kegiatan
industri itu sendiri. Kegiatan tersebut dilaporkan dalam kongres
dan studi khusus, tidak dipublikasikan secara luas.
Memperhatikan Lingkungan
Memperhatikan keamanan dan lingkungan berarti bahwa
penyulingan minyak seringkali terletak jauh dari area
pemukiman penduduk. Meskipun demikian, banyak
contoh dimana operasi penyulingan tertutup dari daerah
populasi dan risiko kesehatan seperti di Tenerife,
Spanyol, yang bertempat di area padat penduduk dan
selanjutnya hanya ada dua rute evakuasi utama dan
keluar dari kota tersebut. Pada garis pantai California's
Contra Costa County dan Solano County, pengilangan
dan asosiasi pabrik bahan kimia berkumpul di
pemukiman penduduk di Richmond, Martinez, California,
Pacheco, Concord, Pittsburg, Vallejo dan Benicia,
kecelakaan kadang terjadi sehingga dibutuhkan tempat
perlindungan yang dekat dengan populasi penduduk
tersebut.
Dampak
1. Pada awalnya Amerika melakukan proses pengolahan minyak mentah untuk
memperoleh minyak tanah. Produk lain (seperti bensin) dianggap sampah
dan seringkali dibuah langsung ke sungai terdekat.
2. Penemuan automobil menggantikan permintaan menjadi bensin dan solar,
yang merupakan sisa utama penyaringan produk. Penyulingan yang
dilakukan sebelum EPA ditetapkan sangat mencemari lingkungan. Peraturan
ketat ditetapkan bahwa penyulingan harus memenuhi standar udara dan air
yang bersih. Faktanya, membuat peraturan untuk setiap pendirian
penyulingan modern dengan dampak lingkungan yang minimal (selain emisi
gas CO2) sangat sulit dan memerlukan biaya sehingga tidak ada penyulingan
baru yang didirikan (meskipun banyak juga yang melakukan ekspansi) di
Amerika sejak 1976.
3. Hasilnya, dipercaya hal tersebut menjadi alasan bahwa Amerika menjadi
bergantung pada impor bensin, dan menentang tambahan minyak mentah.
4. Dengan kata lain, studi yang mengatakan bahwa mempercepat
penggabungan aktifitas dalam penyulingan dan sektor produksi mengurangi
kapasitas. Selanjutnya menghasilkan pasar yang kuat, khususnya di Amerika.
Terimakasih ………..
MINYAK BUMI
BAB 7
Gagasan Utama
Minyak Bumi adalah bentuk energi yang sangat
menakjubkan
Bahan Kajian
Definisi
Formasi Minyak Bumi
Eksplorasi Minyak Bumi
Produksi Minyak Bumi
Pengolahan Minyak Bumi
Definisi
Definisi
Merupakan sisa organik purbakala (fosil)
yang mengendap menjadi endapan batu,
benda padat, cair, dan bahan bakar berupa
gas seperti batu bara, minyak mentah, dan
gas alam.
Minyak mentah yang berasal dari hewan
dan tumbuhan yang berubah karena
tekanan dan panas.
Gambar Crude Oil
Formasi
Minyak Bumi
Pembentukan Minyak Bumi (dari materi organik)
1. Minyak terbentuk dari sisa hewan dan tumbuhan kecil
(plankton) yang mati pada jaman purba, antara 10 – 600 juta
tahun yang lalu.
2. Setelah organisme mati, mereka terbenam dalam lumpur dan
pasir di dasar laut.
Proses pembentukan
minyak bumi
1. Sepanjang tahun, organisme membusuk dalam lapisan yang
mengendap. Pada lapisan ini, hanya ada sedikit oksigen, atau
bahkan tidak ada oksigen sama sekali sehingga mikroorganisme
mati dan sisanya menjadi senyawa karbon yang beraneka ragam,
kemudian membentuk lapisan organik.
2. Bahan-bahan organik bercampur dengan endapan, terbentuk dari
serpihan kayu atau sumber batuan. Sebagai lapisan endapan baru
yang tersimpan, bahan-bahan organik tersebut menggunakan
tekanan dan panas yang kuat pada sumber batuan.
3. Tekanan dan panas tersebut menyaring bahan-bahan organik
menjadi minyak mentah dan gas alam.
4. Aliran minyak dari sumber batuan dan terkumpul memadat, lebih
padat dari batu kapur atau batu pasir disebut reservoir batuan.
5. Pergerakan bumi menampung minyak dan gas alam ke dalam
reservoir batuan diantara lapisan kedap batu, atau menyumbat
batu, seperti batu granit dan batu pualam.
Oil Trap
reservoir batuan minyak (merah) dan gas alam (biru) dapat terperangkap
dalam lipatan (kiri), patahan geologi (tengah) atau jepitan (kanan).
Pembentukan Minyak Bumi (dari materi anorganik)
Minyak bumi dapat terbentuk dengan temperatur dan
tekanan yang tinggi dari karbon anorganik dalam bentuk
karbondioksida, hidrogen dan/atau metan.
