EFEK LINGKUNGAN DARI HYDRAULIC FRACTURING UNTUK EKSPLORASI SHALE GAS Nanda Hanyfa Maulida, Fitri Wahyuningsih, Sari Putri Zam Teknik Geofisika Universitas Lampung

ABSTRAK HASIL DAN PEMBAHASAN

TEORI

RANGKUMAN

Perkembangan teknologi pengeboran dan strategi produksi seperti pengeboran horizontal dan hydraulic fracturing (perekahan hidrolik) secara signifikan telah meningkatkan produksi gas alam dengan menstimulasi aliran fluida dari sumur. Teknologi ini telah digunakan oleh beberapa negara dalam eksplorasi shale gas. Produksi shale gas menjadi salah satu potensi sumber daya gas alam baru yang sangat menjanjikan bagi dunia. Namun, pengembangan shale gas dengan metode ini juga memiliki dampak bagi sumber daya alam dan lingkungan. Teknik yang digunakan untuk membuat rekahan hidrolik pada sumur horizontal di reservoar shale seringkali memerlukan fluida perekah dalam volume yang lebih besar dibandingkan dengan penggunaannya di sumur vertikal biasa. Sangat cepatnya perkembangan shale gas di dunia telah menarik perhatian pada isu-isu seperti infrastruktur dan dampak lingkungannya. Dampak lingkungan yang sangat memungkinkan terjadi adalah gas rumah kaca yang dihasilkan selama proses penyelesaian dan aktivitas produksi, gas emisi yang mempengaruhi kualitas udara lokal selama proses penyelesaian dan aktifitas produksi, air yang digunakan dalam hydraulic fracturing menyebabkan aktifitas seismicity (kegempaan) disebabkan manajemen aliran kembalinya air yang kurang baik, dampak pada kualitas air permukaan atau lapisan aquifer karena kesalahan desain sumur dan konstruksi atau pengaturan aliran kembalinya air yang tidak sesuai, serta dampak-dampak lainnya seperti noise. Poster ini akan membahas rangkuman dan evaluasi terhadap dampak lingkungan dari hydraulic fracturing pada reservoar shale gas dan beberapa saran untuk mengatur dan menekan dampak-dampak tersebut.

Kata kunci: shale gas, hydraulic fracturing, dampak lingkungan

SHALE GAS

Gambar 1. Setting Geologi Gas Alam Non Konvensional (sumber: Final Report Engineering Energi, 2013)

Shale gas adalah gas alam yang diperoleh dari serpihan batuan shale atau tempat terbentuknya gas bumi. Shale gas yang sebagian besar terdiri atas metana merupakan gas alam non konvensional. Jika gas alam konvensional yang biasanya ditemukan di cekungan lapisan bumi pada kedalaman ±800m atau lebih, maka shale gas terdapat di lapisan bebatuan (shale formation) di kedalaman lebih dari 1500m. Karena terdapat di lapisan bebatuan (shale formation) maka diperlukan proses khusus untuk mengambilnya yaitu proses rekah hidrolik (hydraulic fracture atau fracking).

REKAHAN HIDROLIK

Gambar 2. Proses Hydraulic Fracturing (Dimodifikasi dari BP)

Hydraulic fracturing adalah suatu teknik stimulasi yang digunakan untuk memperbaiki atau meningkatkan produktivitas sumur. Tujuannya adalah membentuk saluran konduktif dan kontinyu yang menembus zona skin (yang mengalami kerusakan), jauh ke dalam reservoar. Untuk mencapai tujuan itu, maka dibuat rekahan untuk jalan mengalirnya fluida reservoar ke lubang sumur dengan cara menginjeksikan fluida perekah dengan laju dan tekanan tertentu diatas tekanan rekah formasi. Setelah formasi mengalami perekahan fluida terus diinjeksikan untuk memperlebar rekahan yang terjadi. Untuk menjaga agar rekahan tidak menutup kembali, maka rekahan yang terjadi diberi pengganjal (proppant). Proppant yang digunakan harus mampu mengalirkan fluida dan dapat menahan agar rekahan tidak menutup kembali, oleh karena itu proppant tersebut harus memiliki permeabilitas yang besar dan kekuatan yang cukup baik agar tidak mudah hancur terkena tekanan dan temperatur tinggi

Proses fracking ini dilakukan pada pengeboran ke dalam bumi baik secara vertikal maupun horisontal dengan menggunakan air, bahan butiran seperti pasir proppant dan bahan-bahan kimia lainnya agar gas keluar lewat pori-pori batuan dan mengalir menuju sumur-sumur produksi.

