Geologi Minyak dan Gas Bumi: Buku Teks

PENERBIT ITB 1980 . .,,1 " " ,.' i R P KOESQEMADINATA GEOLOGI EDISI KEDUA JILID 1 \' :1: .j}!;j;, ~;P IMINYAK ~ GA + + + + xxiii 21 xi TABEL GAMBAR PRAKATA PADA EDIS" PERTAMA PRAKATA PADA EDISI KEDUA Jilld pertama 1 BAB 1 PENDAHULUAN 1 .1 Arti minyak -dan gasbumi 5 7 10 1.1.1 1.1.2 1.1.3 1.1.4 1.1.5 11 12 1.1.6 1.1.7 pengertian minyakdan gasbumi Kepentingan minyakdan gasbumi da1am peradaban Keunggu1an minyakdan gasbumi sebagai sumber energi Ketergantungan peradaban kini pada minyakbumi Beberapa pokok kebijaksanaan da1am penggunaan minyakbumi sebagai sumber energi Minyakbumi sebagai zat unik da1am kerakbumi Ruang 1ingkup geo1ogi minyakdan gasbumi 1 .2 Sejarah dan perkembangan industri minyakbumi 1.2.1 1.2.2 Perkembangan umum industri minyakbumi Perkembangan metoda exp1orasi minyakbumi 15 17 1 .3 Perkembangan industri minyakbumi 18 19 1.3.1 1.3.2 1.3.3 Perkembangan umum Sejarah metoda exp1orasi di Indonesia Perkembangan industri minyakbumi di Indonesia perang kemerdekaan 20 22 BAB 2 HAKEKAT MINYAKHidrokarbon 2.1.2 2.1.3 Jenis hidrokarbon Pasir -Ter Serpih minyak 2 .2 H.idrokarbon 2.2.2 Hakekat Hakekat 37 2 .3 41 42 43 2.3.2 2.3.3 2.3.4 2.3.5 sete1ah DAN GASBUMI padat2.1.1 2 .1 23 di Indonesia padat cair -minyakbumi2.2.1 kimia fisika minyakbumi gasbumi2.3.1 Berbagai jenis gasb~i Susunan kimia gasbumi Pengotoran da1am gas Pemakaian gasbumi Berbagai sifat fisika gasbumi Hidrokarbon gas ataupun v Isi xi xiii TABEL GAMBAR xxiii xxiv PRAKATA PADA EDISI PERTAMA PRAKATA PADA EDISI KEDUA Jilld pertama 1 BAB 1 PENDAHULUAN 1 .1 Arti minyak -dan gasbumi 5 7 10 1.1.l 1.1.2 1.1.3 1.1.4 1.1.5 11 12 1.1.6 1.1.7 pengertian minyakdan gasbumi Kepentingan minyakdan gasbumi da1am peradaban Keunggu1an minyakdan gasbumi sebagai sumber energi Ketergantungan peradaban kini padn minyakbumi Beberapa pokok kebijaksanaan da1am penggunaan minyakbumi sebagai sumber energi Minyakbumi sebagai zat unik da1am kerakbumi Ruang 1ingkup geo1ogi minyakdan gasbumi 1 .2 Sejarah dan perkembangan industri minyakbumi 15 1.2.1 1.2.2 Perkembangan umum industri minyakbumi Perkembangan metoda exp1°fasi minyakbumi 17 1 .3 Perkembangan industri minyakbumi 18 19 1.3.1 1.3.2 1.3.3 Perkembangan umum " Sejarah metoda exp1orasi di Indonesia Perkembangan industri minyakbumi di Indonesia perang kemerdekaan 20 21 22 BAB 2 HAKEKAT MINYAK- 2. 1 Hidrokarbon 2.1.1 2.1.2 2.1.3 Jenis hidrokarbon Pasir -Ter Serpih minyak DAN sete1ah GASBUMI padat padat 2 .2 Hidrokarbon 23 2.2.1 2.2.2 Hakekat Hakekat 37 2 .3 Hidrokarbon 41 2.3.1 2.3.2 2.3.3 2.3.4 2.3.5 Berbagai jenis gasb~i Susunan kimia gasbumi pengotoran da1am gas Pemakaian gasbumi Berbagai sifat fisika 42 43 di Indonesia cair .minyakbumi kimia fisika minyakbumi gas ataupun gasbumi gasbumi v 109 44 BAB 3 .1 Minyakbumi 45 3.1.1 3.1.2 3.1.3 Rembasan minyakbumi Gunungapi 1umpur Te1aga aspa1 Buton 50 51 3 CARA TERDAPATNYA MINYAK- DAN GASBUMI pada permukaan 3 .2 Minyakbumi 3.2.1 3.2.2 3.2.3 Akumu1asi loka1 Pengertian reservoir, 1apangan dan daerah minyak Keadaan dan cara terdapatnya minyakbumi da1am reservoir 3 .3 Penyebaran minyak -dan gasbumi di dunia 3.3.1 3.3.2 3.3.3 Penyebaran Penyebaran Penyebaran 3.4 Kerangka geologi penyebaran minyak- 72 3.4.1 3.4.2 Kerangka umum -pengertian cekungan minyak penyebaran cekungan sedimen ditinjau dari tektonik 74 3.4.3 77 3.4.4 79 BAB 80 4. 1 4 .2 Pengertian batuan reservoir, porositas dan permeabilitas Porositas 81 4.2.~ 4.2.2 4.2.3 pengertian porositas Besaran porositas Skala visuil dan pemerian 82 4 .3 Permeabilitas 4.3.1 4.3.2 4.3.3 4.3.4 pengertian permeabilitas Besaran permeabilitas Skala permeabilitas semi -kwantitatif Permeabilitas relatif dan efektif 4 .4 Hakekat rongga pori 4.4.1 4.4.2 4.4.3 Klasifikasi Rongga pori Rongga pori 52 54 55 67 68 71 83 84 85 88 89 90 97 99 100 101 104 105 106 107 dalam kerakbumi 1empeng Penyebaran stratigrafi U1asan 4 BATUAN vertika1 geografi di daratan dan di 1epas pantai dan gasbumi akumu1asi minyak dan umur ditinjau dari RESERVOIR porositas rongga pori primer sekunder 4 .5 Batuan reservoir klastik detritus -batupasir 4.5.1 4.5.2 4.5.3 4.5.4 Jenis-jenis klastik detritus Fasies, bentuk dan ukuran tubuh batupasir Kesimpulan mengenai tubuh batupasir Berbagai contoh reservoir batupasir 4 .6 Batuan reservoir karbon at -gamping 4.6.1 4.6.2 4.6.3 4.6.4 Terumbu karbonat Gamping klastik Dolomit Gamping afanitik 4 .7 sebagai batuan reservoir Batuan reservoir aneka ragam BAB 5 PERANGKAP RESERVOIR 110 112 vi 5 .1 Perangkap dalam keadaan hidrostatik. 5 .2 Perangkap struktur Koesoemadinata. Geologi Minyak- daDGasbumi klasifikasi umum segi 5. 140141 5.2.1 119 125 126 129 130 134 137 2. 2 5.5.5.5.5.5. 33.3.3.3.3. Perangkap 1 2 3 4 5 5. 4 5.5. 4.1 4.2 lipatan (peta str~ktur berkontur, pengertian patahan stratigrafi Prinsip perangkap stratigrafi Klasifikasi perangkap stratigrafi Perangkap tubuh batuan reservoir terbatas perangkaF pembajian fasies -porositas lapisan reservoir Peranan daerah batuan dasar tinggi dalam pembentukan perangkap stratigrafi Perangkap kombinasi struktur Kombinasi Kombinasi lipatan patahan dan stratigrafi -pembajian -pembajian 5. 5 Perangkap ketidakselarasan 5. 5.1 Perangkap paleomorfologi 5. 5.3 5. 6 5. ,7 Perangkap penyumbatan aspal Perangkap stratigrafi dalam tiga 5. 5.2 142 144 Perangkap tutupan) Perangkap dan perangkap sekunder dimensi Klasifikasi perangkap de Sitter Perangkap dalam keadaan hidrodinamik Jilid kedua 149 151 BAB 6 ASAL MI NY AK- DAN GASBUMI 6. 1 Teori alai anorganik minyakbumi 154 6.1.1 6.1.2 6.1.3 6.1.4 6.1.5 6.1.6 Teori alkali panas dengan CO2 (Berthelot, 1866) Teori karbida panas dengan air (Mende1eyeff, 1877) Teori emanasi vo1kanik Hipotesa kimia Hipotesa asa1 kosmik Teori asa1 anorganik dari sebagian para ah1i geo1ogi Uni Soviet 155 6. 2 Teori alai anorganik minyakdan gasbumi 156 157 159 160 6.2.1 6.2.2 6.2.3 6.2.4 6.2.5 Sejarah teor~ organik Argumentasi untuk minyakbumi asa1 organik pagar Cox Data geokimia Zat organik sebagai bahan sumber r64 6 .3 Pengumpulan, pengawetan dan transformasi zat organik dalam sedimen 166 6.3.1 6.3.2 Lingkungan Lingkungan 152 153 168 170 173 Isi pengendapan zat organik pengawetan zat organik 6.3.3 Beberapa 6.3.4 6.3.5 6.3.6 U1asan Kadar zat organik Proses transformasi 1ingkungan pengumpu,lan Konsepsi batuan induk 7 .2 Penentuan batuan induk organik da1am sedimen dan batuan zat organik -minvakbumi BAB 7 BATUAN INDUK, PEMATANGAN MI NY AK- DAN GASBUMI 7 .1 zat DAN MIGRASI sedimen SERTA AKUMULASI vii 176 210 1 7.3 Waktu pembentukan minyakdan gasbumi 179 180 7.3.1 Anggapan pernbentukan segera 7.3.2 Anggapan pernbentukan 1arnbat -stadium 7.47.4.1 Pematangan minyakbumi 181 183 184 185 186 7.4.2 7.4.3 7.4.4 7.4.5 7.4.6 Pengertian pematangan Proses pematangan pematangan sebagai konversi geokimia minyakbumi Konsepsi pematangan Phi11ipi (1965) Evo1usi kerogen menurut Tissot (1974) Hubungan antara pengubahanjpematangan terma1 zat organik dengan pembentukan minyakdan gasbumi 192 193 194 7. 55.5. Migrasi 197 201 203 7.7.7.7. Sarat 2 5. 3 5. 4 5. 5 7. 6 7. fisika untuk migrasi Sumber tenaga untuk migrasi Mekanisme migrasi Migrasi primer Migrasi sekunder: arah, jarak Akumulasi minyak -dan 205 7. 6. 1 7. 6. 2 7. 6.3 208 BAB 8 EXPLORASI MINYAK- 8.0.1 8.0.2 8.0.3 212 213 215 217 220 223 225 dan mekanisme gasbumi Teori akumu1asi Gussow Teori akumu1asi King Hubbert Waktu penjebakan DAN GASBUMI Pengertian Dasar filsafat explorasi Urutan explorasi minyak- 8 .1 Perencanaan 8.1.1 8.1.2 Pemilihan daerah explorasi Studi pendahuluan dan gasbumi explorasi 8 .2 Operasi 8.2.1 8.2.2 Penyelidikan Survai detail explorasi sepintas-lalu 8 .3 Penilaian 8.3.1 8.3.2 8.3.3 Penilaian Prognosis Acara pemboran lubang 8 .4 Pemboran 232 8.4.1. 8.4.2 Hasil suatu pemboran explorasi , Laporan pemboran (well resume) 8.5 Pengembangandan 233 8.5.1 8.5.2 Geologi produksi Revaluasi daerah 234 BAB 9 GEOLOGI 236 238 9.0.1 9.0.2 9.0.3 9.0.4 9 .1 Daerah cekungan Sumatra Utara 239 240 9.1.1 9.1.2 Terdapatnya minyakdan gasbumi Beberapa 1apangan minyak utama 226 228 229 viii serpih dan prognosis prospek kosong explorasi reevaluasi MINYAKBUMI DI INDONESIA Pendahu1uan Kerangka tektonik cekungan minyak Indonesia Sedimentasi stratigrafi dan terdapatnya minyakbumi Struktur dan pe1ipatan Koesoemadinata. Geologi Minyak- dan Gasbumi 9.9. 241 243 244 249 251 252 255 257 259 261 263 265 268 269 270 271 9.2 9.3 9.3.1 9.3.2 9.3.3 9.3.4 9.3.5 9.4 9.4.1 9.4.2 9.5 9.5.1 9.5.2 9.5.3 9.5.4 277 tektonik Stratigrafi TektonikCar a terdapatnya rninyakbumi Daerah rninyak dan lapangan rninyak Daerah cekLngan Jawa Barat Utara Cekungan Cekungan Sunda Jawa Barat Utara Daerah cekungan Jawa Timur Percekungan laut Jawa Tirnur Cekungan Jawa Tirnur -Madura Daerah Cepu Daerah rninyak Surabaya Daerah cekungan Kalimantan 9.6.1 9.6. 2 9.6.3 9.6.4 9.7 9.7.1 9.7.2 9.7.3 Kerangka Cekungan Cekungan Cekungan Timur tektonik Barito Kutai Tarakan Daerah cekungan Laut Cina Selatan Kerangka tektonik Lapangan rninyak Lapangan rninyak Borneo Baratlaut) di di cekungan cekungan Natuna Natuna Barat Tirnur (Geosinklin Daerah cekungan Kepala Burung, Irian Jaya 8. 1 Cekungan Salawati 9. 8. 2 Cekungan Bintuni 9.9.9.9. 99.9.9. 9. Daerah cekungan Bula, 1 2 278 Daerah cekungan Sumatra Selatan Kerangka 9.6 8 272 275 Daerah cekungan Sumatra Tengah 3 9. 4 Seram Terdapatnya rninyakbumi Lapahgan rninyak Berbagai sifat rninyak Asal rninyakbumi DAFT AR PUST AKA Isi ix 33 131 Jilid 6 20 32 34 35 38 42 pertama 1-1 Nilai kalori beberapa jenis bahan-bakar2-1 Susunan unsur kimia minyakdan gasbumi, dalam persen berat. 2-2a Jenis hidrokarbon yang telah diisolasikanatau diidentifikasikan dalam berbagai jenis minyakbumi (menurut Bestougeff, 1967). 2-2b Susunan molekul hidrokarbon utama dari minyakbumi (menurut Bestougeff, 1967). 2-3 Susunan senyawa hidrokarbon utama dalam berbagai fraksi distilasi minyakbumi. 2-4 Contoh suatu hasil analisa Hemple. 2-5 Konversi berat jenis, derajat API dan Baume (Levorsen, 1958). 2-6 Susunan kimia gasbumi dari lapangan Badak (Kalimantan Timur dalam persen molekul) (Helmig, 1974) 59 3-1 67 3-2 76 3-3 77 3-4 85111 4-1 Susunan kimia beberapa jenis air formasi dibandingkan denganair laut dalam ppm (menurut Levorsen, 1958). Statistik penyebaran vertikal akumulasi minyakbumi (Knebel dan Rodriquez, 1956). Tabel cekungan sedimen yang menghasilkan lapangan minyak minyakbumi raksasa di dunia (menurut Klemme, 1970). Penyebaran minyakbumi ditinjau dari segi umur (menurut Knebel dan Rodriguez, 1954). Klasifikasi besar pori (menurut Chocquette dan Pray, 1970). 5-1 132 Klasifikasi perangkap menurut berbagai penulis (Clapp, Wilson, Heald, Heroy, dan Wilhelm). 5-2 Klasifikasi perangkap stratigrafi (menurut Rittenhouse, 1972) 5-2a perincian jenis perangkap stratigrafi (menurut Rittenhouse, 1972). Jilid kedua 177 187 7-1 7-2 188 7-3 stadium kompaksi serpih (menurut Hedberg, 1937). Berbagai jenis bahan zat organik yang tersebar'dalam batuan sedimen sebelum dan sesudah mengalami perubahan (menurut Staplin, 1969). lndeks pengubahan Termal (TAl) (menurut Staplin, 1969) xi 194 7-4 240 9-1 243 9-2 245 250 253 9-3 9-5 262 9-6 xj,i 9-4 Hubungan antara besar-butir dengan tekanan pergeseran da1am dyne/cm2 yang diper1ukan untuk migrasi (dikutip dari Levorsen, 1958). Lapangan minyak Sumatra Utara, minyak berdasar para fin ringan. Lapangan minyak Sumatra Tengah, minyak berdasar parafin berate Stratigrafi umum Sumatra Se1atan (Jackson, 1961). Lapangan minyak di Sumatra Se1atan Beberapa sifat minyak di daerah percekungan Jawa Barat (diambi1 dari Todd dan Pu1unggono, 1971). Lapangan minyak daerah Jawa Timur (diadaptasikan dari : Soetantri, Samuel dan Nayoan, 1973). Koesoemadinata,Geologi Minyak. daD Gasbumi 3. Ucapan terimakasih atas izin reprodiksi penulis ingin mengucapkan terimakasih atas izin yang diberikan oleh berbagai penerbit untuk memproduksi ilustrasi yang dipakai dalam buku ini. BAB 3 45 1 Jenis seizin rernbasan rninyakburni (rnenurut Am. Assoc. Petroleum Geol.J Link, 1952; direpr xiii 3. 3.19 46 2 Rembasan jenis 3 47 3. 4 5 6 48 52 3.7 56 3. 8 3.9 3.10 60 3.11 62 3.12 63 3.13 65 3.14 66 3.15 3.16 68 3.17 69 3.18 70 3.20 3.21 xi v 3 (Link, 1952; direpr. seizin Am. Assoc. Petroleum Geol.) Rembasan jenis 4 dari Link (1952); keluar sepanjang ketidakselarasan (direpr. seizin Am. Assoc. Petroleum Geol.) Rembasan jenis 5 dari Link (1951); rembasan yang berasosiasi dengan intrusi (direpr. seizin Am. Assoc. Petroleum Geol.) Peta penyebaran rembasan minyakbumi di Indonesia bagian barat (menurut Link, 1952; direpr. seizin Am. Assoc. Petroleum Geol.) Penyebaran gunungapi lumpur dan struktur geologi di Kalimantan Timur (diambil dari Weeda, 1958; direpr. seizin Am. Assoc. Petroleum Geol.) Penampang geologi melalui telaga-aspal Buton (menurut Hetzel, 1936) Penampang perangkap yang seluruhnya terbuka ke bawah Penampang Ferangkap yang setengah terbuka ke bawah Penampang perangkap yang seluruhnya tertutup G~ri segal a arah Diagram memperlihatkan pengaruh tekanan dan temperatur terhadap fasa gas/cairan minyakbumidan gas hipotesis (menurut Levorsen, 1958; direpr. seizin W.H. Freeman and Company) Grafik hubungan antara tekanan penggeseran (Pd) dan permeabilitas (K) serta nilai n (indeks penyebaran besar pori) (menurut Stone dan Hoeger, (1973; direpr. seizin Am. Assoc. Petroleum Geol.) Kedudukan serta sifat batas air-minyak dan gas dalam reservoir (Levorsen, 1958, halo 292; direpr. seizin W.H. Freeman and Company) Jenis-jenis gradien tekaran dalam sumur (menurut Bradley, 1975) Contoh suatu grafik gradien geotermis, dalam lapisan pasir Guasare dan gamping Kapur, di Venezuela (Levorsen, 1958, halo 405; direpr. seizin W.H. Freeman and Company) Kurva gradien termal cekungan Jawa bagian baratlaut untuk dipergunakan dengan data DST (menurut Fletcher dan Bay, 1975; direpr. seizin Indon. Petroleum Assoc.) Penyebaran cekungan sedimen dan lapangan minyak-utama di benua Eropa (Halbouty dkk., 1970; direpr. seizin Am. Assoc. Petroleum Geol.) Penyebaran cekungan sedimen dan lapangan minyak-utama di benua Asia (Halbouty, 1970; direpr. seizin Am. Assoc. Petroleum Geol.) penyebaran cekungan sedimen dan lapangan minyak-utama di benua Amerika Utara (Halbouty, 1970; direpr. seizin Am. Assoc. Petroleum Geol.) Penyebaran cekungan sedimen dan lapangan minya.k-utama di benua Amerika Selatan (Halbouty, 1970; direpr. seizin Am. Assoc. Petroleum Geol.) penyebaran cekungan sedimen dan lapangan minyak-utama di Australia-Asia Tenggara (Halbouty, 1970; direpr. seizin Am. Assoc. Petroleum Geol.) Koesoemadinata.Geologi Minyak- dan Gasbumi 71 4. 5. 114 3.22 Penyebaran 72 3.23 75 3.24 cekungan sedimen dan 1apangan minyak-utama di benua Afrika (Ha1bouty, dkk., 1970; direpr. seizin Am.Assoc. Petroleum Geol.) Kerangka tektonik 1empeng daripada cekungan sedimen di dunia (menurut Klemme, da1am Ha1bouty, dkk., 1970; direpr seizin Am. Assoc. Petroleum Geol.) K1asifikasi cekungan sedimen da1am kerangka tektonik lempeng (Koesoemadinata, 1978) BAB 4 83 86 87 88 89 93 94 1 Grafik memperlihatkan permeabilitas relatif dengan perbedaan penjenuhan air dan minyak (Levorsen, 1958;direpr. seizin W.H. Freeman and Co.) 2 Grafik memperlihatkan permeabilitas relatif dengan perbedaan penjenuhan gas dan minyak (Levorsen, 1958;direpr. seizin W.H. Freeman and Co.) 4. 3 pengaruh pemilahan dan matrix terhadap porositas dan permeabilitas dalam greywacke (Levorsen, 1958; direpr. seizin W.H. Freeman and Co.) 4.4 pengaruh susunan butir terhadap porositas (menurut Grat'on, 1953; direpr. seizin W.H. Freeman and Co.) Refraksi dari patahan yang mengakibatkan di'latansi dan 4.5 retakan pada batuan sepanjang patahan perbandingan berbagai macam 6 Diagram yang memperlihatkan jenis batuan reservoir sebagai cadangan minyakbumi (berdasarkan data Knebel dan Rodriguez, 1956) 4.7 Redfork suatu lensa (Withrow, Petroleum Geol.) 1968;dLrepr. 8 Proses pembentukan lensa dalam delta 96 4. 9 97 4.10 4.11 4.12 102 103 sandstone, contoh seizin Am. Assoc. (disadur dari Coleman dan Gagliano, 1964) Contoh lapisan saluran (pengisian lembah) di Nebraska, Amerika Serikat (Harms, 1966; direpr. seizin Am. Assoc. Petroleum Geol.) Lapisan pasir yang multi-lateral Diagram terumbu penghalang pada pinggiran suatu paparan Penampang melalui lapangan Leduc, di Kanada Barat (Gussow, 1954; Vincelette, 1973; direpr. seizin Indon. Petroleum Assoc.) BAB 5 110 112 113 5. 1 Medan gaya yang bekerja pada titik-titik minyak dalam perangkap reservoir dalam keadaan hidrostatik dan hidrodinamik 25. Prinsip penjebakan minyak dalam perangkap struktur 3 Beberapa prinsip kontur struktur(diadaptasikan dari LeRoy, 1951) 5.4 Perangkap tutupan struktur memperlihatkan unsur titik limpah dan 5 Peta struktur berkontur lapangan minyak Badak sebagai co~toh perangkap lipatan (Gwinn, Helmig dan Kartaadiputra, 1974; direpr. seizin Indon. Petroleum Assoc.) Gambar xv 116 5. 121 5.165.17 5.21 5.27 5.30 128 115 117 118 119 120 122 123 124 125 126 127 xvi 6 Peta struktur berbagai jenis perangkap struktur, beserta penampangnya dari daerah Jawa Timur (menurut Soetantri dkk., 1973; direpr. seizin Indon. Petroleum Assoc.) 7 Rentetan lapangan minyak Kidangan-Wonocolo di atas suatu sumbu antiklin (menurut Soetantri, dkk., 1973; direpr. seizin Indon. Petroleum Assoc.) 85.Perubahan tutupan pada perlipata~ konsentrik 9 Perubahan tutupan karena pelipatan bersi£at diapir, lapangan Kirkuk, Irak (H.V. Dunnington, 1958; direpr. seizin Am. Assoc Petroleum Geol.) 5.10 Perubahan tutupan karena pelipatan yang berulang-ulang 5.11 Per~ahan tutupan karena ketidakselarasan 5.12 Efek asimetri terhadap lokasi tutupan 5.13 pengaruh konvergensi lapisan terhadap tutupan (diadaptasikan dari Levorsen, 1958) 5.14 Perangkap patahan dengan kemiringan wilayah sebagai salah satu unsur 5.15 Perangkap patahan dengan pelengkungan lapisan sebagai salah satu unsur Perangkap patahan melengkung dengan kemiringan wilayah Contoh kombinasi patahan normal dan lipatan Mangun JayaTanjung Tiga (menurut Shell-BPM, 1961) 5.18 Perangkap sesar-sungkup Turner Valley, di Kanada Barat (Link, 1950; direpr. seizin Am. Assoc. Petroleum Geol.) 5.19 Perangkap patahan tumbuh dengan 'roll-over' lapangan minyak Pungut dan Tandun di 5.20 Peta struktur Sumatra Tengah, sebagai contoh perangkap patahan transversal (Mertosono, 1975; direpr. seizin Indon. Petroleum Assoc.) Penampang seismik melalui lapangan minyak Tandun, yang memperlihatkan komponen vertikal'dari patahan transversal Pungut-Tandu,n (menurut Mertosono, 1975; direpr. seizinIndon. Petroleum Assoc.) 5.22 Suatu penampang ideal m~lalui suatu lapangan minyak kubah garam di daerah Gulfcoast Amerika Serikat (Levorsen,1954; direpr. seizin W.H. Freeman and Co.) 5.23 Tektonik patahan-bongkah di bawah laut Jawa (Todd dan Pulunggono, 1971; direpr. seizin Oil and Gas J.) 5.24 Beberapa unsur utama dalam perangkap stratigrafi, penghalang-permeabilitas dan kedudukan struktur 5.25 Pembagian lapisan reservoir sebagai unsur perangkap stratigrafi 5.26 Penyerpihan lapisan reservoir (jari-jemari) sebagai unsur perangkap stratigrafi Unsur perangkap yang disebabkan oleh pemancungan lapisan reservoir oleh ketidakselarasan 5.28 Diagram penampang suatu pasir-alur lembah jurus (strike valley, channel sand) yang memperlihatkan pembatasan lapisan reservoir oleh bidang erosi (disadur dari Busch, 1959) 5.29 Penampang beberapa tubuh pasir memperlihatkan posisi akumulasi minyakbumi karena kedudukan struktur Peta isopach suatu lensa batupasir Koesoemadinata,Geologi Minyak- dan Gasbumi 133 5.42 5.41 5.40 5.39 5.38 5.37 5.36 5.35 139 141 142144 xvii ~ .., ,"'" " ."" 1~n ~ ~~ 5.34 Peta isolith batupasir suatu kompleks delta, lapangan minyak Red Wash, utah, Amerika Serikat (disadur dari Koesoemadinata, 1970) Peta kontur memperlihatkan perangkap stratigrafi perbandingan pasir serpih sebagai unsur Superimposisi a1ur (dari daripada Busch, 1961). lipatan di Interva1 atas garis tubuh-tubuh pasir kontur struktur 20 kaki (direpr. seizin Am. Assoc. Petroleum Geol.) Penampang suatu terumbu tiang, lapangan Kasim Jaya, Irian Jaya (Vincelette, 1973; direpr. seizin Indon. Petroleum Assoc.) Peta struktur suatu terumbu tiang (Terry dan Williams, 1969) Lapisan pasir transgresi-regresi sebagai contoh penyerpihan (McKenzie, 1972~ direpr. seizin Am. Assoc. Petroleum Geol.) Pernba1ikan kemiringan wilayah dari kemiringan aslinya menyebabkan unsur perangkap oleh penyerpihan ke arah 1aut. Penyebaran lapangan minyak da1am ja1ur-ja1ur yang sejajar dengan jurus pantai di daerah Te1uk Mexiko (A). Pernbajian Frio Sand bertindak sebagai perangkap (B). Detail dari salah satu 1apangan minyak Armstrong di Texas (C), di mana je1as tutupan disebabkan oleh ketidakteraturan garis pembajian permeabi1itas (disusun dari Levorsen, 1958, ha1. 197, dan Ha1bouty, 1968~ direpr. seizin W.H. Freeman and Co dan Am. Assoc. Petroleum Geol.) Kompleks terumbu yang disebabkan transgresi dan regresi (Henson, 1950; direpr. seizin Am. Assoc. Petroleum Geol.) Perubahap permeabi1itas ke arah atas kemiringan yang disebabkan karena do1omitisasi (Lapangan Empiro Abo, menurut LeMay, 1972; direpr. seizin Am. Assoc. Petroleum Geol.) 5.43 5.44 5.45 5.46 5.47 Kombinasi perangkap stratigrafi dan struktur 1ipatan di mana di satu fihak 1apisan reservoir membaji Peta struktur perangkap kombinasi patahan dan pembajian Hubungan ketidakse1arasan dengan perangkap di atas dan di bawahnya (menurut Martin, 1966~ direpr. seizin Am. Assoc. Petroleum Geol.) Peta pa1eogeo1ogi dan pa1eotopografi perangkap ketidakse1arasan bersudut, yang dari membentuk 1apangan minyak Norton, Kansas di Amerika Serikat. Penampang memper1ihatkan pa1eontopografi (disadur dari Levorsen, 1960, halo 59) Penampang seismik di Irian Jaya yang memper1ihatkan terumbu (Vince11ete, 1973; direpr. seizin Indon. Petroleum Assoc.) Klasifikasi perangkap A. Penampang geo1ogi gradien-hidrodinamik minyak menurut de Sitter (1950) untuk memper1ihatkan terjadinya karena permukaan potensiometri. B. Resu1tan gaya pe1ampungan dan gradien hidrodinamik Berta bidang ekipotensia1 minyak yang miring (diambi1 dari King Hubbert, 1953; direpr. seizin Am. Assoc. Petroleum Gambar Assoc.) 6. 145 5.48 146 5.49 5.50 147 5.51 5.52 5.53 148 5.54 Perbedaan kemiringan batas air-minyak dan minyak-gas dan hubungannya dengan kemiringan permukaan piezometri (A) Berta berat jenis minyak (API gravity) dan gas (B). (Levorsen, 1958; direpr. seizin W.H. Freeman and Co.) Pemisahan akumulasi minyakdan gas dalam keadaan hidrodinamik (King Hubbert, 1953; direpr. seizin Am. Assoc. Petroleum Geol.) Akumulasi minyak dalam hidung suatu antiklin pada keadaan hidrodinamik, lapangan minyak Coles Levee, Kalifornia; penampang melalui lapangan utara, (Levorsen, 1958; halo 548; direpr. seizin W.H. Freeman and Co.) Akumulasi hidrodinamik dalam perbedaan permeabili taB loka1. Peningkatan gradien potensia1 di daerah permeabilitas rendah menyebabkan bidang ekipotensial minyak miring ke atas menyentuh atap lapisan pasir dan suatu perangkap minyak dapat terjadi dalam ruangan yang ditutupi oleh bidang ekipotensial seluruhnya dari bawah (King Hubbert, 1953; direpr. seizin Am. Assoc. Petroleum Geol.) Perangkap stratigrafi dalam keadaan hidrodinamik, dimana tekanan penggeseran (Pd) memegang peranan. (Hill, Colburn dan Knight, 1961, diadaptasi oleh McNeal, 1965; direpr. seizin Am. Assoc. Petroleum Geol.) Suatu penampang diagram mela1ui suatu 1apisan pasir yang memperlihatkan perubahan permeabilitas ke atas dengan kemungkinan adanya minyak yang dijebak secara hidrodinamik oleh arah a1iran air ke bawah. Gambar karan memperlihatkan bagaimana suatu kolom minyak da1am lapisan reservoir dapat ditahan oleh aliran air ke bawah (Robert R. Berg, 1975; direpr. seizin Am. Assoc. Petroleum Geol.) Kedudukan akumulasi minyakbumi terhadap peta struktur berkontur dalam keadaan hidrostatik (A) dan da1am keadaan hidrodinamik (King Hubbert, 1953; direpr. seizin Am. Petroleum Geol.) Jilid kedua BAB 6 157 6. 1 160 2 161 6. 3 6. 4 6. 5 6. 6 6. 7 162 163 xviii 6. 8 Struktur rnolekul klorofil serta hubungannya serta penguraiannya rnenjadi porfirin dan isoprenoid Penyebaran perbandingan isotop C13/C14 dalarn berbagai (rnenurut Silverman, 1973) Bagan struktur rnolekul suatu protein (Colombo, 1963) Bagan struktur selulosa Bagan struktur suatu lignin Bagan struktur rnolekul beberapa kornponen fraksi lipid Contoh reaksi Diels-Alder, rnernperlihatkan salah satu hasil reaksi antara asarn oleostearat dan asarn crotonat perbandingan H/C -O/C dari pelbagai zat organik dan rninyakb~i (rnenurut Van Krevelen) Koesoemadinata,Geologi Minyak- dan Gasbumi zat 6. 184186 189 190 7. 7.11 197 7.14 7.16 201 7.17 166 9 Penampang suatu cekungan euxinic BAB 7 174 180 183 193 195 203 Gambar 1 Bahan organik larut versus karbon organik total dari penampang terpilih Talang Akar (Fletcher dan Bay, 1975;direpr. seizin Indon. Petroleum Assoc.) 2 Penampang stratigrafi terpulihkan Sumatra Selatan memperlihatkan batuan induk dan arah migrasi (Dufour, 1957) 7, 3 Migrasi ~emisahan fasa menurut Silverman (1967). Proses ini terjadi karena reduksi tekanan yang disebabkan peretakan la~isan penutup atau pelepasan beban karena erosi (direpr. seizin Am. Assoc. Petroleum Geol.) 4 Susunan minyakbumi sebagai suatu fungsi derajat konversi Unenurut Andreyev, dkk., 1961; direpr. seizin Am. Assoc. Petroleum Geol.) 57. Evolusi minyakbumi (maturation) menurut McIver, 1963 6 Langkah-langkah utama dalam evolusi kerogen dan pembentukan pembentukan hidrokarbon (menurut Tissot., et. al., 1974) 7 Perbandingan berbagai metoda penentuan LOM (Tingkat pematangan Organik) 7.8 Hubungan temperatur dan kedalaman dari batubara dan minyakbumi (menurut Klemme, 1972; direpr. seizin Oil and Gas J.) 9 Sumur bor memperlihatkan korelasi antara indeks alterasi termal dengan temperatur bawah permukaan P.S.I. L -2 (menurut Fletcher dan Bay, 1975; direpr. seizin Indon. Petroleum Assoc.) 7.10 Gradien geotermal rata-rata pada 5000 kaki, cekungan Jawa bagian barat laut (menurut Fl'etcher dan Bay, 1975;direpr. seizin Indon. Petroleum, Assoc.) Diagram lubang pori memper1ihatkan hubungan kapilaritasA. Tetes minyak dalam keadaan tidak bergerak B. Tetes minyak da1am keadaan ditekan untuk bergerak (Levorsen, 1958; direpr. seizin W.H. Freeman and Co.) 7.12 Struktur suatu 'micelle' (menurut Baker, 1962; direpr. seizin Am. Assoc. Petroleum Geol.) 7.13 Hubungan antara produksi masa lalu ditambah dengan cadangan terbukti di Amerika Serikat dengan jum1ah relatif 1empung yang berkembang dalam sedimen yang mengelilinginya (menurut Weaver, 1960; direpr. seizin AmAssoc. Petroleum Geol.) Susunan serpih marin secara keseluruhan pada waktu dehidrasi (Burst, 1969; direpr. seizin Am. Assoc. Petroleum Geol.) (a) kurva dari Powers 7.15 Penyebaran air bawah permukaan: (1959) menggambarkan sistem dehidrasi di bawah permukaan bertingkat dua untuk sedimen montmorillonite (b) kurva dari Powers (1959) yang disesuaikan dan ditafsirkan sebagai sistem 3 tinykat. (c) kadar air dari kurva yang meref1eksikan persentasipada setiap stadium dehidrasi (direpr. seizin Am. Assoc. Petroleum Geol.) Model klastik/hidrokarbon (menurut Klemme, 1972; direpr. seizin Oil and Gas J.) Diferensiasi minyak dan gas dalam ~erangkap yang menye- xix 7.19 9. 251 7.18 204 207 menyebabkan minyak me1impah (Gussow, 1951; direpr. seizinAm. Assoc. Petroleum Geol.) Penyebaran minyak dan gas pada deretan struktur karena penjebakan pemisahan diferensia1 (menurut Gussow, 1951;direpr. seizin Am. Assoc. Petroleum Geol.) Sejarah dan waktu akumu1asi minyakbumi da1am struktur di daerah Cepu (menurut Soetantri dkk., 1973; direpr. seizin Indon. Petroleum Assoc.) BAB 8 8. 1 209 8.2 8. 3 211 BAB 9 1 Indonesia 235 236 238 239 240 241 242 243 9. bagian barat-Kerangka tektonik utama cekungan sedimen Tersier (menurut Koesoemadinata dan Pulunggono, 1971) 2 Stratigrafi Tersier cekungan minyak di Indonesia bagian barat Sumatra -Jawa 3 Stratigrafi, Tersier cekungan minyak di Indonesia bagian barat Kalimantan Timur 4 Kerangka tektonik daerah cekungan Sumatra utara (cekungan Aceh) serta penyebaran lapangan minyak 5 Penampang cekungan minyak Sumatra utara me1alui lapangan gas Arun di Aceh 6 Struktur terumbu lapangan Arun (menurut Graves dan Weegas, 1973) 7 Daerah cekungan Sumatra Tengah serta penyebaran lapangan minyak 8 Penampang melintang cekungan Sumatra Tengah (menurut Mertosono dan Nayoan, 1974) 9 Daerah cekungan Sumatra Selatan serta penyebaran 1apangan 244 248 9.10 9.11 249 9.12 9.13 9.14 252 Perkembangan cadangan dan produksi harian di Amerika Utara/Amerika Serikat dalam tahun enampuluhan dan tujuh puluhan (data dari World Oil, 1960-1976) Perkembangan cadangan minyak dunia pada tahun enampuluhan dan tujuhpuluhan (data diambil dari World Oil, 1960 1975) Urutan operasi survai explorasi minyakdan gasbumi (explorasi sebagai suatu sistem) 9.15 minyak Diagram penampang daerah cekungan Sumatra Selatan Peta struktur berkontur 1apangan minyak Talang Akar Pendopo, suatu contoh struktur asimetri yang dikombinasi sesar naik (menurut Levorsen, 1958; direpr. seizin W.H. Freenan and Company) Penampang geologi melalui lapangan Kampong-Minyak Sumatra Selatan (rnenurut BPM) Daerah cekungan Jawa Barat Utara Penarnpang Utara -Selatan rnelalui cekungan Sunda (rnenurut Todd dan pulunggono, 1971; direpr. seizin Oil, Gas J.) Peta struktur lapangan rninyak Cinta di lepas-pantai Lampung (rnenurut Todd dan pulunggono, 1971; direpr. seizin Oil, xx Gas J.) Koesoemadinata,Geologi Minyak- dan Gasbumi 9.17 9.16 Struktur 9.18 9.19 9.20 9.21 9.22 9.23 9.24 263 264 265 266 9.25 9.26 9.27 9.28 9.29 9.30 268 269 270 9.31 9.32 9.33 9.34 9.35 9.36 9.37 9.38 9.39 9.40 Gambar lapangan Jatibarang (menurut Sutan Asin dan Tarunadjaja, 1972: direpr. seizin Indon. Petroleum Assoc.) Struktur lapangan di komplex 'Arjuna', lepas pantai Jawa Barat (diambil dari Todd dan Pulunggono, 1971: direpr. seizin Oil, Gas J.) Daerah cekungan Jawa Timur (diadaptasikan dari Sudiro dkk., 1973) Penampang geologi timur-barat melalui Laut Jawa (Koesoemadinata dan pulunggono, 1971) Penampang melintang utara-selatan cekungan Jawa Timur Diagram nomenklatur stratigrafi Jawa Timur Peta geologi daerah Cepu memperlihatkan penyebaran lapangan minyak (diambil dari Soetantri dkk., 1973: direpr. seizin Indon. Petroleum Assoc.) Peta struktur lapangan Ledok (diambil dari Soetantri dkk., 1973: direpr. seizin Indon. Petroleum ASSOC.) Peta struktur lapangan Nglobo (menurut Soetantri dkk., 1973: direpr. seizin Indon. Petroleum Assoc.) Daerah Cekungan Kalimantan Selatan Penampang barat-timur cekungan Barito Cekungan Kutai daerah cekungan Kalimantan Timur Penampang geologi ideal melalui cekungan Kutai daerah cekungan Kalimantan Timur Peta struktur lapangan Badak, Kalimantan (menurut Gwinn, Helmig dan Witular, 1974: direpr. seizin Indon. Petroleum Assoc.) Peta struktur lapangan Ataka, Kalimantan Timur (menurut Schwartz, dkk., 1973: direpr. seizin Indon. Petroleum Assoc.) Cekungan Tarakan daerah Cekungan Kalimantan Timur Percekungan Tersier Laut Cina Selatan Urutan stratigrafi di Cekungan Teluk Thailand yang diusulkan oleh Armitage dan Viotti (1972). South Malay Basin adalahiistilah lain bagi Cekungan Natuna Barat Stratigrafi Tersier percekungan Laut Cina Selatan diadaptasikan dari Pupilli (1973) Kerangka tektonik utama beberapa cekungan Tersier Irian Jaya Penampang barat-timur melalui lapangan minyak Klamono Irian Jaya Lapangan Kasim (menurut Vincellete, 1973: direpr. seizin Indon. Petroleum Assoc.) Daerah percekungan Tersier Muda-Kwarter di Seram (menurut Paten dan Zillman, 1975: direpr. seizin Indon. Petroleum Assoc.) Stratigrafi cekungan Bula: berdasarkan penampang seismik (menurut Paten dan Zillman, 1975: direpr. seizin Indon. Petroleum Assoc.) Kontur struktur dan fasies lapisan reservoir lapangan minyak Bula, Seram (menurut Paten dan Zillman, 1975; direpr. seizin Indon. Petroleum Assoc.) xxi 277 9.41 9.42 xxii Konfigurasi batuan dasar cekungan Bula, Seram (rnenurut Zillrnan dan Paten, 1975; direpr. seizin Indon. Petroleum Assoc.) Terdapatnya hidrokarbon dan pernboran exploras.i di cekungan Bula (rnenurut Zillrnan dan Paten, 1975; direpr. seizin Indon. Petroleum Assoc.) Koesoemadinata,Geologi Minyak- dan Gasbumi Dalam edisi kedua ini banyak dilakukan penambahan materi, sehingga diharapkan perbaikan dan perubahan maupun buku ini menjadi lebih mantap. pada edisi pertama terdapat beberapa kesalahan yang cukup serius, misalnya beberapa rumus serta sejumlah angka sehingga perlu dilakukan koreksi secara menyeluruh. Sejak edisi pertama terbit di tahun 1978 terjadi kemajuan da1am i1mu geokimia organik mengenai cara terbentuknya minyakdan gasbumi maupun da1am migrasi. Suatu kecenderungan terjadi di ka1angan para ah1i geo1ogi minyak untuk menerima teori degradasi terma1 serta pematangan (maturation) sebagai suatu teori yang baku da1am pencaharian minyakbumi. Misa1nya saja kriteria geokimia untuk batuan induk yang da1am buku edisi pertama masih diragukan. Da1am buku ini kriteria baru yang te1ah dianggap baku da1am penentuan batuan induk serta kriteria untuk pematangan diuraikan secara terperinci. Namun demikian buku ini masih tetap netral dalam masalah teori terbentuknya minyakdan gasbumi, karena masih pula terdapat sejumlah tulis'an, misalnya Wilson (1975) yang memperlihatkan adanya paradoks antara teori geokimia terbentuknya minyak dan gasbumi dengan kenyataan geo-logi. Se1ain itu da1am bab Geo1ogi Minyakbumi Indonesia te1ah dimasukkan suatu pasa1 mengenai propinsi minyak baru di Laut Cina Se1atan yang diketemukan di pertengahan tahun tujuhpu1uhan dengan diresmikannya 1apangan minyak 'Udang' di sebe1ah barat kepu1auan Natuna pada tahun1978. Mudah-rnudahan edisi pengetahuan geologi kedua ini akan rnenuju ke kesernpurnaan rnengenai rninyakdan gasburni dalarn bahasa Indonesia. Bandung 1980 Penulis xxiii Dengan selesainya buku Geologi Minyak- dan Gasbumi penulis memuji syukur ke hadlirat Tuhan Yang Mahaesa, karena penulisan buku ini dilakukannya pada saat sibuk dengan berbagai macam pekerjaan, baik sebagai Ketua Departemen Geologi ITB, maupun sebagai seorang yang turut serta aktif dalam berbagai tahap eksplorasi minyakbumi untuk Pertamina. Namun justru aktivitas terakhir ini memberikan aktualitas pada buku ini, sehingga berbagai aspek dapat diambil langsung dari pengalaman penulis, clan dengan demikian juga contoh sebanyak mungkin dapat diambil dari Indonesia. Buku ini sebetulnya merupakan perkembangan dari perkuliahan Geologi Minyak- dan Gasbumi dan Geologi Minyak Lanjut pada Institut Teknologi Bandung, Universitas Negeri pajajaran clan Akademi Geologi dan Pertam-bangan. Geologi minyak- clan gasbumi pada hakekatnya bukanlah suatu ilmu dalam arti yang sebenarnya, tetapi lebih merupakan penerapan ilmu geologi untuk mencari minyak- clan gasbumi. Ilmu itu mencakup stratigrafi, sedimentologi, petrografi, geologi struktur dan tektonik, geokimia organik dan mekanika fluida, clan sebagainya. Selain itu tercakup pula di dalamnya metoda geologi seperti geologi lapangan clan geologi potret. Para pembaca diharapkan paling tidak telah faham akan asas berbagai ilmu tersebut. peristilahan teknik juga merupakan problema. penulis berusaha keras untuk menterjemahkan semua istilah ke dalam bahasa Indonesia, namun hal ini tidak selalu mungkin. Dalam banyak hal penulis lebih condong untuk melakukan pengindonesiaan istilah asing, khususnya Ingg~is. Akhirul kalam penulis ucapkan banyak terimakasih kepada Pimpinan ITB, terutama Ir. S pramutadi dari Badan Pendidikan yang telah mempercayakan kepadanya penulisan buku ini. Kepada para rekannya di Departemen Geologi diucapkan banyak terimakasih atas diskusi berbagai aspek Ilmu Geologi, yang hasilnya dituangkan ke dalam buku ini. Juga pada semua rekannya di Pertamina, terutama Drs. A. Pulunggono, diucapkan banyakterimakasih. Dengan merekalah telah banyak dilakukan pertukaran fikiran, malah mungkin beberapa ide tanpa disadarinya telah 'terbajak'. Terimakasih juga disampaikan kepada para ahli geologi berbagai perusahaan minyak internasional, terutama Indonesia cities Service, Inc. yang telah menyumbangkan banyak pikiran kepadanya; karena tanpa disadari pula berbagai idenya tertuangkan dalam buku ini. Penulis juga sangat berterimakasih kepada para asisten clan bekas asistennya, Saudara Ir. Nurzal Baharuddin, Ir. Toto Santoso, Ir. Th. Matasak, Ir. Rustiadi,Ir. Nana Syam Karso dan banyak lagi yang telah membantunya dalam mengumpulkan data untuk buku ini. Kepada para juru gambar, terutamasdr. Tumin Ryanto, penulis berterimakasih bagi penggambaran ilustrasi xxv buku ini yang bermutu tinggi. penghargaan setinggi-tingginya diberikan kepada para sekretaresenya, Nn. Lala Herawati dan Nn. Yati Duryati yang dengan tekun berjam-jam mentranskripsi diktasi dalam kaset serta mengetiknyai dan Nn. Hendang Setijograheni yang juga turut mengetik naskah ini berulang-ulang tanpa jernu-jemu pada penyelesaiannya. Tidak lupa pula diberikan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada para bekas guru besarnya: Prof: Dr. Th. H.F. Klompe almarhum, orang pertama yang memberikan pengarahan kepada kami ke dalam ilmu geologi minyakbumii Dr. J. Lintz Jr, yang memberikannya dorongan untuk melanjutkan berkecimpung dalam ilmu tersebuti dan kepada para profesor Dr. John D. Haun, Dr. Robert J. Weimer dan Dr. L.W. Leroy dari Colorado School of Mines yang memberikan 'final touches' dan mematangkan penulis dalam ilmu ini. Kepada Ir. R:M. Sutjipto Puspokusumo, bekas Direktur Akademi Geologi dan Pertambangan diucapkan terimakasih, karena atas prakarsa beliaulah diktat kuliah Geologi Minyak ini ditulis untuk AGP dan dibiayai pula olehnya, yang kemudian telah berkembang jadi buku yang sekarang ini. Terakhir, penulis berhutang budi kepada keluarganya yang telah rela menyisihkan waktu untuk bercengkerama, memberikan kesempatan bagi penulis buku ini. Semoga Tuhan Yan~ Maha pengasih dan penyayang dapat membalasbudi at as bantuan yang telah diberikan itu. Amin. Bandung, Penulis xxvi 25 Nopember 1977 1 1.1 ARTI MINYAK- DAN GASBUMI 1.1-1 PENGERTIAN MINYAKDAN GASBUMI Minyakdan gasbumi adalah ~s~~~ah Indonesia yang pemakaiannya telah mendarah-daging pada kita. Sebelumnya, lebih banyak dipergunakan orang istilah minyak tanah yang berarti minyak yang dihasilkan dari dalarn tanah. Dengan diketahuinya bahwa minyak tanah atau minyak mentah itu terdapat bersarna-sama dengan gas alarn, maka istilah yang lazim sekarang adalah minyakdan gasbumi. Dalarn beberapa bahasa lain, di antaranya Inggris, istilah yang dipergunakan adalah petroleum, yang berasal dari kata petro, batu dan oleum, minyak. Jadi arti 'petroleum' sebenarnya ialah 'minyak batu'. Istilah 'minyakbumi' lebih tepat, karena memang minyak ini terdapat dalam bumi dan bukan dalarn tanah. Istilah yang juga Bering digunakan adalah minyak mentah, dalarn bahasa Inggris crude oil atau disingkat crude Baja. Minyak mentah berarti minyak yang belum dikilang, jadi yan( masih terdapat dalarn kerakbumi. Selain i tu terdapat gasbumi yang dalarn bahasa Inggris disebut earth gas, tetapi istilah ini tidak banyak digunakan. Istilah yang lazim ialah natural gas, yang kita salin jadi gas alamo Istilah 'minyak tanah' mempunyai arti lain; dalarn dunia minyak orang mengenalnya sebagai kerosin, salah satu basil pengilangan minyakbumi. Istilah lain adalah minyak lantung, dan lantung artinya batu, jadi minyak lantung adalah minyak batu, sarna dengan petroleum. Istilah yang dipergunakan dalarn buku ini ialah minyakdan gasbumi, yang di dalamnya tercakup minyak mentah yang belum dikilang dan gasbumi. Istilah 'gas alam' tidak akan dipergunakan. Istilah minyak tanah akan dibatasi penggunaannya untuk pengertian sehari-hari, untuk selebihnya terpakai kerosin. Buku ini berjudul 'Geologi Minyakdan Gasbumi'. Arti geologi minyakdan gasbumi sebetulnya adalah temp at at au cara terdapatnya minyakdan gasbumi di dalarn kerakbumi secara geologi. Dapat pula kita artikan sebagai ilmu yang mempelajari keadaan geologi atau cara terdapatnya minyakdan gasbumi di dalarn kerakbumi ataupun di dalarn bumi. 1.1.2 KEPENTINGAN MINYAK- DAN GASBUMI DALAM PERADABAN Sebe1urn akhir tanun 1973 pentingnya minyakdan gasburni sebagai bahan ga1ian tid~~'~n terla1u terasa. Pad~ w~ktu buku ini nitu1is. boikot, embargo dan penurunan prodUksi minyakburni di T1mur Tengah, telah menimbulkan apa yang terkenal sebagai krisis energi. Penurunan produksJ minyakburni telah mengakibatkan timbulnya krisis di seluruh dunia dan memberikan pengaruh politik ataupun ekonomi. Dari sini dapat dilihat, bahwa minyakbumi merupakan salah satu sumber kekayaan yang sangat penting, yang berpengaruh ataupun yang merupakan salah satu faktor peradaban manusia. Haruslah diingat, bahwa minyakdan gasbumi merupakan bahan galian, dan sebagaimana halnya bahan galian lainnya bersifat tak dapat tumbuh kembali, atau dengan kata lain, 'bahan pakai-habis', sekali kita ambil, habislah bahan itu. Minyakbumi mempunyai peranan khusus karena bukan semata-mata bersifat bahan galian, tetapi juga berupa bahan bakar. Jadi merupakan sumber energi yang pentinge Apa sajakah sumber energi di dunia kini? Yang lazim kita kenal adalah, antara lain: ARANG DAN KAYU Arang dan kayu rnerupakan sumber energi tertua yang dikenal manusia. Manusia purba pertarna kali berkenalan dengan api rnelalui arang ataupun kayu. Tentunya hal ini diketahui dari pengalarnan rnelihat terbakarnya hutan dan~sebagai akibatnya, turnbuhan ataupun daging binatang kernudian dapat dirnakan dengan lebih enak lagi. Sejak itulah rnanusia purba rnulai rnenggunakan kayu sebagai bahan bakar untuk rnernasak rnakanannya dan untuk rnernanasi badannya sewaktu hawa dingin. Di Indonesia orang masih banyak rnenggunakan arang dan kayu, sebagaimana kita lihat di pedesaan. Sebaliknya, di negara yang lebih rnaju keadaannya berbeda, kecuali rnisalnya sewaktu orang berkemah. Sumber arang dan kayu tentu terbatas pada persediaan turnbuhan, dan dengan ditebangnya hutan rnakin lama makin sedikitlah persediaan arang dan kayu ini. Tetapi di lain fihak kayu dapat ditanarn kembali berulang-ulang tanpa ada habisnva. BATUBARA Batubara merupakan sumber energi yang sangat penting, terutama di abad yang lalu. Di berbagai negara seperti Eropa Barat dan Amerika Serikat, batubara sebetulnya merupakan penggerak utama industrialisasi. Batubara sering dihubungkan orang dengan pertambangan dan, pada gilirannya, tambang batubara merupakan sarang gerakan buruh abad itu. Mesin pada waktu itu umumnya digerakkan oleh batubara, di antaranya kereta-api dan kapal-api. Pengertian 'kereta-api' dan 'kapal-api' untuk generasi lama dihubungkan dengan batubara sebagai bahan energi at~u tenaga yang mengge-rakkannya. Negara industri yang maju dalam abad ke-18, pada hakekatnya memang merupakan negara yang mempunyai cadangan batubara, seperti misalnya Inggris, Perancis dan Jerman. Bahkan suatu daerah dapat menjadi sumber sengketa karena mempunyai batubara, seperti misalnyaElzas-Lotharingen antara Perancis dan Jerman. Juga Amerika Serikat di sebelah Timuri seperti daerah Appalachia, merupakan pusat industri karena terdapatnyabatubara. Jepang terpaksa mengadakan peperangan dan mengadakan politik. ekspansi untuk mendapatkan batubara, terutama di daerah Mansyuria. Maka munculnya berbagai negara industri di abad ke-18 adalah berkat adanya tambang batubara. Batubara juga merupakan salah satu sumber berbagai bahan kimia dan juga sumber pembuatan gas kota. Malahan banyak yang mengira bahwa gas itu hanya dapat dibuat dari batubara saja. Batubara jelas merupakan suatu sumber energi yang penting di abad ke-18. Dengan menipisnya cadangan minyak dan gasbumi dewasa ini batubara kembali memegang peranan sebagai sumber energi. 2 Koesoemadinata,Geologi Minyak- dan Gasbumi MINYAK- DAN GASBUMI Minyak- dan gasbumi merupakan bahan yang paling penting di dunia dewasa ini sebagai sumber energi. Tidak banyak orang menginsyafi bahwa di negara maju, minyakdan gasbumi merupakan sumber energi utama bagi pembangkit tenaga listrik, misalnya saja di Jepang dan di Amerika Serikat. Diturunkannya produksi minyakdan gasbumi oleh berbagai negara di Timur Tengah telah mengakibatkan dikuranginya perlistrikan di banyak negara yang telah maju. Selain itu pentingnya minyakdan gasbumi lebih jelas lagi karena zat itu merupakan penggerak berbagai mesin motor, mesin diesel, mesin jet untuk pesawat terbang, serta mesinmesin lain untuk penggerak industri. Malahan dewasa ini kereta-api uap pun banyak mempergunakan minyak sebagai bahan bakar. Kita ingat juga bahwa sebelum perang dunia ke II bahan bakar ~tama untuk dapur di Indonesia sebetulnya ialah arang dan kayu, tetapi sekarang ini minyak tanah merupakan bahan penting bagi setiap ibu rumahtangga. Walaupun dewasa ini juga banyak dipergunakan elpiji atau gas minyakbumi yang dicairkan (liquefied petroleum gas), tetapi nyatanya di Indonesia minyak tanah merupakan bahan bakar penting dalam rumahtangga. SUMBER HIDRO-LISTRIK Sumher hidro-listrik merupakan sumher tenaga didasarkan pad a bergeraknya air dari kedudukan yang tinggi ke tempat yang lebih rendah, sehingga ertergi potensial diubah menjadi energi kinetik. Energi kinetik inilah yang kemudian menggerakkan turbin serta mesin pembangkit tenaga listrik dan menghasilkan tenaga listrik yang disalurkan melalui jaringan kawatlistrik. Di Indonesia kita selalu membayangkan bahwa tenaga listrik berasal dari tenaga air. Hal ini tidaklah selalu demikian, misalnya di Jakarta sekarang, sumber tenaga listrik sebagian besar diambil dari sumber tenagauap. Di Jepang pun tidak seluruh tenaga listrik diambil dari pembangkit tenaga air, tetapi diambil dari pembangkit tenaga diesel. Di negara Swiss misalnya, listrik memang dibangkitkan oleh tenaga air karena sumher air banyak terdapat di sana. Semua negara yang tidak memiliki sumber air, seperti Belanda misalnya, tentu sangat tergantung pada sumber minyak dan gasbumi. Di masa yang akan datang, selain sungai juga ada kemungkinan pasang surut dapat dimanfaatkan untuk keperluan pembangkit tenaga listrik. Namun sampai dewasa ini perkembangannya belum sampai sedemikian rupa sehingga dapat merupakan sumber energi penting. RNERGI NUKLIR Energi nuklir sering dikatakan sebagai sumber energi untuk rnasa yang akan datang. Sarnpai kini energi nuklir rnasih rnerupakan persentasi yang kecil daripada seluruh bentuk energi yang dipergunakan di dunia ini. Dernikian pula halnya di Arnerika Serikat. Menurut para perarnal, rnungkin energi nuklir ini rnasih juga belum rnarnpu untuk dapat digunakan sebagai surnber energi'penting di abad berikut nanti. perlu dikatakan di sini, bahwa sumber energi nuklir dihasilkan oleh bahan mineral, yaitu uranium, yang terdapat juga di dalarn kerakbumi, sehingga untuk pencahariannya pun diperlukan pengetahuan geologi. ENERGI MATAHARI Energi matahari Pendilhuluan sampai sekarang masih belum dapat dimanfaatkan sebagai 3 L pembangkit tenaga listrik untuk kepentingan rumahtangga ataupun industri. Energi matahari sebetulnya merupakan sumber energi yang tak terbatas atau merupakan suatu sumber yang tidak akan habis. Namun efisiensi pemanfaatannya masih jauh dari yang kita harapkan, walaupun dewasa ini satelit komunikasi, dan jenis satelit lainnya yang dinaiki rranusia seperti "Skylab" dan juga pesawat ruang angkasa ke bulan dan sebagainya telah banyak memanfaatkan sumber matahari sebagai sumber listriknya. Sampai sekarang sumber ini masih belum dapat dimanfaatkan untuk perlistrikan kita sehari-hari karena masih banyak persoalan yang dihadapi untuk dapat mengumpulkan energi yang begitu banyak dan sebetulnya murah itu. Penelitian dan pengembangan masih diperlukan untuk dapat menggunakannya secara efisien. ENERGI PANAS BUMI (geotermal) Telah diketahui bahwa temperatur bumi makin ke dalam makin meningkat. Gejala ini dikenal dengan istilah gradien geotermal. Angka rata-rata gradien ini berkisar dari 1°F/lOa kaki sampai 3°F/lOa kaki atau ratarata 2°C/lOa meter. Namun di beberapa tempat di dunia diketahui, bahwa gradien ini mempunyai nilai yang lebih tinggi terutama di daerahdaerah volkanik. Perbedaan gradien yang tinggi dapat dirnanfaatkan sebagai surnber energi. Dengan melakukan pernboran di daerah tersebut, air yang rnasuk pad a kedalaman berternperatur tinggi ini dapat disalurkan ke luar dengan pipa dalam bentuk uap yang dapat rnenggerakkan turbine Hal tersebut telah dilakukan, misalnya di Italia dan New Zealand. Di Indonesia, pemanfaatan surnber energi geotermal ini telah rnulai dirintis, yaitu di pegunungan Dieng, Kawah Kamojang dan lain-lain tempat. Secara teoritis sumber energi ini tidak akan habis, selama dalam bumi masih panas yang dapat berlangsung berrnilyar tahun. Pernanfaatan sumber panas bumi merupakan potensi surnber energi untuk rnasa yang akan datang. Dapat kita ulaskan, bahwa sebagian besar daripada semua sumber energi tersebut di atas sebetulnya berasal dari matahari. Misalnya saja arang dan kayu; jelas arang berasal dari kayu, kayu berasal dari tumbuhan dan tumbuhan dapat tumbuh karena fotosintesis, yaitu proses pembentukan glukosa (zat gula) , di sini gas CO2 dan air oleh pengaruh sinar matahari menjadi gula. Jelas adanya sinar matahari adalah sangat mutlak. Sebetulnya tenaga yang dibawa oleh sinar matahari itu disimpan di dalam bahan yang dibentuk tumbuhan, antara lain kayu. Jadi, sebetulnya panas yang keluar dari arang itu adalah panas sinar matahari. Dalam hal batubara, secara geologi dapat dibuktikan, bahwa batubara berasal dari tumbuhan yang telah menjadi fosil. Jadi jelas, sumber energi yang tersimpan dalam batubara inipun berasal dari sinar matahari. Dalam hal ~inyak dan gasbumi ~ara ahli geologi percaya, bahwa minyak dan gasbumi pun berasal dari zat organik. Jadi, energi diambil dari zat organik yang telah mengalami sedimentasi dan seolah-olah telah menjadifosil. Maka organisme itu tentu juga mengambil energinya dari makanannya yang diambil terutama dari kehidupan lain. Dalam hal ini tumbuhan jelas merupakan penghasil energi utama dari fotosintesis. Di sini matahari memegang peranan penting. Dengan demikian dapatlah difahami, bahwa sebetulnya energi yang dipancarkan matahari itu disimpan oleh tumbuhan dan dimakan oleh zat organisme lainnya. Sesudah organisme itu meninggal, zat organik tertumpuk dan masuk ke dalam sedimen. Energi masih tetap 4 Koesoemadinata,Geologi Minyak- daD Gasbumi tersimpan di dalam zat organik tersebut yang kemudian diubah menjadi minyakdan gasbumi. Dengan demikian energi yang terdapat di dalam minyakdan gasbumi itu berasal dari matahari. Jadi, kalau kita membakar minyak tanah misalnya, sebetulnya api panas yang keluar dari minyak tanah tersebut tidak lain dari sinar matahari yang telah dikungkung oleh zat organik dan telah tersimpan berjuta-juta tahun. Jadi, energi yang terdapat dalam batubara, minyakdan gasbumi sebetulnya adalah energi matahari yang telah diawetkan dan disimpan dalam kerakbumi. Dengan demikian banyak orang yang mengatakan bahwa batubara, minyakdan gasbumi itu sebetulnya tidak lain daripada energi fosil. Mengenai sumber hidro-listrik kita mengetahui, bahwa air dapat sampai di atas pegunungan berkat sinar matahari. Matahari menyinari lautan dan menghasilkan uap, dan di dalam uap itu terkungkung energi yang berasal dari matahari. Waktu dihujankan sebagian air jatuh di tempat yang lebih tinggi daripada laut, sehingga mempunyai energi potensial yang lebihbesar. Energi potensial ini didapatkan dari energi matahari. Pada waktu air itu turun ke laut, energi potensial diubah menjadi energi kinetik. Energi kinetik itu tidak lain ialah energi matahari yang telah dibebaskan. Dengan demikian jika kita menyalakan lampu listrik, walaupun sumbernya dari Jatiluhur misalnya, energi yang dikeluarkan dari lampu ini adalah sinar matahari tersebut. Energi nuklir dan energi geotermal sebetulnya adalah satu-satunya sumber energi yang bukan berasal dari energi matahari. Energi nuklir didapatkan dari bumi, dan bumi sendiri berasal dari matahari. Walaupun demikian bolehlah kita katakan, bahwa energi nuklir dan geotermal adalah satu-satunya sumber energi yang bukan berasal dari energi matahari. 