2.1.1.2. Batuan Karbonat

Batuan karbonat adalah semua batuan yang terdiri dari garam karbonat.

Batuan karbonat mempunyai keistimewaan dalam cara pembentukannya yaitu

hanya dari larutan, praktis tidak ada sebagai detritus daratan. Organisme sangat

berperan dalam pembentukan batuan karbonat, yaitu sebagai penghasil unsur

CaCo3. Organisme pembentuk batuan karbonat dapat terdiri dari Koral,

Ganggang, Molluska, Bryozoa, Echinodermata, Brachiopoda, Ostracoda,

Porifera dan beberapa jenis organisme lainnya.

A. Koral

Koral merupakan salah satu penyusun utama pada batuan karbonat. Koral

dapat hidup secara soliter maupun secara koloni. Koral yang hidup secara koloni

dicirikan dengan bentuknya yang bercabang, masif , menyerupai rantai dan seperti

jamur. Sedangkan koral yang hidup secara soliter dicirikan dengan bentuk yang

menyerupai tanduk. Kondisi lingkungan yang baik bagi pertumbuhan organisme

koral adalah lingkungan laut dangkal dan beragitasi gelombang.

Gambar 2.1.Bentuk – bentuk Koral. 25)

B. Ganggang

Ganggang merupakan suatu kelompok primitif yang tidak dikenal sistem

organiknya. Jenis ganggang yang banyak dijumpai pada batuan karbonat adalah

ganggang merah, ganggang hijau dan ganggang hijau-biru.

Ganggang merah mempunyai jaringan tubuh yang berupa lembaran tipis

terkadang bercabang, berbentuk bulatan konsentrik ataupun dapat menyerupai

semak. Ganggang merah dapat hidup pada lingkungan yang mempunyai energi

gelombang tinggi, karena ganggang merah mempunyai cara hidup secara

menambatkan dirinya.Ganggang hijau mempunyai cangkang yang berbentuk

tabung dan bercabang rapat, dapat terdiri dari berbagai segmen yang menyerupai

kipas atau melebar seperti daun. Ganggang hijau hanya dapat hidup pada

lingkungan yang tenang dan dangkal. Ganggang hijau berperan sebagai penghasil

lumpur. Ganggang hijau-biru mempunyai cangkang cabang, berbentuk agregat

bulat dengan selubung filamen ataupun berupa kerak. Ganggang hijau-biru

sebagian besar hidup pada lingkungan di belakang terumbu karang (back reef) dan

pada daerah pasang surut.

Gambar 2.2.Jenis – jenis Ganggang pada Batuan Karbonat. 25)

C. Molluska.

Merupakan binatang invertebrata yang mempunyai populasi cukup besar

dan terdapat pada berbagai lingkungan pengendapan laut. Jenis mollusaka yang

penting bagi batuan karbonat adalah Gastropoda dan Pelecypoda. Gastropoda

umunya berbentuk spiral dan tidak mempunyai sistem pembagian kamar.

Cangkangnya terdiri dari aragonit sehingga pada umumnya fosil-fosil yang

ditemukan dalam bentuk cetakan (Mold dan Cast). Apabila cangkang tipis maka

lingkungan pengendapannya laut dalam, sedangkan apabila cangakangnya tebal

dan berukuran maka lingkungan pengendapannya laut dangkalatau pada daerah –

daearah paparan. Pelecypoda merupakan molluska yang mempunyai cangkang

yang berbentuk dua katup (Bivalve), dapat hidup pada berbagai lingklungan laut.

Gambar 2.3.Gastropoda dan Pelecypoda. 25)

D. Foraminifera

Foraminifera merupakan organisme yang terdiri dari sebuah sel dan

mempunyai sejumlah kamar, berbentuk serial, datar, pipih ataupun terputar.

Secara garis besar foraminifera dapat dibagi menjadi dua bagian, yaitu

Foraminifera basar dan Foraminifera kecil. Foraminifera hidup pada lingkungan

laut baik secara plantonik maupun bentonik. Populasi yang terbanyak dijumpai

pada lingkungan laut dangkal, laut terbuka dan pada daerah tropis.

Gambar 2.4.Beberapa Bentuk luar dan sayatan melintang Foraminifera. 25)

E. Bryozoa

Bryopzoa merupakan organisme yang hidup secara koloni dengan populasi

yang sangat banyak. Umumnya Bryozoa mempunyai ukuran yang relatif kecil

dan tipis memiliki bentuk bercabang dan menyerupai jaringan. Bryozoa sering

dijumpai sebagai fosil rombakan pada sedimen – sedimen laut.

