cekungan minyak dan gas

CEKUNGAN MINYAK DAN GAS
OLEH :
R. BAGUS SAPTO MULYATNO
JURUSAN TEKNIK GEOFISIKA
UNIVERSITAS LAMPUNG
PENDAHULUAN
1. Terdapat lebih dari 700 cekungan
minyak di dunia (Indonesia punya 128).
2. Lebih dari 25 % telah menghasilkan
minyak dan gas.
3. Fakta bahwa migas terbentuk dalam
batuan sedimen.
4. Sebelum melakukan pengeboran, maka
perlu dilakukan evaluasi untuk
menentukan jenis cekungan.
OBYEK YANG DIBAHAS
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Penggambaran cekungan sedimen secara umum.
Aturan-aturan dalam formasi migas.
Habitat migas dalam cekungan.
Istilah-istilah dasar dan konsep-konsep yang terkait.
Mekanisme pembentukan cekungan dengan
penekanan khusus pada proses tektonik lempeng.
Skema klasifikasi cekungan sedimen yang membagi
cekungan sedimen ke dalam 10 tipe, berdasarkan pada
sedimentasi dan tektonik regimnya, dan berdasarkan
pada karakteristik migasnya.
Terjadinya migas dan habitat migas dalam tiap-tiap tipe
cekungan dan sejumlah contoh cekungan berproduksi.
KONSEP CEKUNGAN SEDIMEN
1. Lapisan2 sedimen pada permukaan bumi
menumpang pada batuan beku dan metamorf
pada wilayah benua yang kita sebut batuan
dasar (basement) lihat Gb.1
2. Suatu cekungan sedimen menempati suatu
anjlokan (depression) dalam permukaan
batuan dasar (basement).
3. Ahli Geologi biasanya menggunakan istilah
Cekungan untuk anjlokan itu sendiri dan
lapisan sedimen tebal yang mengisinya.
Gb.1. CEKUNGAN SEDIMEN
KONSEP CEKUNGAN SEDIMEN
4. Kebalikan dari cekungan, wilayah batuan
dasar yang menerima suplai sedimen
dalam jumlah sedikit/ tipis disebut paparan
(platform or shelves) lihat Gb. 2.
* Berelief normal.
5. Sedangkan wilayah batuan dasar yang
terangkat naik dan mendapatkan suplai
sedimen paling sedikit disebut Arch. Lihat
Gb.2. * Berelief positif.
CEKUNGAN KECIL DAN BESAR
KONSEP CEKUNGAN SEDIMEN
6. Istilah Arch, Platform, Basin dapat digunakan
untuk wilayah Pegunungan, Dataran rendah
dan Lautan.
7. Untuk saat ini Cekungan Laut Dalam (Deep
sea water) tidaklah terlalu penting karena
dialasi oleh sedimen yang tipis.
8. Cekugan dapat berubah menurut waktu dan
berlangsung dengan tingkat-tingkat yang
berbeda. Dapat berubah dari satu jenis
cekungan ke cekungan jenis yang lain.
CEKUNGAN GARAM
KONSEP CEKUNGAN SEDIMEN
1. Cekungan dapat pula berkembang dari
wilayah yang tadinya adalah platform /
shelves atau arch.
2. Sebagai contoh hal ini terdapat di Libya
Tengah, dimana Arch Tibesti betul-betul
merupakan daerah positif selama Paleozoic
dan Awal Mesozoic. Lalu bagian utara dari
arch ini mulai merenggang (rifting) dan
kemudian anjlok selama Cretaceous,
membentuk Cekungan Sirte yang kaya
migas. Lihat Gb.3
PENGISIAN SEDIMEN
GEOMETRI CEKUNGAN SEDIMEN
1. Secara geometri bentuk dan ukuran cekungan
sangat bervariasi.
2. Ada yang luasnya meliputi 1000 Km2, ada
pula yang jutaan km2.
3. Ketebalan sedimen pada depocenter biasanya
melebihi 2000 atau 3000 m dan dapat
mencapai 10.000 m.
4. Bentuk cekungan dilihat dari atas ada yang
berbentuk lingkaran atau elip, yang lain hampir
membentuk empat persegi panjang dan
sebagainya.
