twitter bian19

Selamat Datang

Sugeng Rawuh, Sumonggo Pinarak, Matur Suwun...!!!

addsense

Senin, 20 Februari 2012

Batuan Shale



Komposisi dasar shale adalah mineral clay. Tipe clay yang sering terdapat dalam formasi hidrokarbon, yaitu : Montmorillonite, Illite dan Kaolinite.  Montmorillonite terdiri dari 3 lapisan struktur, dimana dua lapisannya adalah Si4O10, kandungan O2 dalam ikatan tersebut tidak dapat dipisahkan secara langsung. Lapisan montmorillonite diikat bersama-sama oleh aluminium hidroksil pada keadaan tetap dimana aluminium dikelilingi oleh empat O2 dan dua hidroksil. Karakteristik dari montmorillonite air yang terdapat dalam pola. Pola montmorillonite adalah mengembang. Tingkat swelling-nya lebih tinggi jika dibandingkan dengan clay yang lain. Clay ini memperkecil dengan harga yang lebih besar daripada clay yang lain. Komposisi kimianya (OH)4.Al4Si8O20.H2O, sedangkan rumus oksidanya adalah 3H2O.2Al2O3.8SiO2.

Illite merupakan kandungan yang umum dan penting dalam clay dan shale, yang mempunyai pola dasar seperti montmorillonite kecuali ion K yang menempati posisi antara pola lapisan. Illite lebih kompleks dari montmorillonite dan kaolinite. Pada dasarnya illite adalah clay dalam ukuran muscovite. Illite dikategorikan sebagai clay non swelling walaupun sedikit mengabsorbsi air.  

Kaolinite terdiri dari dua lapisan struktur. Yang satu terbentuk dari SiOP4 dan yang lain terbentuk dari aluminium hidroksil. Pengganti silika atau aluminium oleh elemen yang lain tidak diperlukan. Sehingga hasil analisa kaolinite mendekati ikatan kimia (OH)8Al4Si4O10 dan ikatan oksidanya adalah 4H2O.2Al2O3.4SiO2. Kaolinite relatif tidak mengembang bila kena air.

Batu lempung biasanya tidak dianggap sebagai batuan reservoir karena porositas dan permeabilitasnya kecil tetapi di beberapa tempat batu lempung dapat menghasilkan minyak atau gas. Pada umumnya unsur penyusun batuan shale terdiri dari kurang lebih 58 % silicon dioxide (SiO2), 15 % alumunium oxide (Al2O3), 6 % iron oxide (FeO) dan Fe2O3, 2 % magnesium oxide (MgO), 3 % calcium oxide (CaO), 3 % potassium oxide (K2O), 1 % sodium oxide (Na2O), dan 5 % air (H2O). Sisanya adalah metal oxide dan anion, seperti terlihat pada Tabel A.

Tabel A
Komposisi Kimia Shale
(Pettijohn, F. J., “Sedimentary Rock”, 1957)




Dalam keadaan normal shale mengandung sejumlah besar quartz, silt, bahkan jumlah ini dapat mencapai 60 %. Tetapi dalam keadaan tertentu shale bisa mengandung silika dengan kandungan tinggi yang bukan berasal dari kandungan silt. Kebanyakan kandungan silika yang berlebihan tersebut didapatkan dalam bentuk crystalline quartz yang sangat halus, chalcedony atau opal. Beberapa kemungkinan dari keadaan ini adalah hasil dari sejumlah besar diatom atau abu vulkanik didalam lingkungan pengendapan. Beberapa silika merupakan unsur tambahan yang mungkin berasal dari proses alterasi kimia dari mineral-mineral utama silika.

Shale yang kaya akan besi berisi lebih banyak pyrite atau siderite, atau silikat besi, yang kesemuanya itu secara tidak langsung menunjukkan bahwa pada kondisi lingkungan pengendapan asalnya tidak terjadi penurunan atau bahkan kekurangan unsur alumina. 

Kandungan potash hampir selalu lebih banyak dibandingkan dengan soda, yang mana hal ini kemungkinan sebagai hasil fiksasi didalam mineral-mineral illitic clay. Sedangkan pada beberapa shale yang sangat kaya sekali akan alkali, maka akan mengandung sejumlah besar authigenic feldspar.


Gambar A
Komposisi Batu Shale
(Pettijohn, F. J., “Sedimentary Rock”, 1957)


Analisis Kimiawi Mineral Clay

Mineral Clay dibuat secara baku berdasarkan struktur ikatan atom-atom yang terkait. Ini menghasilkan dua kelompok utama mineral Clay, yaitu :
   1. Threelayer mineral
   2. Twolayer mineral

Octahedral Sheet merupakan struktur ikatan aluminium-oksigen-hidroksil atau magnesium-oksigen-hidroksil, sedangkan Tetrahedral Sheet merupakan struktur ikatan atom-atom silicon dan oksigen.

