BAB I

PENDAHULUAN

1. 1 Pengertian Analisa Inti Batuan

Analisa inti batuan adalah tahapan analisa setelah contoh formasi

dibawah permukaan (core) diperoleh. Tujuan dari pada analisa inti batuan

untuk menentukan secara langsung informasi tentang sifat–sifat fisik batuan

yang ditembus selama pemboran. Studi dari data analisa inti batuan dalam

pemboran eksplorasi dapat digunakan untuk mengevaluasi kemungkinan

dapat diproduksi hidrokarbon dari suatu sumur, sedangkan tahap eksploitasi

daripada suatu reservoir dapat digunakan untuk pegangan melaksanakan well

completion dan merupakan suatu informasi penting untuk melaksanakan

proyek secondary dan tertiary recovery. Selain itu, data inti batuan ini juga

berguna sebagai bahan pembanding dan kalibrasi pada metode logging.

Prosedur Analisa Inti Batuan pada dasarnya terdiri atas 2 bagian,

sebagai berikut :

- Analisa inti batuan rutin

- Analisa inti batuan spesial

Analisa Inti Batuan Rutin umumnya berkisar tentang pengukuran

porositas, permeabilitas absolut dan saturasi fluida, sedangkan Analisa Inti

Batuan Spesial dapat dikelompokkan menjadi dua, yaitu pengukuran pada

kondisi statis dan pengukuran pada kondisi dinamis. Pengukuran pada kondisi

statis meliputi tekanan kapiler, sifat-sifat listrik dan cepat rambat suara, grain

density, wettability, kompresibilitas batuan, permeabilitas dan porositas

fungsi tekanan (Net Over Burden) dan studi petrography. Pengukuran pada

kondisi dinamis meliputi permeabilitas relatif, thermal-recovery, gas

residual, water flood evaluation, liquid permeability ( evaluasi completion,

work over dan injection fluid meliputi surfactant dan polymer).

1

2

1. 2 Analisa Batuan Reservoir

Dalam operasi perminyakan hal-hal yang perlu dilakukan adalah

meneliti apa saja karakteristik dari batuan penyusun reservoir. Kegiatan yang

biasanya dilakukan untuk menganalisa reservoir adalah Analisa Core, Analisa

Cutting dan Analisa Logging.

Analisa Core biasanya dilakukan dengan mengambil sampel batuan

yang di bor dari dalam formasi dan selanjutnya core diteliti di laboratorium.

Analisa logging dilakukan dengan cara menganalisa lapisan batuan

yang dibor dengan menggunakan peralatan logging (tool log). Peralatan

logging dimasukkan kedalam sumur, kemudian alat tersebut akan

mengeluarkan gelombang–gelombang khusus seperti listrik, gamma ray,

suara dan sebagainya (tergantung jenis loggingnya), kemudian gelombang

tersebut akan terpantul. kembali dan diterima oleh alat logging, dan datanya

kemudian dikirim ke peralatan dipermukaan untuk dianalisa.

Gambar 1.1 Core

Untuk analisa cutting, dilakukan dengan meneliti cutting yang berasal

dari lumpur pemboran yang disirkulasikan kedalam sumur pemboran. Cutting

dibersihkan dari lumpur pemboran, selanjutnya di teliti di laboratorium untuk

mengetahui sifat dari batuan reservoir tersebut.

Pada praktikum kali ini, kita akan menganalisa sifat batuan reservoir

dengan metode Analisa Core.

3

1. 3 Karakteristik Batuan Reservoir

Reservoir adalah suatu tempat terakumulasinya minyak dan gas bumi.

Pada umumnya reservoir minyak memiliki karakteristik yang berbeda-beda

tergantung dari komposisi, temperature dan tekanan pada tempat dimana

terjadi akumulasi hidrokarbon didalamnya. Suatu reservoir minyak biasanya

mempunyai tiga unsur utama yaitu adanya batuan reservoir, lapisan penutup

dan perangkap.

Suatu wilayah atau tempat bisa disebut sebagai sebuah reservoir

apabila terdapat sumber dari hidrokarbon atau tempat terakumulasinya

minyak dan gas bumi. Untuk dapat terakumulasinya minyak dan gas bumi ini,

tempat atau reservoir tersebut harus memenuhi beberapa syarat yang harus

ada sebagai berikut :

Gambar 1.2 Petroleum System

1. Adanya batuan induk (Source Rock)

Merupakan batuan sedimen yang mengandung bahan organik seperti

sisa-sisa hewan dan tumbuhan yang telah mengalami proses pematangan

dengan waktu yang sangat lama sehingga menghasilkan minyak dan gas

bumi.

