rizqi fadlilah_135090700111013_tugas1
DESCRIPTION
menjelaskan cara terdapatnya minyakbumiTRANSCRIPT
2
Hakekat Minyak dan Gas Bumi
Telah disebutkan sebelumnya,bahwa minyak dan gas bumi merupakan senyawa hidrokarbon.
Senyawa ini terdiri dari unsur kimia sebagaimana tertera pada tabel 2-1. Di sini kelihatan bahwa pada
umumnya minyak bumi terdiri dari 80 sampai 85% unsur C atau karbon, 20 sampai 15% unsur H atau
Hidrogen. Unsur lain seperti oksigen,nitrogen,belerang terdapat kurang dari 5% malah kadang-kadang
kurang dari 1%.
Tabel 2.1 susunan unsur kimia minyak β dan gas bumi,dalam persen berat
unsur Gas bumi Aspal Minyak mentah
(levorsen) (Levorsen) (Levorsen) (Levorsen)
Karbon 65 - 80 80-85 82,2 β 87,1 83 - 87
Hidrogen(H) 1-25 8,5-11 11,7 β 14,7 11 β 25
Belerang (S) Jejak-0,2 2 β 8 0,1 β 5,5 0 - 6
Nitrogen(N) 1-15 0 β 2 0,1 β 1,5 0 β 0,7
Oksigen(O) - - 0,1 - 4,5 0 β 0,5
logam - - - 0 β 0,1
Zat hidrokarbon merupakan senyawa yang beranekaragam. Abraham (1945)
mengklasifikasikan zat hidrokarbon seperti tertera pada gambar 2.1, dan membaginya menjadi dua
golongan, yaitu bitumina dan non bitumina. zat bitumina sering juga disebut sebagai petroleum. Jadi
ada kesamaan pengertian antara petroleum dan zat bitumina,akan tetapi tidak dengan zat hidrokarbon
padat, piro-bitumina dan lain-lain.
Gambar 2.1 diagram klasifikasi hidrokarbon alam (menurut H. Abraham,1945)
Pembagian tersebut diatas sama sekali didasarkan atas kelarutan zat hidrokarbon dalam CS2.
Dalam hal petroleum, Hedberg (1964) mendefinisikan sebagai suatu campuran kompleks yang
terutama terdiri dari zat hidrokarbon yang terdapat secara alam dan dapat berupa cairan, gas atau
padat, yaitu minyak mentah dan gas alam serta aspal alam yang komersiil di dalam industri minyak.
Dapat dicatat disini bahwa dalam pemakaian istilah petroleum secara populer, dalam bahsa inggris
menunjukkan suatu cairan yang biasanya sinonim dengan minyak bumi. Tetapi menurut levorsen
(1956), istrilah petroleum juga dipakai secara bersamaan dengan istilah bitumina yang terdiri dari zat
padatatau setengah padat yang biasanya tediri dari hidrokarbon berat. Mereka disebut
aspal,ter,albertit,gilsonit dan lain-lain,tergantung dari penggunaan istiah itu secara lokal.dalam
diagram abraham (1945) hidrokarbon yang larut dalam karbondisulfida dinamakan
bitumina,sedangkan yang tak larut disebut non bitumina.bitumina bisa dibagi menjadi yang bersifat
cair dan padat. Yang bersifat cair disebut petroleum atau minyak bumi , yang terdiri dari semua
minyak mentah yang didapatkan dari sumur pemboran ataupun yang keluar sendiri pada permukaan
sebagai rembasan;sedangkan yang padat dibagi lagi antara yang mudah melumer dan yang sulit
melumer. Yang mudah melumer dibagi lagi menjadi lilin mineral dan aspal, sedangkan yang sukar
melumer terdiri dari apa yang dinamakan aspaltit.
Golongan nonbitumina juga dibagi menjadi yang dapat lumer dan yang tak lumer, yang tak
lumer dikatakan piro-bitumina.piro-bitumina dibagi juga atas yang bersifat aspal dan bersifat non-
aspal.yang non-aspal misalnya,batubara muda dan batubara. Termaksuk juga dalam piro-bitumina
dalah kerogen,yang sebetulnya tidak lain daripada zat organik yang tidak larut dan terdapat dalam
batuan sedimen,yang secara pirolisis dengan temperatur yang sangat tinggi menghasilkan
hidrokarbon. Diagram abraham juga memperlihatkan, bahwa di sebelah kiri kadar hidrogen dalam
hidrokarbon paling tinggi,sedangkan makin ke kanan makin berkurang dan kadar oksigen bertambah.
Selain itu, juga index bias dari kiri ke kanan makin meningkat,sedangkan titik-lebur dan keatsiran
(volatility) serta kesmpatan untuk membakar secara cepat makin ke kanan makin kurang.dari diagram
tersebut jelaslah,bahwa minyak bumi hanya merupakan sebgaian saja dari berbagai jenis hidrokarbon
yang terdapat dalam alam.namum demikian minyak bumi adalah hidrokarbon yang paling penting
karena jumlahnya yang paling banyak diantara hidrokarbon lainnya.
2.1 Hidrokarbon Padat
2.1.1 Jenis Hidrokarbon Padat
Seperti telah dijelaskan sebelumnya, hidrokarbon padat terdiri dari golongan bitumina.
Golongan bitumina terdiri dari lilin mineral, yaitu antara lain ozokerit,lilin montan,hatcherit,dan
scheererit;dan golongan aspal,yaitu bermudez pitch,tabbyit,gilsonit cair dan argulit;kemudian
golongan aspltit terdiri antara lain dari glisonit,grahamit,dan glance-pitch.
Golongan nonbitumina antara lain ialah piro-bitumina, yang dibagi atas dua golongan lagi
yaitu:piro-bitumina aspal dan piro-bitumina non-aspal. Golongan piro-bitumina antara lain ialah
wurtzelit,elaterit,albertit,impsonit,dan ingramit, sedangkan piro-bitumina non-aspal antara lain ialah
batubara muda, gambut, lignit dan batubara. Hidrokarbon yang bersifat padat biasanya terdapat
bersamaan satu dengan yang lain.misalnya lilin mineral banyak terdapat di uinta basin dan didapatkan
sebagai urat-urat didalam green river formation yang sangat terkenal karena terdiri dari apa yang
dinamakan oil-shale yang mengandung zat kerogen.lilin mineral biasanya terdapat dalam bentuk urat-
urat,begitupun aspaltit dan gilsonit dan juga piro-bitu-mina non-aspal,misalnya wurtzelit.semua zat ini
seolah-olah kelihatan sebagai zat kimia yang merupakan hasil pemerasan serpih minyak dan
kemudian didesakkan secara paksa ke dalam rekahan sehingga membentuk urat-urat.namun sampai
kini masih sangat diragukan mengenai cara terbentuknya yang sebenarnya daripada hidrokarbon padat
tersebut. Termaksuk dalam bitumina padat ini ialah pasir-ter(tarsand)dan serpih minyak(oil shale).
2.1.2 Pasir-Ter
Di beberapa tempat di dunia,misalnya di kanada sebelah barat dan di venzuela,terdapat
berbagai lapisan pasir yang telah dijenuhi dengan hidrokarbon yang sudah kental dan setengan-aspal.
Lapisan pasr ini meliputi luas ribuan kilometer persegi serta puluhan meter ketebalan dan merupakan
cadangan miyak terbersar didunia . namun hidrokarbon ini sukar sekali dipisahkan dari pasir untuk di
tampung. Misalnya di kanada sebelah barat, didapatkan lapisan pasir yang disebut athabasca tarsand
(McMurray Sand). Cadangan minyak atau hidrokarbon yang terkandung di dalam pasir-ter ini
meliputi milyaran barrel.dewasa ini karena keadaan krisis minyak,kesulitan memprosesnya sudah
dapat diatasi dengan cara menguntungkan.dengan pemanasan atau dengan distilasi destruktif, minyak
bumi dapat dihasilkan dari pasir-ter.juga pernah dipikirkan untuk menggunakan suatu ledakan nuklir
untuk membebaskan minyak dari tarsand yang padat ini.cara terbentuknya pasir-ter atau athabasca
tarsand ini tidaklah begitu jelas,tetapi mungkin berasal dari minyak bumi yang dihasilkan dari
rembasan dan terjadi bersama-sama pengendapan pasir tersebut.
2.1.3 Serpih Minyak
Serpih minyak atau oil-shale adalah suatu sepih yang mengandung zat organik yang jika
dipanaskan pada temperatur tinggi (diatas 4000 c) akan mengurai dan menghasilkan hidrokarbon cair
yang serupa dengan minyak bumi. Zat organik yang dapat menghasilkan minyak pada suatu
pemanasan atau distilasi yang sifatnya destruktif disebut juga suatu piro-bitumina,sebagaimana telah
dikatakan di atas dan nama lainnya adalah kerogen. Suatu endapan serpih minyak yang terkenal
adalah formasi green river yang terdapat di uinta-basin,di negara bagian colorado, utah dan
wyoming.serpih yang mengandung kerogen ini cukup tebal dan penyebarannya sangat luas, sehingga
memberikan cadangan minyak bukan saja milyaran barrel tetapi sampai triliunan barrel.kadar serpih
minyak ini hampir dapat mencapai 150 galon per ton,tetapi kebanyakan adalah antara 25 dan 50 galon
per ton.kerogennya sendiri bukanlah minyak bumi dan juga bukan batubara,tetapi merupakan suatu
zat yang mempunyai sifat di antara kedua hidrokarbon tersebut. Kerogen pernah dikira sebagai zat
induk minyakbumi,tetapi pernah pula diperkirakan sebagai salah satu jenis hidrokarbon lain yang
tidak mempunyai hubungan atau mempunyai sedikit hubungan dengan minyak bumi. Serpih-minyak
juga menghasilkan minyak bumi bebas dan dapat dilarutkan oleh pelarut minyak seperti klorofom dan
karbontetraklorida. susunan kimia daripada kerogen adalah kira-kira, karbon:69-80%, hidrogen:7-
11%,nitrogen: 1,25-2,5%,belerang: 1-8%, dan oksigen: 9-17%.dapat dicatat bahwa perbedaan khas
dengan minyak bumi adalah kadar oksigen dan nitrogennya. Di bawah mikroskop,kerogen dapat
terlihat terdiri dari suatu masa zat organik yang telah dihancur-luluhkan,terutama sebagai bekas
tumbuhan, ganggang, spora, pollen, arpus, lilin dan lain-lain.suatu serpih yang mengandung kerogen
dapat secara berangsur-angsur berubah tanpa kelihatan menjadi batubara. Beberapa tempat lain
dimana minyak serpih didapatkan antara lain di jerman utara. Didaerah itu minyak serpih dikenal
dengan sebutan kuchersicher.
Gambar2.2 grafik hubungan antara berat
jenis minyak bumi dan kadar belerang
beberapa minyak bumi di dunia (todd
dan pulunggono,1971)
Serpih minyak ini erat sekali hubungannya dengan urat-urat hidrokarbon pada seperti
gilsonit,wurtzelit, dan ozokerit. Disana ternyata urat-urat ini kebawahmenghilang atau menipis waktu
masuk ke dalam formasi serpih minyak. Menurut Hunt (1954) mungkin sekalai serpih-minyak ini
mengeluarkan atau memeras keluar berbagai zat padat seperti lilin dan aspal sehingga membentuk
urat-urat hidrokarbon padat melalui retakan.
2.2 Hidrokarbon Cair β Minyak Bumi
2.2.1 Hakekat Kimia
2.2.1.1 Susunan Kimia
Minyak bumi merupakan zat paling penting diantara
semua zat hidrokarbon ataupun diantara smua
bitumina.sususnan unsur kimia minyak bumi tertera pada tabel
2-1. Jelas kelihatan disini,bahwa minyak bumi terdiri dari 80-
85% hidrogen.kadar belerang dapat meningkat sampai 2%,
misalnya pada minyak bumi dari timur tengah, tetapi
khususnya di indonesia kadar belerang rendah sekali dan
minyak bumi indonesia terkenal karena kadar belerang rendah
(lihat gambar 2.2). kadar zat oksigen dan nitrogennya sangat
rendah,dan hanya merupakan jejeak saja. Walaupun minyak
bumi hanya terdiri dari dua unsur yaitu hidrogen dan karbon
namun kedua unsur ini dapat membentuk berbagai macam
senyawa molekuler dengan rantai panjang,dan struktur
lingkaran. Malah rantai yang terdiri daripada C dan H tersebut
dapat bercabang-cabang ke berbagai arah dan dapat
membentuk berbagai macam struktur tiga dimensi.
Dengan demikian C dan H ini dapat membentuk
molekul yang sangat besar dan jumlah karbon C dalam setiap
molekul dapat berjumlah sampai puluhan, bahkan secara teoritis bisa sampai ratusan ataupun
ribuan. Sifat daripada hidrokarbon untuk membentuk molekul yang berlainan dengan susunan ata
dengan rumus kimia yang sama diseut bentuk isomer.sebagai contoh bentuk isomer terdapat pada
gambar 2.3
Gambar 2.3 contoh beberapa isomer;rumus kimia sama tetapi struktur molekul lain
Walaupun hidrokarbon dapat membentuk isomer secaratidak terhingga, namun ada aturan
tertentu dalam cara pembuatan rantai panjang. Selalu dapat membuat rantai panjang dan struktur
isomer, hidrokarbon dapat membetuk sifat isomer jenuh tak-jenuh. Yang dimakadu jenuh adalah
jika salah satu valensinya tidak diikat oleh atom hidrogen tetapi terdapat ikatan rangkap antara dua
atau tiga atom karbon. Contoh suatu hidrokarbon yang tidak jenuh adalah alken,yang merupakan
suatu ikatan valensi alkan (gambar 2.4). misalnya,etan dengan rumus C2H6sedangkan eten
C2H4,karena dua valensi atom karbon diikat rangkap.berbagai macam karbon yang tidak jenuh
serta sifat valensinya yang jenuh terlihat pada gambar 2.4
Gambar 2.4 contoh hidrokarbon jenuh dan tak jenuh
Ada beberapa aturan tertentu dalam susunan mimyak bumi yang memudahkan kita
mempelajarinya antara lain:
1. Pada umumnya minyak bumi hanya memperlihatkan susunan hidrokarbon yang bersifat jenuh
2. Hidokarbon yang terdapat didalam bumi merupakan berbagai macam seri homolog adalah
suatu seri susunan hidrokarbon berdasarkan penambahan atom C membentuk suatu susunan
yang hampir sama, akan tetapi rantainya menjadi lebih panjang ataupun lingkarannya menjadi
ruwet ( Gambar 2.5)
3. Dalam seri homolog biasanya terdapat beberapa keluarga homolog yang bisa disebut
golongan isomer. Golongan ini biasanya terdiri dari rantai yang menerus daripada senyawa
berbagai macam jenis minyak bumi.anggota pertama dari seri homolog selalu terdapat secara
lebih banyak terkonsentrasikan didalam minyak bumi daripada anggota yang lebih besar berat
molekulnya. Malah pada beberapa minyak bumi anggota yang lebih besar ini bisa hilang atau
tidak ada sama sekali.
Beberapa contoh seri homolog beserta rumus umum dan struktur molekulnya adalah
sebagai berikut.
Seri homolog alkan:
Seri homolog alkan
Seri homolog alken:
Seri homolog naften:
Gambar 2.5 seri homolog hidrokarbon utama ,dalam
minyak bumi (di adaptasikan dari welte ,1965,hal
2247)
Gambar 2.6 struktur molekul jenis
hidrokarbon isoprenoid : pristan dan
phytan
4. Pada umumnya seri homolog dalam minyak bumi dapat dibagi menjadi dua golongan besar
(lihat gambar 2.5):
I. Golongan ASIKLIS atau ALIFAT,juga disebut ALKAN atau PARAFIN
II. Golongan SIKLIS
Seri PARAFIN atau ALKAN. Seri ini dapat dibagi menjadi dua kelompok,yaitu seri
parafin normal dan seri iso-parafin.
1) Seri parafin normal (n-parafin)
Anggota n-parafin dapat merupakan 25% dari suatu jenis minyak bumi, tidak
termaksud gas-gasnya, sedangkan dalam fraksi bensin dapat merupakan 80 % dan
dalamminyak pelumas 0 sampai 25%.minyak bumi yang bersifat ringan dan parafin bisanya
mengan C5 sampai C20 sebagai penyusun utamanya. Sedangkan dalam minyak bumi yang
lebih berat bisa menurun menjadi 0,7 sampai 0,1% (bestougeff, 1967).
2) Seri iso-parafin atau parafin bercabang
Golongan hidrokarbon ini biasanya terdapat dalam fraksi ringan atau pertengahan
titik didih (C17 sampai C20).setelah C20 ke atas konsentrasi iso-parafin . isomer biasanya
terdapat dalam C4,C5,C6, 7 isomer dalam C7, 16 isomer dalam C8, 9 isomer dalam C9 dan
akhirnya ismoer dalam C10. Dengan demikian parafin yang bercabang tidaklah membentuk zat
padat, misalnya C25 keatas. Salah satu hal yang menarik perhatian pada iso-parafin,ialah
adanya struktur iso-prenoid untuk seri di atas C14.
Contoh senyawa berstruktur iso-prenoid adalah : Pristan (C19)dan phytan (C20),( Gambar 2.6).
Struktur iso-prenoid merupakan suatu rantai
panjang dengan suatu cabang metil pada setiap
nomor atom tertentu. Terdapatnya iso-prenoid
didalam minyak bumi adalah suatu bukti bahwa
minyak-bumi terbentuk daripada zat organik.
Hal ini disebabkan karena seri isoprenoid secara
genetis berhubungan dengan beberapa macam
pigmen,yaitu golongan vital daripada kompleks
porifin atau klorofil (Gambar 6.1).
Diantara semua isomer,senyawa parafin dengan
2 atau 3 cabang metil adalah yang paling
umum;substitusi dengan 4 atau lebih cabang
metil sangat jarang. Limapuluh persen daripada parafin yang bercabang terdapat dalam fraksi
bensinn yang ringan.
GOLONGAN SIKLIS. Golongan ini dibagi menjadi 3 kelompok,yaitu seri naften atau siklo-
parafin,seri aromat dan seri aromat-sikloparafin-polisiklis (termaksusk kompleks aspal).
1)seri siklo parifin atau naften
Seri siklo-parafin atau naften merupakan salah satu golongan hidrokarbon siklis. Contoh
struktur siklo-parafin terdapat pada gambar 2.5. biasanya beberapa seri siklo-parafin terdiri dari 5
sampai 6 anggota lingkaran atau kombinasinya dalam struktur polisiklis.kadar siklo-parafin
didalam minyak bumi di seluruh dunia bervariasi antara 30 sampai 60 persen sehingga siklo
parafin merupakan penyusun utma minyakbumi.
