Makalah Simposium Nasional IATMI 2003 bidang Deep Water Exploration Bandung October 1-3, 2004

Mengamati Perkembangan Usaha Eksplorasi Laut Ultra-Dalam

Gulf of Mexico, Amerika Serikat

Dharmawan Samsu (BP Indonesia) Leonardus Tjahjadi (BP North America Exploration)

ABSTRAK:

Usaha eksplorasi sumber cadangan baru minyak bumi di Teluk Mexico, Amerika Serikat, telah berkembang sampai pada usaha optimisasi eksplorasi di laut ultra-dalam atau pada kedalaman air lebih dari5000 kaki. Beberapa penemuan lapangan minyak pada laut ultra-dalam pada dasawarsa terakhir ini telah membuka paradigma baru untuk meneruskan usaha eksplorasi hingga ke kedalaman laut sekitar 10,000 kaki dan kedalaman target mencapai 30,000 kaki.

Adanya lapisan garam yang sangat kompleks memberikan warna unik pada geologi Teluk Meksiko. Mengingat usaha eksplorasi sekarang ini sebagian besar difokuskan pada cadangan yang berada di bawah lapisan garam tersebut, sehingga diperlukan keterkaitan yang kuat antara pengembangan teknologi dalam bidang geofisika, geologi, dan rekayasa teknik pengeboran. Seismologi bawah lapisan garam merupakan salah satu fokus optimisasi teknologi yang digunakan untuk menurunkan faktor resiko geologi dan pengeboran. Pengembangan bidang rekayasa pengeboran juga telah mencapai optimisasi drilling rig generasi ke lima yang mampu mengebor hingga kedalaman lebih dari 30,000 kaki.

Tingginya tingkat komplikasi geologi dan rekayasa pendukung yang dibutuhkan menyebabkan usaha eksplorasi di laut ultra-dalam membutuhkan biaya tinggi dengan resiko yang tinggi pula. Usaha pada modal ini ditunjang dengan beberapa insentive yang diberikan oleh Kongres di bawah Deepwater Royalty Relief Act 1995 yang menghasilkan peningkatan jumlah aktivitas yang sangat tajam. Namun demikian, umumnya hanya perusahaan minyak raksasa yang mengambil peran sebagai operator. Perusahaan-perusahaan raksasa ini, bersama perusahaan-perusahaan mitra pendukungnya (oil services) terus melakukan pengembangan teknologi yang menunjang keberhasilan dalam kelanjutan dari eksplorasi laut ultra-dalam di masa mendatang.

PENDAHULUAN Dalam satu dasawarsa terakhir ini, daerah laut-dalam Teluk Meksiko telah berkembang menjadi propinsi penghasil minyak dan gas bumi yang utama di Amerika Serikat. Kegiatan leasing, eksplorasi, dan produksi telah berkembang sangat pesat, yang diikuti dengan penemuan cadangan-cadangan baru yang signifikan (Gambar 1). Angka keberhasilan ini merupakan hasil dari gabungan berbagai faktor penunjang yang kesemuanya terkulminasi sekitar akhir dasawarsa 90-an.

1

Pada tahun 1999, jumlah total produksi dari Teluk Meksiko mencapai 494 juta barel setelah selama beberapa tahun sebelumnya produksi berkisar pada angka 300 juta barel. Volume penambahan ini merupakan sumbangan meningkatnya jumlah produksi dari laut dalam. Hal ini terjadi karena pada tahun 1999 tersebut untuk pertama kalinya total produksi dari daerah laut-dalam melebihi total produksi dari daerah pelataran (shelf). Beberapa faktor penunjang yang dapat disebutkan adalah ditingkatkannya pengunaan teknologi pengeboran generasi ke lima, penggunaan sumur-sumur dengan “high flow rate”, penggunaan “subsea completion”, dan diraihnya beberapa keberhasilan dalam bidang rekayasa fasilitas produksi. Keberhasilan lainnya termasuk pemasangan fasilitas produksi “subsea” pada kedalaman air di atas 5000 kaki seperti di lapangan Mensa (1977), pemasangan TLP pada 3800 kaki di Ursa (1999), pemasangan fasilitas SPAR pertama di Neptune (1997), dan pemasangan mini-TLP pertama tahun 1998. Kemajuan tehnologi ini juga ditunjang dengan beberapa insentive yang diberikan oleh pemerintah yang diwakili oleh Kongres, di bawah Deepwater Royalty Relief Act 1995 yang menghasilkan peningkatan jumlah leasing yang sangat tajam. Keringanan royalti yang berlaku untuk perioda 1996 hingga 2000 ini menghasilkan lebih dari 3000 lease baru yang 2600 diantaranya berada di daerah laut-dalam dan ultra-dalam.