2. Adanya jalur migrasi (Migration Route)

4

Merupakan jalan minyak dan gas bumi dari batuan induk sampai

terakumulasi pada perangkap.

3. Adanya batuan waduk (Reservoir Rock)

Merupakan batuan sedimen yang mempunyai pori, sehingga minyak dan

gas bumi yang dihasilkan batuan induk dapat masuk dan terakumulasi.

4. Adanya batuan penutup (Cap Rock)

Merupakan batuan sedimen yang tidak dapat dilalui oleh cairan

(impermeable), sehingga minyak dan gas bumi terjebak dalam batuan

tersebut.

5. Adanya struktur batuan perangkap (Trap)

Merupakan batuan yang berfungsi sebagai penghalang bermigrasinya

minyak dan gas bumi lebih jauh, dan jenis-jenis dari perangkap itu

sendiri adalah sebagai berikut :

Perangkap Stratigrafi

Prinsip dalam perangkap stratigrafi adalah minyak dan gas bumi

terperangkap dalam perjalanan ke atas kemudian terhalang dari segala arah

terutama dari bagian atas dan pinggir, hal ini dikarenakan batuan reservoar

telah menghilang atau berubah fasies menjadi batu lain sehingga merupakan

penghalang permeabilitas (Koesoemadinata, 1980, dengan modifikasinya).

Dan jebakan stratigrafi tidak berasosiasi dengan ketidakselarasan seperti

Channels, Barrier Bar, dan Reef, namun berasosiasi dengan ketidakselarasan

seperti Onlap Pinchouts, dan Truncations.

Gambar 1.3 Jebakan Stratrigrafi

5

Pada perangkap stratigrafi ini, berasal dari lapisan reservoar tersebut,

atau ketika terjadi perubahan permeabilitas pada lapisan reservoar itu sendiri.

Pada salah satu tipe jebakan stratigrafi, pada horizontal, lapisan impermeabel

memotong lapisan yang bengkok pada batuan yang memiliki kandungan

minyak. Terkadang terpotong pada lapisan yang tidak dapat ditembus, atau

Pinches, pada formasi yang memiliki kandungan minyak. Pada perangkap

stratigrafi yang lain berupa Lens-shaped. Pada perangkap ini, lapisan yang

tidak dapat ditembus ini mengelilingi batuan yang memiliki kandungan

hidrokarbon. Pada tipe yang lain, terjadi perubahan permeabilitas dan

porositas pada reservoar itu sendiri. Pada reservoar yang telah mencapai

puncaknya yang tidak sarang dan impermeabel, yang dimana pada bagian

bawahnya sarang dan permeabel serta terdapat hidrokarbon.

Gambar 1.4 Perangkap Stratigrafi

6

Gambar 1.5 Perangkap Stratigrafi

Gambar 1.6 Perangkap Stratigrafi Lateral Disconformity

Perangkap Struktural

Jenis perangkap selanjutnya adalah perangkap struktural, perangkap ini

Jebakan tipe struktural ini banyak dipengaruhi oleh kejadian deformasi

perlapisan dengan terbentuknya struktur lipatan dan patahan yang merupakan

respon dari kejadian tektonik dan merupakan perangkap yang paling asli dan

perangkap yang paling penting, pada bagian ini berbagai unsur perangkap

yang membentuk lapisan penyekat dan lapisan reservoar sehingga dapat

menangkap minyak, disebabkan oleh gejala tektonik atau struktur seperti

pelipatan dan patahan (Koesoemadinata, 1980, dengan modifikasinya).

7

Jebakan Patahan

Jebakan patahan merupakan patahan yang terhenti pada lapisan batuan.

Jebakan ini terjadi bersama dalam sebuah formasi dalam bagian patahan yang

bergerak, kemudian gerakan pada formasi ini berhenti dan pada saat yang

bersamaan minyak bumi mengalami migrasi dan terjebak pada daerah

patahan tersebut, lalu sering kali pada formasi yang impermeabel yang pada

satu sisinya berhadapan dengan pergerakan patahan yang bersifat sarang dan

formasi yang permeabel pada sisi yang lain. Kemudian, minyak bumi

bermigrasi pada formasi yang sarang dan permeabel. Minyak dan gas disini

sudah terperangkap karena lapisan tidak dapat ditembus pada daerah jebakan

patahan ini.

Gambar 1.7

Jebakan patahan pada jebakan struktural

Jebakan Antiklin

Kemudian, pada jebakan struktural selanjutnya, yaitu jebakan antiklin,

jebakan yang antiklinnya melipat ke atas pada lapisan batuan, yang memiliki

bentuk menyerupai kubah pada bangunan. Minyak dan gas bumi bermigrasi

pada lipatan yang sarang dan pada lapisan yang permeabel, serta naik pada

8

puncak lipatan. Disini, minyak dan gas sudah terjebak karena lapisan yang

diatasnya merupakan batuan impermeabel.

