Perpustakaan Digital ITB

Keberlanjutan eksploitasi energi panas bumi pada sistem dominasi air dihadapkan pada tantangan teknis berupa risiko pendinginan prematur (premature thermal breakthrough) akibat aktivitas reinjeksi fluida sisa produksi (brine). Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis pengaruh variasi parameter reservoir dan operasional terhadap pola perambatan front dingin (cold water plume) serta waktu terjadinya thermal breakthrough (tbt) melalui pemodelan numerik sektor tiga dimensi (3D). Eksperimen numerik disimulasikan secara sekuensial terkopel menggunakan MATLAB Reservoir Simulation Toolbox (MRST) dengan pendekatan model konseptual homogen yang diintegrasikan bersama input data properti termofisika riil dari Lapangan Dieng. Persamaan distribusi tekanan dan fluks aliran hidrolik diselesaikan secara tunak (steady-state) melalui skema Two-Point Flux Approximation (TPFA) di bawah kendali Bottom Hole Pressure (BHP) konstan, sedangkan persamaan konservasi energi termal diselesaikan secara transien menggunakan skema volume hingga upwind kustom. Analisis sensitivitas dilakukan dengan metode One-at-a-Time (OAT) terhadap lima variabel utama, dengan kriteria batas ambang thermal breakthrough didefinisikan secara kuantitatif saat temperatur produksi mengalami penurunan sebesar 1% dari kondisi awal. Hasil simulasi menunjukkan bahwa thermal breakthrough pada kondisi dasar (base case) tercapai setelah 55.15 tahun operasi ketika entalpi produksi menyentuh 1039.5 kJ/kg yang setara dengan temperatur 247.5 °C. Analisis sensitivitas menunjukan bahwa parameter yang paling berpengaruh terhadap waktu thermal breakthrough secara berturut-turut adalah permeabilitas horizontal (?tbt = 82.27 tahun), jarak antarsumur (?tbt = 78.99 tahun), kapasitas panas batuan (?tbt = 18.50 tahun), temperatur fluida injeksi ( ?tbt = 12.33 tahun), dan ukuran lateral reservoir (?tbt = 6.25 tahun). Parameter kontrol hidrolik terbukti memberikan pengaruh paling ekstrem melalui hubungan fisis non-linear berupa hubungan linear terbalik (tbt ? 1/?) pada variasi permeabilitas dan hubungan kuadratik (tbt ? L 2 ) pada variasi jarak sumur terhadap waktu tinggal (residence time) fluida. Sebaliknya, parameter kontrol termal memberikan dampak tingkat moderat yang dibatasi oleh karakteristik laju hantaran konduktif matriks batuan Dieng, sementara variabel geometri lateral bersifat marjinal karena domain reservoir dengan cepat menunjukkan karakteristik infinite-acting reservoir. Implikasi praktis dari penelitian ini menegaskan bahwa meminimalkan ketidakpastian permeabilitas bawah permukaan sejak tahap eksplorasi serta optimasi rekayasa tata letak sumur doublet (well spacing) bertindak sebagai strategi mitigasi operasional paling utama demi menjamin keberlanjutan termal jangka panjang sistem reservoir panas bumi.