Sebuah usulan mekanisme untuk pembentukan
hidrokarbon inorganik adalah melalui analog alamiah dari
Fischer-Tropsch process.
Sintesis Ethane dan Ethylene
1. Sintesis ethane dan ethylene terjadi pada suhu 800 °C,
menggunakan pelepasan listrik dalam laboratorium
percobaan.
2. Percobaan tersebut lebih baik dilakukan pada gas panas,
daripada lapisan cair panas.
3. Perhitungan reaksinya adalah :
Karbondioksida + Methane → Karbon Monoksida + Ethane + Air
Karbondioksida + Ethane → Karbon Monoksida + Ethylene + Air
Siklus Materi Pembentukan
Minyak Bumi
Siklus Biogeokimia jalur dimana elemen kimia bergerak
melalui biotik (biosfer) dan abiotic (litosfer, atmosfer dan
hidrosfer)
Siklus Karbon sebagian besar komponen minyak bumi
adalah karbon (minyak bumi merupakan hidrokarbon).
Diagram Siklus Biogeokimia
Siklus Karbon
Ekplorasi
Minyak Bumi
Eksplorasi Hidrokarbon
Eksplorasi Hidrokarbon (atau eksplorasi minyak dan gas)
pencarian geologis minyak untuk penyimpanan hidrokarbon
di bawah permukaan bumi, seperti minyak dan gas.
Eksplorasi minyak dan gas terkumpul dalam ilmu
pengetahuan mengenai petroleum geology
Eksplorasi Minyak Bumi
1.Eksplorasi minyak mengandalkan teknologi tinggi yang dapat
dipercaya untuk mendeteksi dan menentukan luas kandungan
menggunakan eksplorasi geofisik.
2.Gagasan mengenai hidrokarbon pada awalnya ditujukan untuk
survey gravitasi, survey magnetik, atau survey perkiraan gempa
untuk mendeteksi gempa skala besar pada sub-permukaan
geologi.
3.Ketertarikan utama (diketahui sebagai dominasi) ditujukan
untuk mengetahui lebih detil survey mengenai gempa yang
bekerja berdasarkan waktu yang digunakan untuk
memantulkan gelombang bunyi. Hal tersebut bertujuan agar
lintasan yang dilewati oleh batu pada setiap kepadatan dan
menggunakan proses depth conversion untuk membuat suatu
profil dari to substruktur.
Metode Eksplorasi Minyak
Ahli geologi menafsirkan ciri-ciri permukaan. Batuan permukaan dan jenis
tanah, dan mungkin beberapa sample kecil pengeboran dangkal.
1. Penggunaan Gravitasi sensitifitas gravity meters untuk mengukur setiap
perubahan kecil di tempat yang mengandung gravitasi di bumi yang dapat
mengindikasikan adanya aliran minyak kubah garam dan kepadatan batu
di dalam tanah memberi gambaran mengenai struktur tanah.
2. Pencarian Magnetis Magnetometer mendeteksi variasi kemagnetan di
dalam tanah. Bebatuan sedimen tempat minyak biasa ditemukan lebih tidak
bermagnet dibandingkan bebatuan yang terbentuk dari letusan gunung
berapi yang kaya akan logam magnetis, seperi besi dan nikel.
3. Penggunaan Sniffer mendeteksi bau hidrokarbon dengan menggunakan
sensitifitas electronic noses (pencium elektronik) yang disebut sniffers.
4. Survey Seismik yang paling banyak digunakan oleh ahli geologi adalah
seismology, membuat gelombang goncangan yang terjadi melalui lapisan
batu yang tersembunyi dan menterjemahkan gelombang tersebut yang
memantulkan kembali ke permukaan.
Eksplorasi minyak menggunakan seismologi
Contoh peta seismik
Hasil Eksplorasi
1. Jika prospek sudah teridentifikasi, dievaluasi, dan memenuhi kriteria
seleksi yang ditetapkan oleh perusahaan, maka dilakukan percobaan
pengeboran eksplorasi sumur untuk meyakinkan ada tidaknya minyak
atau gas.
2. Eksplorasi minyak mahal dan mempunyai risiko operasi yang tinggi.
3. Khusus untuk sumur minyak yang dangkal (contoh Laut Timur) biaya
yang diperlukan sekitar $10 - 30 juta, namun untuk sumur minyak
dalam, biaya yang diperlukan dapat mencapai USD$100 juta atau
bahkan lebih.
4. Ratusan perusahaan mencari tempat tersimpannya hidrokarbon dunia
di daratn, dengan biaya penggalian sumur sekecil-kecilnya 100,000
dollar.
Produksi
Minyak Bumi
Kilang Minyak
:
Sistem pengeboran minyak
bumi
Sistem Tenaga Pada
Pengeboran
Sistem tenaga terdiri atas:
‒ Mesin diesel besar Diesel dipasang dengan bahan bakar minyak sebagai
sumber tenaga utama.
