Eksplorasi atau pencarian minyak dan gas bumi merupakan kajian yang panjang dan melibatkan beberapa bidang kajian kebumian dan disiplin ilmu-ilmu eksak. Dalam hal kajian dasar, suatu riset biasanya dilakukan oleh para ahli geologis, yaitu orang-orang yang pakar dalam ilmu kebumian. Ilmuwan tersebut yang bertanggung jawab dalam hal pencarian minyak dan gas bumi.Berikut ini adalah gambar struktur geologi tanah yang memungkinkan terdapat minyak dan gas bumi:

Dalam ilmu geologi, untuk menentukan suatu daerah mempunyai potensi akan adanya minyak dan gas bumi, ada beberapa kondisi yang harus terdapat pada daerah tersebut. Apabila salah satu dari kondisi tidak ada, maka daerah tersebut kemungkinan tidak mempunyai potensi atau bahkan tidak terdapat minyak dan gas bumi . Kondisi itu adalah:1.Batuan Sumber (Source Rock)Yaitu batuan yang menjadi bahan baku pembentukan minyak dan gas Bumi. Pada umumnya yang berperan sebagai batuan sumber ini adalah batuan serpih. Karena batuan ini kaya akan kandungan unsur atom karbon (C) yang didapat dari cangkang - cangkang fosil yang terendapkan pada batuan. Sedangkan atom karbon (C) merupakan unsur utama dalam rantai penyusun ikatan kimia hidrokarbon yang menjadi komponen utama dalam minyak dan gas bumi.

2.Tekanan dan TemperaturAgar dihasilkan senyawa hidrokarbon, tekanan dan temperatur yang tinggi di perlukan. Karena dengan tekanan dan temperatur akan menyebabkan ikatan kimia pada karbon yang ada dibatuan menjadi rantai hidrokarbon.

3.Migrasi (Permeabilitas)Hidrokarbon yang terbentuk dari proses tersebut harus dapat berpindah ke tempat yang memiliki nilai ekonomis untuk diproduksi, hal ini terjadi karena tidak semua minyak dan gas bumi terakumulasi dalam satu tempat. Sehingga pada tahapan ini sangat menentukan eksploitasi minyak dan gas bumi dilakukan.

4.ReservoarAdalah batuan yang menjadi wadah tempat minyak dan gas bumi terakumulasi dalam proses migrasinya. Reservoar pada umumnya merupakan batu pasir dan batuan karbonat, karena kedua jenis batu tersebut memiliki pori yang cukup besar untuk menyimpan minyak dan gas bumi.Ada beberapa macam reservoar sbb:

Gambar 1: Reservoir antiklinGambar 2: Reservoir PatahanGambar 3: Reservoir StatighraphyGambar 4: Reservoir Salt Dome (kubah garam)

5.Perangkap (Trap)Perangkap atau trap akan melindungi reservoar dengan tujuan agar hidrokarbon yang terdapat pada reservoar terakumulasi di satu tempat. Jika perangkap ini tidak ada maka hidrokarbon dapat mengalir ketempat lain yang berarti nilai ekonomisannya akan berkurang atau tidak ekonomis sama sekali.METODE EXPLORASI MINYAKBUMIMetode eksplorasi minyak bumiMetode eksplorasi minyak bumi yang telah dimanfaatkan di Indonesia ada empat (4), yaitu Metode Geologi, Metode Geokimia, Metode Produksi, dan Metode Aliran Panas.