Dasar utama dalam variasi struktur naften ialah jumlah lingkaran yang dapat bergabung
menjadi suatu jaringan.misalnya, mono-naften dan naften bisiklis merupakan bagian utama dalam
minyak bum.dalam fraksi titik didih yang lebih tinggi lagi struktur ini dapat terdiri dari sepuluh
lingkaran atau sepuluh cicin dalam satu molekul.beberapa contoh naften monosiklis dalam minyak
bumi ialah homolog siklo-pentan dan siklo-heksan yang juga membentuk cabang bersifat rantai
lurus (gambar 2.7).
Diantara susunan naften yang monosiklis, terutama kisaran c7 Sampai C11 paling banyak
didaptkan.anggota yang lebih tinggi dari naften monosiklis biasanya terdiri dari seri yang di
subtitusikan secara banyak 2 sampai dengan 4 cabang rantai tambahan atau suatu rantai panjang
dengan sedikit
cabang. Biasanya rantai pendek adalah golongan metil dan etil. Homolog siklo-pentan biasanya
terdapat lebih banyak daripada golongan siklo-heksan, berkisar antara 20 sampai 40%. Naften
monosiklis yang berantai panjang dalam kisaran C20 samapai C30 bersifat kristalin yang dapat
dipisahkan. Zat tersebut merupakan lilin parafin berderajat teknis pada kristalisasi dan
merupakan.konstitusi utama serisin dan lilin parafin titik-didih tinggi.
Sampai C11 paling banyak didaptkan.anggota yang lebih tinggi dari naften monosiklis
biasanya terdiri dari seri yang di subtitusikan secara banyak 2 sampai dengan 4 cabang rantai
tambahan atau suatu rantai panjang dengan sedikit cabang. Biasanya rantai pendek adalah
golongan metil dan etil. Homolog siklo-pentan biasanya
terdapat lebih banyak daripada golongan siklo-heksan,
berkisar antara 20 sampai 40%. Naften monosiklis yang
berantai panjang dalam kisaran C20 samapai C30 bersifat
kristalin yang dapat dipisahkan. Zat tersebut merupakan lilin
parafin berderajat teknis pada kristalisasi dan
merupakan.konstitusi utama serisin dan lilin parafin titik-
didih tinggi.
Di antara struktur polisiklis terdpat golongan tetra-
siklo-alkan yang terdpat di dalam sedimen juga didalam
minyak bumi.zat ini mungkin diturunkan dari senyawa
induknya yaitu sterol. Sterol paling banyak diapatkan, dengan Gambar 2.7 contoh beberapa homolog
siklopentan dan siklohexan
Gambar 2.8 Kerangka struktur molekul
beberapa senyawa nafteno aromat
atom karbon C27 sampai C29,mempunyai nomor atom karbon yang sama dengan sterol alam.
Naften-tetra-siklis C30 dalam minyak bumi mempunyai berat molekul yang sama dengan asam di
dalam hormon sex dan menurut data spektrometri sesuai dngan susunan struktur steran (C30)
2) Seri Aromat
Aromat adalah suatu hidrokarbon siklis berstruktur khas cincin aromat (gambar 2.8),
terdiri dari 6 atom karbon berbentuk cincin yang sebagian daripada valensinya tidak jenuh,tetapi
membentuk suatu struktur kekule. Dalam hal ini salah satu elektron daripada suatu atom karbon
dimiliki pula oleh atom karbon lainnya (electron-sharing), jadi tidak seluruhnya merupakan tangan
valensi rangkap.
Selain struktur kekule ini,aromat dapat juga membentuk suatu senyawa kompleks dengan
rangkaian lainnya,cincin naften, ataupun cabang yang banyak. Contoh ntuk struktur ini dapat
dilihat pada gambar 2.8. aromat yang bersifat monosiklis dengan homolog benzen yang sangat
khas bagi minyak bumi yang ringan.benzen merupakan salah satu anggota yang khas untuk suatu
aromat dan mempunyai isomer dalam C7,C8,C9.salah satu penyusun minyak bumi adalah toluen n-
xylene 1,2,4 sampai trimeril benzen . kadarnya dapat mencapai 1,6 sampai 1,8% untuk toluen dan
1% untuk benzen dan xylen. Konsentrasi ini menurun sangat cepat untuk mono-aromat C9 dan C10
dengan aromat bisiklis (gambar 2.8).seprti naftalen dan bifenil dan juga homolognya dalam
C11,C12,dan C14 telah dapat diidentifikasikan dalam beberapa jenis minyak bumi. Anggota seri poli-
aromat yang lebih tinggi dengan lebih dari 2 atau cabang panjang tidak didapatkan dalam alam.
3) Seri Nafeto-Aromat Yang Polisiklis :
Golongan nafteno-aromat merupakan golongan tersendiri dalam minyak bumi dan
didapatkan pada fraksi titik-didih yang lebih tinggi. Golongan ini seetulnya merupakan molekul
besar, yang strukturnya terdiri daripada beberapa cincin aromat yang bergabung dengan cincin
naften (siklo-parafin). Conroh struktur molekul zat ini terlihat pada gambar 2.8.
Kompleks Aspal
Anggota yang tinggi daripada hisrokarbon golongan siklis, aromat ataupun naften,
biasanya membentuk suatu kompleks hidrokarbon siklis yang mengandung pula berbagai macam
komponen bukan hidrokarbon. Kompleks aspal terdiri dari resin dan aspalten. Resin biasanya
terdiri dari senyawa polisklis yang mengandung oksigen,termaksuk juga hetrosiklis dengan atom
belerang dan nitrogen, dengan berat molekul antara 500 sampai 1000 zat ini dapat dimasukkan
sebagai suatu hasil sekunder daripada hidrokarbon nafteno-aromat yang bersifat polisiklis aspalten
merupakan zat hetero-siklis yang mengandung oksigen,belerang,nitrogen, dan lgam lainnya dan
Gambar 2.10 Struktur molekul dua jenis porofifin
dengan kompleks vanadium dan nikel di dalamnya
mempunyai berat molekul antara 900 sampai 3000. Struktur molekul aspalten sangat kompleks
dan terdapat berbagai macam jenis. Contoh struktur kompleks daripada jaringan cincin itu terlihar
pada gambar 2.9. zat ini juga terdiri dari cincin aromat dan naften dengan beberapa cabang
rangkaian alifat yang pendek.
Gambar 2.9 berbagai contoh jaringan molekul aspalten dalam minyak bumi
dari beberapa lapangan di dunia(diambil dari dott dan reynolds,1969)
Cincinnya terdiri sebagian dari suatu ranglaian hetero-siklis yang mempunyai 5 sampai 6
atom. Harus ditekankan bahwa aspalten dari setiap minyak mentah terdiri dari berbagai macam zat,
Misalnya aspaltrn dari minyak berasal formasi tua lebih bersifat grafit dan mengandung lebih
sedikit unsur logam dan belerang dibanding dengan aspalten yang lebih muda. Dari segi genesis
aspalten merupakan zat yang menarik perhatian karena mengandung banyak sekali unsur perunut(
trace elements) dalam minyak bumi, terutama vanadium dan nickel.
Porifin
Porifin ditemukan dalam minyak bumi oleh trebs pada tahun 1934-1935. Zat ini telah
menarik perhatian dan banyak dipelajari dalam waktu-waktu yang lalu. Semua porofin juga
berasosiasi dengan zat yang terberat molekul tinggi dan dapat ditentukan dengan distilasi
molekuler. Terdapatnya porifin dianggap sebagai bikti mengenai biogenesis minyak bumi. Kadar
porifin dalam minyak bumi kadar porifin dalam minyak bumi bervariasi dan dapat mencapai
0,04%. Menurut dunning (1954) porifin biasanya paling banyak terdapat dalam minyak bumi yang
bersifat aspal dan berumur muda.
Jadi jelas, dalam minyak bumi hubungannya
adalah dengan zat aspal. Struktur porifin
diperlihatkan pada gambar 2.10. yang seperti
aspal terdiri daripada struktur siklis tetapi lebih
ruwet. Porifin erat sekai hubungannya dengan
klorofil dan hemoglobin yang terurai menjadi
porifirin dan paraffin yang bersifat iso-prenoid
seperti phytan. Porifin dapat berkondensasi
dengan aromat polisiklis dan molekul naften
aromat untuk membentuk aspalten. Porifin
dapat juga mengandung nitrogen dan selain itu
juga mengandung inri vanadium ataupun nikel.
Gambar 2.11 beberapa struktur molekul senyawa non-
hidrokarbon
ZAT HETERO-ATOM ATAU NON-HIDROKARBON (GAMBAR 2.11)
Zat hetero-atom adalah hidrokarbon yang juga mengandung berbagai macam atom lainnya
seperti N,O dan S.
Unsur oksigen. Minyak bumi dapat juga mempunyai senyawa oksida sampai 2% dalam bentuk
asam fenol. Ini biasanya terdapat dalam residu atau derivate tinggi. Beberapa jumlah kecil fenol
didapatkan dalam kerosin dan minyak solar. Minyak bumu dari formasi paling muda biasanya
mengandung asam paling tinggi. Asal asam ini tidak begitu banyak diketahui ada yang
mengatakan zat ini merupakan hasil oksidasi hidrokarbon, ada yang mengatakan bahwa zat
tersebut merupaka sebagian dari gugusam asam yang ada sebelumnya, sebelum berdegenerasi
menjadi minyak.
Senyawa belerang. Senyawa belerang juga sangat penting dalam minyak bumi, biasanya terdapat
dalam jumlah lebih anyak di dalam fraksi molekuler yang lebih tinggi. Kadarnya dapat mencapai
5% dan oleh karenanya ada minyak bumi yang mengandung 30 sampai 40% senyawa belerang,
disamping yang terdapat dalam resin dan aspalten.
Beberapa senyawa belerang adalah:
Tiol; Sulfide alifatik, monosiklik dan polisiklik; Disulfide; Monotiofen yang monosiklik , bisiklik ,
trisiklik.
Senyawa belerang tersebut
kebanyakan berasal dari minyak bumi
yang kaya akan belerang dan pada
umunya merupakan asal sekunder,
misalnya dari penguraian gypsum(lihat
grafik belerang, gambar 2.2)
Nitrogen. Senyawa nitrogen juga
didapatkan dalam minyak bumi terutama
dalam residu atau molekul berat dan
sebagian terdapat dalam benene dan
aspalten. Kadar nitrogen bervariasi antara
0,01 sampai 0,02% dan kadang-kadang
bisa mencapai 0.65%, misalnya dari
lapangan minyak
willmington,california,yang senyawa
nitrogennya bisa melebii 10%. Senyawa
nitrogen yang terdapat dalam proses
distilasi terutama ialah homolog piridin dalam jangkauan C6,C10, guinolin dalam jangkauan C10-C17
dan turunan yang berhidrogen, dan juga senyawa carbozol,indol dan phyrol (gambar 2.11). Asal
nitrogen ini adalah biogenic, misalya dari protein dan pigmen. Fermentasi (paragian) protein
menghasilkan asam dan juga senyawa nitrogen yang mengandung cincin pyrol. Nitrogen yang
terdapat dalam semua senyawa ni biasanya dapat dibedakan antara nitrogen bersifat basa dan
netral. Yang sangat menarik perhatian menurut ritcher (1952) ialah bahwa perbandingan nitrogen
basa terhadap nitrogen netral adalah sama. Ini menunjukkan mekanisme yang sama untuk
pembentukan semua minyak bumi.
SUSUNAN MOLEKUL MINYAK BUMI
Walaupun diatas telah diuraikan mengenai jenis hidrokarbon yang terdapat dalam minyak
bumi, namun sebetulnya susunan molekul atau senyawa minyak bumi secara kuantitatif tidaklah
dapat diketahui dengan teliti.hal ini disebabkan karena teknik penentuan isomer dengan berbagai
struktur dan variasinya sangat sulit. Semula diperkirakan bahwa minyak bumi terdiri dari jutaan
isomer hidrokarbon terutama paraffin, aromat dan naften
Menurut data terakhir (colombo,1967) ternyata susunan minyak bumi tidaklah terlalu
ruwet dan merupakan hasil proses yang normal dan beraturan. Jumlah total senyawa penyusun
dengan berbagai isomernya walaupun cukup tinggi, tetapi hanya merupakan sebagian kecil saja
dari semua jenis struktur. Penentian susunan senyawa kimia minyak bumi telah sangat mengalami
kemajuan selama masa 25 tahun terkahir, yaitu dengan metoda fraksinasi dan identifikasi serta
pekertjaan bersistem dari team research. Dalam metoda itu termksuk distilasi azeotrofi, defuse
normal, pembentukan kompleks daengan urea,metoda spektometri ultra-violet dan infra merah,
spektometri masa dan juga kromatografi gas atauoun cairan dan juga spektgrafi nuklir magnetic
elektronik. Hasil pekerjaan ini menunjukkan bahwa susunan minyak bumi adalah sebagaimana
ternyata pada gambar 2.12 dalam fraksi ringan misalkan titik didih sangat rendah seperti pada
bensin, banyak sekali mengandung naften dan khususnyan-
parafin beserta iso-parafin. Fraksi lebih berat (C26 sampai
C33,C36 sampai C60) terutama mengandung senyawa golongan
aromat danaromat naften. Secara mendetail susunan molekul
hidrokarbon terlihat dalam tabel 2-2a,-2b. Penentuan molekul
minyak mentah belum dikalikan secara routine, tetapi masih
dalam taraf penelitian.
2.2.1.2 Analisa dan Klasifikasi Minyak Bumi
Secara routine minyak bumi dianalisa secara distilasi berfraksi
1)DISTILASI BERFRAKSI. Distilah berfraksi adalahpenyulinagn serta pengembuan kembali
berbagai macam cairan yang memounyai titik-didih yang berbeda-beda. Secara kasar cairan
dengan titik-didih yang berlainan itu kita bagi atas gas,bensin,kerosin,minyak gas atau
seolar,pelumas ringan,pelumas tinggi dan residu. Gas biasanya bernomorkan atom karbon dari C1
sampai C4, bensin dari C5 sampai C10, kerosin atau mnyak tanah dari C11 sampai C13,minyak gas
atau diesel C14 sampai C17, pelumas ringan C18 sampai dengan C25,pelumas berat C26 sampai
C35,sedangkan di atas C36 sampai C60 dianggap residu. Hal ini bisa dilihat pada tabel 2-3
Pada tabel tersebut kelihatan bahwa titik-didih bensin ialah 2000C,sedangkan kerosin atau
minyaaak tanah 2500C,solar 3000C, sedangkan pelumas dan residu 4000C. Pada umumnya di
dalam fraksi bensin didapatkan parafin normal dan juga parafin bercabang, sedangkan aromat
terdapat hanya sedikit sekali. Makin ke arah pelumas dan residu, persentasi aromat jauh lebih besar
Gambar 2.12 diagram memperlihatkan
susunan seri homolog hidrokarbondalam
minyak bumi(menurut bestougeff,1967)
daripada persentasi paraffin normal, iso-paraffin biasanya sudah hilag,sedangkan sikloparafn boleh
dikatakan konstan.
Tabel 2-2a . Jenis hidrokarbon yang telah diisolasikan atau diidentifikasikan dalam berbagai jenis
minyakbumi (Menurut Bestougeff,1967)
Jenis hidrokarbon Seri Homolog Jumlah atom
karbon per
molekul
Jumlah zat penyusun yang
hanya dapat
diidentifikasikan , tetapi
tidak dipisahkan dalam
keadaan murni .(dalam
tanda kurung dapat di
isilasikan secara murni)
Parafin normal
Parafin bercabang
Parafin bercabang
Parafin bercabang
Parafin bercabang
Sikloparafin (monosiklis)
Sikloparafin (siklopentan)
Sikloparafin (siklohexan)
Sikloparafin (sikloheptan)
Sikloparafin (bisiklis)
Sikloparafin (trisiklis)
Aromat monosiklis
Aromat bisiklis (naftalen)
Aromat bisiklis (difenil)
Aromat trisiklis
Aromat tetrasiklis
Nafteno-Aromat
Golongan Indan
Golongan Tetralin
Cn H2n+2
Cn H2n+2
Cn H2n+2
Cn H2n+2
Cn H2n+2
Cn H2n
Cn H2n
Cn H2n
Cn H2n
Cn H2n-2
Cn H2n-4
Cn H2n-6
Cn H2n-12
Cn H2n-14
Cn H2n-18
Cn H2n-20
Cn H2n-24
Cn H2n-8
Cn H2n-8
C1-C35
C11-C10
C11-C15
C16-C20
C21-C23
C5-C10
C6-C10
C7
C8-C11
C10-C12
C6-C12
C10-C16
C12-C14
C14-C18
C16-C18
C9-C13
C10-C14
35 (5)
50 (24)
2 (9)
2 (5)
-(3)
35 (5)
25 (18)
2
8 (6)
1 (1)
45 (5)
12 (9)
2 (2)
8 (3)
7 (4)
4 (1)
8 (2)
No. Seri dan hidrokarbon Nomor atom karbon Persen dalam minyakbumi
min Max
1
2
3
4
5
6
Normal β paraffin
Pentan
Hexan
Heptan
Oktan-Dekan
Undekan-Pentadekan
Hexadekan dan yang lebih tinggi
C5
C6
C7
C8-C10
C16 dan le-
Bih tinggi
0,2
0,04
0,03
0
0
0
3,2
2,6
2,5
1,8-2,0
1,8-1,5
1,0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Isoparafin
2-Metilpentan
3-Metilpentan
2-Metilhexan
3-Metilhexan
2-Metilheptan
3-Metilheptan
2-Metiloktan
3-Metiloktan
2-Metilnonan
3-Metilnonan
C6
C6
C7
C7
C8
C8
C9
C9
C10
C10
0,2
0,06
0,03
0,02
0,03
0,02
0,02
0,02
-
-
1,16
0,9
1,1
0,9
1,0
0,4
0,4
0,2
0,3
0,1
Tabel 2-3 Susunan senyawa hidrokarbon utama dalam berbagai fraksi distilasi minyakbumi
Fraksi distilasi Titik didih Kisaran
No atom
CN
% Volum
Parafin Iso-
parafin
Siklo
paraf
in
aromat Residu
Gas
Bensin
Kerosin
Solar
Distilasi minyak
ringan
Distilasi minyak
pelumas residu
t.d.-200β°C
200-250β°C
250-300β°C
300-400β°C
500β°C
C1-C4
C5-C10
C11-C13
C14-C17
C18-C26
C26-C36
C36-C60
38
23
22
16
13
20
15
9
6
1
43
43
48
52
51
9
19
21
24
27
2)ANALISA HEMPLE. Berdasarkan kenyataan di atas, diperkirakan bahwa makin tinggi titik-
didih daripasa fraksi distilasi makin banyak terdapat homolog aromat-sikloparafin, sedangkan
didalam fraksi titik-didih yang rendah, lebih banyak didapatkan homolog paraffin. Karena
penentuan susunan molekuler minyak mentah sulit dilakukan, maka secara routine dilaksanakan
analisa distilasi berfraksi yang sedikit banyak mencerminkan susunan berbagai macam homolog
hidrokarbon.Analisa secar teliti daripada distilasi ini disebut analisa hemple, yang sifatnya sama
juga dengan distilasi berfaksi akan tetapi pengembunan berbagai macam fraksi dilakukan dengan
11
12
4-Metilnonan
Pristan(isoprenoid)
C10
C10
-
-
0,1
1,12
1
2
3
4
5
6
7
8
Sikloparafin
Metilsyklopentan
Siklohexan
Metilsyklohexan
1,trans 2-dimetilsiklopentan
1,cis 3-dimetilsiklopentan
1,cis 3-dimetilsiklohexan
1,cis 2-dimetilsiklohexan
1,1,3-trimetilsiklohexan
C6
C6
C7
C7
C7
C8
C8
C9
0,11
0,08
0,25
0,05
0,04
-
-
-
2,35
1,4
2,8
1,2
1,0
0,9
0,6
0,7
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Aromat
Benzen
Toluen
Etilbenzen
n-Xylen
1-Metil-3-etilbenzen
1,2,4-Trimetilbenzen
1,2,3-Trimetilbenzen
1,2,3,4-Tetrametilbenzen
2-Metilnaftalen
2,6-Dimetilnaftalen
Trimetilnaftalen
C6
C7
C5
C8
C9
C9
C9
C10
C11
C12
C13
0,01
0,03
0,01
0,02
-
-
-
-
-
-
-
1,0
1,8
1,6
1,0
0,3
0,6
0,4
0,3
0,3
0,4
0,3
perbedaan suhu 250C.misalkan saja fraksi nomor satu pengembunan pada 500C, fraksi nomor 2
pada 750C, fraksi nomor 4 pada 1000C dan seterusnya,sehingga fraksi nomor itu 2700C.