F. Echinodermata

Echirodermata merupakan invertebrata yang mempunyai bentuk seperti

bola, silindris, lempeng, duri, bintang dan tangkai. Echirodermata yang penting

untuk penyusun batuan karbonat adalah Echironoid. Echironoid berbentuk seperti

lempeng dan duri, adanya fosil ini menunjukan lingkungan laut terbuka.

Gambar 2.5.Jenis Echinodermata pada Batuan Karbonat. 25)

2.1.1.2.1. Diagenesa Batuan Karbonat

Komposisi dan tekstur batuan karbonat dipengaruhi oleh perubahan yang

terjadi sesudah proses pengendapan berlangsung. Perubahan – perubahan yang

terjadi berlangsung pada tempat asal sedimen (insitu) dalam waktu yang hampir

bersamaan dengan pengendapan batuan itu sendiri. Hal ini menyebabkan sulitnya

mengetahui tekstur dan komposisi batuan karbonat tersebut berasal dari endapan

atau setelah diagenesa berlangsung.

Diagenesa atau proses pembentukan batuan karbonat umumnya dapat

terjadi dengan pelarutan, penyemenan, rekristalin dan penggantian.

a. Proses pelarutan dalam batuan karbonat memerlukan air yang sangat jenuh

dalam jumlah yang besar serta selektivitas terhadap matrik, bentuk butir,

ukuran butir dan sifat kerangka. Hasil pelarutan akan berupa rongga kosong.

b. Penyemenan merupakan pengisian ruang antar butiran rekahan yang sering

terjadi akibat pelarutan. Berdasarkan bentuknya, jenis semen karbonat dibagi

menjadi tipe Drusy, Blocky atau Granular, Jarum (Fibrous dan Rim-Cement)

c. Rekristalisasi terjadi bila ada zat – zat yang terlarut diendapkan kembali

ditempat semula, tanpa merubah komposisinya.

d. Penggantian merupakan proses penggantian mineral, dari mineral satu

menjadi mineral lainnya dan akan merubah komposisi semula. Contoh dari

penggantian antara lain kalsit menjadi dolomi atau kalsit menjadi anhidrit.

Gambar 2.6.Proses Diagenesa pada Batuan Karbonat. 25)

(Modifikasi dari Purser, 1970)

Penguapan air laut akan menjadikan air laut lebih bersifat garam,

sehingga akan mengendapkan kalsium karbonat serta gypsum yang pada akhirnya

akan menambah kadar magnesiumnya seperti yang terjadi di pantai Laut Merah,

Bonaire dan Australia. Air asin ini dengan cepat mengubah endapan kalsium

karbonat menjadi dolomit. Dolomitisasi dapat bertambah dengan adanya sesar

sebagai akibat dari patahan. Di Lapangan Scipio, Michigan dapat terlihat adanya

patahan yang kemudian terdapat rekahan-rekahan disertai dengan munculnya

sesar.

Gambar 2.7.Proses Terjadinya Dolomitisasi. 33)

2.1.1.2.2. Lingkungan Pengendapan Batuan Karbonat

Kalsium (CaCO3) karbonat diendapkan di air laut dimana endapan-

endapan ini terdiri dari kulit kerang, tiram dan binatang ataupun tumbuhan lain

yang kulitnya mengandung kalsium karbonat yang biasanya disebut dengan

exoskeleton. Beberapa binatang khususnya koral membentuk suatu koloni yang

akhirnya akan membentuk suatu terumbu.

Di Pasific selatan banyak terdapat pulau-pulau yang hanya terdiri dari

koral dan endapan detritus. Oleh Charles Darwin dikemukakan bahwa hal ini

terjadi karena proses subsidence. Dimana penurunan permukaan bumi terjadi

sehingga suatu gunung vulkanis yang sudah mati mengalami proses

penenggelaman secara perlahan-lahan. Sedangkan koral dalam pertumbuhannya

dapat mengimbangi kenaikan air laut. Di USA banyak ditemukan reservoir

minyak pada batuan karbonat. Studi tentang lingkungan pengendapan batuan

karbonat sangat bermanfaat. Studi tentang lingkungan pengendapan ini juga

dilakukan pada tempat-tempat lain khususnya di daerah karibia (Cuba, Mexico)

dan Teluk Persia.

Gambar 2.8.Lingkungan Pengendapan Batuan Karbonat. 33)

Batuan karbonat diendapkan pada tiga lingkungan pengedapan yaitu :

shelf, slope dan basin. Pada lingkungan pengendapan shelf ini luas areanya,

kedalaman air dangkal yang biasanya kurang dari 100 ft dan pada umumnya

terendapkan lime mud dan terumbu tiang (patch reef), gypsum dan dolomit.