1. METODE GEOLOGIMetode geologi digunakan untuk mempelajari struktur batuan, sejarah geologi dan pemetaan geologi. Pada metode ini dilakukan survei seismik, dengan tujuan guna mengetahui lapisan batuan, kandungan permukaan paling bawah, dan stratigafinya (lapisan tanah). Peralatan yang dipergunakan adalah teknologi transmisi gelombang elektro magnetik yang dipancarkan ke bawah permukaan yang kemudian gelombang tersebut dipantulkan ke atas. Dari hasil pemanfaatan teknologi transmisi gelombang elektro magnetik tersebut dapat diketahui kerapatan batuan, koefisien refleksi, interferensi, alur geometris, absorbsi dan atenuasi. Hasil yang diperoleh tersebut kemudian dianalisis untuk kandungan minyak buminya, akan tetapi dari hasil analisis belum tentu semua area penyidikan mengandung minyak bumi. Area yangmengandung minyak bumi diberi tandagaris batas penyebaran hidro karbon. Selanjutnya area yang termasuk dalambatas penyebaran hidro karbon inidianalisis lebih lanjut dengan cara mengambil contoh (injeksi fluida) guna menentukan volume reservoir, porositas batuan serta saluran air. Dengan metode geologi ini akan diperoleh tiga (3) kategori cadangan yaitu cadangan proven, probable dan possible.Berdasarkan cara dari pengambilan datanya, eksplorasi geologi dapat dibagi dua, yaitu:1. Pengindraan jauh, yaitu studi mengenai bumi dengan memanfaatkan radiasi elektromagnetik yang dipantulkan atau diserap oleh permukaan bumi dengan panjang gelombang dari ultra violet. Pengindraan jauh dibagi menjadi empat macam yaitu : Aerial Photograpy (foto udara), Landsat Imagery (teknik satelit landsat), Thermal Infrared Imagery dan Radar Imagery.2. Pemetaan geologi, merupakan metode tertua dalam eksplorasi geologi untuk mencari hidrokarbon dengan mengamati rembesan minyak yang tampak di permukaan bumi yang bersal dari struktur/perangkap dibawah tanah dan naik keatas melalui celah/rekahan yang terjadi diatas struktur tersebut.

2.METODE GEOKIMIAMetode geokimia dipergunakan untuk menentukan temperatur reservoir yang berfungsi untuk mengetahui perubahan fasa dari cair menjadi uap. Pada metode ini, larutan polymer diinjeksikan kedalam lapisan batuan guna menentukan kadar garam, sifat absorbsi, reduksi dan permeabilitas serta perubahan fasa yang terjadi dalam reservoir. Selain itu dengan adanya injeksi dari larutan ini yang dapat mempengaruhi terjadinya perubahan permeabilitas batuan akan dapat memperluas daerah penyidikan ke arah horizontal dan vertikal serta memperlebar pori-pori sehingga dapat meningkatkan faktor perolehan minyak.

3.METODE PRODUKSIMetode produksi ini dilakukan untuk dapat mengangkat fluida minyak ke permukaan reservoir. Agar fluida minyak dapat dengan mudah di angkat ke permukaan reservoir diperlukan adanya beberapa parameter seperti tekanan reservoir yang relatif besar, laju alir fluida yang relatif cepat serta tekanan pompa yang relatif tinggi sehingga dapat mengangkat cairan dari dasar sumur minyak ke permukaan.

4.METODE ALIRAN PANAS (FLASH)Metode aliran panas ini diperlukan untuk menentukan gradien temperatur pada reservoir dengan tujuan agar tekanan sumur dapat stabil. Prosesyang terjadi pada metode ini adalah proses yang berhubungan dengan fasa,seperti sifat-sifat fasa dan perubahan fasa akibat dari perubahan tekanan. Perubahan sifat fasa perlu diketahui agar dapat menentukan rasio gas terhadap liquid pada saat mencapai titik embun sehingga jumlah mol dari komposisi fluida dalam reservoir dapat diperkirakan.2. EKSPLORASI SECARA GEOFISIKAMetode geofisika banyak berhubungan dengan komposisi dan sifat-sifat fisik batuan. Ada tiga metode yang umum digunakan yaitu :

1. Survei Magnetik2. Survei Gravitasi3. Survei Seismik

2.1 Survey MagnetikDasar filosofi dari metoda ini adalah bahwa bumi mempunyai medan magnet yang kuat. Magnetometer adalah alat untuk mengukur magnetisasi dari batuan, yang umumnya dibawa dengan pesawat terbang untuk mengukur medan magnet suatu daerah dengan relatif singkat. Dengan cara ini daerah yang sulit didatangi, seperti rawa dan gurun pasir akan lebih mudah untuk diselidiki.Magnetometer merekam perbedaan relatif antara magnetisasi bermacam batuan terhadap medan magnet bumi. Batuan yang banyak mengandung mineral magnetit seperti batuan beku, sulit sekali untuk mengandung hidrokarbon, sedangkan batuan sedimen yang kurang magnetis, lebih besar kemungkinan untuk mengandung minyak dan gas bumi.2.2 Survei GravitasiPara ahli geofisik juga memanfaatkan medan gravitasi bumi yang bervariasi tergantung dengan distribusi massa dekat permukaan bumi.Secara umum dapat diterangkan bahwa batuan yang berbeda densitasnya akan menghasilkan besaran gravitasi yang berbeda pula. Jika suatu batuan dengan densitas tinggi terletak dekat dengan permukaan bumi maka akan direkam besaran gravitasinya yang relatif tinggi pada sebuah gravimeter.Survei Seismik Refleksi

Metode seismik pantul (seismic reflection) digunakan untuk memetakan atau memotret struktur bawah tanah dengan cara menjalarkan gelombang seismik yang merupakan gelombang suara (sonic wave) kedalam medium tanah. Sesuai dengan hukum Snellius mengenai pembiasan dan pemantulan gelombang.