2

Pada saat ini terdapat lebih dari 35 fasilitas produksi di laut-dalam Teluk Meksiko. Beberapafasilitas produksi baru masih dalam tahap pengembangan dan sumur-sumur explorasi di daerah “frontier” laut ultra-dalam terus berlangsung (Gambar 2). Dua penemuan terakhir di daerah lipatan Perdido dilakukan pada kedalaman air 10,000 dan kedalaman target 25,000 kaki, telah membuka peluang baru untuk menemukan minyak dan gas bumi pada sektor 0, yaitu sektor

yang sebelumnya tidak terjamah oleh mata bor. Hal ini menempatkan Teluk Meksiko sebagai propinsi hidrokarbon kelas dunia dan merupakan laboratorium dari kegiatan eksplorasi di laut ultra-dalam.

PARADIGMA BARU EKSPLORASI TELUK MEKSIKO Dalam bahasan ini, digunakan istilah sektor eksplorasi yang dibagi dalam dua kategori (Gambar 3). Sektor 1 merupakan daerah eksplorasi yang dikatakan konvensional, umumnya dilakukan di daerah “shelf” dan pada daerah yang memiliki kondisi geology dan geography yang sudah lama dikenal. Umumnya, daerah eksplorasi sektor 1 terdiri dari target-target jebakan yang relatif dangkal dan kompleks, namun didukung oleh atribut seismic sebagai indikator adanya hidrokarbon. Beberapa penemuan tersebut dilakukan di atas lapisan kanopi garam, atau disekitar intrusi lapisan garam dan biasanya didukung oleh atribut seismic anomali seperti “bright spot”, flat spot” “positive avo response dsb.”

3

Sektor 0 merupakan daerah dengan geology dan geography yang baru dikembangkan kurang dari dua dasawarsa terakhir ini. Daerah ini meliputi target reservoir yang lebih dalam, terletak di bawah kubah garam yang kompleks, tidak didukung oleh atribut seismic, dan atau terletak pada geography kedalaman air di atas 5,000 kaki. Kompleksitas dari target eksplorasi di sektor 0 ini memerlukan dua faktor yang sangat mendasar, yaitu harapan akan cadangan yang sangat besar dan tingkat kemungkinan keberhasilan “chance factor” yang tinggi. Hal ini hanya bisa didapat jika analisa di lakukan dengan pendekatan yang mendalam atas keberadaan komponen-komponen pendukung keberhasilan suatu prospect (trap, charge, reservoir dan source). Pengetesan prospect dilakukan dengan metode reverse, yaitu berbagai arah yang ditujukan pada

faktor-faktor yang bisa menurunkan tingkat probabilitas keberhasilan eksplorasi. Dalam pembahasan di bab berikutnya akan disampaikan pentingnya kemampuan untuk memastikan keberadaan struktur melalui metoda “seismic imaging” yang memadai sebagai awal dari keseluruhan proses mitigasi faktor kegagalan.

Usaha eksplorasi di sektor 0 telah menunjukkan keberhasilan-keberhasilan yang signifikan, namun dipercayai masih merupakan tahap permulaan dari keberhasilan yang lebih besar. Suatu studi yang dilakukan di Teluk Meksiko menunjukkan indikasi adanya perbandingan yang koheren antara pola propagasi akumulasi cadangan terkumpul di daerah eksplorasi sektor 1 (shelf) dengan sektor 0 (deep target and or deep water). Data yang ada menunjukkan pola akumulasi cadangan terkumpul sektor 0 dalam dua dasawarsa terakhir mempunyai pola yang sama dari dua dasawarsa pertama sejak minyak dan gas pertama di eksploitasi di sektor 1 pada tahun 1938 (Gambar 4). Hal ini diperkirakan merupakan penggerak dari adanya kegiatan eksplorasi yang tinggi di daerah laut dalam dan laut ultra-dalam Teluk Meksiko.