Tabel 1. Komposisi Fluida Perekah dan Kegunaannya

Sumber: Chesapeake-Water Use Fact sheet

• Banyak daerah di kawasan Amerika, Eropa dan Australia mengalami dampak lingkungan dan kesehatan akibat eksplorasi shale gas.

• Risiko yang dapat ditimbulkan dari penggunaan metode hydraulic fracturing dalam eksplorasi shale gas adalah pencemaran air tanah, menurunnya pasokan air, pencemaran udara, emisi gas rumah kaca, gempa bumi, polusi suara (noise) dan juga resiko kesehatan.

• Penyebab utama risiko lingkungan yang terjadi adalah kesalahan prosedur pengeboran dan manajemen lingkungan yang kurang baik.

• Untuk menekan risiko yang ditimbulkan akibat eksplorasi shale gas harus dilakukan prosedur pengeboran yang baik dan mengantisipasi berbagai kemungkinan kecelakaan yang dapat terjadi.

Clark, C, dkk. 2013. Hydraulic Fracturing and Shale Gas Produstion: Technology, Impact and Regulation. U.S. Departement of Energy, US Cook, P, dkk. 2013. Engineering energy: unconventional gas production. Report for the Australian. Council of Learned Academies, www.acola.org.au.

Jackson RB, dkk. 2011. Research and policy recommendations for hydraulic fracturing and shale‐gas extraction. Center on Global Change, Duke University, Durham, NC

Mathias, Simon. 2010. Hydraulic Fracturing Of Shale Gas Reservoirs – Implications For The Surrounding Environment. Durham University, NC

Parker, Kimberly M. 2014. Enhanced Formation of Disinfection Byproducts in Shale Gas Wastewater-Impacted Drinking Water Supplies. American Chemical Society Publication

Rahmn, Dianne. 2011. Regulating Hydraulic Fracturing In Shalegas Plays: The Case Of Texas. Department of Political Science, Texas State University, 601 University Drive, SanMarcos, TX78666, USA

Vengosh, Avner. 2012. Environmental implications of hydraulic fracturing and shale gas drilling in the United States. Nicholas School of the Environment, Duke University, NC

BP’s Booklet. Unconventional gas and hydraulic fracturing. Diunduh dari http://www.bp.com/sustainability

Fluida perekah di pompa ke kepala sumur

Lapisan air

Sumur diisolasi dengan semen

Gas mengalir dari sumur ke rekahan

Air hasil recovery disimpan dalam tank atau terowongan

Air buangan di recover, digunakan ulang, atau dibuang

Tangki Air

REFERENSI

Tahun Lokasi Efek Penyebab

2011 Lancashire, UK Terjadi gempa dengan kekuatan 2,3 ML dan 1,5 ML

Dibuatnya perekahan baru pada sumur tersebut

2010 Clearfield County, Pennsylvania (PA)

35000 gallon dari air limbah dan gas alam tersembur ke udara selama 16 jam

Kegagalan maintanance

2010 Marshall County, West Virginia

Ledakan di sumur gas Casing sumur yang tidak mencukupi

2010 Hopewell, PA Kebakaran pada fasilitas penyimpanan fluida perekah

Kehadiran gas dari kolam air limbah

2010 Bradford, PA Adanya metana di air tanah Tidak diketahui

2010 Dish, Texas Terdapat toluene dan xylene dalam darah dan urine penduduk sekitar

Emisi udara dari sumur gas

2010 Hopewell, PA Pelepasan fluida perekah delam jumlah yang tidak diketahui ke anak sungai

Kebanjiran pada terowongan air limbah

2010 Bradford, PA 4200 galon air limbah perekah dilepaskan ke daerah basah

Kegagalan pompa

2009 Hopewell, PA Pelepasan 250 barrel fluida perekah ke dalam air hangat tempat penangkapan ikan

Kesalahan pipa transmisi

2009 Pavillion, Wyoming

Penduduk sekitar menderita keguguran, kanker langka, dan gangguan sistem saraf pusat.

Kontaminasi air tanah oleh racun (toxic) yang digunakan untuk hydraulic fracturing.