Gambar 1 : Skema survei seismik refleksi di lepas pantai

Hukum Snellius merupakan rumusan matematika yang memberikan hubungan antara sudut datang dan sudut bias pada cahaya atau gelombang lainnya yang melalui batas antara dua medium isotropik berbeda, misalnya didalam ilmu kebumian antara lapisan pasir dan lempung.

Gambar 2 : Kegiatan survei seismik refleksi di lepas pantai

Didalam eksplorasi minyak dan gas bumi dengan menggunakan metode seismik refleksi, penguasaan keilmuan tentang gelombang sangat diperlukan sekali. Oleh karena itu, sangat dianjurkan para mahasiswa untuk mendalami pengertian dan pemahaman tentang gelombang secara mendalam, khususnya gelombang mekanik atau gelombang suara. Pemahaman tentang gelombang longitudinal (Gelombang P atau Body Wave) dan gelombang transversal (Gelombang S atau Surface Wave).

Gambar 3 : Contoh bentuk gelombang

Gambar 4 : Parameter dari gelombang

Didalam pelaksanaan survei seismik refleksi khususnya untuk eksplorasi minyak dan gas bumi, melibatkan pemikir dibidang keilmuan yang lain, yaitu tentang topografi, seismologist, processing, Field Quality Control (QC) serta bagian-bagian yang mendukung kelancaran survei. Pemikir dibidang topografi sangat diperlukan karena setiap titik ukur (Shot Point) perlu diketahui koordinat (x dan y) serta ketinggian (z). Pemikir dibidang seismologi (seismologist) yaitu ilmu tentang penjalaran gelombang seismic sangat berperan didalam penentuan keberadaan minyak dan gas bumi. Data-data hasil survei seismik refleksi perlu dilakukan pengolahan data (processing) sebelum disajikan untuk diinterpretasi. Setiap hasil dari tahapan survei ataupun pengolahan data seismik selalu dikontrol untuk menjamin kualitas data dan hasil, sehingga diperoleh hasil akhir yang bisa dipercaya.

Gambar 5 : Survei seismik refleksi di darat

Metode seismik refleksi dapat digunakan untuk mendeteksi parameter fisis baik secara lateral (horizontal) maupun kedalaman (vertikal). Setelah melalui pengolahan data seismik yang cukup panjang, maka dapat dihasilkan citra atau potret bawah permukaan tanah.

Gambar 6 : Contoh gambaran bawah tanah hasil survei seismik refleksi

Respon pada penjalaran gelombang seismik bergantung dari densitas batuan dan konstanta elastisitas lainnya. Sehingga, setiap perubahan konstanta tersebut (porositas, permeabilitas, kompaksi, dll) pada prinsipnya dapat diketahui dari metode seismik.

Kemajuan teknologi instrumentasi dan komputer menyebabkan kemajuan didalam pengolahan data seismik refleksi, sehingga memungkinkan untuk melakukan deteksi langsung terhadap keberadaan hidrokarbon. Salah satu metode seismic yang saat ini masih dalam taraf penelitian adalah penggunaan metode mikro seismic atau passive seismic untuk mendeteksi secara langsung keberadaan akumulasi hidrokarbon.

Sebagian besar perangkap minyak dan gas bumi ditemukan pada lapisan batuan pasir dan karbonat, dan sangat terbatas terbentuk dibatuan shale, batuan volkanik ataupun rekahan batuan dasar (basalt). Jebakan minyak dan gas bumi bisa dalam bentuk struktur antiklin, patahan, kubah garam dan stratigrafi.

Gambar 7 : Contoh jebakan minyak dan gas bumi

Dengan melakukan kerjasama keilmuan antara geologi dan geofisika, maka jebakan-jebakan minyak dan gas bumi baik struktur (a,b dan d) ataupun stratigrafi (c) dapat ditemukan.