Pada daerah slope material umumnya adalah gamping pasiran dan blok-

blok atau pecahan terumbu akibat adanya gelombang dan pengendapan di daerah

lerengnya. Terumbu di daerah ini biasanya disebut terumbu talus (talus reef) dan

kadang – kadang merupakan reservoir yang baik.

Daerah basin material yang ditemukan mempunyai butiran yang baik,

biasanya lime mud. Pada umumnya tidak mempunyai permeabilitas yang cukup

untuk memproduksikan bentuk alga yang disebut coccolith. Karena kedalaman air

yang cukup besar maka hanya sedikit terjadi sirkulasi air. Sehingga tidak cukup

oksigen untuk menguraikan zat-zat organik. Akibat zat-zat organik tersebut

terawetkan, sehingga endapan ini menjadi butiran induk hidrokarbon.

2.1.1.2.3. Klasifikasi Batuan Karbonat

Batuan karbonat merupakan batuan reservoir yang sangat penting di

dalam industri perminyakan. Dari 75% daratan yang dibawahi oleh batuan

sedimen, seperlimanya merupakan batuan karbonat. Batuan karbonat dapat

dikelompokkan menjadi empat jenis, yaitu terumbu, dolomit, gamping klastik dan

gamping afanitik .

Gambar 2.9.Klasifikasi Karbonat menurut Dunham (1962). 8)

2.1.1.2.3.1. Terumbu

Terumbu (reef) dapat menjadi suatu batuan reservoir yang baik. Pada

umumnya terumbu terdiri dari kerangka koral, ganggang dan sebagainya yang

tumbuh dalam laut yang jernih, berenergi gelombang yang tinggi dan mengalami

pembersihan sehingga rongga-rongganya menjadi bersih. Di antara kerangka

tersebut juga terdapat fragmen koral, foraminifera dan bioklastik lainnya.

Porositas yang terbentuk terutama berada dalam rongga-rongga bekas binatang

hidup yang biasanya kemudian mengalami penyemenan sehingga porositas

menjadi besar karena adanya pelarutan. Bentuk terumbu koral ini sangat terbatas.

Karena terumbu ini hanya dapat tumbuh pada kondisi tertentu saja.

Pada umumnya reservoir jenis terumbu ini dapat dibagi menjadi dua,

yaitu terumbu yang bersifat fringing dan terumbu tiang.

A. Terumbu Yang Bersifat Fringing

Terumbu jenis ini bentuknya memanjang di sepanjang pantai. Terkadang

berasosiasi dengan bioklastik lainnya sehingga membentuk suatu akumulasi

sedimen dan kadangkala membentuk suatu koloni. Terumbu yang berbentuk

linear atau penghalang (barrier) biasanya selain memanjang juga besar serta

memperlihatkan suatu asimetri yang sering terdapat pada pinggiran suatu

cekungan.

Seringkali terumbu jenis ini terdapat pada suatu pingiran paparan yang

landai dan berenergi rendah, tiba-tiba berubah menjadi cekungan yang dalam,

sehingga pada ujung paparan ini berbentuk komplek terumbu yang merupakan

penghalang. Biasanya terdapat suatu struktur tubuh tertentu yang terdiri dari inti

terumbu (core-reef) dan di mukanya dalam arah laut terbuka terkumpul hancuran

akibat energi gelombang pada terumbu tersebut dan membentuk suatu terumbu

muka (fore-reef). Inti terumbu yang memanjang merupakan suatu penghalang

yang efektif sehingga di belakangnya terdapat suatu laguna yang airnya tenang,

disebut terumbu belakang (back-reef). Back-reef sangat baik untuk pembentukan

evaporit atau pengkonsentrasian garam air laut. Hal ini memungkinkan terjadinya

dolomitisasi.

Laguna dapat merupakan suatu daerah yang sangat luas dan di daerah ini

kadang-kadang terdapat patch reef. Jadi dari uraian tersebut terlihat bahwa fore-

reef dan juga bioklastik yang memanjang serta berselang seling antara terumbu.

Hal ini dapat dilihat pada Leduc Wood-Bend di Kanada sebelah barat. Terumbu

yang disebut D-reef terdapat dalam Formasi Nisku dan Formasi Leduc yang

terdiri dari kerangka crinoid dan merupakan terumbu yang memanjang.

