GEOLOGI MINYAK BUMI

Adalah suatu cara untuk mencari dan menemukan akumulasi hidrokarbon dalam

jumlah yang ekonomis dengan cara eksplorasi.

Adapun tahapannya sebagai berikut:

1) Eksplorasi Hidrokarbon:

Geologi

Geofisika

Geokimia

Pemboran

Definisi Eksplorasi adalah pencarian lokasi dimana diduga terdapat

kandungan hidrokarbon.

Dalam eksplorasi jika lapangan minyak sudah diketahui maka urut-urutannya:

Harus diketahui size dan capacity dari reservoir

Harus diketahui geometri dan trap (pemboran delinasi)

Harus diketahui kualitas hidrokarbon: oil dan gas (ºAPI)

Harus diketahui mekanisme pendorong reservoir (drive reservoir)

Harus diketahui jenis trap (stratigrafi, struktur atau kombinasi)

2. Produksi Hidrokarbon

Menentukan rate produksi

Menentukan prosentase recovery maksimum

Recovery selanjutnya

3. Pengilangan

4. Pemasaran

Tujuan utama ‘Petroleum Geologist’:

1. Menentukan lokasi hidrokarbon (Basin)

2. Pengukuran geometri reservoir

3. Kualitas

Dari ketiga komponen diatas dapat ditentukan:

Batuan Induk (Source Rock)

Kualitas Reservoir

Perangkap (Trap)

Batuan Penutup (Seal/Cap Rock)

Gambar 1. Lapisan Bumi

CEKUNGAN (BASIN)

TERBENTUKNYA CEKUNGAN SEDIMEN

Kulit bumi yang terdiri dari Lempeng Benua (Continental Plate) dan

Lempeng Samudra (Oceanic Plate) yang kelihatan seolah mengambang diatas

lapisan mantel yang plastis (F. B Taylor & A Wegener, 1910). Berdasarkan

bentuk pinggiran benua dapat diketahui bahwa ratusan juta tahun yang lalu benua-

benua saling menyatu, sedangkan keadaan seperti sekarang ini terjadi karena

pemisahan.

Seperti yang telah diketahui, bagian dalam bumi sangat panas dan bersifat

plastic-mobile sedangkan bagian luarnya dingin. Adanya perbedaan panas ini

menyebabkan terjadinya arus konveksi (Vening Meinesz). Sama seperti pada

waktu memasak air yaitu terjadi arus dari bawah keatas kemudian balik lagi

kebawah.

Arus konveksi ini menyebabkan beberapa tempat pada kulit bumi terpisah dan

menjadi bermacam-macam benua. Misalnya: benua afrika terpisah dengan benua

amerika, India memisah dengan benua afrika kemudian bergerak keutara

bertumbukan dengan benua asia sehingga menyebabkan terjadinya pegunungan

himalaya.

DiIndonesia, pulau Sumatra dan Jawa yang merupakan bagian dari benua asia

ditumbuk oleh lempeng samudra hindia, sehingga terjadilah penekukan lempeng

samudra hindia kedalam lempeng benua asia dipulau Sumatra dan Jawa. Peristiwa

tumbukan dan penekukan lempeng ini merupakan gejala tektonik yang

menyebabkan terjadinya cekungan.

Gambar 2. Cekungan

Gambar 3. Batas-batas Lempeng Didunia

MEKANISME PEMBENTUKAN CEKUNGAN

o Konsep tektonik lempeng membawa pemikiran bahwa lempeng-

lempeng didunia tidak tetap pada tempatnya, tetapi bergerak yang satu relatif

terhadap yang lain. Adapun jenis pergerakan lempeng dibagi 3, yaitu:

1. Saling menjauh (Divergent)

2. Saling mendekat (Convergent)

3. Bergeser (Transform)

Ketiga pergerakan lempeng ini dapat mengakibatkan terjadinya suatu

cekungan.

o Pembentukan Cekungan Menurut Konsep Tektonik

Lempeng.

Arus konveksi yang terjadi pada astenosfer pada suatu waktu memberikan

kenampakan seperti kubah dipermukaan bumi. Bila tekanan bertambah besar

ketika magma mengalir keatas, maka kenampakan seperti kubah tersebut akan

merekah dengan pola radial. Pada umumnya akan membentuk rekahan tiga

cabang (Triple Junction).

Arus konveksi yang terus berlangsung, hanya akan memisahkan dua

cabang rekahan, sedangkan cabang yang ketiga tetap menjadi Failed Rift.

Gambar 4. Bentuk Rekahan

DEFINISI CEKUNGAN SEDIMEN

Adalah suatu depresi pada batuan dasar (Basement) tempat sedimen terakumulasi.

