BASIC PETROLEUM GEOLOGY

1. PENDAHULUAN2. KEJADIAN HIDROKARBON DI DALAM BATUAN

INDUK,3. PERGERAKAN HIDROKARBON, 4. AKUMULASI HIDROKARBON DALAM BATUAN

RESERVOAR,5. BAT TUDUNG & PERANGKAP HIDROKARBON 6. TEKNIK EKSPLORASI 7. TEKNIK PENDAPATAN/ PEROLEHAN MIGAS 8. PENGENALAN GEOLOGI CEKUNGAN MINYAK

DI INDONESIA

III. PERGERAKAN HIDROKARBON (Migrasi)

1. Pengertian2. Faktor yang

Mempengaruhi3. Mig- Primer 4. Mig- Sekunder 5. Mekanisme &

Kecepatan6. Teori Akumulasi

& Migrasi

7.Petroleum Generation, Migration & Entrapment

Unsur2 Dalam Petroleum System• Source Rock : Batuan induk dimana material

organiknya melimpah & mengandung Hidrokarbon • Reservoir Rock : Batuan tempat mi-gas bumi

berakumulasi & bergerak (move)• Seal Rock : Batuan penyekat di mana mi-gas tdk dpt

bergerak dgn efektif (mudstone & claystone)• Migration Route : Jalur tempat bergeraknya mi-gas dr

bat induk ke perangkap • Trap : Tempat terakumulasinya mi-gas bumi

•Migrasi adlh pergerakan mi-gas di bawah permukaan.

• Migrasi primer meliputi ekspulsi mi-gas dr batn in-duk yg berukuran halus, k rendah, ke lap pembawa yg memp k lebih besar.

• Migrasi sekunder adlh pergerakan hidrokarbon di dlm lap pembawa ke perangkap

Primary

Migration

SecondaryMigration

Penampang Pergerakan Hidrokarbon(Migration Route)

Sumber Tenaga Untuk Migrasi 1. Kompaksi, 2. Tegangan Permukaan,3. Gravitasi Pelampungan,4. Tekanan Hidrostatik, 5. Tekanan Gas, 6. Sedimentasi, 7. Gradien Hidrodinamik.

Mekanisme migrasi: (1) Dgn pertolongan air & (2) Tanpa pertolongan air

Hrs dibedakan ant mekanisme sumber penggerak migrasi

Mekanisme Migrasi, dgn pertolongan air

1. Sbg Droplet, yi tetes2 kecil yg dibawa arus air.2. Sbg Micelle . Adanya gugusan hidroxil/ karboxil, yi suatu

molekul yg dpt melarutkan hidrokarbon (krn air & minyak dlm 1 fasa), minyak sbg tetes2 kecil dlm bentuk emulsi/ koloid, mengalir ke luar pd waktu kompaksi/ m-primer

Mekanisme Migrasi, dgn pertolongan air 3. Pelarutan zat induk minyak (non hidrokarbon) dlm

air. yaitu bhw migrasi terjadi bukan dlm bentuk hidro-karbon, ttp dlm bentuk proto-petroleum, spt keton asam & ester yg mudah larut dlm air.

Mekanisme Migrasi, Tanpa pertolongan air1. Gerakan kapilaritas. Adanya tegangan permukaan air

dgn minyak, menyebabkan air masuk ke pori2 yg hls, & minyak ke pori2 yg kasar. Proses ini disebut imbibisi. & ini dpt terjadi pd migrasi primer dimana kompaksi tlh berhenti

2. Larut dlm gas & ekspansi gas. Minyak dpt larut dlm gas, (pd temp & tek >>). Gas bermigrasi lebih leluasa, bereks-pansi, membawa hidrokarbon sbg larutan. (gas campur minyak mempertinggi mobilitas minyak/ memperkecil tega-ngan permukaan. Mekanisme ini dpt terjadi pd migrasi pri-mer ataupun sekunder.

Mekanisme Migrasi, Tanpa pertolongan air

3.Teori pelampungan (buoyancy). Krn BJ mibum & air, mk tetes minyak akan melambung mencari tem-pat yg tinggi. Hal ini hanya dpt terjadi jika suatu fasa menerus yg cukup besar dpt terbentuk shg tekanan ke atas yg terjadi dpt melampaui Pc

4.Teori gerakan hidrolik. Gerakan ini terjadi krn ada-nya air yg terperas ke luar oleh kompaksi, ataupun krn gradien hidrodinamik.

5.Teori pengaliran mibum melalui matrix zat organik/ kerogen. bhw minyak bermigrasi mll jaringan hls dr kerogen, jika kadar dr kerogen ini cukup tinggi, mene-rus & kerogen dijenuhi oleh mibum.

Faktor yang Mempengaruhi Migrasi (ringkasan)1. Faktor Temperatur. panas mempunyai efek thdp mi-

grasi, terutama dr segi viskositas hidrokarbon, volume , tekanan & kelarutan

2. Faktor Porositas & Kedalaman. scr linier akan menurun bdsrkn kedalamannya. Waktu juga meme-gang peranan thdp kompaksi, & ini mempengaruhi

− Peningkatan temperatur akan menurunkan viskositas, pe-ningkatan volum, tekanan & kelarutan.