4

RINGKASAN GEOLOGI TELUK MEKSIKO Sistem geologi Teluk Meksiko sangat dipengaruhi oleh kombinasi dari sistem drainasi yang sangat luas dari bentangan benua Amerika Utara dan pembukaan Teluk Meksiko pada jaman Miocene. Sedimen bersumber dari sistem drainasi yang luas dari daratan Benua Amerika utara yang dibatasi oleh Rocky Mountains di belahan barat dan Appalachian disebelah timur. Transportasi dan pengendapan sedimen ke daerah laut-dalam Teluk Meksiko adalah melalui sistem sungai seperti sungai Mississippi khususnya dan deltanya dalam bentuk “turbidites” yang dialirkan melalui beberapa submarine canyons di sepanjang Teluk Meksiko. Sistem ini membentuk berbagai deep water fans dan berbagai jenis channel deposits yang kemudian menjadi bagian utama dari sistem reservoir laut-dalam. Singkapan di daerah Brushy Canyon, Texas Barat (Gambar 5), merupakan laboratorium alam yang dijadikan sistem analog di permukaan dan menjadi referensi utama dalam mempelajari pola pengendapan sistem reservoir turbidit di laut-dalam Teluk Meksiko.

5

Hal yang paling mendasar dari geologi teluk meksiko adalah adanya interaksi yang sangat kuat antara pola sedimentasi sistem deltaik berumur Miocene dengan pergerakan lapisan garam yang “mobile” di bawahnya (Gambar 6). Lapisan garam ini berumur Jurassic, dan memiliki karakteristik seperti fluida dibawah tekanan sedimen tersebut. Pergerakan lapisan garam dari kondisi Autocthonous (mother salt) menjadi kubah garam (allocthonous) kerap mengakibatkan perubahan struktur dari sedimen yang ditinggalkannya, dan acapkali membentuk suatu jebakan hidrokarbon yang menguntungkan. Keunikan eksplorasi yang sangat kompleks di bawah lapisan garam berbentuk canopy adalah sulitnya untuk mendeteksi struktur secara akurat menggunakan data seismic.

6

Lapisan garam kanopi yang sangat tebal merupakan bagian integral dari eksplorasi di Teluk Meksiko, khusunya eksplorasi di laut-dalam dan ultra-dalam. Hal ini dikarenakan luasnya daerah yang dicangkupnya (Gambar 7). Lapisan garam ini memicu terbentuknya suatu disiplin ilmu tersendiri yang disebut “Salt Tectonic”. Optimisasi teknologi yang dilakukan di dalam bidang seismic adalah dalam melakukan pemodelan kubah garam dengan tepat sehingga bisa diperoleh “seismic image” yang akurat, yang merepresentasikan keadaan sebenarnya di bawah permukaan. Hasil optimisasi seismic dengan menggunakan Finite Difference PreStack Depth Migration (FDPSDM) misalnya, mampu menghasilkan “seismic image” yang maksimal(Gambar 8). FDPSDM bisa dimanfaatkan untuk pemodelan geologi yang lebih akurat seperti optimisasi prospek dan pengendalian faktor resiko kegagalan.