Gambar 1.8 Jebakan antiklin pada Jebakan Strutural

Perangkap Kombinasi

Kemudian perangkap yang selanjutnya adalah perangkap kombinasi

antara struktural dan stratigrafi. Dimana pada perangkap jenis ini merupakan

faktor bersama dalam membatasi bergeraknya atau menjebak minyak bumi.

Dan, pada jenis perangkap ini, terdapat leboh dari satu jenis perangkap yang

membenuk reservoar. Sebagai contohnya antiklin patahan, terbentuk ketika

patahan memotong tegak lurus pada antiklin. Dan, pada perangkap ini kedua

perangkapnya tidak saling mengendalikan perangkap itu sendiri.

Gambar 1.9 Perangkap Kombinasi

Jebakan Struktural lainnya

9

Contoh dari perangkap struktur yang lain adalah Tilted fault blocks in an

extensional regime, marupakan jebakan yang bearasal dari Seal yang berada

diatas Mudstone dan memotong patahan yang sejajar Mudstone. Kemudian,

Rollover anticline on thrust, adalah jebakan yang minyak bumi berada pada

Hanging Wall dan Footwall. Lalu, Seal yang posisinya lateral Ada diapir dan

menutup rapat jebakan yang berada diatasnya.

Gambar 2.0 Perangkap Struktural yang lain

Perangkap Hidrodinamik

Kemudian perangkap yang terakhir adalah perangkap hidrodinamik.

Perangkap ini sangta jarang karena dipengaruhi oleh pergerakan air.

Pergerakan air ini yang mampu merubah ukuran pada akumulasi minyak

bumi atau dimana jebakan minyak bumi yang pada lokasi tersebut dapat

menyebabkan perpindahan. Kemudian perangkap ini digambarkan

pergerakan air yang biasanya dari iar hujan, masuk kedalam reservoar

formasi, dan minyak bumi bermigrasi ke reservoar dan bertemu untuk migrasi

ke atas menuju permukaan melalui permukaan air. Kemudian tergantung pada

keseimbangan berat jenis minyak, dan dapat menemukan sendiri, dan tidak

dapat bergerak ke reservoar permukaan karena tidak ada jebakan minyak

yang konvensional.

10

Gambar 2.1

Perangkap Hidrodinamik

Untuk reservoir terbagi menjadi dua, yaitu :

1. Reservoir Jenuh

Reservoir jenuh (saturated) biasanya mengandung hidrokarbon dalam

bentuk minyak yang dijenuhi oleh gas terlarut dan dalam bentuk gas

bebas yang terakumulasi membentuk gas cap. Bila minyak dan gas

diproduksikan, kemungkinan akan ada air yang ikut terproduksi, tekanan

reservoir akan turun. Dengan turunnya tekanan reservoir, maka volume

gas yang membentuk gas cap akan mengembang dan merupakan

pendorong keluarnya fluida dari dalam reservoir. Selain pengembangan

volume gas cap dan pembebasan gas terlarut, mungkin juga terjadi

perembesan air kedalam reservoir.

2. Reservoir Tak Jenuh

Reservoir tidak jenuh (undersaturated) pada keadaan mula-mula tidak

terdapat gas bebas yang terakumulasi membentuk gas cap. Apabila

reservoir diproduksikan, maka gas akan mengalamai pengembangan

yang menyebabkan bertambahnya volume minyak. Pada saat tekanan

11

reservoir mencapai tekanan bubble point maka gas akan keluar dari

minyak.

Pada umumnya reservoir minyak memiliki karakteristik yang berbeda-

beda tergantung dari komposisi, temperatur dan tekanan pada tempat dimana

terjadi akumulasi hidrokarbon didalamnya. Suatu reservoir minyak biasanya

mempunyai tiga unsur utama yaitu adanya batuan reservoir, lapisan penutup

dan perangkap.

Petroleum system proses terdiri dari 5 proses yaitu :

1. Pembentukan (Generation): Tekanan dari batuan2 di atas batuan induk

membuat temperatur dan tekanan menjadi lebih besar dan dapat

menyebabkan batuan induk berubah dari material organik menjadi minyak

atau gas bumi.

2. Migrasi atau perpindahan (Migration): Senyawa hidrokarbon (minyak dan

gas bumi) akan cenderung berpindah dari batuan induk (source) ke batuan

penyimpan (reservoir) karena berat jenisnya yang ringan dibandingkan air.

3. Pengumpulan (Accumulation): Sejumlah senyawa hidrokarbon yang lebih

cepat berpindah dari batuan induk ke batuan penyimpan dibandingkan

waktu hilangnya jebakan akan membuat minyak dan gas bumi terkumpul.