1.1.3 KEUNGGULAN MINYAK- DAN GASBUMI SEBAGAI SUMBER ENERGI Minyak- dan gasbumi, terutama minyakbumi, mempunyai keunggulan daripada sumber energi lainnya yang telah diutarakan di atas. Keunggulan ini terutama ditinjau dari segi teknik maupun ekonomi. Keunggulan tersebut disebabkan karena berbagai sifat fisika tertentu dari minyakdan gasbumi, yaitu antara lain: 1) SIFAT CAIR MINYAKBUMI Sifat cair minyakbumi ditinjau dari segi teknik menguntungkan; pertamatama karena cairan itu mudah sekali untuk ditransportasikan. Cairan mudah disimpan dalam berbagai macam bentuk temp at ataupun tanki; dapat menyesuaikan diri dengan bentuk alat transport; dapat ditransport dengan memompakannya melalui pipa sehingga mengalir sendiri. Juga dari segi pemindahan, cairan sangat mudah dialirkan dengan menggunakan pipa dan sebagainya. Misalnya saja bensin, suatu hasil pengilangan minyakbumi, mudah ditempatkan dalam tanki motor yang bentuknya bisa disesuaikan dengan selera kita. Contoh lain ialah, mudahnya ditempatkan dalam mobil yang bentuk tankinya bisa disesuaikan dengan tempat yang tersedia dan ekonomi ruang yang terdapat dalam mobil tersebut. Bayangkan saja kalau kita harus menggunakan batubara sebagai sumber energi, maka penyimpanannya memerlukan tempat dan bentuk yang khusus, dan cara mehtransportnya pun lebih sulit karena merupakan bahan yang sifatnya padat (bulky). Gasbumi mempunyai sifat gas yang juga mempunyai keunggulan daripada zat padat, dan sebetulnya juga terhadap zat cair karena dapat dimampatPendahuluan 5 7.956 kan, sehingga volumenya dapat diperkecil. Di lain fihak gas sangat mudah mengalir dan kebocoran sulit diketahui, sehingga memerlukan teknologi lebih tinggi dalam penyimpanannya. Dapatlah dibayangkan bahwa dengan adanya sumber energi yang berbentuk cair atau gas ini penyimpanan dan transportasi sangat dipermudah. 2) MINYAK- DAN GASBUMI MEMPUNYAINILAI KALOR TINGGI Ni1ai ka1ori yang tinggi dapat di1ihat pada Tabe1 1-1 yang menunjukkan bahwa bensin mempunyai ka1ori yang sangat tinggi. Juga gas, mempunyai ni1ai energi sangat tinggi. Tabel Nilai 1 .1 kalori beberapa jenis bahan-bakar -~ -- \ Bahan bakar Arang Kayu kayu (rata-rata) I Lignit/batubara muda Batubara Lemak Minyak bitumina subbitumina hewan 4.420 3.990 7.260 3.328 I - 5.289 5.650 (rata) 3.339 5.862 8.200 9.500 nabati 9.500 9.300 l Alkohol/etil 6.456 Aspal 5.295 Minyak Minyak Solar mentah Minyak Bensin -10.839 10.419 bunker -10.764 10.283 (diesel fuel) tanah BTU/Lbs kal/gram 10.667 (kerosene) 11.006 (gasoline) 11.528 7.182 13.068 5.440 9.520 10.240 17.100 16.740 11.620 9.530 18.755 18.510 19.200 19.810 20.750 * -6.010 -10.550 -14.620 -17.100 -19.510 -19.516 J 1 BTU ~ 252.000 kalori 1 LBS '0 pound ~ 459 gram Selain itu, minyak dan gasbumi juga bersifat memperkecil atau menciutkan volumenya, sehingga sangat mempermudah transportasi. Ini berarti bahwa satu kilogram minyakbumi akan menghasilkan kalori yang lebih banyak daripada satu kilogram batubara. Pengangkutan batubara tidak pula efisien, sehingga dengan demikian mengurangi 'payload'. Bahan bakar berkalori tinggi memungkinkan misalnya pembuatan pesawat terbanq ataupun roket yang berat dari penyediaan bahan bakarnya adalah kritis. 3) MINYAK- DAN GASBUMI MENGHASILKAN BERBAGAI MACAM BAHAN BAKAR Minyak- dan gasbumi, terutama minyak mentah, menghasilkan berbagai macam fraksi distilasi yang merupakan bahan bakar untuk keperluan berbagai macam mesin. Misalnya, bensin untuk mesin motor, kerosin untuk mesin jet, solar untuk mesin diesel. Hal ini sangat menguntungkan dalam perancangan berbagai macam mesin untuk keperluan tertentu, sehingga kebutuhan bahan bakarnya dapat sesuai dengan masing-masing jenis mesin tersebut. 4) MINYAKBUMI MENGHASILKAN BERBAGAI MACAM PELUMAS Hal ini tidak ada hubungannya dengan minyakbumi sebagai bahan bakar, akan tetapi jelas sekali bahwa adanya berbagai macam pelumas memungkin6 Koesoemadinata, Geologi Minyak- dan Gasbumi kan pembuatan berbagai jenis mesin, mulai dari jet, berbagai mesin perseneling dan sebagainya. 5) MINYAKBUMI DAPAT BERSIFAT SEBAGAI 2-tak, BAHAN BAKU YAITU diesel, BAHAN pesawat PETRO- KIMIA ('PETROCHEMICALS', MISALNYA, BAHAN PLASTIK, TEKSTIL TERTENTU DAN SEBAGAINYA). Sifatnya sebagai bahan petrokimia mempengaruhi perkembangan industri tekstil dan plastik d~wasa ini. Sebagai bahan sintetis dan barang bahan, seperti plastik dan tekstil misalnya, minyakbumi memegang peranan sangat penting. Sebagai contoh, plastik sebagai alat pembungkus dewasa ini telah mendesak daun pisang, begitu pun bahan tekstil seperti nylon dan sebagainya dibuat dari bahan minyakbumi. Sekarang banyak bejana dibuat dari plastik dan bukan lagi dari besi atau logam lainnya, begitu pun pipa karet banyak digantikan dengan bahan berkualitas jauh lebih baik. Kalau kita bandingkan keuntungan penggunaan minyakbumi dengan batubara, nyatalah perbedaan yang jauh sekali, misalnya saja dalam hal penambangannya. Sifat cair minyakbumi menyebabkan penambangannya jauh lebih mudah dan aman daripada batubara. Kita cukup membor dan memompa minyakbumi, sedangkan pada penambangan batubara kita dihadapkan dengan berbagai macam masalah. Misalnya, karena penambangan batubara berlangsung di bawah tanah, timbullah berbagai persoalan: ventilasi udara, keamanan tambang, beraneka macam pengotoran yang terj adi di dalam tambang, kemungkinan kecelakaan gas dan sebagainya. Apabila diusahakan tambang terbuka, biaya jadi lebih mahal, misalnya pengupasan tanah yang menutup batubara memerlukan biaya sangat besar dan teknologi yang maju. Belum lagi biaya untuk mengangkut zat padat yang tergantung pada truck, lori ataupun kereta-api yang memerlukan tenaga serta ruang yang jauh lebih banyak daripada untuk mengambil minyak dengan cara pompa melalui pipa dan seterusnya. Memang secara geologi batubara jauh lebih mudah dicari daripada minyakbumi. Tetapi di lain fihak batubara itu kotor, sukar untuk ditransport sedangkan minyakbumi walaupun kotor dapat ditransport oleh pipa. Meskipun ada kemungkinan kebocoran pada penggunaan pipa, tetapi jauh lebih bersih daripada mentransport batubara. Selain itu instalasinya juga jauh lebih aman daripada penambangan batubara. Sumber energi lainnya, yaitu sumber radioaktif, secara geologi lebih sulit lagi dicari, tetapi mempunyai nilai kalori atau sumber yang lebih besar daripada minyakbumi. Sumber nuklir juga dapat menimbulkan bahaya dan pengotoran udara yang lebih besar daripada minyakbumi. Dari uraian di atas dapat disimpulkan bahwa untuk abad ini, minyakdan gasbumi, terutamu minyakbumi, mempunyai keunggulan yang lebih tinggi daripada sumber energi lainnya. Juga sampai kini minyakbumi merupakan sumber energi yang paling murah, setidaknya sebelum kenaikan harga minyakbumi semakin melonjak. 1.1.4 KETERGANTUNGAN PERADABAN KINI PADA MINYAKBUMI Kejadian pada akhir tahun 1973 dan awal 1974 merupakan contoh paling baik mengenai ketergantungan peradaban dan kebudayaan manusia dewasa ini pada minyakbumi. Dengan diciutkannya produksi minyakbumi di beberapa negara penghasil minyak di Timur Tengah, timbullah suatu krisis yang meliputi seluruh dunia. Padahal pengurangan hanyalah meliputi 10%saja. Maka dapatlah dibayangkan bagaimana efeknya terhadap peradaban Pendahuluan kita ini ka1au minyakbumi itu sarna seka1i tidak ada. Pertarna-tarna da1arn ha1 transport; jika minyakbumi tidak ada, maka pesawat terbang, kapa1 1aut (yang dewasa ini banyak menggunakan mesin diesel ataupun uap yang mempergunakan minyakbumi) , kereta-api dan apa1agi kendaraan bermotor, seperti mobi1 truck, bus dan sebagainya tidak mungkin berja1an. Da1am keadaan tertentu, misa1nya kapa1-api memang masih bisa berja1an dengan batubara, begitupun kereta-api. Tapi je1as, bahwa kita tak bisa hidup tanpa a1at transport 1ainnya, seperti mobil, pesawat terbang dan 1ainlain. Misa1nya saja di Amerika Serikat; untuk kota semacarn New York jika sarna seka1i tidak ada minyakbumi maka penduduknya yang berjum1ah 8.000.000 akan mati kelaparan karena tidak akan ada bahan makanan yang masuk ke kota tersebut. Bukan saja 1a1u-1intas manusia yang tidak bisa bergerak, tetapi berbagai macam barang, bahan vital untuk hidup sehari-hari dapat terputus oleh karenanya. Demikian pula di Indonesia wa1aupun kita be1um se1uruhnya tergantung dari minyak-dan gasbumi akan tetapi kita bisa mengharapkan berbagai kesu1itan da1am kehidupan sehari-hari. Misa1kan saja jika minyak tanah tidak ada, maka masak pun akan menjadi persoa1an. Tak adanya bensin bisa menimbu1kan kekacauan ekonomi. Di Amerika Serikat kebutuhan akan minyakbumi 1ebih-1ebih 1agi menonjol karena keadaan musim. Tidak adanya minyakbumi akan mengakibatkan perumahan menjadi dingin da1arn musim winter dan tentu akan banyak manusia mati beku, karena sistem pemanasan untuk perumahannya sudah sarna seka1i tergantung pada minyakdan gasbumi. Hanya ke1angsungan kehidupan di kota keci1 atau di perkarnpungan saja yang masih dapat diharapkan, yaitu dengan mempergunakan kayu ataupun batubara. Untuk industri akibatnya sudah je1as, karena produksi akan macet sarna seka1i tanpa adanya tenaga penggerak. Demikian1ah penurunan produksi minyak oleh beberapa negara Arab pada tahun 1973-1974 telah menimbu1kan suatu kemunduran bagi industri. Apa1agi jika sumber minyak tidak ada sarna seka1i, maka se1uruh industri akan 1umpuh. Sumber energi 1ainnya tentu saja dapat dipergunakan, seperti misa1nya batubara (di Inggris), tetapi bagaimana pun tingkat industria1isasi akan sangat mundur. produksi tenaga 1istrik juga sangat dipengaruhi oleh peristiwa tahun 1973-1974. Jepang menjadi ge1ap gu1ita karena kebanyakan sumber tenaga 1istriknya tergantung dari minyakbumi. Begitupun Amerika Serikat, sebab 1ebih dari 50% sumber per1istrikan berasa1 dari pembangkit tenaga uap atau diesel yang dihasi1kan atau digerakkan oleh minyakbumi. Di New York, se1uruh kehidupan tergantung pada 1istrik, misa1nya untuk naik-turun lift atau elevator, pemanasan dan sebagainya. Tanpa adanya minyak, peradaban di Amerika Serikat yang kita ketahui dewasa ini akan mati sarna seka1i. Dapat diulas kembali bahwa peradaban yang daw~sa ini kita nikrnati sangat tergantung pada rninyakdan gasburni, rnaka sulitlah untuk dibayangkan bagairnana jika rninyakdan gasburni itu sudah tidak ada lagi. Dewasa ini lebih dari separuh cadangan rninyakburni terdapat di beberapa negara Tirnur Tengah dan kehidupan ini akan sangat tergantung daripada kebijaksanaan para pernirnpin di Tirnur Tengah. Dari sini kita bisa rnelihat pentingnya rninyakburni; bukan saja rnernpengaruhi politik rniliter tetapi terutarna kebudayaan kita. Banyak ahli rnerarnalkan bahwa rninyakburni akan habis di abad ke-21. Sernentara ini berbagai sumber energi lainnya harus rnulai dikembangkan. 8 Koesoemadinata,Geologi Minyak- dan Gasbumi Sukar untuk dibayangkan mengenai apa yang akan terjadi dengan mobil, pesawat jet dan kendaraan lainnya (yang dewasa ini merupakan sesuatu yang sudah dianggap biasa), kalau dalam abad ke-2l nanti minyakbumi bukan lagi merupeJcan sumber energi utama. Perkembangan segi po1itik dan segi rni1iter rnerupakan sebagian keci1 saja dari akibat ketergantungan peradaban rnanusia dewasa ini pada minyakdan gasburni. Hidup rnatinya suatu negara sangat tergantung daripada rninyakburni. Krisis energi tahun 1973-1974 rnenggambarkan bagairnana pentingnya rninyakburni bagi perkembangan sesuatu negara. Negara yang sedang berkembang akan sangat dipengaruhi perkembangannya oleh tidak adanya rninyakdan gasburni, apa1agi negara yang sudah berkembang. Dapat kita 1ihat bahwa tidak sernua negara industri rnerni1iki cadangan rninyak, hanya beberapa negara saja yang rnerni1ikinya secara cukup atau ber1ebihan. Mungkin 1ebih banyak negara yang tidak rnernpunyai cadangan rninyak daripada negara yang rnernpunyainya. Indonesia da1arn ha1 ini beruntung seka1i rnernpunyai cadangan rninyak yang cukup besar, wa1aupun sebagai produsen rninyakburni di dunia hanya rnenduduki temp at nomor 9 ataupun 10. Berbagai negara Eropa pada umumnya tidak mempunyai cadangan minyakbumi. Inggris, Belanda, Swedia, Norwegia, Portugal, Spanyol, Irlandia tidaklah mempunyai cadangan minyak yang diperlukan untuk kelangsungan peradabannya ataupun industrinya. Jerman dan Perancis hanya mempunyai surnber yang sangat terbatas. Romania merupakan produsen utarna di Eropa kecuali Uni Soviet yang mempunyai cadangan minyak yang setaraf dengan Amerika Serikat dan kebutuhan untuk minyakbuminya dapat dipenuhi. Ditemukannya minyakbumi di Laut Utara akan menjadikan 'Inggris dan Swedia' sebagai negara produsen utarna di Eropa dan memberikan gairah kepada beberapa negara di sekitarnya untuk mengexplorasi lebih banyak lagi, untuk mengakhiri ketergantungannya terhadap Timur Tengah. Amerika Serikat mempunyai cadangan cukup besar yaitu kira-kira 30 milyar barrel, mempunyai produksi harian yang sangat tinggi, sesuai dengan permintaan yang sangat besar, yaitu harnpir 19.000.000 barrel tiap hari. Walaupun demikian tetap mengharuskan negara ini mengimpor minyak dari berbagai negara Timur Tengah, meskipun hanya meliputi 10% saja. Dengan adanya krisis energi pada tahun 1973-1974, surnber minyakbumi yang didapatkan di lepas pantai (terutama di daerah Pasifik) dan di Alaska digiatkan. pada mulanya pengusahaannya dihalang-halangi para ahli ilmu lingkungan karena masalah perusakan lingkungan yang qapat ditimbulkannya. Akan tetapi ketidak-adaan energi merupakan masalah yang lebih gawat lagi. Dengan demikian kita melihat bahwa tidak meratanya cadangan minyak di dunia ini (boleh dikatakan hanya terkonsentrasikan di Timur Tengah) menyebabkan banyak pertikaian politik yang terus menerus terjadi di Timur Tengah. Belakangan ini para pemimpin Arab rupanya sadar akan kepentingan minyakbumi untuk kehidupan Eropa Barat dan Amerika Serikat. Mereka berhasil dapat menguasai berbagai perusahaan minyak dengan membeli saharn perusahaan tersebut tanpa mengadakan nasionalisasi, sehingga memungkinkan melakukan aksi boikot dan embargo. Dengan demikian kita melihat bahwa minyak merupakar. senjata ampuh bagi para pemimpin Arab terhadap negara barat. Pada waktu buku ini ditulis belumlah dapat dilihat bagaimana kesudahan politik atau pemakaian minyak sebagai suatu senjata politik baru. Pendahuluan 9 10 Dari segi militer, minyakbumi telah menghasilkan metoda peperangan yang lain daripada sebelumnya. Minyakbumi telah memberikan mobilitas pada peperangan, yang selanjutnya menghasilkan peperangan yang lebih dahsyat lagi tetapi lebih singkat. Sebagai contoh, misalnya perang Dunia Kedua. Adanya minyakbumi justru menghasilkan beraneka macam senjata yang lebih ampuh daripada sebelumnya, misalnya pesawat terbang, tank baja, kapal perang, kapal selam dan sebagainya. Adanya penguasaan minyakbumi seringkali menentukan jalannya peperangan. Misalnya saja Marsekal Rommel mengalami. kekalahan di Afrika, bukan semata-mata karena tentaranya tidak mampu, tetapi karena akibat Korps Afrika yang dibanggakannya tidak berhasil mendapatkan bahan bakar untuk senjata perangnya. Begitu pun Jepang pada waktu pecahnya perang dunia ke-dua, segera menyerbu ke Indonesia untuk menguasai lapangan minyak yang terdapat di Indonesia. Dengan demikian dia terpaksa menaklukkan Indonesia sebelum menyerbu ke Australia atau ke Amerika Serikat. Sebaliknya Jendral MacArthur tidak perlu memperebutkan Indonesia, karena Amerika pada waktu itu mempunyai cadangan minyak yang cukup banyak sehingga Indonesia dilewat begitu saja. Dari Australia dia langsung melompat ke Philipina dan setelah Philipina dikuasai tentu persediaan miny~kbumi dari Indonesia terputus dari angkatan perang Jepang dan Jepang pun kalah. 1.1.5 BEBERAPA POKOK KEBIJAKSANAAN DALAM PENGGUNAAN MINYAKBUMI SEBAGAI SUMBER ENERGI Suatu kebijaksanaan rnengenai energi yang rnenyangkut rninyakburni berdasarkan tiga pokok sebagai berikut: 1) KENYATAAN LAINNYA) DlKATAKAN BAHWA MINYAKBUMI MERUPAKAN BAHAN YANG BAHAN PAKAI HABIS (SEBAGAlMANA JUGA DAPAT (exhaustible) HABIS DENGAN BAHAN ATAU haruslah MINERAL DAPAT Sekali kita pompakan minyak dari kerakbumi dan kemudian kita pakai, cadangannya akan menciut terus dan akan habis. Akibat daripada dalil ini, berarti explorasi minyakbumi harus terus-menerus dilakukan. Harus pula ditentukan garis besar kebijaksanaan mengenai pengelolaan energi, yaitu bahwa untuk setiap barrel minyak yang diproduksikan secara minimal haruslah ditandingi dengan penemuan satu barrel minyak oleh usaha explorasi. Jadi, untuk negara mana pun haruslah dipegang suatu kebijaksanaan, bahwa explorasi harus terus-menerus dilakukan bukan semata-mata untuk menambah cadangan yang ada tetapi juga menutup cadangan yang telah diproduksikan. 2) KONSUMSI MINYAKBUMI TERUS-MENERUS MENINGKAT Telah kita ketahui bahwa untuk mempertahankan peradaban dan kemajuan negara yang telah berkembang ataupun yang belum berkembang diperlukan konsumsi minyakbumi yang terus-menerus meningkat. Pada tahun tujuhpuluhan, konsumsi minyakbumi di seluruh dunia kirakira masih berkisar sekitar empat puluh juta barrel setiap hari, dan menurut proyeksi maka pada tahun 1990 kebutuhan minyakbumi itu akan mencapai 100 juta barrel setiap hari. Ini merupakan suatu kebutuhan yang luar biasa dan sampai kini belumlah kita ketahui apakah permintaan sebesar itu dapat dipenuhi pada tahun 1990. Tetapi dengan adanya krisis energi pada tahun 1973, berbagai negara yang telah maju mulai sadar bahwa konsumsi minyakbumi haruslah dikurangi atau setidak-tidakKoesoemadinata. Geologi Minyak- dan Gasbumi nya dikekang. Kalau tidak dernikian rnaka dalam waktu yang tidak lama cadangan rninyakburni akan habis. Kebijaksanaan ini haruslah dijadikan pedornan bagi negara penghasil rninyak ataupun konsurnen rninyak. Untuk Asia Tenggara rnisalnya,dewasa ini produksi Indonesia berlebihan, akan tetapi di tahun-tahun rnendatang dengan rneningkatnya perrnintaan rninyakburni, rnaka daerah Asia Tenggara ini pasti sudah rnulai rnengirnpor dari negara lainnya, kecuali jika Indonesia rnarnpu rnernpertinggi produksinya dan rnernperbesar cadangannya. 3) KEBIJAKSANAAN HARUS JUGA DIDASARKAN ATAS TIDAK MERATANYA SUMBER MINYAKBUMI DI SELURUHDUNIA Bukan saja di seluruh dunia, tetapi di satu negara pun penyebarannya tidak merata. Misalnya saja Indonesia, tidak semua daratan ataupun lautan di dalam daerah Indonesia menghasilkan minyak. Walaupun tersebar secara tidak merata tetapi tetap terdapat dalam jalur geologitertentu. Penyebaran tidak merata ini dapat menyebabkan pertikaian politik sebagaimana kita lihat di Timur Tengah. Juga kita lihat dalam pertikaian batasan landasan kontinen, adanya minyakbumi merupakan suatu faktor penting. Di masa lampau tidak meratanya penyebaran minyakbumi telah menyebabkan politik expansi, kolonialisasi serta imperialisme dan lain-lain. Dewasa ini juga masih menyebabkan expansi politik ekonomi. Banyak negara berkembang berusaha untuk menguasai daerah yang kaya minyak bukan ditinjau dari segi militer tetapi segi politik ekonomi. Dari uraian di atas jelas pulalah, bahwa kebijaksanaan mengenai energi dan minyakbumi haruslah didasarkan atas kenyataan sebagaimana telah disebutkan di atas. Jadi, jika suatu negara ingin maju, negara itu pun harus mengamankan persediaan minyaknya dan harus merencanakannya untuk waktu yang cukup lama. Selain itu negara tersebut harus berusaha memenuhi kebutuhan minyaknya dengan mempertimbangkan ketiga pokok kebijaksanaan yang telah diuraikan di atas. 1.1.6 MINYAKBUMI SEBAGAI ZAT UNIK DALAM KERAKBUMI Minyakbumi merupakan suatu zat yang unik di dalam kerakbumi yang sebetulnya serba padat di samping air. Keunikan tersebut dapat kita perinci sebagai berikut: 1) Sifatnya yang cair membedakannya dengan zat lain di sekitarnya, kecuali air. 2) Sifatnya yang cair menyebabkan geologi sejarah minyakbumi pun berlainan dari kerakbumi sendiri. Cara terbentuknya kerakbumi dan perkembangannya, juga lain dengan minyakbumi. Minyakbumi dibentuk di tempat tertentu, tetapi karena sifatnya yang cair, dapat pindah dan berkumpul di tempat lain. 3) Susunan kimia minyakbumi juga berbeda dengan kerakbumi. Minyakbumi merupakan campuran komplex senyawa hidro-karbon dari berbagaimacam isomer, dengan rantai panjang, merupakan jaringan yang komplex, dan jumlahnya ratusan bahkan sampai ribuan. Kerakbumi terbentuk daripada batuan yang terdiri dari berbagai mineral terutama mineral silikat, yaitu mengandung unsur silikon dan oksigen. Jadi di satu fihak kita menghadapi suatu sistem hidro-karbon, di lain fihak sistem silikat. 4) Secara kimia minyakbumi mempunyai hubungan erat dengan zat organik sehingga batuan sedimen merupakan habitat minyak dalam kerakbumi. Pendahuluan 11 Pada beberapa bab selanjutnya, akan dijelaskan bahwa minyakbumi merupakan hasil penguraian atau pengubahan zat organik, sedangkan zat organik hanya didapatkan atau ikut terendapkan dengan batuan sedimen dan tidak mungkin dengan batuan beku atau pun batuan metamorf. Jadi, jelaslah bahwa terbentuknya minyakbumi sangat erat hubungannya dengan cara pembentukan batuan sedimen. , 1.1.7 RUANG LINGKUP GEOLOGI MINYAK- DAN GASBUMI Sebagaunana telah diutarakan di a~as, minyakbumi dan batubara merupakan bahan bakar fosil. Energi yang dipancarkan matahari terkungkung di dalam kedua zat tersebut dan terawetkan selama jutaan tahun dan oleh karenanya dinamai bahan batar fosil. Karena bahan bakar fosil bersifat organik, maka sangatlah erat hubungannya dengan batuan sedimen. Tetapi di samping itu kita melihat pula hubungan yang sangat erat antara bijihbijih dengan berbagai bahan baku seperti logam dan sebagainya, yang pada umumnya berhubungan dengan batuan beku dan batuan metamorf. Dengan demikian kita dapat melihat perbedaan yang menyolok antara bahanbak yang hubungannya dengan batuan sedimen di satu fihak (terkecuali uranium yang bukan merupakan bahan bakar fosil) , di fihak lain bahan baku yang berhubungan erat dengan batuan beku dan metamorf. Berdasarkan kenyataan di atas kita dapat membedakan dua bidang utama dalam ilmu geologi terpakai: GEOLOGI BATUAN KERAS (hard-rock geology), yaitu bidang geologi yang khusus mempelajari bijih-bijih logam yang hubungannya erat dengan batuan kristalin atau batuan beku dan metamorf. Bidang ini sering juga digolongkan dalam Geologi Ekonomi. GEOLOGI BATUAN LUNAK (soft-rock geology), yaitu bidang yang mempelajari batuan sedimen, terutama untuk tujuan mencari atau mendapatkan minyakbumi dan batubara yang sangat erat hubungannya dengan batuan sedimen. Atau dapat pula kita sebut sebagai Geologi Bahan Bakar (Fuel Geology). Dari uraian di atas jelaslah, bahwa ruang lingkup geologi minyakdan gasbumi ini merupakan pengkajian dari batuan sedimen dan semua faktor yang menentukan cara terdapatnya, penyebarannya dan cara berakumulasinya minyakdan gasbumi di dalam kerakbumi. 1.2.1 PERKEMBANGAN UMUM INDUSTRI MINYAKBUMI Di dalam sejarah manusia, minyakburni mungkin pertarna kali ditemukan atau dikenal orang di Timur Tengah, di Iran atau Farsi Kuno yang juga dikenal sebagai daerah Mesopotamia. Di daerah ini minyakburni mula-mula dikenal sebagai rembasan dan sumber yang terdapat pada perrnukaan burni. Nabi Nuh yang diperkirakan hidup di daerah ini adalah manusia yang mungkin untuk pertama kalinya memanfaatkan minyakburni atau dalam hal ini aspal (teer) untuk melapisi perahunya, agar tidak kernasukan air. Di zaman-zaman berikutnya diduga bahwa di daerah ini terdapat rembasan gasburni yang telah terbakar dan kemudian merupakan unggun api yang abadi. Maka timbullah agama Farsi (Zoroaster) yang menyembah api abaditerse Di zaman Harun AI-Rashid 12 minyakburni Koesoemadinata. Geologi Minyak- dan Gasbumi telah pula dikenal, dan Harun Al- Rashid menggunakannya sebagai bahan pernbakar, namun tidak banyak diketahui mengenai bahan itu. Istilah yang diberikan oleh Harun Al-Rashid untuk minyakburni tersebut adalah naphta. Hal ini terjadi jauh sebelurn perkernbangan minyakburni yang modern tirnbul. Pada zaman Cina kuno telah pula dikenal industri pengusahaan minyakburni. Menurut catatan sejarah, orang Cina malahan telah mencoba mernbor minyakbumi sejak zaman sebelurn Masehi. Industri minyakburni yang modern tirnbul di Amerika Serikat pada abad ke19, yang segera disusul oleh beberapa negara Eropa dan bagian dunialainnya. Sebelurn ditemukan pengusahaannya secara komersiil, minyakbumi telah sejak lama dikenal di Amerika Serikat terutama sebagai rembasan. Minyakburni yang didapatkan dari berbagai sumber pada permukaan burni, semula Bering dianggap sebagai barang aneh dan juga diperjual belikan sebagai chat. Orang Indian menggunakannya untuk mencoret-coret/menghiasi mukanya di waktu perang. Juga di Eropa, minyakbumi telah lama dikenal di beberapa daerah, terutama di Romania dan juga di bagian Eropa Baratlainnya. Pemunculan minyakbumi itu telah merupakan juga suatu keanehan yang menarik perhatian para sarjana pada zaman itu. Akan tetapi jauh sebelurn minyakburni dipergunakan dalam industri, Haquet pada tahun 1794 telah mengemukakan teorinya bahwa minyakbumi berasal dari daging ataupun zat organik lainnya, seperti kerang atau moluska. Hal ini dikemukakan terutama karena batuan yang mengandung minyak biasanya mengandung juga fosil binatang laut. Pada tahun 1805 Van Humbold dan Gay Lussac mengira bahwa minyakburni berhubungan dengan aktivitas gunung api, sebagai contoh misalnya, gunung Vesuvius. Ide serupa, dikemukakan pula oleh orang ahli geologi Perancis Virlet d'Aoust pada tahun 1834. Teorinya didasarkan pada gejala bahwa seringkali minyakburni ditemukan bersama-sama dengan lumpur gunung api. Pada tahun 1842 : direktur di pulau ~aspe yang terdapat di mulut sungai St.Lawrence. Mungkin ini merupakan pengamatan pertama yang menghubungkan terdapatnya minyakbumi dengan antiklin. Pada tahun 1847 di Glasgow (Inggris) untuk pertama kali ditemukan suatu cara mengolah minyakbumi menjadi minyak lampu yang menggantikan lilin yang pada waktu itu merupakan sumber penerangan utama. Dengan ditemukannya cara pengolahan tersebut maka minyakbumi menjadi bahan yang dicari oleh banyak pengusaha. Hal ini menimbulkan suatu ide pada' , di Amerika : yang sangat penting, yaitu saat .Tahun 1859 merupakan permulaan timbulnya saat industriminyak. Pengeboran dilaksanakan di Titusville, negara bagian Pennsylvania, Amerika Serikat, dan minyak berhasil ditemukan serta diproduksikan dari kedalaman 69 kaki. Pemboran dilakukan di dekat suatu rembasan atau sumber minyakbumi, dan ternyata dapat dihasilkan produksi yang lebih besar daripada yang keluar dari rembasan. Sejak saat itulah pemboran merupakan satu-satunya cara untuk mengexploitasi dan mengexplorasi minyakbumi secara komersiil. Pada tahun berikutnya tas Glasgow mengadakan Rogers Pendahuluan Henry D. Rogers seorang gurubesar pengamatan di daerah Pennsylvania sangat rnengetahui keadaan geologi pada dan Universimelihat daerah 13 .Teori mengenai mulajadi akumulasi dan terdapatnya minyak bumi merupakan suatu teori klasik dan bertahan sarnpai dewasa ini dengaJ hanya sedikit perbaikan saja. Judul asli tulisan tersebut adalah 'Note: on the History of Petroleum' (Rock Oil). Dalarn tahun yang sarna, yaitu tahun 1861, B. B. Andrews seorang gurubesar ilmu geologi pada Marietta College di negara bagian Virginia barat menunjukkan pula terdapatnya minyakdan gasbumi r akan tetapi diterangkannya akumu1asi loka1 minyakdan gasbumi tersebut merupakan hasi1 retakan yang terjadi di atas sumbu antik1in yang batuannya te1ah dihancurkan oleh pengan~ katan dan pe1ipatan. Andrews dan Hunt kedua-duanya yakin, bahwa retakro yang terjadi da1am batuan yang mengandung minyak tersebut merupakan faktor penting bagi terdapatnya akumu1asi di atas sumbu antik1in. Da1am pada itu Prof. Alexander Winchell dari Universitas Michigan pada tahun 1860 berpendapat bahwa batupasirnya sendiri cukup mempunyai kesarangan (porositas) untuk mengandung minyak tanpa adanya retakan. Berbagai prinsip yang te1ah dikemukakan oleh Logan, Rogers, Hunt, Andrews dan Winchell sedikit seka1i diperhatikan oleh berbagai perusahaan minyak pada waktu itu. Da1am ha1 ini I.C. White rupa-rupanya ada1a ah1i geo1ogi pertama yang mendemonstrasikan kebenaran teori antik1in . untuk akumu1asi minyakdan gasbumi, dengan mendatangi suatu 1apangan dan menunjukkan lokasi pada struktur tersebut dengan berhasi1. Dengan teori tersebut dia menemukan beberapa 1apangan minyak baru di negara bagian Pennsylvania. Teori antik1in tersebut cukup berhasil dan diterima oleh para ah1i geo1ogi di zaman itu, namun masih juga ditentang oleh para ah1i geo1ogi terkemuka. Wa1aupun demikian, berbagai kritik terhadap teori antik1in tidak merubah pentingnya struktur sebagai suatu faktor da1am akumu1asi minyakdan gasbumi dan merupakan suatu fakta yang secara mendarah daging diakui oleh para ahli geo1ogi minyakbumi sampai sekarang. Pada tahun 1888 E. Orton memberikan suatu karya lengkaI mengenai geo1ogi minyakdan gasbumi, dimana antara lain ia berkesimpu1an bahwa minyakbumi berasa1 dari zat organik. Wa1aupun teori antik1in te1ah berhasi1 dan menunjukkan pentingnya geologi untuk mencari minyakdan gasbumi, baru pada tahun 1897 suatu perusahaan minyakbumi yaitu Southern Pacific Oil Company menyewa seoran< ah1i geo1ogi untuk mencari minyakbumi dengan berhasi1. Pada permu1aan abad ke-20 semua perusahaan minyakbumi di Amerika Serikat telah mempunyai bagian geo1ogi sebagai 'Exploration Departement'. Hal ini merupakar zaman baru da1am sejarah industri minyakbumi. Pada tahun 1917 di Amerikc Serikat tidak ada perusahaan minyakbumi tanpa seorang ahli geo1ogi. Tahun itu juga merupakan permu1aan suatu era da1am sejarah i1mu geo1ogi minyakbumi, dengan didirikannya 'the American Association of Petroleum Geologists' yang berkedudukan di kota Tulsa, Oklahoma, suatu perhimpuna~ i1miah para ahli geo1ogi yang menkhususkan diri pada pencarian minyakdan gasbumi. Menje1ang akhir abad ke-19 pencarian minyakbumi serta timbu1nya industri minyakbumi te1ah menyebar juga ke 1uar Amerika Serikat, terutama ke Amerika Latin (misa1nya Mexico mu1ai pada tahun 1890), dan ke Eropa Timur seperti Romania dan Rusia (di sekitar daerah Baku), kemudian juga 14 Koesoemadinata. Geologi Minyak- dan Gasbumi ke Burma dan Indonesia yang merupakan daerah penting bagi pencarian minyakbumi pada waktu itu. Di daerah Timur Tengah minat untuk explorasi dimulai pada tahun 1919, tetapi karena berbagai kesulitan politik dengan Perancis dan Inggris maka perusahaan Amerika baru pada tahun 1927 dapat membor sumur yang pertama dan menemukan lapangan minyak Kirkuk sekitar tahun itu. Sumur pertama, menyembur tanpa dapat dikendalikan dan menghasilkan seratus ribu barrel minyak per hari. Pemboran selanjutnya menunjukkan bahwa lapdngan Kirkuk merupakan suatu lapangan yang cukupbesar. Hanya beberapa tahun sebelum perang Dunia II (yaitu pada tahun 1939) beberapa lapangan minyak raksasa ditemukan di Saudi Arabia dan di-Kuwait, maka dengan ini dimulailah sejarah penemuan berbagai lapangan minyak raksasa di Timur Tengah. Daerah lain untuk pencarian minyakbumi pada waktu itu adalah India, Burma dan Indonesia. Baru setelah perang Dunia II pencarian minyakbumi dilakukan juga di berbagai daerah seperti Aljazair, Sahara atau di daerah Afrika lainnya, begitu pula Australia. Timbullah pencarian minyak di lepas pantai terutama di tahun enampuluhan (60). 1.2.2 PERKEMBANGAN METODA EXPLORASI MINYAKBUMI Menjelang abad ke-20, atau 50 tahun sesudah penemuan sumber minyak pertarna yang komersiil di Amerika Serikat, sedikit sekali bantuan teknik yang diberikan atau dicari untuk penentuan lokasi pemboran. Minyak biasanya ditemukan dengan membor di dekat rembasan atau indikasi perrnukaan, malahan kadang-kadang dengan pernboran secara mernbabi buta. Pencarian minyak dengan penggunaan metoda ilmiah mernang mernberikan hasil, narnun pemboran mernbabi buta pada waktu itu sekali-kali masih juga menghasilkan lapangan minyak yang bernilai ekonomi. Pada tahun 1912 para ahli geologi mulai mengadakan perpetaan singkapan untuk penentuan tempat pernboran yang paling baik. Hasil penerapan ilmu untuk pencarian minyakburni mernberikan hasil yang sangat menggernbirakan dan dalarn waktu beberapa tahun saja struktur yang mernberikan harapan telah dibor sarnpai kedalarnan yang dapat dicapai oleh alat pernbor. Pada waktu itu alat bar hanya mampu membor 1000 sarnpai 1300 meter dengan menggunakan bar tumbuk (cable tool). Pada tahun 1901 metoda pernboran putar (rotary-drilling) pertarna kali dipergunakan di lapangan minyak Spindletop di Texas. Dengan ditemukannya berbagai rnacam baja yang lebih baik, metoda pernboran dengan cara putar diperbaiki dan pada perrnulaan tahun duapuluhan cara baru ini merupakan metoda utarna untuk pernboransurnur. Perbaikan alat pernboran putar memungkinkan pernboran sarnpai kedalarnan 1500 sampai 2000 meter, yang tidak dapat dicapai pada tahuntahun sebelurnnya. Dewasa ini tentu teknologi pemboran telah lebih maju lagi dan dapat mencapai kedalarnan 24.000 kaki atau 8.000 meter. Pada perrnulaan tahun 1920 para ahli geologi baru dapat menghargai aaanya struktur yang tidak terlihat pada perrnukaan dan dengan dernikian dimulailah metoda explorasi bawah perrnukaan. Pernboran inti mulai dipergunakan, begitu pula penggalian surnuran untuk mencari lapisan penunjuk yang dapat dipetakan di bawah perrnukaan. Surnur yang dibor dilog lebih teliti lagi dan juga cara mengurnpulkan serta menganalisa keratan pernboran diperbaiki. Dengan demikian didapatkan informasi yang lebih baik lagi dari data pernboran. Paleontologi mulai dipergunakan Pendahuluan lS untuk mencari korelasi lapisan beberapa sumur, dan hal ini terutama telah mengembangkan ilmu mikropaleontologi yang mempelajari fosil renik di bawah mikroskop. Juga pad a waktu yang sarna adanya mineral pun terutama mineral berat dipergunakan untuk mencari korelasi seperti tersebut di atas. Di tahun duapuluhan penggunaan metoda listrik untuk penlogan mulai dikembangkan dan akhir permulaan tahun tigapuluhan penlogan listrik (electric logging) merupakan prosedur baku bagi pemboran sumur. Cara ini telah berkembang dari tahun 1920 sampai sekarang dan merupakan cara yang sangat penting terutama dengan ditemukannya konsep perangkap stratigrafi. ,; Perkembangan paling penting dalam pencarian minyakbumi adalah ditemukannya berbagai cara geofisika, yang oleh industri minyak Amerika mulai dipergunakan pada pertengahan tahun duapuluhan. Metoda yang pertama kali ialah metoda seismik refraksi yang dikembangkan oleh beberapa ahli Jerman pada tahun 1923 di New Mexico untuk memetakan suatu patahan (zona patahan), tanpa memberikan basil. Setelah dilakukan berbagai perbaikan berhasillah mereka melokalisir suatu kubah garam yang pertama di daerah Gulf-coast pada tahun 1924. Setelah itu ditemukan juga banyak kubah lainnya dalam waktu yang sangat pendek. Sebetulnya para ahli Amerika telah mulai mengadakan experimen yang sarna pada tahun 1919 dan regu lapangan yang pertama, mulai bekerja pada tahun 1925. Metoda ini telah pula berhasil mendapatkan sejumlah kubah garam yang dangkal di daerah Gulf-coast dan beberapa di antaranya ternyata merupakan kubah yang produktif. Akan tetapi metoda bias tersebut ternyata tidak memberikan hasil yang baik di beberapa daerah lain. Oleh karena itu pada tahun duapuluhan orang mulai kehilangan kepercayaan. Pada tahun 1929 metoda seismik refleksi dikembangkan oleh para ahli Amerika. Ternyata kedalaman tegak yang dapat dijangkau dengan cara ini dapat mencapai beberapa ribu kaki. penggunaan cara ini memberikan hasil sangat menakjubkan. pada tahun 1930 hanya beberapa regu saja yang beroperasi di lapangan. Pada tahun 1935 dari beberapa regu itu telah meningkat menjadi beberapa puluh dan pada akhir tahun 1943 menjadi 250. Pada tahun 1923, bersamaan waktunya dengan dimasukkannya cara seismik refraksi (bias), suatu prinsip pencarian minyakbumi yang lain diimpor dari Eropa ke Amerika, yaitu metoda gravitasi. Alat yang dipergunakan ialah neraca puntir (torsion balance), suatu penemuan Hongaria tah~n 1890. Ternyata metoda ini juga memberikan hasil yang besar dalam pencarian kubah garam di daerah Gulf-coast, tetapi kurang berhasil untuk daerah pegunungan. Gravimeter jenis lainnya dikembangkan di berbagai laboratorium Amerika menjadi suatu alat yang cukup baik dan masih dipergunakan dewasa ini. Juga pada permu.laan tahun duapuluhan metoda magnetik dikembangkan. Metoda tersebut ditemukan dan dikembangkan di Jerman dan ternyata merupakan metoda yang sangat baik. Pada tahun 1940 pemboran lepas pantai pertama kali dimulai di Louisiana, Amerika Serikat. Pada tahun 1950 pertama kali helikopter dipergunakan untuk menunjang explorasi seismik di Irian Jaya. Pada tahun 1958 pertama kali dilakukan pemboran dengan penggunaan helikopter sebagai alat angkut, juga di Irian Jaya, pada pemboran sumur Wapili di Pulau Salawati. Boleh dicatat bahwa pemboran dengan helikopter sebagai alat angkut, untuk pertama kali dilakukan di dunia di Irian Jaya. Pada tahun 1960 dimulai explorasi seismik secara besar-besaran di lepas pan16 Koesoemadinata. Geologi Minyak- dan Gasbumi tai. 17 Dalam tahun enam puluhan terjadi kemajuan luar biasa dalam penggunaan cara seismik. Pita rekaman mulai dipergunakan untuk pencatatan. Metoda pengolahan data seismik secara elektronik juga telah dimulai menggunakan komputer, antara lain dilakukan cara pencatatan secararnendetail. Menjelang akhir tahun enam puluhan dikernbangkan pula cara yang dinarnakan penginderaan jauh (remote-sensing). 1.3 1.3.1 PERKEMBANGAN PERKEMBANGAN INDUSTRI MINYAKBUMI DI INDONESIA UMUM Minyakbumi telah dikenal rakyat Indonesia sejak abad pertengahan, misalnya saja pemakaiannya oleh orang Aceh untuk memerangi armada Por-tugis. Industri minyakbumi modern dimulai pada tahun 1871, yaitu sewaktu untuk pertamakali diadakan usaha pemboran pencarian minyakbumi di Desa Maja, Majalengka, Jawa Barat, oleh seorang pengusaha Belanda bernama Jan Reerink. Tetapi pemboran yang dilakukan di dekat suatu rembasan akhirnya mengalami kegagalan. Penemuan sumber minyak yang pertama di Indonesia ialah pada tahun 1883, yaitu dengan ditemukannya lapangan minyak Telaga Tiga dan Telaga Said di dekat Pangkalan Brandan di S~.atra Utara oleh seorang Belanda bernama A.G. Zeijlker. Penemuan itu kemudian disusul oleh penemuan lain, yaitu lapangan minyak di Pangkalan Brandan dan Telaga Tunggal. pada waktu yang bersamaan juga ditemukan lapangan minyak Ledok di Cepu, Jawa Tengah, Minyak Hitam di dekat Muara Enim di Sumatra Selatan, dan Riam Kiwa di daerah Sanga-Sanga, Kalimantan. Penemuan sumber minyak Telaga Said oleh Zeijlker merupakan modal pertama bagi berdirinya suatu perusahaan yang dewasa ini dikenal sebagai Shell. Menjelang akhir abad ke 19 terdapat 18 perusahaan minyak asing yang beroperasi di Indonesia. pada tahun 1902 didirikan suatu perusahaan terbatas yang diberi nama Koninklijke Petroleum Maatschappij yang dimodali dengan penemuan Zeijlker di Aceh tersebut. Perusahaan ini kemudian bersatu dengan Shell Transport Trading Company dan dilebur menjadi suatu perusahaan yang dinamakan The A.siatic Petroleum Company atau Shell Petroleum Company. Pada tahun 1907 didirikan Shell Group yang terdiri dari B.P.M., yaitu Bataafsche Petroleum Maatschappij, dan Anglo Saxon. pada waktu itu di Jawa Timur masih terdapat suatu perusahaan yang namanya: Dordtsche Petroleum Maatschappij, tetapi perusahaan ini pun kemudian diambil a1ih oleh B.P.M. pada tahun 1912 perusahaan Amerika mulai masuk di Indonesia dengan membentuk perusahaan N.V. Standard Vacuum Petroleum Maatschappij atau disingkat 'SVPM' yang mempunyai cabang di Sumatra Selatan dengan nama N.V.: N.K.P.M. (Nederlandsche Koloniale Petroleum Maatschappij) yang sesudah perang kemerdekaan menje1ma menjadi P.T. Stanvac Indonesia. perusahaan minyak ini menemukan 1apangan minyak Pendopa pada tahun 1921 di Sumatra Selatan, yang sebelum perang merupakan lapangan minyak terbesar di seluruh Indonesia. Untuk mengimbangi perusahaan Amerika yang masuk pada waktu itu, pemerintah Belanda mendirikan perusahaan gabungan pemerintah dengan B.P.M. yaitu: Nederlandsch Indische Aardolie Maatschappij (50% B.P.M., 50% pemerintah), yang sesudah perang dunia ke-dua menjadi P.T. permindo dan kemudian pada tahun 1961 menjadi P.N. pertamina. Pada tahun 1920 masuk dua perusahaan Amerika yang baru yaitu Standard Pendahuluan Oil of California dan Texaco, yang pada tahun 1930 membentuk N.V.N.P.P.M. (Nederlandsche Pacific Petroleum Mij) dan sekarang menje1ma menjadi P.T. Caltex Pacific Indonesia. Perusahaan ini mengadakan exp1orasi secara besar-besaran pada tahun 1935 di Sumatra Tengah dan menemukan 1apangan minyak Sebangga (1940) dan pada tahun 1941 1apangan minyak Duri. Di daerah konsesi perusahaan ini, pada tahun 1944 tentara Jepang menemukan 1apangan raksasa Minas yang kemuctian dibor kemba1i o1eh Ca1tex pada tahun 1950. Pada tahun 1935 untuk exp1orasi minyakbumi di Irian Jaya dibentuk suatu perusahaan gabungan antara B.P.M. (33t%) , N.P.P.M. (33t%), N.K.~.M. (33~%) suatu anak perusahaan yang diberi nama N.N.G.P.M.(Nederlandsche Nieuw Guinea Petroleum Mij) dengan hak mengadakan exp1orasi minyakbumi di Irian se1ama 25 tahun (sampai tahun 1960). Pada tahun 1938 1apangan minyak K1amono ditemukan dan disusu1 dengan 1apangan minyak Wasian, Mogoi dan Se1e. Namun perusahaan ini tidak berhasi1 menemukan 1apangan minyak yang berarti, dan pada tahun 1960 diserah-terimakan kepada perusahaan SPCo dan kemudian diambi1 a1ih o1eh permina pada tahun 1965. Ini ada1ah sejarah perkembangan industri minyak sebe1um perang kemerdekaan. 1.3.2 SEJARAH METODA EXPLORASI DIINDONESIA Di Indonesia pencarian minyak dilakukan mula-mula oleh B.P.M. yang pada waktu itu namanya Koninklijke. Pada waktu perusahaan ini mulai beroperasi di Indonesia disewanya 2 orang ahli geologi yaitu Dr.C. Porro seorang Itali dan seorang Swiss bernama Dr. C. Schmidt yang kemudian menjadi seorang gurubesar dalam ilmu Geologi di Brussel. Kedua orang ahli ini telah berpengalaman di Eropa. Dalam perioda pertama hanya dilakukan pemetaan geologi permukaan dengan mengadakan explorasi di sepanjang sungai untuk mencari singkapan, dan baru kemudian juga melakukan pemboran. Suatu regu geologi pada waktu itu terdiri dari seorang ahli geologi yang terlatih secara akademis dan seorang asisten geologi yang pekerjaannya terutama mengkoordinasi buruh setem-pat. Biaya untuk regu yang demikian pada waktu itu sangat rendah. Ahli geologi membuat peta geologi berdasarkan singkapan, terutama peta struktur, dan kemudian dilakukan suatu prognose dan pemboran explorasi. Sampai perang dunia pertama explorasi sampai seribu meter sudah merupakan sesuatu yang luar biasa, tetapi kemudian ternyata pemboran bisa dilakukan lebih dalam lagi. Pada tahun 1910 mulai dilakukan pemboran inti dan pada tahun 1918 pemboran spiral tangan. pemboran geologi yang lebih dalam mempergunakan mesin bensin. Pada tahun 1920 suatu cara baru dimasukkan di Indonesia yaitu cara geofisika. Yang pertama kali dipergunakan B.P.M. adalah metoda gravitasi dan kemudian juga metoda seismik. Cara gravitasi ini terutama dipergunakan di Indonesia pada tahun 1924 setelah berhasil baik di Amerika Serikat. penggunaan metoda seismik dilakukan di Indonesia semenjak tahun 1937. Permulaan pemakaian log oleh perusahaan Schlumberger dilakukan pada permulaan tahun tiga puluhan bersamaan juga dengan penerapan mikropaleontologi di Indonesia. Metoda pemetaan udara dilakukan pertama kali di Indonesia pada tahun 1932, yaitu di Sumatra Selatan dan kemudian di Sumatra utara pada tahun 1934. Pemetaan dilakukan oleh angkatan darat Hindia-Belanda dengan skala 1 : 10.000. Pada tahun 1934 itu pula dilakukan pemetaan 18 Koesoemadinata. Geologi Minyak- dan Gasbumi udara secara besar-besaran di Kepa1a Burung, Irian Jaya. Pemetaan udara ber1angsung dari tahun 1935-1937. Pemetaan potret udara ini sangat membantu juga interpretasi geo1ogi daerah tersebut. Pemetaan udara berikutnya terjadi pada tahun 1938 di Kalimantan. 1.3.3 PERKEMBANGAN INDUSTRI SETELAH PERANG KEMERDEKAAN MINYAKBUMI DI INDONESIA Pada revo1usi fisik tahun 1945-1950 terjadi1ah pengambi1a1ihan semua instalasi minyak oleh Repub1ik Indonesia. Pada tahun 1945 didirikan P.T. Minyak Nasiona1 Rakyat yang pada tahun 1954 menjadi perusahaan Tambang Minyak Sumatra Utara. Pada tahun 1957 didirikan P.T. Permina oleh Ko1one1 Ibnu Sutowo yang kemudian menjadi P.N. Permina pada tahun 1960. pada tahun 1959 N.I.A.M. menje1ma menjadi P.T. permindo yang kemudian pada tahun 1961 menjadi P.N. Pertamin. Pada waktu itu juga di daerah Jawa Timur dan Jawa Tengah te1ah berdiri P.T.M.R.I. atau Perusahaan Tambang Minyak Repub1ik Indonesia yang kemudian menje1ma menjadi P.N. PERMIGAN dan sete1ah tahun 1965 di1ikuidir dan diambi1a1ih oleh P.N. PERMINA. Pada tahun 1961 sistem konsesi perusahaan asing dihapuskan dan diganti dengan sistem kontrak karya. Pada tahun 1964 perusahaan SPCO diserahkan kepada P.N. PERMINA. Tahun 1965 merupakan tahun permu1aan sejarah baru da1am perminyakan Indonesia dengan dibe1inya se1uruh kekayaan B.P.M. -Shell Indonesia oleh P.N. PERMINA. Pada tahun itu pula dimulai kontrak bagi-hasil (production ~haring) yang menyatakan bahwa se1uruh wilayah Indonesia merupakan daerah konsesi P.N. PERMINA dan P.N. PERTAMIN, sedangkan semua perusahaan a~ing hanya bisa bergerak sebagai kontrakt~r saja dengan hasi1 produksi minyak dibagikan dan bukan da1am benttik pembayaran royalty. Sejak tahun 1967 exp1orasi besar-besaran di laut dan di darat dilaksanakan oleh P.N. PERTAMll1 dan PERMINA dengan kontraktor asing. Tahun 1968 P.N. PERMINA dan P.N. PERTAMIN digabung menjadi P.N. PERTAMINA yang kemudian merupakan satu-satunya perusahaan minyak nasional dengan nama PERTAMINA (Perusahaan Tambang Minyak- dan Gasbumi Negara). Tahun 1969 merupakan tahun yang sangat penting karena ditemukannya lapangan minyak lepas pantai (yang kernudian diberi nama lapangan minyak Arjuna) di dekat Pamanukan Jabar dan tidak lama kemudian ditemukan pula lapangan minyak Jatibarang oleh PERTAMINA. Pada tahun 1970 menyusul ditemukannya lapangan minyak lepas-pantai Cinta dan lapangan minyak Ataka (Union Oil) di lepas-pantai Kalimantan Timur. pada tahun 1972 ditemukan lapangan minyak Kasim di Irian Jaya di daerah yang telah ditinggalkan oleh N.N.G.P.M., yang kemudian ternyata merupakan sumur dengan produksi yang paling besar, yaitu 20.000 barrel/hari. Pendahuluan 19 tertera pada Tabel 2-1. Di sini ke1ihatan bahwa pada umumnya minyakbumi terdiri dari 80 sampai 85% unsur C atau karbon, 20 sampai 15% unsur H atau hidrogen. Unsur lain seperti oksigen, nitrogen, belerang terdapat kurang dari 5% ma1ah kadang-kadang kurang dari 1%. Taber 2 -1 Susunan unsur kimia minyak- Gasbumi Unsur dan gasbumi, dalam persen berat Aspal (Levorsen) Minyak (Levorsen) (Levorsen) 80 -85 8,5- 11 Zat hidrokarbon mengk1asifikasikan 2 -8 () -2 merupakan senyawa zat hidrokarbon mentah 82,2-87,1 11,7-14,7 0,1- 5,5 0,1- 1,5 0,1- 4,5 yang beranekaragarn. seperti qo1onqan, Abraham (1945) ~ 1. yaitu Jadi pengertian antara petroleum dan zat bitumina, akan tetapi zat hidrokarbon padat, piro-bitumina dan lain-lain. ada kesarnaan tidak dengan Kelarutan deism karbon disulfide c Larut I Tak larut BITUMINA i NON-BITUMINA I Tak dapat dilumerkan Cairan Padat I I I I Mi nyakbumi I 1 Semua 2 Semua ~Lumer-.l-Sukar dilumerkan- l minyakbumil rembesan PirO-b;tumina Bebas oksigen J I Mengandung oksigen minyak [==~~~~~~~[=~~~~~=J 7 Bermudez 8 Tabbyit pitch 9 Gilsonit Cair 10 Argulit Gambar 2.1 20 Diagram klasifikasi hidrokarbon .11 12 13 alam Gilsonit Grahamit G lance pitch (menurut H. Abraham, Wurtzelit 19 20 Gambut Lignit 21 Batubara 1945) o!l )'hop : 'f..Q.V\~pa'lclV\~"L <::I)~ pembagian tersebut di atas sarna sekali didasarkan atas kelarutan zat hidrokarbon dalam CS2. Dalam hal petroleum, Hedberg (1964) mendefinisikannya sebagai suatu campuran kompleks yang terutama terdiri dari zat hidrokarbon yarig terdapat secara alam dan dapat berupa cairan, gas atau padat, yaitu minyak mentah dan gas alam serta aspal alam yang komersiil di dalam industri minyak. Dapat dicatat di sini bahwa dalam pemakaian istilah petroleum secara populer, dalam bahasa Inggris menunjukkan suatu cairan yang biasanya sinonim dengan minyakbumi. Tetapi menurut Levorsen (1956), istilah petroleum juga dipakai secara bersamaan dengan istilah bitumina yang terdiri dari zat padat atau setengah padat yang biasanya terdiri dari hidrokarbon berate Mereka disebutaspal, ter, albertit, gilsonit dan lain-lain, dari itu secara lokal. yang terdiri dari sernua rninyak rnentah yang didapatkan pernboran ataupun yang keluar sendiri pada perrnukaan sebagai sedangkan -~ padat dibagi lagi antara yang mudah melumer Yang rnudah rnelurner dibagi sedangkan yang sukar rnelurner lagi terdiri rnenjadi dari dari surnur rernbasani dan yang lilin mineral apa yang dinarnakan Golongan nonbitumina juga dibagi menjadi yang dapat lurner dan yang tak lurner, yang tidak lurner dikatakan piro-bitumina. Piro-bitumina dibagi juga atas yang bersifat aspal dan bersifat non-aspal. Yang non-aspal misalnya, batubara mudd, dan batubara. Termasuk juga dalam piro-bitumina adalah kerogen, yang sebetulnya tidak lain daripada zat organik yang tidak larut dan terdapat dalam batuan sedimen, yang secara pirolisis dengan temperatur yang sangat tinggi menghasilkan hidrokarbon. Diagram Abraham juga memperlihatkan, bahwa di sebelah kiri kadar hidrogen dalam hidrokarbon paling tinggi, sedangkan makin ke kanan makin berkurang dan kadar oksigen bertarnbah. Selain itu, juga index bias dari kiri ke kanan makin meningkat, sedangkan titik-lebur dan keatsirian (volatility) serta kesempatan untuk membakar secara cepat makin ke kanan makinkurang. Dari diagram tersebut jelaslah, bahwa minyakburni hanya merupakan sebagian saja dari berbagai jenis hidrokarbon yang terdapat dalam alamo Namun demikian minyakburni adalah hidrokarbon yang paling penting karena jurnlahnya yang paling banyak di an tara hidrokarbon lainnya. 