Source Rock Analyzer

Kemarin sore, aku mendapatkan kesempatan untuk mencoba eksperimen yang berkaitan dengan geochemistry analysis untuk coal samples. Belum sampai pada tahapan bener" nyoba sih, baru sekedar persiapan sample-nya aja. Eksperimen ini disebut Source Rock Analyzer (SRA). Dari nama uda ketebak banget - yup, ni eksperimen digunakan untuk menganalisa source rock baik dari segi kualitatif dan kuantitatif, terutama dari sisi kandungan material organiknya.

Eksperimen ini untuk aku yang bukan geochemist cukup unik. Basically dia mencoba untuk merekonstruksi ulang kejadian si source rock mengexpulsi oil/gas. Cuma bedanya, kalau secara alamiah si source rock butuh ter-buried pada depth yang dalam dan waktu (geologi) yang lama, sedangkan ini kita bermanipulasi di temperature dan waktu yang relatif singkat (dibanding waktu geologi). Namun, salah satu kerancuan & keraguan yang bergelora di dalam dada ini muncul ketika tau bahwa sistem kerja SRA ini ada open system (terekspos dengan udara atmosphere) dan anhydrous (tanpa air). Padahal kita tahu (paling ngga menurutku) bahwa kondisi subsurface dibawah sana tidak terekspos dengan atmosphere dan pastinya selalu ada formation water. Dahi pun mengernyit, perlu belajar teorinya lagi nantinya.

SRA Instrument keluaran Weatherford.

Dibantu oleh salah satu teman Ph.D Organic Geology, Hui Jin, proses persiapan samples-nya sebenernya cukup simple (~eh, ngga juga ding, tergantung jenis sample/batunya). Basically, si sample harus di-grinding (alias diulek) sampai halus. Ini manual lho, jadi kalau samplenya shale (yang dia lumayan rigid) lumayan juga tuh nguleknya, bisa" kapalan tu tangan. Alhamdulillah sampleku adalah coal - yang super ringkih, yang kalo kesentil dikit langsung ambrol. Jadi aku ngga terlalu mengkonsumsi banyak waktu untuk ngulek. Kenapa aku sebut 'ngulek'? Karena untuk menghancurkannya menggunakan ulekan sambel / ulekan bikin obat ala orang China / Korea gitu. Dahi kembali mengernyit, kalau diulek gini apa ngga ngerusak internal struktur dari si kerogen, dan segala yang berkaitan dengannya? DENG DENG DENG.

Setelah di-pulverized, bubuk sample ini kemudian diayak pake ayakan ukuran 40mesh. Ukuran 40 mesh ini adalah ukuran standar untuk uji SRA. Ngayaknya mirip ngayak pasir kali, kecuali dsini tentu ngga bakal nemu bolder andesit.

Ini lhooo 'ulekan' yang aku maksud. Yang item didalem ntu adalah coal yang sudah aku haluskan. Cobek / cowek (ulekan dalam bhs Jawa) ini multifungsi ~ selain bisa nge-grind samples, bisa bikin sambel kalo lagi ngidam.

Pengayak super manual. Kalau ngehancurin sample-nya ngga halus ~ ketauan lho !

Rata" sample yang dibutuhkan untuk SRA adalah 20mg. Itu untuk kasus shale yang total organic carbon (TOC)-nya sekitar 5-30%. Kalau untuk coal, yang total organic carbonnya > 60%, maka massa yang dibutuhkan jauh lebih sedikit - sekitar 5-10 mg saja. Si SRA ini punya batas ambang sensivitas TOC, jadinya semakin banyat TOC yang terkandung di sample harus semakin dikit massanya. Otherwise, biasanya, pipa yang dipakai untuk analysis bisa tersaturasi oleh kerogen-nya, trus analisanya ngga jalan dan komputernya nge-hang.

Habis dihalusin trus dimasukin ke wadah samplenya .. Kayak begini jadi inget beli bensin di pinggir jalan di Indonesia ;)

wadah sample yang sudah dilabeli

Waktu untuk nge-run SRA ini tergantung dari jenis samplenya. Tapi rata" menghabiskan waktu 1 jam/sample (per 10-20mg itu). Jadi cukup cepat dan efisien. Sample yang sudah dihancurkan ini nantinya di-oven pada suhu 325 C untuk mengurangi moisture dan air yang terkandung selama 10'. Lalu temperature sample ini mendadak dinaikin pada suhu 340 C. Dalam kondisi isothermal pada suhu tersebut selama 3', free hydrocarbons (kita sebut S1) akan terexpulsi dan menguap - terdeteksi oleh FID (Flame Ionization Detector). Carbondioxide yang ekseees pada waktu yang sama dideteksi oleh IR cell - lali kepanjangane, infrared apa getoh (kita sebut S3). Setelah itu, temperatur si sample dihajar sampai 640 C dengan kenaikan suhu konstan 25 C/menit. Hydrocarbons yang muncul dsini merupakan hasil thermal degradation kerogen (kita sebut S2). S2 ini yang, biasanya, mengindikasikan potensi dari sebuah source rock.

Tipikal hasil SRA analysis