Distilasi dilakukan pada tekanan atmosfer, yaitu 559 mm Hg. Distilasi fraksi nomor 11,
dilakukan pada tekanan 40 mm Hg, sehingga penggembunannya dilakukan pada 2000C, fraksi
nomor 13 pada 2500C dan fraksi nomor 15 pada 3000C, dan sisanya disebut residu dan tidak
dilakukan fraksinasi seterussnya (lihat tabel 2-4)
Pada analisa hemple tersebut juga diukur volum tiap-tiap fraksi dan kemudian juga
persentasi setiap fraksi. Selain itu juga di tentukan berat jenis setiap fraksi yang dinyatakan dalam
berat jenis pada keadaan standar (baku), atau dalam derajat API yang akan dijelaskan lebih lanjut.
Jadi, jelas analisa hemple ini sudah cukup memberikan pendekatan mengenai susunan molekul
minyak bumi walaupun tidak tepat.
3)INDEKS KOLERASI DAN KLASIFIKASI DASAR MINYAK BUMI. Smith (1940)
mempelopori penggunaan siatu system yang dinamakan system indeks kolerasi.sistem ini
didasarkan pada suatu pengeplotan berat jenis fraksi distilasi terhadap titik-didihnya dan pada
kenyataan bahwa jika berat jenis siatu senyawa hidrokarbon secara individual diplot terhadap titik
didihnya maka hidrokarbon tersebut akan mengatur dirinya sesuai dengan struktur dasarnya.
Dengan demikian dapat diketahui perbandingan atom karbon di dalam molekulnya pengeplotan
dilakukan dengan kebalikan titik-didih dalam kelvin x 1000 sebagai koordinat sedangkan berat
jenis diplot pada sisa. Dari peneplotan ini ternyata n-pentan (nilai kebalikan titik-didih kira-kira
3,2) , n- hexian ( nilai kebalikan titik-didihnya).
Tabel 2-4 contoh suatu analisa Hemple
Didih 2,9) , n-dekan (kebalikan titik-didih 2,4), n-hexadekan (kebalikan titik-didih 1,5) merupakan
garis lurus.kemudian oleh smith garis ini diberi nilai indeks nol. Sedangkan untuk benzene
ternyata mempunyai titik-didih hampir sama dengan n-hexan diberi nilai 100. Hidrokarbon lainnya
ternyata berada di antara nilai 100 dan nol ini. Tetapi sebagamana ternyata pada gambar 2.13.
peningkatan nilai indeks tidak sebanding dengan menurutnnya perbandingan hidrokarbon ,
sehingga menyulitkan klasifikasi yang didasarkan penyimpanan hidrokarbon dari suatu kadar
nitrogen maksimum. Dengan demikian maka system kolerasi indeks ini sedikit banyak juga
memperlihatkan susunan atau sifat molekul setiap jenis hidrokarbon. Dapat disimpulkan bahwa
minyak bumi yang bersifat parrafin menunjukkan nilai indeks kolerasi yang rendah,sedangkan
peningkatan senyawa siklis meningkatakan pula nilai indeksnya. Dengan demikianuntuk fraksi
distilasi minyak bumi dapat dihitung indeks dapat dibuat profil kolerasi.
Gambar 2.13 Diagram memperlihatkan hubungan antara berat jenis dengan susunan molekul hidrokarbon dan pengertian
indeks korelasi Smith (menurut Barbat, 1967)
Rumus : C.I = 48640 : K + 473G β 456,8
K = titik-didih rata-rata dalam 0kelvin
G = berat jenis pada 600F
Berdasarkan ini Barbat (1967) mebgusukan suatu kasifikasi minyak bumi seperti tertera
pada diagram pada gambar 2.14. jika seluruh fraksi dari 2 sampai 15 memperlihatkan suatu profil
atau kurva dengan nilai indeks kolerasi kebanyakan kurang dari 10, minyak bumi tersebut
digolongkan sebagai minyak bumi ultra parafinis, antara 30 sampai 40 dikatakan minyak bumi
naftenus dan 40 sampai 60 dikatakan minyak bumi aromatis. Minyak bumi yang bersifar aromat
ini dapat pula dikatakan mempunyai dasar aspal(asphalt-base). Karena kebanyakan zat aspal
terdapat dalam komponen aromat beratom banyak. Klasifikasi ini sedikit banyak mencerminkan
susunan molekul minyak bumi pada umumnya atau setidaknya seri homolog mana saja yang
dominan di alam suatu jenis minyak bumi.
Gambar 2.14 klasifikasi dasar minyak bumi berdasarkan penampang indeks korelasi smith(menurut Barbat,1967)
Secara umum minyak bumi diklasifikasikan sebagai :
1. MINYAK BUMI BERDASAR PARAFFIN (paraffin base). Yang menghasilkan paraffin
pada pendinginan.
2. MINYAK BUMI BERDASAR ASPAL(asphalt base). Jika mengandung residu aspal
3. MINYAK BUMI BERDASAR PERALIHAN (intermediate base)
2.2.2 Hakekat Fisika Minyak Bumi
Sebagaimana cairan lainnya kuantitas minyak bumi diukur berdasarkan volumnya. Ukuran
yang dipergunakan di indonesia adalah meter kubik atau sering juga ton,Di dunia perdagangan yang
terutama dikuasai oleh perusahaan amaerika, digunakan satuan barrel (disingkat bbl) , yaitu kira-kira
sama dengan 159 liter . seringkali harus dibedakan antara volum minyak bumi dibawah tanah yang
dikatakan reservoir. Penciutan ini disebabkan karena minyamentah selalu mengandung gas sebagai
larutan, perlu dijelaskan di sini bahwa ton untuk minyak bumi bukanlah satuan berat, tetapi
sebetulnya 1 meter kubik ataupun juga disebut 1 kilo-liter
2.2.2.1Berat jenis atau Gravitasi Jenis
Salah satu sifat minyak bumi yang penting dan mempunyai nilai dalam perdagangan
adalah berat jenis atau gravitasi jenis (specifi gravity). Di indonesiabiasanya berat jenis dinyatakan
dalam fraksi. Misalnya 0,8;0,1 dan sebagainya. Dalam dunia perdagangan terutama yang dikuasai
perusahaan amerika, berat jenis ini dinyatakan dalam API Gravity.
0API = 141.5/BJ β 131,5
API gravity minyak bumi sering menunjukkan kualitas minyak bumi tersebut, makin kecil
beratjenis atau makin tinggi derajat APInya. Minyak bumi itu makin berharga, karena lebih banyak
mengandung mesin. Sebaliknya, makin rendah derajat API atau makin besar derajat jenis atau
residu aspal. Namun dewasa ini, dari minyak bumi yang beratpun dapat dibuat fraksi bensin lebih
banyak lagi. Selain derajat API juga dipakai derajat baume.
Tabel 2-5 konversi beraj jenis, derajat API dan baume(leorsen,1958)
Berat jenis
(600F)
Berat
baume
Derajat
API
1,000
0,9655
0,9333
0,9032
0,8750
0,8485
0,8235
0,8000
0,7778
10,0
15,0
20,0
25,0
30,0
35,0
40,0
45,0
50,0
10,0
15,1
20,1
25,2
30,2
35,3
40,3
45,4
50,4
0API Berat
jenis
0API Berat jenis
0 1,076 55 0,7587
10 1,000 60 0,7389
15 0,9659 65 0,7201
20 0,9340 70 0,7022
24 0,9100 75 0,6852
30 0,8762 80 0,6690
34 0,8550 85 0,6536
40 0,8251 90 0,6388
44 0,8063 95 0,6247
50 0,7796 100 0,6112
0Baume = 140/BJ β 130
Sistem baume tidak banyak dipergunakan dalam industry minyak. Perbandingan antara
skala yang menggunakan berat jenis dengan derajat API. Terlihat pada tabel 2-5. Sebagai contoh,
berat jenis air sama dengan satu sesuai dengan 10 derajat API dan juga 10 derajat baume. Berat
jenis 0,8325 adalah 40,3 derajat APU atau sama dengan 40,0 derajau baume. Berat jenis 0,778 itu
sama dengan 50,4 derajat API atau 50 derajat baume.perlu di catat di sini bahwa yang di maksud
dengan berat jenis adalah berat jenis keseluruhannya minyak mentah tersebut, jadu semua fraksi
selain itu berat jenis minyak bumi tentu juga tergantung pada temperature; lebih tinggi temperature
makin rendah berat jenisnya.
2.2.2.2 Viskositas
Sifat penting lain daripada minyak bumi adalah viskositasnya. Viskositas adalah daya
hambatan yang dilakukan oleh cairan jika suatu benda berputar dalam cairannya tersebut.satuan
viskositas ialah centiopoise. Pada umumnya makin tinggi derajat API atau makin ringan minyak
bumi tersebut, makin kecil viskositasnya dan sebaliknya.
2.2.2.3 Titik didih dan titik nyala
Titik didih minyak bumi berbeda-beda sesuai dengan gravitas APInya. Kalau gravitas API
rendah. Maka titik didihnya tinggi, sedangkan kalau API tinggi maka titik didihnya rendah. Hal ini
disebabkan karena minyak bumi berderajat API rendah berarti mengandung banyak fraksi
berat(berat jeis tinggi). Dan dengan demikian titik didihnya tinggi, sedangkan jika derajat APInya
tinggi maka lebih banyak mengandung fraksi ringan seperti bensin,dengan demikian juga titik
didihnya rendah
Titik nyala adalah suatu titik temperature, dimana minyak bumi dapat terbakar karena
suatu percikan apai. Makin tinggi gravitasi API nya titik didihnya makin rendah, maka jelaslah
βflash-pointβjuga makin rendah dan mudah dapat terbakar karena percika apo. Flash-point
mempunyai arti sangat penting, makin rendah tentu makin berbahaya,sebaliknya makin tinggi
flash-point mengurangi kemungkinan terbakarnya minyak bumi
2.2.2.4 Warna
Minyak bumi juga memperlihatkan berbagai macam warna yang sangat berbeda-beda.
Minyak bumi tidak selalu berwarna hitam,adakalanya malah tidak berwarna sama sekali. Pada
umumnya warna itu berhubungan dengan berat jenisnya,kalau berat jenisnya tinggi,warna jadi
hijau kehitam-hitaman, sedangkan kalau berat jenis rendah, warna coklat kehitam-hitaman. Warna
ini disebabkan karena berbagai pengotoran, misalnya oksidasi senyawa hidrokarbon, karena
senyawa hidrokarbon sendiri tidak memperlihatkan warna tertentu.
2.2.2.5 Fluoresensi
Minyak bumi mempunyai suatu sifat fluoresensi. Yaitu jika terkena sinar ultra-violet akan
memperlihatkan warna yang lain dari warna biasa. Warna fluoresensi minyak bumi ialah kuning
samoai kuning keemas-emasan dan kelihatan sangat hidup. Sifat fluoresensi minyak bumi ini
sangat penting karena sedikit saja minyak bumi terdapat pada kepingan batuan atau dalam lumpur
kebocoran memperlihatkan fluoresensi secara kuat. Sehingga mudah di deteksi dengan
mempergunakan lampu ultra-violet.pada waktu pemboran sering sekali lapisan minyak yang
terdapat dalam lapisan tersebut tidak dapat menyembur keluar dengan sendirinya. Minyaknya
sendiri karena berwarna hitam dan juga bercampur dengan minyak pelumas pemboran seringkali
sukar dibedakan dalam lumpur pemboran. Minyak pelumass lumpur pemboran biasanya tidak
menunjukkan fluoresensi sedangkan minyak mentah menunjukkan fluoresensi. Makadalam
meneliti serbuk pemboran dipergunakan sinar ultra-violet.jika suatu lapisan minyak ditembus,
warna fluoresensi pada lumpur akan kelihatan sebagai tanda-tanda adanya minyak.
2.2.2.5 Indeks refraksi
Minyak bumi memperlihatkan berbagai macam indeks refraksi dari 1,4 sampai1,6.
Perbedaan indeks refraksi tergantung dari derajat APInya atau berat jenis. Makin tinggi berat jenis
atau makin rendah derajat APInya akan tinggi pula indeks refraksinya,sedangkan makin ringan
makin rendah indeks refraksinya. Hal ini terutama diperlihatkan oleh seri paraffin, misalnya dekan
mempunyai indeks refraksi 1,6;sedangkan pentan 1,4. Jadi, makin kecil atau makin sedikit jumlah
atomnya makin rendah indeks refraksinya, makin tinggi nomor atomnya, makin kompleks susunan
kimianya makin tinggi indeks refraksinya.
2.2.2.7 Aktivitas optik
Kebakaran minyak bumi memperlihatkan aktivitas optic. Yaitu suatu daya memutar
bidang polarisasi cahaya yang terpolarisasri. Kisaran rata-rata adalah nol sampai 0,2 derajat.
Semua minyak bumi memperlihatkan aktivitas optic, terutama fraksi antara 250 sampai 3000C
pada tekanan 40 mm Hg. Fraksi dibawah 2000C tidak memperlihatkan aktivitas optic. Ini
disebabkan karena adanya zat ,enyerupai sterol. Yaitu sejenis alkohol yang mempunyai rumus
C25H45OH. Zat ini biasanya terdapat dalam zat organic nabati ataupun hewan dan alasan untuk
menunjukkan akan asal organic zat minyak bumi, sebab sampai sekarang hanya zat asal organic
yang bisa memutar bidang optic, sedangkan zat hidrokarbon sintesis anorganik tidak
memperlihatkan daya aktivitas optic.
2.2.2.8 Bau
Minyak bumi ada yang berbau sedap dan ada pula yang tidak, yang biasanya disebabkan
karena pengaruh molekul aromat. Minyak bumi dari indonesia biasanya berbau tidak sedap, yang
terutama disebabkan karena mengandung senyawa hydrogen ataupun belerang. Adanya H2S juga
mmeberikan bau yang tidak sedap. Golognan paraffin dan naften biasanya memberikan bau yang
tidak sedap, sedangkan benzene atau aromat memyebabkan bau yang tidak sedap.
2.2.9 Nlai Kalori
Nilai kalori minyak bumi adalah jumlah panas yang ditimbulkan oleh satu gram minyak
bumi, yaitu dengan meningkatkan temperature satu gram air dati 3,5 drajat celcius sampai 4,5
derajat celcius, dan satuannya adalah kalori. Ternyata juga ada hubungan antara berat jenis dengan
nilai kalori. Misalkan berat jenis minyak bumi antara 0,75 atau gravitas API 70,6 samapai 57,2
memberikan nilai kalori antara 11.700 sampai 11.750 kalori per gram dan berat jenis antara 0,9
sampai 0,95 memberikan nilai kalori 10.000 sampai 10.500 kalori per gram pada umumnya
minyak bumi mempunyai nilai kalori 10.000 sampai 10.800 dan hal ini boleh kita bandingkan
dengan kalori batubara yang berada di antara 5.650 sampai 8.200 per gram
2.3 Hidrokarbon Gas Ataupun Gas Bumi
Di dalam reservoir, gas bumi bisa terdapat sebagai larutan yang berkisar dalam jumlah yang
sangat sedikit sekali sampai meliputi 100% dari reservoir. Gas bumi tersebut bisanya terdiri daripada
hidrokarbon alam bertitik didih rendah. Bernomor atom C1 sampai paling tinggi C4,atau bisa juga
terdiri daripada gas hydrogen,nitrogen atau sama sekali terdiri dari karbondioksida. Jika hal ini
demikian maka gas tersebut tidak mempunyai nilai komersil, kecuali helium yang kadang-kadang
merupakan 2-3% dari gas yang tidak dapat diperdagangkan tersebut. Di indonesia ada beberapa sumur
misalkan di pamanukan,jawa barat dan juga daerah di lau jawa timur sebelum timur, yang terdiri
hanya dari gas CO2 sama sekali.