‒ Generator Listrik Menggunakan tenaga diesel untuk memberikan tenaga
listrik.
‒ Sistem mekanik Sistem mekanik digerakkan oleh motor listrik, yaitu
untuk fungsi:
‒ Sistem pengangkatan Digunakan untuk mengangkat beban berat;
diantaranya mesin derek dengan sebuah kabel baja, sebuah balok, katrol
pengerek, dan menyimpannya dengan kumparan kabel.
‒ Turntable Merupakan bagian dari peralatan pengeboran.
Rotating Equipment – digunakan untuk memutar bor
swivel – pegangan besar yang menopang berat drill string;
memberikan tali untuk diputar kemudian membuat tekanan
yang dapat mengunci lubang dengan kuat.
kelly – pipa dengan empat atau enam sisi yang
memindahkan gerakan memutar ke turntable dan drill string
turntable or rotary table – menggerakkan putaran
menggunakan tenaga motor listrik.
drill string – terdiri atas pipa bor (disambungkan sekitar 30
kaki/ 10 m) and drill collars (diameter besar, pipa padat
yang cocok dengan pipa bor dan ditempatkan sebagai
pemberat kepingan bor)
drill bit(s) – akhir pengeboran yang biasanya memotong
batu; terdapat banyak bentuk dan material (tungsten
carbide steel, berlian) dan khususnya digunakan untuk
berbagai macam pengeboran dan pembentukan batuan.
Casing
Pipa berdiameter besar yang melapisi
lubang pengeboran, melindungi
lubang tersebut dari keruntuhan, dan
memberikan jalan untuk sirkulasi
lumpur pengeboran.
Sistem Sirkulasi
Sistem Sirkulasi- Pompa pengebor lumpur (Campuran air, tanah liat, material
dan bahan kimia berat, digunakan untuk mengangkat dan memotong batu dari
kepingan pengeboran ke permukaan). Dibawah tekanan kelly, rotary table, pipa
bor dan drill collars pump – menghisap lumpur dari lubang lumpur dan
memompanya ke peralatan pengeboran.
pipes and hoses – menghubungkan pompa dengan peralatan pengeboran.
mud-return line – mengembalikan lumpur dari lubang.
shale shaker – pengocok/pengayak yang memisahkan potongan batu dari
lumpur.
shale slide – mengangkut potongan batu ke lubang.
reserve pit – mengumpulkan potongan batu yang telah dipisahkan dari lumpur.
mud pits – tempat untuk mencampur dan merecycle lumpur bor.
mud-mixing hopper – tempat dimana lumpur baru dicampur kemudian dikirim
ke lubang lumpur.
Pemboran-sistem sirkulasi lumpur
Peralatan lainnya
Derrick – mendukung susunan yang menangani peralatan
pengeboran; cukup tinggi untuk memberikan potongan baru dari
pipa pengeboran untuk disambungkan ke peralatan sebagai
kemajuan pengeboran.
Blowout preventer – tekanan tinggi katup (bertempat di bawah
tanah pengilangan atau pada dasar laut) yang memperkuat aliran
tekanan tinggi pengeboran dan mengurangi tekanan tersebut jika
diperlukan untuk melindungi blowout (semburan gas atau minyak
ke permukaan yang tidak terkontrol, seringkali menyebabkan
kebakaran).
Pengeboran
• Regu casing menempatkan casing pipa di lubang.
• Regu penyemen memompakan semen turun casing
pipa menggunakan sebuah penyumbat bawah,
sebuah cement slurry, penyumbat atas dan bor
lumpur.
• Tekanan dari bor lumpur menyebabkan cement
slurry bergerak melalui casing dan mengisi tempat
antara bagian luar casing dan lubang.
• Akhirnya, semen diberikan untuk mengeraskan dan
kemudian diuji seberapa kerasnya alat tersebut,
menyempurnakan, dan menguncinya dengan baik.
Pengujian Minyak
Tahap pemboran selanjutnya : Regu mengebor, selanjutnya
menjalankan dan menyemen casing baru, kemudian mengebor
kembali. Jika pemotongan batu dari lumpur menunjukkan adanya
pasir minyak dari reservoir batuan, kemungkinan mereka sudah
menjangkau kedalaman akhir.
Pada poin ini, Regu pengebor mengangkat peralatan pengeboran dari
lubang dan melakukan beberapa pengujian untuk memperkuat
penemuan tersebut :
• Menempuh sumur – menurunkan sensor listrik dan gas ke dalam
lubang untuk mendapatkan ukuran bentuk batu.
• Pengeboran-pengujian batang – menurunkan perlengkapan ke
dalam lubang untuk mengukur tekanan, yang dapat terjadi jika
reservoir batuan sudah terjangkau.
• Sampel utama – mengambil sampel batu untuk melihat
karakteristik reservoir batuan.
Pengujian Minyak
Begitu regu pengebor menjangkau kenalaman akhir, mereka melengkapi sumur agar minyak dalam
mengalir ke dlam casing dan terkontrol.