PENAMPANG SEISMIK CEKUNGAN
GEOMETRI CEKUNGAN SEDIMEN
4. Beberapa cekungan menurun dan meluas
menjadi cekungan sedimen yang lebih
besar dan kehilangan tutupan.
5. Cekungan dapat berprofile simetris atau
asimetris atau berprofile tidak beraturan.
6. Menarik untuk percaya bahwa cekungan
sedimen adalah daerah terdalam dimana
sedimen diendapkan paling tebal. Tetapi
ini tak sepenuhnya benar. Lihat Gb. 4.
GEOMETRI CEKUNGAN SEDIMEN
7. Sebagai contoh hal ini ialah sebuah cekungan yang
menerima kiriman sedimen darat dari satu sumber tunggal,
seperti daerah Delta.
Dalam kasus ini depocenter dari unit sedimen akan
memulai bersinggungan dengan batas (margin) cekungan,
dan sedimen2 akan menipis ke arah laut.
Pada saat ini depocenter bergerak ke arah lateral menjauhi
batas cekungan, ke arah topografi rendah, dimana
kedalaman air terendah. Pada suatu waktu depocenter
cekungan (titik maksimum penurunan basement dan
topografi terendah akan mungkin tidak bertemu.
PENGISIAN SEDIMEN
1. Cekungan dapat juga dikarakterisasi
oleh sedimen yang mengisinya. Bisa
didominasi oleh sedimen darat, laut
dangkal, atau laut dalam. Tergantung
pada topografi dan keterkaitan antara
penurunan cekungan (subsidence) dan
dan pengisian sedimen.
2. Sebagian besar cekungan sedimen
memperlihatkan bahwa penurunan
cekungan (subsidence) dan pengisian
sedimen terjadi secara bersamaan.
PENGISIAN SEDIMEN
3. Jika sedimentasi bersamaan dengan penurunan
pada cekungan laut, maka tidak akan pernah
terjadi ruang kosong, dan cekungan akan diisi
oleh sedimen perairan dangkal.
4. Sebaliknya jika Jika sedimentasi tidak
bersamaan dengan penurunan pada cekungan
laut, maka akan dihasilkan ruang kosong, baru
kemudian diisi sedimen. Ini dapat menyebabkan
terjadinya subsiden isostasi sekunder sebagai
hasil dari limpahan sedimen.
PENGISIAN SEDIMEN
1. Cekungan yang berkembang jauh dari
sumber2 sedimen terrigenous, atau
terisolasi dengan dibatasi barriers atau sills,
dapat terisi karbonat dan evaporit yang
melimpah, tergantung pada iklim purba.
2. Cekungan ini juga menjadi cekungan yang
lapar/ miskin, terutama hanya diisi oleh air
dan menerima sedikit sekali sedimen.
PROSES TEKTONIK DAN WAKTU
1. Aspek penting lain dari Cekungan sedimen
adalah waktu dan proses2 tektonik.
2. Berbagai jenis Lipatan dan Patahan dapat
berkembang dalam Cekungan karena
mekanisme deformasi pada satu sisi dan di
sisi lain karena sedimen2nya.
3. Deformasi krn kompresi biasanya
menghasilkan Lipatan (fold) dan patahan
naik (thrust fault). Sedangkan gaya2
ekstensi menyebabkan patahan normal
(normal fault).
PROSES TEKTONIK DAN WAKTU
4. Sedangkan untuk Kubah Garam (salt
dome) dan patahan tumbuh (growt faults)
tergantung pada ketebalan pengisian
sedimen dan kondisi alamiah.
5. Saat mempelajari pembentukan, migrasi,
dan akumulasi minyak, waktu dan
pertumbuhan struktur sangat penting.
6. Akumulasi migas sering didukung oleh
deformasi struktur aktif selama sedimentasi
yang menyebabkan perubahan cepat dalam
fasies dan ketebalan sedimen.
PERTUMBUHAN KUBAH GARAM
PATAHAN TUMBUH
PROSES TEKTONIK DAN WAKTU
7. Serpih kaya materi organic dapat
diendapkan pada kedalaman, yang secara
struktur merupakan area rendah, sedangkan
fasies reservoar berbutir kasar dan kombinasi
tutupan (traps) dapat berkembang melalui
struktur tinggian.