Cekungan akibat pertumbukan dibagi 2, yaitu:

o Cekungan ‘Back Arc’

Terjadi antara busur kepulauan dan benua. Cekungan ini umumnya diisi

oleh sedimen laut dangkal. ‘Heat Flow’ dari cekungan ini biasanya tinggi

sampai sangat tinggi disebabkan oleh melelehnya lempeng samudra

menghujam kedalam lempeng benua, sehingga terjadi aktifitas

vulkanisme.

o Cekungan ‘Fore Arc’

Terletak antara busur kepulauan dan palung samudra. Cekungan ini diisi

oleh lapisan sedimen dari berbagai macam facies berkisar antara facies

‘Fluvial’ sampai sekitar laut dalam. Berbeda dengan cekungan back arc,

cekungan ini memiliki ‘Heat Flow’ sangat rendah. Hal ini disebabkan

cekungan ini didasari oleh lempeng samudra yang dingin.

Gambar 5. Tektonik Lempeng

KLASIFIKASI CEKUNGAN

Sejalan dengan perkembangan mekanisme pembentukan cekungan, klasifikasi

cekungan didunia mengalami perkembangan pola yaitu dari pola berpikir ‘Statis’

menjadi ‘Dinamis’.

Klasifikasi cekungan didunia didasarkan pada prinsip tektonik lempeng. Salahsatu

yang menggunakan prinsip ini adalah Klasifikasi Selley & Morill (1982) yang

merupakan penggabungan klasifikasi Klemme & Huff (1972, 1980). Berdasarkan

kombinasi tersebut didapat 10 tipe cekungan seperti pada tabel dibawah ini.

Tabel 1. Klasifikasi Cekungan Selley & Morill

GEOMETRI CEKUNGAN

Yaitu ukuran dan bentuk cekungan yang bervariasi.

o Pada umumnya cekungan mempunyai luas minimum

100 km². Pada cekungan-cekungan raksasa didunia, luasnya dapat mencapai

beberapa juta km².

o Bentuk cekungan bervariasi dari berbentuk bulat hingga

persegi panjang.

o Pada penampang cekungan dapat berbentuk simetri,

asimetri ataupun tidak beraturan sama sekali.

Cekungan dapat juga dibedakan dari sedimen yang mengisinya. Berdasarkan

elevasi dan hubungan antara Rs (Rate of Subsidence) dan Rd (Rate of Deposition),

maka cekungan dapat didominasi oleh: sedimen darat, sedimen lingkungan laut

dangkal dan sedimen lingkungan laut dalam.

o Pada umumnya Rs dan Rd pada cekungan berjalan bersamaan.

o Pada cekungan lingkungan laut dengan Rd sama dengan Rs. Cekungan

tidak mengalami kekosongan karena cekungan akan diisi penuh oleh

sedimen yang diendapkan pada lingkungan dangkal.

o Pada keadaan sebaliknya, yaitu penurunan cekungan. Rs lebih cepat

dari Rd maka akan terjadi kekosongan yang pada akhirnya kekosongan

ini nantinya akan diisi oleh sedimen.

Cekungan yang letaknya jauh dari daratan (terisolir) karena adanya tinggi

topografi dapat diisi oleh karbonat atau evaporit tergantung kepada iklim. Akan

tetapi mungkin juga hanya diisi oleh air dan disebut ‘Starved Basin’ karena hanya

menerima sangat sedikit sedimentasi.

Lingkungan geologi yang dapat menghasilkan lapisan batuan yang kaya

kandungan organik:

Large Anoxic Lakes (Danau Besar Anoxic)

Contoh: Danau Tangunyika <warm tropical-subtropical climatic>

Gambar 6. Large Anoxic Lakes

Anoxic Silled Basin (Cekungan Terikat)

Contoh: Laut Baltic dan Laut Hitam

Gambar 7. Anoxic Silled Basin

Anoxic Ocean Layers Caused by Up Welling

Contoh: Arus Banguela diPeru

Gambar 8. Anoxic Ocean Layers Caused by Up Welling

Open Ocean Anoxic Layer

Contoh: Timur laut samudra Pasifik dan bagian utara samudra

Hindia

EUXINIC CONDITION

Dapat menghasilkan batuan induk yang berkualitas baik.

1) Semi Isolated Basin With All Water Ventilated (Fresh water tidak sampai

kepuncak ambang). <After K. M Storm>

Gambar 9. Semi Isolated Basin With All Water Ventilated

2) Semi Isolated Basin With Euxinic Bottom Water (Aliran Fresh Water sampai

kepuncak ambang). <After K. M Storm>

Gambar 10. Semi Isolated Basin With Euxinic Bottom Water

FAKTOR-FAKTOR UTAMA YANG MEMPENGARUHI FORMASI DAN KEJADIAN DARI MINYAK DAN GAS

Pengendapan Source Rocks (Batuan Induk)

o Sumber material organik (algae, tumbuhan darat).

o Matrik dari mineral [clay (±65%), karbonat (±21%)].

o Kondisi sejak pengendapan (oxic VS anoxic, kerja bakteri, marine VS

fresh water)

Generasi Hidrokarbon

o Efek waktu, temperatur, katalis, tipe material organik.

o Kuantitas dan waktu.

o Minyak dan gas (komposisi secara detail).