• Pertama-tama mereka melubangi meriam ke dalam sumur untuk membuat kedalaman. Meriam
tersebut dikomando untuk diledakkan guna membuat lubang pada casing sehingga minyak dapat
mengalir.
• Setelah casing dilubangi, mereka menjalankan pipa berdiameter kecil ke dalam lubang sebagai
saluran untuk minyak dan gas agar dapat mengalir keluar dari sumur. Sebuah alat yang dinamakan
packer diturunkan di luar tubing. Jika packer sudah diatur pada tingkatan produksi, maka packer
tersebut dikembangkan untuk membentuk sebuah tanda diluar tubing.
• Akhirnya, mereka menghubungkan katup yang disebut dengan pohon natal itu ke atas tubing
kemudian menyemennya di atas casing. Pohon natal memungkinkan mereka untuk mengawasi
aliran minyak dari sumur.
• Sumur pertama lengkap, mereka harus memulai mengalirkan minyak ke dalam sumur. Untuk
reservoir batuan kapur, asam dipompakan kebawah sumur dan keluar melalui lubang-lubangnya.
• Saluran Asam tersebut larut dalam batu kapur yang memudahkan minyak mengalir ke dalam sumur.
Untuk reservoir batu pasir, khususnya campuran cairan yang mengandung proppant (pasir, walnut
shells, aluminum pellets) dipompakan turun ke sumur dan keluar melalui lubang-lubangnya.
• Tekanan dari cairan ini membuat patahan kecil pada batu pasir yang memungkinkan minyak
mengalir ke dalam sumur. Terkadang proppant membuat patahan tersebut terbuka. Sekali minyak
mengalir, peralatan pemboran disingkirkan dari tempat pemboran, selanjutnya peralatan produksi
dipasang untuk menyuling minyak dari sumur.
Blowouts and Fires
Dalam film, anda melihat semburan minyak
(blowout), dan mungkin memercikkan api, jika bor
mencapai kedalaman akhir. Hal ini merupakan
kondisi yang berbahaya, dan diharapkan dicegah
dengan blowout preventer dan tekanan lumpur
yang di dalam bor. Pada sebagian besar sumur,
aliran minyak diawali dengan fluida acidizing atau
sumur retakan.
Pengekstrakan Minyak
Pada sistem pompa, motor listrik
menggerakkan gear box yang menggerakkan
tuas. Tuas mendorong kemudian menarik
polishing rod naik dan turun. Polishing rod
dikaitkan ke sebuah sucker rod yang dikaitkan
ke pompa. Sistem ini memberikan tenaga
untuk menaikkan dan menurunkan pompa,
kemudian membuat sebuah penyedot yang
menarik minyak naik lewat sumur.
Pada beberapa kasus, minyak bisa jadi terlalu
berat untuk mengalir. Maka selanjutnya
lubang kedua di bor ke dalam reservoir dan
uap diinjeksikan dibawah tekanan. Panas dari
sedikit uap minyak dalam reservoir, dan
tekanan membantu mendorong minyak
tersebut keluar sumur. Proses ini disebut
enhanced oil recovery.
Enhanced oil recovery
Dengan semua teknologi pengeboran
yang digunakan dan metode
pengembangannya saat ini,
pertanyaannya adalah : apakah kita
mempunyai cukup minyak untuk
memenuhi kebutuhan kita? Estimasi
saat ini menyebutkan bahwa kita
mempunyai minyak yang cukup untuk
63 sampai 95 tahun yang akan
datang, berdasarkan penemuan saat
ini dan penemuan masa depan serta
permintaan saat ini.
Elemen Prospek Minyak Bumi
Sebuah prospek yang potensial ditetapkan jika ahli geologi percaya adanya kemungkinan kandungan
hidrokarbon. Jumlah geologi yang signifikan, sturtural dan inversitasi seismik harus dilengkapi untuk
menemukan kembali letak pengeboran hidrokarbon yang potensial dari kepastian prospek.
5 elemen yang menggambarkan prospek kerja dan jika mereka gagal atau tidak menemukan minyak
ataupun gas yaitu sebagai berikut:
1. Sumber batuan – Jika terdapat banyak batuan organik seperti serpihan minyak atau batu bara yang
ditujukan untuk tekanan dan temperatur tinggi di atas perpanjangan waktu, hidrokarbon terbentuk.
2. Migrasi – hidrokarbon dikeluarkan dengan paksa dari sumber batu dengan mekanisme tiga
kepadatan relatif : hidrokarbon yang baru matang kurang padat jika dari hidrokarbon yang telah
lama matang, yang menyebabkan tekanan yang berlebihan; Hidrokarbon tersebut menerangi
media, sehingga bermigrasi ke atas dan menimbulkan daya apung, dan cairan menyebar sebagai
kelanjutan penguburan yang meningkatkan panas. Sebagian besar hidrokarbon bermigrasi ke dalam
permukaan sebagai tetesan minyak, namun beberapa masih terperangkap.