2.1 HIDROKARBON PADAT 2.1.1 JENIS HIDROKARBON PADAT Seperti telah dijelaskan sebelumnya, hidrokarbon padat terdiri golongan biturnina dan nonbiturnina. Golongan biturnina terdiri yaitu antara lain ozokerit, lilin montan, hatcherit, dan golongan aspal, yaitu bermudez pitch, tabbyit, cair dan argulit; kemudian golongan aspaltit (yaitu zat yang kali dilurnerkan). Aspaltit terdiri antara lain dari gilsonit, dan glance-pitch. Golongan nonbiturnina antara lain ialah dua golongan lagi yaitu: piro-bitumina Golongan piro-bitumina Hakekat minyakdan gasbumi aspal dari dari lilinmineral, danscheerer.it; gilsonit sulit segrahamit, piro-biturnina, yang dibagi atas aspal dan piro-bitumina non-aspal. antara lain ialah wurtzelit, 21 elaterit, albertit, impsonit, dan ingramit, sedangkan piro-bitumina non-aspal antara lain ialah batubara muda, gambut, lignit ~an batubara, Hidrokarbon yang bersifat padat biasanya terdapat bersamaan satu dengan yang lain. Misalnya lilin mineral banyak terdapat di Uinta Basin dan didapatkan sebagai urat-urat di dalam Green River Formation, yang sangat terkenal karena terdiri dari apa yang dinamakan oil-shale yang mengandung zat kerogen. Lilin mineral biasanya terdapat dalam bentuk urat-urat, begitupun aspaltit dan gilsonit dan juga piro-bitumina non-aspal, misalnya wurtzelit. Semua zat ini seolah-olah kelihatan sebagai zat kimia yang merupakan hasil pemerasan serpih minyak dan kemudian didesakkan secara paksa ke dalam rekahan sehingga membentuk urat-urat. Namun sampai kini masih sangat diragukan mengenai cara terbentuknya yang sebenarnya daripada hidrokarbon pad at tersebut. Termasuk dalam bitumina padat ini ialah pasir-ter (tarsand) dan serpih minyak (oil shale). 2.1.2 PASIR -TER Di beberapa tempat di dunia, misalnya di Kanada sebelah barat dan di Venezuela, terdapat berbagai lapisan pasir yang telah dijenuhi dengan hidrokarbon yang sudah kental dan setengah-aspal. Lapisan pasir ini meliputi luas ribuan kilometer persegi serta puluhan meter ketebalan dan merupakan cadangan minyak terbesar di dunia. Namun hidrokarbon ini sukar sekali dipisahkan dari pasir untuk dapat ditampung. Misalnya di Kanada sebelah barat, didapatkan lapisan pasir yang disebut Athabasca tarsand (McMurray Sand). Cadangan minyak atau hidrokarbon yang terkandung di dalam pasir-ter ini meliputi milyaran barrel. Dewasa ini karena keadaan krisis minyak, kesulitan memprosesnya sudah dapat diatasi dengan cara yang menguntungkan. Dengan pemanasan atau dengan distilasi destruktif, minyakbumi dapat dihasilkan dari pasir-ter. Juga pernah dipikirkan untuk menggunakan suatu ledakan nuklir untuk membebaskan minyak dari tarsand yang padat ini. Cara terbentuknya pasir-ter atau Athabasca tarsand ini tidaklah begitu jelas, tetapi mungkin berasal dari minyakbumi yang dihasilkan dari rembasan dan terjadi bersama-sama pengendapan pasir tersebut. 2.1.3 SERPIH MINYAK Serpih minyak atau oil-shale adalah suatu serpih yang mengandung zat organik yang jika dipanaskan pada temperatur tinggi (di atas 400OC) akan mengurai dan kemudian menghasilkan hidrokarbon cair yang serupa dengan minyakburni. Zat organik yang dapat menghasilkan minyak pad a suatu pemanasan at au distilasi yang sifatnya destruktif disebut juga suatu piro-biturnina, sebagaimana telah dikatakan di atas dan nama lainnya adalah kerogen. Suatu endapan serpih minyak yang terkenal adalah formasi Green River yang terdapat di Uinta-Basin, di negara bagian Colorado, Utah dan Wyoming. Serpih yang mengandung kerogen ini cukup tebal dan penyebarannya sangat luas, sehingga mernberikan cadangan minyak bukan saja milyaran barrel tetapi sarnpai triliunan barrel. Kadar serpih minyak ini harnpir dapat mencapai 150 galon per ton, tetapi kebanyakan adalah antara 25 dan 50 galon per ton. Kerogennya sendiri bukanlah minyakburni dan juga bukan batubara, tetapi merupakan suatu zat yang mempunyai sifat di antara kedua hidrokarbon tersebut. Kerogen pernah dikira sebagai zat induk minyakburni, tetapi pernah pula diper22 Koesoemadinata,Geologi Minyak- daDGasbumi t;f' ~ -- kirakan sebagai salah satu jenis hidrokarbon lain yang tidak mempunyai hubungan atau mempunyai sedikit hubungan dengan minyakbumi. Serpihminyak juga menghasilkan minyakbumi bebas dan dapat dilarutkan oleh pelarut minyak seperti kloroform dan karbontetraklorida. Susunan kimia daripada kerogen adalah kira-kira, karbon: 69-80%, hidrogen: 7-11%, nitrogen: 1,25-2,5%, belerang: 1-8%, dan oksigen: 9-17%. Dapat dicatat bahwa perbedaan khas dengan minyakbumi adalah kadar oksigen dan nitrogennya. Di bawah mikroskop, kerogen dapat terlihat terdiri dari suatu masa zat organik yang telah dihancur-luluhkan, terutama sebagai bekas tumbuhan, ganggang, spora, pollen, arpus, lilin dan lainlain. Suatu serpih yang mengandung kerogen dapat secara berangsurangsur berubah tanpa kelihatan menjadi batubara. Beberapa tempat lain dimana minyak serpih didapatkan antara lain di Jerman utara. Di daerah itu minyak serpih dikenal dengan sebutan Kuchersicher. Serpih minyak ini erat sekali hubungannya dengan urat-urat hidrokarbon padat seperti gilsonit, wurtzelit dan ozokerit. Di sana ternyata uraturat ini ke bawah menghilang atau menipis waktu masuk ke dalam formasi serpih minyak. Menurut Hunt (1954) mungkin sekali serpih-minyak ini mengeluarkan atau memeras keluar berbagai zat padat seperti lilin dan aspal sehingga membentuk urat-urat hidrokarbon padat melalui retakan. 4.0 #5.0 2.2 HIDROKARBON BELERANG DALAM CAIR. MINYAK MENTAH MINYAKBUMI DUNIA 2.2.1 HAKEKAT KIMIA 2.2.1.1 3.0 2.of Utara ,.ot ~ minyakbumi O.8~ ~ 0.61 ~J- i -l~~0.41-- .,c" I. .kadar ~a~ I LOul.i~n~ I. 0.2! tr Jauh II .150 I I I I Kitty I I 200 be1erang 300 I BruneI 350 400 80 -85% minyakburni ( 1 iha t Indonesia Gambar oksl.gen rendah, seka1i dan dan dan terkenal belerang rendah 2.2). Kadar z at , nl. trogennya sangat hanya merupakan Sumat~Utara 450 -jejak DERAJATAPI Gambar 2.2 Grafik hubungan all tara beratjenis minyak b~mi dBn kadar belerang beberaua mlnyakbuml d. dunla (Todd dan Pulunggono,1971) dari rendah kadar Cinta,l Minas .'E" Structure, -lepas pantai-1 Jawa I. I I ~---, _0 .Jamb. I 250 terdiri karbon sedangkan se1ebihnya hidrogen. Kadar belerang dapat meningkat sampai 2%, misa1nya pada minyakburni dari Timur Tengah, tetapi khususnya di Indonesia -karena ,.;~,OUISij'na lap:a;pantai 0 01 Susunankimia Minyakburni merupakan zat paling penting di antara semua hidrokarbon ataupun di antara semua bitumina. Susunan unsur kimia minyak burni tertera pada Tabel 2-1. Jelas kelihatan di sini, bahwa saja. Walaupun minyakbumi terutama hanya terdiri unsur yai tu namun kedua bentuk hidrogen unsur berbagai dari dan ini macam dua karbon dapat mem- senyawa molekuler dengan rantai panjang, dan struktur 1ingkaran. Malah rantai yang terdiri daripada C dan H tersebut dapat bercabang-cabang ke berbagai arah dan dapat membentuk berbagai macam struktur tiga dimensi. Hakekat minyakdan gasbumi 23 Dengan demikian C dan H ini dapat membentuk molekul yang sangat besar, dan jumlah karbon C dalam setiap molekul dapat berjumlah sampai puluhan, bahkan secara teoritis bisa sarnpai ratusan ataupun ribuan. Sifat daripada hidrokarbon untuk membentuk molekul yang berlainan dengan susunan atau dengan rumus kimia yang sarna disebut sifat membentuk isomer. Sebagai contoh bentuk isomer terdapat pada Gambar 2.3. H H H H I I I I H-C-C-C-C-H I I H H I f I I I H H- C-C-C-H H H H I H I I H I I H-C-H H H H I C=C-C-H I I H H H ~ n-butsn CH3(CH2)2CH3 iso-butsn = C4H10 (CH3)2(CHICH3 H I H H-~6-H I H propilen siklopropan C3H6 C3H6 = CSH10 C4H10 Gambar 2.3 Contoh beberapa isomer; rumus kimia sarna tetapi struktur molekullain. Walaupun hidrokarbon dapat membuat isomer secara tidak terhingga, namun ada aturan tertentu dalam cara pembuatan rantai panjang. Selain dapat membuat rantai panjang dan struktur isomer, hidrokarbon juga dapat bersifat jenuh dan tak-jenuh. Yang dimaksud jenuh adalah jika salah satu valensinya tidak diikat oleh atom hidro~t;etapi terdapat ikatan rangkap antara dua atau tiga atom karbon. Contoh suatu hidrokarbon yang tidak jenuh adalah alken, yang merupakan suatu ikatan valensi alkan (Gambar 2.4). Misalnya, etan dengan rumus C2H6 sedangkan eten C2H4' karena dua valensi atom karbon diikat rangkap. Berbagai macam hidrokarbon yang tidak jenuh serta sifat valensinya yang jenuh terlihat pada Gambar 2.4. JENUH H C- C- C-CH 3 H2 H2 3 TAKJENUH c-c-c C= C-C-CH H3 H2 H3 H2 H H2 butsn Gambar 2.4 Contoh hidrokarbon C= C-H 3 H propilen(asetilen) jenuh dan tidak ienuh Ada beberapa aturan tertentu dalam susunan minyakbumi yang memudahkan kita mempelajarinya antara lain: 1 Pada umumnya minyakbumi hanya memperlihatkan susunan hidrokarbon yang bersifat jenuh. 2 Hidrokarbon yang terdapat di dalam bumi merupakan berbagai macam seri homolog. Yang dimaksud dengan homolog adalah suatu seri susunan hidrokarbon berdasarkan penambahan atom C membentuk suatu susunan yang harnpir sarna, akan tetapi rantainya menjadi lebih panjang ataupun lingkarannya menjadi ruwet (Gambar 2.5). 24 Koesoemadinata, GeologiMinyak-dan Gasbumi ~1 ...C -c-c-c-c- n -Parafin (np) (rantai menerus atau lurus) -c-c-c-c- 3 -c-c-c-c-c-c- 1 c 31 ~ikloparafin ~ J Golongan dari atau Naften (cp) 4 111 II Senyawa Gambar 2.5 siklop-arafin -aromat yang polisiklis J Seri homolog alkan : H H H H-C-C-H I I H H H I I metan H H H H H H H H-C-C-C-H I I I H-C-C-C-C-H I I I I I I I I I C3He etan propan I I biasanya yang ho- terdiri menerus dari- I H H H H, C 4 H1O H H H C2H6 keluarga disebut Beberapa contoh seri homolog beserta rumus umum dan struktur molekulnya adalah sebagai berikut : Seri homolog hidrokarbon utama, dalam minyakbumi (diadaptasikan dari Welte, 1965, halo 2247) H-C-H I rantai ini biasanya pada senyawa berbagai macarn jenis minyakbumi. Anggota pertama dari seri homolog selalu terdapat secara lebih banyak terkonsentrasikan di dalam minyakbumi daripada anggota yang lebih besar berat molekulnya. Malah pada beberapa minyakbumi anggota yang lebih besar ini bisa hilang atau tidak ada sarna sekali. - 'OJ1 homolog golongan isomer. 2 0 o-co:go-c-cc:o 0 o-c9-c9-c-coo-c ..§j l seri terdapat beberapa molog biasa yang C I c- C-C-C-C ila -Parafin (ipl I (rantai bercabang) C I Dalarn butan \11!:::~: ' 'r' n H2 n+ 2 ' ::~ alkan -~::,~ Seri homolog alken HH I HHH I H-C-C-H -r I I H H H H I H-C-C-C-C-H I I H-C-C-C-H H etan I I I I H H C3H6 C4Hs propan buten ...CnH2n alken Seri homolog naften : H H H I C-H H-~C-H I I HH C3H6 siklopropan I I H-C-C-H H-C-C-H I I HH C4He siklobutan H H I I H-C-C-H I I H2~dC H2 H H \ I H C H \/\/ H-CI C-H I H-C C-H / \ 1\ H C H 1\ H2 C 5H 10 siklopentan H H C 6 H 12 CnH2n siklohexan 4 Pada umunya seri homolog dalam minyakbumi dapat dibagi dua golongan besar (lihat Gambar 2.5): I Golongan ASIKLIS atau ALIFAT, juga disebut ALKAN atau II Golongan SIKLIS SERI PARAFIN ATAU ALKAN. Seri ini dapat dibagi yaitu seri parafin normal dan seri iso-parafin. Hakekat minyakdan gasbumi menjadi menjadi PARAFIN dua kelompok 25 1) Seri parafin normal (n-parafin) Anggota n-parafin dapat rnerupakan 25% dari suatu jenis rninyakburni, tidak terrnasuk gas-gasnya, sedangkan da1arn fraksi bensin dapat rnerupakan 80% dan da1arn rninyak pe1urnas 0 sarnpai 25%. Minyakburni yang bersifat ringan dan parafin biasanya rnengandung Cs sarnpai C20 sebagai penyusun utarnanya. Sedangkan da1arn rninyakburni yang 1ebih berat bisa rnenurun rnenjadi 0,7 sarnpai 0,1% (Bestougeff, 1967). 2) Seri iso-parafin atau parafin bercabang Golongan hidrokarbon ini biasanya terdapat dalam fraksi ringan at au pertengahan titik didih (C17 sampai C20). Setelah C2C ke atas konsentrasi iso-parafin sangat berkurang sedangkan di atas C25 jarang sekali ditemukan iso-parafin. Isomer biasanya terdapat dalam C4, C5' C6' 7 isomer dalam C7' 16 isomer dalam Ca' 9 isomer dalam Cg dan akhirnya isomer dalam CIO. Dengan demikian parafin yang bercabang tidaklah membentuk zat padat, misalnya C25 ke atas. Salah satu hal yang menarik perhatian pada iso-parafin, ialah adanya struktur isoprenoid untuk seri di atas C14. Contoh senyawa berstruktur iso-prenoid adalah: pristan (CI9) dan phytan (C20)' (Gambar 2.6). H H H H Struktur iso-prenoid merupakan H3C-C-C-C-C-C-C-C-C-C-C-C-C-C-CH suatu rantai panjang suaI H2H2H21 H2H2H21 H3H3H31 3 tu cabang metil pad a dengan setiap nomor ~ CH3 3. C I -~-~-~-C CH3 CH3 222 Gambar2.6 atom tertentu. Terdapatnya isoprenoid di dalam minyakbumi ad a 1 a h suatu b u k tl . ba hwa mlnya k - . Prlstan H H3C- CH3 H H bumi terbentuk daripada zat orgaI-~-~-~-C I-~-~-~-C I-~-~ nik. Hal ini disebabkan karena 222 222 2 3 seri iso p renoid secara genetis CH3ph CH3 CH3 berhubungan dengan beberapa macam ytan " . Struktur molekuljenishidrokarbon isoprenoid: pristandan phytan plgmen, daripada klorofil yaltu golongan vltal kompleks porfirin atau (Gambar 6.1). Di antara semua isomer, senyawa parafin dengan 2 atau 3 cabang metil adalah yang paling umumj substitusi dengan 4 atau lebih cabang metil sangat jarang. Limapuluh persen daripada parafin yang bercabang terdapat dalam fraksi bensin yang ringan. GOLONGAN SIKLIS. Golongan ini dibagi menjadi 3 kelompok, yaitu seri naften atau siklo-parafin, seri aromat dan seri aromat-sikloparafinpolisiklis (termasuk kompleks aspal). ~~ 1) Seri sik1oparafin atau naften _1 ~f"()"1, ")A.~ (L.""-. lW\IV\~~ Seri siklo-parafin atau naften merupakan salah satu golongan hidrokarbon siklis. Contoh struktur siklo-parafin terdapat pada Gambar 2.5. Biasanya beberapa seri siklo-parafin terdiri dari 5 sampai 6 anggota lingkaran atau kombinasinya dalam struktur polisiklis. Kadar sikloparafin di dalam minyakbumi di seluruh dunia bervariasi antara 30 sampai 60 persen sehingga siklo-parafin merupakan penyusun utama minyakbumi. Dasar utama dalam variasi struktur naften ialah jumlah lingkaran yang dapat bergabung menjadi suatu jaringan. Misalnya, mono-naften dan 26 Koesoemadinata, Geologi Minyak- dan Gasbumi ~\i I; naften bisiklis merupakan bagian utama dalam minyakbumi. Dalam fraksi titik didih yang lebih tinggi lagi struktur ini dapat terdiri dari sepuluh lingkaran atau sepuluh cincin dalam satu molekul. Beberapa contoh naften monosiklis dalam minyakbumi ialah homolog siklo-pentan dan siklo-heksan yang juga membentuk cabang bersifat rantai lurus (Gambar 2.7). Di antara susunan naften yang monosiklis, terutama kisaran C7 sampai Cll paling banyak didapatH2 H2 H2 kan. Anggota yang lebih tinggi H2C /c" CH H C~'H/~ C CH dar1 . na f ten monOS1 kl 1S . b 1asanya . I I 2 2 I I 2 ..., d ' b t. terd1r1 dar1 ser1 yang 1SU s 1H C CH H C <;.CH . 1 2 'C/ 2 2 'C/H"c/ H2 2 tusikan H2 H2 sampai secara banyak 4 cabang rantai dengan 2 tambahan H2 H ~C'H H H H H H H 21 C-C-C-C-C-C-CH I H H H H H H H2C"C/CH2 atau suatu rantai panjang dengan sedikit cabang. Biasanya rantai . pendek adalah golongan met11 dan ' et1 1 .Homo 1og S1' kl o-pentan b 1asa. H2 H /~~ H H H21 ~-~-(CH2)14- ~H nya terdapat lebrh banyak daripada golongan siklo-heksan, berkisar antara 25 sampai 40%. Naften monosiklis yang berantai H2C, ,CH2 /~~ 2~ ~H2 H2C-CH2 ~2 panjang dalam C30 bersifat Gambar2.7 ContohbeberapahomologSIK,opentan dansiklohexan kisaran kristalin dapat dipisahkan. merupakan lilin C20 sampai yang Zat tersebut para fin berderajat teknis pada kristalisasi dan merupakan konstitusi utama serisin dan lilin parafin titik-didih tinggi. Di antara struktur polisiklis terdapat golongan tetra-siklo-alkan yang terdapat di dalam sedimen dan juga di dalam minyakbumi. Zat ini mungkin diturunkan dari senyawa induknya yaitu sterol. Sterol paling banyak didapatkan, dengan atom karbon C27 sampai C29' mempunyai nomor atom karbon yang sarna dengan sterol alamo Naften-tetra-siklis C30 dalam minyakbumi mempunyai berat molekul yang sarna dengan asam di dalam hormon sex dan menurut data spektrometri sesuai dengan susunan struktur steran (C 30 ) . 2) Seri aromat Aromat adalah suatu hidrokarbon siklis berstruktur khas cincin aromat (Gambar 2.8), terdiri dari 6 atom karbon berbentuk cincin yang sebagian daripada valensinya tidak jenuh, tetapi membentuk suatu strukturKeku1e. Dalam hal ini salah satu elektron daripada suatu atom karbon dimiliki pula oleh atom karbon lainnya (electron-sharing), jadi tidak seluruhnya merupakan tangan valensi rangkap. Selain struktur Kekule ini, aromat dapat juga membentuk suatu senyawa kompleks dengan rangkaian lainnya, cincin naften, ataupun cabang yang banyak. Contoh untuk struktur ini dapat dilihat pada Gambar 2.8. Aromat yang bersifat monosiklis dengan homolog benzen sangat khas bagi minyakbumi yang ringan. Benzen merupakan salah satu anggota yang khas untuk suatu aromat dan mempunyai isomer dalam C7' Ca' Cg' Salah satu penyusun utama minyakbumi ada1ah to1uen n-xy1ene 1,2,4 sampai trimeti1 benzen. Kadarnya dapat mencapai 1,6 sampai 1,8% untuk Hakekat minyakdan gasbumi 27 r\ C'c' '0 Qi"1 ~ l rtA :):;) '" .., )L:) 0 I toluen xylen. 3 dan 1% untuk benzen dan Konsentrasi ini menurun WCH sangat cepat untuk mono-aromat Cg dan CIO dengan aromat bisiklis (Gambar 2.8) seperti naftalen dan Gambar 2.8 Kerangka struktur molekul beberapa senyawa nafteno aromat bifenil dan juga homolognya dalam CII' CI2 dan C14 telah dapat di-identifikasikan dalam beberapa jenis minyakbumi. Anggota Seri poli-aromet yang lebih tinggi dengan lebih dari 2 atau 3 cabang panjang tidak didapatkan dalam alamo 3) SERI NAFTENO-AROMATYANG POLISIKLIS: Golongan nafteno-aromat merupakan golongan tersendiri dalam minyakbumi dan didapatkan pada fraksi titik-didih yang lebih tinggi. Golongan ini sebetulnya merupakan molekul besar, yang strukturnya terdiri daripada beberapa cincin aromat yang bergabung dengan cincin naften (siklo-parafin). Contoh struktur molekul zat ini terlihat pacta Gambar 2.8. Kompleks aspal Anggota yang tinggi daripada hidrokarbon golongan siklis, aromat atau pun naften, biasanya membentuk suatu kompleks hidrokarbon siklis yang mengandung pula berbagai macam komponen bukan hidrokarbon. Kompleks aspal terdiri dari resin dan aspalten. Resin biasanya terdiri dari senyawa polisiklis yang mengandung oksigen, termasuk juga hetero-siklis dengan atom belerang dan nitrogen, dengan berat molekul antara 500 sampai 1000. Zat ini dapat juga dimasukkan sebagai suatu basil sekunder daripada hidrokarbon nafteno-aromat yang bersifat polisiklis. Aspalten merupakan zat hetero-siklis yang mengandung oksigen, belerang, nitrogen dan logam lainnya, dan mempunyai berat molekul antara 900 sampai 3000. Struktur molekul aspalten sangat kompleks dan terdapat berbagai macamjenis. Contoh struktur kompleks daripada jaringan cincin itu terlihat pacta Gambar 2.9. Zat ini juga terdiri dari cincin aromat dan naften dengan beberapa cabang rangkaian alifat yang pendek. oxXJ ""j ( ~ '~ Baxterville Lagunillas Gambar 2.9 Burgan (Kuait) Wafra No. 17 Mara Berbagai contoh jaringan molekul (diambil I Wafra No. A-1 Ragusa aspalten dalam minyakbumi dari beberapa lapangan di dunia dari Dott dan Reynolds, 1969) Cincinnya terdiri sebagian dari suatu rangkaian hetero-siklis yang mempunyai 5 sampai 6 atom. Harus ditekankan bahwa aspalten dari-setiap minyak mentah terdiri dari berbagai macam zat, misalnya aspalten dari minyak berasal formasi tua lebih bersifat grafit dan mengandung lebih 28 Koesoemadinata,Geologi Minyak- dan Gasbumi 'O-H c, sedikit unsur logam dan belerang dibanding dengan aspalten yang lebihmuda. Dari segi genesis aspalten merupakan zat yang menarik perhatian karena mengandung banyak sekali unsur perunut (trace elements) dalam minyakbumi, teruta~,a vanadium dan nickel. Porfirin: Porfirin ditemukan dalam minyakbumi oleh Trebs pada tahun 1934-1935. Zat ini telah menarik perhatian dan banyak dipelajari dalam waktuwaktu yang lalu. Semua porfirin juga berasosiasi dengan zat yang berberat molekul tinggi dan dapat ditentukan dengan distilasi molekuler. Terdapatnya porfirin dianggap sebagai bukti mengenai biogenesis minyakbumi. Kadar porfirin dalam minyakbumi bervariasi dan dapat mencapai 0,04%. Menurut Dunning (1954) porfirin biasanya paling banyak terdapat dalam minyakbumi yang bersifat aspal dan berumur muda. Jadi C2H5 CH3 CH3~C 125 "",- 01- C2H5 CH3 H CH3 N~ ' \ II ""'- 1-, j elas, dalam annya adalah C25 H minyakbumi Struktur porfirin pada Gambar 2.10, v~ pal CH ~ 1-",-~ CH CH3 ~- "'- ~ ' CH3 3 3 C H C H 25 25 0 0"porfinn Gambar2,10 Struktur molekulduaJerns dengankomplexvanadium'dan-iiTKe1 di dalamnya terdiri tetapi diperlihatkan , yang sepertJ. as- daripada lebih hubung- dengan zat aspal. struktur ruwet. siklis Porfirin erat " sekali hubungannya dengan klorof~l h lb " " d ' dan , emog 0 ~n yang, teruraJ. menJa J. , , porfJ.rJ.n dan parafJ.n yang bersJ.fat iso-prenoid seperti phytan. Porfirin dapat berkondensasi dengan aromat polisiklis dan molekul naftenaromat untuk membentuk aspa.lten. Porifin dapat juga mengandung nitrogen dan selain itu juga mengandung inti vanadium ataupun nikel. ZAT HETERO-ATOM ATAU NON-HIDROKARBON (Gambar Zat hetero-atom ada1ah hidrokarbon atom 1ainnya seperti N, 0, dan S. H SENYAWA BELERANG I H H j H-C-C-S-H H I 1 H H '5' H I : H I H 1 H propan etiol propi1 merkaptan H I 0 SENYAWA OKSIGEN 0 I ,:f' 0 H HHH I I C C I H I H I C I H I C\ 0 O-H ~C H C"'H'O_H \,.,C, H-C HI' H "'.c C"H t-f \ /' C H H' 'H Gugusan karboksi I Asam butirat macam I I I H- C-C-C-S-H H etan etiol etil merkaptan Hidrogen sulfide 2.11). yang juga mengandung berbagai Asam siklohexar; karboxil I C I \ H-C.C-H I:: I H-C.C-H \ " c;: H fenol H H I C /\ H " C 1\ C 1\ I H indol Hakekat minyak. daD gasbumi 1 I" ." H \/\ C H II 1 \/\1 C N II 1 , 1 II 11 II ' I H-C-C-::-C-H H-c-c-c- 9 H--C-C"C-H HooC-C C-C\/ N C , H H carbozol 29 Nitrogen. Unsur Oksigen. Minyakbumi dapat juga mempunyai senyawa oksida sampai 2% dalam bentuk asam fenol. Ini biasanya terdapat dalam residu atau derivat tinggi. Beberapa jumlah kecil fenol didapatkan dalam kerasin dan minyak solar. Minyakbumi dari formasi paling muda biasanya mengandung asam yang paling tinggi. Asal asam ini tidak begitu banyak diketa-hui. Ada yang mengatakan zat ini merupakan hasil oksidasi hidrokarbon, ada yang mengatakan bahwa zat tersebut merupakan sebagian dari gugusan asam yang ada sebelumnya, sebelum berdegenerasi menjadi minyak. Senyawa Belerang. Senyawa belerang juga sangat penting dalam minyakbumi, biasanya terdapat dalam jumlah lebih banyak di dalam fraksi molekuler yang lebih tinggi. Kadarnya dapat mencapai 5% dan oleh karenanya ada minyakbumi yang mengandung 30 sampai 40% senyawa belerang, di samping yang terdapat dalam resin dan aspalten. Beberapa senyawa belerang adalah: tiol; sulfida alifatik, monosiklik dan polisiklik; disulfida; monotiofen yang monosiklik, bisiklik, trisiklik. Senyawa belerang tersebut kebanyakan berasal dari minyakbumi yang kaya akan belerang dan pada umumnya merupakan asal sekunder, misalnya dari penguraian gipsum (lihat grafik belerang, Gambar 2.2). Senyawa nitrogen juga didapatkan dalam minyakbumi terutama dalam residu atau molekul berat dan sebagian terdapat dalam benzen dan aspalten. Kadar nitrogen bervariasi antara 0,01 sampai 0,02% dan kadangkadang bisa mencapai 0,65%, misalnya dari lapangan minyak Willmington, California, yang senyawa nitrogennya bisa melebihi 10%. Senyawa nitrogen yang terdapat dalam proses distilasi terutama ialah homolog piridin dalam jangkauan C6, C1O' quinolin dalam jangkauan C1O-C17 dan turunan yang berhidrogen, dan juga senyawa carbozol, indol dan pyrol (Gambar 2.11). Asal nitrogen ini adalah biogenik, misalnya dari protein danpigmen. Fermentasi (peragian) protein menghasilkan asam dan juga senyawa nitrogen yang mengandung cincin pyrol. Nitrogen yang terdapat dalarn semua senyawa ini biasanya dapat dibedakan antara nitrogen bersifat bas a da~ yang netral. Yang sangat menarik perhatian menurut Richter (1952) ialah bahwa perbandingan nitrogen basa terhadap nitrogen netral adalah sarna. Ini menunjukkan mekanisme yang sarna untuk pembentukan semua minyakbumi. SUSUNANMOLEKULMINYAKBUMI. Walaupun di atas telah diuraikan mengenai jenis hidrokarbon yang terdapat dalam minyakbumi, namun sebetulnya susunan molekul atau senyawa minyakbumi secara kuantitatif tidaklah dapat diketahui dengan teliti. Hal ini disebabkan karena teknik pen entuan isomer dengan berbagai struktur dan variasinya sangat sulit. Semula diperkirakan bahwa minyakbumi terdiri dari jutaan isomer hidrokarbon, terutama parafin, aromat dan naften. Menurut data terakhir (Colombo, 1967) ternyata susunan minyakbumi tidaklah terlalu ruwet dan merupakan hasil proses yang normal danberaturan. Jumlah total senyawa penyusun dengan berbagai isomernya walaupun cukup tinggi, tetapi hanya merupakan sebagian kecil saja dari semua jenis struktur. Penentuan susunan senyawa kimia minyakbumi telah sangat mengalami kemajuan selama masa 25 tahun terakhir, yaitu dengan 30 Koesoemadinata, GeologiMinyak-danGasbumi Bensin Solar Residue metoda fraksinasi dan identifikasi serta pekerjaan bersistem dari team 0.. ~ c. -CIOCIIC'"C..-C'7Co.c.. C C..c.-Ceo research. Dalam metoda itu termasuk °C I 500 B.Pt.100 150200 250 300 400 -==-distilasi azeotrofi, defusi normal, n.P --;;:,- ' ,: I ' pembentukan kompleks dengan urea, I/". ,..-' : I., ., I.P '-'-' -,..,,1, f: ,/ metoda spektometri ultra-violet dan infra merah, spektometri masa dan ~./ ,,-' .j .." ..'~sl juga kromatografi gas ataupun cairan CP ---"~ ,,.." ",:~ dan juga spektografi nuklir magnetik elektronik. Hasil pekerjaan ,~~~~~ Ar-CP ..,..,..." Arpus I ini menunjukkan bahwa susunan miII 25 50 1S 100%nyakbumi adalah sebagaimana ternyas U-.:::~~~ Penyebaran golongan~olongan hidrokarbondalam minyakmentahmedium. n.P = normalparafin, i.P =i~o-parafin~ CP = slklo-parafln, Ar =aromat, Ar-CP =naftenoaromat, ..Fraksi ta pada Gambar 2.12. Dalam fraksi ringan misalkan ti tik didih sanga t rendah seperti bensin, banyak sekali mengandung naften dan khususnya .' f . n-parafl.n beserta l.so-para l.n. lebih berat (C26sampai C33' Arpus As C = persenyawaan =asfalten. hetero-Slklls, sampai C 36 ) terutama senyawa golongan Gambar2.12 Diagrammemperlihatkan susunanseri homologhidrokarbondalamminyakbumi (menurutBestougeff,1967) tetapi masih aromat dan aromat naften. Secara mendetail susunan molekul hidrokarbon terlihat dalam Tabel 2-2a,-2b. Penentuan molekul minyak routine, mengandung 60 dalam taraf mentah belum dilakukan se- penelitian. 2 Analisa dan klasifikasi minyakbumi Secara routine minyakbumi dianalisa secara distilasi berfraksi. 1) DISTlLASI BERFRAKSI. Distilasi berfraksi adalah penyulingan serta pengembunan kembali berbagai macam cairan yang mempunyai titik-didih yang berbeda-beda. Secara kasar cairan dengan titik-didih yang berlainan itu kita bagi atas gas, bensin, kerasin, minyak gas atau solar, pelumas ringan, pelumas tinggi dan residu. Gas biasanya bernomorkan atom karbon dari Cl sampai C4' bensin dari C5 sampai C1O' kerasin atau minyak tanah dari Cll sampai C13' minyak gas atau diesel C14 sampai C17, pelumas ringan C18 sampai dengan C25' pelumas berat C26 sampai C35 sedangkan di atas C36 sampai C60 dianggap residu. Hal ini bisa dilihat pada Tabel 2-3. Pada tabel tersebut kelihatan bahwa titik-didih bensin ialah 200°C, sedangkan kerasin atau minyak tanah 250°C, solar 300°C, sedangkan pelumas dan residu 400°C. Pada umumnya di dalam fraksi bensin banyak didapatkan parafin normal dan juga parafin bercabang, sedangkan aromat terdapat hanya sedikit sekali. Makin ke arah pelumas dan residu, persentasi aromat jauh lebih besar daripada persentasi parafin normal, iso-parafin biasanya sudah hilang, sedangkan sikloparafin boleh dikatakan konstan. Hakekat minyak- daD gasbumi 3i Jenis Taber 2 -2a Jenis hidrokarbon jenis minyakbumi yang telah (menurut hidrokarbon diisolasikan Bestougeff, Seri homolog atau diidentifikasikan dalam berbagai 1967) Jumlah atom karbon per molekul Jumlah zat penyusun yang hanya dapat diidentifikasikan, tetapi tidak dipisah-, kan dalam keadaan murni. (dalam tanda kurung dapat di isilasikan secara murni) Para fin normal Cn H2n+2 C1 -C3S :l:'arafin bercabang Cn H2n+2 Cll -ClO Parafin bercabang Cn H2n+2 Cl1 -ClS 2 (9) Para fin bercabang Cn H2n+2 C16 -C20 2 (5) Para fin bercabang Cn H2n,+2 C21 -C23 -(3) 35 (5) 50 (24) Sikloparafin (monosiklis) Cn H2n Sikloparafin (siklopentanJI C n H2n Cs -C1O 35 Sikloparafin (siklohexan) Cn H2n C6 -C1O 25 (18) Cn H2n C7 Cs -Cll I Sikloparafin (sikloheptan) I Sikloparafin (bisiklis) Cq Sikloparafin (trisiklis) Cn H2n-4 ClO -C12 Cn H2n-6 C6 -C12 H2n-2 (5) 2 8 (6) 1 (1) 45 (5) 12 (9) 2 (2) (3) Aromat monosiklis Aromat bisiklis (naftalen) Cn H2n-12 ClO -C16 Aromat bisiklis (difenil) Cn H2n-14 Cl2. -C14 Aromat trisiklis C14 -CIS 8 Cn H2n-18 Cn H2n-20 Aromat tetrasiklisNafteno-Arom:it Cn H2n-24 Cl6 -Cl8 7 (4) Golongan Indan Cn H2n-8 Cg -C13 4 (1) Golongan Tetralin Cn H2n-8 ClO -C14 8 (2) 32 Koesoemadinata, GeologiMinyak-danGasbumi i 1 max. min. 1, 0,01 16 Tabel 2 -2b No. 2 3 4 5 6 Seri Susunan molekul hidrokarbon dan hidrokarbon Normal-parafin Pent.an Hexan Heptan Oktan-Dekan Undekan-Pentadekan Hexadekan clan yang lebih tinggi utama dari minyakbumi (menu rut Bestougeff, Nomor atom Persen karbon I C6 C7 Ca 11 -16 -Cl0 -CiS dan dalam minyakbumil 0,2 0,04 0,03 CS lec 1967) 0 0 0 3,2 2,6 2,5 1,8 -2,0 1,8 -1,5 1,0 bih tinggi - 1 2 3 4 5 6 7 8 9 11 12 Isoparafin 2-Metilpentan 3-Metilpentan 2-Metilhexan 3-Metilhexan 2-Metilheptan 3-Metilheptan 2-Metiloktan 3-Metiloktan 2-Metilnonan10 3-Metilnonan 4-Metilnonan Pristan (isoprenoid) Sikloparafin 1 Metilsyklopentan 2 Siklohexan 3 Metilsyklohexan 4 1, trans 2-dirnetilsiklopenta 5 1, cis 3-dirnetilsiklopentan 6 1, cis 3-dirnetilsiklohexan 7 1, cis 2-dirnetilsiklohexan 8\1,1, 3-trirnetilsiklohexan ('6 C6 C7 C7 Ce Ce Cg Cg 0,2 0,06 0,03 0,02 0,03 0,02 0,02 0,01 C1O C1O C1O C1O C6 C6 C7 C7 C7 0,11 0,08 0,25 0,05 0,04 Ce Ce Cg 0,1,91 0, 9 1, 0 0, 4 0, 4 0, 2 0, 3 0, 1 0, 1 1, 12 2,351,4 2,8 1,2 1,0 0,9 0,6 0,7 Aromat 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Benzen To1uen Eti1benzen n-Xy1en 1-Metil-3-eti1benzen 1,2,4 -Trimeti1benzen 1,2,3 -Trimeti1benzen 1,2,3,4 -Tetrametilbenzen 2-Meti1nafta1en10 2,6 -Dimeti1nafta1en11 Trimeti1nafta1en Hakekat minyakdan gasbumi C6 C7 Co Ce Cg Cg Cg ClO Cll Cl2 Cl3 0,030,01 0,02 1,0 1,8 1,6 1,0 0,3 0,6 0,4 0,3 0,3 0,4 0,3 33 Taber 2 -3 Susunan senyawa hidrokarbon Kisaran n No atom C Titik- didih Kerosin Solar Distilat minyak ringan i minyakbumi Ci -C4 Cs -CiO Cii -C13 C14 -C17 C 18 -C C26 -C36 C36 -C60 26 siklo-. iso~ar!!:!inl I parafin 38 23 22 20 43 9 15 43 9 48 19 21 16 6 52 24 13 1 51 27 mi- pelumas Residu I parafin Gas Bensin Distilat distilasi % volum Fraksi distilasi nyak utama dalam berbagai fraksi 1 500°C [ 8 2) ANALISA HEMPLE. Berdasarkan kenyataan di atas, diperkirakan bahwa makin tinggi titik-didih daripada fraksi distilasi makin banyak terdapat homolog aromat-sikloparafin, sedangkan di dalam fraksi titikdidih yang rendah, lebih banyak didapatkan homolog parafin. Karena penentuan susunan molekuler minyak mentah sulit dilakukan, maka secara routine dilaksanakan analisa distilasi berfraksi yang sedikit banyak mencerminkan susunan berbagai rnacam homolog hidrokarbon. Analisa secara teliti daripada distilasi ini disebut analisa Hemple, yang sifatnya sarna juga dengan distilasi berfraksi akan tetapi pengembunan berbagai rnacam fraksi dilakukan dengan perbedaan suhu 25cC. Misalkan saja fraksi nomor satu pengembunan pada 50cC, fraksi nomor 2 pada 75cC, fraksi nomor 3 pada 100°C dan seterusnya, sehingga fraksi nomor 10 itu 270°C. Distilasi dilakukan pada tekanan atmosfer, yaitu 558 mmHg. Distilasi fraksi nomor 11, dilakukan pada tekanan 40 mm Hg, sehingga pengembunannya dilakukan pada 200°, fraksi nomor 13 pada 250° dan fraksi nomor 15 pada 300°C, dan sisanya disebut residu dan tidak dilakukan fraksinasi seterusnya (lihat Tabel 2-4). Pada analisa Hemple tersebut juga diukur volum tiap-tiap fraksi dan kemudian juga persentasi setiap fraksi. Selain itu juga ditentukan berat jenis setiap fraksi yang dinyatakan dalam berat jenis pada keadaan standar (baku), atau dalam derajat API yang akan dijelaskan lebih lanjut. Jadi, jelas analisa Hemple ini sudah cukup memberikan pendekatan mengenai susunan molekul minyakbumi walaupun tidak tepat. 3) INDEKS KORELASI DAN KLASIFIKASI lopori penggunaan suatu sistem Sistem ini didasarkan pad a 1asi terhadap : DASAR MINYAKBUMI. yang dinamakan sistem Smith indeks (1940) meme- kore1asi. didih~ya maka hidrokarbon tersebut akan mengatur dirinya sesuai dengan struktur dasarnya. Dengan demikia~ dapat diketahui perbandingan atom karbon di dalarn molekulnya. Pengeplotan dilakukan dengan kebalikan titik-didih dalarn °Kelvin x 1000 sebagai koordinat sedangkan berat jenis diplot pada absisa. Dari pengeplotan ini ternyata n-pentan (nilai kebalikan titik-didih kira-kira 3,2), n-hexan {nilai kebalikan titik34 Koesoemadinata, Geologi Minyak- daDGasbumi 16. U.O.P. Tabel 2 -4 Contoh suatu hasil analisa HemrJle HEMPLE ANALYSIS Locality: We~l.no:Formation: Argi11e scag1iose Lithology: Limestones General characteristics. gravity at 60°F -0,891 API Gravity: 27,3Sulphur, per cent = 0,06 Colour: dark greenSaybe1t Universal Viscosity ~t 100°F = 41 sec. Specific Dry distillation 1 2 3 4 5 6 7 8 910 50 75 100 125 150 175 200 255 250 275 122 167 212 257 302 347 392 437 482 527 Distillation, Bureau of Mines at atmospheric pressure. - - 2.0 5.3 9.0 14.3 15.2 14.5 0.758 0.788 0.817 0.847 0.871 0.894 55.2 46.1 41.7 35.6 30.9 26.8 54. 802 200 225 250 275 300 --5.0 392 437 482 527 572 9.6 10.4 6.2 4.2 4.1 0.919 0.932 0.952 0.961 0.971 1.016 --0.2 Carbon (91OF) - 2.0 7.3 16.3 30.6 45.8 60.3 43 53 74 132 327 -99.8 69.9 80.3 86.5 90.7 94.8 729 22. 126 32.41. 474 501 49. 191 Dry distillation 11 12 13 14 15 Residuum Distillation Loss Hemp1e method First drop = 33°C at 40 nun 22.5 20.3 17.1 15.7 14.2 7.8 80.720 81.706 86.504 86.493 74.756 96.039 ---100.0 residue , of£esid~~ Approximate Carbon residue Summary---Yer cent of c~ S.G. API Grav. Viscosity- Ligh~ Total gasoline gasol~ne and naphta 16.3 0.800 45.4 - Kerosene Gas Oil distillate 55.8 0.881 29.1 - Non-Viscous lubricating distillate Medium lubricating distillate viscous lubricating distillate Residuum Distillation loss 13.6 4.4 4.7 5.0 0.2 Factor Hakekat minyak. = 11.0; daD gasbumi Base of crude 0.928-0.956 0.956-0.865 0.965-0.976 -1.016 --= Par. 21.0-16.5 16.5-15.1 15.1-13.5 7.8 ; Paraffin 50-100 100-200 Above 200 - wax = present 35 didih 2,9), n-dekan (kebalikan titik-didih 2,4), n-hexadekan (kebalikan titik-didih 1,5) merupakan garis lurus. Kemudian oleh Smith garis ini diberi nilai indeks nol, sedangkan untuk benzen yang ternyata mempunyai titik-didih hampir sarna dengan n-heksan diberi nilai 100. Hidrokarbon lainnya ternyata berada di antara nilai 100 dan nol ini. Tetapi sebagaimana ternyata pada Gambar 2.13, peningkatan nilai indeks tidak sebanding dengan menurunnya perbandingan hidrokarbon,. sehingga menyulitkan klasifikasi yang didasarkan penyimpangan hidrokarbon dari suatu kadar hidrogen maksimum. Dengan demikian maka sistem korelasi indeks ini sedikit banyak juga memperlihatkan susunan atau sifat molekul setiap jenis hidrokarbon. Dapat disimpulkan bahwa minyakbumi yang bersifat parafin menunjukkan nilai indeks korelasi yang rendah, sedangkan peningkatan senyawa siklis meningkatkan pula nilai indeksnya. Dengan demikian untuk setiap fraksi distilasi minyakbumi dapat dihitung indeks korelasinya dengan suatu rumus dan untuk minyakbumi keseluruhannya dapat dibuat profil indeks korelasi. Rumus. C.I --= 48640 K + 473 G -456,8 K G = titik-didih = berat jenis rata-rata pada 60°F dalam °Kelvin Berdasarkan ini Barbat (1967) mengusulkan suatu klasifikasi minyakbumi seperti tertera pada diagram pada Gambar 2.14. Jika seluruh fraksi dari -2 sampai 15 memperlihatkan suatu profil at au kurva dengan nilai indeks korelasi kebanyakan kurang dari 10, maka minyakbumi ter36 Koesoemadinata, GeologiMinyak-danGasbumi ~ base), sebut digolongkan sebagai minyakbumi ultra parafin. Kalau sebagian besar di bawah indeks korelasi 30 disebut minyakbumi parafinis, antara 30 sampai 40 dikatakan minyakbumi naftenis dan 40 sampai 60 dikatakan minyakbumi aromatis. Minyakbumi yang bersifat aromat ini dapat pula dikatakan mempunyai dasar aspal (asphalt-base), karena kebanyakan zat aspal terdapat dalam komponen aromat beratom banyak. Klasifikasi ini 60 BERSIFAT AROMAT (AROMATIC) 40 (I) «-I w II: 0 ~ BERSIFAT NAFTEN (NAPTHE'NIC) 30 X w 0 Z .Pa. ~::::::==ij I Bradfod --'-1- --'1-0 Gambar ' I 2 6 2.14 ., ---Duchesne, Klasifikasi dasar minyakbumi 17 10 , BERSIFAT PARAFIN (PARAFFINIC) , BERSIFAT (ULTRA- Utah ULTRA-PARAFIN PARAFFINIC) 14 berdasarkan penampang indeks korelasi Smith (menurut Barbat, 1967} sedikit banyak mencerrninkan susunan molekul minyakbumi pada umumnya atau setidak-tidaknya seri homolog mana saja yang dominan di dalam suatu jenis minyakbumi. Secara umum minyakbumi diklasifikasikan sebagai:1. MINYAKBUMI BERDASARPARAFIN (paraffin base), yang menghasilkan parafin padaBERDASAR pendinginan. 2. MINYAKBUMI ASPAL (asphalt ,jika mengandung residu aspal. 3. MINYAKBUMI BERDASARPERALlHAN (intermediate base). 2.2.2 HAKEKAT FISIKA MINYAKBUMI Sebagairnana cairan lainnya kuantitas rninyakburni diukur berdasarkanvolurnnya. Ukuran yang dipergunakan di Indonesia adalah meter kubik atau sering juga ton. Di dunia perdagangan yang terutarna dikuasai oleh perusahaan Amerika, digunakan satuan barrel (disingkat bbl), yaitu kira-kira sarna dengan 159 liter. Seringkali harus dibedakan antara vol urn rninyakburni di bawah tanah yang dikatakan reservoir barrel, dan stock-tank barrel karena faktor penciutan dirnana kira-kira 5/8 stocktank barrel adalah sarnadengan satu barrel reservoir. Penciutan ini Hakekat minyakdan gasbumi 37 disebabkan karena minyak Perlu dijelaskan di sini berat, tetapi sebetulnya kilo-liter (kl). 2.2.2.1 mentah selalu mengandung gas sebagai larutan. bahwa ton untuk minyakbumi bukanlah satuan adalah 1 meter kubik ataupun juga disehut 1 Berat jenis atau gravitasi jenis Salah satu sifat minyakbumi yang penting dan mempunyai nilai dalam perdagangan adalah berat jenis atau gravitasi jenis (specific gravity) Di Indonesia biasanya berat jenis dinyatakan dalam fraksi, misalnya 0,8; 0,1 dan sebagainya. Dalam dunia perdagangan terutama yang dikuasai perusahaan Amerika, berat jenis ini dinyatakan dalam API Gravity. °API = 141,5 ,B .J. - ,~, ~ .L..1.L,:> API gravity minyakbumi sering menunjukkan kualitas minyakbumi tersebut Makin kecil berat jenisnya atau makin tinggi derajat APInya, minyakbumi itu makin berharga, karena lebih banyak mengandung bensin. Sebaliknya, makin rendah derajat API atau makin besar berat jenisnya, mutu minyakbumi itu kurang baik karena lebih banyak m~ngandung lilin atau residu aspal. Namun dewasa ini, dari minyakbumi yang berat pun dapat dibuat fraksi bensin lebih banyak dengan sistem 'cracking' dalam penyulingan. Walaupun demikian tentu proses ini memerlukan ongkos yang lebih banyak lagi. Selain derajat API juga dipakai derajat Baume. Tabel 2 -5 Konversi berat jenis, derajat API dan B; (Levorsen, 1958) Berat jeniS (60°F) Berat ! Baume 1,000 0,9655 0,9333 0,9032 0,8750 0,8485 0,8235 0,8000 0,7778 10,0 15,0 20,0 25,0 30,0 35,0 40,0 45,0 50,0 0 Berat API ~ 38 " ]enlS Derajat APro 10,0 15,1 20,1 25,2 30,2 35,3 40,3 45,4 50,4 0 Berat API " ]enlS 0 10 15 20 24 30 34 1,076 1,000 0,9659 0,9340 0,9100 0,8762 0,8550 55 60 65 70 75 80 85' I 0,7587 0,7389 0,7201 0,7022 0,6852 0,6690 0,6536 40 44 0,8251 0,8063 0,7796 90 95 100 I I 0,6388 0,6247 0,6112 ~ Koesoemadinata. Geologi Minyak- dan Gasbumi Baume = 140 -130 B.J Sistem Baume tidak banyak dipergunakan da1am industri minyak. Perbandingan antara skala yang menggunakan berat jenis dengan derajat API, ter1ihat pada Tabe1 2-5. Sebagai contoh, berat jenis air sarna dengan satu sesuai dengan 10 derajat API dan juga 10 derajat Baume. Berat jenis 0,8750 sa~a dengan 30,2 derajat API sedangkan berat jenis 0,8235 ada1ah 40,3 derajat API atau sarna dengan 40,0 derajat Baume. Berat jenis 0,778 itu sarna dengan 50,4 derajat API atau 50 derajatBaume. Per1u dicatat di sini bahwa yang dirnaksud dengan berat jenis ada1ah berat jenis kese1uruhan rninyak rnentah tersebut, jadi sernuafraksi. Se1ain itu berat jenis rninyakbumi tentu juga tergantung padaternperatur; 1ebih tinggi ternperatur makin rendah berat jenisnya. 0 2.2.2.2 Viskositas Sifat penting lain daripada minyakbumi adalah viskositasnya. Viskositas adalah daya hambatan yang dilakukan oleh cairan jika suatu bendaberputar dalam cairan tersebut. Satuan viskositas ialah centipoise. Pada umumnya makin tinggi derajat API atau makin ringan minyakbumi tersebut, makin kecil viskositasnya dan sebaliknya. 2.2.2.3 Titik didih dan titik nyala Titik didih minyakbumi berbeda-beda sesuai dengan gravitas APInya. Kalau gravitas API rendah, maka titik didihnya tinggi, sedangkan kalau API tinggi maka titik didihnya rendah. Hal ini disebabkan karena minyakbumi berderajat API rendah berarti mengandung banyak fraksi berat (beratjenis tinggi) dan dengan demikian titik didihnya tinggi, sedangkan jika derajat A~Inya tinggi maka lebih banyak mengandung fraksi ringan seperti bensin, dengan demikian juga titik-didihnya rendah. Titik nyala adalah suatu titik temperatur, dimana minyakbumi dapat terbakar karena suatu percikan api. Makin tinggi gravitasi APInya titik didihnya makin rendah, maka jelaslah 'flash-point' juga makin rendah dan mudah dapat terbakar karena percikan api.Flash-point terbakarnya 2.2.2.4 mempunyai sebaliknya rninyakbumi. arti sangat rnakin tinggi panting, makin rendah tentu makinberbahaya, flash-point mengurangi kemungkinan Warna Minyakbumi juga memperlihatkan berbagai macam warna yang sangat berbeda-beda. Minyakbumi tidak selalu berwarna hitam, adakalanya malah tidak berwarna sarna sekali. pada umumnya warna itu berhubungan dengan beratjenisnya. Kalau berat jenisnya tinggi, warna jadi hijau kehitarn-hitaman, sedangkan kalau berat jenis rendah, warna coklat kehitam-hitarnan. Warna ini disebabkan karena berbagai pengotoran, misalnya oksidasi senyawa hidrokarbon, karena senyawa hidrokarbon sendiri tidak memperlihatkan warna tertentu. Hakekat minyakdan gasbumi 39 2.2.2.5 Fluoresensi Minyakbumi mempunyai suatu sifat fluoresensi, yaitu jika terkena sinar ultra-violet akan memperlihatkan warna yang lain dari warna biasa. Warna fluoresensi minyakbumi ialah kuning sampai kunin_g keemas-emasan dan kelihatan sangat hidup. Sifat fluoresensi minyakbumi ini sangat penting karena sedikit saja minyakbumi terdapat pad a kepingan batuan atau dalam lumpur pemboran memperlihatkan fluoresensi secara kuat, sehingga mudah dideteksi dengan mempergunakan lampu ultra-violet. Pada waktu pemboran sering sekali lapisan minyak dibor kemudian tertutup lumpur, sehingga minyak yang terdapat dalam lapisan tersebut tidak dapat menyembur keluar dengan sendirinya. Minyaknya sendiri karena berwarna hitam dan juga bercampur dengan minyak pelumas pemboran, seringkali sukar dibedakan dalam lumpur pemboran. Minyak pelumas lumpur pemboran biasanya tidak menunjukkan fluoresensi sedangkan minyak mentah menunjukkan fluoresensi, maka dalam meneliti serbuk pemboran dipergunakan sinar ultra-violet. Jika suatu lapisan minyak ditembus, warna fluoresensi pada lumpur akan kelihatan sebagai tanda-tanda adanyaminyak. 2.2.2.6 Indeks refraksi Minyakbumi memperlihatkan berbagai macam indeks refraksi dari 1,4 sampai 1,6. Perbedaan indeks refraksi tergantung dari derajat APlnya atau berat jenis. Makin tinggi berat jenis at au makin rendah derajat APlnya akan tinggi pula indeks refraksinya, sedangkan makin ringan makin rendah indeks refraksinya. Hal ini terutama diperlihatkan oleh seri parafin. Misalnya, dekan mempunyai indeks refraksi 1,6; sedangkan pent an 1,4. Jadi, makin kecil atau makin sedikit jumlah atomnya makin rendah indeks refraksinya, makin tinggi nomor atomnya, makin kompleks susunan kimianya makin tinggi indeks refraksinya. 2.2.2.7 Aktivitas optik Kebanyakan minyakbumi memperlihatkan aktivitas optik, yaitu suatu daya memutar bidang polarisasi cahaya yang terpolarisasi. Kisaran rata-rata adalah dari nol sampai 0,2 derajat. Semua minyakbumi memperlihatkan aktivitas optik, terutama fraksi antara 250 sampai 300°C pada tekanan 40 romHg. Fraksi di bawah 200°C tidak memperlih~tkan aktivitas optik. Ini disebabkan karena adanya zat yang menyerupai sterol, yaitu sejenis alkohol yang mempunyai rumus C26H4S0H. Zat ini biasanya terdapat dalam zat orga~ik nabati ataupun hewan dan terutama dalam susu segar. Daya memutar bidang optik ini b{asanya dipakai sebagai suatu alasan untuk menunjukkan akan asal organik zat minyakbumi, sebab sampai sekarang hanya zat asal organik saja yang bisa memutar bidang optik, sedangkan zat hidrokarbon sintetis anorganik tidak memperlihatkan day a aktivitas optik. 2.2.2.8 Bau Minyakbumi disebabkan 40 ada yang berbau sedap dan ada pula yang tidak, yang biasanya karena pengaruh molekul aromat. Minyakbumi dari Indonesia Koesoemadinata,Geologi Minyak- daD Gasbumi 2.3.1 biasanya berbau tidak sedap, yang terutama disebabkan karena mengandung senyawa nitrogen ataupun belerang. Adanya HzS juga memberikan bau yang tidak sedap. Golongan parafin dan naften biasanya memberikan bau yang sedap, sedangkan benzen atau aromat menyebabkan bau yang tidak sedap. 2.2.2.9 Nilaikalori Nilai kalori minyakbumi adalah jumlah panas yang ditimbulkan oleh satu gram minyakbumi, yaitu dengan meningkatkan temperatur satu gram air dari 3,5 derajat Celcius sampai 4,5 derajat Celcius, dan satuannya adalah kalori. Ternyata juga ada hubungan antara be rat jenis dengan nilai kalori. Misalkan berat jenis minyakbumi antara 0,75 atau gravitas API 70,6 sampai 57,2 memberikan nilai kalori an tara 11.700 sampai 11.750 kalori per gram dan berat jenis antara 0,9 sampai 0,95 memberikan nilai kalori 10.000 sampai 10.500 kalori per gram. Pada umumnya minyakbumi mempunyai nilai kalori 10.000 sampai 10.800 dan hal ini boleh kita bandingkan dengan kalori batubara yang berada di antara 5.650 sampai 8.200 kalori per gram. 2.3 HIDROKARBON GAS ATAUPUN GASBUMI Di dalam reservoir, gasbumi bisa terdapat sebagai larutan yang berkisar dalam jumlah sangat sedikit sekali sampai meliputi 100% darireservoir. Gasbumi tersebut biasanya terdiri daripada hidrokarbon alam bertitik-didih rendah, bernomor atom rendah dari Cl sampai paling tinggi C4' atau bisa juga terdiri daripada gas hidrogen, nitrogen atau samasekali terdiri dari karbondioksida. Jika hal ini demikian maka gas tersebut tidak mempunyai nilai komersiil, kecuali helium yang kadang-kadang merupakan 2-3% dari gas yang tidak dapat diperdagangkantersebut. Di Indonesia ada beberapa sumur misalkan di Pamanukan, Jawa Barat dan juga daerah di laut Jawa sebelah timur, yang terdiri hanya dari gas CO2 samasekali. BERBAGAI JENIS GASBUMI Berbagai macam gasbumi dapat terjadi sebagai: 1) Gas bebas, yang samasekali merupakan fasa bebas daripada minyakbumi, hanya terdapat pada bagian atas dari reservoir yang terisi minyakbumi. 2) Gas terlarut dalam minyakbumi. Karena gas dan minyakbumi adalah hidrokarbon, maka wajarlah jika jumlah gas yang larut dalam minyakbumi tergantung dari sifat kedua zat tersebut dan juga dari tekanan dan temperatur di dalam reservoir. Dengan hanya beberapa kekecualian, semua minyakbumi yang terdapat di dalam reservoir mengandung gas dalam larutan dari hanya beberapa m3 sampai ke ribuan m3. Untuk setiap m3 minyakbumi, jumlah gasbumi yang terlarut di dalamnya dinyatakan dalam perbandingan gas-minyak (gas-oil ratio). Jika gas hanya terdapat dalam jumlah sedikit saja, maka gas dapat dipisahkan dari minyak segera setelah dihasilkan dari sumur pemboran, dalam suatu alat yang dinamakan 'gas-separator' dan kemudian dibakar. Tetapi jika jumlahnya cukup Hakekat minyakdan !(asbumi 41 banyak, gas tersebut dapat dipergurakan untuk diperdagangkan ataupun dipompakan kembali ke dalam reservoir. Jika suatu reservoir tida~ memperlihatkan topi gas bebas (gas cap), berarti bahwa semua gas terdapat dalam larutan dan keadaan itu disebut tidak jenuh, sedangkan kalau gas terdapat sebagai topi gas bebas di atas reservoir, didapatkan suatu reservoir yang jenuh. Temperatur dan tekanan pada waktu gas itu mulai keluar dari larutan disebut titikgelembung (bubble point). Jika temperatur konstan, maka tekanan titikgelembung disebut titik jenuh (lihat Gambar 3.8). Selain itu gas dapat mencapai 20 m3 setiap juga larut m3 minyak dalam air, dalam jumlah pada tekanan 5000 psi. yang dapat GAS TERCAIRKAN Di bawah kedalaman 2000 meter biasanya keadaan reservoir mempunyai temperatur dan tekanan yang tinggi, sehingga secara fisik gas- dan minyakbumi tidak bisa dibedakan. Dalam keadaan demikian didapatkan reservoir kondensat. 2.3.2 SUSUNAN KIMIA GASBUMI Metan (CH4) adalah hidrokarbon yang paling stabil dan merupakan penyusun utama gasbumi. Selain itu terdapat juga hidrokarbon lainnya dalam jumlah kecil, seperti etan (C2H6)' propan (C3Hs), butan (C4H1O)' pentan (C3H12)' heksan (C6H14)' dan dalam kasus tertentu juga hektan (C7H16)' oktan (CSClS) dan nonan (C9H20). Hidrogen bebas jarang sekali didapatkan dalam gas alam, kecuali di daerah yang bersifat volkanik, sedangkan karbon monoksida dan gas yang tidak jenuh jarang sekali didapatkan. Metan merupakan senyawa yang selalu terdapat di dalamnya, dan tidak dapat dikondensasikan pada temperatur dan tekanan reservoir minyak, sedangkan yang lainnya bisa didapatkan sebagai cairan. Kerapatan gasbumi berkisar dari 0,554 (yaitu untuk metan) terhadap udara sampai lebih tinggi daripada udara untuk gas yang bersifat basah. Umumnya berkisar an tara 0,65 sampai 0,90 jika dibandingkan dengan udara (sarna dengan satu). Gasbumi bisa juga dibagi atas gas keYing dan gas basah, tergantung daripada kadar cairan atau uap yang ikut di dalamnya. Nilai kalorinya adalah 900 sampai 1200 BTU. Susunan kimia umum adalah sebagai berikut: 1. Metan CH4' 82,3% (aktif) 3. Karbon dioksida CO2' 0,5% 2. Etan C2H6' 14,4% (aktif) 4. Nitrogen N2' 2,8% Contoh susunan gasbumi dari Lapangan Badak (Kalimantan Timur) tercanturn dalam Tabel 2-6. 