Minyak Bumi
Definisi Energi Fluida Bumi (minyak, Gas, dan Panasbumi) (pengantar minyak bumi)
Energi fluida bumi: fluida yang dapat menghasilkan energi yang tersimpan dalam pori batuan, fluida
tersebut berupa hydrocarbon (minyak gas) dan air/uap air panas.
Sejarah minyak bumi:









3000 BC bangsa Mesopotamia menggunakan batu minyak untuk pengobatan, perekat
kebocoran, bahan untuk menggambar.
2000 BC bangsa cina mengolah minyak bumi untuk penerangan
1847 pemboran minyak pertama di Baku, Azerbajian
1859 colonel Edwin drake berhasil member sumur minyak pertama dan menjadi komersial.
1903 berdiriinya ford motor company
1908 model T Drives mencapai 125000 barel di USA
1930 jumlah mobil di USA meningkat jd 27 jt
1938 penemuan cadangan minyak raksasa di Kuwait dan arab Saudi
1950-sekarang minyak bumi digunakan paling banyak untuk bahan bakar
Hydrocarbon resource triangle



Conventional reservoir – sedikit cadangannya, mudah untuk dikembangkan
Unconventional reservoir – cadangan banyak susah untuk dikembangkan missal high-medium
quality, low perm oil, tight as sands, gas shale, heavy oil, coalbed methan.
a. Tight gas sand: continuous deposition, low permeability, both transitional and basin
center setting
b. Coalbed methan: selft sourcing reservoir, gas adsorbed in coal, requires depressing and
usually dewatering
c. Gas shale: selft sourcing plus traditional porosity reservoir, Gas adsorbed in organic
mather,
Future gas hydrate dan oil shale
Coalbed Methane (CBM) adalah gas alam dengan komposisi utama methan, gas ini terbentuk
bersamaan dengan pembentukan batubara. CBM teradsorbsi dan terjebak pada matrik dan cleats
batubara, sehingga diperlukan tekanan air yang cukup untuk menahan gas methan di tempat. Batu
baa sebagai reservoir.
Gas shale :








Organic-rich shale
Batuan induk
adsorbed and free gas
permeability sangat kecil
sumber daya gas melimpah
factor perolehan rendah
pengembagan skala besar
sumur horizontal


stimulasi dengan peretakan batuan
massa produksi sumur Panjang
Oil shand / Tar sand / Bitumen, kandungan energi rendah, dampak lingkungan lebih serius
daritambang batubara terbuka. Tar sand merupakan kombinasi dari clay, sand, air, padatan, tar like
petroleum -> bitumen -> kental sehingga susah mengalir pada batuan
Gas Hydrat merupakan material berbentuk kristal es dimana molekul air membentuj seperti kurungan
atau clathare sehingga memiliki rongga yang dapat terisi oleh molekul gas (C1, C2, C3, i-C4, n-C4, N2, CO2,
H2S. Gas hidrat terbentuk secara termodinamik, tidak memerlukan cap rock, membutuhkan tekanan
tinggi dan temperature rendah, terdapat didaerah artik dan di laut dalam
Cara produksi gas hidrat :