4. Penyimpanan (Preservation): Minyak atau gas bumi tetap tersimpan di

batuan penyimpan dan tidak berubah oleh proses lainnya seperti

biodegradation (berubah karena ada mikroba-mikroba yang dapat merusak

kualitas minyak).

5. Waktu (Timing): Jebakan harus terbentuk sebelum atau selama minyak

bumi berpindah dari batuan induk ke batuan penyimpan.

1. 4 Sifat-Sifat Fisik Batuan

Sifat-sifat fisik batuan reservoir tersebut antara lain :

1. Porositas (Ø)

Dalam reservoir minyak, porositas menggambarkan persentase dari total

ruang yang tersedia untuk ditempati oleh suatu cairan atau gas. Porositas

dapat di definisikan sebagai perbandingan antara volume total pori-pori

batuan dengan volume total batuan per satuan volume tertentu.

12

2. Saturasi Fluida (S)

Saturasi adalah perbandingan antara volume pori-pori batuan yang terisi

fluida formasi tertentu terhadap total volume pori-pori batuan yang terisi

fluida atau jumlah kejenuhan fluida dalam batuan reservoir per satuan

volume pori. Oleh karena didalam reservoir terdapat tiga jenis fluida,

maka saturasi dibagi menjadi tiga yaitu saturasi air (Sw), saturasi minyak

(So) dan saturasi gas (Sg).

3. Permeabilitas (k)

Permeabilitas didefinisikan sebagai ukuran media berpori untuk

meloloskan/melewatkan fluida. Apabila media berporinya tidak saling

berhubungan maka batuan tersebut tidak mempunyai permeabilitas. Oleh

karena itu ada hubungan antara permeabilitas batuan dengan porositas

efektif. Semakin besar porositas efektif, maka semakin besar juga

permebilitasnya.

4. Resistivity

Batuan reservoir terdiri atas campuran mineral-mineral, fragmen dan pori-

pori. Padatan-padatan mineral tersebut tidak dapat menghantarkan arus

listrik kecuali mineral clay. Sifat kelistrikan batuan reservoir tergantung

pada geometri pori-pori batuan dan fluida yang mengisi pori. Minyak dan

gas bersifat tidak menghantarkan arus listrik sedangkan air bersifat

menghantarkan arus listrik apabila air melarutkan garam. Arus listrik akan

terhantarkan oleh air akibat adanya gerakan dari ion-ion elektronik. Untuk

menentukan apakah material didalam reservoir bersifat menghantar arus

listrik atau tidak maka digunakan parameter resistivity. Resistivity

didefinisikan sebagai kemampuan dari suatu material untuk

menghantarkan arus listrik.

5. Wettability

Wettability didefinisikan sebagai suatu kemampuan batuan untuk dibasahi

oleh fasa fluida atau kecenderungan dari suatu fluida untuk menyebar atau

melekat ke permukaan batuan. Sebuah cairan fluida akan bersifat

membasahi bila gaya adhesi antara batuan dan partikel cairan lebih besar

13

dari pada gaya kohesi antara partikel cairan itu sendiri. Tegangan adhesi

merupakan fungsi tegangan permukaan setiap fasa didalam batuan

sehingga wettability berhubungan dengan sifat interaksi (gaya tarik

menarik) antara batuan dengan fasa fluidanya.

6. Tekanan Kapiler (Pc)

Tekanan kapiler pada batuan berpori didefinisikan sebagai perbedaan

tekanan antara fluida yang membasahi batuan dengan fluida yang bersifat

tidak membasahi batuan jika didalam batuan tersebut terdapat dua atau

lebih fasa fluida yang tidak bercampur dalam kondisi statis.

7. Kompresibilitas

Menurut Geertsma, terdapat tiga macam kompresibilitas pada batuan

yaitu :

a.     Kompresibilitas matriks batuan, yaitu fraksional perubahan volume

dari material padatan batuan (grain) terhadap satuan perubahan tekanan.

b.     Kompresibilitas batuan keseluruhan, yaitu fraksional perubahan

volume dari volume batuan terhadap satuan perubahan tekanan.

c.      Kompresibilitas pori-pori batuan, yaitu fraksional perubahan volume

pori-pori batuan terhadap satuan perubahan tekanan.

Batuan yang berada pada kedalaman tertentu akan mengalami dua macam

tekanan, yaitu ;

·           Internal stress yang berasal dari desakan fluida yang terkandung di

dalam pori-pori batuan (tekanan hidrostatik fluida formasi).

·           External stress yang berasal dari pembebanan batuan yang ada di

atasnya (tekanan overburden).