42 Koesoemadinata. Geologi Minyak- dan Gasbumi 2.3.3 PENGOTORAN DALAM GAS Pengotoran utama disebabkan oleh kadar nitrogen, karbondioksida, dan hidrogensulfida. Juga helium dapat merupakan pengotoran yang terdapat dalam jumlah yang relatif sangat kecil. Jika kadar CO2 dan nitrogen besar, maka gas tersebut mempunyai nilai yang lebih rendah karena juga nilai kalorinya menjadi lebih rendah.Helium: Helium merupakan gas ringan, tidak berwarna tidak berbau dan merupakan gas mulia yang terdapat bersama-sama dengan gas alam pada keadaan temperatur normal. Kadang-kadang di dalam gas alam kadar helium cukup tinggi untuk dapat diusahakan, seperti yang didapatkan di Amerika Serikat, yaitu dengan kadar berkisar 1-8%. Juga di Uni Soviet ada kemungkinan gas tersebut didapatkan bersama-sama dengan gasbumi.Nitrogen: Adanya kadar nitrogen yang tinggi di dalam gasbumi mungkin sekali merupakan sebagian udara yang terperangkap dengan sedimen. Sedikit sekali dari nitrogen ini merupakan gas yang terbentuk dari zat organik sebagaimana diperkirakan.Hidrogensulfida: Hidrogen sulfida seringkali terdapat bersama-sama dengan gasbumi. Gas ini biasanya tidak berwarna dan mempunyai bau yang tidak sedap. Gasbumi yang mengandung hidrogensulfida walaupun dalam jumlah kecil, tidak baik untuk dipergunakan sebagai bahan bakar umum, karena dapat meracuni dan menyebabkan korosi dalam pipa. Berdasarkan kadar H2S, maka gasbumi dapat dibagi menjadi: gas kecut (sour gas) dan gas manis (sweet gas). 2.3.4 PEMAKAIAN GASBUMI Gasbumi dewasa ini diusahakan untuk tujuan komersiil. Di masa lampau gasbumi hanya dapat digunakan jika terdapat di dekat daerah industri, ataupun di perkotaan, melalui pipa. Tetapi dewasa ini dengan teknik pencairan, terutama gasbumi yang mengandung molekul beratom C lebih besar sampai C4-Cs, dapat dimampatkan menjadi cairan yang disebut elpiji, suatu singkatan dari Liquefied Petroleum Gas (LPG) dan dapat ditransport dengan kapal tanki khusus. Di Indonesia pada akhir tahun 1972 ditemukan lapangan gas yang besar sekali, yaitu lapangan gas Arun di Propinsi Aceh dan juga lapangan Badak di Kalimantan Timur. Selain itu juga beberapa lapangan gas diketahui di daerah Pendopo, Sumatra Selatan, misalnya lapangan Raja yang dipergunakan untuk pupuk Sriwijaya. Gas juga merupakan bahan penting sekali, selain untuk pembuatan 'carbon black' juga sebagai bahan bakar di perumahan ataupun dalam industri. 2.3.5 BERBAGAI SIFAT FISIKA GASBUMI Gas biasanya diukur dalam m3 atau kaki kubik dalam keadaan baku, yaitu pada temperatur 60,7°F dan tekanan 76 rom Hg. Seringkali dipergunakan temperatur 20°C. Volum gas biasanya dinyatakan dalam satuan ribuan yang disingkat sebagai M. Contohnya 3.540.000 cubic feet gas, biasanya ditulis 3.540 MCF. Hakekat minyakdan gasbumi 43 3.1 Pada prinsipnya minyakbumi terdapat dalam 2 cara utama, yaitu: PADA PERMUKAANBUMI, terutama sebagai rembasan (seepages atau seeps), kadang-kadang juga sebagai suatu danau, sumber atau sebagai pasir yang dijenuhi minyakbumi. DI DALAMKERAKBUMI, sebagai suatu akumulasi, yaitu sebagai penjenuhan batuan yang sebetulnya hanyalah satu-satunya cara terdapat yang mempunyai arti ekonomi. Penjenuhan batuan seperti itu, minyakbumi terdapat di dalam rongga-rongga atau pori-pori batuan dan menjenuhi seluruh batuan tersebut. Tidak pernah minyakbumi didapatkan dalam suatu rongga besar, suatu ruangan, danau ataupun telaga di bawah tanah apalagi suatu laut di bawah tanah, Ini bertentangan dengan pendapat umum yang populer mengenai adanya lautan minyak ataupun telaga minyak di bawah permukaan bumi. Sebagai suatu penjenuhan batuan di dalam kerakbumi, minyakbumi bisaterdapat: a Dalam jumlah kecil atau yang disebut minyak (oil show.s). b Dalam jumlah akumulasi yang komersiil, dapat diproduksi secara umum. juga sebagai yaitu tanda-tanda cukup besar untuk Akumulasi komersiil, tergantung sekali pada jurnlah pori batuan yang terdapat, besarnya dan caranya pori dapat rneluluskan rninyak dan juga persentasi cairan yang rnenjenuhi batuan tersebut. Hal terakhir ini juga dihubungkan dengan suatu prinsip, bahwa dalam kerakbumi ataupun pada permukaan, minyakbumi selalu terdapat berasosiasi dengan air, terutama air asin dan jarang sekali dengan air tawar. Oleh karena itu rninyakburni yang terdapat di bawah perrnukaan selalu rnengikuti prinsip hidrostatika dan dalarn keadaan tertentu juga prinsip hidrodinarnika. MINYAKBUMI PADA PERMUKAAN Di berbagai daerah minyak, termasuk juga di Indonesia, minyakbumi pada permukaan ditemukan dalam bentuk yang dinamakan rembasan (seep). Rembasan ini sendiri tidaklah mempunyai nilai ekonomi tetapi bisa menunjukkan daerah kemungkinan adanya minyak di bawah permukaan. Berdasarkan gejala cara timbulnya, minyak pada permukaan dapat dibagi dalam 2 jenis, yaitu: 1) YANG MASIH AKTIF, dengan air, keluar kernudian rnernbentuk 44 yaitu rninyak keluar ataupun rnerernbas secara suatu danau aspal, atau sebagai surnber bersarna-sarna perlahan-lahan untuk dapat pula keluar secara ,"(e(\~O(\ aktif dari suatu gunung-api lumpur 2) YANG TELAH MATI ATAU TIDAK AKTIF (mudvolcano). LAGI, dapat merupakan batupasir yang dijenuhi oler. bitumina, suatu zat semacam aspal, yang merupakan sisa atau residu penguapan fraksi ringan dari suatu minyakbumi. Suatu insipasi ataupun impregnasi batupasir oleh bitumina ini sering merupakan suatu lapisan pasir yang sangat l~as seperti pasir-ter di Canada sebelah barat yang disebut McMurray Sand atau Athabasca Tar-Sand, yang boleh dikatakan merupakan suatu permadani ter. Selain itu, terdapatnya hidrokarbon padat seperti wurtzelit, elaterit dan.sebagainya dapat diartikan sebagai rembasan yang tidak aktif lagi sehingga merupakan residu minyak yang fraksi ringannya telahmenguap. Tetapi untuk ini tidak terdapat bukti yang jelas karena gilsonit, wurtzelit dan sebagainya tidaklah menyerupai residu minyakbumi dari jenis apapun. Selain itu juga kerogen pernah dianggap berasal dari suatu rembasan yang telah mati. Perlu dikatakan di sini bahwa sebetulnya kerogen sarna sekali tidak mempunyai hubungan langsung dengan minyakbumi, tidak bisa dikatakan minyakbumi yang telah merembas dan tersingkap keluar, karena kerogen merupakan zat organik yang belum menjadi minyakbumi, ataupun sisa pembentukan minyakbumi. 3.1.1 REMBASAN MINYAKBUMI Link (1952) memberikan suatu k1asifikasi berbagai rnacam rernbasan yang dapat terjadi di suatu daerah. Dibedakan olehnya lima jenis utama rernbasan yang mu1ajadinya dapat diterangkan sebagai berikut: 1) REMBASAN YANG KELUAR DARI HOMOKLIN dimana ujungnya te1ah tererosi atau tersingkap, akan tetapi 1apisan minyaknya sendiri be1urn sarnpai pada perrnukaan. Rernbasan semacarn ini biasanya keci1 saja (Garnbar 3.1). ~i~~OI\~-~~(' A B D J OligOCe~ F Gambar 3.1 Jenis rembasan minyakbumi Car a terdapatnya minyakdan gasbumi (menurut Link,1952) 45 ~ 2) REMBASAN MINYAK YANG BERASOSIASI DENGAN LAPISAN DAN FORMASI TEMPAT MINYAK TERSEBUT TERBENTUK. Biasanya lapisan serpih yang merupakan batuan induk minyakbumi jika teretakkan dan terhancurkan akan membebaskan minyak dalam jumlah kecil. Dalam hal ini hanya sedikit sekali terdapat indikasi pada permukaan (Gambar 3.2). A: Jalur rembasan dalam struktur yang masih utuh di mana minyak dan gas naik melalui retakan-retakan kecil dalam lapisan penyekat B: Minyak merembas melalui patahan-patahan di atas struktur yang berproduksi C: Rembasan permukaan sepanjang sesar naik D: Rembasan sepanjang sesar naik bersudut rendah seberapa jauh dari lipatan yang terdapat di bawahnya Gambar 3.2 Rembasan jenis 3 kecil nk,1952) 3) REMBASAN MINYAK -DAN GAS YANG KELUAR DARI AKUMULAS I BESAR DAN TELAH TERSINGKAP OLEH EROS I ATAU RESERVOIRNYA MINYAK TELAH YANG DIHAN- CUR-LULUHKAN OLEH PATAHAN DAN LIPATAN. Rembasan sernacarn inilah yang biasanya rnerupakan daerah rembasan yang terbesar di dunia. (Garnbar 3.3). Misalnya, daerah Gulf-Coast di Arnerika Serikat, dan Venezuela ~ A: Rembasan sepanjang ketidakselarasan dan sesar (Venezuela) B: Rembasan sepanjang ketidakselarasan antara struktur lipatan dan sesar yang ditumpangi lapisan homoklin C: Rembasan dari Ketidakselarasan dan lapisan minyak yang membaji yang tererosikan (Venezuela) D: Rembasan ketidakselarasan pada kedua belah fihak dari cekungan (Uinta Basin, A.S.I Gambar 3.3 46 Rembasan jenis 4 dari link (19521; keluar sepanjang ketidakselarasan Koesoemadinata. Geologi Minyak- dan Gasbumi Timur. ~ ./ Sebetulnya banyak sekali variasi cara keluarnya rembasan seperti ini, yaitu antara lain keluarnya minyak dari patahan normal suatu lapisan homoklin ataupun akumulasi struktur yang kemudian keluar melalui patahan (Gambar 3.4). t A: Asosiasi dengan intrusi batuan garam (Texas) B: Asosiasi dengan intrusi serpentin (Kuba) ../ I -~ C: Asosiasi dengan gunungapi lumpur (Venezuela) Gambar 3.4 Rembasan jenis 5 link Jenis lain penyusutan 3.5). Gambar 3.5 ialah suatu yang berada (1951); D: Asoslasi dengan intrusi batuan beku (Mexiko) rembasan yang berasosiasi dengan intrusi reservoir bocor di atas struktur Peta penyebaran rembasan minyakbumi Cara terdapatnya minyakdan gasbumi karena patahan yang disebabkan lapisan minyak tersebut (Gam-bar di Indonesia bagian barat (menurut Link,1952) 47 ~J "' " -l N ,- ~(;" ' Tengg& ,§'.~~ 1 ",1""" (;".1 ~I c: ~/ II 'fi '- 10,1. \ 10 ~ "' ~' Cj~,' ::.' ~..o(;"! .' 1.- ~ (;" '. ~ :l ~ NORTH", BORNEOBRUNEI' r4~'b/~y V" "'I I:) ;,.",' ~" '0'/ I:) " ~ oO~ '-I . p-~~. ~~~d,an ,.'~ 18 ~~ w ~,co; -2' \ !"'~ ~, '.-.: Ji""'"." ~~' 1 km ~..""" ~ Jenis lain lagi ialah terdapatnya lapisan reservoir yang berbatasan dengan batuan beku. Batas batuan tersebut merupakan tempat perembasan minyak ke luar (Gambar 3.6), Sebagai contoh ialah: rembasan aspal di G. Kromong, Jawa Barat. ~ ~~ , l' 4(& /,.-, :'~:~- ~J '\ I' Volcan~es I ~~ 10, ---r" { >;.t>,'~/ fi, -. -",<'If ~J~~! II .' ""- L ':;"""A-.- ~ ~~ j~' ""' '" ,,::',' I .S' ~~.y", ,'b ".$ V '!I.~~ I ---I'I 2 km I "\ ., 3km ~' --(I , Balikpapan ~ Gambar 3.6 ~-,-- , Anticline D orne .Oil Well Gas Well Q- Mud Volcano I I I 0.- 5 10 15 20 krn Penyebaran gunungapi lumpur dan struktur 4 km 0 0 geologi di Kalimantan 2 1 Timur 3 ..m ';l 4 5 3 k les 3 milet5 km (diambil dari Weeda. 1958) Ada pula jenis rembasan ya~g sebetulnya merupakan struktur antiklin yang telah dierosi sampai ke dalam reservoir minyak. pengerosian reservoir ini tidaklah menyebabkan minyak ke luar secara tiba-tiba dan secara besar-besaran, tetapi secara sedikit-sedikit melalui celah dart retak yang terjadi sebelum erosi tersebut, sehingga menyingkapkan lapisan reservoir itu sendiri (Gambar 3.7). Jenis lainnya ialah rembasan yang mengeluarkan minyak melalui retakan dalam lapisan penutupnya. Hal ini misalnya saja yang terdapat di lapangan minyak di Masdjid'i Sulaeman di Iran. Ada pula rembasan yang terjadi di daerah patahan secara kecil-kecil saja tetapi cukup meyakinkan, di atas suatu struktur seperti yang terdapat di lapangan LaCira, di Columbia. Contoh lain mengenai patahan dapat terlihat pad a Gambar 3.2; 3.1, C; 3.2, B, C, D sampai Gambar 3.3 (A,B,C,D); yaitu antara lain di daerah Farina di Eropa Barat. Dalam hal ini patahannya dapat dari jenis normal walaupun jenis patahan naik. 4) MINYAK MEREMBAS KELUAR PADA PERMUKAAN SEPANJANG BIDANG KETIDAK-SELARASAN. Dalarn hal ini mungkin terdapat banyak rembasan lain yang keluar atau memotong suatu ketidakselarasan, kemudian merupakan jalan utarna dan alat pengumpul daripada semua rembasan tersebut dan'terjadilah suatu rembasan yang cukup besar. Jelaslah, bahwa untuk mengetahui dari man~ asalnya minyakbumi tersebut susah sekali, tetapi mungkin merupakan pengumpulan dari berbagai macam kebocoran beberapa reservoir minyak ke arah bawah dari kemiringan ketidakselarasan tersebut. Sebagai contoh misalnya, batu-pasir-ter Athabasca. 5) REMBASANYANG BERASOSIASI DENGANINTRUSI, seperti gunungapi lum-pur, intrusi batuan beku atau penusukan oleh kubah garam. Rembasan semacam itu dapat berasosiasi ataupun tidak dengan reservoir yang telah hancur di bawahnya. Contohnya terlihat pada Gambar 3.4. 48 Koesoemadinata. Geologi Minyak- dan Gasbumi Dari uraian di atas dapat disimpulkan bahwa adanya rernbasan minyak pada permukaan bumi tidak usah selalu diasosiasikan dengan adanya suatu reservoir minyakdibawahnya. Seringkali orang awam mempunyai suatu kesan bahwa untuk mencari minyakburni, haruslah mencari rernbasan di permukaan burni. Terdapatnya rernbasan bel urn merupakan suatu bukti adanya akurnulasi minyak di bawahnya, tetapi dapat disebabkan oleh berbagai hal yang telah diuraikan di atas. Namun bagaimanapun juga adanya rernbasan harus diperhatikan dari segi explorasi minyakdaD gasbumi, karena: a) Rembasan menunjukkan bahwa batuan sedimen di daerah tersebut mampu membentuk minyakbumi. Apakah minyakburni di situ terdapat dalarn akurnulasi komersiil atau tidak, bukanlah menjadi scale Yang penting ialah kita dapat mencari keadaan struktur yang dapat mernberikan akurnulasi yang penting. b) Rembasan mungkin sekali berasosiasi dengan suatu reservoir minyak di bawahnya yang mengalami kebocoran. Dalam hal ini, penyelidikan geologi sekitar rernbasan tersebut sangatlah penting daD interpretasi mengenai jenisnya perlu dilakukan. Lapangan minyak yang mula-mula, terutama di Indonesia, ditemukan berdasarkan atas adanya rernbasan. Penemuan rernbasan diikuti dengan pemetaan geologi untuk mencari struktur antiklin. Berdasarkan hasil pemetaan ini diadakan pernboran untuk mendapatkan produksi minyakburni. Dahulu, pernboran dilakukan di dekat rernbasan tanpa mengetahui arti yang sebenarnya dari rernbasan tersebut. Boleh dikatakan 66 persen dari semua rernbasan minyak secara langsung berhubungan dengan suatu reservoir minyak di bawahnya. Hal ini terutarna berlaku untuk Indonesia daD juga Teluk Persia. Pentingnya rernbasan minyak dalam cekungan minyakburni dapat terlihat dari kenyataan bahwa cekungan sedimen penghasil minyak di dunia ini harnpir semuanya ditandai oleh adanya rernbasan. Di Indonesia, lapangan minyak di Sumatra, Jawa, Kalimantan ataupun di Irian Jaya terdapat di daerah dimana rernbasan seperti itu ditemukan (Garnbar 3.5). Di Timur Tengah, rernbasan minyak diketahui daD dipergunakan sejak jarnan Nabi Nuh, misalnya di daerah sebelah barat Iran. Juga di Arnerika Serikat, di Venezuela, Arnerika Latin, rernbasan semacarn itu telah banyak diketahui daD menjadi penyebab ditemukannya lapangan minyak yang penting di daerah tersebut. Secara tektonik rernbasan minyak didapatkan dalam cekungan sedimen dengan struktur yang kandungan minyaknya telah tererosikan atau telah dihancurkan sehingga lapisan minyak tersebut keluar pad a perrnukaan, pada pinggiran cekungan atau juga pada jalur dengan ketidakselarasan sarnpai ke perrnukaan. Rernbasan ini terutarna didapatkan dalarn cekungan sedimen yang mempunyai suatu jalur mobil pada salah satu sisinya, misalnya saja di geosinklin Mesopotamia (di Timur Tengah) daD Venezuela. Di sini rernbasan keluar sepanjang ketidakselarasan, atau karena pernatahan yang mengakibatkan kebocoran reservoir sarnpai ke perrnukaan, ataupun di tempat yang lapisan reservoirnya tererosi. Di bagian yang lebih landai dari cekungan tersebut, juga didapatkan rernbasan. Sebagai contoh misalnya, pasir-ter di Athabasca di Canada daD juga di Venezuela. Tetapi pada urnurnnya bagian yang lebih landai daripada cekungan tidak terlalu banyak menghasilkan rernbasan. Pengaruh rernbasan terhadap cadangan minyak yang bocor, mengakibatkan pengurangan cadangan itu. Di berbagai tempat dengan kebocoran yang besar, struktur reservoir minyaknya sendiri bahkan menjadi kosong. Rernbasan seperti itu biasanya banyak didapatkan di lapisan muda yang Cara terdapatnya minyakdan gasbumi 49 terlipat, terpatahkan dan tererosi pada pinggiran cekungan. Rembasan didefinisikan sebagai tempat pemunculan gas dan cairan hidrokarbon pada perrnukaan burni, yang dapat diarnati. Rernbasan ini haruslah dipisahkan dengan didapatkannya minyak dalarn skala mikroskopis yang hanya bisa ditemukan dengan metoda geokimia dan dengan sendirinya tidak dapat disebut sebagai suatu rernbasan. Seringkali keluarnya minyak dari rernbasan diikuti dengan gas dan biasanya berasosiasi dengan air asin. 3.1.2 GUNUNGAPI LUMPUR < f~toO) Gunungapi lumpur atau mudvolcano adalah setiap extrusi pada permukaan lempung atau lumpur yang secara morfologi membentuk suatu kerucut yang di atasnya terdapat suatu telaga. Extrusi tersebut dibarengi dengan keluarnya gas dan air (kadang-kadang juga minyak) secara kuat, bahkan dengan ledakan. Seringkali gas yang diextrusikan ikut terbakar dan dengan demikian sangat menyerupai gunungapi. Sifat gunungapi-lumpur ini sangat tergantung dari iklim dan juga jumlah lempung yang dikeluarkan. Menurut asaln~a dapat dibedakan 2 macam gunungapi-lumpur yaitu: GUNUNGAPI-LUMPUR JENIS DANGKAL. Jenis ini biasanya berasosiasi dengan minyakbumi clan merupakan kerucut lumpur yang dihasilkan oleh extrusi lempung clan sedikit atau banyak klastik. Untuk jenis ini diperkirakan bahwa tenaga dorongan untuk meledakkan lumpur keluar adalah gasnya sendiri yang berasosiasi dengan minyakbumi. Pada waktu terjadi peledakan, lumpur dari sekitarnya terbawa keluar clan menghasilkan suatu kerucut lumpur. Gunungapi lumpur semacam ini jelas merupakan tanda adanya minyakbumi di bawahnya. GUNUNGAPI-LUMPUR JENIS DALAM. Jenis ini biasanya berasosiasi dengan suatu keadaan geologi yang lapisan sedimennya belum terkompaksikan, mempunyai tekanan tiriggi dan mengakibatkan timbulnya diapir dari serpih ataupun penusukan oleh serpih. Gejala tersebut sering berasosiasi dengan daerah yang disebut overpressured areas, yaitu daerah tekanan tinggi yang tekanan serpihnya juga lebih besar daripada tekanan hidrostatis dan dengan demikian dapat menimbulkan kesulitan dalam pemboran. Dari suatu pengkajian di seluruh dunia, Gansser (1960) melihat adanya gejala yang khas dari gunungapi lumpur ini: 1) Biasanya berasosiasi dengan lapisan sedimen berumur Tersier dan Kapur Atas. 2) Lapisan sedimennya adalah asal laut. 3) Lapisan pelitik dan klastik biasanya bervariasi. 4) Selalu berasosiasi dengan gas dan air asin. 5) Lapisan tersebut ditutupi oleh endapan yang lebih kompeten. 6) Terdapat di daerah dimana sinklin yang luas dipisahkan oleh antiklin yang tajam dan lapisan sedimennya yang klastik yang terdapat lebih dalam telah menusuk ke atas. 7) Meningkatnya tekanan, memobilisasikan lempung klastik di dalam inti antiklin dengan air garam, gas dan di beberapa tempat juga secara kebetulan dengan minyak. Ini menghasilkan lumpur yang ditekan ke at as seperti suatu magma. Jika keseimbangan terganggu terjadilah peledakan dan terbentuklah gunungapi-lumpur. 8) Kebanyakan titik-titik erupsi terdiri dari banyak kerucut. 50 Koesoemadinata,Geologi Minyak- dan Gasbumi 13) 12) 11; 51 9)10)Kerucut yang curam maupun landai didapatkan bersama-sama. Erupsi biasanya terjadi secara periodik, tetapi seringkali secara tidak beraturan. Banyak sekali erupsi gunungapi lumpur terjadi setelah periode ketenangan yanq sangat lama. Berbagai fragmen bantuan yang sangat besar ataupun kecil yang berasal dari lapisan lebih tua seringkali ikut diextrusikan dengan lumpur. Secara individuil jangka hidup suatu pusat erupsi biasanya sangat pendek.Jalur diapir gunungapi lumpur biasanya berimpitan dengan daerah vang beranomali gravitasi negatip. Jadi jelaslah, bahwa tenaga penggerak jenis gunungapi lumpur-dalam bukanlah tekanan gas di bawah permukaan, sebagaimana dapat terjadi pada gunungapi lumpur jenis dangkal. Dengan demikian dapat kita simpulkan bahwa berasosiasinya gunungapi-lumpur jenis dalam ini dengan minyakbumi hanyalah .secara kebetulan saja, karena intrusi diapir lumpur secara kebetulan menerobos lapisan yang mengandung minyak sehingga mengeluarkan minyakbumi pada waktu erupsi. Terjadinya g~ungapi lumpur jenis dalam ini bukan hanya disebabkan tekanan gas alam atau tekanan tektonik saja, tetapi juga merupakan manifestasi tekanan tinggi daripada cairan yang abnormal didalam pori-pori, yang tirnbul karena kompaksi tidak mernberikan kesempatan untuk keluarnya air. Hal ini disebabkan oleh sedimentasi yang cepat clan kompaksi batu lumpur yang biasanya berasosiasi dengan lapisan pasir yang berbentuk lensa. Ini menirnbulkan tertutupnya cairan yang berada dalam pori-pori semasa kompaksi berlangsung, sehingga air berada dalam tekanan tinggi, karena tak dapat lari kemana-mana. Keadaan ini menyebabkan gejala, yaitu semua lapisan yang ada di atasnya seolah-olah mengarnbang di atas lapisan serpih yang berisi cairan bertekanan tinggi clan terletak lebih dalam. Contoh untuk gejala ini misalnya, di pulau Madura, selat Madura serta di Sumatra Utara. Juga di Kalimantan tekanan tinggi seperti ini didapatkan dalam asosiasi dengan gunungapi lumpur clan dengan adanya gas serta lapangan minyak seperti diperlihatkan pada Garnbar 3.6. (lihat juga ayat 3.2.3.3; mengenai tekanan reservoir). 3.1.3 TELAGA ASPAL BUTaN Te1aga aspa1 yang terdapat di pu1au Buton dapat dik1asifikasikan sebagai suatu 1apisan homok1in yang tersingkap ke 1uar dantererosikan. Minyak yang menga1ir secara per1ahan-1ahan membentuk suatu te1aga pad a tempat perembasan ke1uar dan fraksi ringannya te1ah menguap. Gambar 3.7 menunjukkan penampangan me1a1ui 1apangan aspa1 Panah di Buton. Lapisan yang mengandung aspa1 tersebut ada1ah gamping globigerina yang berpori-pori dan gamping terumbu yang dinamakan formasiSampo1aksa. ' Formasi ini mengandung batupasir yang dijenuhi 10 sampai 20%bitumina, bahk~n sampai 30%. Cara terdapatnya minyakdan gasbumi SECTION I ;r THROUGH THE PANAH ASPHALT FIELD (BUTON) -1 Legend: Porous globigerina 1st. and reef 1st. Irregularly impregnated globigerina 1st. reef 1st. and sandstone with 10 -20% bitumen -Homogeneous impregnated asphalt rock with 20 -30% bitumen ~ ~ Grey clayey marl Grey clayey marl with Sampolaksa ~ conglomerate Sandstone layers ~ Conglomerate ~ _ layers Tondo layers R Shallow Gambar 3.7 3.2 well Penampang geologi melalui telaga-aspal Buton (menurut Hetzel, 1936) . MINYAKBUMI DALAM KERAKBUMI 3.2.1 AKUMULASI LOKAL Di dalam kerakbumi, minyakbumi selalu didapatkan dalam lapisan berpori. Dilihat dari segi jum1.ahnya, maka minyakbumi dapat ditemukan sebagai: JEJAK-JEJAK (minor occurrences), yaitu dalam jum1.ah sedikit-sedikitsaja. SUATU AKUMULASI (terdapat dalam jumlah besar atau dari segi ekonomi terkumpul secara menguntungkan). Sebetulnya minya}~bumi atau hidrokarbon didapatkan pada berbagai macam formasi atau lapisan sebagai tanda-tanda minyak atau hidrokarbon dalam jumlah yang sedikit (minor showing). Tanda-tanda tersebut biasanya ialah ditemukannya minyak itu bersama-sama dengan air, terutama air asin. Seringkali minyakbumi ditemukan di dalam lapisan yang bukan lapisan reservoir, misalnya pad a lapisan serpih ataupun batuan lainnya Tanda-tanda dalam jumlah sedikit ini biasanya didapatkan pada waktu dilakukan pernboran dan mempunyai arti penting dalam explorasi minyakbumi. Arti daripada tanda-tand~ tersebut ialah: a. Bahwa lapisan tempat terdapatnya tanda-tanda itu sedikit banyak pernah mengandung minyak. b. Ada kemungkinan besar lubang bar yang menembus lapisan yang mengandung minyak sedikit itu terdapat di dekat atau di pinggiran suatu akumulasi minyak yang penting. Di lain fihak juga diketahui dari penelitian Buckly, Hoctt, Tagard (1958), bahwa air formasi banyak memperlihatkan kandungan hidrokarbon dalam jumlah yang berkisar sampai 14 kaki kubik dalam setiap barrel, terutama sebagai metan, tetapi juga etan, propan, dan sebagainya. Hal ini ternyata dari berbagai penyelidikan mereka di negara bagian New Mexico dan Florida, Amerika Serikat. Mereka menyimpulkan bahwa hidrokarbon dalam jurnlah sedikit itu tidak mempunyai arti komersiil, kecuali kalau zat itu oleh suatu mekanisme dapat terkumpul menjadi suatu akumu-la Weeks (1958) menyimpulkan, bahwa jika semua gas yang hanya sediki 52 Koesoemadinata. Geologi Minyak- dan Gasbumi terdapat dalam air formasi di seluruh dunia dijumlahkan, maka volumnya dapat mencapai 65.000 triliun kaki kubik. Dibandingkan dengan'akumulasi gas yang komersiil yang terdapat dewasa ini, hanyalah 4 sampai 6 triliun kaki kubik. Dengan demikian, jumlah yang terdapat dalam air formasi dalam bentuk tanda-tanda tersebut sangat besar artinya. Dapat pula dibandingkan bahwa dengan cadangan minyakbumi yang terdapat dalam bentuk tanda-tanda sedikit itu bisa mencapai 10 triliun barrel. Dapat disimpulkan,bahwa sebe~ulnya hidrokarbon di dalam formasi itu merupakan komponen yang biasa saja, namun karena terdapatnya tersebar dan dalam jumlah sedikit mereka tidak mempunyai arti ekonomi. Tetapi jika oleh suatu mekanisme jumlah yang kecil itu bisa terkumpul, kita bisa mendapatkan suatu akumulasi yang bernilai ekonomi. Jadi terdapat atau tidaknya suatu akumulasi bernilai ekonomi tergantung sekali dari faktor konsentrasi seperti akan dibahas dalam pasal yang kemudian. 3.2.1.1 Cara mendeteksi Adanya tanda-tanda minyak yang sedikit jukkan adanya akumulasi yang komersiil atau yang kemudian adalah: dapat menun- 1) LUMPURPEMBORAN. Pada waktu pemboran, lumpur yang dipakai pelumas bercampur dan melarutkan minyak yang terdapat dalam formasi yang sedang ditembus oleh mata bar. Lumpur yang keluar kembali itu dapat diperiksa di bawah mikroskop binokuler dengan cahaya ultraviolet. Biasanya adanya minyak terlihat dengan tampaknya warna yang kuningkeemasan. Gas dapat dideteksi dengan suatu alat yang mengocok lumpur pemboran tersebut sehingga gas keluar dan dapat diketahui dengan alat detektor gas. Alat detektor gas terdiri dari suatu ruangan atau sel ke dalam mana gas dialirkan. Di dalam sel tersebut terdapat suatu jarum pijar. Dengan masuknya gas ke dalam sel tersebut, terjadilah suatu pembakaran sehingga temperatur meningkat dan dengan demikian juga tahanan jenis jarum pijar berubah dan dapat dicatat. Perubahan tahanan jenis ini merupakan ukuran jumlah gas yang keluar dari lumpur tersebut. 2) SERBUK PEMBORAN. Keratan batuan yang didapatkan pada pemboran dibawa oleh lumpur ke permukaan dan diperiksa oleh seorang ahli geologi yang rnenunggui sumur tersebut. Serbuk pernboran itu dapat diperiksa kandungan hidrokarbonnya di bawah suatu rnikroskop binokuler setelah rnengalarni berbagai pengujian, antara lain extraksi serbuk yang digerus dalarn CCl4' chloroform atau aseton dan kernudian dikocok. Jika warna larutan rnenjadi putih, berarti terdapat kandungan hidrokarbon. Metoda lain adalah dengan rnenggunakan larnpu ultraviolet. Biasanya setelah dicarnpur dulu dengan kloroforrn atau aseton kernudian dilihat dengan binokuler di bawah larnpu sinar ultra violet. Jika serbuk pemboran rnengandung rninyak, terjadilah warna fluoresensi yang kuning sarnpai keernas-ernasan. Untuk rnendeteksi gas dilakukan prosedur yang sarna, yaitu rnenggerus keping batuan dan rnengeluarkan gasnya secara rnengocok serbuk dalarn air, dan kernudian diteliti dengan alat detektor. Adanya tanda-tanda rninyak dapat juga diteliti dari suatu pemboran inti. Inti pemboran yang rnengandung rninyak, biasanya begitu keluar dari pemboran dapat bersifat hidup atau juga dikatakan mendarah (bleeding core), atau dapat pula Cara terdapatnya minyak- daD gasbumi 53 bersifat mati (dead oil). Yang disebut residu minyakbumi yang telah bermigrasi terakhir ataupun mungkin merupakan sisa suatu akumulasiminyak. Teknik penyelidikan adanya tanda-tanda minyak di dalam serbuk pemboran atau lumpur pemboran merupakan suatu teknik tersendiri dengan menggunakan sinar ultra violet. Selain itu, berbagai macam cara digunakan untuk memperkirakan jumlahnya, yaitu hanya sedikit saja ataukah sangatbanyak Teknik tersebut dibahas dalam buku teknik penyelidikan geologi bawah permukaan. 3.2.1.2 Akumulasi komersiil Suatu lapisan reservoir yang mengandung minyak dapat disebut komersiil, jika dari lapisan tersebut minyak dapat diproduksikan secara menguntung-kan. Suatu akumulasi minyakdan gasbumi dikatakan menguntungkan jika jumlah minyak yang dihasilkannya dapat diperdagangkan dengan pendapatan yang dapat menutup biaya explorasi dan produksi serta memberi laba. Jadi semata-mata faktor ekonomilah yang menentukan. Beberapa faktor terpenting di antaranya adalah:1). Harga minyak di pasaran bebas. Kenaikan harga minyak yang sangatmenyolok pada tahun 1973, telah merubah akumulasi nonkomersiil menjadi komersiil dan merubah penilaian suatu akumulasi. 2). Jumlah cadangan yang terdapat dalam akumulasi. Cadangan tergantung dari besarnya reservoir dan keadaan reservoir, terutama porositas (akan dibahas dalam Bab 4, mengenai Batuan Reservoir). 3). Produktivitas reservoir sebagaimana dihasilkan oleh setiap sumur. Hal ini ditentukan oleh tebal lapisan atau kolom minyak dan keadaanreservoir, terutama permeabilitas dan juga sifat minyakbumi dan penjenuhan minyak dalam pori.4). Biaya produksi, explotasi, explorasi yang sangat berbeda dari satu daerah ke daerah lain, tergantung dari keadaan sosial-ekonomi setempat, keadaan medan, di darat atau di lepas-pantai, di daerah tropika atau daerah arktika, dan sebagainya.5). Pajak dan biaya lainnya. Suatu akumulasi komersiil ditentukan juga faktor geologi. Dalam buku ini saja 3.2.2 3.2.2.1 mengenai adanya akumulasi PENGERTIAN oleh hanya minyak- RESERVOIR, berbagai dibahas dan gasbumi LAPANGAN faktor faktor di ekonomi geologinya sesuatu DAN DAERAH dan tempat. MINYAK Reservoir minvak Suatu akumulasi minyak selalu terdapat di dalam suatu reservoir. Suatu reservoir adalah wadah tempat minyak terkumpul. Istilah lain untuk reservoir yang bersifat batuan yang seluruhnya dijenuhi oleh minyakbumi adalah telaga minyak atau kolam minyak (oil pool), yang berarti satuan minyak terkecil yang mengisi reservoir itu sendiri dan berada dalam suatu sistem tekanan yang sarna. Seringkali telaga minyak disinonimkan dengan reservoir. Sebetulnya reservoir mempunyai arti lebih luas lagi dan juga bagian reservoir tidak seluruhnya harus selalu diisi oleh minyak, sedangkan telaga minyak adalah bahagian suatu reservoir yang 54 Koesoemadinata,Geologi Minyak- dan Gasbumi seluruhnya terisi tilah 'oil pay', biaya pemboran). 3.2.2.2 oleh minyak. yaitu lapisan Dalam bahasa Inggris terdapat pula isyang mengandung minyak (yang membayar Lapan9anminyak-'>~-\~\('(.dr- \clorfl o;\~oot Lapangan minyak atau ladang minyak (oil field dalam bahasa Inggris atau olie-terrein dala.n bahasa Belanda) adalah daerah yang di bawahnya mempunyai akumulasi minyak dalarn beberapa telaga minyak dan terdapat dalarn suatu gejala geologi yang sarna. Gejala tersebut dapat bersifat stratigrafi ataupun struktur, yang keseluruhannya menjadi kumpulan kolam minyak tersebut. pengertian telaga minyak (oil pool) dan lapangan minyak (oil field) seringkali dikacaukan dalam literature Dalarn bahasa Indonesia istilah telaga sering dikacaukan dengan sumur, terutama di Sumatra Utara atau di daerah Aceh. 3.2.2.3 Lapangan minyakdan gas raksasa Lapangan minyak dan gas raksasa adalah lapangan yang mempunyai cadangan minyak dan gasbumi lebih dari 500 juta barrel (Halbouty, 1970). Terkenal adalah lapangan minyak Ghawar di Arab Saudi. Di Indonesia lapangan minyak Minas di Sumatra Tengah termasuk lapangan raksasa. 3.2.2.4 Propinsi atau daerah minyak propinsi atau daerah minyak adalah daerah dimana sejumlah telaga clan lapangan minyak berkelompok dalarn lingkungan geologi yang sarna. Daerah minyak sering juga disebut sebagai cekungan minyak (oil basin) clan biasanya merupakan cekungan sedimen. Namun suatu cekungan sedimen tidak selalu seluruhnya merupakan daerah minyak. Biasanya hanya pada sebagian saja dari cekungan terdapat kelompok lapangan minyak atau daerah minyak. Misalnya daerah Duri-Minas di Sumatra Tengah, daerah Jambi dimana terdapat lapangan Muara Senami, Bajubang, Kenali Asarn clan sebagainya clan daerah Pendopo-Prabumulih di Sumatra Selatan (lapangan minyak Talanqakar, Pendopo, Belimbing Tanjung-Miring clan sebagainya). Daerah Jambi clan daerah Prabumulih mungkin termasuk dalam suatu daerah cekungan sedimen yang sarna yaitu cekungan Sumatra Selatan. Daerah minyak lainnya adalah daerah Cepu dengan lapangan minyak Ledok, Wonocolo, clan sebagainya. 3.2.3 KEADAAN RESERVOIR 3. 2.3.1 DAN CARA TERDAPATNYA MINYAKBUMI DALAM Prinsip utama dalam reservoir Suatu reservoir haruslah tertutup pada bagian atas dan pinggirnya oleh lapisan penutup dan kemudian diberi bentuk perangkap. Suatu perangkap sebetulnya tidak lain daripada suatu tempat fluida, tetapi berhubung berlakunya hukum hidrostatika dan karena asosiasinya dengan air, maka bentuk wadah ini tidaklah terbuka ke atas tetapi haruslah terbuka kebawah. Terbukanya ke bawah dapat Cara terdapatnya minyakdan gasbumi dengan berbagai macam cara: 55 //' 1) TERBUKA SELUR~INYA pada perangkap struktur, KE BAWAH (Gambar misa1nya pada 3.8) sebagaimana sumbu antik1in. 2) SETENGAHTERBUKA KE BAWAH, misa1nya dimana hanya sebagian saja dari bagian buka (Gambar 3.9). suatu perangkap bawah perangkap didapatkan stratigrafi tersebut 3) TERTUTUP SAMASEKALI, misa1nya terdapat jika batuan sangat terbatas penyebarannya sehingga berbentuk suatu 3.10). ./ ---.r~-~~.' -:: --, /" "" -~. C '~~~~~ ~~e~!-::-,. '. <';b~~..:; ~ '; ~el) ."I>reser"Ol ~ -yeket-----Batas n := -. ~ ~ :::: --- :-,"\.81'1 ~ ' ;;.--~ ;..- ~ -.;::::, / ~ MinY8k~ '",~c::~'" /' : Gambar3.8 Penampang perangkapyangseluruhnya terbukake bawah ~ reservoir 1ensa (Gambar ","81.--~ ---\.8pl. -~. :81'P ---~81"48y;;?//.;. -~- ~, ...l: ter- ~ --Selain Gambar3.10 Penampang perangkapyangseluruhnya tertutup dari s~galaarah :~('(~t-IO;(": ,.~& / : ~./ Gambar3.9 Penampang perangkapyangsetengah terbukake bawah tentu bawah suatu akurnulasi minyak merupakan suatu permukaan air yang mendorong minyak ke atas dan memoJokkan minyak tersebut untuk tetap berada dalam perangkap (Lihat pula halo 79) . beberapa syarat ada beberapa syarat laku bagi terdapatnya di atas masih khusus yang bersuatu akmulasi yang bersifat komersiil. Meskipun sifat komersiil sangat tergantung pada keadaan ekonomi serta kemajuan teknologi, namun beberapa faktor geologi juga sangat menentukan ekonomis tidaknya suatu akumulasi minyakbumi, antara lain: a. Tebal lapisan reservoir. Tebal suatu lapisan reservoir dapat berkisar dari beberapa sentimeter sampai beberapa puluh meter. Makin tebal lapisan reservoir, tentu makin besar pula kemungkinan untuk mendapatkan produksi yang besar sehingga kolom minyak yang akan didapatkan juga menjadi lebih besar. b. Tutupan (closure). pengertian ini terutama berlaku untuk perangkap struktur yang .akan dibahas dalam pasal 5.2. oi sini tutupan berarti kolom minyak maksimal yang mungkin didapatkan dalam suatu perangkap. Jika tutupan itu rendah saja atau sangat terbatas, maka jumlah minyak yang terkurnpulkan juga sangat terbatas. c. Penyebaran batuan reservoir. Ini penting sekali karena suatu perangkap dapat sangat besar sekali dan mempunyai tutupan yang besar pula. 'retapi jika batuan reservoir terbatas hanya pada bagian kecil perangkap, maka hal ini tidak terlalu menguntungkan untuk terdapatnya akurnulasi yang bersifat komersiil. d. porositas dan permeabilitas efektif. Suatu lapisan reservoir sangat tergantung daripada kedua sifat ini, bahkan merupakan sifat khas daripada batuan reservoir tersebut. Besar kecilnya porositas menentukan besar kecilnya jumlah cadangan, sedangkan besar kecilnya permeabilitas menentukan besar kecilnya jurnlah minyak yang dapat dikeluarkan. 56 Koesoemadinata, Geologi Minyak- dan Gasbumi Berbagai 3.2.3.2 unsur lain yang mempengaruhi ada tidaknya minyakbumi ialah:migrasi, waktu migrasi, akumulasi, waktu akumulasi, batuan induk sertamulajadi. Hal ini akan dibahas dalam beberapa bab kemudian. Cara terdapatnya fluida dalam reservoir Keadaan da1am reservoir hanya1ah dapat kita ketahui berdasarkan pada beberapa interpretasi daripada: 1) F1uida yang didapatkan dari inti pemboran. 2) Contoh f1uida yang diambi1 dari dasar pemboran 3) Contoh f1uida yang diambi1 pad a permukaan sumur yang sedang diproduksikan. 4) Studi sejarah produksi satu atau 1ebih sumur, seperti penurunan tekanan reservoir, peningkatan atau penurunan produksi. Dalam menginterpretasi dan mengevaluasi semua data tersebut tentu saja dapat menimbulkan berbagai persoalan, seperti misalnya mengenai perbedaan temperatur permukaan dan temperatur reservoir, terjadinya berbagai pengotoran dan reaksi lainnya yang timbul karena semua perubahan ter-sebut. Namun, dari semua data tersebut hubungan fluida di dalam reservoir dapat diperkirakan secara meyakinkan, dan yang penting di antaranya adalah mengenai penyebaran air, minyak dan gas di dalam reservoirtersebut. PERANAN AIR. Di dalam kerakbumi, lapisan reservoir mau tidak mau selalu terisi oleh air dan hampir tidak pernah ditemukan suatu lapisan reservoir tanpa air. Memang air merupakan suatu unsur penting di dalam reservoir yang harus diperhatikan dalam hal akumulasi minyakbumi. Air itu boleh dikatakan rnenentukan terkungkungnya atau terakumulasinya minyakbumi dalam reservoir. Tanpa adanya air di dalam forrnasi, rninyakburni tidak dapat terkurnpulkan. Karena air tidak bercampur dengan minyak, maka keduanya merupakan dua fasa cairan yang terpisah. Batas antara kedua cairan ini berlangsung secara bergradasi atau secara berangsur-angsur. Hal ini disebabkan terutama karena suatu ruangan pori bisa diisi sebagian oleh tetes minyak sebagian oleh air. Juga dalam suatu akurnulasi minyak, air selalu menempati sebagian daripada reservoir, yaitu minimal 10% daripada ruangan rongga-pori. Selain itu, juga berat jenis minyakbumi yang lebih kecil daripada air, menirnbulkan adanya daya apung daripada minyakbumi (buoyancy). Dengan demikian minyak akan selalu mencari bagian tertinggi daripada suatu reservoir dan akan dikepung oleh air dari bawah. Jadi prinsip terpenting di dalam akumulasi minyakbumi adalah bahwa minyakbumi akan selalu mencari tempat tertinggi di dalam suatu lapisanreservoir. SIFAT AIR FORMASI. Air yang terdapat dalam formasi selain dinamakan air formasi sering pula disebut air konat (connate water). Air ini biasanya mengandung berbagai macam garam, terutama NaCl, sehingga merupakan air asin; akan tetapi kadang-kadang air formasi dapat pula bersifat payau, atau asin sekali. Pelarut yang terdapat dalam air konat pada umumnya adalah garam dengan kadar berkisar dari 50.000 sampai 350.000 ppm (mg/l) , sehingga jauh lebih asin daripada air laut (33.000 ppm). Kadang-kadang juga air Cara terdapatnya minyak. dan gasbumi 57 konat ini bersifat payau (beberapa ratus sampai ribuan ppm garam), misalnya formasi Sihapas di Sumatra Tengah. Kadar garam paling tinggi yang terdapat dalam air formasi di Cekungan Michigan, yaitu 642.798 ppm, atau 64% dari cairan ini terdiri dari zat padat. Kadar garam tentunya sangat mempengaruhi berat jenis air formasi. SUSUNAN KIMIA AIR FORMASI: Susunan kimia air formasi berbeda dari lapangan minyak yang satu ke lapangan lain, dan ada yang membedakannya dari air laut. Tabel 3-1 memperlihatkan susunan kimia (dalam bentuk ion) beberapa air konat Berta perbandingannya terhadap air laut. Di Bini terlihat bahwa semua anion adalah praktis klorida dan hanya terdapat jejak Baja dari HCO~ dan S04' sedangkan kation terdiri dari Na+, Ca+t DAN Mg++. Jika dibandingkan dengan air laut bias a terdapat perbedaan yang khas: a. Tidak hadirnya sulfat dalam air konat.b. Ketidak-hadiran Ca dan Mg dalam air formasi. c. Kadar klorida pada umumnya jauh lebih tinggi daripada air laut. Kadang-kadang air konat memperlihatkan kadar karbonat yang tinggi, yang biasanya disebabkan influx dari air meteorik (air curahan atau airhujan). Adanya karbonat dipakai sebagai indikator untuk air meteorik. Susunan kimia air konat kadang-kadang berkaitan dengan jenis minyakbumi yang bersekutu dengan air itu. Misalnya di Bunyu, terdapat suatu penurunan kadar klorida dalam air formasi, dari 10 gram/liter menjadi 1,8 gram/liter dan suatu peningkatan kadar karbonat, yang dikaitkan dengan naiknya kadar residu lilin, dari 20 sampRi 45%. Air formasi di Tarakan, yang minyaknya bersifat aspal, mempunyai kadar garam di bawah 1 gram/l, atau praktis bersifat tawar (Weeda, 1958). ASAL AIR FORMASI : Dapat diperkirakan bahwa air formasi berasal dari air laut yang ikut terendapkan dengan sedimen sekelilingnya, jadi merupakan 'air lautfosil'. Perbedaan air formasi dengan air laut disebabkan karena: 1) Adsorpsi dan pertukaran basa (base-exchange) oleh batuan sekelilingnya, yang meningkatkan konsentrasi klorida. 2) Penguapan air laut pada waktu sedimentasi, atau oleh pengurangan tekanan pada pengembangan gas bebas. 3) Variasi lokal sebagai akibat perubahan keadaan geologi, misalnya karena terdapat di dekat ketidakselarasan, influx air meteorik dapat merubah susunan air formasi. 4) Penambahan berbagai garam oleh debu volkanik pada air laut asalnya. Pengetahuan mengenai susunan kimia air formasi kadang-kadang dapat berguna dalam: (1) Menganalisa log listrik, (2) mencari korelasi lapisan yang bertingkat banyak, (3) menginterpretasi lingkungan pengendapan (adanya ketidakselarasan) , (4) mendeteksi kemungkinan kebocoran air dalam produksi, (5) memprospeksi kubah garam, makin dekat kubah garam kadar klorida meningkat (dengan membuat peta iso-con), (6) mempertimbangkan 'water flooding' dalam 'secondary recovery', (7) mengetahui korosi pipa-pipa dan lain-lain, (8) mendeteksi adanya influx air meteorik dari singkapan, sehingga menimbulkan keadaan hidrodinamis (dengan mempergunakan peta isokonsentrasi). 58 Koesoemadinata. Geologi Minyak- dan Gasbumi OJ It) 00 c Q) '" ... 0 > Q) -J ~ ... ... ~ c Q) E E 0. 0. E co ""iij "tJ co ~ ... CO ... .-i IU . +J e ~ 8: + + t7I ~ + U +IU ~ + + Z +c1J 00 r-- r-- 00 \0 00 "" \0 (X) 0' 00 1.0 . 0'1 ':1' . 0 f"00 M r-- ~ r-N N ~ o:jI . M CX) 00 1.0 0' 0'1 N . qt L{) 0 qo N . .-! It) ~ M . L/") M r-t qo M . ~ r--N Lf) CX) . r-t \0 N 0'1 ~ 0'1 .-! . M ~ r-.. "" 0 . M M M Q 1.0 N Lf! M I.C M 0 0 \,0 N r--.-i (1'1 CX) .-i ~ L!) CX) r-- r-- CX) l!) 0 N 00 M LI) m . N M . 1.0 I N M "" I I (X) ,...j 0 \0 ~I I!) . CX) M o;j' CX) . qo M rl ~ ~ OJ ..-1 9 tn .~ 0. ~§ --i ~ r-0 ':3' M . 00 r-. ~ I-! ~ U") U") . N 1.0 r-I ~ N N M roo- M 1.0 M N ~ ro tV) . \D 0 0 'd ~I ...,1 4-1 cO 'd eMU ~ ~..-I ~ U > OJ ~ > °...t °...t U) U °...t ~ ~ ~ 00 ~~ '"""'""" CO CO 0 .c . U oIJ -.-I :>t ~ ~ ~ ~ 0 ~ro -e Q) ~ , r-I ro . ~ ~ ~ ;:s ;:s 0 oiJ,Q'O ~ ~ .Q Q) ~~O ~ ~ ~ .~ cO rl,O tn't1 °...t 0 s= 0 ~ a ~ j..j oIJ ...,1 .-i.l:: 0 0 t1'~ ~ ...,1 ~ ~ N M M 0 ~ . \D 0 N N r-- M M N r-.-I N M ~ 0 r'-! ..0 0 ..0 N CX> .-i M 00 r-.. 0\ rl (X) N 0) I/') ~ m Ll") . Ll") N r-. . 00 L!) m cn -,oj ~ P; ,:j U} ~ ,:j ~~ t:: t:: OJ p. 4-1 '"~, 0 '" ru ~ cn A.O ..-\ a U} > ~& ~ cO (.9 ~ cO oIJ ~ ~ ~ m~ :3 U) (1j oI.J I "...! 8. ~ Q) Q (1j > ~ oIJ ~ '6 ~ rtj IU U) U) Q) ~ E-I Q) IU X ~ ~;j , ~ ~ 01 ~ ~ ~ . '" r-i IV) U") II) Q) ~ E"i r'-! 0 N \0 . 1.0 . N ~ CX) CX) N r-.. . M 0' M . IJ') \0 N .-I . r-.. It') rl "3' ~ 0 0 0 N N II) . l/) ~ a M 1"1 . 0 0 N N Jf) 0 N 0 0 0 ..-1 tn ~ QJ ;§ I1j .j.J 0 ~ 0 ~ 0 0 r-.. "" .-t N "" .-j g; I 4-1 ..-1 ~ tn a. u ~I't: ~ ~ ~ ~ ~~ ::> 000 M t/) ~ Q) 10 0 U1 ~ >< QJ t/) AI~ .j.J Q) 00 'r-! . ~ E'i 0 .. Q) 0 ~ U .; ~M ..ro U1 ~roro '"""1~.Q '"""1 Q) ""i ~ ~ ~Nro :3 Q) { t1\ ~ Q) ro IU b\~ 1o.:j:>.Q ~ CX) M liP N ~ tiP (V) .-i , r-- , IV) 1.0 0 ~ r-r-- dP 00 , u ~ M Lf\ Lf\ Q) ~ ~ M 1.0 0 0 M 0 N ~ 0 0 0 . .-i .-i Q) \0 M df' N 0 tiP , ~.{g ~.j.J { ~~ ro ~ro ro ~ ~ .j.J It) It) dP M r.-. .. r.-. , N 0 I 0 0 M . "" ~ 0 It) 0 0'1 ~ N 0 . U) C'1 0'\ ~ { .j.J.j.JN ~ ~ ro ro ~ ~~Q) (/) ~ .:I:.:I:~ N+J u ~ II .., 0 u "'" 0 Q) C co CI C :..I (.J '.-I U) "tJ c co ~ CI c co :0 c "tJ .c .E ~ E .~ co CO ...~ 0 .~ :..I .-e '" Q) 'c .-~ co ~ > ~a! co:..l a; co 0. oIJ CI1 co ~:..I a! .c Q) .~ .c E ::i2 c co c ~ ~ '" cn ...co co .t7I M E-t a! ca -roo! Q) I- .Q Cara terdapatnya minyakdan ~asbumi 59 PEYEBARAN VERTIKAL tiga macam fasa antara lain: DARIPADA AIR, dalam reservoir GAS DAN MINYAK. ditentukan oleh Penyebaran sifat fasa dari ke- tersebut, 1) BERAT JENIS Berat jenis air sangat dipengaruhi oleh kadar gararn yang terlarut di dalarnnya. Susunan kirnia zat terlarut sangat rnernpengaruhi berat jenisair. Berat jenis air forrnasi berkisar dari nilai 1,0 untuk air yang sangat tawar sarnpai 1,140 untuk air forrnasi yang rnengandung 210.000 pprn gararn. Berat jenis minyakbumi sebagairnana telah disebutkan sebelurnnya (Bab 2), dapat berkisar dari 0,6 sarnpai 1,0, biasanya selalu kurang dari 1,0. Berat jenis (specific gravity) gas biasanya dinyatakan sebagai perbandingan terhadap kerapatan ini dinyatakan sebagai 1. 0,061 sarnpai 0,965. Berat jenis rninyakburni. 2) jenis Berat jenis DAYA LARUT MASING-MASING (density) udara, dirnana yang belakang jenis gas terhadap itu berkisar dari gas jauh lebih kecil daripada berat FLUIDA/GAS Gas dapat larut dalarn air dan daya larut gas rata-rata adalah 20 kaki kubik setiap barrel pada tekanan 5000 psi. Data lain menyatakan bahwa kelarutan gas dalarn air reservoir adalah 6% daripada daya larutnya dalam minyakbumi (Levorsen, 1958). Daya larut gas dalarn minyakbumi lebih besar lagi dan biasanya berkisar dari beberapa kaki kubik sampai ribuan kaki kubik untuk setiap barrel. Jelas juga bahwa day a larut gas dalam minyak ataupun air sangat tergantung daripada tekanannya. Lebih besar tekanan lebih besar pula daya larutnya, sampai dicapai suatu titik penjenuhan. Apabila gas seluruhnya dapat larut dalarn minyakbumi, maka telaga minyak tempat terdapatnya minyakbumi itu disebut telaga yang tidak jenuh, sedangkan jika gas tersebut melarnpaui daya larutnya maka terbentuklah suatu topi gas bebas dan telaga minyak disebut telaga minyak yang jenuh. Penurunan tekanan menyebabkan daya larut gas dalam minyak tersebut berkurang. Temperatur dan/atau tekanan dimana gas tersebut mulai ke luar disebut sebagai titik gelembung (bubblepoint). Pada tekanan dan temperatur tertentu, fasa gas dan cair tidak dapat dibedakan lagi, dan dalarn keadaan demikian kita dapatkan suatu telaga kondensat (condensate pool), (lihat diaqram pada Gambar 3.11). I ~ I I .~e\embll/};-, ~0,.:\'I.\¥i' I~.:;"Pengembunan! \ I 1 ! maximum_! Cairan IKrikodenterm I I dan Gas: z ~ z ~ I /, I I / 0('/ ~ ~~ UI I- ,0" ~<;7 I 0<"'" I I atm I I \ I I I I Gas Penurunan tekanan pada gas di reservoir B menghasilkan Ipengembunan setelah kurva titik gelembung diJalu .. i dan kemudian seluruhnya menjadi gas kembal -I .setelah kurva titik pengembunan dilalui ~~- .,. . Penurunan tekanan di reservoir C tidak menguoah fasa gas, karena temperatur reservoir lehih tinqgi . /dari temoeratur kritic ".~. ~~o)~~)/"'" (.,j~'" ,.:\'I.\~ TEMPERATUR "'""~ - Gambar 3.11 Diagram memperlihatkan pengaruh tekanan dan tem/leratur dan gas hipotesis (menurut Levorsen, 1958) 60 rPer,uru n~r' ~ ~-" .~-- p"da --~'- Calran -:-': reservOir A -'..IekCirlan dl menghasilkan gas dan cairan waktu garis titik gelemoul1gdilalui. Koesoemadinata. Geologi Minyak- dan Gasbumi terhada/J fasa gas/cairan minyakbumi - Sebagai akibat sifat rnasing-rnasing jenis fluida di atas, pacta urnurnnya di dalarn reservoir terdapat suatu stratifikasi daripada air, rninyak dan gas. Air dengan berat jenis tertinggi akan terdapat paling bawah, dan gas dengan berat jenis terendah akan rnenduduki ternpat paling atas dalarn reservoir. P,al ini rnenyebabkan batas antara gas dan rninyakburni tidak terlalu tajarn. Jadi daya apung relatif antara rninyak, gas dan air rnenyebabkan adanya stratifikasi dalarn reservoir. Hal ini dirnodifikasi lagi dengan adanya gejala fluida dalarn reservoir pori lainnyayaitu: kapilaritas. 3) KAPILARITAS Dari ilmu fisika diketahui bahwa di dalam lubang-lubang kecil terdapat antara tekanan-tekanan yang terdapat seberang-menyeberang dua fasa cairan yang tidak saling melarutkan. Tekanan ini diukur seberangmenyeberang permukaan yang melengkung dan disebut sebagai tekanan kapilex (Pc) yang dinyatakan dalam dyne/cm2. Besaran tekanan kapiler ini tergantung dari tegangan permukaan dan juga dari pelengkungan bidangpermukaannya. Jelaslah, bahwa untuk dapat melampaui suatu permukaan antara fasa tersebut diperlukan suatu daya untuk dapat mengurangi tekanan kapiler tersebut. Derajat pelengkungan daripada permukaan lengkung tersebut tergantung dari besar kecilnya pori batuan dan juga dari jenis fluida yang ada. Tekanan kapiler didapatkan jika dua fluida yang tidak dapat larut berada dalam persentuhan. Hubungan tekanan kapiler ini dinyatakan dalam pengertian tegangan permukaan, sudut sentuh dan radius daripada pipakapiler. c .0 -= 2 '0 .cas Pc = tekanan kapi1erP = tegangan permukaan 0 = sudut kontak permukaan e r air-minyak. r = radius efektif pipa kapi1er. Da1am keadaan pori jenuh air, dan adanya tekanan kapi1er, rnaka untuk dapat masuknya gas atau minyak ke da1am pori-pori diper1ukan suatu tambahan tekanan yang dinarnakan tekanan masuk (entry pressure) at au tekanan penggeseran (displacement pressure). Tekanan tersebut ada1ah tekanan kapi1er minimum yang dapat mernaksakan masuknya f1uida yang tidak membasahi ke da1am rongga-rongga pori yang diisi oleh f1uida yang menjenuhinya (Pirrson, 1958). Tekanan penggeseran ini berbanding ba1ik dengan diameter pori sebagaimana dikemukakan oleh Levorsen dan Berry (1967), yang berarti bahwa fluida mempunyai tegangan antar-muka yangsama. Maka bagi batuan berbutir lebih halus serta porositas dan permeabilitas yang lebih rendah, diperlukan tekanan kapiler lebih besar untuk dapat memasukkan suatu fasa yang tidak membasahi ke dalam pori. Hubungan antara tekanan penggeseran dengan permeabi1itas batuan dari berbagai ni1ai atau indeks n diberikan pada grafik ter1arnpir (Garnbar3.12). n ada1ah suatu faktor 1ito1ogi yang merupakan indeks penyebaran besar pori. Biasanya ni1ai n ditemukan 1ebih tinggi da1am batuan yang mempunyai porositas 1ebih tinggi. Batuan yang 1ebih padat biasanya berbutir 1ebih ha1us, porositasnya 1ebih rendah dan mempunyai kisaran besar butir yang 1ebih 1uas, sehingga oleh karenanya mempunyai ni1ai n yang 1ebih keci1. Suatu ni1ai n yang kira-kira sarna dengan 8 dapat dianggap mewaki1i penyebaran rata-rata Dari pernbahasan di atas je1as1ah bahwa penting pada Cara terdapatnya batas an tara minyak- daD gasbumi minyak dan air; dari ukuran pori. tekanan kapi1er memegang peranan ha1us-kasarnya suatu batuan 61 reservoir akan mempengaruhi juga tinggi rendahnya berbagai macam batasair-minyak "C c.. 0.01 0.02 0.04 0.1 0.2 0.4 1.0 2.0 4.0 10.0 K (md) Gambar 3.12 4) Grafik hubungan antara tekanan penggeseran (Pd) dan permeabilitas penyebaran besar pori) (menurut Stone dan Hoeger. 