2.3.1 Berbagai Jenis Gas Bumi
Berbagai macam gas bumi dapat terjadi sebagai:
1) Gas bebas, yang sama sekali merupakan fasa bebas daripada minyak bumi, hanya terdapat pada
bagian atas dari resrvoir yang terisi minyak bumi
2) Gas terlarut dalam minyak bumi. Karena gas dan minyak bumi adalah hidrokarbon, maka
wajarlah jika jumlah gas yang larut dalam minyak bumi tergantung dari sifat kedua zat tersebut dan
juga dari temperature di dalam reservoir. Dengan hanya beberapa ke kecualian, semua minyak bumi
yang terdapat di dalam reservoir mengandung gas dalam larutan dari hanya beberapa m3 dampai
ribuan m3. Untuk setiap m3 minyak bumi, jumlah gas bumi yang terlarut di dalamnya dinyatakan
dalam perbanfingan gas-minyak(gas-oil ratio). Jika gas hanya terdapat dalam jumlah sedikit saja,maka
gas dapat dipisahkan dari minyak segera setelah dihasilkan dari sumur pemboran, dalam suatu alat
yang dinamakan ;Gas-seperatorβ dan kemudian dibakar. Tetapi jika jumlahnya cukup banyak. Gas
tersebut dapat dipergunakan untuk diperfagangkan ataupun di pompakan kembali ke dalam reservoir.
Jika suatu reservoir tidak memperlihatkan topi gas beban(gas cap), berarti bahwa semua gas terdapat
dalam larutan dan keadaan itu disbut tidak jenuh, sedangkan kalau gas terdapat sebagai topi bebas di
atas reservoir, diapatkan suatu reservoir yang jenuh. Temperature dan tejanan pada waktu gas itu
mulai keluar dari larutan disebut titik gelembung(bubble point). Jika tempertature konstan. Maka
tekanan titik gelembung disebut titik jenuh(lihat gambar 3.8). selain itu gas dapat juga larut dalam air,
dalam jumlah yang dapat mencapai 20m3 setiap m3 minyak pada tekanan 5000psi.
GAS TERCAIRKAN
Dibawah kedalaman 2000 meter biasanya keadaan reservoiur mempunyai temperature dan
tekanan yang tinggi, sehingga secara fisik gas dan minyak bumi tidak bisa dibedakan dalam keadaan
demiian didapatkan reservoir kodensat.
2.3.2 Susunan Kimia Gas Bumi
Metan (CH4) adalah hidrokarbon yang paling stabil dan merupakan penyusun utama gas
bumi. Selain itu terdapat juga hidrokarbon lainnya dalam jumlah kecil. Seperti etan
(C2H6),propan(C3H8),butan(C4H10),pentan(C7H16),pktan(C8H18),dan nonan (C9H20). Hidrogen
bebas jarang sekali didapatkan dalam gas alam.kecuali di daerah yang bersifat volkanin,sedangkan
karbon monoksida dan gas yang tidak jenuh jarang sekali di dapatkan. Metan merupakan senyawa
yang selalu terdpat di dalamnya, dan tidak dapat di kondensasikan pada temperature dan terkanan
reservoir minyak, sedangkan yang lainnya bisa di dapatkan sebagai cairan.kerapatan gas bumi
berkisar dari 0,554(yaitu untuk metan) terhadap udara sampai lebih tinggi daripada udara untuk gas
yang bersifat basah. Umumnya berkisar antara 0,65 sampai 0,90 jika dibandingkan udara(satu dengan
satu). Gas bumi bis juga dibagi atas Gas kering atau Gas basah,tergantung daripada kadar cairan atau
uap yang ikut di dalamnya. Nilai kalorinya adalah 900 smpai 1200 BTU. Susunan kimia umum adalah
sebagai berikut:
1.Metan CH4, 82,3%(aktif)
2.Etan C3H6 14,4%(aktif)
3.Karbon dioksida C02, 0,5%
4.Nitrogen N2, 2,8%
Contoh susunan gas bumi dari lapangan badak(kalimantan timur) tercantum dalam tabel 2-6.
Tabel 2-6 susunan kimia gas bumi dari lapangan badak (kalimantan timur,dalam persen
molekul)(helmig, 1974)
Metan (CH4) 87,44
Etan (C2H6) 4,51
Propan (C3H8) 2,84
Butan (C4H10) 1,29
Pentan (C5H11) 0,43
Hexan (C6H14) 0,17
Heptan dan yang lebih berat 0,32
Karbondiosida(C02) 2,94
Hidrogensulfida (H2S) 0,00
100,00%
2.3.3 Pengotoran Dalam Gas
Pengotoran utama disebabkan oleh kadar nitrogen,karbondioksida, dan hidrogensulfida. Juga
helium dapat merupakan pengotor yang terdapat dalam jumlah yang relative sangat kecil. Jika kadar
CO2 dan nitrogen besar. Maka gas tersebut mempunyai nilai yang lebih rendah karena juga nilai
kalorinya menjadi lebih rendah. Helium: helium merupakan gas ringan, tidak berwarna dan tidak
berbau dan merupakan gas mulia yang terdapat bersama-sama dengan gas alam pada keadaan
temperature normal. Kadang-kadang didalam gas alam kadar helium cukup tinggi untuk dapat
diusahakan, seperti yang di dapatkan di amerika, yaitu dengan kadar berkisar 1-8%. Juga di uni sofiet
ada kemungkinan gas tersebut didapatkan bersama-sama dengan gas bumi. Nitrogen: adanya kadar
nitrogen yang tinggi di dalam gas bumi mungkin sekali merupakan sebagian udara yang terperangkap
dengan sedimen. Sedikit sekali dari nitrogen ini merupakan gas yang terbentuk dari zat organic
sebagaimana diperkirakan. Hidrogensulfida: hidrogen sulfida seringkali tedapat bersama-sama dengan
gas bumi. Gas ini biasanya tidak berwarna dan mempunyai bau yang tidak sedap. Gas bumi yang
mengandug hidrogensulfida walauun dalam jumlah kecil. Tidak baik untuk dipergunakan sebagan
bahan bakar umum, karena dapat meracuni dan menyebabkan korosi dalam pipa. Berdasarkan kadar
H2S, maka gas bumi dapat dibagi menjadi: gas kecut(sour gas) dan gas manis (sweet gas)
2.3.4 Pemakaian Gas Bumi
Gas bumi dewasa ini diusahakan tujuan komersil di masa lampau gas bumi hanya dapat
digunakan jika terdapat di dekat daerah industry, ataupun di perkotaan, melalui pipa. Tetapi dewasa
ini dengan teknik pencairan, terutama gas bumi yang mengandung molekul beratom C lebih besar
sampai C4-C5, dapat dimampatkan menjadi cairan yang disebut elpiji, suatu singkatan dari liquefied
petroleum gas (LPG) dan dapat ditransport dengan kapal tanki khusus. Di indonesia pada akhir tahun
1972 di temukan lapangan gas yang besar sekali. Yaitu lapangan gas arum di provinsi aceh dan juga
lapangan badak di kalimantan timur. Selain itu juga beberapa lapangan gas diketahui di daerah
pendopo gas juga merupakan bahan penting sekali, selain untuk pembuatan βcarbon-blackβ juga
sebagai bahan bakar di perumahan ataupun dalam industry.
2.3.5 Berbagai Sifat Fisika Gas Bumi
Gas biasanya diukur dalam M3 atau kaki kubik dalam keadaan baku, yaitu pada temperature
60,70F dan tekanan 76 mm Hg. Seringkali dipergunakan temperature 200C volum gas biasanya
dinyatakan dalam satuan ribuan yang disingkat sebagai M. Contohnya 3.540.000 cubic feet gas.
Biasanya ditulis 3.540 MCF
3
Cara Terdapatnya Minyak Dan Gas Bumi
Pada prinsipnya minyak bumi terdapat dalam 2 cara utama, yaitu :
Pada Permukaan Bumi, terutama sebagai rembasan (seepages atau seeps), kadang-kadang juga
sebagai suatu danau, sumber atau sebagai pasir yang dijenuhi minyak bumi.
Di Dalam Kerak Bumi, sebagai suatu akumulasi, yaitu sebagai penjenuhan batuan yang sebetulnya
hanyalah satu-satunya cara terdapat yang mempunyai arti ekonomi. Penjenuhan batuan seprti itu,
minyak bumi terdapat didalam rongga-rongga atau pori-pori batuan dan menjenuhi seluruh batuan
tersebut. Tidak pernah minyak bumi didapatkan dalam suatu rongga besar, suatu ruangan, danau
ataupun telaga dibawah tanah apalagi suatu laut dibawah tanah. Ini bertentangan dengan pendapat
umum yang popular mengenai adanya lautan minyak ataupun telaga minyak dibawah permukaan
bumi.
Sebagai suatu penjenuhan batuan didalam kerak bumi, minyak bumi bisa terdapat :
a. Dalam jumlah kecil atau yang disebut juga sebagai tanda-tanda minyak (oil shows).
b. Dalam jumlah akumulasi yang komersiil, yaitu cukup besar untuk dapat di produksi secara
umum.
Akumulasi komersiil, tergantung sekali pada jumlah pori batuan yang terdapat, besarnya dan
caranya pori dapat melulusakn minyak dan juga persentasi cairan yang menjenuhi batuan tersebut.
Hal terakhir ini juga dihubungkan dengan suatu prinsip, bahwa didalam kerak bumi ataupun pada
permukaan , minyak bumi selalu dapat berasosiasi dengan air, terutama air asin dan jarang sekali
dengan air tawar. Oleh karena itu, minyak bumi yang terdapat dibawah permukaan selalu mengikuti
prinsip hidrostatika dan dalam keadaan tertentu juga prinsip hidrodinamika.
3.1 Minyak Bumi Pada Permukaan
Di berbagai daerah minyak, terutama di Indonesia, minyak bumi pada permukaan ditemukan
dalam bentuk yang dinamakan rembasan (seep). Rembasan ini sendiri tidaklah mempunyai nilai
ekonomi tapi bisa menunjukkan daerah kemungkinan adanya minyak dibawah permukaan.
Berdasarkan gejala cara timbulnya, minyak pada permukaan dapat dibagi menjadi 2 jenis, yaitu :
1). Yang Masih Aktif,
Yaitu minyak keluar sebagai sumber bersama-sama dengan air, keluar ataupun merembes
secara perlahan-lahan untuk kemudian membentuk suatu danau aspal, atau dapat pula keluar secara
aktif dari suatu gunung-api lumpur (mudvolcano).
2). Yang Telah Mati atau TIdak Aktif Lagi,
Dapat merupakan batu pasir yang dijenuhi oleh bitumina, suatu zat semacam aspal, yamg
merupakan sisa atau residu penguapan fraksi ringan dari suatu minyak bumi. Suatu insipasi ataupun
impregnasi batu pasir oleh bitumina ini sering merupakan suatu lapisan pasir yang sangat luas seperti
pasir-ter di Canada sebelah barat yang disebut McMurray sand atau Athabasca Tar-Sand, yang boleh
dikatakan merupakan permadani ter.
Selain itu, terdapatnya hidtokarbon padat seperti wurtzelit, elaterit dan sebagainya dapat
diartikan sebagai rembasan yang tidak aktif lagi sehingga merupakn residu minyak yang fraksi
ringannya telah menguap. Tetapi untuk ini tidak terdapat bukti yang jelas karena gilsonit, wurtzelit
dan sebagainya tidaklah menyerupai residu minyak bumi dari jenis apapun. Selain itu kerogen juga
pernah dianggap berasal dari suatu rembasan yang telah mati. Perlu dikatakan disini bahwa sebetulnya
kerogen sama sekali tidak mempunyai hubungan langsung dengan minyak bumi dan tidak bisa
dikatakan minyak bumi yang telah merembas dan tersingkap keluar, karena kerogen merupakan zat
organic yang belum menjadi minyak bumi, ataupun sisa pembentukan minyak bumi.
3.1.1 Rembasan Minyak Bumi
Link (1952) memberikan suatu klarifikasi berbagai macam rembasan yang dapat terjadi di
suatu daerah. Ia membedakan 5 jenis utama rembasan yang awalmula jadinya dapat diterangkan
sebagai berikut.
1). Rembasan Yang Keluar Dari Homoklin.
Dimana ujungnya telah tererosi atau tersingkap, akan tetapi lapisan minyaknya sendiri belum
sampai pada permukaan. Rembasan semacam ini biasanya kecil saja ( Gambar 3.1).
Gambar 3.1 Jenis rembasan minyak bumi (menurut Link, 1952)
2) Rembasan Minyak Yang Berasosiasi dengan Lapisan dan Formasi Tempat Minyak Tersebut
Terbentuk.
Biasanya lapisan serpih yang merupakan batuan induk minyak bumi jika teretakkan dan
terhancurkan akan membebaskan minyak dalam jumlah kecil. Dalam hal ini hanya sediit sekali
terdapat indikasi pada permukaan (gambar 3.2).
Gambar 3.2 Rembasan Jenis 3 (Link, 1952)
3) Rembasan Minyak dan Gas Yang Keluar Dari Akumulasi Minyak yang Besar dan Telah
Tersingkap Oleh Erosi atau Reservoirnya Telah Dihancurkan-Luluhkan Oleh Patahan dan
Lipatan.
Rembasan semacam inilah yang biasanya merupakan rembasan yang terbesar di dunia.
(Gambar 3.3). Misalnya, daerah Gulf-Coast di Amerika Serikat, dan Venezuela Timur.
Gambar 3.3 Rembasan jenis 4 dari Link (1952); keluar sepanjang ketidakselarasan
Sebetulnya banyak sekali variasi cara keluarnya rembasan seperti ini, yaitu antara lain
keluarnya minyak dari patahan normal suatu lapisan homoklin ataupun akumulasi struktur yang
kemudian keluar melalui patahan (gambar 3.4).
Gambar 3.4 rembasan jenis 5 dari Link (1952); rembasan yang berasosiasi dengan intrusi.
Jenis lain ialah suatu reservoir bocor karena patahan yang disebabkan penyusutan yang
berada diatas struktur lapisan minyak tersebut (Gambar 3.5).
Gambar 3.5 Peta penyebaran rembasan minyak bumi di Indonesia bagian barat (menurut Link, 1952)
Jenis lain lagi ialah terdapatnya lapisan reservoir yang berbatasan dengan batuan beku. Batas
batuan tersebut merupakan tempat perembasan minyak ke luar (gambar 3.6). sebagai contoh ialah :
rembasan aspal di G. Kromong, Jawa Barat.
Ada pula jenis rembasan yang sebetulnya merupakan struktur antiklin yang telah tererosi
sampai kedalam reservoir minyak. Pengerosian reservoir ini tidaklah menyebabkan minyak keluar
secara tiba-tiba dan secara besar-besaran, tetapi secara sedikit-sedikit melalui celah dan retak yang
terjadi sebelum erosi tersebut, sehingga menyingkapkan lapisan reservoir itu sendiri. ( Gambar
3.7).
Gambar 3.6 penyebaran gunung api lumpur dan struktur geologi di Kalimantan Timur (diambil dari Weeda, 1958).
Jenis lainnya ialah rembasan yang mengeluarkan minyak melalui retakan dalam lapisan
penutupnya. Hal ini misalnya saja yang terdapat di lapangan minyak di MasjidβI Sulaeman di Iran.
Ada pula rembasan yang terjadi di daerah patahan secara kecil-kecilan saja tetapi cukup
meyakinkan, diatas suatu struktur seperti yang terdapat di lapangan LaCira, di Columbia. Contoh
lain mengenai patahan dapat dilihat pada gambar 3.2; 3.1, C ; 3.2,B, C, D sampai gambar 3.3 (A,
B, C, D); yaitu antara lain di daerah Parina di Eropa Barat. Dalam hal ini patahannya dapat dari
jenis normal walaupun jenis patahan naik.
4) Minyak Merembes Keluar Pada Permukaan Sepanjang Bidang Ketidakselarasan
Dalam hal ini mungkin terdapat banyak rembasan lain yang keluar atau memotong suatu
ketidakselarasan, kemudian merupakan jalan utama dan alat pengumpul daripada semua rembasan
tersebut dan terjadilah suatu rembasan yang cukup besar. Jelaslah, bahwa untuk mengetahui
darimana asalnya minyak bumi tersebut susah sekali, tetapi mungkin merupakan pengumpulan dari
berbagai macam kebocoran beberapa reservoir minyak kearah bawah dari kemiringan
ketidakselarasan tersebut. Sebagai contoh misalnya, batu pasir-ter Amerika.
5) Rembasan yang Berasosiasi dengan Intrusi
Seperti gunung api lumpur, intrusi batuan beku atau penusukan oleh kubah garam. Rembasan
semacam itu dapat berasosiasi atupun tidak dengan reservoir yang telah hancur dibawahnya.
Contohnya terlihat pada gambar 3.4.
Dari uraian diatas dapat disimpulkan bahwa adanya rembasan minyak pada permukaan bumi
tidak selalu diasosiasikan dengan adanya suatu reservoir dibawahnya. Seringkali orang awam
mempunyai suatu kesan bahwa untuk mencari minyak bumi, berusahalah mencari rembasan di
permukaan bumi. Terdapatnya rembasan belum tentu merupakan bukti adanya akumulasi minyak
dibawahnya, tetapi dapat disebabkan oleh berbagai hal yang telah diuraikan diatas. Namun
bagaimanapun juga adanya rembasan harus diperhatikan dari segi explorasi minyak dan gas bumi,
karena :
a) Rembasan menunjukkan bahwa batuan sedimen di daerah tersebut mampu membentuk
minyak bumi. Apakah minyak bumi disitu terdapat dalam akumulasi komersiil atau tidak,
bukanlah menjadi soal. Yang penting ialah kita dapat mencari keadaan struktur yang dapat
memberikan akumulasi yang penting.
b) Rembasan mungkin sekali berasosiasi dengan suatu reservoir minyak di bawahnya yang
mengalami kebocoran. Dalam hal ini, penyelidikan geologi sekitar rembasan tersebut
sangatlah penting dan interpretasi mengenai jenisnya dilakukan. Lapangan minyak yang
mula-mula, terutama di Indonesia, ditemukan berdasarkan atas adanya rembasan. Penemuan
rembasan diikuti dengan pemetaan geologi untuk mencari struktur antiklin. Berdasarkan hasil
pemetaan ini ini diadakn pemboran untuk mendapatkan produksi minyak bumi. Dahulu,
pemboran dilakukan didekat rembasan tanpa mengetahui arti yang sebenarnya dari rembasan
tersebut. Boleh dikatakan 66 persen dari semua rembasan minyak secara langsung
berhubungan dengan suatu reservoir minyak dibawahnya. Hal ini terutama berlaku untuk
Indonesia dan juga teluk Persia.