− Gradien geotermal memegang peranan penting, baik dlm pembentukan minyak bumi, maupun dlm migrasi primer & sekunder. Dlm cek sedimen dng gradien geotermal tinggi akan terjadi akumulasi mi-gas bum yg besar & akan terdpt lap raksasa.

Primary

Migration

SecondaryMigration

PrimaryMigration Secondary

Migration

GasOilSeal RockRes Rock/ CarrierSource Rock

Primary MSecondary M

Penampang Pergerakan Hidrokarbon(Migration Route)

Migrasi Primer 1. Mrpkn proses bergeraknya fluida dr btn induk, kmdn di-

transformasi menjadi mibum ke btn yg lebih sarang (lap penyalur/ carrier-bed / transverse migration)

Migrasi Primer 2. Berhub dgn kompaksi-litifikasi-diagenesa & dehidrasi,

cth: montmorillonit, yg dpt mengembang

3. Sgr dpt terjadi pd kedalaman dangkal, yi > 500 m. Peng-aliran besar2an dr mibum parafinis mulai pd 1500-2850m, terutama pd kedalarnan 2500-2850m. Hal ini sesuai dgn dehidrasi yg terjadi dr min2 lempung yg mengembang

4. Temperatur, mempunyai efek thdp migrasi, terutama bagi viskositas hc, volum, tekanan & kelarutan. Peningkatan temp akan menurunkan viskositas & peningkatan volum, tek & kelarutan

5. Ø scr linier menurun bdsrkn kedalaman. Waktu berperan an menentukan pengaruh kompaksi thdp Ø. Gradien geo-termal >> menyebabkan mobilitas >> thdp pengeluaran air dibandingkan penurunan Ø ke dlm. Temp >> juga mem bantu pergerakan bentuk globul atau micelle hidrokarbon dlm migrasi primer.

Migrasi PrimerMekanisme Migrasi Primer

1. Difusi

2. Expulsion

3. Larut dlm gas (solution in gas)

–Dlm skala kecil, jarak pendek–Efektif pada bat yg belum matang

- Melalui rekahan skala kecil (cth bid perlapisan)- Bat yg berlaminasi > batuan yg massive

– Memerlukan fase gas yg terpisah– Jumlah gas > jumlah HC cair– Terjadi pd tingkat akhir katagenesa btn induk yg sdh

mampu membentuk gas

Pengaruh Kedalaman Thd Migrasi Primer (Cordell, 1972) • Kedalaman 50- 65 m. Air pori2 ter

peraskan kepermukaan, shg jika ada sedikit migrasi pd kedalaman ini hidrokarbonnya akan hilang, atau mungkin minyak bermigrasi sbg droplet kecil krn penarikan kapilaritas.

• Kedalaman 1500 - 2850 m & (ter-utama pd 2500 - 2850 m). Penga-liran besar2 an dr minyak bumi pa- rafinis. Hal ini sesuai dng dehidra-si yg terjadi dr minl2 lempung yg me ngembang (montmorrilonit).

• Kedalaman 3355 - 4575 m . Sgt su lit bermigrasi mell penampang ser pih yg tebal. Rekahan2 serta sesar pun tak dpt terbuka pd kedalaman ini.

Imm

atu

re-z

Oil

-zo

ne

Dry

Ga

s-z

Wet

G

as-z

DIA

GE

NE

SIS

CA

TA

GE

NE

SIS

ME

TA

GE

NE

SIS

Biogenic Methane

H

oil

L

Wet Gas

Dry Gas

Methane

Generation Intensity

100

60

175

225

315

0.5 - 2

2 - 4

3.5 - 6

5 - 8

6

5

3

4

1

2

0km

Ave

rag

e d

epth

(km

)

Min-max

T 0 C

Jarak Migrasi Primer1. Pendek, sulit & pelan krn low permeability

2. Jarak migrasi antara 10 cm - 100 m

3. Dlm keadaan overpressure, ekspulsi terjadi scr late-ral, ke arah atas, bawah, tergantung pd bat sekitar-nya

4. Bat yg butirannya berukuran kasar disebut sbg carrier bed, hanya bagian kecil dr pori2 lap penyalur ditempati petroleum pd waktu migrasi

5. Krn migrasi hanya menggunakan bgn kecil dr carrier bed, shg proses migrasi 2 fasa ini sgt efisien, dgn pertimbangan petroleum hrs melalui volume bat yg dijenuhi oleh air.