3. Perangkap – Hidrokarbon mengapung dan dapat terperangkap diantara struktural (e.g. Anticline,
fault block) atau perangkap stratigraphic.
4. Batuan penutup atau penyumbat – perangkap hidrokarbon ditutup oleh batuan kedap yang
diketahui sebagai batuan penutup atau penyumbat untuk mencegah hidrokarbon terlepas ke
permukaan.
5. Reservoir – hidrokarbon mengandung reservoir batuan. Hidrokarbon diserap oleh batu pasir atau
batu kapur. Reservoir harus dapat menyerap cairan sehingga hidrokarbon dapat mengalir ke
permukaan saat produksi.
Istilah-istilah yang digunakan dalam evaluasi minyak bumi
1. Lead – struktur yang mengandung hidrokarbon
2. Dry Hole - Counter-intuitively, suatu formasi yang lebih banyak
mengandung air asin daripada minyak.
3. Flat Spot – suatu hubungan antara minyak dan air pada belahan
seismik karena tepat berada pada gravitasi.
4. Bright Spot – pada belahan seismik, kode yang mempunyai ayunan
tinggi disebabkan oleh sebuah bentukan yang mengandung
hidrokarbon.
5. Prospek – kepastian yang sudah dievaluasi dan siap untuk di bor.
6. Chance of Success – estimasi kans dari semua elemen dalam prospek
kerja, dideskripsikan sebagai kemungkinan. Prospek berisiko tinggi
mempunyai kans kurang dari 10% untuk bekerja, prospek berisiko
menengah mempunyai kans 10-20%, prospek berisiko rendah
mempunyai kans lebih dari 20%. Biasanya, sekitar 40% sumur yang
telah dibor ditemukan hidrokarbon.
Istilah-istilah yang digunakan dalam evaluasi minyak
bumi
7. Hydrocarbon in Place – jumlah hidrokarbon yang mungkin mengandung prospek.
Dikalkulasikan menggunakan persamaan volumetric equation : GRV x N/G x
Porosity x Sh x FVF
•
GRV - Gross Rock volume – jumlah batu yang terperangkap di atas
campuran hidrokarbon dan air.
•
N/G - net/gross ratio – prosentase GRV yang terbentuk oleh reservoir
batuan ( skala 0 sampai 1)
•
Porosity – prosentase keuntungan reservoir batuan menempati lubang
(typically 5-35%)
•
Sh - hydrocarbon saturation – beberapa space terisi air. Hal ini harus
dikurangi.
•
FVF - formation volume factor – penyusutan minyak dan gas pada saat
diangkat ke permukaan. FVF merubah volume pada kondisi reservoir
(tekanan dan temperatur tinggi) untuk menyimpan dan dijual dalam
keadaan baik.
8. Recoverable hydrocarbons – jumlah hidrokarbon yang dapat diperoleh dengan
produksi. Terdapat khususnya 10-50% di sebuah ladang minyak dan 50-80% di
ladang gas.
Cadangan dan sumber
daya
1. Sumber daya adalah hidrokarbon yang mungkin
atau tidak mungkin diperoleh di masa depan.
2. Jumlah sumber daya mungkin ditetapkan dalam
suatu prospek non pengeboran atau suatu
perkiraan penemuan.
3. Penaksiran berdasarkan deskripsi tambahan
sumur atau mendapatkan data seismik ekstra
dapat memperkuat perluasan ladang dan
memastikan proyek disetujui.
Definisi cadangan minyak
Cadangan minyak biasanya merupakan ukuran dari risiko geologis dari kemungkinan
adanya minyak yang dapat diproduksi dengan kondisi ekonomi dan menggunakan
teknologi yang ada saat ini.
Ada 3 kategori yang umumnya digunakan yaitu terbukti, kemungkinan, dan cadangan
yang mungkin.
1. Cadangan terbukti, didefinisikan sebagai minyak dan gas yang masuk akal untuk
diproduksi menggunakan teknologi yang ada saat ini pada harga sekarang. Dengan
syarat komersial dan persetujuan pemerintah-diketahui sebagai industri 1P. Beberapa
industri yang khusus merefer P90 – atau mempunyai kira-kira 90% kepastian produksi.
2. Probable reserves – didefinisikan sebagai minyak dan gas yang kemungkinan masuk
akal untuk diproduksi menggunakan teknologi saat ini atau teknologi yang disukai,
dengan harga saat ini, dengan syarat-syarat komersial dan persetujuan pemerintah.
Beberapa industri spesialis merefer sebagai P50 – artinya mempunyai 50% kepastian
untuk diproduksi. Disebut juga sebagai industri 2P atau terbukti dan probable.
3. Possible reserves - yaitu mempunyai kesempatan untuk dikembangkan dibawah
keadaan – beberapa industri spesialis merefernya mempunyai 10% kepastian untuk
diproduksi. Dikenal juga dalam industri dengan 3P atau Proven plus probable plus
possible.