Pentingnya rembasan minyak dalam cekungan minyak bumi dapat terlihat dari kenyataannya
bahwa cekungan sedimen penghasil minyak di dunia ini hampir semuanya ditandai oleh adanya
rembasan. Di Indonesia, lapangan minyak Sumatera, Jawa, Kalimantan ataupun Irian Jaya terdapat di
daerah dimana rembasan seperti itu ditemukan (Gambar 3.5). Di Timur Tengah, rembasan minyak
diketahui dan dipergunakan sejak jaman Nabi Nuh, misalnya di daerah sebelah barat Iran. Juga di
Amerika Serikat, di Venezuela, Amerika Latin, rembasan semacam itu telah banyak diketahui dan
menjadi penyebab ditemukannya lapangan minyak yang penting di daerah tersebut.
Secara tektonik rembasan minyak didapatkan dalam cekungan sedimen dengan struktur yang
kandungan minyaknya telah tererosikan atau telah dihancurkan sehingga lapisan minyak tersebut
keluar pada permukaan, pada pinggiran cekungan atau juga pada jalur dengan ketidakselarasan
sampai ke permukaan. Rembasan ini terutama didapatkan dalam cekungan sedimen yang mempunyai
suatu jalur mobil pada salah satu sisinya, misalnya saja di geosinklin Mesopotamia (di Timur Tengah)
dan Venezuela. Disini rembasan keluar sepanjang ketidakselarasan, atau karena pematahan yang
mengakibatkan kebocoran reservoir sampai ke permukaan, ataupun di tempat yang reservoirnya
tererosi. Di bagian yang lebih landai dari cekungan tersebut, juga didapatkan rembasan. Sebagai
contoh misalnya, pasir-ter di Athabasca di Canada dan juga di Venezuela. Tetapi pada umumnya
bagian yang lebih landai daripada cekungan tidak terlalu banyak menghasilkan rembasan.
Pengaruh rembasan terhadap cadangan minyak yang bocor, mengakibatkan pengurangan
cadangan itu. Di berbagai tempat dengan kebocoran yang besar, struktur reservoir minyaknya sendiri
bahkan menjadi kosong. Rembasan seperti itu biasanya banyak didapatkan di lapisan muda yang
terlipat, terpatahkan dan tererosi pada pinggiran cekungan. Rembasan didefinisikan sebagai tempat
pemunculan gas dan cairan hidrokarbon pada permukaan bumi, yang dapat diamati. Rembasan ini
haruslah dipisahkan dengan didapatkannya minyak dalam skala mikroskopis yang hanya bisa
ditemukan dengan metode geokimia dan dengan sendirinya tidak dapat disebut sebagai suatu
rembasan. Seringkali keluarnya minyak dari rembasan diikuti dengan gas dan biasanya berasosiasi
dengan air asin.
3.1.2 Gunung Api Lumpur
Gunungapi lumpur atau mudvolcano adalah setiap extrusi pada permukaan lempeng atau
lumpur yang secara morfologi membentuk membentuk suatu kerucut yang diatasnya terdapat suatu
telaga. Extrusi tersebut dibarengi dengan keluarnya gas dan air (kadang-kadang juga minyak) secara
kuat, bahkan dengan ledakan. Seringkali gas yang diextrusikan ikut terbakar dan dengan demikian
sangat menyerupai gunungapi. Sifat gunungapi-lumpur ini sangat tergantung dari iklim dan juga
jumlah lempung yang dikeluarkan. Menurut asalnya dapat dibedakan 2 macam gunungapi-lumpur
yaitu :
Gunungapi-Lumpur Jenis Dangkal
Jenis ini biasanya berasosiasi dengan minyakbumi dan merupakan kerucut lumpur yang
dihasilkan oleh extrusi lempung dan sedikit atau banyak klastik. Untuk jenis ini diperkirakan bahwa
tenaga dorongan untuk meledakkan lumpur keluar adalah gasnya sendiri yang berasosiasi dengan
minyak bumi. Pada waktu terjadi peledakkan, lumpur dari sekitarnya terbawa keluar dan
menghasilkan suatu kerucut lumpur. Gunungapi lumpur semacam ini jelas merupakan tanda adanya
minyak bumi di bawahnya.
Gunungapi-Lumpur Jenis Dalam
Jenis ini biasanya berasosiasi dengan suatu keadaan geologi yang lappisan sedimennya belum
terkompaksikan, mempunyai tekanan tinggi dan mengakibatkan timbulnya diaper dari serpih ataupun
penusukan oleh serpih. Gejala tersebut sering berasosiasi dengan daerah yang disebut overpressured
areas, yaitu daerah tekanan tinggi yang tekanan serpihnya juga lebih besar daripada tekanan
hidrostatis dan dengan demikian dapat menimbulkan kesulitan dalam pemboran. Dari suatu
pengkajian diseluruh dunia, Gansser (1960) melihat adanya gejala yang khas dari gunungapi lumpur
ini :
1) Biasanya berasosiasi dengan lapisan sedimen berumur tersier dan kapur atas.
2) Lapisan sedimennya adalah asal laut.
3) Lapisan pelitik dan klastik biasanya bervariasi.
4) Selalu berasosiasi dengan gas dan air asin.
5) Lapisan tersebut ditutupi oleh endapan yang lebih kompeten.
6) Terdapat di daerah dimana sinklin yang luas dipisahkan oleh antiklin yang tajam dan lapisan
sedimennya yang klastik yang terdapat lebih dalam telah menusuk ke atas.
7) Meningkatnya tekanan memobilisasikan lempung klastik di dalam inti antiklin dengan air
garam,gas dan di beberapa tempat juga sacara kebetulan juga dengan minyak. Ini
menghasilkan lumpur yang ditekan ke atas seperti suatu magma. Jika keseimbangan
terganggu terjadilah ledakan dan terbentuklah gunung api-lumpur.
8) Kebanyakan titik-titik erupsi terdiri dari banyak kerucut.
9) Kerucut yang curam maupun yang landai didapatkan bersama-sama.
10) Erupsi biasanya terjadi secara periodic, tetapi seringkali secara tidak beraturan. Banyak sekali
erupsi gunung api-lumpur terjadi setelah periode ketenangan yang sangat lama.
11) Berbagai fragmen batuan yang sangat besar ataupun kecil yang berasal dari lapisan yang lebih
tua seringkali diekstrusikan dengan lumpur.
12) Secara individual jangka hidup suatu pusat erupsi biasanya snagat pendek.
13) Jalur diaper gunungapi-lumpur biasanya berhimpitan dengan daerah yang beranomali
gravitasi negative.
Jadi jelaslah, bahwa tenaga penggerak jenis gunungapi-lumpur dalam bukanlah tekanan gas
dibawah permukaan, sebagaimana dapat terjadi pada gunungapi-lumpur jenis dangkal. Dengan
demikian, dapat kita simpulkan bahwa berasosiasinya gunungapi-lumpur jenis dalam ini dengan
minyak bumi hanayalah secara kebetulan saja, karena intrusi diaper lumpur secara kebetulan
menerobos lapisan yang mengandung minyak sehingga mengeluarkan minyak bumi pada waktu
erupsi. Terjadinya gunungapi-lumpur jenis dalam ini bukan hanaya disebabkan tekanan gas alam atau
tekanan tektonik saja, tetapi juga merupakan manifestasi tekanan tinggi daripada cairan yang
abnormal didalam pori-pori, yang timbul karena kompaksi tidak memberikan kesempatan untuk
keluarnya air. Hal ini disebabkan oleh sedimentasi yang cepat dan kompaksi batu lumpur yang
biasanya berasosiasi dengan lapisan pasir yang berbentuk lensa. Ini menimbulkan tertutupnya cairan
yang berada dalam pori-pori semasa kompaksi berlangsung sehingga air berada didalam tekanan
tinggi, karena tak dapat lari kemana-mana. Keadaan ini menyebabkan gejala, yaitu semua lapisan
yang ada diatasnya seolah-olah mengambang diatas lapisan serpih yang berisi cairan bertekanan
tinggi dan terletak lebih dalam. Contoh untuk gejala ini misalnya, di pulau Madura, selat Madura,
serta di Sumatera Utara. Juga di Kalimantan tekanan tinggi seperti ini didapatkan dalam asosiasi
dengan gunungapi-lumpur dan dengan adanaya gas serta lapangan minyak seperti diperlihatakan pada
gambar 3.6 (lihat juga ayat 3.2.3.3; mengenai tekanan reservoir).
3.1.3 Telaga Aspal Buton
Telaga aspal yang terdapat di pulau Buton dapat dklasifikasikan sebagai suatu lapisan
homoklin yang tersingkap keluar dan tererosikan.
Minyak yang mengalir secara berlahan-lahan membentuk suatu telaga pada tempat
perembesan keluar dan fraksi ringannya telah menguap. Gambar 3.7 menunjukanpenampang melalui
lapangan aspal panah di Buton.
Lapisan yang mengandung aspal tersebut adalah gamping globigerina yang berpori-pori dan
gamping terumbu yang dinamakan formasi Sampolaksa.
Formasi ini mengandung batu pasir yang dijenuhi 10 sampai 20% bitumia, bahkan sampai
30%.
Gambar 3.7 Penampang geologi melalui telaga aspal Buton ( Menrut Hetzel, 1936)
3.2 Minyak Bumi dalam Kerak Bumi
3.2.1 Akumulasi Lokal
Didalam kerak bumi minyak bumi selalu didapatkan dalam lapisan berpori. Diliahat dari segi
jumlahnya,maka minyak bumi dapat ditemukan sebagai: Jejak-jejak ( minor occurrences) yaitu dalam
jumlah sedikit-sedikit saja, Suatu akumulasi(terdapat dalam jumlah besar atau dari segi
ekonomiterkumpul secara menguntungkan).
Sebetulnya minyak bumi atau hidrokarbon didapatkan dalam berbagai macam formasiatau
lapisan sebagai tanda-tanda minyakatau hidrokarbon dalam jumlah yang sedikit (minor showing).
Tanda-tanda tersebut biasanya ialah ditemukannya minya tersebut bersama air, terutama air asin.
Sering kali minyak bumi ditemukan di dalam lapisan yang bukan lapisan reservoir, misalnya pada
lapisan dan serpih atau batuan lainnya. Tanda-tanda dalam jumlah sedikit ini biasanya didapatkan
pada waktu melakukan pemboran dan mempunyai arti penting dari eksplorasi minyak bumi. Arti dari
tanda-tanda tersebut adalah :
a. Bahwa lapisan tempat terdapatnya tempat tanda-tanda itu sedikit banyak pernah
mengandung minyak.
b. Ada kemungkinan besar lubang bor yang menembus lapisan mengandung minyak sedikit
itu terdapat didekat atau dipinggir suatu akumulasi minyak yang penting.
Dilain pihak juga diketahui dalam penelitian buckly, hoctt, tagard (1958), bahwa air formasi
banyak memperlihatkan kandungan hidrokarbon.dalam jumlah yang berkisar hingga 14kaki kubik
dalamdalam setap barrel, terutama sebagai metan, tetapi juga etan, propan ,dan sebagainya.hal ini
ternyata dari berbagai penyelidikan di Negara bagian New Mexico dan Florida, AmerikaSerikat.
Mereka menyimpulkan bahwa jumlah hidrokarbon dalam jumlah sedikit itu tidak mempunyai arti
komersil , kecuali zat itu oleh suatu mekanisme dapat terkumpul dalam suatu akumulasi. Weeks
(1958) menyimpulkan bahwa jika semua gas yang hanya sedikitterdapat dalam air formasi diseluruh
dunia dijumlahkan, maka volumny dapat mencapai 65.000 trilliun kaki kubik . dibandingkan
akumulasi gas yang terdapat saat ini, hanyalah 4 sampai 6 trilliyun kaki kubik.dengan demikian,
jumlah yang terdapat dalam air formasidalam bentuk tanda-tanda tersebut sangat besar artinya. Dapat
pula dibandingakan dalam cadangan minyak bumi yang terdapat dalam bentuk tanda-tanda sedikit itu
bias mencapai 10 trilliun barrel. Dapat disimpulkan bahwa sebetulnya hidrokarbondidalam formasi itu
merupakan komponen yang biasa saja, namun karena terdapatnya tersebar dan dalam jumlah yang
sedikit mereka tidak mempunya arti ekonomi, tetapi jika oleh suatu meknisme jumlah yangkecil itu
bias terkumpul, kita bias mendapatkan suatu akumulasi yang bernilai ekonomi. Jadi terdapat atau
tidaknya suatu akumulasi bernilai ekonomi bergantung sekali pada faktorkonsentrasi seperti akan di
bahas padapasa yang kemudian.
3.2.1.1 Cara Mendeteksi
Adanya tanda-tanda minyak bumi atau yang kemudian dapat menunjukan adanya
akumulasi yang komersil adalah:
1) Lumpur Pemboran: pada waktu pemboran, lumpur yang dipakai pelumas bercampur dan
melarutkan minyak yang terdapat dalam formasi yang sering disebut oleh mata bor.
Lumpur yang keluar kembali itu dapat diperiksa di dalam mikroskop binokuler dengan
caha ultraviolet. Biasanya adnya minyak terlihat dengan tampaknya warna yang kuning
keemasan, gas dapat dideteksi dengan suatu alat yang dapat mengocok lumpur pemboran
tersebut sehingga gas keluar dan dapat diketahui dengan alat dektetor gas. Alat detector
gas terdiri dari suatu ruangan atau suatusel kedalam mana dialirkan gas. Didalam suatu
sel tersebut terdapat suatu jarum pijar. Dengan masuknya gas kedalam sel tersebut,
terjadilah suatu pembakaran sehingga temperature meningkat dan dengan demikian juga
tahanan jenis jarum pijar berubah dan dapat dideteksi. Perubahan tahanan jenis
merupakan ukuran jumlah gas yang lkeluar dari lumpur tersebut.
2) Serbuk Pemboran: keratin batuan yang didapatkan pada pemboran dibawa oleh lumpur ke
permukaan dan dianalisa oleh seorang ahli geologi yang menunggu sumur tersebut.
Serbuk pemboran e=tersebut diperiksa kandungan hidrokarbonnya dibawah suatu
mikroskop binokuler setelah mengalami berbagai macam pengujian, antara lain ekstrasi
serbuk yang digerus dalam πΆπΆπ4 , chloroform atau aseton dan kemudian dikocok. Jika
larutan menjadi putih berarti terdapat hidrokarbon didalamnya. Metode lain adalah
menggunakan lampu ultraviolet. biasanya setelah dicampur oleh kloroform atau aseton,
kemudian dilihatdengan lampu binokuler dibawah lampu sinar ultraviolet.jika serbuk
pemboran mengandung minyak terjadi warna flourensensi yang kunig sampaikeemas-
emasan.
Untuk mendeteksi gas dilakukan hal yang sama, yaitu menggerus keping batuan dan
mengeluarkan gasnya dengan cara mengocok serbuk dalam air,dan kemudian ditelliti dengan alat
detector. Adanya tanda-tanda minyak dapat juga diketahui dari pemboran inti. Inti pemboran yang
mengandung minyak, biasanya begitu keluardari pemboran minyakdapat bersifat hidup atau
dikatakan membara (bleeding core) atau dapat pula bersifat mati (dead oil). Yang disebut terakhir
mungkin merupakan residu minyak bumi yang telah bermigrasi atapun sisasuatu akumulasi
minyak.
Teknik penyelidikan adanya tanda-tanda minyak bumi didala serbuk pemboran atau
lumprpemboran merupakan suatu teknik tersendiri dan menggunakan sinar ultraviolet.selain itu,
berbagai macam digunakan unntuk memperkirakan jumlahnya yaitu hanya sedikit saja ataukah
sangat banyak. Teknik tersebut dibahas dalam buku teknik penyelidikan geologi bawah
permukaan.
3.2.1.2 Akumulasi Komersil
Suatu lapisan yang mengandung reservoir yag mengandung minyak dapat disebut
komerisl. Jika dalam lapisan tersebut minyak dapat diproduksi secara menguntungkan. Suatu
akumulasi minyak dan dan gas bumi dikatakan menguntungkan jika minyak yang dihasilkan dapt
diperdagangkan dengan pendapatan yang dapat menutup biaya explorasi dan produksi serta
memberi laba. Jadi semata-mata factor eknomilah yang menentukan. Beberapa factor terpenting
diantaranya adalah:
1) Harga minyak dipasaran bebas.kenaikan harga minyakk yang sangat mencolok pada
tahun 1973, telah mengubah akumulasi komersil menjadi komersildan merubah
penilaiaan suatu akumulasi.
2) Jumlah cadangan yang terdapatdalam akumulasi. Cadangan bergantung pada besarnya
reservoir dan dalamnya reservoir,terutama dalam porositas (akan dibahas dalam bab 4,
mengenai batuan reservoir)
3) Produktivitas reserfoir sebagaimana dihasilkan oleh suatu sumur. Hal ini dipengaruhi oeh
tebal lapisan dan kolom minyak dan keadaan reservoir terutama permeabiitas dan juga
sifat minyak bumi dan penjenuhan minyak dalam pori.
4) Baiya produksi, eksplorasi, dan eksploitasi yang sangat berbeda dari stu daerah dengan
daerah lain tergantung dari keadaan social ekonomi setempat , keadaan medan, di darat
atau di pantai, di daerah tropikatau daerah artik, dan sebagainya.
5) Pajak dan biaya lainnya.
Suatu akumulasi komersil ditentukan oleh beberapa factor ekonomidan juga factor
geologi.dalam buku ini hanya dibahas dalam factor geologinya saja mengenai adanya akumulasi
minyak dan gas bumi disuatu tempat.
3.2.2 Pengertian Reservoir, Lapangan, dan Daerah Minyak
3.2.2.1 Reservoir Minyak
Suatu akumulasi minyak selalu terdapat di dalam suatu reservoir. Suatu reservoir adalah
suatu wadah minyak berkumpul. Istilah lain untuk reservoir yang bersifat batuan yang seluruhnya
dijenuhi oleh minyak bumi adalah telaga minyak atau kolam minyak (oil pool), yangberarti satuan
miyank terkecil yang mengisi reservoir itu sendiri dan berada dalam sistem satuan tekan yang
sama. Seringkali tealga minyak disinonimkan dengan reservoir. Sebetulnya reservoir memiliki arti
yang lebih luas lagi dan juga bagian reservoir tidak seluruhnya harus selalu diisi oleh minyak,
sedangkan telaga minyak adalah bagian reservoir yang seluruhnya terisi oleh minyak.dalam bahasa
inggris juga terdapat istilah oil pay yaitu lapisan yang mengandung minyak(yang membayar biaya
pemboran.