1973) PENJENUHAN MASING-MASING (K) serta nilai n (indeks FLUIDA DALAM BATUAN RESERVOIR Di dalam suatu reservoir, jarang sekali rninyak terdapat 100% rnenjenuhi lapisan reservoir. Biasanya air terdapat sebagai interstitial water yang berkisar dari beberapa persen sarnpai kadang-kadang lebih dari 50%, tetapi biasanya antara 10 sarnpai 30%. Dengan dernikian batas fluida an tara air dan rninyak tidak selalu jelas. Besarnya penjenuhan air di dalarn reservoir rninyak rnenentukan dapat tidaknya lapisan rninyak itu diproduksikan. Penjenuhan air dinyatakan sebagai Sw (water saturation). Jika Sw lebih besar dari 50%, rninyak rnasih dapat keluar; akan tetapi pada urnurnnya harus lebih kecil dari 50%. Penjenuhan air tidak rnungkin kurang dari 10% dan dinamakan penjenuhan air yang tak terkurangi 62 Koesoemadinata. Geologi Minyak- dan Gasbumi .20%Ajr~r:: ~ (irreducible water saturation). Hal ini biasanya terdapat dalam reservoir dimana airnya mernbasahi butir. Juga harus diperhatikan bahwa kedudukan minyak terhadap air tergantung sekali daripada apakah reservoir tersebut basah minyak (oil wet) atau basah air (water wet). Pada umumnya batuan reservoir bersifat basah air. Air antar butir selalu terdapat dalam lapisan minyak, malah pernah diketemukan pada ketinggian lebih dari 650 meter di atas batas air minyak. Pada umurnnya lebih sarang (porous) batua~ reservoir, lebih kecil penjenuhan air. Kadar air yang tinggi dalam reservoir minyak mengurangi daya pengarnbilannya (recoverability). Air ini biasanya merupakan selaput tipis yang mengelilingi butir-butir batuan reservoir dan dengan demikian merupakan pelumas untuk bergeraknya minyakbumi, terutama dalam reservoir dimana butir-butirnya bersifat basah air. Penentuan Sw ditentukan di laboratorium dengan mengextraksinya dari inti pernboran, akan tetapi secara rutin dilakukan dari analisa log listrik, terutama dari kurva SF. SIFAT BATAS MINYAK, AIR, DAN GAS (Gambar 3.13) Berbagai faktor tersebut di atas menyebabkan berbagai macam variasi dalam batas minyak-air-gas. Pertama-tama dalam keadaan hidrostatik maka gas selalu berada paling atas, kemudian diikuti oleh minyak di bawahnya, dan yang paling bawah lagi adalah air yang menerus dalam seluruh reservoir. Hal ini disebabkan karena perbedaan yang menyolo](; di an tara ketiga fluida tadi. Adanya suatu topi gas tergantung sekali pada tekanan pelarutan gas dalam minyak. Jika tekanan reservoir lebih besar daripada jumlah gas yang dapat larut dalam minyak, maka topi gas tidak akan terbentuk dan untuk PENAMPANG STRUKTUR PENJENUHAN CAIRAN ~ keadaan sebaliknya akan terdapat Jalur peraliha gas-minyak " " 36 .=""';:~""" "" 32 5 ;::";":"; """ ",," /,,": ' 28 -5 .,,"" "" ",,' Co ':::::;"""/" 24 ."'" ./, Kadar rata-rat.. I:~ ~,,~J~;~~/K;; ~.2." """,,/; 16 Zone ~ .".. ," :AIR 25 Gambar 3.13 3.2.3.3 50 , ". CI C :E ~ angkabanding (gas-oil , t1ngg1. minyak sangat , ratio: d' Ja 1, dan air tergantung fluida, gas-minyak GaR) Yan g penyebaran san g at gas, dalam reservoir pad a hubungan 12 ~ antar perbedaan berat ~ 0 ~ jenis yang menyebabkan perbedaan dalam daya pelampungan, penjenuhan relatif dari ruang pori salah " 4 75 suatu Kedudukan serta sifat batas air-minyak dan gasdalam reservoir (Levorsen, 1958, hal.292) satu fluida tersebut, kapiler dan tekanan , k d serta serta tekanan penggeseran, h 'd d ' , Juga ea aan 1 ro 1nam1S porositas dan permeabilitas. Tekanan reservoir Tekanan reservoir adalah tekanan yang diberikan oleh zat yang mengisi rongga reservoir, baik gas, minyak ataupun air. Tekanan ini juga sering disebut tekanan formasi (lihat lampiran mengenai istilah-istilah lain yang dipergunakan untuk menyatakan berbagai macam tekanan lainnya dalam reservoir). Harus diyakini bahwa tekanan reservoir lain sarna sekali dengan tekanan beban total atau tekanan yang diderita oleh kristal pembentuk batuan. Tekanan formasi hanya diderita atau diberikan oleh fluida yang terdapat dan bergerak dalam ruangan rongga di antara butir mineral yang merupakan kerangka batuan. Secara prinsipiil tekanan forCara terdapatnya minyakdan gasbumi 63 P, masi harus kurang atau paling tidak sarna dengan tekanan beban total, sebab jika tekanan ini melebihinya, maka fluida akan memecahkan formasi batuan yang ada di atasnya dan meledak ke luar serta membebaskan tekanan yang berkelebihan itu. Hal demikian dapat juga terjadi, yaitu pada pembentukan diapir serpih dan gunungapi lumpur sebagaimana telah dibahas. Timbulnya tekanan reservoir disebabkan adanya: 1) Gradien hidrostatik, yang disebabkan karena tekanan kolom air yang ada dalarn formasi sarnpai ke permukaani biasanya kira-kira 66 meter di bawah permukaan. Gradiennya mempunyai besaran antara 0,45 sarnpai 0,46 psi per kaki. Untuk daerah Gulf Coast (Amerika Serikat) misalnya, dimana air formasi mengandung 10% garam nilainya adalah 0,465 psi perkaki. Tekanan hidrostatik ini sebahagian besar mengungkung tekanan formasi, dan bahagian lainnya dari tekanan formasi dikungkung oleh tekanan geostatik. 2) Gradien hidrodinamik, yang merupakan komponen lateral dari perbedaan tinggi kolom air di berbagai tempat. perbedaan tinggi kolom air ini dalarn lapisan reservoir yang sarna menimbulkan adanya gradien daripada tekanan hidrostatik secara lateral. Gradien hidrodinarnik turut memberikan bahagian pada tekanan reservoir (lihat juga pasal 5.7 mengenai perangkap hidrodinamik) . 3) Gradien geostatik,yang disebut juga sebagai tekanan beban total dan disebabkan karena adanya beban material yang terdapat di atas suatu titik dalarn kerakbumi. Dalam hal ini beban tersebut terdiri dari lapisan sedimen yang diendapkan dalarn air, dan oleh karenanya material tersebut terdiri dari butiran mineral batuan dan air garam yang terkandung di antaranya. Gradien geostatik dapat dibagi menjadi 2 komponeni 1 Gradien Litostatik (vertikal) (PLV) 2 Gradien Hidrostatik (PH) Tekanan litostatik adalah beban yang disebabkan butiran-butiran minerali sedimen pada satuan luas disebut juga tekanan matriks atau tekanankerangka. Dengan demikian tekanan geostatik (PG) menjadi: PG = PH + PI Selain itu terdapat pula komponen horizontal dari tekanan litostatik jika kerangka butiran ini tidak kaku seluruhnya, sehingga "mengalir" ke samping dan disebut tekanan litostatik horizontal (PLH) = p tan 350 (lihat Gambar 3 4) Secara teoritis nilai gradien geostatik adalah 1 psi per kaki. Tekanan ini hanya sebagian saja meningkatkan tekanan forrnasi. Mineral merupakan pendukung yang menyangga beban yang menekannya. J~Ka beban ini melarnpauj kekuatan butir mineral tersebut, maka sebahagian dari beban ikut didukung oleh air formasi dan mernberikan tekanan tarnbahan pada tekanan reservoir. 4) Gradien geodinamik, yang disebabkan karena gaya tektonik yang bekerja pada batuan secara lateral. Tekanan ini sukar untuk diukur dan juga sulit untuk ditentukan surnbangannya terhadap tekanan reservoir. Biasanya bekerja dalam lapisan yang terlipat kuat. 64 Koesoemadinata,. Geologi Minyak- dan Gasbumi PG = PF H = PL V + PH Tekanan geostatik Batas retakan horizontal ~ r ~ ~ PFV ~p I I ~ 101 "C c ~ '""\ H \'\-, \ +8 shale -. Tekanan yang membatasl Batas retaKan vert, Kal ,"" '( '",\ P c ~ ~ f- LH +p , = p L.H ILV PL V Tekanan litostatik tan 350 _00_00_000 Tekanan litostatik P 15 H vertikal horizontal Tekanan hidrostatik :I "cry 'J ~,,'for 20 2 Tekanan dalam ribuan pon per inci persegi Gambar 3.14 Jenis-jenis gradien tekanan daJam sumur (menurut Bradley, 1975) TEKANAN FORMASI YANG ABNORMAL. Yang dimaksud dengan formasi yang abnormal biasanya adalah tekanan formasi yang lebih tinggi dari yang diperhitungkan dari gradien hidrostatik. Hal ini disebabkan karena kompaksi batuan oleh sedimen yang ada di atasnya sedemikian rupa, sehingga air yang keluar dari lempung tidak langsung dapat menghilang dan tetap berada dalam batuan. Dengan demikian seolah-olah butiran penyusun batuan tetap mengapung dalam air formasi, sehingga tekanan geostatik sebagian besar di dukung oleh air formasi. Tekanan formasi yang abnormal itu biasanya terjadi dalam cekungan sedimen dimana kompaksi tidak berlangsung secara baik dan sering berasosiasi dengan diapir serpih dan gunungapi lumpur. Contoh daripada tekanan formasi yang tinggi itu adalah misalnya di daerah Madura dan cekungan Sumatera Utara. Adakalanya tekanan tinggi ini melampaui tekanan geostatik, Misalnya di daerah Mississippi (A.S.) suatu tekanan formasi sebesar 26.000 psi terdapat pada kedalaman 20.000 kaki. Tekanan superi ini (super-pressures) pernah di amati di Pakistan dan Azerbaiddzan(Uni Soviet ). Di beberapa daerah di Timur Tengah dan Pegunungan Andes (Amerika Selatan) lumpur pemboran seberat 19,2 Ibsjgallon atau 1,0 psi per kaki diperlukan untuk menahan tekanan formasi. Sebab utama daripada tekanan berlebihan yang disebabkan lumpur dan serpih di bawah kompaksi adalah kecepatan sedimentasi yang tinggi sekali dan permeabilitas yang begitu rendah sehingga air tidak dapat dikeluarkan cukup cepat, sehingga butir-butir sedimen seolah-olah mengambang di dalam air. TEKANAN FORMASI DI BAWAH NORMAL Selain tekanan formasi yang tinggi, sekali-kali ditemukan pula tekanan formasi yang sangat rendah di bawah tekanan hidrostatik. Keterangan mengenai hal ini tidak begitu jelas, akan tetapi mungkin sejarah geologi dapat menerangkan keadaan tersebut berdasarkan turun naiknya formasi. 3 2.3.4 Temperatur reservoir 'l'emperatur reservoir minyak dan gasbumi terutama ditentukan oleh kedalamannya, makin dalam makin tinggi temperaturnya. Di lain fihak nilai dari temperatur ini ditentukan oleh gradien panasbumi. Gradien panasbumi didefinisikan sebagai berikut: Gradien panas b umJ..temperatur :-kedalaman ---~~ formasi (dalam Cara terdapatnya minyakdan gasbumi kaki-temDeratur atau meter) Dermukaan ~ tahunan rata-rata 65 ~ r 200 --sebagai ~ 220 --Gradien panasburni °F/100 kaki dinyatakan atau °C/100 c ~ 180 ';{ 160 ~ ~~140 ~m120 ~~100 ~~ ~~ I-.J 9 800 2000 4000 1000 3000 6000 5000 8000 7000 9000 meter atau dalam nilai kebalikannya kaki/oF. Nilai rata-rata di dunia dStemukan 2°F/100 kaki atau l,lloC/100 kaki. Maka untuk reservoir yang dalamnya 5000 kaki dapat diperki- 10.000 rakan mempunyai temperatur (temperatur permukaan 60OF KEDALAMANSUMURDALAMKAKI ..panasburni Gambar 3.15 Contoh suatu graflk gradient geotermls. dalam lapisan pasir Guasare dan gamping Kapur.di Venezuela (Levorsen. 1958. hal.405) x 2°F/100 kaki). Nilai sering dalam 3.15 bentuk dan 3.16). 160 of + 5000 gradien diperlihatkan grafik (lihat Selain Gambar untuk itu suatu daerah tertentu dapat pula dibuat suatu peta kontur isogeoterm ataupun isogradien panasbumi (geotermal) yang dapat menunjukkan daerah temperatur tinggi. Gradien panasburni mendapat perhatian besar dewasa ini untuk menghasilkan minyak pada kedalaman lebih dari 5000 meter. Di Amerika Serikat suatu temperatur 212°F ditemukan pada kedalaman kurang dari 7000 kaki. Temperatur kritis air setinggi 374°F, menurut perhitungan dapat dicapai pada kedalaman lebih dari 10.000 meter. Di Indonesia, tingginya gradien panasburni di banyak daerah menyebabkan kurangnya prospek di bawah kedalaman 4000 meter. Namun data mengenai hal ini belum banyak dipublikasikan. Contoh Lapangan minyak Attaka: 0Gradien panasubmi 2QF/100 kaki (tem- , ~ 1000" 2000 ~ '~ ,, ! <t , _F-18st#9 Di . 168 E-1 dst F@2125gradien2,2°F/100kaki. 15 ~ \\ \ ~<t ~ 200 ~~~ ~ 3000 oJ peratur temperatur !-Data meragukan , I N-1 dst # 1 T1350F@ 1320 r: .\~ ~ 4000 1700 F ~ 2200 ._B-2dst#10 \ 195° F @ 3096 ~ -~~8S~~1~58 \ Gradient -rata-rata \ Geothermal C ~o~ac:.aman ~ 6000 : \ 9000 Temperatur tempat; 800F ? 120 160 200 240 280 320 TEMPERATURDALAMoF Gambar 3.16 Madura dengan didapatkan temperatur tas inti magma burni dan memberikan tin gg i ) ' gunungapi gradien . lain-lain (sumber sumber, u an seperti e tonJ. laman dangkal rutan gas dalam minyak, . (kondensat), katan tekanan katan volurn minyak Kurva gradien termal cekungan Jawa dengan bagian baratlaut data DSTuntuk (menurut dipergunakan Fletcher dan dan lain mengenaJ. Bay. 1975) sangat 66 Koesoemadinata. Geologi Minyak- dan Gasbumi empeng yang , pe., dJ.apJ.r serpih dan lain-lain. Temperatur dapat mempengaruhi keadaan reservoir. Gradien panasburni yang tinggi dapat menyebabkan titik kritis didapatkan pada keada- ... ~'" 10000/ 80 reservoir (kedalaman efek gaya tektonik, daerah k k 1 t k k ~~ ~~ ~o~ \~? \~? ?~ 8000~ di dari aktivi (3) 80OF), -23GoF : (terutama abnormal .-L-2 dst # 1 \2620 F @ 6580 ne 70001 Gigir panas '. J.nggJ. (2) \ \ oJ <t surnur ~~~:~~iasi ~ <t ~ 5000 . kakJ.). -7600 Surnber t ~\ Z permukaan 120 reservoir, sebagainya. gradJ.en pening pelapening- gas, Studi panasbumJ. dewasa pening- ini, batuan memen]adJ. ter- milyar Milyar 0-1000 1000-2000 ~ 0 utama dalam hubungannya dengan pembentukan atau terdapatnya minyakdan gasbumi (Welte, 1964; Phillipi, 1967; Landes, 1967), dan juga untuk migrasi sertaterjadinya akumulasi minyakbumi secara besarbesaran (Klemme, 1972) sebagaimana akan dibahas dalam Bab 7. 3.3 PENYEBARAN MINYAK- DAN GASBUMI DI DUNIA Minyakbumi jelas tidak didapatkan dimana saja tetapi di daerah-daerahtertentu. Penyebaran adanya akumulasi minyakbumi di dunia disebabkan karena keadaan geologi setempat. Penyebaran ini menyangkut secara lateral (geografi) ataupun vertikal (kedalaman). 3.3.1 PENYEBARAN VERTIKAL Kedalaman lapisan minyakbumi berkisar dari hanya beberapa puluh meter di bawah tanah sampai 22.000 kaki, seperti yang terdapat di Texas. pada kedalaman ini keadaan temperatur adalah sedemikian rupa sehingga yang didapatkan adalah kondensat. Pada Tabel 3-2 terlihat statistik TabeJ 3.2 Statistik penyebaran vertikal Seluruh Kedalaman dalam kaki barrel 2000-3000 3000-4000 4000-5000 5000-6000 6000-7000 7000-8000 8000-9000 9000-100001 .lOOOO-llOool _2000 dan -Lebih akumulasi Dunia jumlah 3,3 1,5% 13,4 6,2% 22,0 10,2% 56,8 26,2% 36,4 16,8% 20,6 9,5% 30,5 14,0% 18,4 8,5% 7,7 3,5% 3,5 1,6% 3,2 1,5% 0,9 0,4% 0,3 0,1% Cara terdapatnya minyakdan gasbumi lapangan 3, 27% 4, 64 9, 4% 88 12, 9% 94 13, 7% 92 13, 5% 83 12, 1% 68 9, 9% 54 7, 9% 43 6, 3% 24 3, 5% 26 3, 8% 12 1, 8% 4 0, 5% minyakbumi (Knebel Seluruh dunia barrel 3,' 3, 9% 10, 3 13, 3% 13, 9 18, 0%19% 16, 20, 8, 26% 10, 10, 5 13, 6% 6, 2 8, 0% 4, 2 5, 4% 1, 95% 2, I, 37% I, I, 03% I, 0, 3 0, 4% 0, 3 0, 4% dan Rodriquez, tanpa 1956) Timur Tenqah! ]umlah lapangan 30 4,8% 60 9,6% 82 13,1% 89 14,2% 85 13,6% 72 11,5% 60 9,6% 46 7,3% 39 6,2% 23 3,7% 24 3,8% 12 1,9% 4 0,7% 67 ~ 3.3.2 ~ daripada kedalaman dimana minyakbumi terdapat. Dari statistik ini ternyata bahwa lapisan minyak berada di antara kedalaman 1000 sampai 3000meter. Perlu dicatat bahwa kompilasi tersebut dibuat pad a tahun 1957 dimana teknologi pemboran-dalam belum begitu memadai. Dewasa ini dengan teknologi pemboran yang lebih maju, terutama pemboran di laut, mungkin angka-angka tersebut telah sedikit berubah. Tentu statistik tersebut mempunyai bias yang disebabkan karena pemboran dalam jauh lebih jarang d~lakukan daripada pemboran dangkal. Sebetulnya lebih banyak minyakbumi terdapat pada kedalaman lebih dari 2000 sampai 3000 meter. Akan tetapi dari segi gradien panasbumi serta teori degradasi termal dan pematangan minyakbumi, angka-angka memang sesuai. PENYEBARAN GEOGRAFI Penyebaran akumulasi minyakbumi secara geografi tentu tergantung pula dari keadaan geologi. Minyakbumi didapatkan di daratan, di pegunungan ataupun di bawah lautan. Narnun demikian minyakbumi hanya terdapat di daerah dengan keadaan geologi tertentu. Secara umum boleh dikatakan bahwa terdapatnya minyakbumi adalah di daerah yang rendah dan di paparan lautan (continental shelf) dan jarang sekali di pegunungan tinggi (misalnya, di pegunungan Alpina minyakbumi harnpir tidak ada). Tidak semua negara merupakan penghasil minyak. Sebelum dilakukan explorasi secara besar-besaran di tahun lima puluhan, hanya beberapa negara saja yang kaya akan minyakbumi. Ternyata ada dua daerah yang kaya akan minyakbumi ini yang selanjutnya disebut sebagai kutub minyakbumi, dimana jumlah cadangannya merupakan dua per tiga dari pada seluruh cadangan minyak di dunia. Kedua kutub ini adalah (1) Timur Tengah dan (2) Teluk Mexico,meliputi Venezuela dan Arnerika Serikat. Penyebaran minyakbumi di dunia terutarna didapatkan dalarn apa yang di narnakan cekungan sedimen. Sebelum perang dunia kedua negara penghasil minyak adalah sebagai berikut: Benua Eropa. Lapangan minyak terpusatkan di sekitar Laut Hitarn dengan kota minyak terkenal, Baku. Penyebaran melalui Uni Soviet dan Romania. Negara Polandia, Eropa penghasil lainnya , 150 300 4501 adalah Jerman minyak Utara dan -00rso -J~ I perancis (Garnbar 3.17). ' %,/' .Benua Asia. Lapangan minyak terdapat :':1;//II;/A /P~RISAI BALTIC di sekitar Teluk Persia, yang melipuII; PJ " ";." I/;(i /"'/1/; , ti negara Iran, Irak, Arab Saudi, Ku~~ '/;W:;l;;~./ / wait, dan Abu Dhabi. Cadangan ini meliputi lebih dari setengah cadangan 60° 60~ dunia. Juga daerah Siberia dan Cina merupakan daerah minyak yang penting (Garnbar 3.18). Benua Amerika Utara (Gambar 3.19). Cek Benua Arnerika Utara merupakan pengan P 45° 45° hasil minyak yang penting. Selain di g ~ 1 sekitar i 11~0 ~ 00 3.17 68 --1~0 -39°) '- Penyebaran cekungan sedlmen dan lapangan minyak-utama di benua Eropa (Halbouty dkk.. 1970) Koesoemadinata. Geologi Minyak- dan Gasbumi Teluk Mexiko, minyakbumi terdapat di daerah Mid-Continent (Kansas, Oklahoma-Tulsa, Oklahoma, sebagai kota minyak yang penting), daerah pegunungan Rocky Mountains, daerah Michigan, daerah Appalachia (dimana perta- Gambar 3.18 Penyebaran cekungan sedimen dan lapangan minyak-utama di benua Asia (HalboutY.1970) Gambar 3.19 Penyebaran cekungan sedimen dan lapangan minyak-utama (Halbouty. di benua Amerika Utara 1970) Cara terdapatnya minyakdan gasbumi 69 70 Koesoemadinata. Geologi Minyak- dan Gasbumi 71 di Aljazair (Gurun Sahara). Juga Mesir dengan Laut Merahnya menjadi produsen minyak yang penting. Alaska dan Arktika: Cadangan minyak sampai 30 barrel ditemukan di sini (Gambar 3.19). .$iberia dan Daratan Cina: Di daerah yang luas ini juga telah ditemukan beberapa lapangan minyakdan gasraksasa. Namun perkembangannya belum diketahui dengan jelas (Gambar 3.18). Daerah seperti India, Pakistan, dan Jepang hanya mempunyai lapangan minyak yang kecil saja. 3.3.3 PENYEBARAN DI DARATAN DANDI LEPASPANTAI Gambar 3.22 Penyebarancekungan sedimendan. lapanganminyak-utama di benua Afrika (Halbouty, dkk., 1970) Pada permulaan tahun enam-puluhan orang telah menguasai teknik exploraSl dan Explorasi . pemboran dl lepas pantai lautan. besar-besaran dilaksanakan terutama di landasan kontinen: seperti Teluk Mexiko, TelukPersia, pantai Barat Amerika Serikat, laut Utara (Eropa) dan Selat Base (sebelah Timur Australia), yang juga menghasilkan lapangan minyak raksa-sa. Hal ini juga dilakukan di perairan Indonesia. 3.4 KERANGKA GASBUMI 3.4.1 GEOLOGI PENYEBARAN KERANGKA UMUM-PENGERTIANCEKUNGAN MINYAK- DAN MINYAK Penyebaran minyakdan gasbumi jelas dikendalikan oleh keadaan geologie Minyakbumi ternyata selalu didapatkan dalam cekungan sedimen dan tidak pernah didapatkan di daerah batuan beku dan metamorf. Secara geologi, permukaan bumi ini dapat dibedakan antara perisai dab cekungan sedimen, seperti ternyata dari Gambar 3.17 sampai 3.22. Perisai biasanya terdiri dari batuan beku dan metamorf dan pada umumnya berumur Pra-Kambrium. Di sini tidak didapatkan minyakdan gasbumi. Perisai tersebut adalah: Perisai Laurentia (Kanada), Perisai Guyana, perisai Brazi1ia (AmerikaSelatan). Perisai Arabia, Perisai Skandinavia, Perisai Afrika, PerisaiSiberia, dan sebagainya. Di antara semua perisai tersebut didapatkan apa yang dinamakan cekungan sedimen. Cekungan sedimen dibedakan secara klasik menjadi: 1) Geoslnk1in, suatu cekungan yang memanjang dimana lapisan sedimen yang sangat tebal diendapkan secara cepat dan akhirnya menghasilkan struktur pelipatan yang ketat dan rumit seperti pegunungan A1pina, danHimalaya. Di semua daerah ini minyak jarang sekali ditemukan, karena struktur yang ruwet, dan sedikit banyak daerah ini diintrusi batuanbeku. 2) Daerah epi-kontinenta1, Cara terdapatnya minyak- daD gasbumi yang disebut miogeosink1in, terletak di ~ ij/ antara geosinklin dengan perisai benua dan merupakan juga daerah dimana sedimentasi tebal terjadi, tetapi kemudian tidak terlipat secara kuat. Cekungan semacam ini terdapat misalnya di Indonesia, dan beberapa daerah di Timur Tengah. Rupanya daerah epi-kontinental merupakan daerah yang terkaya akan minyakbumi. 3) Daerah papa ran kontinen, merupakan daerah dimana lapisan sedimen tidak terlalu tebal, dan juga merupakan daerah yang kaya akan minyak. Sebagai contoh misalnya, daerah Mid-continent di Amerika Serikat, dengan minyakbumi yang biasanya terdapat dalam batuan karbonat. Secara tektonik jarang sekali minyakbumi didapatkan di dalam rangkaian pegunungan yang terlipat ketat seperti pegunungan Alpina, Himalaya, dan Andes, apalagi pegunungan yang diintrusi oleh batuan beku. Minyakbumi kebanyakan ditemukan di daerah yang bersifat landai atau yang tidak berstruktur sarna sekali. Sebagai contoh misalnya: Pantai Timur Sumatra, Jawa utara, daerah dataran rendah Iran dan Irak dan sebagainya. Gambar 3.23 memperlihatkan penyebaran cekungan sedimen yang telah menghasilkan minyak, terutama yang menghasilkan lapangan raksasa menurut Klemme (1970). Pembagian cekungan dan elemen tektonik lainnnya didasarkan atas konsep tektonik lempeng sebagaimana dikembangkan dewasa ini. ,1 .rtr7J"""(4 - ",)[I'(!"'- { ~ , ...600 1 r~/~~ \\ ~ C:'t-1~-":.0 ,.j; f 1 ",.. '. f ".. -, .~ {II '" '"' ,~ -""""\~' 'lJ~1 ~., \~. l f' I, 4/ ..: ~ II It ,/&./ "" '-:::~ '/1 ~ -.if, ,-u I:: ~.b :~ - ~ :-In' ~ -f 6~ ~-O'. 30' 0~~120 -' ---' l : -~ ¥" , 60.",-..' 0 -./,'\', ,.".~ ., ",C 0 ' Gambar 3.23 Kerangka tektonik Halbouty, {[eteceo " c.; ~';;:!-; (-~ t ~ -, : '% 30 ~e.:/; ::r.. ~ '. 1 r.~. 04 ~~ > >- "{ 1'~ .0 . ' I:'Jurassic "" , -' ' ~ , ~ ,.,;;us,y I, /. 'l ~ <. ~ y; ' ',-{ ",,'~", .~:io:~':':- :: 180-1 {,j;. / ~1" .,.~, ""'\' ~;,~ I~ -j..' - .;._O ,~D. """,~ / 1200 (4. .' '/ ., ,~ -., , ..q:I:'..600 ~ 0 $.. --! 30 .' ~j.. 600 lempeng daripada cekungan sedimen di dunia (menurut Klemme, dalam dkk., 1970) 3.4.2 PENYEBARAN LEMPENG CEKUNGAN SEDIMEN Klemme, DITINJAU DARI TEKTONIK (1970) rnembagi cekungan sedirnen berdasarkan kerangka tektoniklernpeng. Narnun dasar pembagian ini tidak jauh dari pernbagian Weeks (1952). Cekungan tersebut sernuanya telah rnenghasilkan rninyakdan gasburni. Berbagai rnacarn cekungan (Gambar 3.23) pertarna-tarna didasarkan pada letaknya, yaitu apakah berada di atas benua atau di batas benua dengan sarnudra. 72 Koesoemadinata,Geologi Minyak- dan Gasbumi CEKUNGAN DI ATAS KERAK BENUA (CRATONIC): 1) Cekungan pedalaman (interior basin): berbentuk pi ring yang sederhana yang pada umumnya tertutup lapisan Paleozoikum. Jumlah cadangan total: 0,67 milyar barrel. Contoh: Cekungan Michigan dan Williston di Amerika Utara. 2) Lengkungan intra kontinental (dalam benua): biasanya bersiklus banyak, terdapat di bagian luar daerah kraton benua, dan pada umumnya terdiri dari sedimen Paleozoikum. Siklus pertama berasosiasi dengan evaporit dan karbonat. Jumlah cadangan total: 240 milyar barrel. Contoh: Texas Barat, New Mexico, cekungan Volga-Ural (Uni Soviet), Alberta (Canada) dan Erg Oriental dan Occidental (Aljazair). 3) Cekungan graben atau setengah graben (rift): terdapat di paling luar kraton, dan sering berhubungan dengan cekungan samudra pada Zaman Mesozoikum dan Tersier. Cekungan ini kadang-kadang sangat sempit (Suez Graben, Mesir), dapat pula luas dengan struktur 'horst and graben' (Cekungan Sirte, Libia). Cekungan ini merupakan perantaraan dari kerak benua ke kerak samudra yang disebabkan penarik-pisahan (pull-apart) antara benua. Biasanya juga berasosiasi dengan batuan karbonat, terumbu, evaporit dan serpih hitam euxinik. Jumlah total cadangan: 50 milyar barrel. Contoh lain: Jerman Utara, Belanda, Laut Utara (Eropa), Laut Merah (Arabia). CEKUNGAN PERALlHAN KERAK BENUA -KERAK SAMUDRA: 1) Cekungan extrakontinental: terjadi karena penekukan lempeng ke arah daerah samudra, dapat terdiri dari satu atau lebih palung, dan membuka ke arah samudra. Cekungan ini berbentuk lonjong dan sejajar dengan paparan atau kraton yang stabil. Selain itu merupakan jalur MezozoikumTersier yang mobil, yang batuannya terdiri dari karbonat dan klastik, berasal dari sedimentasi siklus pertama Paleozoikum dan sedimen klastik yang tebal berumur Mezozoikum dan Tersier. Cekungan jenis ini paling kaya akan minyakbumi. Total cadangan: 450 milyar barrel. Contoh utama: Teluk Persia (Perisai Arabia di satu fihak, dan jalur mobil pegunungan Zagros di fihak lain). Contoh lain: Venezuela Timur, Lereng Utara Alaska, Kalimantan Utara dan daerah Tampico (Mexiko). 2) Cekungan pantai stabil atau cekungan patahan-graben pantai. (stable coastal, or coastal graben-and fault basins): terdapat pada pantai stabil dari benua, tepi benua sepanjang Samudra Atlantik dan beberapa bagian dari benua Afrika. Cekungan ini merupakan stadium terakhir dari penarik-pisahan yang dimulai dengan cekungan graben-setengah graben (jenis Laut Merah) dalam konsep pemekaran dasar samudra (seafloorspreading). Cekungan ini terdiri dari lapisan tebal dengan patahan yang menurun ke arah samudra. Evaporit sering didapatkan dalam cekungan ini. Cadangan total: 1,7 milyar barrel. Contoh: Afrika Barat; Lapangan minyak Cabinda B dan Emerande Maria. 3) Cekungan Intermontan; Cekungan memanjang stadium kedua (second-stage transverse basin): terdapat pada pinggiran benua dimana kerak benua berpapasan dengan kerak samudra. Terdiri dari urutan klastik Kapur Atas sampai Tersier yang diendapkan pada depresi yang tegaklurus pada pantai. Batupasir sering diendapkan oleh arus turbid, tetapi umumnya bersifat endapan laut atau paralik. Sering berasosiasi dengan patahan mendatar yang besar (transcurrent faults) seperti patahan San Andreas. Total cadangan: 54 milyar barrel. Contoh: Cekungan Los Angelos dan Ventura, Cara terdapatnya minyakdan gasbumi 73 California (A.S.). 4) Cekungan jurus Intermontan (Intermontan strike-basin): biasanya berasosiasi dengan penekukan kerak samudra ke bawah kerak kontinen, seperti di Indonesia. Cekungan ini kecil dan pada umumnya berbentuk graben berumur Tersier yang diendapkan sebagai sedimen paralik-marin siklus kedua di atas palung eugeosinklin Mesozoikum yang mengalami metamorfose dan terintrusikan batuan beku. Cadangan total: 12 milyar barrel. Contoh: cekungan Sumatra Tengah di Indonesia, dan cekungan lainnya sekitar Lautan Pasifik, Tethys dan Caribia. 5) Delta Tersier: merupakan penimbunan berbentuk kipas yang tebal dan melintasi pinggiran benua dimana sistem sungai besar bermuara. Sebenarnya merupakan jenis khusus dari cekungan patahan-Graben pantai yang berhubungan dengan perentangan (pull-apart) benua. Cadangan total: 8 milyar barrel. Contoh: Delta Nigeria di Afrika Barat, Delta Mississippi (A.S.), dan Delta Mahakam (Indonesia). Tabel 3-3 memperlihatkan cekungan sedimen yang menghasilkan lapangan minyak raksasa. Untuk dapat membayangkan lebih mudah mengenai cekungan-cekungan minyak sebagai dibahas di atas penulis telah menyusun klasifikasi cekungan yang sederhana yang didasarkan atas posisi cekungan terhadap jenis kerak bumi yang terdapat di bawahnya (benua atau samudra) dan gerakan relatif dari lempeng benua/samudra, apakah bertabrakan, bertarikpisahan ataupun berpapasan (Gb. 3.24). Klasifikasi ini sederhana tetapi mencakup cekungan-cekungan yang dibahas oleh Klemme (1972), tetapi termasuk di dalamnya cekungan sedimen di atas kerak samudra, yang mempunyai potensi untuk akumulasi minyakbumi tetapi belum terbukti. 3.4.3 PENYEBARAN AKUMULASI STRATIGRAFI DAN UMUR MINYAK DITINJAU DARI SEGI Pada Tabel 3-4 ditunjukkan bahwa akumulasi minyakbumi, praktis terdapat tanpa kekecualian dalam semua umur setelah Kambrium. Dalam batuan berumur pra-Kambrium sebetulnya terdapat akumulasi kecil, akan tetapi tidak meyakinkan. Landes (1962) membuat daftar akumulasi dalam batuan pra-Kambrium, tetapi ternyata hanya sedikit sekali jika dibandingkan dengan akumulasi lainnya, dan biasanya berasosiasi dengan sedimen lebih muda yang berada di atasnya atau di dekatnya. Penyebaran akumulasi minyakbumi dari umur ke umur tidaklah merata dan perioda tertentu menunjukkan cadangan yang sangat menonjol. Misalnya saja jaman Tersier, ternyata menghasi1kan 58,1% dari produksi kumulatif se1uruh dunia, Jaman Kapur 19,6%, sedangkan Trias-Jura 4,3% dan paleozoikum 18% (data tahun 1947). Data yang lebih terperinci terdapat pada Tabel 3-4 (menurut Knebel dan Rodriquez, 1957), dimana ternyata Mio-o1igocene te1ah menghasi1kan 28,7% (31,9% tanpa Timur Tengah), sedangkan Mesozoikum 52,7% (20,5% tanpa Timur Tengah), sehingga produksi kumu1atif utama dari Timur Tengah (sampai 1959) terdapat dari Mesozoikum. Data 1970 (Halbouty dkk.) mengenai jumlah cadangan adalah: Tersier : 24% Mesozoikum: 63% Pa1eozoikum: 13% Dari segi 1apangan minyak raksasa di dunia, cadangan maupun produksi 74 Koesoemadinata. Geologi Minyak- dan Gasbumi ,.. <( a: :) Q ~ <{ U> ~ <{ a: w )l z ~ l- (/) a: ~ (J z ~ « w (J I"' ICI) !%:CI) ::>1u::> <{u oJ!%: I-u z- wz z<{ -w I-u ~ w no I ~ Zo 0 U lI/) < U :) :) I w Z I z I- < .oJ , Z W co ~ < ~ w ~ ~ z 0 u ~ .c ~ E Q. E ., .. m: c, ~ ~ i! .. .. ~ ~ ~ .c ~ ..co ~ - Ue . I ! J ~ .~~ . « CJ ;c ~'u; "'m +'.0 C m > to CD G > :;: ~ I ~_ ~ ~ .. 51 " I I "'i'. ..G ~ ' C QI u c :. ~ a QI ..>u G C ~c .. -C C .. 0 U . , ... I .' -'--.. .. .~ ~;~ ~LL ""-0 0.= ';: 5 ~= "= ~ .c iUo. ';; " c if o.o~ LL ..., ~ ' \ ic &; C,; c; ~,; er '" ~c aC C m c.a m"C ~c. -G .., "'... ~ "'.. ~).; '" .~ ~ ~ ('... .in ..+ ~. . .... ~C _o~ ~~ ~.. + + . -~ «Cm c. 0 C ~ E m "C m .¥ m G C C, .¥ G ...(" U ~ ~. ..a m C. "" .0 u~ 0'" -m "c '"., '"0 CD) D)u CO ,,= ~" c~ .. .,~ u..+ + .. ..", ~. ~~.., ~m .. "E ..to ,,".. ~o u- CO., ~o. "'CO CO" ..0 co" ., u.o ~" E"- .."in ~.. ..CO .0 m- '- ~\ .. c"D)C 0.- ...... t'\ .... c ~ C m, .c m ~, c: 0: .. . .,. ---'-- GlC -0 m~ ..-01 m C ,,- C .Um '"-- ...;.c .0.'- .~ c. .. ..IV .CJ)'- :I: Q.- "5 to « .. ~ Co cn ~l O; ~.. 01"' .-co CO E m ;) m .a C m ~ 0- m 0C ~ C :0 ~ Q) U " ..~ "" ..~ ..~ "" "0.. "E ..~~ "" ".. ~" G)G) U.o c 0 .. m 'u m :c ..m ~ nya minyakdan + r:: tco al ... CO ..0 ~u CO G i5 "0 ttal ... .co ~ "0~ £ G >- ... tal ... 0) E E .! ~ ~ "0 0. 0) .. CO 0 6- ~ 0) CO .. 0 CO to ~ ~ .. ~ to 0) "E .c CO " .. " .. i5 co r-. ~ 0> c ~co :c co 0 on E ., .,0 0) :.I: E Co .,c ~ ~ 'c 0 .. ~ 0) ~ co ~ c co ~ E ~ "0 co ""iij .,c ., C on E :c ~ C ~ ~ :; ~ ~ :; ~ ~ !vi E .! c! 75 Tabel 3 -3 Tabel cekungan (menurut sedimen yang Klemme, menghasilkan lapangan minyakbumi 1970) =-- Nomor padaj peta 1- 1 11- 2 11- 3 11- 4 11- 5 11- 6 11- 7 11- 8 11- 9 11-10 11-11 11-12 11-13 11-14 11-15 11-16 11-17 11-18 11-19 11-20 11-21 11-22 , I II-23 III-24 III-25 III-26 III-27 111-28 III-29 III-30 III-31 III-32 IV-33 IV-34 IV-35 IV-36 IV-37 IV-38 IV-39 IV-40 IV-41 IV-42 IV-43 IV-44 IV-45 VI-46 . VI-47 VI-48 VI-49 VII-SO VII-51 VII-52 VII-53 VII-54 VIII-55 VIII-56 Nama cekungan ] Amerika Serikat Uni Soviet Uni Soviet Uni Soviet Eropa Barat Eropa Barat Perancis Aljazair Aljazair Aljazair Karada Amerika Serikat Amerika Serikat Amerika Serikat Amerika Serikat Amerika Serikat Amerika Serikat Amerika Serikat Cina Cina Cina Cina Australia Lybia Mesir Mesir-Arab Saudi Oman Uni Soviet Uni Soviet Uni Soviet Uni Soviet Cina Timur Tengah Uni Soviet pakistan Cekungan Colville Alaska: Cekungan Texas 76 Timur Cekungan Gulf Coast Pertelukan Tampico Cekunqan Maturin Depresi Pra-Karpatia Cekungan Kalimantan Utara Pertelukan Kabinda Cekungan Ventura Cekungan Los Angelos Cekungan Maracaibo Cekungan Piura Cekungan Gippsland Cekungan Baku Cekungan Sacramento Cekungan San Joaquin Cekungan Cook Inlet Cekungan Magdalena Tengah Cekungan Sumatra Tengah Mississippi Delta Niger Amerika raksasa 1 10 3 29 4 2 2 1 5 2 1 1 1 5 3 9 2 1 1 1 2 13 2 2 2 5 2 3 6 1 56 9 2 i Serikat '. Amerika Serikat Mexico Venezuela, Trinidad Rumania Brunai Angola-Kongo Amerika Serikat Amerika serikat Venezuela Peru Australia Uni Soviet Amerika Serikat Amerika Serikat Alaska Columbia IndonesiaDelta Amerika Serikat Nigeria ke Gambar 3.23, serta klasifikasi cekungan menurut Koesoemadinata,Geologi Minyak- dan Gasbumi I/ lapangan ~§Jum1ah Lokasi Cekungan Illinois Cekungan Volga-Ural Cekungan peckora Cekungan Siberia Barat Cekungan Laut Utara Cekungan Belanda-Jerman barat Cekungan Aquitaine Cekungan Erg Oriental Cekungan Fort Polignac Cekungan Erg Occidental Cekungan Alberta Cekungan Appamachia Cekungan Powder River Cekungan Uinta Cekungan San Juan Cekungan Anadarko-Axdmore Paparan Oklahoma Cekungan Peru Cekungan Szechwan Cekungan Pre-Nan-Shan Cekungan Tsaidam Cekungan Dzungaria Cekungan Artesian Besar Cekungan Sirte Graben Suez Graben Laut Merah Rekahan Oman Cekungan Dnepr-Donets Cekungan Vilyay Cekungan Tadzhik Cekungan Bukhara Cekungan Sung Liao Paparan Arab dan Cekungan Iran Cekungan Pra-Kaukasus Mangyshlak-Turkmen Cekungan Indus Angka Romawi menunjukan raksasa di dunia Klemme, 1970 1 210 4 3 1 2 2 1 4 6 1 4 7 1 7 1 1 1 4 kumulatif Tersier (tanpa Timur Tengah) adalah sebagai berikut: : 40%Mesozoikum: 39%Paleozoikum: 21% Di Indonesia minyakbumi hanya terdapat dalam umur Tersier, terutamaMiosen. Di Timur Tengah umur Juralah yang paling produktif (Arab zone, lapangan minyak Ghawar, Arab Saudi). Akan tetapi umur Miosen juga penting di Timur Tengah; formasi Asmari di Iran misalnya, adalah gamping berumur Miosen clan merupakan reservoir yang penting. Perioda Tersier dengan kekecualian di Timur Tengah merupakan suatu umur yang paling banyak menghasilkan minyakbumi. Jadi jelas, bahwa tidak semua jaman geologi menghasilkan minyakbumi, akan tetapi beberapa jaman telah menghasilkan minyak secara berkelebihan, sedangkan zaman lainnya hanya sedikit saja. Hal ini disebabkan terutama karena pada zaman-zaman tertentu, misalnya Tersier, keadaan tektonik clan sedimentasi adalah sedemikian rupa sehingga memungkinkan minyakbumi terbentuk secarabesar-besaran. Misalnya juga zaman Tersier clan Mesozoikum di TimurTengah. Di lain fihak zaman-zaman tertentu, misalkan Perm ataupun Trias tidak banyak menghasilkan. Pada zaman Perm sedimentasi di dunia ini kebanyakan bersifat non-marine, sehingga sedikit kemungkinan terbentuknya minyakbumi. 3.4.4 ULASAN Dapat disimpulkan bahwa penyebaran minyakbumi dikontrol oleh keadaangeologi: j) Minyakbumi hanya terdapat dalam batuan sedimen dan terutarna di dalam cekungan sedimen. Dari berbagai macam cekungan sedimen tidak semuanya menghasilkan minyakbumi dalam jumlah yang sarna, beberapa jenis cekungan menghasilkan lebih banyak minyakbumi dari jenis lainnya. Jelas, minyakbumi tidak didapatkan dalam batuan beku dan metamorf yang merupakan inti atau perisai benua. Seandainya didapatkan juga, hanyalah dalam jumlah kecil saja dan disebabkan karena kebetulan masuk dalam reservoir batuan beku dan metamorf yang langsung berhubungan dengan batuan sedimen di dekatnya. Cara terdapatnya minyakdan gasbumi 77 (9 Minyakbumi terdapat di semua zaman geologi, akan tetapi zaman tertentu lebih kaya daripada zaman yang lainnya. Akan tetapi hal ini mungkin disebabkan hanya karena explorasi yang belum menyeluruh. ~ Minyakbumi terdapat pada kedalarnan an tara 100 sampai 7000 meter, terutama an tara 1500 -3000 meter. Narnun hal terakhir ini mungkin disebabkan karena pernboran-dalarn belum cukup banyak dilakukan karena ~aya dan teknologi pernboran yang terlalu tinggi.~ Minyakbumi didapatkan di daratan maupun di bawah lautan, terutama di bawah landasan kontinen. Mengenai apakah minyakbumi terdapat pada perairan dengan kedalaman lebih dari 200 meter, artinya pada dasar sarnudra dengan kedalarnan lebih dari 200 meter, masih diragukan, karena kebanyakan samudra didasari oleh batuan beku yang bersifat basalt dan tidak memungkinkan adanya minyakbumi. Di lain fihak ada delta yang besar dan kecil, seperti di Nigeria, Amazona, yang melimpahkan sedimennya langsung di atas dasar samudra yang terdapat pada kedalaman ribuan meter. Mungkin sedimen ini masih menghasilkan minyakbumi, terutama jika teknik pernboran-dalam telah danat dikuasai. 78 Koesoemadinata,Geologi Minyak- dan Gasbumi Reservoir adalah bagian kerakbumi yang rnengandung rninyakdan gasburni. Cara terdapatnya rninyakbumi di bawah perrnukaan haruslah rnernenuhi beberapa syarat, yang rnerupakan unsur-unsur suatu reservoir rninyakbumi. Unsur tersebut adalah: 1) BATUANRESERVOIR, sebagai wadah yang diisi dan dijenuhi oleh rninyakdan gasbumi. Biasanya batuan reservoir berupa lapisan batuan yang ~\4\Qn't° d-a.f':-;;~ , berongga-rongga ataupun berpori-pori. -> ~~~..~t~~~ ~;., ~ ~~~ ~d t. . 2) LAPI SANPENUTUP (cap-rock), yaitu suatu lapJ.san yang tidak perrnea- ~s 8.~ bel atau lulus rninyak, yang terdapat di atas suatu reservoir dan rneng- halang-halangi rninyakdan gas yang ke luar dari reservoir. 3) PERANGKAPRESERVOIR, (reservoir trap) yaitu suatu unsur pembentuk reservoir yang bentuknya sedernikian rupa sehingga lapisan beserta penutupnya rnerupakan bentuk konkav ke bawah dan rnenyebabkan rninyakdan gasbumi berada di bagian teratas reservoir. Bentuk perangkap ini sangat ditentukan oleh cara terdapatnya rninyakbumi, yaitu selalu berasosiasi dengan air dirnana air rnernpunyai berat jeniB yang jauh lebih tinggi. 4.1 PENGERTIAN PERMEABILIT Batuan reservoir BATUAN RESERVOIR, POROSITAS DAN AS adalah atau dapat pada hakekat- kan yaitu dapat permeabilitas sangat erat hubungsehingga dapat dikatakan bahwa permeabilitas tidak mungkin tanpa adanya porositas, walaupun sebaliknya belum tentu demikian. Batuan dapat bersifat sarang, tetapi tidak permeabel. Menurut Payne (1942), perbedaan antara porositas dan perme~ilitas ialah, bahwa porositas menentukan jumlah cairan yang terdapat sedangkan permeabilitas menentukan jumlahnya yang dapat diproduksikan. Di lain fihak, suatu batuan reservoir dapat juga bertindak sebagai lapisan penyalur aliran minyakdan gasbumi dari temp at minyakbumi tersebut ke luar dari batuan induk (migrasi primer) ke tempat beraku79 (~ mulasinya dalam suatu perangkap. Bagian suatu perangkap yang mengandung minyak atau gas disebut reservoir. Jadi, reservoir merupakan bagian kecil daripada batuan reservoir yang berada dalam keadaan sedemikian sehingga membentuk suatu perangkap. 4.2 4.2.1 PENGERTIAN POROSITAS Porositas suatu medium adalah perbandingan volum rongga-rongga terhadap volum total seluruh batuan. Perbandingan ini biasanya takan dalam persen dan disebut porositas. .volum= <jJ= RUMUS: PorosJ.tas pori dinya- 1 k 1 pori-pori h b t x 100% vo um ese uru an a uan Porositas dapat juga dinyatakan dalam 'acre-feet', yang berarti volum yang dinyatakan sebagai luas dalam 'acre' dan ketebalan reservoir dalam kaki (feet). Selain itu dikenal juga istilah porositas efektif, yaitu apabila bagian rongga-rongga di dalam batuan berhubungan, sehingga dengan demikian porositas efektif biasanya lebih kecil daripada rongga pori-pori total yang biasanya berkisar dari 10 sampai 15 persen. RUMUS: Porositas -, ~t II -. II -, ~ POROSIT AS = <jJ = volum pori-pori e volum batuan efektif 4.2.2 BESARAN POROSITAS Porositas tentu dapat berkisar dari nol bersambungan keseluruhan sampai besar sekali, x 100% namun biasanya berkisar antara 5 sampai 40 persen, dan dalam prakteknya berkisar hanya dari 10 sampai 20 persen saja. porositas 5 persen biasanya disebut porositas tipis (marginal porosity) dan umumnya bersifat nonkomersiil, kecuali jika dikompensasikan oleh adanya beberapa faktor lain. Secara teoritis porositas tidak bisa lebih besar dari 47,6 persen. Hal ini disebabkan karena keadaan sebagai terlihat pada Gambar 4.4, yang berlaku untuk porositas jenis intergranuler. Dalam gambar tersebut dapat dilihat suatu kubus yang terdiri dari 8 seperdelapan bola, sebagaimana dapat dilihat pada butir-butir oolit. porositas maximum yang didapatkan adalah dalam susunan kubus dan secara teoritis nilai yang didapatkan adalah sebagai berikut: Porositas: Jari-jari <jJ= butir IsJ... setJ.ap volum bola 3 Umpamakan dalam kubus isi 3 4 sehingga 3 32 3 Sisi 80 = r b 01 a = ~47Tr bola), 8 x -7Tr pori 1 k 1 h x 100% vo um ese uru an = -7Tr terdapat seluruh 8 bola butiran penuh (dan bukan 8 seperdelapan dalam kubus: 3 kubus = 2 x 2r 3 = 4r, sehingga Koesoemadinata. GeologiMinyak-daDGasbumi isi seluruh kubus = (4r) = 64r3 -33,Sr' 3 x 100% = 47,6% = 30,5r 64rsusunan merupaka~ rhombohedron, Porositas Jika 4r x 4r x 4r sin 600 = 64 sin 3 maka volum kubus 60r3 = 48,8 ~ = 15,3r = 48,8r 15 3 x 100% = 25,9% <I>= -!48,5 Jelaslah, bahwa dalam hal ini porositas Jika kita substitusikan r untuk tetap mendapatkan angka 47,6 tersebut. Volum rongga r3 3 tidak tergantung angka berapa saja daripada besarbutir. maka kita akan Besarnya porositas itu ditentukan dengan berbagai cara, yaitu 1) di laboratorium, dengan porosimeter yang didasarkan hukum Boyle: gas digunakan sebagai pengganti cairan untuk menentukan volum pori tersebuti 2) dari log listrik, log sonik dan log radioakvitas. 3) dari log kecepatan pemborani 4) dari pemeriksaan dan perkiraan secara mikroskopii 5) dari hilangnya inti pemboran 4.2.3 SKALA VISUIL PEMERIAN POROSITAS Di lapangan bisa kita dapatkan perkiraan secara visuil dengan menggunakan peraga visuil. Penentuan ini bersifat semi-kuantitatif dan diperg~nakan suatu skala sebagai berikut: 0 -5%, dapat diabaikan (negligible) 5 -10%, buruk (poor) 10 -15%, cukup (fair) 15 -20%, baik (good) 20 -25%, sangat baik (very good) > 25% istimewa (excellent) Pemeriksaan secara mikroskopi untuk jenis porositas dapat pula dilakukan secara kualitatif. Antara lain ialah jenis: 1) Antar butir (intergranuler), yang berarti bahwa pori-pori didapat di antara butir-butir. 2) Antar kristal (interkristalin), dimana pori-pori berada di antarakristal-kristal. 3) Celah dan rekah, yaitu rongga terdapat di antara celah-celah. 4) Bintik-bintik jarum (pint-point porosity), berarti bahwa pori-pori merupakan bintik-bintik terpisah-pisah, tanpa kelihatan bersambungan. 5) Ketat (tight), yang berarti butir-butir berdekatan dan kompak sehingga pori-pori kecil sekali dan hampir tidak ada porositas. 6) Padat (dense), berarti batuan sangat kecil sehingga hampir tidak ada porositas. 7) Gerowong (vugular), yang berarti rongga-rongga besar berdiameter beberapa mili dan kelihatan sekali bentuk-bentuknya tidak beraturan, sehingga porositas besar. 8) Bergua-gua (cavernous), yang berarti rongga-rongga besar sekali Batuan reservoir 81 rnalahan 4.3 benar-benar rnerupakan gua-gua, sehingga porositas sangat besar. PERMEABILITAS 4.3.1 PENGERTIAN PERMEABILITAS Kelulusan atau ' adalah suatu dinyatakan dalam rumus sebagai berikut: /<~ Y~2 dimana q dinyatakan bilitas) dalam sentimeter , viskositas m dinyatakan per sekon, k dalam darcy (permea- dalam sentipoise, dan ~ adalah dx yang dinyatakan dalam atmosfer per sentimeter. jelaslah bahwa permeabilitas adalah k yang dinyatakan gradien hidrolik bengan demikian dalam Darcy. Definisi API untuk 1 Darcy: Suatu medium berpori mempunyai kelulusan (permeabilitas) sebesar 1 darcy, jika cairan berfasa satu dengan kekentalan 1 sentipoise mengalir dengan kecepatan 1 cm/sekon melalui penampang seluas 1 cm2 pada gradien hidrolik satu atmosfer (76,0 romHg) per sentimeter dan jika cairan tersebut seluruhnya mengisi medium tersebut. Dari definisi di atas tidak dijelaskan hubungan antara permeabilitas dan porositas. Memang sebetulnya tidak ada hubungan antara permeabilitas dengan porositas. Batuan yang permeabel selalu sarang (porous), tetapi sebaliknya, batuan yang sarang belum tentu permeabel. Hal ini disebabkan karena batuan yang berporositas lebih tinggi belum tentu pori-porinya berhubungan satu dengan yang lain. Juga sebaliknya dapat dilihat, 4.3.2 bahwa ' dari besar butir, dan BESARAN PERMEABILITAS Sebagaimana telah disebutkan di atas, biasanya permeabilitas dinyatakan dalarn 'darcy', yaitu untukmenghormati DARCY yang memproklarnasikan pertarna kalinya hukum aliran dalarn medium yang berpori. Jadi suatu permeabilitas dengan k = 2 darcy berarti suatu aliran sebesar 2cc per sekon yang didapatkan melalui suatu penarnpang seluas 1 sentimeter persegi panjang 1 sentimeter, di bawah suatu tekanan perbedaan satu atmosfer untuk suatu cairan yang mempunyai kekentalan (viskositas) 1 sentipoise. Pada hakekatnya permeabilitas suatu batuan biasanya kurang dari satu darcy dan oleh karenanya dalam praktek permeabilitas dinyatakan dalarn milidarcy (1 md = 0,001 darcy). Sebagai contoh untuk batuan yang sarang tetapi tidak permeabel, dapat ditunjukkan misalnya: suatu serpih mempunyai permeabilitas yang sangat rendah, sedangkan porositasnya bisa sarna dengan batupasir. McKelvey (1962) memberikan nilai permeabilitas 9 x 10-6 md untuk serpih yang telah kompak, tetapi porositasnya yaitu 24%. Untuk batupasir dengan porositas sarna, misalnya 22,7% (batupasir Bradford~ dari daerah Pennsylvania) ternyata mempunyai permeabilitas 36,6 md (Fettke, 1934). Dalam prakteknya permeabilitas berkisar antara 5 sampai 1000 milidarcy. 82 Koesoemadinata. Geologi Minyak- dan Gasbumi Cara penentuan permeabilitas adalah: 1) Dengan permeameter, suatu alat pengukur yang mempergunakan gas. 2) Dengan penaksiran kehilangan sirkulasi dalam pemboran. 3) Dari kecepatan pemboran. 4) Berdasarkan test produksi terhadap penurunan tekanan dasar lubang (bottom-hole pressure-decline). \ 4.3.3 ~ SKALA ~~- PERMEABILITAS dOlI <.t..fat ~ SEMI- f&.rI'1'\oLA~U KUANTITATIF ~~I\~ ~ , ",--du Secara perkiraan di lapanqan dapat juga dilakukan pemerian tatif sebagai berikut: -7"~Co-..~ h~~v(J w..,""<,,lLI..O\.~. 1 2 3 4 semikuanti- Ketat (tight), kurang dari 5 md.(-""~\\~d~_1 Cukup (fair) an tara 5 sampai 10 rod. Baik (good) antara 10 sampai 100 rod. Baik sekali (very good) antara 100 sampai 1000 rod. 4.3.4 PERMEABILITAS RELATIF DAN EFEKTIF permeabilitas tergantung sekali pad a ada tidaknya cairan ataupun gas di dalarn rongga yang sarna. Sebagai contoh, rnisalnya saja adanya air dan rninyak. Gambar 4.1 rnernperlihatkan permeabilitas relatif. -Penjenuhan air diperlihatkan .= 1.0 pada absis dan dinyatakan dalarn 0.8 :t:;;' 0.6 ~~ ~ 0.4 ~=~ 0.2 ~.;'~ 0 :g~g. 0 102030405060708090100 P . h . -pe,sen §=~ Q)-..enJenu 8n81r ~~~ Gambar4.1 Grafik memperlihatkan permeabilitas relatif denganperbedaan penjenuhan air dan minyak (Levorsen,1958) Q)E"O kira-kira 50% rnaka permeabilitas persen air, koordinat menunjukkan fraksi perrneabilitas daripada fluida yang bersangkutan 'terhadap keadaan jika seluruh batuan tersebut dijenuhi oleh cairan tersebut saja. Maka pada P en J'enuhan air kira-kira 20%, perrneabilitas relatif rninyak terhadap perrneabili tas j ika seluruhnya diisi oleh rninyak d ' k ' t d ].' b awa h 0 , 7 X , a d a 1 a h se].]. sedangkan jika penjenuhan air itu keseluruhannya adalah 0,3 x daripada jika seluruh batuannya diisi oleh air saja at au oleh rninyak saja. pada penjenuhan 90% rnaka rninyak sudah tidak rnernpunyai perrneabilitas lagi sehingga hanya air sendiri saja yang bergerak. Dari grafik ini jelaslah bahwa rninyak baru dapat bergerak jika rnernpunyai penjenuhan lebih daripada 10% dan air sarna sekali ttdak bisa bergerak jika penjenuhannya di ~. bawah 20%. Hal ini juga jelas . -.~ "--"~-. -sarna untuk kehadiran gas dan t.O ,. rninyak (Garnbar 4.2). Hal yang sarna dapat dilihat, jika penje~~ ~ O.b Gas m",> nuhan rninyak kurang dari 40%, ~"Q,c 0.4 ..m "m~ m m 0. 2 j rnaka rninyak sarna sekali tidak =:Eu I bisa bergerak dan hanya gas saja .cmQ. 0 ~E~ 0 102030405060708090100 yang dapat bergerak. Secara berE~:' Q;~ Q; Penjenuhan minyak -perlen angsur-angsur permeabilitas ;,:~ rneningkat walaupun secara relatif Gambar 4.2 Grafik memperlihatkan permeabilitas sangat larnbat yaitu sarnpai 100% relatif dengan perbedaan penjenu han gas dan minyak (Levarsen, 1958) -.dijenuhi oleh rninyak. -..-C1 O.bl ~-.. Batuan reservoir 83 .:! 4.4 4.4.1 HAKEKAT KLASIFIKASI RONGGA RONGGA PORI PORI Dilihat dari segi asal terjadinya, rongga-rongga pori dapat dibagi menjadi 2 jenis yaitu: 1 PORI PRIMER (rongga primer), atau disebut juga antar-butir (intergranuler) . 2 PORI SEKUNDER atau pori yang dibentuk kemudian. Pori sekunder disebut juga pori terinduksikan, yang berarti porositasnya dibentuk oleh beberapa gejala dari luar, seperti gejala tektonik dan pelarutan. Pada urnurnnya porositas sekunder mengubah bentuk hubungan antara pori-pori dan dengan demikian juga mempengaruhi perrneabilitas. Porositas primer dibentuk pada waktu batuan diendapkan, jadi sangat tergantung pada faktor sedimentasi. Batuan yang telah mempunyai porosi~ tas primer dapat juga kemudian dimodifikasikan oleh porositas sekunder, misalnya saja perubahan bentuk, dan sebagainya. Pada urnurnnya porositas antar butiran atau primer merupakan sifat porositas batuan pasir atau klastik, sedangkan jenis yang kedua terutarna merupakan sifat batuan karbonat. Dalam batuan karbonat pori-pori primer itu tidak saja bersifat intergranuler tetapi dapat juga terjadi karena berbagai rnacarn jenis proses intergranuler lainnya. Suatu klasifikasi pori-pori primer menurut Choquette dan Pray (1970) mernberikan pernbagian jenis porositas yang Ie-) bih menyeluruh yang terbagi dalarn 15 jenis utama, serta mernberikan pula pernbagian faktor genesis serta ukuran-ukurannya. Jenis porositas tersebut khususnya berlaku untuk batuan karbonat, dan hanya sebagian kecil saja berlaku untuk batuan pasir. Jenis dasarnya adalah: (1) memilih kemas dan (2) tidak memilih kemas serta (3) memilih kemas atau tidak. Jenis yang tidak memilih kernas (2) dan yang memilih kernas atau tidak (3) termasuk porositas yang sekunder. Jenis porositas yang memilih k~mas (fabric~-selective) adalah: a Antar-partikel. Pori-pori terdapat di antara partikel atau intergranulari berlaku terutama untuk batupasir dan juga untuk batuan karbonat. b Intra-partikel. Pori-pori terdapat di dalam butirannya sendiri. Sebagai contoh ialah suatu fosil yang di dalamnya terdapat lubanglubang,dan sebagainya. c Antar-kristal. Pori-pori terdapat an tara kristal-kristal. d Cetakan (moldic). Suatu rongga terjadi karena terdapatnya suatu fosil dalam lumpur karbonat. Hilangnya fosil oleh pelarutan, meninggalkan rongga yang tercetak oleh fosil itu. e Fenestral. Beberapa butir pembentuk batuan hilang sarna sekali sehingga membentuk rongga-rongga yang sangat besar. f Perlindungan (shelter). Rongga-rongga telah dilindungi misalnya oleh fosil, dan sebagainya, sehingga tidak diisi oleh batuan sedimen. g Kerangka pertumbuhan (growth framework). pertumbuhan kerangka, misalkan kerangka binatang koral yang mengakibatkan rongga yang diisi oleh binatang tersebut menjadi rongga terbuka. 2 porositas yang tidak memilih kemas ada 4 macam, yaitu: -a Rekahan (fracture). Rongga-rongga yang terjadi karena menyebabkan terjadinya celah-celah dalam batuan. 