“Seismic imaging” yang memadai memungkinkan pemodelan evolusi struktur secara lebih akurat(Gambar 9). Dengan demikian bisa dilakukan perhitungan “timing” dari sistem petroleum dan pematangan source rock hingga ke fasa migrasi. Interaksi antara sedimentasi dan pergerakan lapisan garam yang “mobile” di bawahnya, dikendalikan juga oleh faktor bathymetry, dengan gravitasi sebagai pengatur secara keseluruhan. Ketiga faktor tersebut digambarkan dalam Gambar 10, salah satu contoh diambil dari daerah Vioska Knoll, Mississipi Canyon, yang menunjukkan interaksi alur sedimentasi yang menghindari kubah garam yang sedang berkembang. Pada umumnya, pertumbuhan kubah garam yang mengambang dalam sedimen ini masih berkembang hingga masa kini, dan hal ini terwakilkan dalam penampakan profil dasar permukaan laut di Teluk Meksiko yang penuh dengan variasi cekungan-cekungan kecil. Hal ini dikendalikan oleh kubah garam yang ingin menembus ke permukaan namun tertahan karena tercapainya “buoyancy” ekuilibrium antara garam dan sedimen di permukaan (Gambar 11). Seismic imaging” yang memadai memungkinkan dilakukannya pemodelan target eksplorasi sektor 0 seperti digambarkan dalam Gambar 12 dan 13.

7

8

9

10

AKTIVITAS SURVEY SEISMIK

Semakin luasnya lingkupan 3D survey setelah tahun 1998 juga mempengaruhi peningkatan jumlah licensing blok. Sistem bisnis dan regulasi yang ada di Teluk Meksiko memungkinkan dilakukannya spec-survey secara sistematis, leluasa, dan menguntungkan semua pihak, baik dari pihak kontraktor survey, perusahaan minyak, maupun MMS sebagai wakil dari pemerintah federal. Dalam kurun waktu dua tahun sejak 1996 hingga 1998, cakupan survey di daerah laut-dalam mencapai peningkatan sebesar 100% (Gambar 14). Sebagai akibat langsung, licensing di daerah laut-dalam juga meningkat secara drastis dan setara (Gambar 15). Data menunjukkan bahwa perusahaan minyak “super majors” mengambil peran utama sebagai mayoritas pemegang lisensi di laut-dalam dan ultra-dalam tersebut.

Peningkatan cakupan survey juga dibarengi dengan peningkatan kualitas data seismik yang merupakan akibat langsung dari peningkatan teknologi pemrosesan data. Perbedaan resolusi survey seismik di laut berkedalaman 10,000 kaki sangat jelas terlihat antara tahun 1992 dan 1998 (Gambar 16). Peningkatan kualitas data di daerah lapisan bawah garam sangat dipengaruhi oleh adanya teknologi PreStack Depth Migration. Keberhasilan teknologi PreStack Depth Migration terbukti telah berdampak positif terhadap keberhasilan mendapatkan volume hidrokarbon (Gambar 17) dari suatu perusahaan yang bergerak di Teluk Meksiko.

11

12

PENGEBORAN

Walaupun pernah terjadi krisis penyediaan rig pada awal tahun 1992-an, jumlah rig yang bisa mengebor hingga kedalaman 10,000 feet dan kedalaman target sebesar 30,000 kaki semakin meningkat. Hal ini seiring dengan kebutuhan rig yang semakin meningkat guna menguji prospek-prospek yang akan habis masa berlaku leasing nya pada tahun 2007 y.a.d. Statistik MMS menunjukkan peningkatan aktivitas pengeboran pada laut ultra dalam seperti ditunjukkan pada Gambar-20. Rig-rig generasi terbaru ini adalah rig generasi ke-lima dengan berbagai kemampuan yang dirancang untuk mempersingkat waktu pengeboran dengan aman. Rig-rig dari generasi ke-lima ini (Gambar 18 and Gambar 19) sangat mahal biaya pengoperasiannya, namun mempunyai tingkat efisiensi yang sangat tinggi. Dengan dilakukannya perencanaan dan prediksi “pre-drill” yang akurat, maka efisiensi waktu pengeboran bisa lebih ditingkatkan. Pada akhirnya akan mampu mengimbangi bahkan mengurangi tingginya biaya operasional jika dibandingkan dengan pengeboran yang menggunakan rig konvensional.

