geologi minyak bumi

GEOLOGI MINYAK BUMI
Adalah suatu cara untuk mencari dan menemukan akumulasi hidrokarbon dalam
jumlah yang ekonomis dengan cara eksplorasi.
Adapun tahapannya sebagai berikut:
1) Eksplorasi Hidrokarbon:
•
Geologi
•
Geofisika
•
Geokimia
•
Pemboran
Definisi Eksplorasi adalah pencarian lokasi dimana diduga terdapat
kandungan hidrokarbon.
Dalam eksplorasi jika lapangan minyak sudah diketahui maka urut-urutannya:
2.
•
Harus diketahui size dan capacity dari reservoir
•
Harus diketahui geometri dan trap (pemboran delinasi)
•
Harus diketahui kualitas hidrokarbon: oil dan gas (ºAPI)
•
Harus diketahui mekanisme pendorong reservoir (drive reservoir)
•
Harus diketahui jenis trap (stratigrafi, struktur atau kombinasi)
Produksi Hidrokarbon
•
Menentukan rate produksi
•
Menentukan prosentase recovery maksimum
•
Recovery selanjutnya
3.
Pengilangan
4.
Pemasaran
Tujuan utama ‘Petroleum Geologist’:
1.
Menentukan lokasi hidrokarbon (Basin)
2.
Pengukuran geometri reservoir
3.
Kualitas
Dari ketiga komponen diatas dapat ditentukan:
•
Batuan Induk (Source Rock)
•
Kualitas Reservoir
•
Perangkap (Trap)
•
Batuan Penutup (Seal/Cap Rock)
Gambar 1. Lapisan Bumi
CEKUNGAN (BASIN)
•
TERBENTUKNYA CEKUNGAN SEDIMEN
Kulit bumi yang terdiri dari Lempeng Benua (Continental Plate) dan
Lempeng Samudra (Oceanic Plate) yang kelihatan seolah mengambang diatas
lapisan mantel yang plastis (F. B Taylor & A Wegener, 1910). Berdasarkan
bentuk pinggiran benua dapat diketahui bahwa ratusan juta tahun yang lalu benuabenua saling menyatu, sedangkan keadaan seperti sekarang ini terjadi karena
pemisahan.
Seperti yang telah diketahui, bagian dalam bumi sangat panas dan bersifat
plastic-mobile sedangkan bagian luarnya dingin. Adanya perbedaan panas ini
menyebabkan terjadinya arus konveksi (Vening Meinesz). Sama seperti pada
waktu memasak air yaitu terjadi arus dari bawah keatas kemudian balik lagi
kebawah.
Arus konveksi ini menyebabkan beberapa tempat pada kulit bumi terpisah dan
menjadi bermacam-macam benua. Misalnya: benua afrika terpisah dengan benua
amerika, India memisah dengan benua afrika kemudian bergerak keutara
bertumbukan dengan benua asia sehingga menyebabkan terjadinya pegunungan
himalaya.
DiIndonesia, pulau Sumatra dan Jawa yang merupakan bagian dari benua asia
ditumbuk oleh lempeng samudra hindia, sehingga terjadilah penekukan lempeng
samudra hindia kedalam lempeng benua asia dipulau Sumatra dan Jawa. Peristiwa
tumbukan dan penekukan lempeng ini merupakan gejala tektonik yang
menyebabkan terjadinya cekungan.
Gambar 2. Cekungan
Gambar 3. Batas-batas Lempeng Didunia
•
MEKANISME PEMBENTUKAN CEKUNGAN
Konsep tektonik lempeng membawa pemikiran bahwa lempeng-
o
lempeng didunia tidak tetap pada tempatnya, tetapi bergerak yang satu relatif
terhadap yang lain. Adapun jenis pergerakan lempeng dibagi 3, yaitu:
1.
Saling menjauh (Divergent)
2.
Saling mendekat (Convergent)
3.
Bergeser (Transform)
Ketiga pergerakan lempeng ini dapat mengakibatkan terjadinya suatu
cekungan.
Pembentukan Cekungan Menurut Konsep Tektonik
o
Lempeng.
Arus konveksi yang terjadi pada astenosfer pada suatu waktu memberikan
kenampakan seperti kubah dipermukaan bumi. Bila tekanan bertambah besar
ketika magma mengalir keatas, maka kenampakan seperti kubah tersebut akan
merekah dengan pola radial. Pada umumnya akan membentuk rekahan tiga
cabang (Triple Junction).
Arus konveksi yang terus berlangsung, hanya akan memisahkan dua
cabang rekahan, sedangkan cabang yang ketiga tetap menjadi Failed Rift.
Gambar 4. Bentuk Rekahan
•
DEFINISI CEKUNGAN SEDIMEN
Adalah suatu depresi pada batuan dasar (Basement) tempat sedimen terakumulasi.