Ekpulsi dan Migrasi Kereservoir

o Mekanisme.

o Fraksinasi.

o Kuantitas dan waktu.

o Transformasi direservoir (maturity, degradasi, reduksi sulfat).

o Retensi (kualitas seal).

MULAJADI MINYAK BUMI DAN KAITANNYA DENGAN KONDISI GEOLOGI

1. MULAJADI MINYAK BUMI

Pengertian minyak bumi

Minyak bumi berasal dari kata ‘Petroleum’ dimana ‘Petro’ berarti batuan dan

‘Leum’ berarti minyak.

o Petroleum = mengandung hidrokarbon dalam

proporsi yang besar, tetapi kerapkali mengandung unsur lain seperti

Nitrogen (N2), Sulfur (S2), Oksigen (O2) dan lain-lain.

o Hidrokarbon = suatu senyawa yang mengandung unsur

Carbon dan Hydrogen.

Sifat Fisis

o Warna : kuning, merah, hijau, cokelat, sampai

hitam. Minyak berat bewarna hijau dan minyak ringan bewarna cokelat

hitam sampai hitam.

o Bau : Keras => parrafinic + naphthene

Ringan => unsaturated + nitrogen dan sulfur

o Fluorecency : yaitu gejala berpendarnya suatu zat

sesaat setelah terkena sinar elektomagnetik. Dalam hal ini sinar ultraviolet

(λ 2000-3000).

o Spesific Gravity : 0,6112-1,000

o Flamable (mudah terbakar).

o Mengandung chlorophyl.

Komposisi kimia minyak bumi

o Sebagai senyawa organik

o Sederhana

o Terdiri dari hydrogen dan carbon

o Pengotor (kontaminan) relatif sedikit,

misalnya: Nitrogen, Sulfur, Oksigen.

2. TEORI MULAJADI MINYAK BUMI

Minyak bumi terjadi didalam batuan. Ada dua teori mulajadi minyak bumi:

a) Teori Organik

Sebagian besar akumulasi hidrokarbon pada batuan sedimen. Komposisi

banyak mengandung hidrokarbon seperti pada zat organik. Kandungan logam

pada minyak bumi mirip dengan kandungan logam pada organisme. Pada

hidrokarbon terdapat chlorophyl phorpiri yang akan rusak pada suhu 200º C.

Pada batuan sedimen terdapat sisa organisme yang mungkin dapat berubah

menjadi minyak dan gas bumi.

b) Teori Anorganik

Teori ini berkembang pertama kali diRusia. Menyatakan bahwa hidrokarbon

dapat dibuat secara sintetis dalam laboratorium dari kombinasi Metallic

Carbides + air.

3. MEKANISME MULAJADI MINYAK BUMI

Tahap pengendapan:

Diendapkan sebagai sisa organisme (flora atau fauna).

Mengalami biodegradasi oleh bakteri.

Umumnya berupa:

o Autohtone : algae, phytoplankton, cepapods.

o Allohtone : herbaceous, woody.

Diendapkan bersama dengan komponen klastik halus (lempung

hitam) agar tidak rusak dan tersimpan dngan baik didalamnya.

Secara geologi ada syarat proses geologi ialah:

o Kecepatan sedimen besar.

o Kecepatan penurunan dasar cekungan besar.

Agar terbentuk : Potential Mother Rocks

dan Potential Reservoir Rocks

4. PROSES GEOLOGI YANG MENDUKUNG MULAJADI

MINYAK BUMI

Perkembangan tektonik mengontrol perkembangan stratigrafi sehingga

terbentuk cekungan.

Perkembangan stratigrafi yang menyediakan data tentang kemungkinan

mulajadi minyak bumi karena adanya Thermal Conductivity.

Tektonik mengontrol mulajadi minyak bumi:

o Mulajadi batuan induk yang potensial

o Mulajadi batuan reservoir yang potensial

o Perkembangan struktur geologi yang menjamin terbentuknya

perangkap yang potensial.

Ketiganya dikontrol oleh perkembangan tektonik yang mengikuti

perkembangan cekungan.

Indikasi potensi batuan induk berdasarkan TOC (Total Organic Carbon)

menurut Waples (1985).

TOC (% berat) IMPLIKASI BATUAN INDUK

< 0,5 Potensi rendah

0,5-1 Kemungkinan sedikit berpotensi

1-2 Kemungkinan cukup berpotensi

> 2 Kemungkinan berpotensi baik sampai sangat

baik

Tabel 2. Indikasi Potensi Batuan Induk Berdasarkan TOC