Perpustakaan Digital ITB

Injeksi surfaktan merupakan salah satu jenis injeksi kimiawi yang digunakan dalam proses Enhanced Oil Recovery (EOR) untuk meningkatkan perolehan minyak bumi. Surfaktan mampu melakukan mekanisme penurunan tegangan antar muka fluida minyak dan air dalam matriks batuan sehingga butir-butir minyak dapat terlepas dan terproduksi.Efektivitas surfaktan dalam menurunkan tegangan antar muka minyak-air dipengaruhi oleh jenis surfaktan yang digunakan, konsentrasi surfaktan dan kadar garam larutan. Surfaktan yang digunakan dalam penelitian ini adalah surfaktan anionik, dengan jenis lignosulfonat. Saat ini surfaktan yang umum digunakan berasal dari turunan minyak bumi (petroleum lignosulfonate), sehingga pada waktu harga minyak bumi tinggi, maka harga surfaktan juga tinggi. Jenis surfaktan lignosulfonat lainnya adalah surfaktan natrium lignosulfonat (surfaktan NaLS) berbahan baku lignin.Kandungan lignin yang cukup tinggi di antaranya ada pada ampas tebu, yaitu mencapai 24%-25%. Proses pengolahan ampas tebu menjadi lignosulfonat dimulai dari isolasi lignin dari ampas tebu yang kemudian direaksikan dengan natrium bisulfit (NaHSO3) menjadi natrium lignosulfonat. Dalam penelitian ini lignin telah berhasil diisolasi dari ampas tebu yang telah dikeringkan, yang dibuktikan dengan hasil analisis spektrum FTIR (Fourier Transform Infra Red) yang menunjukkan bahwa gugus-gugus fungsi penting dalam struktur lignin hasil isolasi telah bersesuaian dengan gugus-gugus fungsi dalam struktur lignin standar, yaitu adanya gugus fungsi aromatik fenolik tersubstitusi dan alkena alifatik. Struktur natrium lignosulfonat yang dihasilkan dari sintesis ampas tebu ini telah dengan natrium lignosulfonat standar, yaitu adanya puncak-puncak serapan untuk vibrasi ulur gugus fungsi alkena aromatik dan alifatik, vibrasi ulur gugus fungsi sulfonat dan vibrasi tekuk gugus fungsi karboksilat. Hasil analisis spektroskopi NMR (Nuclear Magnetic Resonance) terhadap sampel NaLS hasil sintesis menunjukkan bahwa dalam struktur surfaktan tersebut terdapat kerangka benzena yang tersubstitusi oleh gugus hidroksi dan metoksi, serta adanya gugus fungsi sulfonat dan gugus hidroksil alifatik. Berdasarkan analisis spektrum NMR dapat dideduksi rumus empiris monomer lignosulfonat adalah (C11H16O8S)n, dengan massa molekul relatif 308,06. Massa molekul yang sesungguhnya dari surfaktan NaLS hasil sintesis harus ditentukan lebih lanjut menggunakan pengukuran spektrometri massa (mass spectrometry, MS). Monomer surfaktan NaLS ampas tebu tersebut mempunyai nilai HLB (Hydrophilic-Lipophilic Balance) sebesar 11,6, sehingga termasuk kategori sebagai emulsi O/W (Oil in Water), yang menunjukkan bahwa surfaktan tersebut larut baik dalam air. Surfaktan NaLS ampas tebu juga menghasilkan emulsi fasa tengah yang diperlukan dalam kinerja injeksi surfaktan. Dengan demikian, surfaktan NaLS ampas tebu hasil sintesis ini dapat digunakan sebagai fluida injeksi. Hasil penelitian uji karakteristik surfaktan NaLS ampas tebu telah menunjukkan beberapa karakter surfaktan NaLS ampas tebu yaitu mempunyai sifat stabil dalam air, tetap jernih dan tidak menimbulkan kekeruhan, dapat membentuk emulsi fasa tengah (mikroemulsi) dengan minyak ringan,sedangkan dengan minyak menengah dan minyak berat tidak membentuk emulsi fasa tengah.Selanjutnya dalam uji IFT, kadar garam dan konsentrasi surfaktan mempengaruhi nilai IFT. Semakin besar konsentrasi surfaktan, nilai IFTsemakin kecil hingga pada batas tertentu tercapai, yaitu pada critical micelle concentration (CMC). Demikian juga untuk kadar garam, semakin tinggi kadar garam pada komposisi surfaktan tersebut, nilai IFT semakin kecil hingga mencapai nilai CMC-nya. Pada kondisi kadar garam yang lebih tinggi, nilai IFT menjadi lebih besar. Kondisi ini terjadi karena untuk konsentrasi garam tertentu, yang menunjukkan bahwa NaCl akan menyebabkan penurunan tegangan antar muka minyak–air, sehingga proses pembentukan emulsi O/W menjadi tidak efektif lagi. Konsekuensinya bila pada operasi injeksi surfaktan terdapat garam NaCl, maka akan terbentuk HCl dan RSO3Na yang kurang dapat menurunkan tegangan antar muka minyak-air. Dalam penelitian ini ternyata komposisi surfaktan 4,5% dan 80.000 ppm NaCl adalah komposisi surfaktan dan garam yang memberikan nilai IFT terendah, yaitu 1.091 mN/m. Selanjutnya, surfaktan dengan komposisi tersebut diuji sifat adsorpsi statis dan adsorpsi dinamisnya. Pada konsentrasi surfaktan yang sama tetapi berbeda kadar garamnya, ternyata makin tinggi kadar garam, nilai adsorpsinya semakin rendah, yang menunjukkan bahwa surfaktan tersebut lebih sedikit terserap ke dalam batuan pada saat injeksi surfaktan terhadap batuan inti. Karena surfaktan yang terserap ke dalam batuan lebih sedikit, berarti masih lebih banyak surfaktan yang dapat berkerja menurunkan tegangan antar muka minyak –air, sehingga minyak dapat terproduksi lagi akibat desakan fluida surfaktan tersebut. Hasil uji wettability juga menunjukkan bahwa kadar garam lebih tinggi menghasilkan sudut kontak yang lebih besar. Kondisi ini lebih memudahkan surfaktan NaLS ampas tebu yang terlarut dalam air formasi untuk melepaskan butir-butir minyak yang menempel pada batuan tersebut. Pada proses injeksi, komposisi surfaktan – garam =1,5% - 80.000 ppm memberikan hasil perolehan minyak yang tertinggi dibandingkan dengan komposisi yang lainnya, yaitu sebesar 10,71%. Dengan demikian, faktor konsentrasi surfaktan dan kadar garam (salinity) memang mempengaruhi banyak faktor yang berkaitan dengan kinerja pendesakan surfaktan NaLS ampas tebu terhadap minyak bumi jenis minyak ringan. Hasil penelitian ini ternyata telah dapat membuktikan hipotesis bahwa ampas tebu dapat diolah menjadi surfaktan natrium lignosulfonat (NaLS) yang mempunyai karakteristik tertentu yang bersesuaian dengan karakteristik surfaktan yang kompatibel dengan minyak ringan pada kondisi salinitas relatif tinggi.Surfaktan NaLS ampas tebu hasil sintesis dengan karakteristiknya tersebut ternyata dapat digunakan sebagai fluida injeksi dalam injeksi surfaktan untuk meningkatkan perolehan minyak, khususnya minyak ringan.