3.2.2.2 Lapangan Minyak
Lapangan minyak atau ladang minyak (oil field dalam bahasa inggris atau olie terrein
dalam bahasa belanda) adalah daerah yang dibawahnya terdapat akumulasi minyak dalam
beberapatelaga minyakdan terdapat dalam suatu gejala geologi yang sama.gejala tersebut dapat
bersifat stratigrafi ataupun struktur yang seluruhnya menjadi kolam minyak tersebut.pengertian
telaga minyak (oil pool) atau ladang minyak (oil field) seringkali dikacaukan dalam literatur.dalam
bahasa Indonesia istilah tealga sering dikacaukan dengan sumu, terutama di sumatra Utara atau
daerah Aceh.
3.2.2.3 Lapangan Minyak dan Gas Raksasa
Lapangan minyak dan gas raksasa adalah lapangan yang mempunyai cadangan minyak
dan gas bumi lebih dari 500 juta barrel (halbouty,1970). Yang paling terkenal adalah lapangan
minyak Ghawar di Arab Saudi. Di Indonesia lapangan Minas di SumatraTengah termasuk
Lapangan raksasa .
3.2.2.4 Provinsi atau Daerah Minyak
Propinsi atau daerah minyak adalah daerah dimana sejumlah tealaga dan lapangan minyak
berkelompok dalam longkungan geologi yang sama. Daerah minyak juga sering diesebut cekungan
minyak(oil Basin) dan biasanya merupakan cekungan sedimen. Namun daerah cekungan sedimen
tidak seluruhnya adalah daerah cekungan minyak.biasanya hanya sebagaian daerah sajadari
cekungan terdapat kelompok lapangan minyak atau daerah minyak. Misalnya derah Duri-minyak
di Sumatra Tengah, daerah jambi dimana terdapat lapangan muara Senami, Bajubang, Kenali
Asam,dan sebagainyadan daeran pendopo prabumulih di Sumatra Selatan (Langan Minyak Talang
Akar, Pendopo, Belimbing Tanjung-Miring, Dam sebagainya).
Daerah Jambi dan Daerah Prabumulih mungkin termasuk dalam suatu daerah cekungan
sedimen yang sama yaitu Cekungan Sumatra Selatan. Daerah mnyak lainya adalah daerah Cepu
dengan Lapangan minyak Ledok, Wonocolo, dan Sebagainya.
3.2.3 Keadaan Ddan cara Terdapatnya Minyak Bumi dalam Reservoir.
3.2.3.1 Prinsip Utama dalam Reservoir.
Suatu reservoir haruslah tertutup pada bagian atas dan pinggirnyaoleh lapisan penutup dan
diberi bentuk perangkap. Suatu perangkap tidak lain dari suatu tempat fluida, tetapi berhubung
berlakunya hukum Hidrostatika dan karena asosiasinya dengan air, maka wadah inin tidaknlah
terbuka keatas melainkan terbuka ke bawah. Terbukanya kebawah dapat dengan berbagai macam
cara:
1) Terbuka Seluruhnya kebawah (gambar 3.8) sebagaimana didapatkan pada perangkap
struktur, misalnya pada sumbu antiklin.
2) Setengah terbuka kebawah misalnya suatu perangkap stratigrafi dimana hanya sebagaian
saja dari bhagian bawah perangkap yang terbuka (gambar 3.9)
3) Tertutup sama sekali, m,isalnya terdapat jika batuan reservoir sangat terbatas
penyebarannya sehingga terbentuk suatu lensa (gambar 3.10)
Gambar 3.9 penampang perangkap yang setengah
terbuka kebawah
Gambar 3.10 Penampang perangkap yang seluruhnya
tertutup dari segala arah
Batas bawah suatu akumulasi minyak tentu merupakan suatu permukaan airyang
mendorong minyak keatas dan memojokan minyak tersebut untuk tetap berada dalam perangka
(lihat Pula halaman 79).selain beberapa syar diatas masih terdapat beberapa syarat khusus yang
berlaku bagi terdapatnya suatu akumulasi yang komersil.
Meskipun sifat komersil sangat bergantung dengan keadaan ekonomi serta kemajuan
teknologi,namun beberapa faktor geologi juga sangat mempengaruhiekonomis tidaknya suatu
akumulasi minyak bumi, antara lain:
a. Tebal lapisan reservoir. Tebal suatu lapisan reservoir dapat berkisar antara beberapa
sentimeter sampai beberapa puluh meter. Makin tebal lapisan reservoir, tentu makin besar
pula kemungkinan terdapatnya produksi yang besar sehingga kolam minyak yang didapatkan
juga menjadi lebih besar..
b. Tutupan (closure). Pengertian ini terutama berlaku pada perangkap struktur yang kana
dibahas dalam pasal 5.2. disisni berarti bahwa kolam minyak ymaksimal yang mungkin
didapatkandalam suatu perangakap.jika tutuapanitu rendah saja atau sangat terbatas,maka
jumlah minyak yang terkumpulkan juga sangat terbatas.
c. Penyebaran Batuan Reservoir. Ini penting sekalai karena suatu perangkap dapat sangat besar
sekali dan mempunyai tutupan yang besar pula. Tetapi jiak batuan reservoir terbatas hanya
padabagian kecil perangkap,maka hal ini tidak terlalu menguntungkan untuk terdapatnya
akumulasi yang bersifat komersil.
d. Pororsitas dan Permeabilitas Efektif.suatu lapisan reservoir sangt bergantung pada kedua sifat
ini,bahkan merupakan sifat yang khas pada batuan reservoir tersebut. Besar kecilnya porositas
menentukan besar kecilnya jumlah cadangan, sedangkan besar kecilnya permeabilitas
menentukan besar kecilnya jumlah minyak yang dapat dikeluarkan.
Berbagai unsur lain yang mempengaruhi ada tidaknya minyak bumi ialah: migrasi, waktu
migrasi, akumulasi, waktu akumulasi, batuan induk serta mulajadi.hal ini akan dibahas dalam
beberapa bab kemudian.
3.2.3.2 Cara Terdapatnya Fluida dalam Reservoir.
Keadaan dalam reservoir hanyalah dapat kita ketehui berdasarkan pada beberapa
interpretasi daripada:
1) Fluida yang didapatkan dalam inti pemboran
2) Contoh fluida yang diambil dari dasar pemboran
3) Contoh fluida yang diambil dari permukaan sumur yang sedang di produksi
4) Studi sejarah produksi atau lebih sumur, seperti penurunan tekanana reservoir dan
peningkatan atau penurunan produksi
Dalam menginterpretasi dan mengevaluasi suatu data tentu saja dapat menimbulkan
berbagai macam masalah, seperti misanya mengenai perbedaan temperaturepermukaan dan
temperatur reservoir, terjadi pengotoran dan reaksi lainnya yang timbul karena semua perubahan
tersebut. Namun, dari semua data tersebut hubungan fluida di dalam reservoir dapat diperkirakan
secara meyakinkan dan penting diantaranya adalah mengenai penyebaran air, minyakdan gas
didalam reservoir tersebut.
Perananan Air. Didalam kerakbumi lapisan reservoir mau tidak mau selalu terisi dengan
air dan hampir tidak pernah ditemukan suatu lapisan reservoir tanpa air. Memang air merupakan
unsur penting didalam suatu reservoir yang harus diperhatikan dalam akumulasi minyak bumi. Air
itu boleh dikatakan menenentukan terkurungnya atau terakumulasinya minyak bumi dalam
reservoir. Tanpa adanya air di dalam formasi, minyak bumi tidak dapat terkumpulkan. Karena air
tidak akan tercamour dengan minyak, maka kedua merupakan dua fase yang terpisah.batas antara
kedua cairan inin berlangsung secara bergradasi atau secara berangsur-angsur. Hal ini disebabkan
karena suatu ruang pori dapat diisi sebagaian oleh tetes minyak dan sebagian oleh air. Juga dalam
suatu akumulasi minyak, air selalu menempati sebagaian tempat dari reservoir, yaitu minimal 10%
daripada ruang dalam pori. Selain itu, juga berat jenis dari minyak bumiyang lebih kecil daripada
air, menimbulkan adanya daya apung dari minyak bumi (bouyancy).dengan demikian minyka akan
selalu mengisi ruang yang lebih tinggi dari pada suatu reservoir dan akan dikepung oleh air dari
bawah.
Jadi prinsip terpenting didalam akumulasi minyak bumi tersebut adalah bahwa minyak
bumi selalu mencari tempat yang tertiggi didalam suatu lapisan reservoir.
Sifat Air Formasi. Air yang terdapat dalam formasi selain disebut air formasi seringpula
disebut air konat (connate water). Air ini biasanya mengandung berbagai macam garam, terutama
NaCl, sehingga bersifat payau, atau asin sekali.
Pelarut yang terdapat pada air konat pada umumnya berupa garam dengan kadar berkisar
lebih dari 50.000 sampai 350.000 ppm(mg/l) sehingga lebih asin daripada air laut (33.000 ppm).
Kadang-kadang jugakonat ini bersifat payau (bebrapa ratus sampai bebera paribuan ppm garam),
misalnya formasi Sihapas di Sumatra Tengah. Kadar garam yang paling tinggi yang terdapat dalam
air formasi cekungan Micighan yaitu 642.798 ppm atau 64% dari cekungan ini terdiri dari zat
padat.kadar kgaram tertentu mempengaruhi berat jenis air formasi.
Susunan Kimia Air Formasi: sususnan air formasi berbeda antara satu lapangan minyak
dengan satu lapangan minyak lainnya.dan ada yang membedakannya dengan air laut. Tabel 3.1
memperlihatkan susunan kimia(dalam bentuk ion) beberapa air konatserta perbandingan dengan
air laut. Disini terlihat bahwa semua anion adalah praktis klorida dan terdapat jejak saja dari
π»πΆπ3β dan ππ4
β, sedangkan kation tedrdiri dari ππ+πΆπ2+ππ2+.jika dibandingkan dengan air laut
biasana terdapat perbedaan yang khas:
a. Tidak hadirnya Sulfat dalam karbonat
b. Ketidakhadiran Cad an Mg dalam air formasi
c. Kadar klorida pada umumnya jauh lebih tinggi dari pada air laut.
Kadang- kadang air konat memperlihatkan kadar karbonat yang tiggi,yang biasanya
disebabkan dari influx air meteoric (air curahan atau air hujan)adanya air karbonat dijadikan
indicator adanya air meteoric. Sususnan air konat kadang-kadang berkaitan dengan jenis minyk
bumi yang bersekutu dengan air itu. Misalnya dibunyu, terdapat penurunan suatukadar klorida
dalam air formasi, dari 1o gram/lmenjadi 1,8 gr/l dan suatu peningkatan kadar karbonat,yang
dikaitkan dengan naiknya kadar residu lilin,dari 20 sampai 45%.air formasi di tarakan yang
minyaknya bersifat aspal,mempunyai kadar garam dibawah 1 gr/l atau praktis bersifat tawar
(Weeda,1958).
Asal Air Formasi:
Dapat diperkirakan air formasi berasal dari air laut yang terbawa dan terendapkan dengan
sedimen sekelilingnya, jadi merupakan air laut fosil.perbedaan air laut dan air formasi diakibatkan
karena:
1) Adsorpsi dan pertukaran basa (base chang) oleh batuan sekeilingnya,yang meningkatkan
konsentrasi klorida.
2) Penguapan air laut oleh akibat sedimentasi atauoleh pengurangan tekanan oleh gas bebas
3) Variasi local oleh akibat keadaan perubahan geology, misalnya karena berada di dekat
ketidakselarasan, influxair meteoric dapat merubah susunan air meteoric
4) Perubahan berbagai garam oleh debu vulkanik pada air laut asaanya.
Pengetahuan mengenai susunan kimia air formasi,kadang-kadang dapat berguna dalam:
1) Menganalisa log listrik
2) Mencari kolrelasi lapisan yangbertingkat banyak
3) Menginterpretasi lingkungan ppengendapan (adanya ketidakselarasan)
4) Menganalisisi kemungkinan kebocoran air pada saat proses produksi.
5) Memprospeksi kubah garam, makin dekat kubah garamkadarklorida meningkat (dengan
membuat iso con)
6) Mempertimbangkan water floading dalam membuat secondary recovery
7) Mengetahui korosipipa pipa dan lain lain
8) Mengetahui adanya influx air meteorikdari singkapan sehingga menimbulkan kaedaan
hidrodinamis (deganmenggunakan peta isokonsentrasi)
Penyebaran Vertikal dari pada Gas, Air dan Minyak: Penyebaran dari ketiga macam fase dari
reservoirditentukan oleh sifat fase tersebut, antara lain:
1) Berat Jenis: berat jenis air sangat dipengaruhi oleh kadar air garam yang terlarut di dalamnya.
Sususnan kimia zat terlarut sangat mempengaruhi berat jenisair. Berat jenis airformal berkisar
mulai 0,1 untuk air yang sangat tawar dan 1,140 untuk air formasi yang engandung 210.000
ppm garam.
Berat jenis minyak bumi yang sebagaimana telah disebutkan sebelumnya (bab 2), dapat
berkisar dari 0,6 sampai 1,0.berat jenis (specific gravity ) gas biasanya dinyak=takan dalam
perbandingan pada kerapatan jenis udara (density), dimana yang belakangan ini dinyatakan
sebagai 1. Berat jenis gas terhadap itu berkisar dari 0,061 sampai 0,965. Berat jenis gas jauh
lebih kescil daripada berat jenis minyak bumi.
2) Daya Larut masing-masing Fluida atau Gas: gas dapt larut dalam air dan rata-rata adalah 20
kaki kubik setiap barreldapatekanan 5000 psi.data lain menyatakan bahwakelarutan gas dalam
air reservoir adalah 6% dari (pada daya larutnya dalam minyak bumi (Levorsen,1958). Daya
larutminyak bumi lebih besar lagi dan berkisar beberapa kaki kubik sampai beberapa ribu
kubik tiap barrel. Jelas juga bahwa daya larut gas terhadap minyak bumi dan air sangat
tergantung dari pada tekanannya.lebihbesar tekanan lebih besar daya larutnya, samapi dicapai
suatu titikpenjenuhan. Apabila gas seluruhnya dapat larutdalam minyak bumi,maka
terbentuklah topi gas raksasa dan telaga minyak yang disebut telelaga minyak yang jenuh.
Penurunan gaya tekanan menyebabkan daya lerut gas balam minyak bumi tersebut berkurang.
Temperature dan atautekanan dimana gas tersebutmlai keluar disebut sebagai titik gelembung
( bubble point). Pada tekanan dan temperature tertentu, fase gas dan cair tida dapat dibedakan
lagi, dan dalam keadaan demikian kita dapatkan telaga kondensat (condensate Pool). Lihat
gambar diagram 3.11
Gambar 3.11 Diagram memperlihatkan pengaruh tekanan dan temperature terhadap fasa gas/cairan
minyakbumi dan gas hipotesis (menurut Levorsen, 1958)
Sebagai sebab masing- masing jenis fluida dia tas,pada uumnya didalam reservoir
terdapat suatu stratifikasi daripada air, minyak, dan gas bumi. Air pada berat jenis tertinggi
akan beraada paling bawah, dalam reservoir.hal ini mengakibatkan batas antara minyak dan
gas bumi tidak terlalu tajam. Jadi daya apung relative antara minyak, gas, dan
airmenyebabkan adanya stratifikasi dalam resroir. Hal ini dimodifikasi dengan adnaya gejala
fluida dalam reservoir porilainnya yaitu Kapilaritas.
3) Kapilaritas
Dalam ilmu fisika diketahui dalam lubang-lubang kecil diketahui antara tekanan-
tekanan yangterdapat seberang-menyeberang dua fasecairanyang tidak saling
melarutkan.tekanan ini diukur seberang-menyeberang permukaan yang melengkung dan
tekanan disebut sebagai tekanan kapiler (P) yang dinyatakan dalam dyne/cm2. Besarnya
tekanan kapiler ini bergantung pada tegangan pegangan permukaan dan juga kelengkungan
nidang permukaannnya.jelaslah bahwa untuk dapat melampaui suatu permukaan antara fase
tersebut diperlukan suatu daya untuk dapat mengurangi tekanan tersebut. Derajat
pelengkungan daripada permukaan lengkung tersebut bergantung dari besar kecilnya pori
batuan dan juga dari jenis fluida yang ada.
Tekanan kapiler didapatkan jika kedua fluida tidak dapat larut dalam persentuhan.
Hubungan tekanan kapiler ini dinyatakan dalam pengertian tegangan permukaan, sudut sentuh
dan radius daripada pipa kapiler.
ππ =2πΎ. πΆππ π
π
ππ = πππππππ πΎππππππ , πΎ = ππππππππ πππππ’ππππ
π = ππ’ππ’π‘ ππππ‘ππ πππππ’ππππ πππ ππππ¦ππ
R = Radius efektif pipa kapiler
Dalam keadaan pori jenuh air, dan adanya tekanan kapiler maka, untuk dapat
masuknya minyak dan gas kedalam pori-pori diperlukan suatu tekanan tambahan yang
dinamakan tekanan masuk (entry pressure) atau teganagn pergeseran (Displacement
Pressure). Tekanan tersebut adalah tekanan kapiler minimum yang dapat memasukan fluida
yang tidak membasahi kedalam rongga-rongga poriyang diisi oleh fluida yang menjenuhinya
(Pirson,195). Tegangan pergeseran ini berbanding terbalik dengan diameter pori sebagaimana
yang telah dijelaskan oleh Leverson dan Berry (1957), yang berarti fluida mempunyai
tegangan antara muka yang sama. Maka batuan yang berbutir halus dan porositas dan
permeabilitas yang lebih rendah, dperlukan tekanan kapiler yang lebih besaruntuk dapat
memasukan suatu fasa yang tidak memasahi kedalam pori.hubungan tegangan pergeseran dan
permeabilitas batuan dari berbagai niilai dan indeks n diberikan pada grafik terlampir (gambar
3.12). n merupakan suatu factor litologi yang merupakan indeks penyebaran besar pori.
Biasanya nilai n ditemukan pada batuan yang mempunyai porositas yang lebih tinggi. Batuan
yang lebih padat biasanya berbutir lebih halus dan porositasnya lebih rendah serta nilai n yang
kecil.suatu nilai n yang kira-kira sama dengan 8 dapat dianggap memiliki penyebaran rata-rata
dari ukuran pori.
Dari penjelasan diatas jelaslah bahwa tekanan kapiler memegang peranan penting
pada batas antara minyakk dan air; halus kasarnya suatu batuanreservoir juga mempengaruhi
tinggi rendahnya berbagai macam batas antara air dan minyak.