84 Koesoemadinata. Geologi Minyak- dan Gasbumi tekanan luar diameter besar-pori b Saluran (channel). Pe1arutan saluran antar rongga-rongga. c Gerowong (vug). Lubang-1ubang dan sebagainya besar rnenyebabkan terjadi d Gua-g~a (cavern). Pe1arutan 1ubang-1ubang sehingga rnernbesar rnpnjadi rongga yang dapat biasanya terjadinya karena yang seringka1i dirnasllki orang. pe1arutan. terjadi 3 porositas yang memilih kemas atau tidak ada 4 rnacarn: -a Retakan (breksi). Karena pernatahan atau retakan, rnaka batuan hancur rnenjadi bongkah-bongkah kecil dan terjadi1ah rongga-rongga di antaranya. b pemboran batuan. Rongga-rongga terjadi karena suatu kerangka ataupun batuan yang te1ah keras rnengalarni pernboran o1eh hewan, terutarna rno1uska. c Bioturbasi (burrow). Batuan yang baru Baja diendapkan rnenga1arni berbagai pengga1ian o1eh binatang sehingga tirnbu1 rongga-rongga. .~ ~i~-p~~. d penciutan. Sedirnen yang telah diendapkan rnenjadi kering dan rnenciut, sehingga terjadi berbagai retakan yang dapat rnenirnbu1kan pori-pori. ~.~) Choquette dan Pray (1970) juga rnernberikan pernbagian ukuran pori-pori, rnisa1nya batas antara 4 sarnpai 256 rni1irneter disebut suatu megapori, yang dibagi antara mega pori kecil dengan ukuran an tara 4 sarnpai 32 rni1irneter dan mega pori besar antara 32 sarnpai dengan 126 rni1irneter. Mesopori berukuran an tara 1/16 sarnpai 4 rni1irneter: rnesopori keci1 1/16 sarnpai ~ rni1irneter, dan rnesopori besar ~ sarnpai 4 rni1irneter. Mikropori berukuran di bawah 1/16 rni1irneter (1ihat Tabe1 4-1). Taber 4 -1 Klasifikasi besar pori (menurut Chocquette pori Golongan Megapori (mg) Mesopori besar 32 kecil besar kecil 1 Mikropori ') dan Pray. 1970)- (dalam m )1 -256 4 -32 -4 1/16 -~ 2 1/16 rom Diameter besar pori ditujukan kepada diameter pori rata-rata suatu pori tunggal atau kisaran deism ukuran suatu kumpulan pori. Untuk pori tabung dipergunakan penampang. Untuk pori berbentuk lempeng. dipergunakan lebar bentuknya. 4.4.2 RONGGA PORI PRIMER Rongga-rongga primer dalarn hal pori-pori antar butir terjadi pada waktu batuan tersebut terbentuk. Jadi pada waktu butiran diendapkan terjadilah rongga-rongga di antara butiran. Berbagai faktor yang mempengaruhi besar kecilnya pori-pori adalah: ~l_~~AR BUTIR. Besar butir mempengaruhi ukuran pori-pori, tetapi sarna sekali tidak mempengaruhi porositas total daripada batuan, setidaktidaknya tidak untuk pasir kasar ataupun halus. Misalnya, satu meter kubik kelereng mempunyai porositas yang sarna dengan satu meter kubik mimis, dengan syarat bahwa cara penumpukannya sarna. Lain halnya dengan permeabilitas, yaitu apabila butir-butir lebih besar sehingga terjadi pori-pori yang lebih besar, maka juga permeabilitasnya jauh lebih besar. Menurut Mutting (1934), batuan pasir yang menghasilkan minyakbumi biasanya tidak banyak yang lebih halus daripada 0,09 romdan jarang sekali yang lebih kasar dari 0,21 rom. Pasir yang ukurannya sarna kalau diendapkan akan memberikan porositas 39% dan jika diagitasikan dapat Batuan reservoir 85 ~'" rnenjadi 38, rnalah lebih kecil lagi tetapi biasanya lebih Dalam hal pasir yang dernikian garis tengah pori maximal lab 0,2 x diameter butir. Dengan dernikian perrneabilitas besar dari 30%. rata-rata adarnerupakan fungsi daripada besar butir: lebih besar pori-porinya, lebih besar juga perrneabilitasnya. Hubungan antara ukuran pori dengan perrneabilitas adalah, bahwa di bawah tekanan yang sarna, dengan pori-pori 5 kali lebih besar akan didapatkan rninyak 25 kali lebih banyak. Dengan dernikian kita rnelihat hubungan lebih langsung antara ukuran pori dengan perrneabilitas. 2) PEMILAHAN. Pernilahan (sorting) adalah cara penyebaran berbagai rnacarn besar butir. Misalnya, jika sedirnen itu diendapkan dalam arus yang kuat rnaka pernilahannya akan lebih baik dan dengan dernikian rnernberikan besar butir yang harnpir sarna. Jika pernilahan sangat buruk, batuan akan terdiri daripada butir-butir dari berbagai ukuran. Dengan dernikian rongga yang terdapat di antara butiran besar akan diisi butiran yang lebih kecil lagi sehingga porositasnya berkurang. Telah dijelaskan bahwa hanya 0,3 bagian pasir yang rnernpunyai besar ...'"cf butir rata-rata 0,2 nun dapat rnasuk .r f""'" ,j,.. , ,ci", ','.,r':, ke dalarn pori-pori pasir yang aslinya, '::'1' "" ,;,~!£-" Dengan dernikian, serpih dan juga la, ., .-.,.1'1 " nau akan rnernpunyai porositas sangat \ .~ ..tinggi karena besar butirnya yang D Kwarsa sarna. Tetapi jika bagian yang halus D Ridjang (chert) cukup banyak rnengisi pori-pori batupasir rnaka batuan tersebut tidak ~ Lempung (clay) terlalu baik. Sebagai contoh ialah .Felspar batuan 'greywacke' yang terrnasuk su~ Mika atu turbidit. Greywacke ,~~. m Fragmen batuan suatu turbidit terdiri dari butiran pasir dalam rnasadasar lernpung. ~ Ruang pori Selain pernilahan besar butir, Gambar 4.3 Pengaruhpemilahan dan matrix terhadap terdapatnya rnatriks juga berpengaruh porositas dan permeabilitas dalam greywacke (Levorsen. 1958) pada porositas dan perrneabilitas batuan. pengaruh pernilahan dapat dilihat pada Garnbar 4.3, dirnana porositas juga dipengaruhi tetapi terutarna perrneabilitasnya. 3} BENTUK DAN KEBUNDARAN BUTIR. Bentuk suatu butiran klastik didefinisrkinsebagai suatu hubungan terhadap suatu bola yang dipakai sebagai standar, sedangkan kebundaran didasarkan atas ketajarnan at au penyudutan daripada pinggiran butir. Jika bentuk butir rnenyeleweng dari bentuk bola, rnaka hal ini akan rnernpengaruhi perrneabilitas batuan. Bentuk butiran rnenghasilkan suatu penyusunan butir yang lebih ketat atau lebih lepas dan dengan dernikian rnenentukan bentuk dan besaran rongga. Pada urnurnnya, jika bentuk butiran rnendekati bentuk bola rnaka perrneabilitas dan porositasnya akan lebih rneningkat. Segala bentuk yang rnenyudut biasanya rnernperkecil rongga, karena rnasing-rnasing sudutnya akan rnengisi rongga yang ada, dan karenanya akan rnernberikan kernas yang lebih ketat. Hal ini terutama akan rnernperbesar perrnukaan butir dan rnernperkecil porositas, terutama juga perrneabilitasnya. 4) PENYUSUNAN BUTIR. Penyusunan butir adalah pengaturan kepadatan p;~~an bola butir satu terhadap yang lainnya. Suatu batuan terdiri dari butiran yang rnerupakan unsur bundar yang berukuran 86 Koesoemadinata. Geologi Minyak- daD Gasbumi dariklastik seragam dan memberikan dapat diatur. berbagai macam kemungkinan bagaimana semua bola tersebut Dalam bentuk dan ukuran yang lebih beranekaragam lagi akan -memberikan cara pengaturan yang lebih kontras lagi. penyusunan butiran dan kemas saling berhubungan dengan eratnya, tetapi tidaklah -' merupakan hal yang sarna. penyusunan butir sangat mempengaruhi porositas. Gambar4.4 Pengaruh susunanbutir terhadap Butiran yaIlg berbentuk bola dan porositas(menurutGraton,19531 seragam akan memberikan angka porositas 47,6% untuk penyusunan kubus yang paling terbuka, dan 25,9% untuk penyusunan rhombohedral (Gambar 4.4). Permeabilitas tergantung pada besar butir, bentuk dan juga pada penyusunan butiran tersebut. Untuk besar butir yang seragarn maka porositas hanya tergantung pada cara penyusunan butiran (packing) dan secara teoritis tak tergantung dari besar butir. penyusunan butir ditentukan oleh kompaksi setelah sedimentasi. 5) KOMPAKSI DAN SEMENTASI. Kompaksi dan sementasi juga mempengaruhibesar~ecilrry{arongga-rongga yang ada, dan pada umumnya memperkecil atau menyusutkan pori-pori yang telah ada. Kompaksi akan menyebabkan penyusunan yang lebih ketat sehingga sebagian rongga-rongga akan hilang. Sementasi terjadi jika rongga-rongga terisi oleh larutan yang diendapkan semen, misalnya 'sparry calcite'. Suatu batupasir yang tidak tersementasikan, misalnya, akan mempunyai porositas lebih besar tetapi biasanya bersifat lepas-lepas. Penyebaran butir dalarn reservoir sangat tergantung pada tekstur batuan dan tekstur erat sekali hubungannya dengan mekanika pengendapannya. Misalnya, batupasir yang diendapkan oleh arus traksi pada umumnya lebih baik karena pemilahannya lebih baik, kebundarannya lebih sempurna dan besar butirnya lebih seragam. Di lain fihak kalau terjadi suatu sementasi atau penyusunan, maka terjadilah penyusutan daripada ronggarongga pori. Batupasir yang diendapkan arus turbidit sarna sekali tidak memperlihatkan pemilahan, sehingga berbagai macarn besar butir didapatkan bersama-sama. Selain itu didapatkan pula masadasar lempung di antara butiran sehingga membuat lapisan batupasir turbidit suatu reservoir yang kurang baik. Dalarn hal batugamping, banyak sekali butirannya yang khusus terdiri daripada klastik atau yang disebut kalkarenit. Bagi batugamping berlaku pula pengaruh berbagai faktor geologi yang sarna seperti pada batupasir: yaitu pemilahan, penyusunan butir, besar butir dan sebagainya. Misalnya saja, sebagai suatu contoh extrem adalah garnping oolit, yang terdiri daripada susunan bola yang harnpir sempurna, sehingga porositasnya besar sekali. Di lain fihak batugarnping yang terdiri dari berbagai fragmen fosil (misalnya bioklastik) dengan butiran yang menyudut, memberikan penyusunan butir yang ketat sehingga porositasnya kurang baik karena ronggarongga akan sangat kecil. Dalarn hal batuan karbonat, sementasi merupakan faktor yang sangat penting, terutama karena semen berasal dari butirannya sendiri sehingga terdapat sementasi dalam klastik batuan karbonat. Hal yang demikian sering sekali terjadi. PEMBESARAN DAN PENYUSUTAN PORI-PORI: Rongga-rongga yang telah terbentuk dapat penyusutan karena beberapa proses tertentu. Batuan reservoir mengalarni pembesaran ataupun Penyusutan biasanya terjadi 87 d, d~~Qr'Q~"'}. W'.b ~~ oU ~V' \I~",\k " ~ 't.t.4""tJ~~~~ru karena kompaksi dan penyemenan sebagaimana telah dibahas di atas, sedangkan pembesaran biasanya dibentuk karena pelarutan. Proses ini terutama terjadi di dalam batuan karbonat dan lebih jarang di dalam batuan pasir. 4.4.3 RONGGA PORI SEKUNDER Pori-pori yang terjadi setelah batuan dibentuk biasanya tidak mempunyai hubungan dengan proses sedimentasi. Porositas sekunder terjadi karena diinduksikan. Proses pembentukan pori-pori sekunder adalah sebagai berikut: 1) PORI-PORI PELARUTAN. Proses ini terutama terjadi dalam batuan karbonate Selain merupakan proses utama dalam menambah porositas merupakan pula proses pembesaran rongga-rongga pori yang telah ada. Rongga-rongga terjadi atau dibesarkan karena daya larut yang berbeda-beda daripada mineral pembentuknya, misalnya perbedaan day a larut antara mineral kalsit, aragonit, dolomit, dan magnesite Pori-pori pelarutan biasanya terjadi di dekat jalur pelapukan atau pada bidang ketidakselarasan. Macam porositas yang didapatkan adalah jenis gerowong (vug). 2) PORI-PORI RETAKAN ATAU REKAH-REKAH. Rongga-rongga jenis ini terutama didapatkan dalam batuan yang pegas, misalnya batuan karbonat, batuan serpih dan juga rijang. Beberapa penyebab terbentuknya rekahan ialah: a DILATANSI PADA GEJALA STRUKTUR. Dislokasi sering menyangkut perubahan volum batuan yang sering diimbangi oleh terjadinya kekosongan. Hal ini dapat terjadi karena patahan dan pelipatan. Patahan. Lapisan batuan yang mengalami pematahan dapat retak-retak dan rekah-rekah sepanjang bidang pematahan ataupun dapat menutup, terutama dalam keadaan penyobekan (shearing). Tertutupnya atau terbukanya sobekan yang terjadi tergantung dari kompetensi batuan, dimana terutama sudut gesekan dalam (angle of internal friction) memegang peranan. Gambar 4.5 memperlihatkan patahan melalui 3 lapisan batuan dengan perbedaan sudut sehingga menyebabkan refraksi yang mengakibatkan kekosongan dalam lapisan tengah yang dikompensir oleh rekahan yang membuka sehingga memberikan porositas pasa\1. (Billings, 1960). Contoh porositas rekahan yang berasosiasi dengan patahan ialah lapangan minyak Tanjung di Kalimantan dan mungkin juga lapangan minyak Jatibarang di Jawa Barat. Pelipa~an. Pada pelipatan konsentris, terjadilah tegangan atau gaya tarikan pada puncak-puncak I \ \ b3S3\~ Gambar4.5 dimana b antiklin Refraksidari patahanyangmengakibatkandil~ntasidanretakanpada batuansepanjang patahan gamping PENGEMBANGAN dari formasi BATUAN PADA Asmari dan lembah-lembah sinklin sehingga menimbulkan retak-retak. Contoh daripada gejala ini adalah 1 . k K. k k d apangan retak-retak PENGHILANGAN m~nya pada BEBAN ~r u puncak ,~ YANG BERADA . I ra, antiklin. DI k ATASNYA. Dalam keadaan terpendam, lapisan batuan terdapat dalam kompresi. Pengangkatan serta erosi menghilangkan beban ini dapat mengakibatkan dilatansi atau perekahan. Jenis rekahan semacam itu dapat diharapkan pad a bidang ketidakselarasan. 88 Koesoemadinata,Geologi Minyak- dan Gasbumi c REDUKSI VOLUMKARENAKOMPAKSI. Pengendapan lernpung biasanya disertai kadar air yang tinggi. Kornpaksi rnengakibatkan keluarnya air tersebut dan reduksi volurn terjadi karena kornpaksi yang dikornpensasi oleh adanya rekahan-rekahan. Menurut Waldschmidt, Fitzgerald dan Lunsford (1956), rekahan dibagi rnenjadi 4 golongan besar: Terbuka, dengan pernisehan dinding rekahan yang jelas. Sebagiant~risi, dengan dinding rekahan dilapisi oleh kristal. Terisi, dengan rekahan seluruhnya diisi oleh kristal. Tertutup, tidak kelihatan adanya pernisahan dinding rekahan. dapat Retakan dan rekahan ini dapat tertambahkan nuler dan rnernperbaiki porositas. Pada suatu batuan reservoir bisa didapatkan karena retakan ini: intergra- Porositas rekahan biasanya log sonik dan log densitas. yang vertikal. "Lain-lain' ~ --\I\-d~~ ~ ~-'t\r\'~~ ~~~ 40% ~ -'0'- -f"ue.rv 59% BATUPASIR , -~ <::) -D1agram KLASTIK sebagai BATUPASIR , dan yang 60 persen minyak terdiri BATUPASIR penting reservoir GAMPING pa daGar.amb kan bahwa adalah: atau 4 6 untuk KARBONAT. memper l 1h at' daripada reser- daripada batupasir, 30 persen terdiri daripada batugamping dan sisanya batuan lainnya. Namun dewasa ini batugamping memegang peranan besar sekali dan pada suatu ketika akan merupakan batuan yang jauh lebih penting daripada batupasir. JENIS-JENIS 4. 5.1 .1 Batupasir ~ klastik Timur Tengah (1956) Gambar4,6 Diagramyangmemperlihatkan perbandingan berbagaimacamjenis batuanreservoirsebagai cadangan minyakbumi(berdasarkan data Knebel dan Rodriguez,1956) paling penting batuan reservoir batupasir ini tara butir-butir rongga terjadi bahwa setelah Batuan reservoir DETRITUS- bertindak voir 77% BATUPASIR tanpa oleh RESERVOIR Dua macam batuan 4.5.1 Dunia perrneabilitas BATUAN r'~ 21% Seluruh pori-pori dari perbedaan perhitungan dapat mendeteksi rekahan V\r~, Seluruh Dunle 1956 ~,,'~ atas 2 jenis dapat ditentukan Log sonik tidak ~e..{"p-iy """J \ftmvt\""'- 4.5 Yo di KLASTIK DETRITUS Batupasir termasuk detritus yang dimaksud dal h b t a a a uan yang berkisar golongan batuan dan sebetulnya batupasir di sini d t ' e r1 t us pa d a umumnya dari lanau sampai , konglomerat. Namun secara prakt1s hanyalah batupasir yang dibahas. Batupasir merupakan reservoir yang dan yang paling banyak di dunia ini, 60% daripada semua adalah batupasir. porositas yang didapatkan di dalam hanya bersifat intergranuler. Pori-pori terdapat di andan khususnya terjadi secara primer, jadi ronggapada waktu pengendapan. Namun tidak dapat dipungkiri, pengendapan tersebut dapat terjadi berbagai modifikasi 89 II daripada rongga-rongga, misalnya sementasi ataupun pelarutan daripada semen dan juga proses sekunder lainnya seperti peretakan. Batupasir terutama terdiri dari mineral kuarsa dan dapat dibagi atas 3 jenis, yaitu: 1) BATUPASIR KUARSA. Batuan ini sangat penting dan kebanyakan reservoir batupasir adalah pasir kuarsa. Batupasir kuarsa biasanya merupakan batuan reservoir sangat baik karena pemilahannya sangat baik, butirannya berbentuk bundar dan padanya tidak terdapat matriks kecuali semen saja. Contoh di Indonesia adalah misalnya, Formasi Talang Akar di Sumatra Selatan dan di Laut Jawa bagian barat, Formasi Air Benakat di Sumatra Selatan, juga Formasi Tanjung di Kalimantan dan Formasi Keutapang di Aceh. 2) BATUPASIR GREYWACKE.Batupasir greywacke biasanya terdiri dari fragmen berbagai macam batuan seperti rijang, batuan beku seperti basalt, felspar dan juga mineral mafik serta mineral lainnya. Yang sangat penting adalah bahwa greywacke itu mempunyai matriks dan hal ini mengurangi porositasnya. Juga pemilahannya tidak baik, sehingga sebagai batuan reservoir greywacke tidak terlalu baik. Greywacke banyak berasosiasi dengan turbidit ataupun diendapkan oleh arus turbid. Di Indonesia 'greywacke' masih belum ditemukan sebagai batuan reservoir, akan tetapi di Amerika Serikat di Cekungan Ventura dan Cekungan Los Angeles greywacke atau batupasir turbidit diketahui sebagai lapisan reservoir yang cukup penting. 3) BATUPASIR ARKOSE. Batupasir ini terutama terdiri dari kuarsa dan felspar. Biasanya cukup bersih tetapi kebundaran ~~ butirannya tidak terlalu baik karena bersudut-sudut dan juga pemilahan tidak terlalu baik. Arkose biasanya didapatkan sebagai basil pelapukan batuan granit. Sebagai contoh adalah 'granite wash' di Pendopo, Sumatra Selatan yang bisa bertindak sebagai batuan reservoir. ~ 4.5.1.2 Konglemerat dan detritus kasar Konglomerat dan detritus kasar dapat juga bertindak sebagai batuan reservoir. Misalnya saja, pad a Formasi Talang Akar di Sumatra Selatan terdapat apa yang dinamakan 'Grits and member' yang merupakan juga suatu reservoir di dalam formasi tersebut. Juga jelas, bahwa makin kasar batuan itu, pori-porinya makin besar dan karenanya permeabilitasnya menjadi lebih baik. Juga di Formasi Tanjung, konglomerat bertindak sebagai batuan reservoir. 4.5.1.3 Batulanau Batulanau kadang-kadang juga dapat: sebagai batuan reservoir, tetapi karena besar butirnya yang h,alus maka permeabilitas batulanauseandainya ini kurang begitu baik. Namun jika kemudian mengalami retakretak atau pelarutan maka permeabil itasnya sangat banyak ditolong dansebagai batulanau ini dapat juga bertindak batuan reservoir. 4.5.2 FASIES, BENTUK DAN UKURAN TUBUH BATUPASIR FASIES, GEOMETRI DAN PENYEBARAN BATUAN RESERVOIR DETRITUS Fasies, geometri Sering-sering 90 t-I bertindak dan penyebaran batuan reservoir geometri serta penyebaran ini Koesoemadinata,Geologi Minyak- dan Gasbumi saling erat berhubung-an. ditentukan oleh fasies atau lingkungan pengendapan. Oleh karenanya seringkali dilakukan penelitian terhadap lingkungan pengendapan lapisan pasir. Pada umumnya kita mendapatkan 3 macam fasies: Batupasir yang diendapkan sebagai endapan sungai (fluviatil), misalnya, Formasi Talang Akar bagian bawah, 'the Gritsand Member' dan Formasi Tanjung. Batupasir yang diendapkan dalam lingkungan campuran atau dekat pantai. Batupasir yang dienda~kan ke dalam lingkungan ini adalah yang paling banyak dan akan dibahas lebih lanjut, antara lain pengendapan dari suatu delta, pengendapan pantai dan sebagainya. Batupasir marin yaitu saja batupasir paparan batupasir yang diendapkan (shelf-sand), lensa pasir dalam laut, misalnya neritik dan turbidit. Bentuk ukuran dan orientasi daripada lapisan reservoir tergantung sekali pada asal mulajadi batuan tersebut. Maka tal ini juga memperlihatkan bagaimana pentingnya mekanisme pengendapan/sedimentasi terhadap lapisanlapisan reservoir. UKURANDAN BENTUK: Ukuran suatu lapisan reservoir dapat dinyatakan dalam tebal dan luas. Tebal suatu lapisan reservoir, baik lapisan itu batupasir maupun batugamping, dapat berkisar dari 1; sampai 500 m. Di Amerika Serikat ketebalan rata-ratanya adalah 13 m (39 kaki). Di Indonesia ketebalan lapisan suatu reservoir, terutama lapisan pasir, jika kurang dari 2 m sudah tidak lagi dianggap ekonomis. Luas lapisan reservoir ataupun penyebaran batuannya tentu saja beraneka ragam, dari mulai lensa kecil seluas beberapa ratus meter saja, sampai ke suatu lapisan selimut (blanket sand). Tentu luas lapisan reservoir ini merupakan salah satu parameter dari~ bentuk lapisan reservoir tersebut. Berbagai penulis telah membuat penggolongan ukuran serta bentuk batuan reservoir. Penggolongan Krynine (1940) didasarkan atas perbandingan lebar atau luas terhadap tebal atau kira-kira luas berbanding volum. Dalam klasifikasi ini Krynine sama-sekali tidak melihatnya dalam hubungan bentuk 3-dimensi, tetapi hanya 2-dimensi. Klasifikasinya adalah sebagai berikut: 1) pasir lapisan selimut (blanket sand, sheet sand), jika perkiraan luas (lebar) lapisan reservoir terhadap volum (tebal) lebih besar dari 1000 : 1. 2) Tabuler, jika perkiraan luas (lebar) terhadap volum (tebal) berbanding 1000 : 1 sampai 50 : 1. 3) prisma, jika perkiraan luas (lebar) berbanding volum (tebal) di antara 50 : 1 sampai 5 : 1. 4) Tali-sepatu (shoe-string sand), jika lebar terhadap tebal adalah 5 : 1 atau lebih kecil lagi. Da1arn praktek sangatlah su1it untuk mengk1asifikasi jenis lapisan pasir menurut cara kesatu Krynine,yaitu penggo1ongan pasir se1imut. Untuk ini terjadi berbagai pengertian. Konsep Krynine untuk mengklasifikasi berbagai macam bentuk serta ukuran 1apisan pasir yang berdasarkan perbandingan 1ebar terhadap teba1, sebagai perkiraan 1uas terhadap vo1um, diteruskan oleh McGugan (1965) dengan konsepsinya yang disebut sebagai faktor persistensi (persistent factor) dan dinyatakannya sebagai berikut: Fa kt or persl.s. t ensl..1uas area satuan = keteba1an rata-rata satuan Jadi pad a hakekatnya cara ini sarna dengan konsepsi Krynine, ~anya Batuan reservoir 91 sekarang perhitungan dilakukan dengan luas dan bukan dengan lebar, dan dibandingkan terhadap ketebalan rata-rata, dan bukan terhadap volum. Menurut faktor persistensi, suatu lapisan pasir dikatakan suatu selimut (sheet atau blanket) jika memenuhi angka lebih dari 396 x 106 dan biasanya hal ini terdapat pada lapisan pasir neritis-litoral pada suatu paparan (shelf) atau kraton. Jelas klasifik?si Krynine maupun persistensi McGugan tidaklah membedakan antara bentuk sama-sisi (equant) dengan bentuk yang memanjang (elongate). Justru bentuk ini penting untuk dibedakan, karena dalam explorasi penyebaran serta arah penyebaran lapisan pasir sangat diperhatikan sebagai ternyata dari pengertian 'trend' atau arah jalur pasir tersebut berorientasi. Klasifikasi yang berikutnya adalah oleh Rich (1923) dan Potter (1962). Kedua penulis ini membedakan: 1) Tubuh batupasir yang sama-sisi. Sebagai contoh misalnya, lapisan selimut (blanket) atau sheet (lembaran) dan menurut penulis, sekarang juga termasuk lensa-lensa. 2) Tubuh batupasir memanjang. Misalnya, bentuk prisma, bentuk talisepatu (shoe-string) dan sebagainya. Dalam hal ini bentuk memanjang harus mempunyai dimensi panjang minimal 100 x lebar. 4.5.2.1 Tubuh batupasir sama-sisi Perbedaan an tara lensa dengan suatu lapisan pasir selimut (blanket sand) tidak mudah dapat dikatakan, tetapi untuk hal ini dapat dipergunakan faktor persistensi. Jadi menurut McGugan, untuk dapat dikatakan 'blanket sand' harus dipenuhi faktor 396 x 106; atau menurut Krynine, perbandingan lebar terhadap tebal harus minimal 1000 : 1. Untuk hal yang disebut terakhir, maka tentu suatu lensa dapat dikatakan terhadap suatu lapisan pasir yang lebarnya 1000 meter dengan ketebalan 1 m atau yang lebarnya 1 kro dengan ketebalan 10 meter. Tetapi dalam prakteknya, lensa lebih keci1 dan penyebarannya hanya beberapa kilometer saja kadangkala kurang dari 1 kilometer, sedangkan ketebalannya beberapa meter. Mungkin lebih cocok disebut sebagai suatu prisma dari Krynine. LENSA PASIR~ Lensa terjadi dengan berbagai macam cara: 1) Pembentukan di darat, yaitu dalarn endapan fluvial sebagai suatu gosong tanjung (point bar). Pada meander sungai terjadi endapan pasir pada bagian dalarn belokkan-belokan yang kemudian karena terjadi proses penyelewengan aliran, meander potong-memotong dan terbentuklah lensa pasir yang terisolasi. Karena cara meander ini sangat tergantung juga pada lereng lembah tempat meander ini terdapat, maka lensa dapat saja berkoalesi menjadi suatu lapisan batupasir tali-sepatu (shoe-string sand). Lensa biasanya bersifat sedikit banyak 'elongate' tetapi belum merupakan bentuk yang betul-betul memanjang. Contoh daripada point bar sand, yaitu di Amerika Serikat dalam cekungan J -D di daerah Nebraska, misalnya saja dalam Formasi Redfork dimana jelas pasir membentuk lensa (Gambar 4.7). 2) Lensa dapat juga terbentuk dalarn pengendapan suatu delta, terutama dalam suatu delta yang dangkal. Di dalam delta terdapat saluran penyebar (distributary channels) yang pada dasarnya terendapkan lapisan pasir. Maka sarna juga halnya seperti pada suatu meander, karena memanjangnya aliran sungai maka pada suatu ketika saluran menjadi terlalu panjang dan terjadilah suatu pembobolan tanggul (crevasse) sebagai suatu penyelewengan 92 Koesoemadinata, Geologi Minyak- dan Gasbumi ~ :tt,: ;'~~ 7 I~ ,8--1 -1~--~1 WEST C .. S . .Itle~ ervlce K.A. EllIson 011 Co. No.1 Clark No.1 Keegan '9 2. NE NW Sec. 5-21 N-14W NW NE Sec. 5-21 N-14W Huber corpo- Huber CorpGulf oil rationNo 1 Gulf oil Corpor/ltion Sodowsky No.1 Phillips No.1 Kaufman 3. NE NE Sec. 5-21 N-14W .-~-~C 4. NE SW SW Sec. 33-22N-14W ,~IIC)-~z:= 7 H~ A.A. No.1 59 EAST Hefner Mc Kee 69 SE SW Sec. 33-22N-14W SW NE Sec. 1-21 N-14W ~C... .~II£: 41~VerdigriS ~ ':t::; :: JI ~1/4 ~n" mile~ Vertical InolaLs. 'lHr ~ Ir,-OQ',, '~IIT Stratigraphic Cheyenne ~cale cross section Valley field Major Country, Oklahoma Phil c. Withrow March, 1968 KLM 0 CHEYENNE VALLEY FIELD Major country, Oklohoma Phil c. Withrow March, 19~8 1 0 Scale , 1 -~--~~~:'l#--:J ---, ---'. ///:I) f-" in Miles -29t, aliran. -~/~~ ~ baru, boleh / __T dari Terbentuklah . dikatakan sedang a11ran mati. yang Sedimen lama saluran penyebar 22 diendapkan di mulut bagai endapan pasir, 31 dan --- aliran lempung dalam juga delta selanau, lingkungan laut dangkal dan kadangkadang juga dalam payau-payau J sehingga membentuk semacam t ' "-', ---2--suatu kipas di muka delta. ---~=~~I .6-. ). Jika saluran ini kemudian ~21 mati, maka seluruh aliran v---, pasir tersebut menjadi suatu NJ -r2-4'-i-.!. lens a yang sering berbentuk 9 -~d ~ , "=-=-'.=:,,!:,--" 'lobate' (Gambar 4.8). -RLensa yang dibentuk oleh suatu delta di 1aut yang dangkal Gambar 4.7 Redforksandstone, contoh suatulensa(Withrow,1968) menjadi kompleks sekali dengan -.--" ~,~,,: j -w-.-1-'~ sering terjadinya perpindahan saluran, terjadilah suatu sistem lensa yang tumpuk-menumpuk. Tergantung daripada proses kecepatan serta da1amnya air tempat pasir diendapkan, maka didapatkan juga kemungkinan koa1esi 1ensa menjadi satu. Hal ini terjadi di delta yang dangkal (Koesoemadinata 1970 atau, Vischer 1968). Perbedaan lensa delta dan gosong tanjung (point bar). Dalam hal lensapasir yang dibentuk oleh suatu delta, maka pasirnya bergradasi secara lateral terhadap lanau dan serpih. Lain halnya dengan tubuh pasir di dalam endapan meander, yang memperlihatkan suatu kontak erosi yang tajam dengan dasarnya dan juga secara lateral sedangkan ke atas bergradasi ke lapisan endapan aluvial yang halus. Lensa yang diendapkan oleh suatu gosong tanjung biasanya membentuk suatu sistem yang memanjang dan tegak lurus terhadap pinggiran daripada cekungan terhadap mana sungai mengalir. Delta umumnya dibentuk pada laut yang dangkal, misalnyabagian dalam dari suatu paparan (shelf). Pasir yang dibawa oleh saluranpenyebar diendapkan di muka mulut sungai sebagai gosong pasir dalam lingkungan lautan yang dangkal, sehingga membentuk tubuh pasir yang menerus di sekitar delta yang sedang tumbuh, dan kemudian membentuk suatu kipas Batuan reservoir 93 B Penampang vertikal A Garis pantai sekarang Data,an banji' Laut I I Sedimen dataran I Paparan banjir . ---~-'"---~~ Sed/menLaut= -=-. ---=-~--=~;; t--~ = ---""'" -----7~~~G~~antai -, ---::::::-..:::;::::::- \ '.,.) \ \ ---,"", -:::::-,---== \ A Letak garis pantai lama ,,;) Endapan lebih tua lampau ., Penurunan Tampak alas i B Gambar 4.8 Proses pembentukan lensa dalam delta (disadur dari Coleman dan Gagliano, 1964) yang menerus selama delta tersebut maju. Walaupun demikian bentuk lensa dengan jelas memperlihatkan suatu sumbu yang berorientasikan dengan sudut yang besar terhadap pinggiran cekungan. Dalam hal ini lensa yang demikian bergradasi secara lateral ataupun secara ke bawah terhadap lapisan yang lebih halus dari pro-delta dan kadang-kadang ditutupi dengan suatu ketidakselarasan oleh suatu endapan delta halus lainnya. Jika delta terbentuk di laut yang dalam, maka tubuh batupasir yang terjadi akan bersifat lebih memanjang daripada lensa. Lensa pasir yang terbentuk oleh proses pembentukan delta sangat penting bagi akumulasi minyakbumi. Misalnya di Indonesia, hal ini khas sekali, terdapat di lapangan minyak Attaka, di mana lensa-lensanya terpisah satu dengan yang lain. Juga di Nigeria lensa pasir dari delta sungai Niger sangat pent~ng bagi adanya akumulasi minyakbumi. SELIMUT PASIR. Banyak lapisan pasir dinyatakan sebagai suatu 'sheet' atau 'blanket sand'. Hal ini memang merupakan konsepsi yang ideal daripada suatu lapisan reservoir yang diperlihatkan di dalam diagram. Namun sebetulnya suatu bentuk lapisan pasir yang demikian itu jarang sekali didapat. Biasanya didapatkan di daerah paparan di at as suatu kraton, misalnya Baja lapisan pasir berumur Kambrium di Amerika Serikat seperti 'potsdam Sandstone' yang lapisan pasirnya tersebar luas sekali. Pasir ini biasanya sangat murni, berbutir bundar-bundar, terpilah baik dan berasosiasi dengai1 karbonat. Pembentukan lapisan pasir yang demikian mungkin terjadi di laut yang sangat dangkal dimana pengendapan terjadi di atas alas gelombang dan tersebar sangat meluas. Mungkin sekali pasir tersebut adalah hasil pengendapan kembali dari perombakan batupasir yang sebelumnya, juga mungkin terbentuk sebagai jalur yang mengalami redistribusi. Namun adakalanya pasir yang demikian itu berbentuk lensa yang lebih daripada satu, yang berkoalesi menjadi selimut yang luas. Kebanyakan lapisan pasir yang terdapat secara 94 Koesoemadinata. Geologi Minyak- aan Gasbumi meluas seperti Formasi Air Benakat di Sumatra bukanlah merupakan lapisan selimut (sheet sand) dalam arti yang sebenarnya, tetapi lebih merupakan amalgamasi koalesi daripada lapisan yang memanjang yang bersifat lensa yang mengalami proses koalesi lateral ataupun vertikal. 4.5.2.2 Tubuh batupasir memanjang Bentuk tubuh batupasir yang memanjang mungkin lebih banyak terdapat daripada yang berbentuk lensa ataupun yang berbentuk selimut. Pada umumnya dapat dibagi 2 macam bentuk yang memanjang: 1) TUBUH PASIR BERBENTUKTALI-SEPATU (shoe-string sand) 2) TUBUH BATUPASIR GOSONGPENGHALANG(bar-sand atau sand-bar) Tubuh batupasir gosong penghalang ini pada umumnya terjadi pada pengendapan di pantai. Tubuh lapisan batupasir yang bersifat memanjang pada permulaannya memang diketahui di daerah Pennsylvania pada tahun 1860-an, demikian pula pengetahuan bahwa lapisan tersebut biasanya membentuk suatu jalur yang memanjang dan diketahui dari sering mengelompoknya lapangan minyak ataupun telaga minyak pada suatu garis lurus atau memperlihatkan adanya suatu 'trend'. Bentuk batupasir yang demikian mungkin lebih banyak dan lebih normal daripada yang bersifat sama-sisi dan merupakan lapisan reservoir utama. Arah (trend) lapisan pasir yang demikian juga membentuk perangkap, yang dinamakan perangkap stratigrafi. Pengetahuan mengenai bentuk lapisan pasir yang memanjang ini diketahui dari pengalaman pemboran di Amerika Serikat ataupun di negara lain, dari geologi bawah permukaan atau dari penyelidikan mengenai endapan batupasir pantai (beach sand) yang dilakukan di berbagai bagian dunia, terutama di sekitar daerah Teluk Mexico. PASIR TALI-SEPATU. Beberapa pengetahuan mengenai bentuk ini terutama berdasarkan pengkajian batupasir Venango, oleh Carell (1876, 1886) di Amerika Serikat. Dari pengkajian ini, ternyata lapisan minyak terjadi pada suatu garis yang lurus atau berbelok-belok di seluruh daerah. Dalam hal ini orientasi atau trend daripada tubuh-tubuh batupasir yang memanjang sangatlah penting, dan sangat mempengaruhi lokasi pemboran. Salah satu lapisan batupasir minyak berbentuk tali-sepatu yang terkenal adalah dari Kansas sebelah Timur, dari lapisan yang berumur Karbon (Zaman Pennsylvania). Rich (1923) berkesimpulan bahwa pasir ini merupakan pengisian satu saluran yang telah tersayat ke dalam lapisan yang ada di bawahnya, yaitu Formasi Cherokee. Terlihat sangat jelas tidak adanya peralihan antara pasir dengan serpih, sehingga batasnya bersifat tajam atau sebagai batas erosi. Contoh lain ialah lapisan Bartlesville di Kansas, yang terkenal dengan nama Golden Lane. Selain itu juga batupasir (umur Kapur) di Nebraska merupakan contoh daripada pengisian suatu saluran ataupun suatu lembah. Mengenai batupasir di Nebraska ini Exum, Dunham dan Harms (1967) berkesimpulan, bahwa reservoirnya diendapkan sebagai suatu pengisian lembah berbentuk prisma batupasir yang panjangnya 20 mil, lebarnya 2000 kaki dan tebalnya 50 sampai 80 kaki. Batas-batas daripada tubuh ini adalah batas erosi. Minyak terperangkap di tempat dimana arah pengisian lembah memotong &ntiklin (Gambar 4.9). Cara terbentuknya lapisan berbentuk tali-sepatu ini dapat juga terjadi pada meander atau pada gosong tanjung sungai (point bar sand) yang terkoalesi ke hilir. Dengan demikian sebetulnya pasir tali-sepatu terdiri daripada lensa yang mengarah dan mernberikan suatu bentuk yang lenggaklenggok atau sinuous. Batuan reservoir 95 -1400'--:'-1300' .8100'. B ~ 0~ 10.200' HUNTSMANSHAL ~~: ~ :A Ij ~ SKULL CREEK~SHAL.E- 60'~ C O~r ~,~ .70uo 20'[1 401~ " =): ~ 8200' .. .-.c.. -:if"",""" I f 200 ~~IF -.-1100'--:--'~ -vallE.i 1 60.l~10020 ~I ~ SHALE -J ~ 11 --- '200 C B Val lay Fill (Harms, 1966) DEEPER SHORE ~UBAERIAL WATER HUNTMAN SH. j ~--;v- ~r{ 400' "J 1 " 500' 600' Lowar 700'~'\~\\~ - Penyebaran pasir saluran , J2..'.. -:'\1 --~:;~ SKULL CREEK SH. Gambar 4.9 Conton lapisan saluran (pengisian lembah) di Nebraska, Amerika r2O [10 0 / ~ ( FEET Serikat (Harms, 1966) PASIR PANTAI. Tubuh batupasir gosong sebetulnya terdiri dari berbagaimacam, antara lain: 1) Pu1~u gosong atau barrier island. Dalam zaman Sekarang gejala ini terdapat di sepanjang Atlantik dan di Amerika Serikat. Contoh lapisan pasir yang demikian adalah Formasi Foxhill yang berumur Kapur Atas di daerah Rocky Mountains yang dibuktikan oleh Weimer (1963). 2) Batupasir go song 1epas pantai (offshore bar). Seringkali pulau gosong (barrier island) dan gosong lepas pantai (offshore bar) dikacaukan satu dengan yang lain. 3) pasir pesisir(beach sand). Penyelidikan lingkungan modern di teluk Mexiko oleh Could (dikutip dalam buku 'Source book of Petroleum Geology', 1967) memperlihatkan bahwa tubuh batupasir yang berbentuk di lingkungan dekat pantai pada pinggiran suatu cekungan biasanya berorientasi sejajar dengan jurus pengendapan. Batupasir ini dan jugasedimen lainnya ditransport oleh arus sepanjang pantai (longshore currents), dan karena proses akresi sedimen terbentuklah suatu dataran pantai. Tubuh batupasir jenis 'pulau gosong' yang merupakan suatu mata rantai yang panjangnya 3000 mil sepanjang pantai Texas lebih merupakan lingkungan pasir yang khas. Pulau Galveston (suatu contoh pulau gosong) mempunyai lebar rata-rata 2 mil dan panjang 28 mil. Tebal maksimal lapisan ini adalah 40 kaki. Menurut Exum dan Harms (1967) reservoir yang dibentuk sebagai gosong laut dangkal bertubuh lensa dengan bentuk elips yang panjangnya 2 sampai 5 mil, lebarnya ~ sampai 2~ mil dan tebalnya kurang dari 25 kaki. Batupasir ini secara lateral berangsur-angsur menjadi batulumpur lautan. Posisi gosong laut reservoir ini dapat diramalkan dengan memetakan perbandingan pasir/serpih, hal mana tidak dapat dilakukan untuk reservoir pengisi lembah karena batasbatasnya adalah batas erosi. Bentuk tubuh batupasir gosong lepas pantai biasanya berbentuk linier dan sejajar dengan jurus pengendapan, sedangkan suatu pengendapan sungai biasanya tegak lurus atau memotong jurus pengendapan dan mempunyai bentuk yang lenggak-lenggok (sinuous). 96 Koesoemadinata,Geologi Minyak- dan Gasbumi ,~ TUBUH BATUPASIR TURBIDIT. Adanya endapan turbidit dikemukakan pertama kali oleh Daly (1936), kemudian disusul oleh Kuenen (1947). Batuan yang terbentuk dari arus ini disebut turbidit (Sanders dan Carozzi, 1957). Banyak lapangan minyak kemudian reservoirnya dikenal sebagai turbidit, antara lain di cekungan Los Angelos (Barbat, 1958) dan cekungan Ventura di California (Sullwold, 1961). Suatu hal yang penting daripada lapisan turbidit ialah adanya lapisan pasir yang kasar yang berbentuk interkalasi dalam lapisan serpih yang diendapakan di laut yang dalam. Misalnya saja di cekungan Ventura, berbagai bukti foraminifera menunjukkan bahwa kedalaman laut dari cekungan tersebut pad a zaman Tersier Atas adalah beberapa ribu kaki (Natland dan Kuenen, 1951). Sejumlah tulisan mengenai endapan turbidit dalam explorasi minyakbumi disusun oleh passega (1954). Bentuk lapisan turbidit itu tidak begitu jelas, tetapi dapat berupa bentuk lensa, bentuk saluran ataupun bentuk kipas. 4.5.3 KESIMPULAN MENGENAI TUBUH BATUPASIR Dari pembahasan di atas jelaslah, bahwa lapisan pasir tidaklah seperti kue lapis sebagaimana diharapkan oleh para ahli reservoir. Pada umumnya lapisan pasir berbentuk lensa atau memanjang yang terbatas, oleh karena itu proses regresi-transgresi, proses meander dan proses-proses lainnya menyebabkan tubuh-tubuh yang terbatas ini merupakan suatu susunan yang sangat kompleks dan ruwet. Menurut Krynine (1948) tubuh berbentuk talisepatu dan juga lensa merupakan batubata dari bentuk lain yang disebabkan karena proses coalescing, anastomising, bifurcating, branching, dendritic dan en-echelon). Dapatlah difahami batupasir selimut pad a hakekatnya terdiri dari lensa, prisma atau bentuk tabular yang merapat menjadi satu atau berbentuk multi-lateral. Hal ini dapat dilihat pada Gambar4.10. Jika cara ~erapatnya tidak sempurna, yang biasanya memang demiki- -.=-==-~ ~.- .-~- ---serpih -:::;:.-'i ; -~ ~/ Gambar 4-10 Lapisan paslr yang multi-lateral an maka akan terdapat interkalasi di antaranya. Ini justru memperlihatkan bahwa suatu lapisan yang kelihatannya seolah-olah merupakan suatu lapisan yang luas, sebetulnya terdiri dari berbagai macam lapisan yang merapat secara lateral dan disisipi oleh lapisan serpih. Walaupun masing-masing lapisan kelihatannya dapat dikorelasikan, tetapi pada dasarnya hal ini tidak dapat dilakukan karena memang di antaranya terhalang lapisan serpih. Dengan demikian tidak terdapat kesinambungan dalam sifat reservoir dan tiap lensa merupakan reservoir yang berdiri sendiri. Kompleks tubuh ba~upasi~ tersebut juga dikatakan bertingkat banyak (multistory) at au berupa suatu berkas (bundle) (Sulwold, 1958). Sebagai contoh lapisan batupasir semacam itu ialah Formasi Talang Akar, yang antara lain terdiri dari 52 lapisan di struktur Pendopo. Suatu hal yang penting lagi mengenai tubuh batupasir tersebut adalah adanya konsepsi 'arah' (trend) yang biasanya sering dipergunakan dalam explorasi minyakbumi. Apakah hal ini diketahui dengan pengetahuan mengenai mulajadi batupasir atau tidak, namun jelas bahwa lapisan reservoir batupasir ini memperlihatkan berbagai pola tertentu. Dengan mengetahui asal mula jadi Batuan reservoir 97 lapisan batupasir tersebut, tentu peramalan yang lebih tepat dapat dilakukan. Dalam hal geometri batupasir, ada tiga masalah utama yaitu: 1) Merekonstruksikan geometri secara tepat; 2) Mengetahui apa artinya dari segi asal-mulajadi; 3) Mengetahui pola penyebaran lapisan sedimen dari asal-mulajadi tertentu dengan suatu situasi pengendapan yang analog. Dalam hal ini gejala-dalam seperti struktur silang-siur, orientasi butir, bekas aliran, lapisan dengan urutan besar butir tertentu serta hubungan suatu tubuh batupasir terhadap lapisan yang ada di atas dan di bawahnya maupun secara lateral adalah sangat penting dalam menginterpretasikan asal-mulajadinya. Terutama jika sumur kontrol sangat sedikit untuk mendefinisikan bentuk tubuh tersebut. BEBERAPA GEJALA YANG MENCIRlKAN BERBAGAI MACAM TUBUH BATUPASIR: Shelton (1967) memperlihatkan bahwa lingkungan batupasir dapat ditentukan dengan membandingkan geometri dan gejala-dalam lapisan pasir dengan model stratigrafi. Misalnya saja antara aluvial, gosong dan batupasir turbidit, ciri dari setiap model dapat ditentukan segi: a Geometri: Posisi geografi dan arah (trend), posisi vertikal, lebar, ketebalan, dan perbatasan. b Gejala-dalam (internal features): Struktur sedimen, tekstur, butir. laut dari panjang, susunan pernisahan bentuk geornetri berdasarkan berbagai gejala tadi juga berpengaruh terhadap penyebaran porositas dan permeabilitas. Sebagai contoh misalnya, suatu lapisan pasir pengisi 1ernbah atau saluran biasanya lebih berpori di bagian bawah dan rnenjadi kurang di bagian atas. Pada log listrik ini nampak bentuk kurva yang sifatnya seperti suatu lonceng. Di lain fihak suatu lapisan pasir pantai yang regresif, biasanya porositasnya berkurang ke bawah atau rnenjadi lebih tinggi ke atas sehingga dalam kurva log listrik diperlihatkan suatu bentuk seperti kipas. Di Arnerika Serikat, dari sernua perangkap stratigrafi diketahui bahwa: a Pasir pengisi saluran: 7% b Pasir go song (bar): 23% c Pasir pesisir (beach): 19% d Pasir dekat pantai laut: 19% e Perubahan fasies 1ainnya: 7% Pada umurnnya lensa pasir dan tubuh pasir rnerupakan unsur utama dalam pernbentukan perangkap stratigrafi, narnun selain itu diperlukan juga unsur perangkap lainnya, seperti unsur tektonik, pelengkungan ataupun kerniringan wilayah (Millikan, 1940). Dapat pula disimpulkan di sini bahwa penggolongan bentuk lapisan batupasir ini sering dilakukan atas dasar asal mulajadi semua lapisan tersebut. Misalnya, istilah yang dipergunakan mempunyai rnakna kornbinasi asal-rnulajadi dan geometri, seperti pasir selimut (blanket sand), pasir lernbaran (sheet sand), pasir paparan (shelf sand), kipas aluvial (alluvial fans), pasir saluran (channel sand), pasir tali-sepatu (shoestring sand), delta, jari-jari go song (bar finger), lidah (tongue), pesisir (beach), go song (bar), onggokan/angin (dunes), cheniers, estuary, teras-teras terbentuk gelornbang (wave-build terraces), pasir sayap (flank sand), saluran sungai (fluvial channel), saluran delta (delta 98 Koesoemadinata, Geologi Minyak- daD Gasbumi channel), turbidit, 4.5.4 pasir neritik (neritic sand), dan sebagainya. BERBAGAI CONTOH RESERVOIR BATUPASIR Contoh batupasir sebagai batuan reservoir, misalnya ialah dari Arnerika Serikat, di daerah Midcontinent yang berurnur Karbon dan Ordovisiurn yang mempunyai porositas 15 sarnpai 25 persen dan perrneabilitas antara 25 sarnpai 400 milidarcy (Millikan, 1940). Contoh lain adalah pasir yang berumur Kapur dari Texas Timur dan Louisiana Utara dan Arkansas Selatan dengan porositas berkisar dari 20 sarnpai 30 persen sedangkan permeabilitas berkisar dari 50 sarnpai 2000 milidarcy. Lapisan reservoir berumur Tersier di Gulfcoast dan Texas Barat daya mempunyai porositas 25 sampai 32 persen dan perrneabilitas berkisar dari 100 sarnpai 2000 milidarcy. Di California, lapisan pasir berurnur Tersier yang berbentuk lensa mempunyai porositas berkisar dari 12 sarnpai 25 persen dan permeabilitas dari 25 sampai 5000 milidarcy (Millikan, 1940). Menurut Levorsen (1967), lapangan minyak Burgan di Kuwait merupakan lapangan minyak terbesar di dunia yang sampai dewasa ini memproduksi minyakburni dari lapisan batupasir sebagai reservoir. Menurut Gregg (1958) batupasir Burgan yang berurnur Kapur Tengah mempunyai ketebalan bersih kira-kira 8000 kaki. Beberapa dari lapisan pasir tersebut mempunyai perrneabilitas sampai 4000 milidarcy. Ini barulah dapat dikatakan batupasir yang istimewa. Di Arnerika Serikat, reservoir batupasir yang paling besar adalah di lapangan minyak di Texas yang memproduksikan minyakburni dari batupasir Woodbine yang berurnur Kapur Atas. Lapisan ini menurut Hudnal dan Eaton (1968) panjangnya 44,32 mil yang memanjang arah Timur Laut-Barat daya, lebarnya 4,94 mil mernanjang dalam arah Barat-Timur dan luasnya meliputi 140.000 acres dengan ketebalan rata-rata 35 kaki dan berkisar dari 0 sampai 102 kaki. Lapisan pasir ini mempunyai porositas 25% dan permeabilitas rata-rata 1,5 darcy dengan maksimurn 4 darcy (Minor dan Hanna,1941). Produksi dari lapangan Texas Timur ini sampai Januari 1968 adalah 3 milyar barrel. Contoh lain daripada batupasir reservoir yang berbentuk lensa adalah lapangan Bell Creek di Montana, Arnerika Serikat, yang ditemukan pada tahun 1967 (McGregor dan Biggs, 1968). Lapangan ini panjangnya 12 mil, lebarnya 1 sampai 3 mil dan memproduksi 50.000 barrel per hari, dengan cadangan yang diperkirakan 200.000.000 barrel. Reservoir ini yang dinamakan 'Muddy Sandstone', terbentuk dalam suatu kompleks pengendapan air dangkal de kat pantai dalam keadaan fasa regresif di antara dua transgresi laut besar pada zaman Kapur Tua. Lensa'tipis batupasir ini tebalnya hanya 20 kaki, tetapi porositasnya berkisar sampai 13.500 milidarcy. Batupasirnya sangat halus sampai halus. Lapangan minyak Pembina di Alberta, Canada, ditemukan pada tahun 1953 yang juga didapatkan dari reservoir batupasir dengan porositas/perrneabilitas rendah. Ketebalan bersih dari batuan ini berkisar dari beberapa kaki sarnpai maksimum 67 kaki dan rata-rata 12,5 kaki. Porositas dan perrneabilitasnya juga berk'isar banyak sekali, dengan ratarata 12,5 persen dan 24 milidarcy. Tetapi lapangan minyak yang berurnur Kapur Atas ini menempati daerah seluas 755.000 acre. Minyak yang telah dihasilkan telah lebih dari 390 juta barrel dan gas sebanyak 291 milyard kaki kubik. Sampai akhir 1965 cadangan yang masih didapatkan berjurnlah Batuan reservoir 99 100 1.298.000.000 barrel minyakbumi dan 981 milyar kaki kubik gas. Lapangan minyak Saring di Libia yang ditemukan pad a tahun 1961 adalah salah satu lapangan minyak raksasa dan menurut Sanford (1968), batupasirnya berumur Kapur dan mempunyai porositas rata-rata 18 sarnpai 19 persen sedangkan perrneabilitas rata-ratanya beberapa ratus milidarcy dengan beberapa lapisan tipis dari 2 sarnpai 3 darcy. Setiap sumur mernpunyai kapasitas 28.000 barrel per hari. Cadangan minyaknya 12 sampai 15 milyar barrel di tempat dengan ketinggian kolom minyak maximum 3000 meter. Sebagai contoh lapisan pasir yang bersifat arkosa ialah misalnya, diTexas-Panha Lapisan arkosa ini terdapat dalarn suatu jalur yang lebarnya 5 mil dan panjangnya 70 mil. Reservoir sebetulnya terdiri dari pada jari-jemari antara serpih merah dan arkosa yang bersih dengan ketebalan yang berkisar dari 0 sarnpai 2800 kaki atau lebih, sebagaimana terdapat dalam salah satu jalur. Seluruh lapangan ini panjangnya 125 mil dan meliputi kelompok pegunungan yang terkubur (Amarillo Mountains) Ketebalan bersih arkosa di suatu daerah adalah 10 sampai 20 kaki, produksi kumulatif telah mencapai 1,09 milyar barrel (sampai akhir 1967). Contoh batupasir turbidit yang penting adalah dari Los Angel~s dan Ventura Basin, California. Di Bini batuan utarnanya adalah greywacke. Produksi kumulatif dari 2 daerah ini telah mencapai 4,9 milyar barrel. Data lebih lanjut mengenai lapisan ini tidak didapatkan. Hal ini dapat kita bandingkan dengan lapangan minyak Caltex di Indonesia yang sampai kini telah memproduksikan lewat 1 milyar barrel. 4.6 BATUAN RESERVOIR KARBONAT- GAMPING Batuan karbonat merupakan batuan reservoir penting untuk minyakdan gasbumi. Dari 75 persen daratan yang dibawahi oleh batuan sedimen, kira-kira 1/5 dari masa sedimen ini terdiri dari batuan karbonat (gamping dan dolomit). Menurut Knebel dan Rodriguez (1956), 59 persen lapangan minyak yang besar terdapat dalam batuan reservoir batupasir, tetapi 40 persen terdapat dalam batuan karbonat. Jadi keseluruhannya meliputi suatu cadangan 87,3 milyar barrel. Di Timur Tengah saja terdapat 79 milyar barrel. Beberapa daerah penting yang mempunyai batuan karbonat sebagai batuan reservoir adalah Texas Barat, sebelah UtaraMexico, di sebelah barat Canada, dan di Venezuela. Dewasa ini batuan karbonat merupakan batuan reservoir yang cukup penting di Indonesia dengan ditemukannya minyak di Formasi Baturaja di Laut Jawa, Formasi Kujung di Laut Jawa Timur dan juga dengan ditemukannya lapangan minyak dengan produksi yang besar dari Formasi Kais dari Irian Jaya. Lain halnya dengan batuan pasir, reservoir batugamping lebih sulit dan lebih kompleks sifatnya. Hal ini disebabkan karena adanya berbagai macam porositas sebagaimana telah dibahas. Selain berbagai macam jenis porositas, juga struktur sangat mempengaruhi porositas tersebut dan juga adanya dolomitisasi. Di tahun enampuluhan pengetahuan mengenai batuan karbonat menjadi sangat luas karena penelitian yang dilakukan secara besar-besaran oleh banyak perusahaan minyak. Pada umumnya batuan karbonat dapat dibagi 4 macam, yaitu: 1) BATUAN KARBONAT YANG BERSIFAT dikatakan 2) KERANGKA at au yang sebagai suatu terumbu (reef). BATUAN KARBONAT YANG BERSIFAT Koesoemadinata, eologi Minyak- dan Gasbumi KLASTIK secara popu1er 101 3) BATUAN KARBONAT YANG BERSIFAT 4) BATUAN KARBONAT YANG BERSIFAT AFANITIK ATAU BATUGAMPING HALUS. DOLOMIT DAN KRISTALIN. Dari keempat batugam?ing tersebut semuanya dapat bertindak sebagai batuan reservoir, tetapi yang sangat menarik perhatian dan sangat penting sebagai batuan reservoir adalah: terumbu, dolomit, dan batugampingklastik. Dalam bab ini lebih dul~ akan dibahas mengenai batugamping 'reef' kemudian batugamping klastik dan baru terakhir mengenai dolomite Dalam hal ini juga akan langsung dibahas mengenai bentuk tubuh batuan reservoirkarbonat. Perlu dicatat di sini bahwa penyebaran porositas dan bentuk daripada batuan reservoir sangat erat hubungannya dengan perangkap minyak atau yang disebut perangkap stratigrafi. 4.6.1 TERUMBU KARBONAT SEBAGAI BATUAN RESERVOIR Terumbu (reef) dapat merupakan batuan reservoir yang sangat penting. Pada umumnya terumbu terdiri daripada suatu kerangka dari koral, ganggang, dan sebagainya yang tumbuh dalam laut yang bersih, berenergi gelombang tinggi dan mengalami banyak pembersihan sehingga ronggarongga antaranya khususnya menjadi sangat bersih. Juga di an tara kerangka tersebut terdapat banyak fragmen koral, dan foraminifera dari butiran bioklastik lainnya. Tetapi karena pertumbuhan ini terjadi di daerah yang berenergi tinggi maka biasanya menjadi lebih bersih. Dalam hal ini porositas yang didapatkan terutama berada dalam kerangka yang berbentuk rongga-rongga bekas binatang hidup yang biasanya kemudian disemen dengan sparry calcite sehingga porositasnya diperkecil. Adakalanya porositasnya juga diperbesar karena mengalami pelarutan lebih lanjut sehingga menjadi sang at gerowong atau bergua-gua. Seringkali dalam reservoir semacam itu didapatkan lubang-lubang atau gerowong, yang dalam pemboran mengakibatkan hilangnya banyak lumpur pemboran sehingga pipa bar tiba-tiba jatuh. 4.6.1.1 Bentuk reservoir terumbu Bentuk batuan reservoir kerangka terumbu ini terbatas seka1i karena terumbu kora1 yang juga diikat oleh ganggang dan sebagainya hanya tumbuh pada beberapa keadaan tertentu. Pada umumnya dapat dibedakan 2 macam reservoir terumbu, yaitu: 1) Terumbu yang bersifat 'fringing', atau merupakan suatu bentuk yang memanjang di 1epas pantai. 