pengurangan tekanan, mengurangi tekanan di lapisan gas bebas yang berhubungan dengan
zona gas hydrate
stimulasi thermal, memberikan panas sehingga terdisosiasi, sumber air panas berupa air
tawar, air asin, uap air dan media listrik.
injeksi inhibitor (catalysator), biasanya digunakan pada daerah pembentukan gas hidrat di
jalur pipa gas, bertujuan untuk menggeser kurva kesetimbangan gas hidrat, catalysator dapat
berupa metjanol dan gycol
Proses pembentukan batuan
1. Teori big bang. Terjadi ledakan dari sesuatu yang belum diketahui apa, kapan, dan dimana,
ledakan tersebut mengembang Bersama dengan material/ partikel penyusunnya.
2. Material atau partikel menjadi nebula (debu ruang angkasa) nebula ini akan memadat dan
mendingin sehingga terbentuk planet, planet mendingin terbentuk lapisan lapisan
3. Lapisan paling atas berupa kerak kerak lempeng benua dan Samudra bergerak relatir satu
terhadap yang lain. Pergerakan lempeng tersebut karen adanya arus konveksi di mantel bumi
yang dapat mendorong kerak sehingga bergerak (syclus wylson). Pergerakan tersebut
menimbulkan fenomena permukaan berupa gempa bumi, gunning, dan relief bumi yang
tampak seperti sekarang ini. Jenis pergerakan lempeng trust fault, konvergen (subduksi dan
coallision), divergen (oceanic ridge). Dari saerah konvergen khususnya subduksi akan muncul
gunung api dengan magma kental (asam- benua), cair (basa), dan intermediet. Dari desakan
magma yang menuju permukaan lalu terbentuklah relief bumi.
4. Magma dari gunung akan mendingin terbentuk batuan beku. Pendinginan ada pendinginan
didalam (concordance-horizontal sesuai lapisan, discordance-miring) Batuan beku ini akan
terlapukkan sehingga tererosi dan tertransport (oleh udara, air, geyser) melewati sungai
dengan dan akan terendapkan pada suatu cekuan (basin), seiring berjalannya waktu
pengendapan akan terus berlangsung sehingga tekanan akan naik dan kemudian suhu juga
akan meningkat. Pada kondisi ini akan terbentuk batuan metamorf.
5. Batuan beku:
 Basa (silika 45-52%), Asam(>65%) intermediet.
 Densitas magma yang kecil akan cenderung naik menuju ke permukaan.
 Sebagian magma keluar menjadi lava, sebagian menjadi baterila phyroclastic
(phyroclastic fall = jatuhan, phyroclastic flow= aliran, phyroclastic surge= mirip dengan
low tp kerapatan massa lebih kecil ex awan panas)
 Efek kecepanan pendinginan magma, magma cepat mendingin maka ukuran kristal
kecil (afanitik) sedangkan magma lama mendingin kristal besar (fanerik)
 Contoh ferromagnesian (basa)= alivine, biotite mica, hornblane, amphibole.
Nonferromagnetic (asam)= quartz, potassium feldspar, muscovite mica.
6. Batuan sedimen
 Batuan yang telah ada dipermukaan mengalami pelapukan mekanis dan atau kimiawi
, -> tertransport (angit, air, geyser) -> terendapkan di cekungan2 -> litifikasi.
 Selama transportasi batuan mengalami abrasi (pengurangan ukuran) dan rounded
(pembulatan), sortasi (pemilahan ukuran butiran sedimen)
 pembulatan dan sorting: a) wel sorted, well rounded gravel, b) poorly sorted, angular
gravel.
 Semakin jauh jarak transportasi semakin kecil ukuran butir semakin halus
permukaannya.
 Semakin tinggi dan lama durasi kinerja energi agen transportasi (aur, angina, geyser)
semakin baik sortasi batuannya.
 Proses litifikasi merupakan proses pengubahan sedimen menjadi batuan sedimen.
Melibatkan proses kompaksi (pemadatan) dan sementing (sementasi)melibatkan
senyawa terlalut yang meresap melalui medium air kedalam rongga antar sedimen
(kalsium karbonay, silika, oksida besi,, hidroksida)
 Klasifikasi batuan sedimen
 Batuan sedimen detrial: tersusun atas pertikel padat dari batuan yang telah ada
sebelumnya, sehingga bertekstur klastik.
 Batuan sedimen terlarut berasal ari senyawa hasil pelapukan kimiawi.baik oleh
organic (batuan sedimen bio-kimiawi) maupun anorganik
 Lingkungan pengendapan darat (alluvial fan, flufial, danau, dunes, dll), laut (
submarine fan), transisi (tidal, delta, beach)
 Stratigrafi – siklus naik turun air laut
7. Batuan metamorf
- Batuan metamorf batuan yang berubah karena bertambahnya tekanan dan temoeratur.
Batuan metamorf mengalami perubahan mineral dan struktur oleh struktur
metamorfisme tanpa melalui fase cair
- Agen metamorfisme tekana, temperature, fluida (perubahan komposisi batuan)
- Factor tekanan : tekanan litostatis berlaku kesegala arah, selain itu juga batuan
mengalami stress differensial akibat proses deformasi batuan selama pembentukan
pegunungan, ketika tekanan non homogen (dominan di satu dimensi) makan akan terjadi
foliasi mineral.
- Factor temperature: penting karena mempercepat proses reaksi kimia yang akan
menghasilkan mineral baru. Sumber panas bias dari intrusi magma biss juga dari gradient
geothermal akibat penimbunan.
- Faktor fluida: pada proses metamorfisme, fluida air selalu ada. Fluida itu membawa ion
terlarut sehingga mempercepat proses metamorfisme.
- Sumber air : air yang terjebak dalam pori batuan ketika batuan tersebut terbentuk, cairan