PENGOLAHAN MINYAK
BUMI
Pengilangan Minyak Bumi
1
Minyak bumi dipisahkan dalam bentuk fraksi
bahan bakar melalui pengilangan minyak bumi
(fractional distillation). Reaktor fraksinasi bagian
atas lebih dingin dibandingan pada bagian
bawahnya, karena fraksi bagian atas mempunyai
titik didih lebih rendah dibandingkan pada bagian
bawah reaktor.
Fraksi bahan bakar yang lebih berat di bagian
bawah reaktor sering dipecahkan menjadi produk
bahan bakar (unsur carbon) yang bermanfaat.
Semua fraksi keluaran reaktor akan diproses lebih
lanjut pada proses pengilangan lanjutan.
Pengilangan Minyak
1
Pengilangan minyak merupakan proses
industri dimana minyak mentah diproses
dan diolah menjadi produk minyak bumi
yang berguna seperti : bensin, solar,
aspal, minyak panas, minyak tanah, dan
LPG.
Pengilangan minyak merupakan industri
besar yang kompleks dengan
menggunakan pemipaan yang luas untuk
mengangkat kucuran cairan diantara
proses kimiawi yang besar.
Skema operasi pengilangan minyak
Pengolahan Minyak Bumi
Minyak mentah dipisahkan ke dalam fraksi dengan
distilasi fraksional. Kolom fraksional di atas lebih
dingin daripada kolom fraksional di bawah karena
fraksi di atas mempunyai titik didih yang lebih
rendah daripada titik didih fraksi di bawah.
Kepadatan fraksi yang timbul dari fraksional
bawah dari kolom fraksional seringkali dipatahkan
(retak) untuk menghasilkan produk yang berguna.
Semua fraksi kemudian mundur untuk menyaring
unit guna pemrosesan selanjutnya.
1
Pengilangan Minyak Bumi
1. Minyak dapat digunakan dengan berbagai cara karena
mengandung hidrokarbon dari berbagai massa molekul,
bentuk dan lamanya, seperti parafin, aromatik,
napthenes, (atau cycoalkanes), alkenes, dienes, dan
alkynes.
2. Hidrokarbon adalah molekul dari berbagai perpanjangan
dan kompleksitas yang dibuat oleh hidrogen dan karbon
atom.
3. Keanekaragaman strukturnya membuat kandungan
tersebut berbeda sifat dan penggunaannya. Cara
pengolahan
minyak
adalah
dengan
dipisahkan
kemudian dimurnikan.
3
Pengilangan Minyak Bumi
4
1. Setelah dipisahkan dan dibersihkan dari berbagai kontaminasi dan
kotoran, bahan bakar atau pelumas dapat dijual tanpa perlu diproses
lagi. Molekul terkecil seperti isobutane dan propylene atau butylenes
dapat digabungkan kembali untuk memenuhi oktan yang spesifik yang
dibutuhkan oleh bahan bakar dengan memprosesnya seperti alkylation
atau yang lebih rendah, dimerization. Tingkatan oktan pada bensin
dapat ditingkatkan dengan catalytic reforming, yang melepaskan
hidrogen keluar dari hidrokarbon untuk membuatnya harum.
Keharuman tersebut menunjukkan kandungan tingkat oktan yang
tinggi.
2. Produk tingkat menengah seperti bensin dapat diproses ulang untuk
dipadatkan, rangkaian yang panjang minyak menjadi rangkaian pendek
dan ringan dengan berbagai bentuk patahan seperti Fluid Catalytic
Cracking, Thermal Cracking, dan Hydrocracking. Tahap akhir produksi
bensin adalah pencampuran bahan bakar dengan tingkatan oktan yang
berbeda, tekanan uap, dan properti lain untuk memenuhi spesifikasi
produk.
Produk utama dari pengolahan minyak
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Aspal
Solar
Naphtha
Minyak bakar
Bensin
Minyak tanah dan bahan bakar jet
Liquid Petrolium Gas (LPG)
Minyak Pelumas
Lilin Parafin
Unit pemroses yang biasanya ditemukan dalam
pengolahan minyak
1. Desalter Unit (mengeluarkan kandungan garam dari minyak mentah
sebelum dialirkan ke atmospheric distillation unit)
2. Atmospheric Distillation Unit (distilasi minyak mentah ke dalam fraksi).
Lihat Continuous distillation.
3. Vacuum Distillation Unit (menyaring sisa dibawah setelah distilasi
atmosfir)
4. Naphtha Hydrotreater Unit (menggunakan hidrogen untuk
mendesulfurisasi naphtha dari distilasi atmosfir. Harus dilakukan
hydrotreat naphtha sebelum mengirimnya ke Catalytic Reformer Unit.)