2) Terumbu yang bersifat teriso1er di sana-sini, yang sering disebut sebagai suatu 'pinnacle' atau 'patch reef' atau secara tepat dikatakan sebagai bioherm, yang muncu1 di sana-sini sebagai berbagai bentuk keci1 secara tidak teratur. Suatu terumbu juga berasosiasi dengan biok1astik 1ainnya dan membentuk suatu akumu1asi sedimen. Kadang-kadang terumbu itu menjadi satu sehingga membentuk suatu kompleks terumbu. Terumbu yang terbentuk linier, at au sebagai pengha1ang (barrier) biasanya bentuknya se1ain memanjang juga seringka1i cukup besar serta memper1ihatkan suatu asimetri dan biasanya terdapat pada pinggiran suatu cekungan. Seringka1i terumbu jenis demikian terdapat pada pinggiran suatu paparan, yaitu di tempat dimana suatu paparan yang 1andai dan berenergi rendah tiba-tiba berubah menjadi suatu cekungan yang dalam, sehingga pada ujung paparan ini Batuan reservoir Terumbu barier Terumbu muka (Iereng talus) 1 Terul ~ ---~- ~ - CEKUNGAN./ ~_.:'L- u belsKsng terbentuk kompleks merupakan penghalang terumbu yang (Gambar 4.11) . f~~m~7,7; Biasanya terdapat suatu struktur tubuh tertentu yang terdiri dari 77:PAPARAN ---~ (SHELF) ~II/' inti terumbu mukanya (reef-core) dalam arah hancuran laut akibat dan di terbuka 171' terhimpun Gambar4.11 Diagramterumbupenghalang pacta pinggiransuatupaparan gelombang pada terumbu tersebut dan membentuk suatu terumbu-muka erosi (fore-reef). Inti terumbu yang memanjang itu merupakan suatu penghalang yang efektif sehingga di belakangnya terjadi suatu laguna yang airnya tenang. Laguna ini sering disebut suatu terumbu belakang (back-reef), yang sangat baik untuk pembentukan evaporit atau pengkonsentrasian garam air laut sehingga memungkinkan terjadinya dolomit. Laguna ini kadang-kadang bisa merupakan daerah yang sangat luas dimana gamping yang berenergi rendah terbentuk yang sebetulnya adalah gamping afanatik. Di sini kadang-kadang juga tumbuh terumbu yang terpisah-pisah yang disebut 'patch reef'. Jelas sekali, bahwa terumbu muka dan juga bioklastik yang berasosiasi dengan terumbu i~i merupakan suatu bentuk tubuh yang memanjang, berselang-seling an tara terumbu dengan klastik karbonat yang berenergi tinggi dan seringkali merupakan trend yang sangat khusus. Contoh suatu terumbu yang memanjang yang merupakan suatu trend yang terkenal adalah Golden Lane di daerah Tampico, Mexico. Bentuk reservoir ini merupakan suatu trend atau jalur yang panjangnya 70 sampai 145 km. Panjang yang mempunyai produksi adalah 85 km dan lebar rata-rata 1 km, Terumbu ini biasanya terdiri dari cetakan-cetakan moluska, rudista dan koral sehingga diperoleh porositas jenis primer. Selain itu juga porositas dibentuk karena patahan, retakan dan lain-lain. Contoh lain adalah terumbu Leduc-Woodbend di Canada sebelah Barat. Terumbu yang disebut D-reefs terdapat dalam Formasi Nisku dan Formasi Leduc (Gambar 4.12) terdiri dari kerangka crinoid dan merupakan juga terumbu yang memanjang. Tetapi pada beberapa tempat terdapat kombinasi yang lebih merupakan sebagai suatu bioherm. Misalnya saja Rainbow Member mempunyai tebal 756 kaki dan terdiri daripada terumbu yang didolomitisasikan dan porositas yang didapatkan adalah jenis gerowong (vug) dan interkristal yang baik sekali. Terumbu di LeducjWoodbend itu mungkin dapat menghasilkan 284 juta barrel. Contoh yang penting daripada suatu terumbu di Timur Tengah adalah diIrak. Di sini terdapat suatu terumbu yang berumur Kapur dan Tersier. Lapangan minyak yang terdapat di sini adalah lapangan minyak Kirkuk di Irak utara yang terdiri daripada suatu kompleks terumbu Tersier dan juga terumbu fosil lainnya yang berumur Kapur Atas Tengah maupun Bawah. Singkapannya sangat berbitumina. Lapangan Kirkuk ini 60 mil panjangnya dan produksi di tahun 1954 telah mencapai 165,9 juta barrel dan cadangan yang diperkirakan adalah 7 milyar barrel. 4.6.1.2 Terumbu tiang Lapangan yang bersifat terumbu tiang (pinnacle) ditemukan di Libya yaitu lapangan Idris dalam cekungan sirte yang didapatkan dari suatu terumbu berumur paleosen. Satu sumur kadang-kadang bisa menghasilkan 17 ribu barrel sampai 74.000 barrel per hari. Jenis terumbu ini kadangkadang mempunyai suatu garis tengah yang hanya 2 sampai 3 km saja. 02 Koesoemadinata,Geologi Minyak- dan Gasbumi . /6'1 ~ ,YDl:(( 234 320 123 200 258 84 289 ~RM~ I 8 I I 1900 I 18CX> t I 10 I 10 I 800 1 600 r 1600l 9 1000 LEDUC REEF TREND (ULTIMATE BARRELS REEF OIL) PRODUCTION 2 BILLION 0 ~- I'iI!'4e~~l.lO:~ Gambar 4.12 760 I 115 I 158~ 341 10 8 850 250 -.> r .. ~:::::.:::.::.::: GAS ~OIL o'\:} fto!'4 Sourcesof Data (1) (5) (Reef Exploration in Irian 79 I 0 10 20 I !. I --!:!Y-!l e - LEDUC REEF TREND ALBERTA,CANADA (DEVONIAN) Jaya, Indonesia) Penampang melalui lapangan Leduc, di Kanada Barat (Gussow, 1954; Vincelette, 1973) Contoh yang baik untuk terumbu tiang sebagai reservoir ialah yang dida-patkan baru-baru ini di Irian Jaya, yaitu lapangan rninyak Kasirn danJaya. Sebetulnya telah pula diternukan sebelurnnya lapangan rninyak KlarnonoKlarnurnuk dan juga lapangan rninyak Wasian dan Mogoi, tetapi dengan produksi yang tidak begitu rnenyolok. Lapangan rninyak Kasirn-Jaya (Garnbar 9.48) rnerupakan suatu akurnulasi dalarn kulrninasi terumbu yang Batuan reservoir 103 ~ tumbuh di atas suatu kompleks terumbu yang merupakan suatu landasan. Bentuk terumbu Kasim-Jaya itu terdiri daripada batuan karbonat berenergi tinggi yang panjangnya 7 km dan lebarnya 2,5 sampai 3,5 km dan mempunyai ketinggian atau relief vertikal 760 m di atas landasan tempat terumbu tersebut tumbuh. Porositasnya berkisar dari 14 persen sampai 40 persen dengan rata-rata 20 sampai 25 persen. Kolom minyak yang terdapat di sini adalah 128 m. Sumur Jaya mempunyai nilai yang sangat menyolok, yaitu dengan porositas lebih dari 30 persen dalam suatu kolom minyak setinggi lebih dari 100 m, malah kadang-kadang porositasnya melebihi 42 persen. Sumur Kasim juga memberikan suatu produksi antara 21 sampai 23.000 barrel per hari (Vincellete, 1973). Contoh lain daripada batuan reservoir ini ialah di dalam Formasi Baturaja di Laut Jawa sebelah barat yaitu lapangan minyak Kitty yang menghasilkan minyaknya juga dari terumbu batugamping (lihat Gambar pada bab mengenai Geologi Minyak Indonesia). Lapangan minyak Jaya dan Kasim merupakan terumbu yang bersifat pinnacle dan bukan terumbu yang memanjang seperti di Leduc atau Golden Lane di Mexiko dan tidak pula seperti yang terdapat di lapangan minyak Kirkuk. Dewasa ini terumbu yang bersifat pinnacle ini menjadi penting sekali. Jelas pula bahwa terumbu berasosiasi dengan dolomitisasi. Mengingat bahwa bentuk tubuh batuan terumbu ini sangat terbatas, malahan kadang-kadang kecil sekali, maka sering pada suatu explorasi bentuk tubuh kecil ini terlewat. Oleh karena itu explorasi harus sangat teliti dan harus pula didasarkan pada beberapa analisis fasies batuan karbonat. 4.6.2 GAMPING KLASTIK Gamping klastik sering utama dalam asosiasinya juga merupakan reservoir yang sangat baik, terdengan oolit, dan sering disebut sebagaikalkarenit. Jadi jelas, bahwa batuan reservoir yang terdapat didalam oolit itu merupakan pengendapan yang berenergi tinggi dan didapatkan dalam jalur sepanjang pantai atau jalur dangkal dengan arus gelombang kuat. Porositas yang didapatkan biasanya ialah jenis porositas intergranuler, yang kadang-kadang juga diperbesar oleh adanya pelarutan. porositas bisa mencapai setinggi 32 persen tetapi hanya mempunyai permeabilitas 5 milidarcy. Batuan reservoir oolit terdapat misalnya di cekungan Illinnois (Amerika Serikat), dimana terdapat oolit dalam gamping yang berumur Karbonat. Lapisan oolit ini disebut McClosky sand. Batuan ini terdiri daripada oolit yang kadang-kadang juga bersifat dolomit. Pori-pori terdapat di antara butirannya, dan porositasnya bisa mencapai 10,3 persen dengan permeabilitas rata-rata 429 milidarcy (Arnold, 1939). Ketebalan ratarata adalah 3 meter dengan faktor 'recovery' 3.000 barrel per acre. Dari suatu daerah seluas 10.000 acre, diperkirakan seluruhnya dapat menghasilkan minyakbumi 30.000.000 barrel. Contoh yang paling penting adalah di Saudi Arabia yaitu dari formasi Arab berumur Jura Muda, terutama dari anggota D. Formasi Arab ini memberikan hampir semua minyak yang diproduksikan di Saudi Arabia dan terdiri terutama dari oolit yang telah terkristalisasi dan terdolomiti-sasi. Selain itu porositas yang besar diperoleh karena terjadinya gerowong (vug) yang besar dengan cara pe~d£utan. Lapangan rninyak yan£ produksinya berasal dari batuan ini adalah lapangan rninyak Ghawar yang 104 Koesoemadinata, Geologi Minyak- daD Gasbumi panjangnya 140 mil dan luasnya 875 mil persegi dengan kolom minyak maksirnal 1.300 kaki. Satu surnur berpotensi memproduksikan 8.000 sarnpai 19.000 barrel per hari. Dari lapangan ini pada tahun 1957 telah diproduksikan 1,216 milyar barrel dari 229 surnur. Produksi total dari lapangan ini diperkirakan 35 milyar barrel. 4.6.3 DOLOMIT Dolomit merupakan batuan reservoir karbonat yang jauh lebih penting dari jenis batuan karbonat lainnya. Harus diingat pula, bahwa kebanyakan dari batuan karbonat seperti terumbu ataupun oolit sedikit banyak telah pula ikut didolomitisasikan. Cara terjadinya dolomit ini tidak begitu jelas, tetapi pada umumnya dolomit ini bersifat sekunder atau se'dikit banyak dibentuk sesudah sedimentasi. M~salah cara pembentukan porositas dalam dolomit banyak menghasilkan berbagai macam interpretasi. Salah satu teori mengenai hal ini ialah bahwa porositas timbul karena dolomitisasi batuan gamping sehingga molekul kalsit diganti oleh molekul dolomit, dan karena molekul dolomit lebih kecil daripada molekul kalsit maka hasilnya akan merupakan pengecilan volum sehingga timbullah ronggarongga. Jadi jelaslah adanya hubungan antara dolomitisasi dan porositas. Dolomit yang biasanya mempunyai porositas yang baik bersifat sukrosik yaitu berbentuk hampir menyerupai gula pasir. Rupa-rupanya dolomit ini terbentuk karena pembentukan kristal dolomit yang bersifat euhedron dan tumbuh secara tidak teratur di antara kalsit. Kalsit yang belum digantikan oleh dolomit terlarutkan, oleh karena daya larut kalsit lebih besar daripada dolomit. Dengan demikian terbentuk porositas interkristalin, karena kristal dolomit yang masih tertinggal sulit larut. Pelarutan kalsit ini menyebabkan terjadinya pori-pori. Hal ini terjadi dalam gamping afanitik dengan partikel-partikel yang berukuran pasir tersebar di sana-sini, yang kemudian mudah sekali didolomitisasikan. Sering juga di dalam dolomit ini terdapat porositas yang bersifat gerowong yang mungkin disebabkan karena banyak kalsit yang belum diganti oleh dolomit, dan berbentuk 'patches' atau bentuk yang lebih besar daripada satu kristal. Semua bentuk itu kemudian dilarutkan dan menghasilkan porositas gerowong ini. Dolomitisasi juga terjadi dalam batuan gamping yang bersifat terumbu. Bahkan banyak koral yang didolomitisasi juga menimbulkan gerowong-gerowong yang besar sehingga memperlihatkan. porositas interkristalin. Porositas yang terjadi karena dolomitisasi ini telah menimbulkan banyak diskusi dimasa yang lalu. Dewasa ini pengetahuan mengenai dolomitisasi diketahui lebih baik, antara lain bahwa dolomitisasi terjadi tidak lama setelah sedimentasi atau dalam bahasa Inggrisnya 'penecontemporaneous'. Dalam hal ini ada dua macam dolomit yang terjadi, yaitu: 1) DOLOMIT YANG BERSIFAT PRIMER, terbentuk dalam suatu laguna atau laut tertutup yang sangat luas, dengan temperatur sangat tinggi. Misalnya, di tepi Teluk Persia (Illing, Welles dan Taylor, 1965) terdapat suatu paparan yang dangkal tetapi luas dan tertutup dari laut terbuka dimana terjadi evaporasi yang sangat cepat. Keadaan demikian menghasilkan air laut yang kadar garamnya jauh lebih tinggi daripada laut biasa. Selain itu terjadi pula pengendapan kalsit secara kimia, karena keluarnya CO2 oleh temperatur yang tinggi, dan kemudian menghasilkan pengendapan kalsiumsulfat ataupun gipsum dan anhydrit. Dengan demikian kadar Mg/Ca akan lebih tinggi daripada air laut biasa. Air yang dernikian akan rnenyerap ke dalam sedirnen garnping yang telah terendapkan lebih dulu dan Batuan reservoir 105 ~ kemudian merubah gamping tersebut menjadi sik. Cara pembentukan dolomit yang serupa tepi teluk tersebut dan disebut 's~bkha'. fat air laut menguap dibantu oleh gerakan diendapkan dolomit primer. 2) DOLOMIT YANG BERSIFAT dolomitisasi luBAHAN gamping yang bersifat ini dikemukakan oleh Deffeyef, yang disebut teori Supratidal dolomit terjadi Di Bini kapiler, (replacement), terumbu. yang bersifat sukrodi daerah gurun di airtanah yang bersidan dalam pori-pori terutama Proses Lucia dan Weyl Seepage Reflux. terjadi pada pembentukan dolomit (1965) dengan suatu teori Di Bini dijelaskan bahwa terumbu yang bersifat penghalang akan membentuk suatu laguna di belakangnya. Laguna ini hanya terisi air laut pada waktu-waktu badai, dan air laut yang terdapat di belakang terumbu yang menghalangi itu menjadi sangat tinggi kegaramannya sehingga terjadi peningkatan perbandingan Mg/Ca. Sebelumnya tentu CaCO4 atau gipsum dapat diendapkan terlebih dahulu. Tetapi endapan gipsum yang demikian itu biasanya mudah sekali larut kembali dalam air tawar yang berasal dari hujan dan juga karena air laut. Akan tetapi air garam yang terjebak di dalam laguna yang demikian, Mg-nya akan sangat tinggi dan juga berat jenisnya akan meningkat. Oleh karena itu akan terjadi suatu perembasan kembali (reflux) melalui pori-pori yang terdapat dalam gamping kerangka ataupun terumbu tersebut untuk kembali lagi ke laut bebas. Pada waktu perembasan melalui kerangka gamping, terjadilah dolomitisasi. Teori ini dapat diterima terutama untuk terumbu Perm (El-Capitan Reef di Amerika Serikat) yang dikemukakan oleh King (1946). Teori ini disebut juga reflux rembasan (seepage reflux) yang pertama kali ditemukan oleh Adams dan Rhodes (1960) dan dapat menerangkan terjadinya dolomitisasi gamping terumbu. Dengan demikian jelaslah, bahwa dolomitisasi ini merupakan proses yang paling penting dan asosiasinya dengan porositas sangat jelas. Sebagai contoh batuan reservoir dolomit, misalnya ialah di Chic Barat dan Indiana bagian Timur dimana batugamping Trenton yang berumur Ordovisium juga terdolomitisasikan. Salah satu lapangannya adalah lapangan Lima, Indiana, yang panjangnya 150 mil dan lebarnya dari 1 sampai 20mil. Lapangan ini menghasilkan sumur yang berproduksi dari 10 sampai 20 barrel, tetapi kadang-kadang 1000 sampai 2000 barrel per hari. Contoh daripada suatu reservoir yang telah didolomitisasikan adalah lapangan minyak Pozarica di Mexiko. Di Bini jelas kelihatan bahwa litologi yang bersifat kerangka, terdolomitisasi sangat kuat dan memperlihatkan porositas yang bersifat gerowong dan kadang-kadang bersifat intergranuler. Mungkin pada permulaannya porositas bersifat kerangka dan kemudian dimodifikasikan karena pelarutan dan dolomitisasi. 4 6 4 GAMPING AFANITIK Batugamping yang bersifat afanitik dapat pula bertindak sebagai batuan reservoir, terutama ka1au porositasnya didapatkan secara sekunder(induced), misa1nya karena peretakan ataupun karena pe1arutan di bawah suatuketidakse1 Salah satu contoh ada1ah 1apangan minyak di Iran. Menurut Hull dan Warman (1968), 1apangan minyak di Iran itu produksinya berasa1 dari gamping Forrnasi Asmari yang berurnur Oligo-miocene. Salah satu 1apangannya ada1ah 1apangan Mesjid'i Sulaeman. Gamping itu sangat ha1us dan ketat dan tidak memper1ihatkan adanya porositas, tetapi 1apangan minyak di Formasi Asmari ini betu1-betu1 berukuran raksasa J.06 Koesoemadinata,Geologi Minyak- daD Gasbumi dengan cadangan lebih dari 1 milyar barrel. Seluruh porositas di Bini dibentuk dalam rekahan yang disebabkan karena perlipatan. Lapangan tersebut terdapat dalam suatu daerah yang stratigrafin~a sangat konstan, tetapi terdapat dalam perlipatan dengan amplituda besar sehingga menghasilkan perekahan dan pematahan yang sangat ekstensif di dalam lapisan gamping yang sangat ketat ini. Juga di lapangan minyak lainnya, seperti Kirkuk dan Ain Zalah di Irak, lapangan minyak Durham Ji Qatar, rekahan Berta pematahan memegang peranan penting dalam batuan reservoir yang secara primer bersifat sangat ketat. 4.7 BATUAN RESERVOIR ANEKA RAGAM Berbagai macam batuan lainnya dapat pula bertindak sebagai batuan reservoir walaupun tidak dalam jumlah cukup besar. Misalnya saja dalam serpih batu lanauataupun dalam batu rijang bisa terbentuk suatu reservoir disebabkan karena rekahan sehingga merupakan suatu lapangan minyak. Lapangan Florence di Colorado yang menghasilkan minyak dan serpih yang bernama Pierce Shale, berumur Kapur BawahKapur Atas dan produksi sarna sekali didapatkan dari serpih ini. Lapangan minyak Rangely di Colorado sebelah barat, juga memproduksi 2~ juta barrel minyak dari serpih yang berumur Kapur Atas. Lapangan minyak Roosevelt dan lapangan minyak Duchesne di Utah dalam Formasi Green River dan Wasatch berumur Miosen dan bersifat non-marin. Minyak di lapangan ini didapatkan dari serpih dan lanau yang rekahrekah atau patah-patah. Produksi untuk lapangan Roosevelt diperkirakan bisa mencapai 58 juta barrel. Lapangan minyak Spraberry di Texas Barat merupakan suatu 'trend' yang lebarnya 50 sampai 70 mil dan panjang sampai 150 mil. Forrnasi yang menghasilkan adalah suatu serpih hitam yang kadang-kadanglanauan dengan ketebalan kira-kira seribu kaki. Di antaranya juga terdapat selangseling gamping dan dolomit yang tipis. Reservoir itu mempunyai permeabilitas 0,5 milidarcy dengan porositas 8 persen, tetapi karena rekahan maka terdapat produksi cukup besar yang pada tahun 1955 secara kumulatif telah mencapai 67,5 juta barrel. Jelaslah, bahwa walaupun serpih tidak merupakan batuan reservoir yang utarna tetapi tetap memberikan cadangan yang cukup besar. Di Amerika Serikat sampai tahun 1953 saja, telah terdapat produksi sebanyak 45,5 milyar barrel dimana 1,5 persen atau 0,7 milyar barrel terdapat dari reservoir jenis demikian. Batuan beku dan batuan metamorf dapat pula bertindak sebagai batuan reservoir jika terdapat dalam keadaan rekah-rekah. Menurut Landes (1960), minyak bisa didapatkan dalam batuan dasar yang bersifat batuan beku atau metamorf seperti terdapat di Venezuela, California, Kansas, Maroko dan yang secara total telah memproduksikan minyak sebanyak 100 jutabarrel. ~pJ Produksi permulaan dari batuan reservoir jenis terpecah-pecah atau rekah-rekah biasanya dapat mencapai 17.000 barrel tiap hari. Salah satu contoh misalnya, ialah di Kuba dimana reservoir didapatkan dari batuan beku-ultra basa seperti serpentine Di sana terdapat 8 lapangan minyak yang pada tahun 1964 menghasilkan 710 barrel minyak tiap hari, antara lain juga dari batuan volkanik yang bersifat patahpatah atau rekah-rekah. Di Kuba ini minyak lebih banyak diproduksi Batuan reservoir 107 II dari batuan beku daripada batuan sedimen. BATUAN VOLKANIK. Di Indonesia batuan ini mendapatkan perhatian yang khusus karena didapatkannya minyak di Jatibarang (Jawa Barat) yaitu dalam lava dan tufa. Di sini sebetulnya produksi didapatkan dari rekahan atau dari retak-retak yang terjadi dalam batuan tersebut dan bukan dari porositas primer. Contoh lain adalah lapangan minyak Tanjung (Kalimantan Tenggara), dirnana minyak didapatkan pada dasar cekungan. Di sini batuan diabas yang terlibat dalam retakan-retakan dan patahan-patahan merupakan reservoir yang cukup penting. Ciri daripada reservoir batuan volkanik tersebut adalah bahwa karena sifat retakan tersebut, produksi permulaan tinggi sekali, tetapi kemudian produksi menurun dengan cepat pula. Dapat disimpulkan bahwa batuan reservoir volkanik atau batuan beku ini merupakan kekecualian daripada suatu aturan umum. Hanya diberbagai tempat saja dimana secara kebetulan batuan dasar atau batuan beku itu retak-retak karena patahan, atau karena beberapa sebab tektonik lainnya berada dekat ~engan batuan sedimen yang mengandung minyak, maka mereka bertindak sebagai batuan reservoir. Hal seperti itu sarna sekali bukan merupakan sesuatu yang umum. 108 Koesoemadinata, Geologi Minyak- dan Gasbumi Perangkap reservoir merupakan unsur paling penting dalam cara terdapatnya minyakdan gasbumi. Malahan explorasi atau pencaharian minyakdan gasbumi sampai kini ditujukan kepada pencaharian perangkap. Istilah perangkap atau jebakan (trap), mengandung arti seolah-olah minyak terjebak atau tersangkut dalam suatu keadaan sehingga tidak bisa lepaslagi. Hal ini disebabkan karena walaupun minyak merupakan suatu fasa tersendiri, namun selalu berada bersama-sama dengan air (air formasi). PENGERTIAN PERANGKAP HIDROSTATIK DAN HIDRODINAMIK -TEOR! POTENSIAL Teori potensial. Adanya perbedaan fisik antara minyak dengan air yang tidak saling melarutkan dan terutama juga perbedaan berat-jenis kedua zat itu, maka minyak akan selalu naik ke atas dan menurut teori akan mencari tempat dengan potensi yang paling rendah. Dari segi teori medan, maka setiap tetes minyak akan mengikuti garis-garis gaya sampai berada di suatu titik dengan potensi yang paling rendah. Dalam keadaan hidrostatik, maka satu-satunya gaya adalah gaya berat yang arahnyavertikal. Karena sifat minyak yang lebih ringan daripada air, maka gaya tersebut akan berarah ke atas. Setiap tetes minyak akan terus mengikuti garis vertikal sampai tetes itu mendapatkan tempat dimana ia tidak dapat ke mana-mana lagi, yaitu suatu titik dimana potensialnya paling rendah. Dengan demikian setiap tetes minyak itu akan selalu mencari daerah dimana bidang potensialnya paling rendah. Semua bidang potensial itu biasanya horizontal atau tegak lurus pada garis-garis gaya dan makin ke atas letaknya nilai potensialnya makin rendah. Sepanjang bidang potensial yang sarna besar gayanya akan sarna, sehingga untuk menggerakkan atau menahan setiap tetes minyak sepanjang bidang ini tidak diperlukan gaya. Bidang potensial ini sangat penting dipandang dari segi pengertian tutupan (closure). Dalam prakteknya bidang ini adalah batas antara air dan minyak dalam reservoir. Jika air berada dalam keadaan statik maka satu-satunya gay a adalah vertikal ke atas. Keadaan ini disebut suatu perangkap hidrostatik. Tetapi jika terdapat berbagai gaya lain, misalnya air bergerak ke suatu arah, maka resultannya adalah suatu gaya yang tidak vertikal ke atas tetapi agak miring (Gambar 5.1). Dengan demikian juga bidang potensial, dalam hal ini bidang batas airminyak akan miring. Maka dalam keadaan ini ada atau tidak adanya perangkap harus juga diterangkan oleh bidang potensial yang miring ini. Dengan demikian perangkap dikatakan dalam keadaan hidrodinamik. Dipandang dari segi sejarahnya, teori perangkap dikemukakan oleh Sterry Hunt yang mengatakan, bahwa minyakbumi selalu terdapat di atas atau di puncak suatu antiklin. Berbagai prinsip mengenai minyak dan air serta prinsip lainnya yang menyatakan, bahwa minyak itu selalu mencari 109 ~i ,~ gaya yang disebabkan pelampungan \Pa -Pm) bidang DALAM Resultante ~/-1 ~--~-- equipotensial KEADAAN Gambar 5.1 temp at yang tinggi belum begitu jelas pad a waktu itu dan mungkin berbagai keterangan lain harus diberikan untuk menerangkan mengapa minyak berakurnulasi di atas puncak suatu antiklin. Sebetulnya perangkap adalah tidak lain daripada bentuk lapisan penyekat. Lapisan penyekat itu dibentuk sedemikian rupa sehingga minyak tidak dapat lari ke mana-mana lagi. Bentuk ini akan menahan tetes-tetes minyak dalarn perjalanannya sepanjang garis-garis gaya. Oleh karena itu kita bisa mernbagi perangkap dalam 2 jenis: ~ gay a yang disebabkan gradien hidrodinamis HIDRODINAMIS Medan gaya yang bekerja pada titik-titik minyak dalam perangkap reservoir dalam keadaan hidrostatik dan hidrodinamik 5.1 PERANGKAP DALAM KLASIFIKASI UMUM 1) PERANGKAP DALAM KEADAAN HIDRO-STATIK. 2) PERANGKAP DALAM KEADAAN HIDRO-DINAMIK KEADAAN HIDROSTATIK. Di dalam perangkap yang berada dalam keadaan hidrostatik, tetes minyak akan selalu berusaha bergerak vertikal ke atas. Untuk ini harus terdapat suatu pembentuk dari lapisan reservoir sedemikian rupa sehingga tetes-tetes ini tidak akan lari ke mana-mana lagi. Dalam hal ini dapat kita analogikan dengan air pada permukaan bumi; karena gaya berat air akan selalu berusaha bergerak ke bawah clan dengan demikian untuk menangkap air yang selalu meluncur ke bawah harus dibentuk suatu wadah yang menutup air itu dari segala arah kecuali dari atas. Misalnya, suatu mangkok yang bisa diisi sampai pinggirannya. Dalam hal perangkap minyak maka dapat dimisalkan mangkok ini dibalikkan, clan di sini mangkoknya ialah lapisan penyekat. Pembentukan lapisan penyekat clan lapisan reservoir pad a umumnya dapat terjadi secara: struktur, stratigrafi, clan kombinasi antara struktur clan stratigrafi. Dalam hal perangkap yang lapisan penyekatnya dibentuk karena keadaan struktur maka lapisan ini dapat dilipat ataupun dipatahkan sehingga lapisan reservoir pun ikut dibentuk dari berbagai arah disebabkan karena struktur. Dalam hal perangkap stratigrafi maka pembentukan disebabkan karena sedimentasi, antara lain karena sedimentasi lapisan penyekat itu mengelilingi lapisan reservoir sedemikian rupa sehingga lapisan penyekattersebut secara otomatis menutupnya dari berbagai macam arah terutama dari arah atas. Dalam hal perangkap.kombinasi maka penutupan mempergunakan elemen struktur ataupun elemen stratigrafi. Pembagian perangkap semacam ini dikemukakan oleh Levorsen (1958). Sebetulnya terdapat juga beberapa klasifikasi lainnya misalnya oleh Clapp, de Sitter clan lain-lain, (Tabel 5-1 clan Tabel 5-2), namun 110 Koesoemadinata. Geologi Minyak- dan Gasbumi Tabel 5 -1 Klasifikasi perangkap menu rut berbagai penu~is (Clapp, Wilson, Heald, Heroy, dan Wilhelm) KlASIFIKASI I CLAPP, 1917 ;:1~..i:c Struktur aklinal atau subak!'rlal II Struktur antiklin a b c d Antiklin kuat yang berdiri sendiri pergantian antiklin dan sinklin yang jelas Lipatan geantiklin yang lebar L J.pa o t an tersung k up Sifat lensa dari pasir e III Struktur Hidung IIK)noklin Jurang IIK)noklin Teras struktur atau antiklin Sifat lensa dari pasir IV Struktur ':,]., dan sinklin a b c d a b c d e ' .~)f() ditentukan' :,.. ,-+ _01' J.~.', monoklin 'quaquaversal' terhenti (arrested anticline) atau kubah Bisul antiklin atau antiklin-silang (cross-anticline) Bisul monoklin Kubah gar am tertutup Struktur 'quaquaversal' yang disebabkan sumbat volkanik Kubah garam yang berlubang-lubang V '<ontak antara batuan sedimen dan batllan beku a b c d Kontak Kontak Kontak Kontak VI Lapisan yang miring secara tidak selaras menjauhi garis pantai VII Celah-celah batuan beku sedimen sedimen sedimen sedimen dengan sumbat volkanik dengan korok dengan lapisan intrusi dengan batuan beku lainnya VIII Celah-celah batuan sedimen IX Patahar, a b c Sisi yang terangkatkan Sisi yang terturunkan Sesar sungkup X Tersekat oleh endapan bitllmina KlASIFIKASI WilSON, 1934 j Reservoir tertutup a b Reservoir tertutup karena deformasi lokal Reservoir tertutup karena perubahan porositas batuan (tidak memerlukan deformasi struktur kecuali kemiringan wilayah) Reservoir tertutup oleh kombinasi lipatan dan variasi porositas Reservoir tertutup karena kombinasi patahan dan variasi porositas c d II Reservoir trebuka (tidak mempunyai KlASIFIKASI 1 2 Tertutup Tertutup KlASIFIKASI 1 2 3 Perangkap Perangkap Perangkap KlASIFIKASI 1 2 3 4 5 Reservoir Reservoir Reservoir Reservoir Reservoir HEALD, karena karena HEROY, komersiil) 1940 deformasi lokal dari variasi permeabilitas lapisan batuan 1941 pengendapan diagenesa deformasi WilHELM, 1946 perangkap perangkap perangkap perangkap perangkap Perangkap reservoir konvex permeabilitas pembaj ian patahan penembusan (pi ercemen t) III (:5 .- klasifikasi Levorsen sangat sederhana dan pokoknya asal unsur-unsur penutup tadi memenuhi persyaratan sehingga sebetulnya kemungkinan dari. pada ini banyak sekali. 5.2 PERANGKAP STRUKTUR Perangkap struktur merupakan perangkap yang paling orisinil dan sampai dewasa ini merupakan perangkap yang paling penting. Jelas di sini berbagai unsur perangkap yang membentuk lapisan penyekat dan lapisan reservoir sehingga dapat menangkap minyak, disebabkan karena gejala tektonik atau struktur, misalnya pelipatan dan pematahan. Sebetulnya kedua unsur ini merupakan unsur utama dalam pembentukan perangkap. Perangkap yang disebabkan pelipatan ini merupakan perangkap utama, perangkap yang paling penting dan merupakan perangkap yang pertama kali dikenal dalam pengusahaan minyakburni. Unsur yang mempengaruhi pembentukan perangkap ini ialah lapisan penyekat dan penutup yang berada di atasnya dan dibentuk sedemikian rupa sehingga minyak tidak bisa lari ke mana-mana, (Gambar 5.2). Minyak tidak bisa lari ke atas karena terhalang oleh lapisan penyekat, juga ke pinggir terhalang oleh lapisan penyekat yang melengkung ke daerah pinggir, sedangkan ke bawah terhalang oleh adanya batas air minyak atau bidang ekipotensial. Namun harus diperhatikan pula bahwa perangkap ini harus ditinjau dari segi 3 dimensi, jadi bukan saja ke tarat dan timur, tetapi juga ke arah utara-selatan harus terhalang oleh lapisan penyekat. PETA A \\ "1 ;.{'-) /~ STRUKTUR menggambarkan -- kian itu, juga harus dimensi -- -':"" '" "- kemiringan ta kian cara garis-garis lain Prinsip penjebakan minyak dalam sebagai pada (Gambar bida?g-bidang 11.2 sistem kontur kontur kontur oleh yang tidak garis-garis 5.3). mangkok kedalaman Misalnya horisontal dengan yang mewakilinya ketinggian suatu beberapa penyekat reservoir kita dan demJ.- batas "- perangkap struktur antiklin perla- diperlihatkan merupakan lapisan Gambar 5.2 adanya pengutaraan Sebetulnya ini 3. dengan memperlihatkan bidang Cara disebut demi- penampang dalam lain yang daripada struktur. struktur /" yang dinyatakan d J.. .. Cara dengan antara . pJ.san "" /// keadaan selain suatu denah lengkungan -Arah A' BERKONTUR: yang memanjang tertentu pada setiap yang interval 5 bidang sarna. suatu tertelungkup oleh bidang atau 100 mangkok pada Apabila sekarang dan dipotong memotong Koesoemadinata,Geologi Minyak- daD Gasbumi yang bayangkan lapisan horisontal meter atau terdapat bidang ~ ~ t~ ~ Petsstruktur lengkung b?rko.ntur dlhasllkan. Garis yang daripada potong an tiklin yang . terjadi i tu. biasanya berbentuk garl.s lengkung yang tertutup. Untuk suatu bentuk bola, garis potong berbentuk lingkaran. Dengan memproyeksikan semua garis Proyeksigaris ini pada bidang horisontal yang kontur pads .' biaangpermukaan. terdapa t pada bagl.an a tasny a, kl. ta I mendapatkan garis-garis kontur, yang secara jelas memperlihatkan penutupan lapisan reservoir dar' Garis-garis kontur berbagai arah. Makin di luar ke;;~rt4~;::,,' II duduk b tuk ' .m ak in rendahI pads kedalaman sebenarnya. an en l.nl. , I I lah kedudukan lapisan penyekat. i II I Jelas di sini, bahwa untuk terBentuksebenarnya. dapatnya suatu perangkap bukan I semata-mata struktur antiklin saja ~~~~~~~i~~~~~~§~~~~~~~~~ ---"--"---",--,- '___r'_--""""-._~ yang diperlukan tetapi juga bentuk Gambar 5.3 Beberapa prlnslp kon1ur SIrUkIUr I.., lapisan penyekat yang sedemikian "';adaptasikan dari LeRoy. 19511 1 :,..~'" rupa (misalnya disebabkan karena stuktur) sehingga karena peleng- ~~~~~~~~~~~~ kungan ataupun karena patahan atau penyekat lapisan reservoir terjadi Titik Y' limpah - c- '<1 '. n areal ..., , . T ~f7 ~ I' Gambar ~ 5.4 ,, IP"rangkap Jnsur titik .,. Perangkapreservoir penutupan dari bawah. PENGERTIAN TUTUPAN (closure) Batas bawah suatu akumulasi minyak ditentukan oleh batas air-minyak yang disebut bidang ekipotensial. Dalam keadaan hidrostatik bidang ekipotensial horisontal. Jadi, titik tertinggi dimana bidang horisontal B menyinggung, lapisan nyai titik limpah, dan batas maksimal wadah dapat diisi oleh tupanvertikal cairan 1 Tutupan ini ditentukan oleh titik limpah (spill-point). disebut 'tutupan' (closure). adanya Titik "0 limpah adalah suatu titik pada ::.:::'.'.~::-: -.perangkap dimana kalau minyak ber"e.~rvp.~::;~:,:,~,~;-,;;;, tambah, minyak mulai melimpah ke "' 1 bagian lainnya yang lebih tinggi suuktur memperlihatkan limpah dan tutu pan dari kedudukannya Gambar perangkap itu diperlihatkan lainnya kecuali penyekat merupakan bidang batas maksimal dari air-minyak, karena jika batas ini lebih rendah, minyak akan melimpah keluar dari perangkap. Dengan demikian, juga sebagaimana wadah suatu cairan pada permukaan bumi, maka suatu perangkap mempu- ,( Titik limpah: gejala struktur dari semua arah dapat diisi dalam peta minyak. struktur 5.4 dalam perangkap memperlihatkan ini. hubungan titik limpah dengan batas maksimal Batas maks~mal ini yang secara areal disebut tutupan areal (areal closure), 113 sedangkaR tinggi kolom minyak yang maksimal disebut tutupan vertikal (vertical closure). Dalam mengevaluasi suatu perangkap minyak, tutupan ini sangat penting karena menentukan besar kecilnya cadangan yang mungkin didapatkan dalam suatu perangkap. Jadi jelaslah, bahwa yang dimaksud dengan 'closure' ini bukan semata mata batas air-minyak atau batas minyak, tetapi batas maksimal dimana minyak dapat menempati perangkap. Dengan demikian, terdapatnya berbagai macam jenis lipatan tidaklah menjadi soal yang penting perangkap harus tertutup dari segala arah. Gambar 5.5 dan 5.6 memperlihatkan berbagai macam contohperang lipatan, terutama antiklin. u 114 Koesoemadinata. Geologi Minyak- dan Gasbumi 1n /SFIELD N ~ /, CALE .4 KRUKA SCALE 0 1.0 km ~~{ // Contour map top 61. WEST FIELD "O"CENTRALEAST FIELD \ FIELD Kr.48-68 ~ "", ' .'. ~, /. y' ~ '."' \ +- r"' EAST ..FIELCB ,I J ,/,. .1 ,,--- "' c ~ PUMPUNGAN cO , I-- I '. , - ( ~).(.. ; MT , A "-. - - """"'- '4~, :'-~;':"i;:;) -""-- GI ; I f Layer I I --CENTRAL --*- ) I J section EAST EAST FIELD_FIELD-FIELD ~-~---~c. "- W A ~ " s-1 6 , ---' ,~--~EAST /-' ', MT r~~-r '~ I Longitudinal WEST I ..,.~ I ,~ ? LayerII 'LI", LL I ..f ,' I " GL Biora I I FIELD No. 32 No. 32 LUSI LUSI ( Il3L I" I 1 I "DO' -~~-~ rc"' _I --~~:~~ ,') '.., .-,-, I ( SCALE I <' . 0,5 :1,5 km. km 0D N 1 I Bende . ,,-,-, ---."'--~' -.-, ~..;~-""C~ /"- ';. .-MUD, Sepreh '~. -._, ~,/' ~~, c,~"!: \1T -,,--'. KESONGO / /' M~_~:~, ',- .' -'" Gambar 5.6 Peta struktur , ,' _:: \ :*---~ ,' N M~ 617) \' --- FIELD No. 16 TUNGKUL ,SCALE. 0 1.0 Km L 846 I ,'.I , , MT, --, ( .., VOLCANO FIELD No. 15 BAGUS Gabus: Contour Map Lay"r, --Subsurface fault -Surface fault ", .. """,/ s ~. L Cross-section I SCALE 0 berbagai jenis perangkap struktur, I 0,5 km w w)' )=A36 beserta penampangnya dari daerah Jawa Timur (menurut Soetantri dkk., 1973) Perangkap reservoir 115 Di sini terlihat berbagai macam bentuk perangkap, yaitu: memanj ang , melengkung asimetris, simetris, pendek dan sebagainya. Ditinjau dari segi peristilahan, maka lipatan yangtertutup dan melengkung dari segala arah ini disebut juga suatu antiklin yang menunjam-ganda (double plunging). Jika antiklin ini menunjam ganda dan terhadap sumbu pendeknya lebih besar an yang demikian disebut kubah (dome). Jika antiklin mempunyai perbandingan pendeknya di antara 2/3 dan 1/3, maka sumbu panjangnya dibandingkan daripada 2/3, maka bentuk lipatsumbu panjang terhadap pelipatan ini disebut sumbu suatu branchi-antiklifJ, jika kurang daripada 1 : 3 disebut suatu struktur antiklin. Perangkap lipatan didapatkan dalam berbagai jenis, tetapi seringkali merupakan rangkaian antiklin yang mengikuti suatu arah sumbu tertentu. Maka seringkali di atas rangkaian antiklin ini terdapat tutupan tersendiri yang dinamakan 'kulminasi' daripada antiklin. Kulminasi inilah yang merupakan perangkapnya dan bukan antiklinnya sendiri. C,ontoh daripada kulminasi di atas suatu sumbu antiklin adalah antiklin Ledok-Wonocolo-Kidangan. Lapangan minyak itu semuanya terdapat di atas suatu antiklin tetapi merupakan kulminasi sendiri (Gambar 5.7). Terdapatnya suatu antiklin dalam arah (trend) tertentu merupakan hal yang biasa sekali. Di lain fihak sering antiklin tidak panjang tetapi bersifat seperti kubah yang penempatannya tidak beraturan. Tetapi sering pula kubah ~i berada sepanjang sumbu antiklin yang lebih memanjang. PENILAIAN SUATU PERANGKAP LIPATAN: persoalan yang dihadapi dalam mengevaluasikan suatu perangkap lipatan terutama ialah mengenai ada tidaknya tutupan, jadi tidak dipersoalkan apakah lipatan itu ketat atau landai, yang penting adalah adanya tutupan. Gambar 5.7 Rentetan lapangan minyak Kidangan- Wonocolo di atas suatu sumbuantiklin dkk.. 1973) 116 Koesoemadinata,Geologi Minyak- dan Gasbumi (menurut Soetantri. ::>.,.."."..~...'..,..~ ~~.:::~;.;..;..:..:..~ :"":'-."'"-~ Tutupan pads permukaan Permu k san Tutupan mengecil , :::::::::-:::::;~:::::~;:: ~ -~~ :'::"::""":':':":':"" Tutupan menghilang pads keadaan lapisan --~ reservoir ,~ Suatu lipatan dapat saja terbentuk tanpa terjadinya suatu tutupan sehingga tidak dapat disebut suatuperangkap. Selain itu juga ada tidaknya tutupan sangat tergantung pada faktor struktur dan posisinya ke dalarna Misalnya, pada permukaan dapat saja kita rnendapatkan suatu tutupan tetapi rnakin ke ialarn, tutupan itu rnenghilang. Menurut Levorsen (1958) rnenghilangnya tutupan ini disebabkan faktor bentuk lipatan serta pengaruhnya ke dalarn, antara lain: .~ 1) Bentuk 1ipatan, yaitu apakah lipatan sejajar atau sebangun. Dalarn hal lipatan sejajar atau konsentrik, Gambar 5.8 Perubahantutu pan pada perlipatan konsentrik. rnaka lipatan rnakin ke dalarn rnakin rnenghilang atau rnakin kecil tutupannya dan kadang-kadang rnenghilang sarna sekali. Dilain fihak apabila lapisan terlipat sedang, rnaka rnakin ke dalarn akan lebih baik (Gambar 5.8). ~ --'-'-- ~- 2) Pe1ipatan bersifat diapir atau tak se1aras, yaitu cara pelipatan diatas, dan di bawah suatu lapisan tertentu yang tidak sarna. Hal ini disebabkan karena pengaruh adanya berbagai lapisan yang tidak kornpeten. Lapisan biasa saja terlihat bagus sekali rnenjadi antiklin dengan tutupan, tetapi bisa pula terdapat suatu lapisan yang tidak kornpeten yang di bawahnya ternyata tidak terdapat pelipatan sarna sekali, at au telah berubah rnenjadi suatu bentuk diapir. Sebagai contoh rnisalnya, lapangan Kirkuk, Irak (Gambar 5.9). SCHEMATIC CROSS SECTION OF KI RKUK NOT TO SCALE sw SOUTH EAST , DOME NEI '" ~ ~ ~ ~ ~ &m ..~ , ',. :-.~:.::.; '-'e Gambar 5.9 Perubanan tutu pan karena pelipatan Perangkapreservoir Lower fars salt Neritic limestones Basinal globigerinal marls Upper cretaceous globigerinal marly limestones Berriasian calcareous mudstones Tithonian radiolarian shalesland limestones Kimmeridgian anhydrites and shales ~Oil & Seepage bersifat diapir, lapangan Kirkuk, Irak (H. V. Dunnington, 1958) 117 3) Pelipatan berulang, yaitu pelipatan yang terjadi secara berulang-ulang pada waktu berlangsungnya sedimentasi. Jadi, dari atas bisa kelihatan suatu lipatan yang landai yang memperlihatkan tutupan pada permukaan, tetapi ke bawah makin berubah atau menjadi lebih ketat serta tidak memperlihatkan tutupan (Gambar 5.10). ~ ~ ====-""'-~::::--=---""""""===:= /~===~~=~=:::" ~;::::":"""'" Gambar 5.11 Gambar 5.12 ,~ 4) Ketidakselarasan, jelas mempunyai efek yang penting. Suatu lipatan yang ada di at as suatu ketidakselarasan mungkin saja tidak terdapat di bawahnya, Ketidakselarasan karena struktur yang di atas dan di bawah tentu akan berlainan (Gambar 5.11). Perubahantutu pan karena ketidakselarasan. Efek asimetri terhadap lokasi tutupan. ~ !l=Lr,- """ .) ":7"::::::::o'-~=:~~ ~ ~- -"7"'-:::::::.-::=~=~--""""'~ Gambar 5.13 Pengaruh konvergensi lapisan terhadap tutupan (diadaptasikan 1958) 118 dari Levorsen, Koesqemadinata,Geologi Minyak- dan Gasbumi 5) Lipatan asimetris, memberikan bidang sumbu yang miring, sehingga menentukan pula lokasi daripada tutupan atau kulminasi. Maka dalam mengevaluasi suatu lipatan yang asimetris ada kalanya kulminasi pada permukaan itu telah tergeser ke arah miringnya bidang sumbu kelipatan (Gambar 5.12). 6) Konvergensi lapisan, yaitu menipisnya lapisan ke suatu arah. Karena pengaruh penipisan perlapisan ke suatu arah, maka adanya suatu tutupan pada permukaan dapat saja menghilang pada kedalaman dimana lapisan reservoir terdapat (Gambar 5.13). Dalam mengevaluasikan suatu tutupan, kita harus yakin apakah semua lapisan itu berkonvergensi atau tidak. Dalam hal mengevaluasikan pelipatan sebagai perangkap selain dari adanya tutupan juga harus dievaluasi apakah tutupan tersebut terdapat pada lapisan reservoir. Jika kita menemukan berbagai macam lapisan reservoir pada berbagai kedudukan stratigrafi, maka tutupan yang terdapat pada suatu lapisan reservoir belum tentu terdapat pada lapisan yang -,~' 119 berada di bawahnya at au di atasnya. Dalam menilai prospek~prospek yang terdapat pada berbagai macam lapisan reservoir menyebabkan keharusan dievaluasinya pula tutupan untuk setiap lapisan reservoir. Misalnya diadakan pemetaan kontur struktur pada bagian at as lapisan reservoir tertentu, maka peta ini hanya berlaku untuk satu perangkap dan tidak bisa dipakai untuk mengevaluasikan semua perangkap yang ada pada berbagai lapisan reservoir. Hal ini dapat diatasi dengan membuat berbagai penampang seismik serta meme~akan kontur struktur untuk tiap lapisan reser-voir. Tetapi dalam prakteknya tentu t'idak semua lapisan reservoir dapat dikontur, misalnya tidak terdapatnya lapisan penunjuk yang jelas. Walaupun demikian dengan memperhatikan berbagai faktor di atas tadi, maka dalam mempelajari penampang seismik serta mengevaluasi setiap lapisan reservoir harus diperhatikan beberapa pengaruh faktor tersebut sehingga diketahui apakah di dalam lapisan reservoir tersebut betulbetul terdapat beberapa unsur perangkap serta tutupan ataukah tidak. 5.2.2 PERANGKAP PATAHAN Patahan dapat juga bertindak sebagai unsur penyekat minyak dalarn penyaluran penggerakan minyak selanjutnya. Kadang-kadang dipersoalkan pula apakah patahan itu bersifat penyekat ataukah penyalur. Dalarn hal ini Smith (1966) berpendapat bahwa persoalan patahan sebagai penyekat sebetulnya tergantung dari tekanan kapiler. Pengkajian teoritis memperlihatkan bahwa patahan dalarn batuan yang basah air tergantung pada tekanan kapiler dari medium dalam jalur patahan tersebut. Besar-kecilnya tekanan yang disebabkan karena pelampungan minyak atau kolom minyak terhadap besarnya tekanan kapiler menentukan sekali apakah patahan itu bertindak sebagai suatu penyalur atau penyekat. Jika tekanan tersebut lebih besar daripada tekanan kapiler maka minyak masih dapat tersalurkan melalui patahan, tetapi jika lebih kecil maka patahan tersebut akan bertindak sebagai suatu penyekat. patahan yang berdiri sendiri tidaklah dapat membentuk suatu perangkap. Ada beberapa unsur lain yang harus dipenuhi untuk terjadinya suatu perangkap yang betul-betul hanya disebabkan karena patahan: ~ ~ ",.~O ~ ~-" ~/~ '" ,,-~ 'c "'0, ~ -perangkap, ". , TN_.. '" ,- ---dalam , 1) ADANYA KEMIRINGAN WILAYAH. Lapisan yang tidak miring atau sarna seka.li sejajar tidak dapat membentuk karena walaupun minyak tersekat dalam arah lain kecuali kalau arah pematahan tetapi tidak ada penyeka tan ketiga fihak lainnya Kemiringan wilayah ~ -~- PETA ---' :., tertutup oleh berbagai macarn patahan Dalam hal yang disebut akhir ini sukar sekali dapat dibayangkan bagaimana perangkap minyak itu tersebut. masuk ke dalam PENAMPANG Gambar 5.14 Perangkap patahan dengan kemiri ngan wilayah sebagai salah satu unsur Perangkap reservoir 2) HARUS ADA PALING SEDIKIT DUA PATAHANYANG BERPOTONGAN.Jika hanya terdapat suatu kemiringan wilayah dan suatu patahan di satu fihak, maka dalam suatu penampang mungkin kelihatannya sudah terjadi suatu perangkap. Tetapi harus ----. --'0.. ."'. I~~ , ~ 0 "'" - --- ~-, - '.'-"0;"": f'o:~:' o..~-,~K~ PETA Ct- 3) ADANYA SUATU PELENGKUNGAN LA- -~o- PISAN ATAU SUATUPELIPATAN. Dalam hal ini patahan merupakan suatu unsur penyekat dalam satu arah, ~",j . -sedangkan arah lainnya tertutup '.: sq. oleh adanya pelengkungan dari perlapisan ataupun bagian dari:.:.;:(:.b;;~ .pada pelipatan (Gambar 5.15). ~ PENAMPANG MINYAK ~ ~ GAS 4) PELENGKUNGAN DARIPADA PATAHANNYA SENDIRI DAN KEMIRINGAN WlLA- AIR ~ Gambar 5.15 Perangkap patahan dengan pelengkungall laplsan sebagal.teta salah satu unsur " '- dipenuhi pula syarat bahwa perangkap atau penutupan itu terjadi dalam 3 dimensi. Maka dalam dimensi lainnya harus juga terjadi pematahan untuk menutup ke arah terseb~t. (Gambar 5.14) "'~ """ " """'0 ~ « ',> '" YAH. Dalam hal ini di suatu arah , mungkin itu miring, d lapisan ' p 1 1 f 1' h a k 1a1nnya JUSt ru terdapat patahan yang melengkung sehingga semua arah tertutup," oleh patahan dan kemiringan wilayah (Gambar 5.16). ' ' '~ '" ~"" ~""" "'0"" AIR'4/;y,'" Dalam prakteknya jarang sekali terdapat perangkap patahan yang "... ~ murni. Patahan biasanya hanya ~'" K~miringan merupakan suatu pelengkung dari~..,:;: ",wllayah / "'-pada suatu perangkap struktur. «I '~" Yang lebih banyak terjadi ialah PETA ~ asosiasi dengan lipatan, seperti E I F' ~ misalnya di satu arah terdapat "-. ~-~o suatu pelengkungan at au hidung GAS PENAMPANG MINYAK 1 ,J suatu antiklin, dan di arah l_~ AIR lainnya terdapat patahan yang k menyekat perangkap dari arah lain. Dalam hal ini patahan Gambar 5.16 Perangkap patahan melengkung dengan pada perangkap dapat dibagi atas kemiringan wilavah tiga macam. /"",,/ -", °, "" 5.2.2.1 12 a Patahannormal Koesoemadinata,Geologi Minyak- dan Gasbumi 121 .,.". s\\ ,'"~ \ +1000 +500 , ~ I I I 500 Gambar 5.17 ; Contoh kombinasi patahan normal dan lipatan Mangun Java- Tanjung Tiga (menurut Shell-BPM. 1961) 5.2.2.2 Patahan naik Patahan naik juga dapat bertindak sebagai suatu unsur perangkap dan biasanya selalu berasosiasi dengan lipatan yang ketat ataupun asimetris. Patahan naik itu dapat dibagi lagi dalam asosiasi: 1) PATAHANNAIK DENGANLIPATAN ASIMETRI. Sebagai contoh misalnya, lapangan minyak Talang Akar Pendopo (Gambar 9.11) di Sumatra Selatan. Di satu fihak terdapat lipatan dan di fihak lain terdapat patahannaik. Juga Kampung Minyak di Sumatra Selatan sebagaimana terlihat pada Gambar 9.12 memperlihatkan segar naik yang hampir mendatar sebagai suatu patahan perangkap. Tepat dikatakan di sini bahwa perangkap dapat terbentuk di bawah patahan tersebut ataupun di atasnya, tetapi terutama di bawahnya. 2) PATAHAN NAIK YANG MEMBENTUK SUATU SESAR SUNGKUP ATAU SUATU 'NAPPE'. Misalnya, di Canada sebelah Barat di lapangan Turner Valley. segar sungkup merupakan suatu unsur penting untuk terdapatnya perangkap (Gambar 5.18). Perangkap reservoir Di sini suatu :1 f, '."11 ¥y' ?, ,~ ---~. ~ w HIGH WOOD TURNER " Feet VALLEY E , 5CXX) 4000 f Ij ../ 3000 e .,- '"f -; 2000 "., ~Se" I. J. , 0; Be"v:~i"ef , .~ ~" "CardiUf1' 1000 .'. I SEA LEVEL -11"\ .<. . -1000 I~ -2000 -3000 S.S -4000 'Gritsed..'..' -5000 HOf1'eS.S--' .' ~-- I 0 1 Mile -6000 Upper Porous\Zone" '" Lower Porous Zone Gambar 5.18 5.2.2.3 -7000 J-8000 Perangkapsesar-sungkupTurner Valley. di Kanada Barat (Link. 1950) Patahan tumbuh Dewasa ini dikenal sernacam patahan yang dinamakan patahan tumbuh, yaitu suatu patahan normal yang terjadi secara bersamaan dengan akurnulasi sedirnen. Di satu fihak (footwall) sedirnen tetap tipis sedangkan di 'hanging wall' selain terjadinya penurunan, sedirnentasi berlangsung terus sehingga dengan dernikian terjadi suatu lapisan yang sangat tebal. Seringkali --rnenyebabkan patahan turnbuh ini adanya suatu 'rollsehingga juga di sini kita suatu kornbinasi antara over' lihat pelipatan yang rnernperlihatkan tutupan clan di fihak lain suatu patahan. Suatu 'roll-over' dalam patahan turnbuh sangat penting, karena asosiasinya dengan terda- , Gambar 5.19 pelipatan; Sering rnenjadi ~erangka~.patahantumbuh dengan rollover. di patahan patahan sini pelipatan patnya rninyakburni. Struktur 'roll-over' ini terutama didapatkan di daerah Gulfcoast. Jadi, perangkap ini rnerupakan .. kornb~nas~ disebabkan karena antara patahan pernatahan. turnbuh ini ke bawah rnenghilang atau yang sejajar dengan suatu perlapisan d an kernudian rnernbelok (Garnbar 5.19). 5. 2. 2.4 Patahantransversal Patahan transversal/horisontal atau disebut pula wrench-faults atau strike-slip fault dapat juga bertindak seb9gai perangkap. Harding, (1974, hale 1920-1304), menekankan pentingnya unsur patahan transversal sebagai pelengkap perangkap struktur. Pada umumnya perangkap patahan transversal merupakan pemancungan oleh penggeseran patahan terhadap kulminasi setengah lipatan dan pelengkungan struktur pada bagian penunjaman yang terbuka. Harding (1974) memberikan beberapa contoh yang bersifat penggeseran kecil, yaitu Scipio-Albion di Michigan dan Sussex-Meadow Creek di Cekungan Powder River, Wyoming, Amerika Serikati penggeseran menengah, misalnya, di Cekungan Los Angeles; dan 122 Koesoemadinata,Geologi Minyak- dan Gasbumi :;,:::::~::;::~:::;::~;':':::~:;;::~:::~::~ri :~G::;':~:: :;~~:'::::~:::~':,;::;:,:'::;:,~ ..~!".~ penggeseran besar, misal~ya, sepanjang patahan San Andreas di Kalifornia dan beberapa lapangan minyak di Sumatera, dimana kedudukan en echelon dari perangkap antiklin ditafsirkan sebagai berasosiasi dengan sesar Sumatera. Dalam ketiga hal ini ternyata kompollen naik masih memegang peranan. Mertosono (1975) membahas lapangan minyak Pungut dan Tandun di Sumatera Tengah sebagai contoh untuk perangkap patahan tranversal (Gambar 5.20) Di sini pula ternyata komponen gerakan vertikal yang merupakan patahan naik di lapangan Tandun dan patahan normal di lapangan pungut masih memegang peranan penting (Gambar 5.21). Gambar 5.20 sw Peta struktur lapangan minyak pungut dan Tandun di Sumatra Tengah. sebagai contoh perangkap patahan transversal (Mertosono.1975). TANDUN A NE FIELD A' A Seconds Seconds (Two-WaY,j TANDU,N__f'!o'.1 (Two-Way) O. 200 200, iji" ;'I!~::;i::'i";,'..I,! ;'",1""""1'" , I'" .. " 1';,., ,.,'!!!! ;, ,. 'c., 'I' :r,l! "'" ';1"1 ' I , "' i ', '" , I' ," "'l"i'li""""':':ii,:i'!'I!;i!!::!:. ",',:"i"""::II' ;i~:i;;:'~:~ I ,,'it .r l l"'" : 'tIt-!:i:i:i:i~~ ",U"II'II"';"."' iJ ""'!' FAULT ,i~imr ~ ' I' 1' I 1 :!,~" 400 :il;,I", 1!;Ii:i!:!: d:il!ltli!,~i.,i~' 600 ""..:!ii~~!;i:;~i:~;!~;'i::i~i'!!;::;~~~:!i'!~;:~"i!;."~'~'::"'c 800. 800 1.000 ~ J~~~:~~~~~:;!