Kombinasi (ikatan) antara satu octahedral sheet dan satu atau dua tetrahedral sheet disebut sebagai unit layer. Mineral clay merupakan bentuk gabungan dari banyak unit layer yang menyatu secara parallel. Selain berdasarkan struktur ikatan atom, jenis mineral dibagi berdasarkan analisis kimiawinya, yaitu :
1. Montmorillonite atau Smectite
2. Illite
3. Kaolinite
4. Chlorite
5. Attapulgite
6. Mixed-layer Clay


1. Montmorillonite atau Smectite

Montmorillonite mempunyai struktur sheet 3 lapis (aluminica octahedral ditengah dan 2 silica tetrahedral di sisi luar) dan atom-atom oksigen yang berdekatan saling mengikat. Bilamana sebagian atau seluruh unsur Al3+ digantikan oleh Fe2+ atau Mg2+, dan Si4+ oleh Al3+ maka permukaan partikel-partikel montmorillonite akan bermuatan negatif. Muatan negatif ini biasanya diimbangi dengan mengikat (ikatan kimiawi) ion-ion Ca2+ dan atau Mg2+, H+, K+, Na+. Ikatan (fisik) antar layer (kristal) yang lemah mengakibatkan kemudahan bagi molekul-molekul air untuk masuk terabsorbsi kedalam celah-celah antar layer/kristal. Hal ini sebetulnya diakibatkan oleh kecenderungan kation-kation (Ca2-, Na+, dsb.) untuk terhidrasi (yaitu mengikat molekul-molekul H2O).

Setiap unit-unit struktur/kristal montmorillonite yang ukurannya sekitar Angstrom bisa mencapai dua kalinya pada kondisi terhidrasi. Derajat hidrogen (swelling affinity) tergantung pada jenis kationnya dan komposisi airnya.


2. Illite

Illite disebut juga sebagai three-layer clay seperti halnya dengan montmorillonite karena struktur sheetnya sama (yaitu dua silica tetrahedral sheet dan satu octahedral sheet). Bedanya adalah bahwa permukaan unit kristal mengikat kation kalium (K+) dan sifatnya relative tetap. Walaupun K+ dapat menarik molekul-molekul H2O tetapi karena ikatan antara unit-unit kristalnya kuat maka penyerapan molekul-molekul H2O sangat terbatas dan tidak menyebabkan pengembangan partikel-partikel illite secara signifikan.

Partikel-partikel illite berbentuk panjang (rambut) dan montmorillonite berbentuk pipih kecuali yang “stacked” (pelapisan). Ukuran berfariasi, mulai dari yang lebih kecil dari 1 micron sampai beberapa micron.


3. Kaolinite

Kaolinite disebut juga two-layer clay, yaitu struktur sheetnya terdiri dari satu tetrahedral sheet dan satu octahedral sheet. Ikatan (hydrogen bounding) antar kristal/sheet sangat lemah dan penyerapan molekul-molekul H2O sangat kecil sekali. Karena itu kaolinite tidak swelling pada kondisi dalam formasi. Pengelompokkan partikel-partikel kaolinite biasanya berbuku-buku. Bentuk partikelnya lebih teratur (persegi).


4. Chlorite

Chlorite termasuk jenis three-layer clay seperti montmorillonite tetapi octahedral sheetnya mengandung Mg++ (brucite). Kemampuan pertukaran kation sangat rendah karena ikatan antara octahedral sheet (positive charge) dan tetrahedral sheet (negative charge) sangat kuat. Karena itu juga maka partikel-partikel chlorite tidak menyerap air. Bentuk partikel adalah pipih.


5. Attapulgite

Attapulgite mempunyai struktur sheet yang tidak teratur. Unit sheetnya berkemampuan melakukan pertukaran kation dan menyerap molekul H2O tetapi dalam jumlah yang terbatas sehingga derajat swellingnya rendah. Bentuk partikel-partikelnya panjang mirip jarum.


6. Mixed-layer Clay

Mineral ini sesungguhnya kumpulan ikatan sejumlah unit layer dari beberapa jenis clay. Ikatan antar layer sangat kuat. Mineral ini bukan campuran partikel-partikel clay yang tidak sejenis. Kalau campuran/kumpulan beberapa jenis clay mudah dipisah tetapi mixed-layer merupakan jenis mineral clay tersendiri.


tag : shale rock

Tidak ada komentar:

Posting Komentar