Gambar 3.12 Grafik hubungan antara tekanan penggeseran (Pd) dan permeabilitas (K) serta nilai n (indeks
penyebaran besar pori) (menurut Stone dan Hoeger, 1973)
4) Penjenuhan Masing-Masing Fluida dalam Reservoir.
Didalam reservoir jarang sekali menemui terdapat 100% minyak yang menjenuhi
reservoir. Biasanya air terdapat sebagai interstitial water yang berkisar dai beberapa % hingga
kadang-kadang lebih dari 50%, tapi biasanya antara 10 sampai 30 %. Dengan demikian maka
batas antara minyak dan air tidak begitu jelas. Besarnya penjenuhan air di dalam reservoir
menentukan dapat tidaknya lapisan minyak tersebut diproduksi. Penjenuhan air dinyatakn
sebagai ππ€ (water saturation). Jika ππ€ masih lebih dari 50%, maka minyak masih dapat
keluar. Akan tetapi pada umumnya harus lebih dari 50%. Penjenuhan air tidak mungkin
kurang dari 10% dan dinamakan penjenuhan air yang tida terkurangi (irreversible water
Saturation). Hal ini biasanya terdapat dalam reservoir dimana airnya membasahi butir. Juga
harus diperhatikan bahwa keddukan minyak terhadap air tergantung sekali daripada apakah
resrvoirtersebut basah minyak ( oil wet) ataukah basah air (water wet).pada umumnya batuan
reservoir basah air. Air dalam butir selalu terdapat pada lapisan minyak, malah pernah
ditemukan pada ketinggian lebih dari 650 meter daiatas batas antara minyak dan air. Pada
umumnya lebih sarang (porous) batuan reservoir maka lebih kecil penjenuhan air. Kadar air
yang tinggi dalam reservoir minyak mengurangi daya pengambilannya (recoverability). Air
inibiasanya merupakan lapisan tipis yang mengelilingi butiran-butirn reservoir dan dengan
demikian merupakan pelumas bergeraknya minyak bumi, terutama pada reservoiryang
butiran-butirana basah air. Penentuan ππ€ dilakukan di laboraturium denganmengextrasikan
dari inti pemboran, akan tetapi dilakuna secara rutin melalui analisa log listrikterutama dari
kurva SP
Sifat Batas Minyak, Air, dan Gas (Gambar 3.13)
Berbagai macam factor diatas mengakibatkan berbagai macam varietasi antara batas
Minyak-Air-Gas. Pertama-tama karena pengaruh gaya hidrostatik maka gas selalu berada ad
lapisan yang paling atas, kemudian diikuti oleh minyak diselurh reservoir dan dibagian bawah lagi
adalah air yang menerus kedalam seluruh reservoir.hal ini kdikarenakan adanya perbedaan yang
mencolok antara ketiga fluida tadi. Adanya suatu topi gas tergantung sekali pada tekanan pelarutan
gas dalam minyak. Jika tekanan reservoir lebih besar daripada jumlah gas yang dapat larut dalam
minyak, maka topi gasa tidak akan terbentuk dan untuk keadaan sebaiknya akan terdapat suatu
angka banding gas-minyak (oil gas ratio ;GRO) yang sangat tinggi.jadi persebaran gas, minyak,
dan air dalam reservoir sangat bergantung antara air dalam fluida, perbedaan berat jenis yang
menyebabkanperbedaan dalam gaya pelampungan, penjenuhan relative dari salah satu fluida
tersebt, tekanan kapiler dan tekanan pergeseran, serta juga keadaan hidrodinamis sertaporositas
dan permeabilitas.
Gambar 3.13 Kedudukan serta sifat batas air-minyak dan gas dalam reservoir (Levorsen, 1958, hal.292)
3.2.3.3 Tekanan Reservoir
Tekanan reservoir adalah tekanan yang diberikan oleh zat yang mengisi rongga
reservoir,baik gas, minyak ataupun air. tekanan ini juga sering disebut tekanan formasi (lihat
lampiran mengenai istilah-istilah lain yang dipergunakan untuk menyatakan berbagai macam
tekanan lainnya dalam reservoir). Harus diyakini bahwa tekanan reservoir lain sama sekali dengan
tekanan beban total atau tekanan yang diderita oleh Kristal pembentuk batuan. Tekanan formasi
hanya diderita atau diberikan oleh fluida yang terdapat dan bergerak dalam ruangan rongga
diantara butir mieral yang merupakan kerangka batuan. Secara prinsipiil tekanan formasi haus
kurang atau paling tidak sama dengan beban total, sebab jika tekanan ini melebihinya, maka fluida
akan memecahkan formasi batuan diatasnya dan meledak keluar serta membebaskan tekanan yang
berkelebihan itu. hal demikian juga daoat terjadi, yaitu pada pembentukan diaper serpih dan
gunung api lumpur sebagaimana telah dibahas. Timbulnya tekanan reservoir disebabkan oleh
adanya :
1) Gradien Hidrostatik, yang disebabkan karena tekanan kolom air yang ada dalam formasi
sampai ke permukaan; biasanya kira-kira 66 meter dibawah permukaan. Gradiennya
mempunyai besaran antara 0,45 sampai 0,46 psi per kaki. Untuk daerah Gulf Cost (Amerika
Serikat) misalnya, dimana air formasi mengandung 10% garam, nilainya adalah 0,465 psi per
kaki. Tekanan hidrostatik ini sebagian besar mengungkung tekanan formasi, dan sebagian
lainnya dari tekanan formasi dikungkung oleh tekanan geostatic.
2) Gradient Hidrodinamik, yang merupakan komponen lateral dari perbedaan tinggi kolom air di
berbagai tempat. Perbedaan tinggi kolom air ini dalam lapisan reservoir yang sama
menimbulkan adanya gradient daripada tekanan hidrostatik secara lateral. Gradient
hidrodinamik turut memberikan bagian pada tekanan reservoir (lihat juga pasal 5.7 mengenai
perangkap hidrodinamik).
3) Gradient Geostatic, yang disebut juga sebagai tekanan beban total dan disebabkan karena
adanya beban material yang terdapat diatas suatu titik dalam kerakbumi. Dalam hal ini beban
tersebut terdiri dari lapisan sedimen yang diendapkan dalam air, dan oleh karenanya material
tersebut terdiri dari butiran mineral batuan dan air garam yang terkandung diantaranya.
Gradient geostatic dapat dibagi menjadi 2 komponen :
a) Gradien Litostatik (PLV)
b) Gradien Hidrostatik (PH)
Tekanan litostatik adalah beban yang disebabkan butiran-butiran mineral sedimen
pada satuan luas, disebut juga matriks atau tekanan kerangka.
Dengan demikian tekanan geostatic (PG) menjadi :
PG=PH + PPLV
Selain itu terdapat pula komponen horizontal dari tekanan litostatik jiak kerangka
butiran ini tidak kaku seluruhnya, sehingga βmengalirβ kesamping dan disebut tekanan
litostatik horizontal (PLH);
PLH = PH + PLV
Secara teoritis nilai gradient geostatic adalah 1 psi per kaki. Tekanan ini hanya
sebagian saja meningkatkan tekanan formasi. Mineral merupakan pendukung yang
menyangga beban yang menekannya. Jika beban ini melampaui kekuatan butir mineral
tersebut, maka sebagian dari beban ikut didukung oleh air formasi dan memberikan tekanan
tambahan pada tekanan reservoir.
4) Gradien Geodinamik, yang disebabkan karena gaya tektonik yang bekerja pada batuan secara
lateral. Tekanan ini sukar untuk diukur dan juga sulit untuk ditentukan sumbangannya
terhadap tekanan reservoir. Biasanya bekerja dalam lapisan yang terlipat kuat.
Gambar 3.14 Jenis-jenis gradient tekanan dalam sumur (menurut Bradley, 1975)
Tekanan Formasi Yang Abnormal
Yang dimaksud dengan formasi yang abnormal biasanya adalah tekanan formasi yang
lebih tinggi dari yang diperhitungkan dari gradient hidrostatik. Hal ini disebabkan karena
kompaksi batuan oleh sedimen yang ada diatasnya sedemikian rupa, sehingga air yang keluar dari
lempung tidak langsung dapat menghilang dan tetap berada dalam batuan. Dengan demikian
seolah-olah butiran penyusun batuan tetap mengapung dalam air formasi, sehingga tekanan
geostatic sebagian besar didukung oleh air formasi. Tekanan formasi yang abnormal itu biasanya
terjadi dalam cekungan sedimen dimana kompaksi tidak berlangsung secara baik dan sering
berasosiasi dengan diaper serpih dan gunungapi-lumpur. Contoh daripada tekanan formasi yang
tinggi itu adalah misalnya di daerah Madura dan Cekungan Sumatera Utara. Adakalanya tekanan
tinggi ini melampaui tekanan geostatic, misalnya didaerah Missisipi (A.S) suatu tekanan formasi
sebesar 26.000 psi terdapat pada kedalaman 20.000 kaki. Tekanan super ini (super-pressures)
pernah diamati di Pakistan dan Azerbaiddzan (Uni Soviet). Dibeberapa daerah di Timur Tengah
dan Pegunungan Andes (amerika Selatan) lumpur pemboran seberat 19,2 lbs/gallon atau 1,0 psi
per kaki diperlukan untuk menahan tekanan formasi.
Sebab utama daripada tekanan berlebihan yang disebabkan lumpur dan serpih dibawah
kompaksi adalah kecepatan sedimentasi yang tinggi sekali dan permeabilitas yang begitu rendah
sehingga air tidak dapat dikeluarkan cukup cepat, sehingga butir-butir sedimen seolah-olah
mengambang didalam air.
Tekanan Formasi di Bawah Normal
Selain tekanan formasi yang tinggi, sekali-kali ditemukan pula tekanan formasi yang
sangat rendah dibawah tekanan hidrostatik. Keterangan mengenai hal ini tidak begitu jelas, akan
tetapi mungkin sejarah geologi dapat menerangkan keadaan tersebut berdasarkan turun naiknya
formasi.
3.2.3.4 Temperatur Reservoir
Temperatur reservoir minyak dan gasbumi terutama ditentukan oleh kedalamannya, makin
dalam makin tinggi temperaturnya. Dilain pihak nilai dari temperature ini ditentukan oleh gradient
panasbumi. Gradient panas bumi didefinisikan sebagai berikut : temperature formasi-temperatur
permukaan tahunan rata-rata kedalaman (dalam kaki atau meter).
Gradient panas bumi dinyatakan sebagai Β°F/100 kaki atau Β°C/100 meter atau dalam nilai
kebalikannya kaki/Β°F. Nilai rata-rata di dunia ditemukan 2Β°F/100 kaki atau 1,11Β°C/100 kaki. Maka
untuk reservoir yang dalamnya 5000 kaki dapat diperkirakan mempunyai temperature 160Β°F
(temperature permukaan 60Β°F + 5000 x 2Β°F/100 kaki). Nilai gradient panasbumi sering
diperlihatkan dalam bentuk grafik (lihat gambar 3.15 dan 3.16). selain itu untuk dibuat suatu peta
kontur isogeoterm ataupun isogradien panasbumi (geothermal) yang dapat menunjukkan daerah
temperature tinggi. Gradient panasbumi mendapat perhatian besar dewasa ini untuk
menghasilkkan minyak pada kedalaman lebih dari 5000 meter. Di Amerika Serikat, suatu
temperature 212Β°F ditemukan pada kedalaman kurang dari 7000 kaki. Temperature kritis air
setinggi 374Β°F, menurut perhitungan dapat dicapai pada kedalaman lebih dari 10.000 meter. Di
Indonesia, tingginya gradient panasbumi dibanyak daerah menyebabkan kurang prospek dibawah
kedalaman 4000 meter. Namun data mengenai hal ini belum banyak dipublikasikan.
Gambar 3.15 contoh suatu grafik gradient geotermis, dalam lapisan pasir Guasare dan gamping Kapur, di Venezuela
(Levorsen, 1958, hal 405).
Gambar 3.16 Kurva gradient termal cekungan jawa bagian barat laut
untuk dipergunakan dengan data DST (menurut Fletcher dan bay, 1975)
Contoh Lapangan Minyak Attaka ; gradient panas bumi 2Β°F/100 kaki (temperature
permukaan 80Β°F), reservoir temperature 120-230Β°F (kedalaman 200-7600 kaki). Di sumur Gigir di
Madura didapatkan gradient 2,2Β°F/100 kaki.
Sumber panas dengan temperature tinggi :
1) Radiasi dari inti bumi (sumber utama)
2) Aktifitas magma dan gunung api (terutama memberikan gradient yang abnormal tinggi)
3) Lain-lain sumber, seperti efek gaya tektonik, daerah penekukan lempeng tektonik, diaper
serpih, dll.
Temperature dapat mempengaruhi keadaan reservoir. Gradient panasbumi yang tinggi
dapat menyebabkan titik kritis didapatkan pada kedalaman dangkal (kondensat), pelarutan gas
dalam minyak, peningkatan tekanan reservoir, peningkatan volume minyak gas, batuan dan lain
sebagainya. Studi mengenai gradient panasbumi menjadi sangat penting dewasa ini, terutama
dalam hubungannya dengan pembentukan atau terdapatnya minyak dan gasbumi (Welte, 1964) ;
Phillipi, 1967), dan juga untuk migrasi serta terjadinya akumulasi minyakbumi secara besar-
besaran (Klemme,1972) sebagaimana akan dibahas dalam Bab 7.
3.3 Penyebaran Minyak Dan Gas Bumi Di Dunia
Minyakbumi jelas tidak didapatkan dimana saja tetapi di daerah-daerah tertentu. penyebaran
adanya akumulasi minyakbumi di dunia disebabkan karena keadaan geologi setempat. Penyebaran ini
menyangkut secara lateral (geografi) ataupun vertical (kedalaman).
3.3.1 Penyebaran Vertikal
Kedalaman lapisan minyakbumi berkisar dari hanya beberapa puluh meter dibawah tanah
sampai 22.000 kaki, seperti yang terdapat di texas. Pada kedalaman ini keadaan temperature adalah
sedemikian rupa sehingga yang didapatkan adalah kondensat. Pada table 3-2 terlihat statistic daripada
kedalaman dimana minyakbumi terdapat. Dari statistic ini ternyata bahwa lapisan minyak berada
diantara kedalaman 1000 sampai 3000 meter. Perlu dicatat bahwa kompilasi tersebut dibuat pada
tahun 1957 dimana teknologi pemboran-dalam belum begitu memadai. Dewasa ini dengan teknologi
pemboran yang lebih maju, terutama pemboran dilaut, mungkin angka-angka tersebut telah sedikit
berubah. Tentu statistic tersebut mempunyai bias yang disebabkan karena pemboran dalam jauh lebih
jarang dilakukan daripada pemboran dangkal. Sebetulnya lebih banyak minyakbumi terdapat pada
kedalaman lebih dari 2000 sampai 3000 meter. Akan tetapi dari segi gradient panasbumi serta teori
degradasi termal dan pematangan minyakbumi, angka-angka memang sesuai.
Tabel 3.2 Statistik penyebaranvertikal akumulasi minyakbumi (K.nebel dan Rodriquez, 1956)
Kedalaman
dalam kaki
Seluruh Dunia Seluruh dunia tanpa TImur Tengah
Millyar
Barrel
Jumlah lapangan Milyar Barrel Jumlah Lapangan
1-1000
1000-2000
2000-3000
3000-4000
4000-5000
3,3
1,5%
13,4
6,2%
22,0
10,2%
56,8
26,2%
36,4
3,2
4,7%
64
9,4%
88
12,9%
94
13,7%
92
3,0
3,9%
10,3
13,3%
13,9
18,0%
16,1
20,9%
8,2
30
4,8%
60
9,6%
82
13,1%
89
14,2%
85
5000-6000
6000-7000
7000-8000
8000-9000
9000-10000
10000-11000
11000-12000
12000 dan lebih
16,8%
20,6
9,5%
30,5
14,0%
18,4
8,5%
7,7
3,5%
3,5
1,6%
3,2
1,5%
0,9
0,4%
0,3
0,1%
13,5%
83
12,1%
68
9,9%
54
7,9%
43
6,3%
24
3,5%
26
3,8%
12
1,8%
4
0,5%
10,6%
10,5
13,6%
6,2
8,0%
4,2
5,4%
1,9
2,5%
1,3
1,7%
1,0
1,3%
0,3
0,4%
0,3
0,4%
13,6%
72
11,5%
60
9,6%
46
7,3%
39
6,2%
23
3,7%
24
3,8%
12
1,9%
4
0,7%
3.3.2 Penyebaran Geografi
Penyebaran akumulasi minyakbumi secara geografi tentu tergantung pula dari keadaan
geologi. Minyakbumi didapatkan di daratan, di pegunungan, ataupun dibawah lautan. Namun
demikian minyakbumi hanya terdapat di daerah dengan keadaan geologi tertentu. Secara umum boleh
dikatakan bahwa terdapatnya minyakbumi adalah di daerah yang rendah dan dipaparan lautan
(continental shelf) dan jarang sekali di pegunungan tinggi (misalnya, di pegunungan Alpina
minyakbumi hampir tidak ada).
Tidak semua negara merupakan penghasil minyak. Sebelum dilakukan eksplorasi secara
besar-besaran di tahun lima puluhan, hanya beberapa negara saja yang kaya akan minyak bumi.
Ternyata ada dua daerah yang kaya akan minyakbumi ini yang selanjutnya disebut sebagai kutub
minyakbumi, dimana jumlah cadangannya merupakan 2/3 daripada seluruh cadangan minyak didunia.
Kedua kutub ini adalah (1) Timur Tengah dan (2) Teluk Mexico, meliputi Venezuela dan Amerika
Serikat.
Penyebaran minyakbumi di dunia terutama didapatkan dalam apa yang dinamakan cekungan
sedimen. Sebelum perang dunia kedua, negara penghasil minyak adalah sebagai berikut.
Benua Eropa. Lapangan minyak terpusatkan di sekitar Laut Hitam dengan kota minyak terkenal,
Baku. Penyebaran melalui Uni Soviet dan Romania adalah Polandia, Jerman Utara, dan Perancis
(Gambar 3.17).
Gambar 3.17 Penyebaran cekungan sedimen dan lapangan minyak utama di benua Eropa (Halbouty dkk., 1970)
Benua Asia. Lapngan minyak terdapat di sekitar Teluk Persia, yang meliputi negara Iran, Irak, Arab
Saudi, Kuwait, dan Abu Dhabi. Cadangan ini meliputi sebagian dari setengah cadangan minyak dunia.
Juga daerah Siberia dan Cina merupakan daerah minyak yang penting (Gambar 3.18).