8. Ketidakselarasan dan patahan sering muncul
untuk membantu proses migrasi.
PENINGKATAN KETIDAKSELARASAN
PROSES TEKTONIK DAN WAKTU
9. Ketika akumulasi sedimen dan pelipatan
terjadi bersamaan, antiklin dapat berubah
bentuk dan ukuran dan puncaknya bisa
bergeser secara lateral sesuai dengan
waktu tumbuhnya.
10. Hal ini dapat mempersulit dalam
menentukan dimana titik bor diletakkan
pada lokasi “kolam minyak”. Masalah ini
pernah dijumpai dlm eksp. Migas di Gurun
pasir bagian barat daya Mesir.
PROSES TEKTONIK DAN WAKTU
11. Deformasi Struktur yang terjadi pada tingkat lanjut dari
cekungan sediment dapat pula membantu pembentukan
migas, krn disertai oleh aliran panas (heat flow) yang
rata2 tinggi.
12. Cekungan seperti ini disebut cekungan struktur, krn
memperoleh bentuk arsitekturnya setelah proses
pengendapan berhenti. Hal ini sering dicirikan dengan
keberadaan facies dan arah arus purba (paleocurrent),
yang diskordan dan tidak konsentris dengan garis dasar
cekungan.
13. Cekungan2 ini akan cenderung memiliki perangkap
struktur murni. Tetapi jika banyak struktur2 terbentuk
setelah pembentukan migas, dan migrasi telah berhenti
cekungan ini akan jadi mandul (barren).
PROSES TEKTONIK DAN WAKTU
14. Tektonik yg ekstrim mengikuti perkembangan
cekungan dapat menghasilkan efek2 yang
merugikan. Jika deformasi mengangkat batuan
reservoar ke dekat permukaan, invasi air tanah atau
erosi dapat terjadi dan dengan demikian akan
terjadi degradasi minyak atau kehilangan minyak
dan gas.
15. Sebaliknya aliran panas yang tinggi dan
pendaman tektonik yang dalam dapat
menyebabkan proses metamorfisme dan
pematangan hidrokarbon yang kelewat matang.
ANTIKLIN YG RUSAK KARENA TEKTONIK
PATAHAN DILIHAT DARI ATAS
KEKAR (JOINT)
MEKANISME PEMBENTUKAN CEKUNGAN
1.
Cekungan terbentuk sebagai hasil pergerakan vertikal
dan horizontal dalam skala besar pada lapisan2 bagian
atas bumi.
2.
Karena itu lokasi cekungan terhadap lempeng bumi
penting untuk perkembangan klasifikasi cekungan.
3.
Secara singkat kaitan antara konsep2 dasar tektonik
lempeng dengan formasi cekungan sedimen adalah :
- shell terluar bumi adalah lapisan kaku (rigid) yang
disebut litosfer, yg terdiri atas kerak dan mantel teratas.
- Topografi rendah terbentuk pada permukaan bumi
dimana kerak tipis dan tersusun atas batuan basaltik
padat (Lihat Gb.5)
MEKANISME PEMBENTUKAN CEKUNGAN
4. Lautan menempati topografi2 rendah ini, shg kerak padat
ini disebut kerak samudera. Sebaliknya kerak benua
(continental crust) tebal. Tersusun oleh batuan granitik
dan karenanya secara toporafi lebih tinggi daripada laut.
5. Cekungan sedimen terbentuk pada kerak benua maupun
kerak intermediet. Kerak intermediet terjadi pada batas
antara kerak samudera dan kerak benua dan transisi
antara keduanya.
6. Litosfera yg kaku menumpang pada astenosfer yg sedikit
kental (Lihat Gb.5).
MEKANISME PEMBENTUKAN CEKUNGAN
7. Konveksi yg terjadi dalam astenosfer menyebabkan
litosfera yg kaku pecah menjadi lempeng2 yg bergerak
lambat satu sama lain melintasi permukaan bumi.
8. Terdapat 8 lempeng utama di bumi saat ini (Gb. 6).
9. Bagian dalam (Interior) lempeng relativ stabil, tapi ujung
– ujungnya aktif secara tektonik.