5. Catalytic Reformer Unit (mengandung katalis yang digunakan untuk
mengubah naphtha- mendidihkan skala molekul ke dalam oktan yang lebih
tinggi (perubahan produk). Perubah tersebut mempunyai kandungan
aromatics, olefins, dan cyclic hidrokarbon yang lebih tinggi). Pentingnya
perubahan suatu produk adalah hidrogen yang dikeluarkan dari proses
reaksi katalis. Hidrogen tersebut digunakan untuk hydrotreaters dan
hydrocracker.)
6. Distillate Hydrotreater Unit (desulfurizes distillate (diesel) setelah
atmospheric distillation)
Unit proses yang biasanya ditemukan dalam pengolahan minyak
1. Fluid Catalytic Cracking (FCC) Unit (mengupgrade kepadatan fraksi ke
dalam cahaya, produk yang sangat berharga).
2. Hydrocracker Unit (menggunakan hidrogen untuk mengupgrade
kepadatan fraksi ke dalam cahaya, produk yang sangat berharga)
3. Merox treater – pada kasus tertentu seperti untuk bahan bakar jet atau
kerosene treatment, suatu pemrosesan unit Merox kemungkinan
digunakan untuk oksidasi mercaptans menjadi ornanik disulfida.
4. Coking unit (pemrosesan aspal menjadi bensin dan solar, meninggalkan
tungku batu sebagai produk residual)
5. Alkylation unit (memproduksi komponen oktan tinggi untuk campuran
bensin)
6. Dimerization Unit
7. Isomerization Unit (merubah molekul linear menjadi oktan tinggi
untuk campuran bensin atau alkylation units)
8. Steam reforming Unit (memproduksi hidrogen untuk hydrotreaters
atau hydrocracker)
Unit proses yang biasanya ditemukan dalam penyulingan minyak
Gas cair disimpan untuk propane dan bahan bakar gas lainnya
pada tekanan yang cukup untuk mempertahankan bentuk cair.
Biasanya berbentuk bulat atau peluru (silinder datar dengan ujung
tumpul). Tank penyimpanan minyak mentah dan produk yang
sudah jadi biasanya berbentuk silinder, dengan beberapa jenis
uap yang dimasukkan dan mengelilingi produk tersebut lintasan
bumi untuk menahan agar tidak tumpah.
Amine gas treater, Claus unit, gas treatment untuk pemrosesan
hydrogen sulfide dari hydrodesulfurization
Unit yg diperlukan seperti tower pendingin untuk sirkulasi
pendingin air, boiler plants untuk steam generation, kumpulan air
limbah dan treating systems untuk membuat air layak digunakan
kembali atau dibuang.
Diagram alir untuk pengolahan khusus
1. Gambar di bawah ini merupakan diagram alir untuk
penyulingan minyak khusus yang menggambarkan
beranekaragam unit proses dan aliran produk menengah
yang terjadi antara ceruk persediaan minyak mentah dan
produk akhir.
2. Diagram tersebut menggambarkan hanya satu dari
ratusan terjemahan pada konfigurasi penyulingan minyak
yang berbeda. Diagram juga tidak termasuk fasilitas
pengolahan yang biasanya diberikan seperti uap,
pendingin air, dan tenaga listrik seperti halnya tank
penyimpanan untuk minyak mentah untuk produk
menengah dan produk akhir.
Diagram aliran pada penyulingan minyak khusus
Kekhususan Produk Akhir
1.
2.
3.
Merupakan campuran dari beranekaragam feedstocks, dicampur dengan
pengawet secara tepat, agar dapat disimpan lebih lama dan disiapkan
untuk muatan berat seperti truk, kapal, kapal barang, dan gerbong
kereta api.
Gas minyak seperti propane, tersimpan dan dimasukkan ke kapal dalam
bentuk cairan dibawah tekanan pada gerbong kereta khusus untuk
didistribusikan.
Campuran Minyak cair (menghasilkan urutan bahan bakar otomotif dan
penerbangan seperti bensin, minyak tanah, beranekaragam aviation
minyak turbin, solar, bahan tambahan, deterjen, antiknock additives,
oxygenates, dan senyawa anti-fungal jika diperlukan). Dikapalkan dengan
kapal barang, kereta api, dan kapal tanker. Mungkin juga dikemas
berdasarkan daerah dimana pipa disalurkan ke konsumen. Terutama
aviation, bahan bakar pokok di bandara, atau pipa untuk
mendistribusikan multi produk saluran pipa menggunakan separator
disebut pipeline inspection gauges ("pigs").
Kekhususan Produk Akhir
1. Pelumas (membuat minyak mesin ringan, minyak motor, dan minyak pelumas,
dengan menambahkan viskositas stabilizer) biasanya dikapalkan secara borongan
keluar dari pabrik pengemasan.
2. Lilin (parafin), digunakan dalam pengemasan makanan beku. Dapat dikapalkan dalam
borongan untuk siap dikemas.
3. Belerang (atau asam sulfat), merupakan produk belerang yang dilepaskan dengan
mungkin kandungan beberapa persen belerang sebagai sulfur organik yang
mengandung senyawa. Sulfur dan asam sulfat sangat berguna material industri.