Cekungan akibat pertumbukan dibagi 2, yaitu:
o
Cekungan ‘Back Arc’
Terjadi antara busur kepulauan dan benua. Cekungan ini umumnya diisi
oleh sedimen laut dangkal. ‘Heat Flow’ dari cekungan ini biasanya tinggi
sampai sangat tinggi disebabkan oleh melelehnya lempeng samudra
menghujam
kedalam
lempeng
benua,
sehingga
terjadi
aktifitas
vulkanisme.
o
Cekungan ‘Fore Arc’
Terletak antara busur kepulauan dan palung samudra. Cekungan ini diisi
oleh lapisan sedimen dari berbagai macam facies berkisar antara facies
‘Fluvial’ sampai sekitar laut dalam. Berbeda dengan cekungan back arc,
cekungan ini memiliki ‘Heat Flow’ sangat rendah. Hal ini disebabkan
cekungan ini didasari oleh lempeng samudra yang dingin.
Gambar 5. Tektonik Lempeng
•
KLASIFIKASI CEKUNGAN
Sejalan dengan perkembangan mekanisme pembentukan cekungan, klasifikasi
cekungan didunia mengalami perkembangan pola yaitu dari pola berpikir ‘Statis’
menjadi ‘Dinamis’.
Klasifikasi cekungan didunia didasarkan pada prinsip tektonik lempeng. Salahsatu
yang menggunakan prinsip ini adalah Klasifikasi Selley & Morill (1982) yang
merupakan penggabungan klasifikasi Klemme & Huff (1972, 1980). Berdasarkan
kombinasi tersebut didapat 10 tipe cekungan seperti pada tabel dibawah ini.
Tabel 1. Klasifikasi Cekungan Selley & Morill
•
GEOMETRI CEKUNGAN
Yaitu ukuran dan bentuk cekungan yang bervariasi.
Pada umumnya cekungan mempunyai luas minimum
o
100 km². Pada cekungan-cekungan raksasa didunia, luasnya dapat mencapai
beberapa juta km².
Bentuk cekungan bervariasi dari berbentuk bulat hingga
o
persegi panjang.
Pada penampang cekungan dapat berbentuk simetri,
o
asimetri ataupun tidak beraturan sama sekali.
Cekungan dapat juga dibedakan dari sedimen yang mengisinya. Berdasarkan
elevasi dan hubungan antara Rs (Rate of Subsidence) dan Rd (Rate of Deposition),
maka cekungan dapat didominasi oleh: sedimen darat, sedimen lingkungan laut
dangkal dan sedimen lingkungan laut dalam.
o Pada umumnya Rs dan Rd pada cekungan berjalan bersamaan.
o Pada cekungan lingkungan laut dengan Rd sama dengan Rs. Cekungan
tidak mengalami kekosongan karena cekungan akan diisi penuh oleh
sedimen yang diendapkan pada lingkungan dangkal.
o Pada keadaan sebaliknya, yaitu penurunan cekungan. Rs lebih cepat
dari Rd maka akan terjadi kekosongan yang pada akhirnya kekosongan
ini nantinya akan diisi oleh sedimen.
Cekungan yang letaknya jauh dari daratan (terisolir) karena adanya tinggi
topografi dapat diisi oleh karbonat atau evaporit tergantung kepada iklim. Akan
tetapi mungkin juga hanya diisi oleh air dan disebut ‘Starved Basin’ karena hanya
menerima sangat sedikit sedimentasi.
Lingkungan geologi yang dapat menghasilkan lapisan batuan yang kaya
kandungan organik:
 Large Anoxic Lakes (Danau Besar Anoxic)
Contoh: Danau Tangunyika <warm tropical-subtropical climatic>
Gambar 6. Large Anoxic Lakes
 Anoxic Silled Basin (Cekungan Terikat)
Contoh: Laut Baltic dan Laut Hitam
Gambar 7. Anoxic Silled Basin
 Anoxic Ocean Layers Caused by Up Welling
Contoh: Arus Banguela diPeru
Gambar 8. Anoxic Ocean Layers Caused by Up Welling
 Open Ocean Anoxic Layer
Contoh: Timur laut samudra Pasifik dan bagian utara samudra
Hindia
•
EUXINIC CONDITION
Dapat menghasilkan batuan induk yang berkualitas baik.
1) Semi Isolated Basin With All Water Ventilated (Fresh water tidak sampai
kepuncak ambang). <After K. M Storm>
Gambar 9. Semi Isolated Basin With All Water Ventilated
2) Semi Isolated Basin With Euxinic Bottom Water (Aliran Fresh Water sampai
kepuncak ambang). <After K. M Storm>
Gambar 10. Semi Isolated Basin With Euxinic Bottom Water
FAKTOR-FAKTOR UTAMA YANG MEMPENGARUHI FORMASI
DAN KEJADIAN DARI MINYAK DAN GAS
•
Pengendapan Source Rocks (Batuan Induk)
o Sumber material organik (algae, tumbuhan darat).
o Matrik dari mineral [clay (±65%), karbonat (±21%)].
o Kondisi sejak pengendapan (oxic VS anoxic, kerja bakteri, marine VS
fresh water)
•
Generasi Hidrokarbon
o Efek waktu, temperatur, katalis, tipe material organik.
o Kuantitas dan waktu.
o Minyak dan gas (komposisi secara detail).