10. Lempeng2 pecah atau berpisah pada punggungan
tengah samudera (mid oceanic ridge), akibat naiknya
magma basal dari mantel untuk membentuk kerak
samudera baru dan memperluas lantai samudera secara
lateral.
11. Gaya2 utama yg terlibat disini bersifat ekstensional,
dan proses2 dimulai melalui kerak benua.
MEKANISME PEMBENTUKAN CEKUNGAN
12. Divergensi dimulai dengan kenaikan arus konveksi yang
menghasilkan tonjolan (bulge) seperti kubah (dome) pada
kerak (lihat gambar 7a).
13. Ketika gaya-gaya menjadi begitu besar, rift yg menonjol
ini dalam pola radial, biasanya dengan 3 cabang (Gb.7b).
Seperti terjadi pada pemisahan lempeng, hanya dua
lengan rift yg. Benar2 terus melebar.
14. Dua lengan dari triple rift itu menjadi tersambung dan
menjadi cekungan laut yg kecil.
15. Lengan ketiga berhenti untuk membuka dan gagal
menjadi rift (Gb. 7c).
MEKANISME PEMBENTUKAN CEKUNGAN
15. Contoh terkini dari hal tsb adalah Laut Merah (Red
Sea) dan teluk Aden (Gulf of Aden) yang baru saja
menjadi cekungan laut meliputi 2 cabang rift, kemudian
menyebabkan Afrika menjauh dari Arabia. Lembah rift
Afrika Timur yang panjang samping kiri sebagai lengan
(arm) ketiga yang gagal (Gb. 8).
16. Sebagai lantai samudera yang terus meluas, kerak
samudera baru bertambah hanya pada daerah sumbu,
dimana punggungan tengah samudera mulai terbentuk.
17. Kontinen2 terpisah sangat jauh, dan cekungan
berkembang sepanjang batas pasifnya (passive margin)
(Gb. 9).Konfigurasi ini analog dg. Batas laut Atlantik Saat
ini.
MEKANISME PEMBENTUKAN CEKUNGAN
18. Untuk lempeng yang saling bertemu bersama, maka gaya
yg. dominan adalah gaya kompresi. Pada zona subduksi,
maka ujung depan satu lempeng menolak yang lain, dan
lempeng yang tertolak merosot ke bawah masuk ke dalam
mantel dan terkonsumsi (Gb. 10)
19. Busur kepulauan dapat dihasilkan oleh vulkanisme dan
percampuran kerak benua dengan kerak samudera dekat
zona subduksi.
20. Cekungan kecil akan membentuk batas terhadap busur
kepulauan.
21. Proses subduksi melibatkan sebagian besar kerak laut,
karena benua terlalu mengambang dan susah ditarik ke
bawah ke dalam mantel.
MEKANISME PEMBENTUKAN CEKUNGAN
22. Subduksi dapat pula terjadi antara 2 lempeng laut, tanpa
melibatkan lempeng benua. Cekungan sedimen tidak
terbentuk dalam setting ini, namun lempeng2 yang tertolak
akhirnya akan terkonsumsi secara sempurna.
23. Ujung depan lempeng benua dapat tertekan dan
membentuk rangkaian pegunungan pantai seperti
Pegunungan Andes (Gb.11a).
24. Seperti kerak samudera yg memisahkan dua benua
selanjutnya terkonsumsi, lempeng2 benua bertemu
selanjutnya bertumbukan (collide), lihat Gb. 11b).
25. Zona linear sempit dari tumbukan benua dg. Benua atau
busur kepulauan dg. benua disebut SUTURE.
MEKANISME PEMBENTUKAN CEKUNGAN
26. Pada beberapa batas lempeng konvergen, kerak
tidak terkonsumsi. Malahan 2 lempeng tergelincir satu
sama lain dalam arti luas, transcurent atau strike-slip
faults.
27. Cekungan sempit dan dalam dapat terbentuk
berbatasan dg. patahan yg. begitu kompleks, seperti
cekungan California yg. Berbatasan dengan Sesar geser
San Andreas (Gb. 12).
28. Sebagai kesimpulan tdp 3 jenis batas lempeng2 :
a. Punggungan Tengah Samudera
b. Zona Subduksi
c. Suture d. Sesar geser (transcurrent fault).