~'; :~':i~~:' 1.200 '1.400 1.600 1.800 0 Gambar 5.21 km 1 Penampang seismik melalui lapangan minyak Tandun, yang memperllhatkan komponen vertikal dari patahan transversal Pungut-Tandun (menurut Mertosono, 1975). Perangkapreservoir 123 5.2.2.6 Tektonik dan penjebakan minyak Dewasa ini dipersoalkan mengenai apakah pelipatan itu terbentuk karena gaya tangensial atau gaya vertikal. Dengan konsep tektonik lempeng dewasa ini, maka pada pinggiran pertemuan dua lempeng (misalnya lempeng samudra dengan lempeng benua) terjadi berbagai gaya kompresi yang menyebabkan terjadinya pelipatan yang ketat sekali. Namun dalam cekungan sedimen, pelipatan yang ketat ini tidaklah terlalu baik untuk terjebaknya minyak karena struktur menjadi terlalu ruwet. Minyakbumi lebih banyak terjebak dalam struktur pelipatan yang sangat landai, dan seringkali pelipatan ini berasosiasi dengan patahan normal. Hal ini terbukti di Laut Jawa, di utara Jawa Barat dimana lipatan itu berhubungan dengan patahan yang terdapat menerus ke dalam dasar cekungan. Juga dewasa ini timbul suatu konsepsi mengenai terbentuknya lipatan karena gaya vertikal, yaitu pematahan dalam batuan dasar menyebabkan gerakan turun naik daripada balok-balok at au bongkah-bongkah patahan ini, sehingga menyebabkan pelipatan di atasnya. Pelipatan ini sering 124 Koesoemadinata,Geologi Minyak- dan Gasbumi ~ ~..' berhubungan dengan pelipatan patahan tumbuh sebagaimana telah diutarakan sebelumnya. Juga dengan sistem ini lipatan yang didapatkan sering merupakan lipatan yang sangat landai, tetapi juga dapat berkembang membentuk segar naik. Dalam tektonik patahan bongkah ini (block-faulting) seringkali bentuk antiklin lebih menyerupai suatu kubah daripada antiklin yang memanjang. Tetapi adakalanya juga semua bentuk ini memanjang sepanjang patahan dan dibarengi dengan adanya segar naik. Sebagai contoh misalnya, Talang Akar Pendopo. Di lain fihak jelas pula, bahwa lipatan dapat memperlihatkan adanya patahan yang terus naik ke atas. Patahan ini kebanyakan bersifat patahan tumbuh (growth fault) sehingga seringkali patahan itu mati sebelum mencapai permukaan. Adanya patahan tumbuh ini terlihat sangat baik di Laut Jawa Utara sebagaimana tampak pada Gambar 5.23. Terdapatnya patahan sebagai penyebab pelipatan itu terutama terdapat dalam cekungan sedimen di belakang suatu busur lipatan yang ketat atau yang disebut sebagai cekungan daratan muka (foreland basin) dan juga dalam cekungan penarik pisahan (pull-apart), misalnya di pantai samudra Atlantik atau mungkin juga di pantai Kalimantan Timur. ENNY i ANDA ~ ~--,,- ,. .I ~ o~ ":l. -". - Dasar ..Talang ..+ Akar + Tal.Akar+ .Tal~Ak.r+ + +. ..Akar . Banuwati 4 " GU~al... Batuan 10.000' - "E" 3 2 1 4i;8e/)aicaf;'.~:; .~~ . "U' 1 *- <> I ~;;- --;~'-:.~~ . ,2 Co, A-1 0-1 . .IJ--~~.~'.., ~en~.-., ~ .5000"~' "6" JANTI BANUWATI GAYATRI ../ + + + ..-+ + ~ ,..-. . ~2000 ft 30mile Gambar 5.23 Tektonik patahan-bongkah di bawah laut Jawa (Todd dan Pulunggono, 1971) Selain itu, sering pula lipatan terjadi bukan semata-mata karena gaya tektonik tetapi karena pembebanan atau kompaksi yang terdapat di atas suatu peninggian batuan dasar (basement high). Lipatan yang demikian disebut 'supratenous folding' dan biasanya merupakan tempat tumbuhnya terumbu. Dengan demikian dalam explorasi regional batuan dasar itu mendapatkan perhatian khusus. Peninggian batuan dasar itu selain memperlihatkan lipatan juga ada kemungkinan membentuk suatu sumber sedimen yang memungkinkan diendapkannya sedimen kasar di sekitarnya. Di lain fihak justru di dalam lapisan sedimen klastik dasar tidak didapatkan basement high, karena tempat terjadinya sedimentasi itu bukan merupakan daerah sedimentasi tetapi daerah erosi. 5.3 PERANGKAP STRATIGRAFI Menurut Levorsen (1958), perangkap stratigrafi adalah suatu istilah u~um untuk perangkap yang terjadi karena berbagai variasi lateral Perangkap reservoir 125 "" dalam litologi suatu lapisan reservoir atau penghentian dalam kelanjutan penyaluran minyak dalam bumi. Konsepsi perangkap stratigrafi sebetulnya telah dikenal sejak ditemukannya akumulasi minyakbumi yang dihubungkan dengan fasies, seperti dikemukakan oleh Carll (1880) untuk lapangan minyak di daerah Venango (Amerika Serikat), oleh Orton (1889) untuk lapangan dalam reservoir gamping di Ohio-Indiana, dan oleh Phinney (1891), juga untuk lapangan gas di Indiana. Akan tetapi konsepsi ini secara resmi diusulkan dan diberi nama 'Perangkap stratigrafi' oleh Levorsen (1936). Ia pad a waktu itu sadar akan banyaknya perangkap yang tidak ditemukan tanpa memanfaatkan pengetahuan geologie 5.3.1 PRINSIP PERANGKAP STRATIGRAFI prinsip perangkap stratigrafi adalah bahwa minyakdan gasbumi terjebak dalam perjalanannya ke atas terhalang dari segal a arah terutama dari bagian atas dan pinggir, karena batuan reservoir menghilang atau berubah fasies menjadi batuan lain atau batuan yang karakteristik dari~ pada reservoir menghilang sehingga merupakan penghalang permeabilitas (permeability barrier). Beberapa ~ unsur utama perangkap stratigrafi -.. (Gambar 5.24), ialah: 1) Adanya perubahan sifat litologi dengan beberapa sifat reservoir, ke satu atau beberapa arah sehingB 4/~ ga merupakan penghalang permea\ -~~~--"'~-' bilitas. -;..~ -.;: 2) '" -- ke arah atas \ -+'0, "B '" " "Q '; ~--,~ --- ~~~~~ ~~" ~ Gambar5.24 Beberapaunsurutamadalamperangkap stratigrafi.penghalang-permeabilitas dan kedudukanstruktur yang ini naik. Kedudukan sebetulnya si tertinggi potensial struktur melokalisasi posi- daripada daerah rendah dalam lapisan reservoir yang telah tertutup dari arab atas dan pinggir oleh beb~rapa unsur tersebut di atas. Kedudukan struktur ini dapat disebabkan oleh kedudukan pengendapan atau juga karena kemiringan wilayab. perubahan sifat litologi/sifat reservoir ke sesuatu arab daripada lapisan reservoir dapat disebabkan: a) Pembajian, dimana lapisan reservoir yang dihimpit di antara lapisan penyekat menipis dan menghilang (Gambar 5.25). b) Penyerpihan (shale-out), dimana ketebalan lapisan tetap, akan tetapi sifat litologi berubah; misalnya reservoir batupasir, secara berangsurangsur menjadi serpih. Pada umumnya perubahan ini disertai dengan jarijemari antara batupasir dan serpih. Kadang-kadang penyerpihan disebut pula perubahan fasies (Gambar 5.26). c) Persentuhan dengan bidang erosi, dimana suatu lapisan reservoir dapat berakhir ke suatu arah karena: 126 Koesoemadinata. Geologi Minyak- dan Gasbumi ~ ~-';~\1-~ t 'V\~r-f-""'1l.ri~ AIR ~:.-=--- :.=--- Gambar 5.26 1) TERPANCUNGOLEH EROSI: Hal ini ketidakselarasan (Gambar 5.27). 2) LAPISAN terutama Penyerpihan lapisan reservoir (jari. jemari) sebagai unsur perangkap stratigrafi. terdapat RESERVOIR TERBATAS OLEH BIDANG EROSI: Hal di bawah bidang ini disebabkan 1apisan diendapkan di atas suatu permukaan erosi, yang terutama terdapat di atas bidang ketidakselarasan, misa1nya terdapat dalam 'channel-sand', 'strikevalley-sand' (Gambar 5.28). __LAPISANPENYEKAT Pada hakekatnya, perangkap stra~!.-~HALANG PERMEABILITAS Ketidak ;/ Gambar 5.27 Unsur perangkap yang disebabkan oleh pemancungan lapisan reservoir oleh ketidakselarasan == === === ""'=--=- ~ === ===-=~ ///// /:;~ /: '/ tigrafi didapatkan karena letak posisi struktur tubuh batuan reservoir sedemikian sehingga batas lateral tubuh tersebut merupakan penghalang permeabi1itas ke arah atas atau ke pinggir. Jika tubuh batuan reservoir itu kecil dan sangat terbatas, posisi struktur tidak begitu penting, karena seluruhnya atau sebagian besar dari tubuh tersebut merupakan perangkap. Posisi struktur hanya menyesuaikan letak hidrokarbon pada bagian tubuh reservoir (Gambar 5.29). Jika tubuh reservoir memanjang atau meluas, .. maka posisi struktur Gambar5.28 Diagrampenampang suatupasir-alur lembahjurus (strikevalley,channelsand) sangat pent1.ng. Perangkap t1.dak yangmemperlihatkan pembatasan akan terj adi j ika tubuh reservoir lapisanreservoiroleh bidangerosi berada dalam keadaan horosontal. (disadurdari Busch.1959) J .k b . t h t b h t l . ~ /" GAS / /' MINYAK Gambar 5.29 Penampang beberapa tubuh pasir memperlihatkan posisi akumulasi minyakbum; karena kedudukan struktur Perangkap reservoir 1. a ag1.an enga u u er 1.pat , maka perangkap yang terjadi adalah perangkap struktur (antiklin). Untuk terjadinya perangkap stratigrafi, maka posisi struktur lapisan reservoir harus sedemikian sehingga salah satu batas lateral tubuh reservoir (yang dapat berupa unsur di at as tadi) , merupakan penghalang permeabilitas ke atas (Gambar 5.24 sampai 5.28). Dalam hal ini, minyak bumi mulamula dapat terkumpul secara stratigrafi pada salah satu ujung lapisan tubuh reservoir karena ke- I miringan wilayah atau kemiringan pengendapan asli;bisa pula karena gerakan tektonik, minyakbumi berpindah dan berakumulasi pada tengahtengah lapisan reservoir, yang karena perlipatan mendapat posisi tertj.nggi (potensial rendah lokal yang terisolir), sehingga merupakan perangkap struktur (Gambar 9.20). 5. 3.1. 1 Pengutaraan perangkap stratigrafi Perangkap stratigrafi dinyatakan dalam: 1) Penampang geologie Gejala penyerpihan, pembajian dan sebagainya diperlihatkan oleh bidang perlapisan yang nyata. Sumur pengendali diperlihatkan secara tegas. 2) Bentuk peta reservoir. Mengingat unsur pembentukan perangkap maka peta reservoir harus dinyatakan sebagai: a Peta reservoir struktur berkontur, terutama kemiringan b Peta fasies, secara lateral yang memperlihatkan wilayah. kedudukan lapisan yang memperlihatkan berbagai perubahan yang terjadi pada lapisan, yang dapat dinyatakan dalam: I PETA ISOPACH; yang memperlihatkan ketebalan lapisan reservoir. Peta seperti ini sangat baik memperlihatkan tubuh reservoir yang dibatasi secara lateral oleh 'pembajian' dan batas erosi, karena dalam hal ini lapisan secara tegas dipisahkan oleh bidang perlapisan. Jika lensalensa atau lapisan individuil yang Gambar5.30 Petaisopachsuatulensabatupasir dipetakan, maka pemataan 'lense-mapping' II PETA ISOLITH, yang seperti an bersih satu interval lapisan disebut (Gambar 5.30). 'net-sand map', memperlihatkan ketebalyang terdiri dari beberapa lapisan reservoir, yang menghilang satu per satu ke suatu arah. Pet a seperti ini memperlihatkan perubahan fasies atau berkurangnya tubuh lapisan reservoir, misalnya untuk suatu delta (Gambar 5.31). ~ '--"'\;.~ ")c-.o~ 40.:./ /&0-- /. ",:~~~~~~~1Yv .' ..' .'1~ :;;.:::::> r,... .' ..~..o.' . ,.:. Peta isolith batupasir suatu kompleks Amerika 128 :'.:~':'O ':R~6~ ..a:"";::/~ -:)"-.t...o/ .~y..o ~,, /-' ) ", .. 1 .~ . 2 mile delta, lapangan minyak Red Wash, Utah, Serikat (disadur dari Koesoemadinata, Koesoemadinata,Geologi Minyak- dan Gasbumi 1970) /;-. .. .. 0 ...L Gambar 5.31 .c / 00 \ (~ : .(c: ---60 ". ~ :. ><:-::: I~ "J' --~-- "" '18 )<0, III IV Gambar 5.32 Peta kontur memperlihatkan perangkap ~tratigrafi perbandingan pasir serpih sebagai unsur. 5.3.2 KLASIFIKASI PETA PERBANDINGAN PASIR- SERPIH (sand-shale ratio map), yang memperlihatkan dengan garis kontur perbandingan jumlah ketebalan interkalasi pasir terhadap sisipan serpih pada suatu intervallapisan. Peta ini lebih tepat untuk perubahan fasies yang bersifat penyerpihan yang diwujudkan oleh jari-jemari (Gambar 5.32). PETA PALEOTOPOGRAFI, yang sering pula disebut isobath map; memperlihatkan struktur atau kedalaman dari bidang ketidakselarasan. Hal ini terutama penting untuk perangkap ketidakselarasan (Gambar 5.44). PERANGKAP STRATIGRAFI Perangkap stratigrafi biasanya diklasifikasikan bersama-sama dengan perangkap struktur seperti oleh Clapp (1929), Wilhelm (1945), de Sitter (1949). Klasifikasi khas perangkap stratigrafi yang pertama tercerminkan dalam publikasi Seismograph Service- Corporation sebagai berikut (Dott dan Reynolds, 1969): a Perubahan porositas atau permeabilitas b Penumpangan (overlap) lateral dan vertikal c perangsuran (gradation) dari fasies atau pelensaan d pemancungan (truncation) e Ketidakselarasan f Keadaan lingkungan pengendapan Klasifikasi terakhir yang dilakukan oleh Rittenhouse (1972), merupakan perbaikan klasifikasi Levorsen (1954) yang terlampir pada Tabel 5-2. Penggolongan ini didasarkan atas hubungan perangkap terhadap ketidakselarasan, dan selanjutnya atas asal mulajadi tubuh batuan reservoir, sehingga tidak lain terutama merupakan klasifikasi tubuh batuan reser-voir. perlu dinyatakan di sini bahwa klasifikasi ini memasukkan pula perangkap yang terjadi karena pematahan dan retakan lokal. Klasifikasi yang akan dipergunakan di sini adalah menurut Levorsen (1954), karena klasifikasi ini cukup sederhana, memberikan pengertian yang luas, dan tidak bertele-tele kepada hal yang detail, walaupun juga memperlihatkan ketidak-konsekuenan. Klasifikasi ini diadaptasikan/ disederhanakan sebagai berikut: TUBUH BATUAN RESERVOIR TERBATAS a b II Batuan Batuan reservoir reservoir (LENSA) klastik detritus dan volkanik. karbonat; terumbu, bioherm PEMBAJIAN. PERUBAHAN FASIES ATAUPUN POROSITAS DARI LAPISANDARI: RESERVOIR KE SUATU ARAH REGIONAL ATAUPUN LOKAL ---~ ~-~ --~--~ ~ a b Batuan Batuan Perangkapreservoir reservoir reservoir klastik detritus karbonat Perangkap stratigrafi primer Levorsen (1954) 129 III PERANGKAP KETIDAKSELARASAN Perangkap stratigrafi Levorsen (1954). sekunder Dalam membahas perangkap stratigrafi tidak dapat diberikan contoh dari Indonesia, kecuali terumbu. Hal ini disebabkan karena explorasi di Indonesia belum meningkat kepada pencaharian perangkap stratigrafi. 5.3.3 PERANGKAP TUBUH BATUAN RESERVOIR TERBATAS 5.3.3.1 Batuan reservoir klastik Batuan reservoir klastik sering membentuk lensa-lensa ataupun juga tubuh-tubuh yang memanjang tetapi terbatas penyebarannya, seperti 'point-bar sand', 'bar-finger sand', atau 'epineritic lenticular sand'. Dalam hal ini lensa-lensa jarang berdiri sendiri dan terdapat secara berkelompok, bertumpuk satu dengan yang lain merupakan suatu kompleks. Seringkali kompleks ini merupakan suatu seri lapisan dan jika terlipat secara kebetulan dan terdapat pada sumbu suatu antiklin akan dikirakan sebagai sesuatu perangkap struktur. Namun dalam hal ini akan kelihatan, karena setiap lensa mempunyai batas air-minyak tersendiri, malahan jenis minyakbumi yang berbeda. Hal ini akan lebih jelas lagi jika ternyata minyak juga didapatkan dalam lensa-lensa pacta s~ruktur sinklin {Contoh: Red Wash field, White River Unit, Koesoemadinata, 1970). Tubuh batupasir (shoe, string sand) jugatali-sepatu dapat seluruh- U Gambar 5.33 Superimposisi~~~ lipatan di atas tubuh-tubuh pasir alur (dari Busch, 1961). Interval saris kontur struktur 20 kaki nya diisi oleh minyakdan gasbumi dan dengan demikian merupakan pula perangkap stratigrafi jenis ini. Sebagai contoh lain mengenai hal ini dapat dilihat dalam bab 4, mengenai batuan reservoir. Juga gosong pasir pantai (beach sand, bar sand) dapat merupakan perangkap tersendiri.'Channel sand' dapat bertindak sebagai perangkap, terutama jika berasosiasi dengan lipatan landai. Dengan demikian minyak sebagian karena terbatasnya terperangkap penyebaran batuan karena " reservoJ.r, dan letak ketinggian penyebaran - -IIPEMBAHASAN: 5.3.3.2 tersebut sebagJ.an daripada (Gambar 5.33). Batuan reservoir karbonat Hatuan reservoir karbonat secara mutlak diwakili oleh terumbu (reef) atau bioherm yang secara tegas merupakan perangkap yang terjadi karena terbatasnya penyebaran tubuh batuan reservoir. Sangat spektakuler adalah terumbu tiang (pinnacle reefs), seperti yang terdapat di lapangan Kasim dan Jaya di Irian Jaya (Gambar 5.34). Terumbu penghalang (barrier reef) atau yang memanjang dapat diklasifikasikan sebagai perangkap 130 Koesoemadinata,Geologi Minyak- dan Gasbumi N ~ m ~ CII VI :I 0 c: .r: CII ... ... ro oIJ ~ 1-1 -.-I cIS 1-1 a> cn a> 1-1 ~ '0 1-1 ~ tJI ~ ro .j.J ..-1 :> 'd ~ ..-1 1-1 ~ ..-1 0 0 ~ a> 1-1 I-Icn 1-1 ..-1 ..-1 cIS a> '0 ~ 0 ..-1 I-I~ :>cn 0 :> ~ a> cn cIS cIS ~ ~ cIS.j.J .r: a> cIS ~.Q .QcIS I ~ Q) U) Q) 0 cIS ".-I ~ ~ ~ ~ Q) U) Q) cIS~ oI.J :> .Q ".-I cIS cIS ~ ~ Itj ~ 0 ~ ~ ~ Q) cIS~ -§ ~ I ~m rtj ..-i .j.J Q) U) ~ I I IU t/) ..-1 'd ..-1 I ~ tIS tIS ~ ~ IU t/) ~ IU 1U.-t 'd Q) 1-I'd ..-1 ..-1 :> Q) Q) IU t/) ~ Q) I-I~ ~ S~ IU -.-I ..-1 .-t I1j In OJ .-I t/) Q) ~1U'd~ +J Q.j.J -.-I I-I~ -.-I tIS In~ 1'1: In oIJ I1j 'd OM PI '0 OM m ~ m ~ m t/) ~ m '0 t/) ~ t/) Q) mr-l m .jJ OM m Q) OM '0'0 m Qj.jJ ~~ 0~~ m m ~ ~ I1j ~ 'd A..Q I1j OM ~oIJ OJ OJ tJ\11j A.~ :> H ~ ~§In ~ Q) ro ro '0 ~ ro In Q) ~ .-I .j.J -o-i Q)'O ro~ ~ ro Q) Q) ~ .j.J '0 ~~ Q) m :> ~~ I1j In I1j ~ I1j ~ s~ ~ ~ ~ ..-1 In tIS Q)rTj Q)~ Ori :> Q) ~ In tIS 1-1 rTj r-I 'U ..-1 It! .Y. tIS Q) rIJ :>tit! Q) ~ .jJ It! .Y. Q) ~.-j ~ ~ ~ Q) ~ ~ ..-1 .j.J~ -ri .jJ Q) .Y. In ~ It! rIJ It! rTj .r: It! It! .Q ~ m .j.J m .ri m U) m 00 'U -.-i ~ 1-1 rtj Q) Q) :>-1m .j.J m ~ U) ~r-i Q) ".-I AI ~ I'!; .Co p.~ ro OM ~.jJ Q) Q) ~~ tJlro ~ro ro In ~Q) r-i ro ro .Q In ro OM ~ ~~ ro :> AI tU rtj ~ I:: '6. ~tU p. ~ ..oj H H H p., Q) .j.J ~ ~ m m I:: .j.J ~..oj ~ ~ p.m m ~ H H Q) Q) 0 1-1 Q) I:: Q) C1 a> a> p.~ tU I!) cIS 0cIS cIS..-I .j.J ~'O ~ Q) UJ 1:1: ~~ ~~ 1-I.j.J 1-1 cIS OJ UJ OJ ~ ro ro ~ ~ ro :=' UJ oIJ :=' IIj ~ ~ (1j '7d -§ Q) ~ ~ ~ (1j t/) t:: In I .jJ~ In In ~'tj Q) °.-t UJ ~ UJ In ~ Q) t:: Q) ~ In 'tj.jJ t:: E-t 'tj °.-t Q) ~ In Intr-ln 'tjt::r-i .Q ~ tJ't/) ~ Q) (1j (1j ..-1 Q) ~ p.~ cx: ... H CII c: 2 :I E OJ ;;: co ... ';; co VI ... ... Cco ~ OJ C ~ CII C- 'in co ~ 'in ;;: .!? ~ N , It) I- :8 10 Perangkapreservoir 131 Tabel 5 -2a TIDAK Perincian jenis perangkap stratigrafi DEKAT KETIDAKSELARASAN I Perangkap A Batuan I a b Endapan angin Duna (onggokan pasir, di pedalaman) Selimut endapan angin 2 Kipas 3 a b c LeIIibah aluvial Alur kepang (braided Isi saluran (channelGosong tanjung (point 4 a d Delta (lakustrin, tel uk) Gosong mulut alur penyebar (distributary mouth-bar) Selimut delta (deltaic sheet) Isi saluran penyebar (distributary channelfill) Gosong jari (finger bar) 5 Endapan pantai B Batuan b c perubahan reservoir fasies yang ditransport arus dekat pantai, aluvial stream) fill) bar) non delta reaarvoir 6 a b c d e f Endapan mar in dangkal Gosong pasang-surut (tidal bar) Jalur gosong pasang-surut (tidal bar belt) Jalur pasir (sand-belt) pasir limpahan (washover sand) Tepi paparan (shelf-edge) Terpilah pada puncak dangkal (shallow winnowed-crestal) Terpilah pada sayap dangkal (shallow winnowed-flank) Turbidit dangkal (shallow turbidite) 7 a b c Endapan marin dalam Kipas marin (marine fan) Turbidit dalam (deep-turbidite) Endapan terpilah pada puncak dalam (deep winnowed-crestal) Endapan terpilah pada sayap dangkal (deep winnowed-flank) d bar) ditraneport 2 ICarbonat a Terwnbu stratigrafi Lang.eran II Perangkap A Batuan 1 Penggantian (dan terlarutkan) (replacement and leached) Pinggiran paparan yang terdolomitkan (dolomitized shelf-edge) Onggokan terdolomitkan (dolomitized mound) a b b non-reservoir B Batuan 1 a Kcmlpaksi l(c)D\Paksi fisik DEKAT III c diagenese reservoir ~njadi di reservoir Selimut terdolomitkan (dolanitized blanket) (krinoid dan sebagainya) Endapan yang ditransport arus yang terdolomitkan (jenis fasies atau d litologi) 2 Terbreksikan 3 Teretakkan b non-reservoir KETIDAKSELARASAN di bawah Penyekat l a b Topografi muda Lereng lembah puncak lembah B 1 Penyekatan di Semen mineral - atas ketidakselarasan ketidakselarasan bawah ketidakselarasan (anhidrit, kalsit, dan 3 Topografi a Diratakan 2 3 Pen!/ekat: aspal Hasil pelapukan 1 a b c Dua Isi Isi Isi V 132 2 a b c d di etas ketidakselarasan Lokasi reservoir selarasan B Lokalisasi Istilah fasies (dislope) tua (tel spar, tut lapuk, dan lain-lain) A sisi lembah ngarai lubang litologii kimia 2 Topografi dewasa a puncak (crestal) b Lerenq kemirinqan c Escarpment d Lembah lain-lain) Perangkap Kompaksi (jenis ---"" A IV pasang-surut, 2 S...entasi DENGAN Perangkap menjadi biogenik 1 Pinggiran paparan 2 Onggokan (lOOund) Selimut (krinoid, dataran laguna daTI lain-lain) 1 Gr.fit..i a 1972). Pantai Gosong penghalang (barrier-bar) Spit. hook Delta pasang-surut (tidal delta) Dataran pasang-surut (tidal flat) h arua Rittenhouse, a b c d e g (lakustrin- yang tidak (menurut dikendalikan ketidak- e ledakan reservoir tidak dikendalikan yang diikuti oleh istilah ketidakselarasan Jtetidakselarasan. Perangkap di atas dan di bawah ketidakselarasan Koesoemadinata, Geologi Minyak- dan Gasbumi Suatu sisi (buttress) Gawir danau Gawir pantai (fault-coastal shelf) Sisi lembah (gault-valley side) Lereng buki t (terumbu tepi. lOOund. selimut dan lain-lain) Lereng struktur (structure flank, terumbu tepi dan lain-lain) (transgresif). -..~ stratigrafi dalam kategori ini, terutama jika akumulasi terdapat pada kulminasi daripada jajaran terumbu ini. Dalam peta, perangkap ditunjukkan. dengan garis kontur yang menyatakan batas atas batuan reservoir dengan lapisan penyekat di atasnya, yang merupakan bentuk morfologi 0 1/2 1 mile F--,km CEKUNGAN SALAWATI IRIAN JAVA. INDONESIA Gambar 5.34 Penampang suatu terumbu tiang, lapangan Kasim Java, Irian Java (Vincelette, , 0 6 .~ " 000 . .0 '..'0 yang sering memotong bidang perlapisan, karena pada umumnya merupakan batas perubahan fasies yang agak tajarn (Gambar 5.35). Perangkap lain dalam kategori ini adalah terjadinya porositas lokal yang terisolir dalam tubuh batuan karbonat yang sering-sering disebabkan oleh dolomitisasi ataupun pelarutan dan perubahan diagenesa lainnya. Sering perangkap demikian disebut 'replacement trap'. Dalarn u i ~ ,,00' '.. ; " , .. ,. .." "", 0 .'."200 (J.".. ,. 0"""" ".. 0 o--e I ,) ,.0 Interval Kontur 61 m. .-1 mile ~1km Gambar 5.3~ Peta struktur suatu terumbu tiang (Terry dan Williams, 1969) kian hanya 5.3.3.3 dapat diperlihatkan 1973) kategori denikian batuan d t korbonat d . kk apa J.masu juga an retakan dalarn yang terlokalisasi b " 1 se agaJ. I ensa. Di dalarn peta, perangkap yang demiolehgaris-garis kontur iso-porositas. Batuan reservoir lainnya Batuan reservoir rnisalnya batuan Perangkapreservoir jenis lain dapat pula yang rnengalarni retakan rnerupakan perangkap stratigrafi, secara lokal (contoh dalarn 133 "'~, ,- -"",", ~"O"'" '"'" "'"'- 5.3.4.1 Reservoir klastik detritus Reservoir jenis ini sering merupakan perangkap stratigrafi dalam kategori ketidak lanjutan porositas atau sifat reservoir yang disebabkan pembajian ke atas atau penyerpihan ke atas. 1) PEMBAJIAN KE ATAS, biasanya berasosiasi dengan pasir pantai yang bersifat transgresif pada suatu bidang ketidakselarasan yang bersifat penumpangan progresif (progressive onlapping). Seringkali kemiringan sedimen asli (original dipslope) cukup bertindak sebagai kemiringan wilayah. penyekatan dari atas biasanya disebabkan sifat transgresi yang rl1elompat-lompat, sehingga di atas lapisan pasir pantai diendapkan lapisan serpih marin (Gambar 5.36). Tutupan (closure) biasanya ditentukan oleh stratigrafi. Batas pembajian biasanya tidak lurus tetapi hergerigi, karena ketidakrataan paleotopografi di atas mana transgresi berlangsung. Lapisan batupasir ini ke arah cekungan juga dapat berubah fasies menjadi serpih dan terjadi perangkap yang tergantung pula dari ke~iringan ~lilayah. Dalam hal ini bentuk lapisan reservoir --: -hanya I ! ~ ~ ? ~ 100 I kaki I adalah . -I suatu prisma,akan tetapi bagian yang menaik ke at as (updip) saja bertindak sebagai perangkap. Peta yang dapat memperlihatkan perangkap jenis ini dengan baik adalah peta isopach, dimana garis nol merupakan batas perangkap dan menentukan tutupan. 2) PENYERAPANKE ATAS, biasanya --===~~~~~ ~A~~ K berasosiasi dengan pasir pantai yang Gambar 5.36 Lapisan pasir transgresi-regresisebagai bersifat regresif dan juga transgrecontoh penyerpihan (McKenzie, 1972) sit jika tidak berasosiasi dengan ketidakselarasan. Penyerpihan terjadi karena pasir pantai berjari-jemari dengan serpih non-marin, seperti laguna atau rawa dan lapisan batubara. Juga seringkali kemiringan wilayah sesuaidengan kemiringan lereng ~.~ --- SERPIH MARIN 134 -.:- --""'" Koesoemadinata,Geologi Minyak- dan Gasbumi ~ :-"" -5000' sedimentasi aslinya (original dipslope). Ke arah cekungan, penyerpihan dapat terjadi seperti halnya dengan lapisan pasir pantai transgresif, tetapi perangkap stratigrafi A. Posisi 'apisan pasir pantai dalam keadaan kemiringan aslinya hanya dapat terjadi jika kemiringan wilayah terbalik dengan kemiringan Kemungkinan perangkap I st. atigrafi lereng pengendapan aslinya (Gambar 5.37) . Peta terbaik untuk menunjukkan jenis perangkap ini adalah peta perbandingan pasir-serpih, dimana nilai terten:":""V tu merupakan batas perangkap dan me~ nentukan tutupan stratigrafi. Untuk cara lebih mendetail, misalnya memeB. Pasisi lapisan pasir pantai setelah pembalikan kemiringan wilayah takan satu lapisan reservoir, lebih baik dipetakan berdasarkan 'isolith' Gambar 5.37 Pembalikan kemiringan wilayah dari dari pasir dengan porositas minimal kemiringan aslinya menyebabkan unsur perangkap oleh penyerpihan kearah tertentu, misalnya 5%. Data diambil laut dari micro-log. Perangkap pembajian atau penyerpihan ke atas ini jarang berdiri sendiri dan Bering merupakan jalur-jalur lapangan minyak sejajar terhadap garis pantai-purba, dan berada secara tersusun (regional wedge belt of permeabilities). Sebagai contoh misalnya Frio sand, Oligocene di Gulfcoast, Texas (Gambar 5.38). --~ Muka laut Lingkungan Laguna . c'=:::::~:~:~~~!:;;~;- A B ~~ F:~. ~""""~ -" ~ "... '" ~ \.!'-~f VJCKS ~tl c Gambar 5.38 ~ "-t ".,.,~ U'.s- BURG FLEXURE ~/e~ -\1 °4" ~~~~~~~~~:;; c.~~ ~"i/) VI((t: ,0 \ (.,~G' 8Jj..q(~ -10.000' '---,Skala 20mile Penyebaran lapangan minyak dalam ralur-ralur yang serajar dengan rurus pantai di daerah Teluk Mexiko (A). Pembajian Frio Sand bertindak sebagai perangkap (8). Detail dari salah satu lapangan minyak Armstrong di 1 exas (C), di mana relas tutupan disebapkan :>Ieh ketidak-teraturan garis pembajian permeabilitas (disusun dari Levorsen,1958, halo 197, dan Halbouty, 1968) 5.3.4.2 Reservoir karbonat Dalam hal pembatasan porositasnya ke arah at as kemiringan lebih ruwet daripada reservoir klastik detritus. Hal ini disebabkan karena peruPerangkapreservoir 135 bahan lingkungan pengendapan, tetapi juga karena perubahan diagenesa dan dolomitisasi, dan mungkin hal yang disebut terakhir ini merupakan faktor yang lebih penting. Pembedaan antara pembajian dengan perubahan fasies sukar dilakukan, dan pada umumnya penghalang permeabilitas disebabkan karena perubahan fasies. Dalam hal terumbu perangkap perubahan fasies dapat pula terjadi jika terumbu tumbuh dalam keadaan transgresi atau regresi (Link, 1951), sehingga merupakan suatu kompleks terumbu. Ke arah daratan kompleks ini dapat berubah fasies menjadi gamping laguna yang tidak permeabel, sehingga arah kemiringan regional ke arah daratan akan memberikan ~ .perangkap. Juga kemiringan ke arah cekungan akan memberikan hal yang sarna, karena fasies terumbu akan kembali menjadi fasies gamping cekungan (basinal limestone). Hal yang sarna akan didapatkan dalam gamping klastik, seperti B. TERUBU TRANSGRESIF MENGALAMI oolit dan kalkarenit, yang ke PENURUNAN arah darat berubah ke fasies Muka Laut gamping laguna yang berenergi rendah dan ke arah laut berubah ke gamping cekungan yang juga berenergi rendah. Dari segi perubahan fasies perubahan ke arah E:::J Klastik litoral darat mungkin lebih cepat dariEm3 Gamping terumbu belakang pada ke arah lalit, sehingga lereng -Gamping Terumbu ~ Gamping terumbu muka ke atas darat mungkin lebih cepat ~ Gamping dan napa) cekungan (Globigerina) daripada ke arah laut. Dengan demikian lereng ke arah darat Gambar 5.39 Kompleks terumbu yang disebabkan transgresi dan regresi (Henson, 1950) akan memberikan perangkap . .k gra J. yang 1 e b .J.h b aJ. f 5.39). strati- (Gamb ar perubahan diagenesa mungkin merupakan faktor yang lebih penting daripada perubahan fasies pada perangkap stratigrafi karbonat. Pembentukan perangkap diagenesa dapat terjadi tidak lama sesudah atau pada waktu pengendapan atau setelah penguburan yang lumayan, malahan mungkin setelah litifikasi yang extensif. Menurut Rittenhouse (1972) penghalang permeabilitas dapat terjadi secara lateral karena: 1) Suatu batuan non-reservoir telah dirubah ke arah ba~1ah kemiringan menjadi batuan reservoir. Batuan yang tidak diubah atau diubah secara kurang ekstensif bertindak sebagai penghalang permeabilitas pada bagian at as atau secara lateral. Pengubahan batuan non-reservoir menjadi berpori terutama terjadi karena dolomitisasi, pelarutan dan juga breksiasi dan peretakan. Di antara beberapa faktor itu, penggantian oleh dolomitisasi adalah yang paling penting. Sebagai contoh misalnya, lapangan Empire Abo, di New Mexico (Le May, 1972, Gambar 5.40) dan Black Lake di Louisiana (White, 1972). 2) Suatu batuan reservoir sebagian telah diubah menjadi batuan nonreservoir dalam ke arah atas kemiringan dan bertindak sebagai penghalang permeabilitas. Dalam hal ini, kompaksi dan sementasi yang disebabkan oleh pemasukan air tawar merupakan faktor pentin~ (Friedman, 1967). 136 Koesoemadinata, Geologi Minyak- dan Gasbumi Gambar 5.40 perubahan permeabilitas ke arah atas kemiringan yang disebabkan karena dolomitisasi (Lapangan Empire ABC, menurut LeMay, 1972) 5.3.5 PERANAN DAERAH PEMBENTUKAN PERANGKAP BATUAN DASAR STRATIGRAFI TINGGI DALAI\,1 Daerah peninggian batuan dasar penting dalam pembentukan perangkap stratigrafi. Daerah peninggian ini merupakan perbukitan atau paleoto-pografi. Pada waktu transgresi, daerah tersebut merupakan pulau dari mana klastik detritus dierosi dan diendapkan sebagai pantai sekelilingnya. Transgresi selanjutnya akan menenggelarnkan pulau tersebut dan serpih atau karbonat akan menutupinya, sehingga sekeliling daerah tinggi itu terdapat pembajian lapisan pasir ke atas kemiringan terhadap bukit-bukit terpendam tadi. Contoh yang demikian didapatkan pada bukit Pendopo dalarn Forrnasi Talang Akar. Di lain dangkal 5.4 fihak setelah dan merupakan PERANGKAP bukit itu tenggelam, temp at terbentuknya KOMBINASI daerah terumbu. STRUKTUR itu menjadi daerah DAN STRATIGRAFI Tanpa disadari, perangkap minyakburni kebanyakan merupakan kombinasi perangkap struktur dan stratigrafi, dimana setiap unsur stratigrafi dan unsur struktur merupakan faktor bersama dalam membatasi bergeraknya atau menjebak minyakburni. Perlu diketahui bahwa dalam perangkap itu selalu terdapat bagian yang terbuka ke bawah. Beberapa kombinasi antaraunsur struktur dan unsur stratigrafi adalah: 5.4.1 KOMBINASI LIPATAN-PEMBAJIAN Dalam Gambar 5.41 dapat dilihat bahwa kombinasi lipatan-pembajian dapat terjadi karena di salah satu fihak pasir menghilang dan di lain fihak hidung antiklin menutup arah lainnya. Maka jelas hal ini sering terjadi pada perangkap stratigrafi yang normal Kombinasi lain adalah antara perangkap stratigrafi yang berbentuk lensa dan pelipatan. Hal ini terjadi dalam endapan delta, dimana sebetulnya unsur struktur hanya merupakan pelengkap saja, yaitu tanda bahwa dengan adanya struktur akan terjadi akumulasi. Perangkap reservoir 137 I ~ -""'-~ .".-. Tetapi dengan adanya pelipatan maka penyebaran daripada akumulasi akan terkonsentrasi dalam bagian tertinggi dari tiap lensa dalam kompleks. Contoh lain kombinasi pembajian-pelipatan, ialah yang hanya terjadi pada suatu peninggian dasar (basement high) sebagaimana telah dibahas sebelumnya, di mana kompaksi serpih akan mengakibatkan pelipatan. Juga seringkali peninggian ini menjadi lokus daripada suatu pelipatan di kemudian hari dan dengan demikian di sini akan didapatkan suatu kombinasi antara pelipatan dan pembajian. -,...~ -I'" ~--=- , =- - ~ X~-""---~ / ~... J -/ p../ --- B ~~~ + c:.::' ,- '... / ;::;.;-- )-/ + -~ + + ;... ~<p.\~':::' + .+ .+ Gambar 5.41 5.4.2 Kombinasi perangkap stratigrafi KOMBINASI PATAHAN dan struktur + + + : + ~~~~~~ :,..; '+~ , + + + + + + + + A + + + + + :,..;"""" ~- +++++ +++++ + + + :,..;'- "- + + + + + ++++ + lipatan dimana di satu fihak lapisan reservoir membaji -PEMBAJIAN Kombinasi Pembajian pembajian ini rnerupakan aspek penting pada perangkap stratigrafi. yang berkombinasi dengan patahan jauh lebih biasa daripada yang berdiri sendiri. Mj.salnya di satu fihak terdapat suatu '~", kerniringan wilayah yang rnembatasi -"""-geraknya rninyak ke suatu ' -~'--. -~:~~di arah lain ditahan oleh arah suatudan ""'. - '" , -"""'/-. ,,(~- ;.::::-, ::-';;'I! -~. PERANGKAP ~~ sedangkan di lagi dibatasi Maka di sini arah yang oleh pernj elas suatu kerniringan wilayah adalah sangat penting (Gambar 5.42). Hal ini dapat juga terjadi pada kombinasi antara patahan dengan ./ suatu bentuk tubuh batupasir _S isopach Japisan pasir ataupun batuan karbonat yang S~ garis ketinggian struktur terbatas. Misalnya suatu lensa Gambar 5.42 Petastrukturperangkap kombinasi dan patahan, suatu bentuk talipatahan danpembajian. sepatu dengan patahan, bankan juga suatu terumbu dengan patahan. Dapat disirnpulkan di sini bahwa berbagai kernungkinan antara pelipatan, patahan dan perubahan stratigrafi dapat terjadi untuk rnembentuk perang-kap. Dalam hal ini kernungkinan itu terlalu banyak untuk dapat diperinci satu derni satu. 5.5 ~-,~ 7/-~~ / ;-;.,../ patahan lainnya baj ian. ~,,~ KETIDAKSELARASAN DAN PERANGKAP SEKUNDER 5.5.1 PERANGKAP PALEOMORFOLOGI Perangkap ketidakselarasan sedikit banyak 138 Koesoemadinata,Geologi Minyak- dan Gasbumi juga rnerupakan kombinasi 139 antara stratigrafi dengan pelipatan. Stratigrafi dalam arti kata bahwa gejala ketidakselarasan merupakan gejala stratigrafi, sedangkan perangkap lainnya misalkan pelipatan dan patahan merupakan gejala struktur. Sebagaimar.a diketahui terdapat berbagai macam ketidakselarasan antara lain: a Ketidakselarasan sejajar (disconformity) b Ketidakselarasan bersudut (angular unconformity) c Bukan keselarasan (nonconformity) Pada umumnya yang dapat membentuk suatu perangkap ialah ketidakselarasan bersudut, sedangkan untuk ketidakselarasan lainnya diperlukan juga unsur lain. Suatu ketidakselarasan dapat menghilang ke suatu arah, bahkan dapat berpotongan atau berkonvergensi menjadi satu. Pada suatu gejala ketidakselarasan, gejala stratigrafi dapat terjadi selain d,i bawah bidang ketidakselarasan tersebut juga di atasnya dalam bentuk suatu penjangkauan transgresi (transgressive overlap) (Gambar 5.43). --_MU!:!::.-LA~ET.:.:.~H~U~UN!:::.N~G~U~NE~ ~..., MUKA ~ LAUT (STADIUM ~ --=- PERMULAAN --0 @ --- --(3)-==-) /.',' y:.:. I<.E1",O/'.I<.-SE\-/'. ,,--/::..c:, . :c:':::.': ,=~-=e ":, ;;>: '."" ',. .' f"/'.S/'.N ',:;"."/ ;;iX .:..'1 ::::-- --:::::::::--:~ :::::- -~ ~ -- ~ . "" ,( - Dalarn hal yang disebut terakhir, maka masing-masing lapisan pasir yang berada pada urutan di atasnya akan berada jauh ke sesuatu arah daripada yang berada di bawahnya. Dengan demikian hal ini memberi kesempatan akan adanya perangkap stratigrafi seperti suatu pembajian. Dalarn hal ini jelas bahwa perangkap stratigrafi yang berada di atas ketidakselarasan dapat kita golongkan sebagai perangkap stratigrafi. Sebagaimana telah dibahas sebelumnya, di bawah bidang ketidakselarasan biasanya semua lapisan yang berpori-pori dan permeabel, terpancung oleh berbagai lapisan yang ada di atasnya. Seringkali lapisan di atasnya itu merupakan suatu lapisan yang kedap, misalnya suatu lapisan serpih yang diendapkan pada waktu transgresi yang mend adak di atas permukaan keti-dakselarasan Selain itu juga lapisan yang berada di bawah ketidakselarasan itu mungkin sangat peka terhadap pelapukan sehingga menimbulkan rongga-rongga porositas yang baik. Misalnya, batugamping yang pada Perangkap reservoir ~ ~ 5.5.2 PERANGKAP PENYUMBATAN ASPAL Perangkap jenis ini juga dapat dikatakan sebagai perangkap yang berhubungan dengan bidang erosi atau disebut pula perangkap sekunder. Seringkali lapisan minyak yang tererosi membentuk suatu rembasan sebagaimana telah dibahas di dalam Bab 3. Dalam rembasan ini seringkali bagian cairan yang mudah menguap meninggalkan suatu residu yang 140 Koesoemadinata. Geologi Minyak- dan Gashumi asan lib 141 ~an kemudian menjadi suatu sumbat bagi pere Dengan demikian terbentuklah suatu pera ini harus diperhatikan mengenai keadaa! lapisan secara lateral. Perangkap jeni~ minyak selanjutnya.kap minyak. Juga dalam haI dimensi dari penyebaran.ni tidak banyak terjadi. 5.5.3 PERANGKAP STRATIGRAFI DALAM TIGA DIMENSI Untuk pencarian perangkap stratigrafi dan juga perangkap kombinasi stratigrafi dan struktur dimintakan pengertian lebih mendalam mengena stratigrafi dan juga dalam metoda untuk memperlihatkan perubahan yang terjadi dalam lapisan atau yang juga disebut sebagai perubahan fasies Dalam hal ini pemetaan di bawah permukaan berdasarkan data yang didapatkan dari sumur sangatlah penting, seperti misalnya, pembuatan peta isopach, iso-fasies, perbandingan pasir-serpih dan sebagainya. Juga dapat dilihat di atas bahwa peta seperti peta paleotopografi ataupun peta paleogeologi akan sangat membantu dalam memberi pengertian yang lebih baik mengenai penyebaran lapisan dan juga bagaimana kelakuan JAVA 8' KASIM-O-2 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 ,...' , :t "'!-'i .;..,,;»"" lit,.i.'I" ~~ "j.\. 12 "..: . .~ :,.,; 1.3 ., -- ~ ~~1.5 ~,~':.111,6 SEISMIC LINE Gambar 5.45 SECTION NO.44 SALAWATI IRIAN JAYA. BASIN INDONESIA Penan lapisan itu secara lateral. Dewasa ini metoda seismik telah maju sek. li, sedemikian rupa sehingga sering dapat memperlihatkan gejala pale< morfologi itu secara jelas. Cara seismik untuk menginterpretasikan adanya suatu terumbu telah dikembangkan. Misalnya saja dengan penemuan terumbu di Irian Jaya, metoda seismik telah memperlihatkan kemampuannya seperti dapat dilihat pada Gambar 5.45. Metoda seismik selain dapat memperlihatkan pembajian dan sebagainya, juga dapat menginterpretasiJ litologi dengan mempergunakan analisa kecepatan, sehingga seringkali dapat dibuat peta perbandingan pasir serpih atau juga perbandingan klastik karbonat. angkap reservoir "" ~31 ~II ~.b~ :1 5.6 KLASIFIKASI PERANGKAP DE SITTER Beberapa k1asifikasi perangkap te1ah diusu1kan oleh Clapp (1910, 1917), Wilson (1934), Heald (1940), Heroy (1941), Sanders (1943), Wilhelm (1945) dan Brod (1945) (Tabel. 5-2). Semua k1asifikasi tersebut tentunya mengutamakan berbagai ha1 yang pada waktu itu dianggap penting. K1asifikasi ini sebetu1nya merupakan pengetahuan secara ikhtisar mengenai jenis perangkap. Te1ah dibahas sebe1umnya bahwa kemungkinan jenis perangkap banyak seka1i, sehingga k1asifikasi hanya sekedar merupakan suatu ikhtisar saja. Pada Gambar 5-46 diberikan k1asifikasi oleh de Sitter (1950) yang didasarkan atas dua unsur terpenting, yaitu unsur struktur (tektonik) dan unsur stra-tigrafi. Da1am ha1 ini de Sitter mengadakan k1asifikasi yang dinyatakan da1am suatu matriks A, B, C, masing-masing merupakan ke1ompok unsur perangkap utama, stratigrafi, ketidakse1arasan, berbagai bentuk tektonik dan intrusi. ,Group 15 ."~~ -;-."'~;;;...I/IS -~~~~--, ~-~---'- -~"---'--CL -.. -:-::;-~~~ --; S I--:: -I A I- ~--- A1 '-' ~~~~~~~~~~~~ S 0- -'" ~ '" -'" ",,' "",-",-/-:;'" /~~~~~~~~:::;1 " /,,' /-- I1'S I II S --M -,,: , '" '", A21 --- :~~.;.;~, .,.,:' .',,-~';::: "-. S:2 - -~ C.a.1 ~ -~ -~- /' 831;Combin8tionof 81_&821 S- (JHW'( ~ C.L1'Y S -s-- --- ~~~~~~~ ~~:::--: ~--;-g~;;~ ...C.8.16 ~~ - "'- C.a.2 - -'-'t. ( Cob ,-- --:----S --~ C.c C.b.2 ~ -'"'" - '-i ",- ~ '- ",--,'... -"':.",-salt.y ,""'y C.c.J~1 r - " -Y y y .y salty" --'- ~Shale DSand Gambar 5.46 A VARIASI ~Limestone ~M8rl ~Cristal rock IIIillD Oilaccum M = m8p ~-~ S = section Klasifikasi perangkap minyak menurut de Sitter (1950) LATERAL DALAM PERMEABILITAS: a Lensa-lensa pasir dan gamping, khususnya batupasir berbentuk talisepatu. Ini merupakan saluran ataupun pantai yang telah menjadi fosil dan juga terumbu koral yang fosil. b Berbagai variasi permeabilitas dan porositas lokal, primer ataupun sekunder dalam batugamping, misalnya karena pelarutan, breksi dan karena tekstur oolit. C Variasi lateral dalam permeabilitas pada batupasir, dirnana dalam hal yang ekstrem sarna dengan lensa-lensa pasir. d penyumbatan pori-pori oleh aspal dan gejala lain. 142 Koesoemadinata,Geologi Minyak- dan Gasbumi ..I B KETIDAKSELARASAN: a Batuan reservoir adalah lebih muda atau berada di atas ketidakselarasan. b Batuan reservoir pasir, konglomerat dasar at au breksi dasar sebagai eluvial di atas ketidakselarasan. c Batuan reservoir yang merupakan formasi yang terpancung. C BERBAGAI BENTUK TEKTONIK: a.l Pelipatan landai , a; teras, S; hidung, y; kubah, 0; dan amhang. Dalam berbagai bentuk tektonik yang landai ini, perubahan variasi permeabilitas terjadi secara primer, dimana besar butir memegang peranan penting. Dalam hal yang terakhir ini kadang-kadang perbedaan dalam kompaksi juga memperlihatkan bentuk yang menyerupai bentuk tektonik. a.2 Antiklin, ai simetris, S; asimetris, y; tersungkup, Oi struktur diapir. b Kubah pada umumnya dapat dimasukkan dalam C. a.l. 1 Patahan yang terdapat dalam lipatan, misalnya patahan yang memanjang dan patahan yang memotong suatu antiklin. 2 Patahan yang disebabkan karena efek kubah patahan radier. 3 patahan bongkah (block-faulting), patahan dalam monoklin. 4 Akumulasi pada breksi tektonik dalam jalur-jalur patahan (misalnya breksi serpih, breksi pasir ataupun breksi gamping). c Intrusi: 1 Intrusi garam , a; di atas garam dalam formasi yang terlipat, S; dalam penutup garam, y: dalam formasi yang terpancung oleh tiang garam. 2 Intrusi batuan beku Dalam golongan pertama, berbagai variasi dalam permeabilitas dan porositas memegang peranan yang penting, terutama permeabilitas dalam lapisan yang tidak terlipatkan. Kemiringan kecil cukup untuk dapat menjebak minyak. Akumulasi antiklin yang minyaknya terdapat di bagian bawah struktur yang landai, pada umumnya termasuk dalam golongan ini. Akumulasi ketidakselarasan sangat penting dan merupakan akumulasi yang menjadi satu, misalnya dalam lapangan minyak Texas Timur dan juga akumulasi gas dalam Texas Panhandle. Pada hakekatnya, akumulasi tektonik adalah yang paling berbeda. Pada golongan pertama pelipatan landai memperlihatkan perubahan dari go longan ketidakselarasan menjadi golongan perubahan atau variasi dalam permeabilitas. Dalam hal ini bentuk yang disebabkan kare~a kompaksi, oleh de Sitter dimasukkan sebagai tektonik, karena punggungan temp at sedimen diendapkan sebetulnya mempunyai asal tektonik, dan kompaksi dari serpih yang berlebihan pada samping punggungan itu sebetulnya justru hanya berfungsi untuk lebih menonjolkannya lagi. Pembentukan kubah seringkali terjadi karena tiang garam yang mendesak ke atas. Misalnya saja pada C. a. 1 sarna dengan,C. c. 1. Di sini harus dibedakan antara struktur yang lemah dan struktur yang kuat yang disebabk~n karena perbed~an dalam sifat serta juga jarangnya ada bentukperaliha Tetapi banyak sekali kasus yang sedikit disangsikan. Akumulasi atau perangkap patahan banyak sekali terdapat, biasanya berada dalam struktur yang dilipat secara keras, tetapi kadang-kadang juga berdiri sendiri dalam kombinasi dengan ketidakselarasan. Intrusi garam memegang peranan penting dalam beberapa daerah di dunia. Hanya masalahnya adalah apakah antiklin diapir dengan inti garam dimasukkan dalam C.a. atau C.a.2. Perangkapreservoir 143 5.7 PERANGKAP DALAM KEADAAN HIDRODINAMIK Dalam keadaan hidrodinamik, minyak dapat terjebak selain dalam keadaan yang telah dibahas di atas, juga dalam keadaan struktur dan stratigrafi lainnya, sehingga menambah kemungkinan terdapatnya akumulasi minyakdan gasbumi. A Pw -Po P tan 0 c = AL ~x = pw --.e-w -':P; ~~~:::.:j::;:::~~: -xx- . hw x B "" :.:---~---=-=:-:- /" --"". ...~-c -"". Gambar 5.47 "",e -- -- A. Penampang geologi untuk memperlihatkan terjadinya gradien-hidrodinamik karena permukaan potensiometri. B. Resultan gaya pelampungan dan gradien hidrodinami k serta bidang eki potensial minyak yang miring (diambil dari King Hubbert, 1953) Gradien hidrodinamik didapatkan Jika lapisan reservoir tersingkap pada permukaan dan menerima air, kemudian mengalirkannya ke luar pada titik yang lebih rendah, sehingga timbul perbedaan potensial. Hal ini akan menyebabkan adanya permukaan potensiometri yang miring (ketinggian sampai mana air akan naik pada setiap titik jika temp at tersebut dibor) yang merupakan gradien. Gradien tersebut dinyatakan dalam ~ = meter/kilometer atau feet/mile (Gambar 5.47). Dalam keadaan hidrodinamik, akumulasi dapat diterangkan oleh teori King Hubbert (1953). Dalam teori ini diterangkan bahwa minyak dan gas (setelah berada dalam fasa menerus) akan bergerak dan berkumpul pada bagian kerakbumi (perangkap) yang secara lokal mempunyai potensial paling rendah. Tidak mungkin minyakdan gasbumi bergerak menuju medan potensial yang lebih tinggi, walaupun dalam perjalanan ke potensial yang lebih rendah. Dengan demikian bidang batas air-minyak akan selalu merupakan suatu bidang ekipotensial. 144 Koesoemadinata. Geologi Minyak- dan Gasbumi untuk: Dalam keadaan hidrostatik, maka bidang ini horisontal, karena yang bekerja hanyalah gaya gravitasi/pelampungan. Jika ada gradien hidrodinamik maka resultan kedua gaya ini menjadi miring, dengan demikian bidang ekipotensial (OWC) juga miring, dengan rumus kemiringan: tan e = dz = dl 0 = sudut ~ = gradien dl pw pw x dh (Gambar 5.48) dl -po kemiringan batas kemiringan air-minyak bidang atau bidang ekipotensial ekipotensial -, ., _.~.,. pw = berat jenis air po = berat jenis minyak/gas dh = gradien hidrodinamik (gradien bidang potensiometri) dl PERMUKAAN Dengan demikian kemiringan bidang batas air-minyak tergantung dari besar kecilnya gradien hidrodinamik dan perbedaan berat jenis air dan minyak/gas, terutama yang terakhir ini. Gradien hidrodinamik tergantung dari l~taktopografitempat lapisan reservoir memasukkan air (intake) dan dimana air keluar, yang menyebabkan bidang potensiometri miring (permukaan kenaikan air jika dibor dan permeabilitas, yang berhubungan dengan hukum Darcy. Lebih kecil permeabilitas, lebih besar g~~dienhidrodin~~~ (~) dan lebih miring bidang potensiometri. Perbedaan berat jenis, terutama disebabkan derajat API minyakdan gasbumi. Dari rumus jelas sekali, bahwa lebih besar po, pw -po makin kecil dan kemiringan lebih besar. A perbedaan berat jenis minyak dan gas dapat menimbulkan perbedaan kemiringan (Gambar 5.48;5.49), dan dalam keadaan ekstrem ada pemisahan minyakdan gas (Gambar 5.49). Dalam suatu lapisan reservoiryang tipis, dapat terjadi bahwagas hanya terdapat di satu sayapsaja. Perangkapreservoir 145 .~"""""""""" -",";r;:--~~~ '-.:-"..-;. ~~: ~ -9000, ;.:~.~ ~~-'--~"':- '::--~""-~J B Keadaan hidrodinamik dapat menimbulkan perangkap baru, dengan konsepsi tutupan yang berlainan. Tutupan hidrodinamik (hydrodynamic closure) di sini, adalah jarak tegak dari bidang ekipotensial yang menutup suatu wadah yang konkav ke atas sehingga -::::--.--:- it (a) ~. ::.A.!~::- timbul ---'t";~.'.. ""~~.;.:.::.:.~.; "'~ ..".. ~-(b) ""\"~.'::':.:.:.: \ \ ~~ ::::... ~~=~:~ ;-..;-..;;::,--:.-- - ~--: :; ,~ C-:--:-~- ~ ~P-"/ ---,,; dapat .~~J~bidang {Alr-\o'II~ gradien f ~\: Gambar 5.49 Pemisahan akumulasi minyak.dangas dalamkeadaan hidrodinamik (King Hubbert,1953). !" ~ ~ u c '" I'~' I~.,..~ :' ' ;zJJA " .);~;: w E -1.J -BOOOi I ><- 68' "'--r ~ 1 mile Gambar 146 5.50 ~ potensiometri, hidrodinamik sehingga menjadi QQII .J Akumulasi minyak dalam hidung suatu antiklin pada keadaan hidrodinamik; lapangan minyak Coles Levee, Kalifornia; penampang melalui lapangan utara, (Levorsen, 1958; halo 548) Koesoemadinata, Geologi Minyak- dan Gasbumi Dalam bidang perangkap .2:!:illJ1idXodln73mi~Pat ..11.',' /-j .( '"I menyebabkan mencuramnya homokll.n dapat dl. tl.mbulkan suatu perangkap hidrodinamik (Gb. 5.51). ~~ \ .:c~ hidrodinamik. tinggi secara lokal yang menyebabkan bidang ekipotensial melengkung. Dalam keadaan suatu ... (c) '" '\ perangkap a --~ Hidung antiklin ~._- atau. teras, dapat bertindak sebagai perangkap, jika arah gerak air diketahui (Gambar 5.50). tc.t-rJeb .Perubahan permeabilitas lokal, strati- timbul pemikiran baru (Hill, Colburn and Knights, 1963). Tekanan hidrodinamik dapat menambah atau mengurangi tekanan masuk (entry pressure) atau tekanan penggeseran (di.c;-placement pressure). perubahan fasies, tak selalu memberikan suatu 'shale-out' atau 'wedge-out', atau terutama perubahan porositasjpermeabilitas. Dari porositas besar kecil terjadilah kapilaritas, karena p~rbedaan tegangan permukaan antara air dan minyak. Pada Gambar 5.52 terlihat bahwa air dapat masuk ke dalam lanau, tetapi untuk minyak diperlukan tekanan masuk (entry pressure) yang sesuai dengan tekanan ini (dalam fasa menerus). Tetapi jika arah gradien hidrodinamik dari at as ke bawah (down-dip) maka akan terjadi suatu akumulasi, karena tekanan ini akan melawan pelampungan (buoyancy), masuk tak sehingga tekanan dapat diarungi. Sebaliknya, jika dinamik ke arah gradien hidroatas dari kemi- nr-,. lr--'r~ II II ~ Permukean potentiometri ---r- ?""';'-- ~~- "If If'! ";P.t":!.el~litaS ~'40.~~ ~i4it.:\:. ~~ '::.,:.:::::'.. Gambar 5.52 ..hidrodinamik. gradien rendahmenyebabkan potensial di daerah bidangpermeabilitas r1ngan ekipotensial minyak miring ke atas menyentuh atap lapisan pasir dan suatu perangkap minyak dapat terjadi dalam ruangan yang ditutupi oleh bidang Pada bahwa ekipotensial seluruhnya dari bawah (K~ng Hubbert, 1953) homoklin dinya dari Dari uraian jelaslah di atas zO.O7,!,d -.~-:; dengan "' ~ ~--/~, :; -6 pSI -$'l:;~ -;c""'~- ~- Perangkap stratigrafi dalam keadaan dimana tekanan penggeseran (Pd) memegang peranan. (Hill, Colburn dan Knight, 1961, diadaptasi oleh McHeal, 1965) Akumulasi hidrodinamik dalam perbedaan permeabilitas tokal. Peningkatan yaitu h_.ar.ah_bawah ;';0-03 md -;.,~i-~ psi ,-:(KJ -0.05 m 1iPd J ~anan.pen '-~-' = 13 p sI -,:.;--,.., ,.: nya, n~!k 1:;;1 ~',K = 0.01 md :;y-~~~..::~~~~-::: "L Gambar 5.51 --- maka tak terJad1 Gambar 5.53 dua unsur terlihat yang kosong . m1nyak tanda-tanda masih akumulasi akumulas1. mernungkinkan minyak di jelas pada terj antara- a- k~iringan. bahwa gradien hidrodinarnik menimbulkan beberapa konsepsi barudalarn akumulasi minyak. Akumulasi ini dalarn 3 dirnensi dapat terlihat pada Gambar 5.54. Jelas terlihat bahwa perubahan dalarn arah dan besar gradien sangat sensitif untuk rnenarnbah at au rneniadakan suatu akumulasi. Suatu akumulasi dapat terusir sarna sekali dari suatu struktur antiklin karena adanya gradien hidrodinarnik tentu. Konsepsi hidrodinarnik rnasih dapat diterapkan secara operasionil. (Lapangan rninyak Klarnono) terdapat narnun perangkap dalarn konsepsi ini ... , :' B A .Qo -" Ah. TI ~ Zot 'Y r t = = = BAR .. tinggi kolom mlnyak yang ditahan tegangan permukaan radius konstriksi Gambar 5.53 ~ -:.:...0. LAGOONAL baik, h1 [ P," A~- .."." ~' yang h2 x OIL ::::~::~ tutupan . OIL ~':'.~ dengan yang cukup besar dengan arah terdalarn tarat penelitian, dan belurn Di Indonesia baru di Irian Barat bukti adanya keadaan hidrodinamik, belurn diternukan. at- .P2 rp 9 pw po 1 2'Y --- = radius pori = gravitasi = beret jenis air ..beret jenis minyak dh -= dx x 0 1 ] rt ~ +[ ~l~ g(pw -po) -pw -poj dx X 0' .. grad len ' h I' d ro d !namtS = jarak horizontal minyak dari akumulasi Suatu penampang diagram melalui suatu lapisan pasir yang memperlihatkanperubahan permeabilitas ke atas dengan kemungkinon-adanya minyak yang dijebak secara hidrodinamik oleh arah aliran air ke bawah. Gambar bawah memperlihatkan bagaimana suatu kolom minyak dalam lapisan reservoir dapat ditahan oleh aliran air ke bawah (Robert R. Berg. 1975) Perangkap reservoir 147

Geologi Minyak dan Gas Bumi: Buku Teks

Products

Support

Geologi Minyak dan Gas Bumi: Buku Teks

Add this document to collection(s)

Add this document to saved

Suggest us how to improve StudyLib