2009 Caddo Parish, Louisiana

Tujuh belas ekor lembu ditemukan mati di dekat lokasi pengeboran

Kebocoran fluida perekah

2009 Dimock, Pennsylvania

Kecelakaan tumpahnya lebih dari 8000 gallon gel pelumas

Kegagalan koneksi pipa

2009 McKean, PA Adanya metana di air tanah Tidak diketahui

2009 Lycoming, PA Metana di dua sungai dan sumur suplai air

Casing sumur yang tidak sesuai

2007 Armstrong, PA Ledakan sumur air Tekanan pada sumur tak terpakai

2004 Jefferson, PA Rumah yang meledak Tekanan pada sumur tak terpakai

Tabel 2. Berbagai Efek Lingkungan Akibat Hydraulic Fcarturing di Beberapa Daerah di Amerika

No. Bahan Kegunaan

Air dan Pasir >98%

1 Air Mengembangkan rekahan dan menyalurkan pasir

2 Pasir Propana Membuat rekahan tetap terbuka sehingga gas dapat keluar

Bahan tambahan lainnya <2%

3 Asam Membantu melarutkan mineral dan inisiai crack pada batuan

4 Penghambat korosi Mencegah korosi pada pipa

5 Pengatur besi Mencegah presipitasi pipa

6 Anti bakterial Menghilangkan bakteri pada air yang menghasilkan korosi pada produk

7 Scale Inhibitor Mencegah skala endapan downhole dan peralatan di permukaan

8 Penyeimbang Clay Mencegah formasi clay dari pembengkakkan

9 Penekan geseran "melancarkan" air untuk meminimalisir geseran

10 Surfaktan Digunakan untuk meningkatkan viskositas fluida perekah

11 Gelling agent Memperkental air untuk mengurung pasir

12 Breaker Menyebabkan penundaan kerusakan pada Gel

13 Crosslinker Menjaga voskositas fluida seiring meningkatnya temperatur

14 Agen penambah PH Menjaga efektivitas komponen lain seperti crosslinker

Gambar 3. Ilustrasi Dampak Lingkungan Akibat Hydraulic Fracturing (Dimodifkasi dari GASLAND): 1. Pencemaran air tanah melalui fraking, kebocoran pada pipa atau rembesan dari penampungan limbah; 2. Emisi Gas akibat kebocoran pipa atau penguapan air limbah yang mengandung asam; 3. Peningkatan Event Seismik akibat pembuatan rekahan pada batuan; 4. Banyaknya truk pengangkut ar (fluida perekah) dan pengangkut gas hasil pengeboran menyebabkan kebisingan, debu berlebihan, dan bahaya kecelakaan; 5. Kontaminasi air minum oleh gas alam sehingga menjadi berbahaya dan tidak bisa dimanfaatkan untuk keperluan sehari-hari

Dimodifikasi dari checksandballanceproject.org

1. Pengembangan Teknologi Peralatan dan produk harus dirancang secara memadai, dipasang sesuai dengan spesifikasi, dan diuji dan dipelihara agar tahan lama.

2. Sistem Manajemen dan Pengendalian Risiko Lingkungan dan Kesehatan Masyarakat Manajemen keselamatan peralatan dan proses yang terkait dengan pengembangan dan pengoperasian situs shale gas harus komprehensif dan ketat.

3. Meningkatkan Kajian Ilmiah terkait Penanggulan Risiko Telah banyak kajian berbasis ilmu pengetahuan yang dilakukan untuk mengelola risiko yang terjadi, dan hasil awal menunjukkan bahwa risiko dapat dikelola dan diturunkan melalui berbagai cara termasuk berikut: REC yang membatasi emisi VOC, HAP, dan CH4 dan mengurangi kebakaran, Kontrol Mesin dan alat pelindung diri yang sesuai untuk mengurangi paparan silika kristal terhadap pekerja, Menggunakan

kembali flowback water untuk membatasi kebutuhan penggunaan air tawar dan mengurangi beban pengelolaan air, Pengeboran beberapa sumur dari sumur tunggal untuk mengurangi jejak operasi, penentuan letak, desain, dan konstruksi sumur buangan yang tepat, dan pemantauan kualitas air tanah terhadap fluida kimia perekah.

4. Sistem Pengaturan dan Perencanaan yang Efektif Aturan untuk mengatur pengembangan shale gas harus didasarkan pada keilmuan, dan peraturan yang sesuai dengan pemantauan baik. Untuk mengatasi dampak kumulatif, rencana pengeboran dan pengembangan harus mencerminkan kondisi lingkungan lokal dan regional, termasuk penggunaan lahan yang ada dan risiko lingkungan.

MENGELOLA RISIKO LINGKUNGAN YANG DITIMBULKAN OLEH PENGEMBANGAN SHALE GAS