Asam Sulfat biasanya disiapkan dan dikapalkan sebagai acid precursor oleum.
4. Bulk tar dikapalkan keluar for offsite unit packaging for use in tar-and-gravel roofing.
5. Aspal disiapkan untuk dikapalkan secara borongan.
6. Petroleum coke, digunakan khususnya untuk produk karbon atau sebagai bahan
bakar padat.
7. Petrokimia atau petrochemical feedstocks, biasanya dikirim ke pabrik petrokimia
atau diproses lebih lanjut dengan berbagai cara. Petrokimia dapat berupa olefins
atau perintis berbagai jenis petrokimia berbau harum.
Penempatan Pabrik
Seringkali sebuah pabrik bahan kimia
ditempatkan
berdekatan
dengan
tempat pengolahannya, memanfaatkan
produk intermediate sebagai tampat
penyimpanan pada proses produksi,
khususnya bahan-bahan seperti plastik
atau agrichemicals.
Memperhatikan
keamanan dan
lingkungan
Memperhatikan Lingkungan
Proses penyulingan melepaskan bahan kimia yang berbeda
ke atmosfir. Akibatnya, terdapat polusi dan emisi udara yang
besar, khususnya bau busuk yang biasanya timbul
disebabkan oleh sebuah penyulingan. Disamping dampak
dari polusi udara, dampak air limbah juga perlu
diperhatikan. Risiko kerusakan akibat kebakaran dan juga
menyebabkan kebisingan dan efek kesehatan akibat
kebisingan.
Memperhatikan Lingkungan
Masyarakat meminta agar pemerintah membatasi tempat yang
terkontaminasi akibat pengilangan. Sebagian besar pengilangan
sudah memasang peralatan yang diperlukan dan sesuai dengan
syarat yang ditetapkan oleh badan perlindungan lingkungan.
Di Amerika, tekanan kuat ditetapkan untuk pencegahan
perkembangan pengilangan baru, dan tidak ada pengilangan
yang didirikan di negara tersebut sejak Marathon's Garyville,
Louisiana pada tahun1976. meskipun demikian, banyak
pengilangan yang ada melakukan ekspansi sejak tahun tersebut.
Larangan
dan
tekanan
lingkungan
untuk
mencegah
pembangunan
pengilangan
baru
berkontribusi
terhadap
kenaikan harga bahan bakar di Amerika. selain itu, banyak
pengilangan (lebih dari 100 pengilangan sejak tahun 1980)
ditutup karena sudah kuno dan/atau menggabungkan kegiatan
industri itu sendiri. Kegiatan tersebut dilaporkan dalam kongres
dan studi khusus, tidak dipublikasikan secara luas.
Memperhatikan Lingkungan
Memperhatikan keamanan dan lingkungan berarti bahwa
penyulingan minyak seringkali terletak jauh dari area
pemukiman penduduk. Meskipun demikian, banyak
contoh dimana operasi penyulingan tertutup dari daerah
populasi dan risiko kesehatan seperti di Tenerife,
Spanyol, yang bertempat di area padat penduduk dan
selanjutnya hanya ada dua rute evakuasi utama dan
keluar dari kota tersebut. Pada garis pantai California's
Contra Costa County dan Solano County, pengilangan
dan asosiasi pabrik bahan kimia berkumpul di
pemukiman penduduk di Richmond, Martinez, California,
Pacheco, Concord, Pittsburg, Vallejo dan Benicia,
kecelakaan kadang terjadi sehingga dibutuhkan tempat
perlindungan yang dekat dengan populasi penduduk
tersebut.
Dampak
1. Pada awalnya Amerika melakukan proses pengolahan minyak mentah untuk
memperoleh minyak tanah. Produk lain (seperti bensin) dianggap sampah
dan seringkali dibuah langsung ke sungai terdekat.
2. Penemuan automobil menggantikan permintaan menjadi bensin dan solar,
yang merupakan sisa utama penyaringan produk. Penyulingan yang
dilakukan sebelum EPA ditetapkan sangat mencemari lingkungan. Peraturan
ketat ditetapkan bahwa penyulingan harus memenuhi standar udara dan air
yang bersih. Faktanya, membuat peraturan untuk setiap pendirian
penyulingan modern dengan dampak lingkungan yang minimal (selain emisi
gas CO2) sangat sulit dan memerlukan biaya sehingga tidak ada penyulingan
baru yang didirikan (meskipun banyak juga yang melakukan ekspansi) di
Amerika sejak 1976.
3. Hasilnya, dipercaya hal tersebut menjadi alasan bahwa Amerika menjadi
bergantung pada impor bensin, dan menentang tambahan minyak mentah.
4. Dengan kata lain, studi yang mengatakan bahwa mempercepat
penggabungan aktifitas dalam penyulingan dan sektor produksi mengurangi
kapasitas. Selanjutnya menghasilkan pasar yang kuat, khususnya di Amerika.
Terimakasih ………..