Untuk mengetahui dan mengukur performance dari drilling, digunakan satuan yang umum digunakan dalam benchmarking di Teluk Meksico, yaitu Days/10K. Satuan ini merupakan satuan standard berdasarkan jumlah hari yang ditempuh untuk menembus lapisan sedimen sepanjang 10K (10,000 kaki). Dengan menggunakan matriks dari benchmark yang setara, bisa dinilai performance masing-masing team pengeboran (Gambar 23, 24, 25).

13

Akurasi dari prediksi dan perencanaan pre-drill juga sangat tergantung pada keberhasilan memaksimalkan kualitas dari data seismik. Salah satu teknik yang dikembangkan menggunakan data seismik, untuk target pengeboran laut-dalam dan kedalam target hingga 30,000 kaki msl., adalah analisa “pore pressure”.

Akurasi dari “pore pressure analysis” sangat penting artinya untuk menentukan keberhasilan rancangan jumlah casing dan antisipasi masalah-masalah pengeboran yang diakibatkan oleh temperatur dan tekanan tinggi. Semakin baik prediksi “pre-drill” semakin banyak biaya yang bisa ditekan dalam pengeboran (Gambar 25).

14

15

16

INFRA STRUKTUR

Beberapa contoh dari fasilitas produksi laut-dalam dan ultra-dalam yang sudah dipasang di Teluk Meksiko tercantum dalam Gambar-24. Gambar-25 merupakan cuplikan mengenai salah satu keberhasilan dari Marathon Oil Inc. dalam meng-eksekusi proyek pengembangan lapangan berukuran kecil di laut ultra dalam secara ekonomis. Berita gembira semacam ini merupakan benchmark yang sangat kompetitif bagi perusahaan-perusahaan minyak serta kontraktor pendukung yang beroperasi di Teluk Meksiko.

Waktu singkat dari tahap lisensi sampai dengan first production merupakan faktor kunci peningkatan eksplorasi di laut-dalam dan ultra-dalam Teluk Meksiko (Gambar 26 dan 27). Hal ini dimungkinkan oleh adanya tingkat infrastruktur yang telah matang di daerah produksi bagian shelf. Sistem “hub pipeline” dan “tie-in” yang telah ada memungkinkan untuk menarik hasil produksi dari satu lapangan laut-dalam ke onshore Amerika Serikat (Gambar 28) secara ekonomis.

Pada saat ini pemerintah AS melalui MMS telah mengijinkan pemanfaatan dari FPSO. Hal ini dilihat sebagai suatu terobosan yang bisa memberikan peluang bisnis untuk menjalankan proyek eksploitasi minyak dan gas secara ekonomis di daerah-daerah yang masih terlalu jauh dari hub yang terdekat.

17

18

19

20

KESIMPULAN

Daerah lepas pantai laut-dalam dan laut ultra-dalam Teluk Meksiko merupakan daerah dengan sistem petroleum yang berskala “world class”. Pada saat ini ada keyakinan bahwa produktivitas dari daerah ini masih dalam tahap “creaming curve” dan akan terus meningkat seperti peningkatan tingkat produksi yang pernah di capai Teluk Meksiko shelf.

Terjadi sinergi yang baik sekali antara pelaku industri perminyakan, baik perusahaan minyak maupun services company, dan dengan pemerintah AS yang diwakili oleh MMS sebagai badan pengatur pelaksaan eksplorasi Migas di AS.

Spec Survey merupakan sarana yang baik untuk memancing investasi lisensi di daerah-daerah yang belum dikembangkan secara optimum.

Dominasi pemegang angka cadangan terbesar dipegang oleh super majors company seperi BP, Shell, Exxon-Mobil dsb. Perusahaan-perusahaan super majors ini umumnya beroperasi di daerah frontier laut ultra-dalam dan mengincar prospect-prospect berskala raksasa.

Sistem operasi Indutri minyak di Teluk Meksiko mengikuti suatu alur yang dimulai dari kualitas data seismic, dan diikuti oleh pemahaman reservoir, petroleum system, drilling dan infrastruktur.

Komersialitas produksi laut-dalam dan laut ultra-dalam Teluk Meksiko didukung langsung oleh tingkat maturasi susunan infrastruktur yang ada pada phasa eksplorasi sebelumnya di daerah shelf.

21