Benua Amerika Utara (Gambar 3.19). Benua Amerika Utara merupakan penghasil minyak yang
penting. Selain di sekitar Teluk Mexico, minyakbumi terdapat didaerah Mid-Continent (Kans-
Oklahoma-Tulsa, Oklahoma sebagai kota minyak yang penting),
daerah pegunungan Rocky Mountains, daerah Michigan, daerah Appalachia (dimana pertama kali
pemboran minyak dilakukan oleh Drake), dan daerah California, juga Canada sebelah barat (dengan
Calgary, Alberta sebagai kota minyak penting). Termasuk sekitar Teluk Mexico adalah daerah
Tampico, Mexico.
Gambar 3.18 Penyebaran cekungan sedimen dan lapangan minyak-utama di benua Asia (Halbouty, 1970)
Gambar 3.19 Penyebaran cekungan sedimen dan lapangan minyak-utama di benua Amerika Utara (Halbouty, 1970)
Benua Amerika Selatan (Gambar 3.20). Di benua ini Venezuela merupakan negara penghasil
utama, disusul oleh Columbia, Peru dan Brazilia. Lapangan minyak yang besar adalah sekitar Danau
Maracaibo.
Gambar 3.20 Penyebaran cekungan sedimen dan
lapangan minyak utama di benua Amerika Selatan
(menurut Halbouty, 1970)
Asia Tenggara. Beberapa negara di Asia
Tenggara telah lama dikenal sebagai produsen
minyak. Indonesia dewasa ini merupakan
penghasil minyak terbesar di Asia Tenggara
dan Timur, disusul oleh Malaysia Timur dan
kemudian Burma, terutama sebelum perang
(Gambar 3.21). Setelah perang Dunia ke II
timbullah negara penghasil minyak baru
dengan explorasi secara besar-besaran, yaitu
Australia (Gambar 3.21).
Afrika (Gambar 3.22). Di benua ini lapangan
minyak besar dengan produksi melampaui 2
juta barrel sehari ditemukan di Libya dan
Nigeria, dan juga di Aljazair (Gurun Sahara).
Juga Mesir dengan Laut Merahnya menjadi
produsen minyak yang penting.
Gambar 3.21 Penyebaran cekungan sedimen dan lapangan minyak-utama
di Australia-Asia Tenggara (Halbouty, 1970)
Alaska dan Arktika : Cadangan minyak sampai 30 barrel ditemukan disini (Gambar 3.19).
Siberia dan Daratan China : Di daerah yang luas ini juga telah ditemukan beberapa lapangan
minyak dan gas raksasa. Namun perkembangannya belum diketahui dengan jelas (Gambar 3.18).
Daerah seperti India, Pakistan, dan Jepang hanya mempunyai lapangan minyak yang kecil saja.
3.3.3 Penyebaran Di Daratan dan Di Lepas Pantai
Pada permulaan tahun 60-an orang telah menguasai teknik explorasi dan pemboran di lautan.
Explorasi lepas pantai besar-besaran dilaksanakan terutama di landasan kontinen : seperti Teluk
Mexico, Teluk Persia, pantai Barat Amerika Serikat, laut Utara (Eropa) dan Selat Base (sebelah Timur
Australia), yang juga menghasilkan lapangan minyak raksasa. Hal ini juga dilakukan di perairan
Indonesia.
3.4 Kerangka Geologi Penyebaran Minyak dan Gas Bumi
3.4.1 Kerangka Umum-Pengertian Cekungan Minyak
Penyebaran minyak dan gasbumi jelas dikendalikan oleh keadaan geologi. Minyakbumi
ternyata selalu didapatkan dalam cekungan sedimen dan tidak pernah didapatkan di daerah batuan
beku dan metamorf. Secara geologi, permukaan bumi ini dapat dibedakan antara perisai dan cekungan
sedimen, seperti tertera dari Gambar 3.17 sampai 3.22. Perisai tersebut adalah : Perisai Laurentia
(Kanada), perisai Guyana, perisai Brazilia (Amerika Selatan), perisai Arabia, perisai Skandinavia,
perisai Afrika, perisai Siberia, dsb. Diantara semua perisai tersebut didapatkan apa yang dinamakan
cekungan sedimen.
Cekungan sedimen dibedakan secara klasik menjadi :
1) Geosinklin, suatu cekungan yang memanjang dimana lapisan sedimen yang sangat tebal
diendapkan secara cepat dan akhirnya menghasilkan struktur perlipatan yang ketat dan rumit
seperti pegunungan Alpina, dan Himalaya. Di semua daerah ini minyak jarang sekali
ditemukan, karena struktur yang ruwet, dan sedikit banyak daerah ini diintrusi batuan beku.
2) Daerah epi-kontinental, yang disebut miogeosinklin, terletak diantara geosinklin dengan
perisai benua dan juga merupakan daerah dimana sedimentasi tebal terjadi, tetapi kemudian
tidak terlipat secara kuat. Cekungan semacam ini terdapat misalnya di Indonesia, dan
beberapa daerah di Timur Tengah. Rupanya daerah epi-kontinental merupakan daerah yang
terkaya akan minyakbumi.
3) Daerah paparan kontinen, merupakan daerah dimana lapisan sedimen tidak terlalu tebal, dan
juga merupakan daerah yang kaya akan minyak. Sebagai contoh misalnya, daerah Mid-
continent di Amerika Serikat, dengan minyakbumi yang biasanya terdapat didalam batuan
karbonat.
Secara tektonik jarang sekali minyakbumi didapatkan didalam rangkaian pegunungan yang
terlipat ketat seperti pegunungan Alpina, Himalaya, dan Andes, apalagi pegunungan yang diintrusi
oleh batuan beku. Minyakbumi kebanyakan ditemukan didaerah yang bersifat landai atau yang tidak
berstruktur sama sekali. Sebagai contoh misalnya : Pantai Timur Sumatera, Jawa Utara, daerah
dataran rendah Iran dan Irak dan sebagainya. Gambar 3.23 memperlihatkan penyebaran cekungan
sedimen yang telah menghasikan minyak, terutama yang menghasilkan lapangan raksasa menurut
Klemme (1970). Pembagian cekungan dan elemen tektonik lainnya didasarkan atas konsep tektonik
lempeng sebagaimana dikembangkan dewasa ini .
Gambar 3.23 Kerangka tektonik lempeng daripada cekungan sedimen didunia
(menurut Klemme, dalam Halbouty,dkk., 1970)
3.4.2 Penyebaran Cekungan Sedimen Ditinjau Dari Tektonik Lempeng
Klemme (1970), membagi cekungan sedimen berdasarkan kerangka tektonik lempeng.
Namun dasar pembagian ini tidak jauh dari pembagian Weeks (1952). Cekungan tersebut semuanya
telah menghasilkan minyak dan gasbumi. Berbagai macam cekungan (Gambar 3.23) pertama-tama
didasarkan pada letaknya, yaitu apakah berada diatas benua atau dibatas benua dengan samudera.
Cekungan Di Atas Kerak Benua
1) Cekungan Pedalaman (Interior Basin) : Berbentuk piring yang sederhana yang pada umumnya
tertutup lapisan Paleozoikum. Jumlah cadangan total : 0,67 milyar barrel. Contoh : cekungan
Michigan dan Williston di Amerika Utara.
2) Lengkungan Intra Kontinental (Dalam Benua) : Biasanya bersiklus banyak, terdapat di bagian
luar daerah kraton benua, dan pada umumnya terdiri dari sedimen Paleozoikum. Siklus
pertama berasosiasi dengan evaporit dan karbonat. Jumlah cadangan total : 240 milyar barrel.
Contoh : Texas Barat, New Mexico, cekungan Volga-Ural (Uni Soviet), Alberta (Canada) dan
Erg Oriental dan Occidental (Aljazair).
3) Cekungan Graben atau Setengah Graben (Rift) : Terdapat di paling luar kraton, dan sering
berhubungan dengan cekungan samudra pada zaman mesozoikum dan tersier. Cekungan ini
kadang-kadang sangat sempit (Suez Graben, Mesir), dapat pula luas dengan struktur βhorst
dan grabenβ (cekungan Sirte, Libya). Cekungan ini merupakan perantaraan dari kerak benua
ke kerak samudra yang disebabkan penarik-pisahan (pull apart) antara benua. Biasanya juga
berasosiasi dengan batuan karbonat, terumbu, evaporit dan serpih hitam euxinik. Jumlah total
cadangan : 50 milyar barrel.
Contoh lain : Jerman Utara, Belanda, Laut Utara (Eropa) , Laut Merah (Arabia).
Cekungan Peralihan Kerak Benua-Kerak Samudra
1) Cekungan Extracontinentl : terjadi karena penekukan lempeng kearah daeah samudra, dapat
terdiri dari satu satau lebih palung, dan membuka kearah samudra. Cekungan ini berbentuk
lonjong dan sejajar dengan paparan atau kraton yang stabil. Selain itu merupakan jalur
Mesozoikum-Tersier yang mobil, yang batuannya terdiri dari karbonat dan klastik, berasal
dari sedimentasi siklus pertama Paleozoikum dan sedimen klastik yang tebal berumur
Mesozoikum dan Tersier. Cekungan jenis ini paling kaya akan minyakbumi. Total cadangan :
450 milyar barrel. Contoh utama : Teluk Persia (perisai Arabia di satu pihak, dan jalur mobil
pegunungan Zagros di pihak lain). Contoh lain : Venezuela Timur, Lereng Utara Alaska,
Kalimantan Utara dan daerah Tampico (Mexico).
2) Cekungan Pantai Stabil Atau Cekungan Patahan-Graben Pantai (Stable Coastal, or Graben-
and Fault Basins) : Terdapat pada pantai stabil dari benua, tepi benua sepanjang Samudera
Atlantik dan beberapa bagian dari benua Afrika. Cekungan ini merupakan stadium akhir dari
penarik-pisahan yang dimulai dengan cekungan graben-setengah graben (jenis Laut Merah)
dalam konsep pemekaran samudera (seafloor spreading). Cekungan ini terdiri dari lapisan
yang tebal dengan patahan yang menurun kearah samudera. Evaporit seringkali didapatkan
dalam cekungan ini. Cadangan total : 1,7 milyar barrel. Contoh : Afrika Barat; Lapangan
minyak Cabinda B dan Emerande Maria.
3) Cekungan Intermontan; Cekungan Memanjang Stadium kedua (Second-Stage Transverse
basin) : Terdapat pada pinggiran benua dimana kerak benua berpapasan dengan kerak
samudera. Terdiri dari urutan klastik kapur atas sampai Tersier yang diendapakan pada
depresi yang tegaklurus pada pantai. Batu pasir sering diendapkan oleh arus turbid, tetapi
umumnya bersifat endapan laut atau paralik. Sering berasosiasi dengan patahn mendatar yang
besar (transcurrent faults) seperti patahan San Andreas. Total cadangan : 54 milyar barrel.
Contoh : cekungan Los Angeles dan Ventura, California.
4) Cekungan Jurus Intermotan (Intermotan Strike-Basin) : Biasanya berasosiasi dengan
penekukan kerak samudera ke bawah kerak kontinen, seperti di Indonesia. Cekungan ini kecil
dan pada umumnya berbentuk graben berumur Tersier yang diendapkan sebagai sedimen
paralik-marin siklus kedua diatas palung Eugeosinklin Mesozoikum yang mengalami
metamorfosa dan terintrusikan batuan beku. Cadangan total : 12 milyar barrel. Contoh :
cekungan Sumatera Tengah di Indonesia, dan cekungan lainnya sekitar Lautan Pasifik, Tethys
dan Caribia.
5) Delta Tersier : merupakan penimbunan berbentuk kipas yang tebal dan melintasi pinggiran
benua dimana sistem sungai besar bermuara. Sebenarnya merupakan jenis khusus dari
cekungan patahan-Graben pantai yang berhunungan dengan perentangan (pull-apart) benua.
Cadangan total : 8 milyar barrel. Contoh : Delta Nigeria di Afrika Barat, Delta Missisipi
(A.S), dan delta Mahakam (Indonesia).
Table 3-3 memperlihatkan cekungan sedimen yang menghasilkan lapangan minyak raksasa.
Untuk dapat membayangkan lebih mudah mengenai cekungan-cekungan minyak seperti yang dibahas
diatas penulis telah menyusun klasifikasi cekungan yang sederhana yang didasarkan atas posisi
cekungan terhadap jenis kerak bumi yang terdapat dibawahnya (benua atau samudera) dan gerakan
relative dari lempeng benua/samudera, apakah bertabrakan, bertarik-pisahan ataupun berpapasan
(Gambar 3.24). Klasifikasi ini sederhana tetapi mencakup cekungan-cekungan yang dibahas oleh
klemme (1972), tetapi termasuk didalamnya cekungan sedimen di atas kerak samudera, yang
mempunyai potensi untuk akumulasi minyak bumi tetapi belum terbukti.
3.4.3 Penyebaran Akumulasi Minyak Di TInjau Dari Segi Stratigrafi Dan Umur
Pada table 3-4 ditunjukkan bahwa akumulasi minyakbumi, praktis terdapat tanpa kekecualian
dalam semua umur setelah Kambrium. Dalam batuan berumur pra-Kambrium sebetulnya terdapat
akumulasi kecil, akan tetapi tidak meyakinkan. Landes (1962) membuat daftar akumulasi dalam
batuan pra-Kambrium, tetapi ternyata hanya sedikit sekali jika dibandingkan dengan akumulasi
lainnya, dan biasanya berasosiasi dengan sedimen lebih muda yang berada di atasnya atau di
dekatnya.
Penyebaran akumulasi minyakbumi dari umur ke umur tidaklah merata dan perioda tertentu
menunjukkan cadangan yang sangat menonjol. Misalnya saja pada zaman Tersier, ternyata
menghasilkan 58,1% dari produksi kumulatif seluruh dunia, Jaman kapur 19,6 %, sedangkan Trias-
Jura 4,3% dan Paleozoikum 18% (data tahun 1947). Data yang lebih terperinci terdapat pada Mio-
oligonce telah menghasilkan 28,7% (31,9% tanpa Timur Tengah), sedangkan Mesozoikum 52,7%
(20,5% tanpa Timur Tengah), sehingga produksi kumulatif utama dari Timur Tengah (sampai 1955)
terdapat dari Mesozoikum.
Data 1970 (Halbouty dkk) mengenai jumlah cadangan minyak adalah :
Tersier : 24%
Mesozoikum : 63%
Paleozoikum : 13 %
Dari segi lapangan minyak raksasa di dunia, cadangan maupun produksi kumulatif (tanpa
Timur Tengah) adalah sebagai berikut.
Tersier : 40 %
Mesozoikum : 39%
Paleozoikum : 21%
Di Indonesia minyakbumi hanya terdapat dalam umur Tersier, terutama Miosen. Di Timur
Tengah umur Jura lah yang paling produktif (arab Zone, Lapangan minyak Ghawar, Arab Saudi).
Akan tetapi umur Miosen juga penting di Timur Tengah; formasi Asmari di Iran misalnya, adalah
gamping berumur Miosen dan merupakan reservoir yang penting.
Periode Tersier dengan kekecualian di Timur Tengah merupakan suatu umur yang paling
banyak menghasilkan minyakbumi. Jadi jelas bahwa tidak semua jaman geologi menghasilkan
minyakbumi, akan tetapi beberapa zaman telah menghasilkan minyak secara berlebihan, sedangkan
zaman lainnya hanya sedikit saja. Hal ini disebabkan terutama karena pada zaman-zaman tertentu,
misalnya Tersier, keadaan tektonik dan sedimentasi adalah sedemikian rupa sehingga memungkinkan
minyakbumi terbentuk secara besar-besaran. Misalnya juga Zaman Tersier dan Mesozoikum di Timur
Tengah. Di lain pihak, zaman-zaman tertentu misalkan Perm ataupun Trias tidak banyak
menghasilkan. Pada zaman Perm sedimentasi di dunia ini kebanyakan ersifat non-marine, sehingga
sedikit kemungkinan terbentuknya minyakbumi.
Gambar 3.24 Klasifikasi cekungan sedimen dalam kerangka tektonik lempeng (Koesoemadinata, 1978).
Tabel 3-3 Tabel cekungan sedimen yang menghasilkan lapangan minyakbumi raksasa di dunia
(menurut Klemme, 1970).
Angka romawi menunjukkan ke Gambar 3.23 , serta klasifikasi cekungan menurut Klemme, 1970.
Table 3-4 Penyebaran minyakbumi ditinjau dari segi umur (menurut Knebel dan Rodriquez, 1954).
3.4.4 Ulasan
Dapat disimpulkan bahwa penyebaran minyakbumi dikontrol oleh keadaan geologi :
1) Minyak bumi hanya terdapat dalam batuan sedimen dan terutama didalam cekungan sedimen.
Dari berbagai macam cekungan sedimen tidak semuanya menghasilkan minyakbumi dalam
jumlah yang sama, beberapa jenis cekungan menghasilkan lebih banyak minyakbumi dari
jenis lainnya. Jelas, minyakbumi tidak didapatkan dalam batuan beku dan metamorf yang
merupakan inti atau perisai benua. Seandainya didapatkan juga, hanyalah dalam jumlah kecil
saja disebabkan karena kebetulan masuk dalam reservoir batuan beku dan metamorf yang
langsung berhubungan dengan batuan sedimen disekitarnya.
2) Minyakbumi terdapat disemua zaman geologi, akan tetapi zaman tertentu lebih kaya dari
zaman yang lainnya. Akan tetapi hal ini mungkin disebabkan hanya karena explorasi yang
belum mnyeluruh.
3) Minyak bumi terdapat pada kedalaman anatara 100-7000 meter, terutama antara 1500-3000
meter. Namun hal terakhir ini mungkin disebabkan karena pemboran-dalam belum cukup
banyak dilakukan karena biaya dan teknologi pemboran yang terlau tinggi.
4) Minyak didapatkan di daratan maupun dibawah lautan, terutama dibawah landasan kontinen.
Mengenai apakah minyak bumi terdapat pada perairan dengan kedalaman lebih dari 200
meter, artinya pada dasar samudera dengan kedalaman lebih dari 200 meter, masih diragukan,
karena kebanyakan samudera didasari oleh batuan beku basalt dan tidak memungkinkan
adanya minyakbumi. Di lain pihak ada delta yang besar dan kecil, seperti di Nigeria,
Amazona, yang melimpahkan sedimeannya langsung diatas samudera yang terdapat pada
kedalaman ribuan meter. Mungkin sedimen ini masih menghasilkan minyak bumi, terutama
jika teknik pemboran-dalam telah dapat dikuasai.