Migrasi Sekunder

a. Pergerakan mibum ke arah perangkap disebut longitudinal migration, yg berlangsung sepanjang lap penyalur.

b. Migrasi mibum dpt berlangsung dlm jarak pendek. & jika diberi waktu cukup lama ia dpt pula bergerak jarak jauh.

c. Pergerakannya dipengaruhi oleh gaya buoyancy/hidrodinamik, (krn densitas hc < densitas air formasi, shg terapung), & Teka-nan kapiler (capillary pressure).

d. Migrasi, larut di dlm air (dgn pertolongan air). ttp sbgn besar pe-neliti menolak ini sbg mekanisme utama, krn daya larut yg ren-dah dr sbgn besar unsur2 petroleum dlm air.

e. Migrasi dlm 2 fasa

PrimaryMigration Secondary

Migration

GasOilSeal RockRes Rock/ CarrierSource Rock

Primary MSecondary M

Mekanisme Migrasi Sekunder• Migrasi dlm 2 fasa

− M-sekunder terjadi dlm 2 fasa, fasa kerogen & air. − Kerogen yg dikeluarkan dr bat induk, scr berangsur

terkumpul sbg fasa yg terpisah dgn air− Kerogen dlm bentuk gas atau cairan mempunyai

densitas < dr air pori disekitarnya, shg terjadi gerak an ke arah atas, dlm bentuk globule or stringer

− Ketika stringer bertambah banyak, tekanan pd bgn atas meningkat, shg scr lateral bergerak ke arah updip, melampaui tekanan capillary

Kecepatan Migrasi• Menggunakan hukum Darcy• Terjadi pada batupasir• Gaya pengapungan (buoyant forces) yg mengontrol

proses migrasi. • Dng anggapan k lap pembawa (carrier) sampai 1 d• Rata2 migrasi adlh 1000 km/m.y atau 1cm/1000 tahun.

Pengaruh Migrasi pd Komposisi Oil & Gas1.Meningkatnya Api gravity2.Menurunnya NSO3.Menurunnya Ni, vanadium & porphyrin4.Meningkatnya saturated hydrocarbon dibandingkan

aromatik

Teori Akumulasi Gussow (1951)

• Penambahan mi-gas terus menerus akan menyebabkan perlim pahan minyak ke atas ke struktur selanjutnya (stage 2).

• Pd fasa berikutnya, dgn penambahan gas, mk seluruh minyak didesak gas ke bawah shg melimpah sampai habis, & perang-kap diisi sepenuhnya oleh gas.

• Mi-gas akan bergerak sepanjang bgn atas lap penyalur ke atas, teruta-ma disebabkan pelam-pungan.

• Begitu sampai di perangkap, mi-gas akan menambah ko-lom gas & mendesak minyak ke bawah yg juga bertambah tinggi kolomnya & mendesak air ke bawah, hal ini akan te-rus terjadi sampai batas mi-nyak air mencapai spill point.

Spill point

Titik Limpah

BGM

BMA

Trap 1

Trap 2

Trap 3

Trap 4 Trap 1, seluruhnya diisi gas, seluruh minyak nya terusir, masuk trap 2. Selanjutnya mi nyak memenuhi trap 2, disini terjadi pem-bentukan gas cap (tudung gas). Sehubungan batas ttk limpah terlampaui, mk minyak akan terusir melanjutkan migrasinya ke trap 3, dimana di trap 4 masih terisi air formasi (air asin)Trap 1, diisi sampai ttk limpah & mempu-nyai tudung gas. Hanya minyak melimpah ke atas ke trap 2. Trap 3,& 4penuh terisi air formasi & mengandung oil & gas

Trap 1, tak berubah dgn gas melimpah ke atas kemiringan ke dlm trap 2. Oil melewati trap 1. Trap 2, sekarang mempunyai tudung gas & me- limpahkannya ke atas kemiringan ke dlm trap 3. Perangkap 3 sekarang tlh terisi dgn oil ttp msh tetap belum mempunyai tudung gas & melimpah kan minyak ke trap 3, 4

Migrasi sama spt C ttp dlm keadaan hub struktur yg lain. Perhatikan bhw ketinggian kulminasi tdk mempu nyai efek thdp penjebakan selektif, ketinggian ttk limpah adlh yg mengendalikan . Ketinggian kulminasi di atas ttk limpah menentukan kalau oil maksimum

Migrasi sama spt C disini semua kulminasi berada pd,ketinggian yg sama. Ttk limpah mengendalikan penjebakan differential

Petroleum Generation, Migration & Entrapment

Not convertible

Organicmatter

convertibleconverted

Expelledoil & gas

Unexpelled oil & gas

Retained in carrier

Spilled & by pass

TRAPPED

TIMING & MIGRATION

2. Migration Pathways• Position of trap with respect to kitchen/fetch area• Amount of source rock in the oil window within fetch area• Migration style (vertical or lateral)• Migration distance required (vertical & lateral)• Migration conduits & barriers/migration style• Connection of pathways to reservoir

1. Timing• Timing of reservoir, seal & trap development

relative to that of HC generation & migration • Maturation model (burial history,

Paleogeothermal regime) • Thermal gradients (BHT, heat flow, lithology)

3. Preservation/Segregtion• Post entrapment tectonism or fracturing• Diplacement of oil by water or gas• Biogradation• Thermal cracking Preferential migration of gas