volatile dari magma, dan hasil proses dehidrasi dari minerl jenuh air (missal gypsum).
- Jenis metamorfisme:
- metamorfisme kontak : yg berperan panas magma dan fluida. Factor yang penting : suhu
mula2 tubug magma (terkait komposisi), ukuran intrusi, dan kandungan fluida dan atau
-
-
batuan disekelilingnya. Pada fase akhir pendinginan fluida panas dari intrusi akan bereaksi
dengan batuan disekitarnya sehingga dapat mengubah komposisi mineral dari atuan
tersebut (proses altrasi)
metamorfisme dinamik dihasilkan dari tekanan tinggi karena deformasi batuan. Biasanya
terjadi diarea patahan. Ciri matuan metamorf dinamik adalah bersifat keras, padat,
berbutir halus, laminasi tipis
metamorfik regional umumnya terbentuk pada daerah yang luas dan terkait dengan
proses pembentukan pegunungan. Biasanya berada pada batas lempeng konvergen.
Asal-Usul Minyak Bumi
1. teori asal terjadinya minyak bumi
- minyak bumi berasal dari proses anorganik ( alkali panas dengan CO2, kabrida panas
dengan air, emansai volcanic, hipotesa kimia, hipotesa asal kosmik).
- Minyak bumi berasal dari organic.
Laut : tumbuhan (ganggang, diatomea) dan hewan (poraminifera, radiolaria, spongia)
Darat : lignin, selulosa, asam humus, dll
- Fase pembentukan minyak bumi
a. Pengumpulan zat organic -> pengawetan -> transformasi
b. Migrasi minyak bumi
c. Amkumulasi minyak bumi yang tersebar hingga terkumpul menjadi komersil
2. Batuan induk (source rock) batuan asal minyak bumi dan gas bumi (serpih, kaya zat organic,
temperature dan tekanan).
3. Migrasi minyak bumi, proses keluarnya minyak bumi dari source rock ke batuan reservoir.
Sumber penggerak: kompaksi, tegangan permukaan, gravitasi pelampungan, tekanan
hidrostatik, tekanan gas, gradien hidrodinamik.
4. Petroleum system : Source rock, migration, traping(cebakan/rumah minyak), caprock (batuan
penudung/ batuan impermeable, sehingga minyak tidak dapat lolos)
5. Porositas : pori dalam batuan
6. Permeabilitas: hubungan antar pori
7. Transformasi zat organic minyak bumi : temperature dan waktu, reaksi katalis, radioaktifitas,
aktifitas bakteri.
8. Batuan reservoir, batuan dibawah permukaan yang mengandung minyak dan gas bumi yang
berpori dan memiliki permeabilitas yang cukup untuk melewatkan fluida migas.
9. Unsur unsur reservoir minyak bumi:
Batuan reservoir = lapisan batuan harus berpori.
Lapisan penutup (caprock) = lapisan yang tidak permeable
Trap/jebakan/perangkap reservoir = biasanya berupa antiklin (tidak selalu) dengan caprock
diatasnya sehingga migas akan terakumulasi di atas reservoir dikarenakan perbeaan berat
jenis.
10. Minyak bumi merupakan hasil peruraian tumbuhan atau binatang pada suatu daerah yang
ambles secara berlahan (cekungan/basin). Ex: danau, lagoon, rawa, sepanjang pantai.
11. Sedimen diendapkan Bersama dengan materi calon minyak bumi. Kecepatan pengendapan
harus cukup cepat sehingga materi organic tersebut dapat tersimpan dengan baik sebelum
mengalami pembusukkan. -> pengendapan jalan terus lalu semakin terbenam karena
bertambah berat oleh penumpukan sedimen diatasnya atau karena gaya tektonik maka akan
terjadi amblesan.
12. Material organic yang semakin dalam akan mengalami kenaikkan suhu dan tekanan, sehingga
timbul perubahan kimiawi dalam material organic yang ter timbun dalam sedimen tadi.
Perubahan material ini menjadi cikal bakal terbentuknya hidrokarbon (migas) yang
komposisinya masih kompleks.
13. Habitat minyak biasanya akan terbentuk pada suhu sekitar 65-150° (±3km). kedalaman lebih
ari itu reservoir akan lebih didominasi oleh gas. Untuk lebih dalam lagi, gas akan
terdekomposisi.
14. Batuan sedimen yang baik biasanya memiliki porositas 45%, namun dapat berkurang karena
tertindih batuan atasnya kemudian terkompaksi.
15. Migas akan terkumpul diruang berpori tsb. Garena gravitasi maka fluida itu akan bergerak
perlahan dalam batuan (syarat batuan harus permeable). Karena perbedaan densitas maka
air, minyak dan gas dapat terpisahkan.
16. Macam macam jebakan minyak bumi
1. Perangkap struktuk : terbentuk dari aktifitas pergerakan lempeng / tektonik, missal
antiklin , sesar /patahan naik, patahan/sesar turun.
2. Perangkap stratigrafi : (intinya bukan karena struktur akibat tektonik). karena linkungan
pengendapan batuan reservoir. Misal pembajian batu pasir yang tertutup oleh batu serpih
(inget pembentukan batuan sedimen – stratigrafi), chanel, discontinuity, unconformity,
onlap, reef, salt diapir.
17. Trap atau jebakan merupakan lapisan batuan yang berpori dan permeable (reservoir rock)
yang ditumpangi atau ditutupi oleh lapisan batuan yang impermeable.
18. Eksplorasi minyak bumi
1. Metoda pencarian
- Studi literatur = sejarah terbentuknya daerah potensi minyak bumi
- Laporan2 geologi. Ex foto udara, satelit, topografi
- Survey geology = pengumpulan sample batuan, plot dalam peta dasar, Analisa lab,
evaluasi peta geologi penyebaran batuan
- Pemetaan bawah permukaan : metode seismic, gravity, magnetik
2. Usulan pemboran = prognosis -> montage -> Drilling program -> operasi pemboran
Akuisisi seismic refleksi