•
Ekpulsi dan Migrasi Kereservoir
o Mekanisme.
o Fraksinasi.
o Kuantitas dan waktu.
o Transformasi direservoir (maturity, degradasi, reduksi sulfat).
o Retensi (kualitas seal).
MULAJADI MINYAK BUMI DAN KAITANNYA DENGAN KONDISI
GEOLOGI
1.
MULAJADI MINYAK BUMI
•
Pengertian minyak bumi
Minyak bumi berasal dari kata ‘Petroleum’ dimana ‘Petro’ berarti batuan dan
‘Leum’ berarti minyak.
o
Petroleum
=
mengandung
hidrokarbon
dalam
proporsi yang besar, tetapi kerapkali mengandung unsur lain seperti
Nitrogen (N2), Sulfur (S2), Oksigen (O2) dan lain-lain.
o
Hidrokarbon = suatu senyawa yang mengandung unsur
Carbon dan Hydrogen.
•
Sifat Fisis
Warna : kuning, merah, hijau, cokelat, sampai
o
hitam. Minyak berat bewarna hijau dan minyak ringan bewarna cokelat
hitam sampai hitam.
Bau
o
: Keras => parrafinic + naphthene
Ringan => unsaturated + nitrogen dan sulfur
o
Fluorecency : yaitu gejala berpendarnya suatu zat
sesaat setelah terkena sinar elektomagnetik. Dalam hal ini sinar ultraviolet
(λ 2000-3000).
o
Spesific Gravity
: 0,6112-1,000
o
Flamable (mudah terbakar).
o
Mengandung chlorophyl.
•
Komposisi kimia minyak bumi
o
Sebagai senyawa organik
o
Sederhana
o
Terdiri dari hydrogen dan carbon
o
Pengotor (kontaminan) relatif sedikit,
misalnya: Nitrogen, Sulfur, Oksigen.
2.
TEORI MULAJADI MINYAK BUMI
Minyak bumi terjadi didalam batuan. Ada dua teori mulajadi minyak bumi:
a)
Teori Organik
Sebagian besar akumulasi hidrokarbon pada batuan sedimen. Komposisi
banyak mengandung hidrokarbon seperti pada zat organik. Kandungan logam
pada minyak bumi mirip dengan kandungan logam pada organisme. Pada
hidrokarbon terdapat chlorophyl phorpiri yang akan rusak pada suhu 200º C.
Pada batuan sedimen terdapat sisa organisme yang mungkin dapat berubah
menjadi minyak dan gas bumi.
b)
Teori Anorganik
Teori ini berkembang pertama kali diRusia. Menyatakan bahwa hidrokarbon
dapat dibuat secara sintetis dalam laboratorium dari kombinasi Metallic
Carbides + air.
3.
MEKANISME MULAJADI MINYAK BUMI
Tahap pengendapan:
•
Diendapkan sebagai sisa organisme (flora atau fauna).
•
Mengalami biodegradasi oleh bakteri.
•
Umumnya berupa:
o Autohtone
: algae, phytoplankton, cepapods.
o Allohtone
: herbaceous, woody.
•
Diendapkan bersama dengan komponen klastik halus (lempung
hitam) agar tidak rusak dan tersimpan dngan baik didalamnya.
•
Secara geologi ada syarat proses geologi ialah:
o
Kecepatan sedimen besar.
o
Kecepatan penurunan dasar cekungan besar.
•
Agar terbentuk
: Potential Mother Rocks
dan Potential Reservoir Rocks
4.
PROSES
GEOLOGI
YANG
MENDUKUNG
MULAJADI
MINYAK BUMI
•
Perkembangan tektonik mengontrol perkembangan stratigrafi sehingga
terbentuk cekungan.
•
Perkembangan stratigrafi yang menyediakan data tentang kemungkinan
mulajadi minyak bumi karena adanya Thermal Conductivity.
•
Tektonik mengontrol mulajadi minyak bumi:
o Mulajadi batuan induk yang potensial
o Mulajadi batuan reservoir yang potensial
o Perkembangan
struktur
geologi
yang
menjamin
terbentuknya
perangkap yang potensial.
Ketiganya
dikontrol
oleh
perkembangan
tektonik
yang
mengikuti
perkembangan cekungan.
Indikasi potensi batuan induk berdasarkan TOC (Total Organic Carbon)
menurut Waples (1985).
Tabel 2. Indikasi Potensi Batuan Induk Berdasarkan TOC
TOC (% berat)
< 0,5
0,5-1
1-2
>2
IMPLIKASI BATUAN INDUK
Potensi rendah
Kemungkinan sedikit berpotensi
Kemungkinan cukup berpotensi
Kemungkinan berpotensi baik sampai sangat
baik