B. Terumbu Tiang

Yaitu terumbu yang terisolir atau terpisah-pisah yang sering disebut

pinnacle atau patch reef atau lebih tepat dikatakan sebagai bioherm yang muncul

tak teratur dan berukuran kecil. Lapangan minyak yang ditemukan dalam terumbu

jenis ini adalah di Libya, yaitu lapangan Idris dalam cekungan Sirte yang berumur

paleosen. Contoh yang baik sebagai reservoir minyak adalah terumbu tiang yang

berada di Lapangan minyak Kasim dan Jaya di Papua. Sebelum itu juga telah

ditemukan Lapangan minyak Klamono-Klamunuk, Wasian dan Mogoi meskipun

produksinya tidak begitu besar. Lapangan Kasim-Jaya merupakan suatu

akumulasi dan akulminasi terumbu yang merupakan suatu landasan. Bentuk

lapangan ini terdiri dari batuan karbonat berenergi tinggi, yang panjangnya 7 km

dan lebarnya 2,5 – 3,5 km serta mempunyai ketinggian 760 m diatas landasan

tempat terumbu tesebut tumbuh. Porositas berkisar antara 14% - 40% dengan rata-

rata 20% - 25%. Kolom minyak yang terdapat disini adalah 128 m. Mengingat

ukurannya yang sangat terbatas bahkan seringkali sangat kecil, sehingga pada saat

eksplorasi kadang-kadang terlewatkan.

2.1.1.2.3.2. Dolomit

Dolomit merupakan batuan reservoir karbonat yang jauh lebih penting

daripada batuan karbonat lainnya. Harus diingat bahwa kebanyakan batuan

karbonat seperti terumbu atau oolotic sedikit banyak telah mengalami proses

dolomitisasi. Pada umumnya dolomit disini bersifat sekunder atau terbentuk

sesudah sedimentasi.

Dolomit umumnya mempunyai porositas yang baik, bersifat sukrosik

yaitu berbentuk hampir menyerupai gula pasir. Dolomit dapat dikelompokkan

menjadi dua, yaitu dolomit yang bersifat primer dan dolomit yang bersifat

rubahan (replacement).

A. Dolomit Yang Bersifat Primer

Terbentuk dalam suatu laguna atau laut tertutup yang sangat luas dengan

temperatur yang sangat tinggi. Misalnya di tepi teluk Persia terdapat suatu

paparan yang dangkal tetapi luas dan tertutup dari laut terbuka dimana terjadi

evaporasi yang sangat cepat. Keadaan ini akan menghasilkan air laut yang kadar

garamnya tinggi. Selain itu terjadi pula pengendapan kalsit karena keluarnya CO2

oleh temperatur yang tinggi yang selanjutnya akan mengendapkan kalsium sulfat,

gypsum dan anhidrit. Dengan demikian akan menyerap kedalam sedimen

gamping yang telah terendapkan terlebih dahulu yang kemudian merubah

gamping tersebut menjadi dolomit.

B. Dolomit Yang Bersifat Rubahan (replacement)

Terutama terjadi pada dolomitisasi gamping yang bersifat terumbu.

Proses pembentukan ini dikemukakan oleh Lucia dan Weyl (1965) dengan suatu

teori yang disebut Supratidal Seepage Reflux. Disini dijelaskan suatu laguna di

belakangnya. Laguna ini hanya terisi oleh air laut pada saat badai dan air laut yang

terdapat di belakang terumbu yang menghalangi itu menjadi sangat tinggi kadar

garamnya sehingga terjadi peningkatan kadar Ca dan Mg.

Sebelumnya gypsum akan terendapkan terlebih dahulu tetapi endapan

gypsum seperti ini akan mudah larut kembali kedalam air hujan atau air laut. Air

garam yang terjebak didalam laguna yang demikian kadar Mg-nya akan sangat

tinggi dan berat jenisnya meningkat. Oleh karena itu akan terjadi perembesan

kembali (reflux) melalui pori-pori yang terdapat dalam gamping kerangkal atau

terumbu untuk kembali lagi ke laut bebas.

2.1.1.2.3.3. Gamping Klastik

Gamping klastik merupakan reservoir yang sangat baik, terutama jika

berasosiasi dengan oolitic dan disebut dengan kalkarenit. Batuan reservoir dimana

terdapat oolitic ini merupakan pengendapan berenergi tinggi dan ditemukan dalam

jalur sepanjang pantai dangkal dengan arus gelombang kuat. Porositas yang

didapatkan biasanya jenis intergranular, dapat diperbesar dengan pelarutan.

Batuan jenis ini ditemukan di cekungan Illinis (USA), lapisan oolitic

disini disebut McClosky Sand. Batuan disini terdiri dari oolitic dam kadangkala

bersifat dolomit. Contoh reservoir jenis ini yang paling penting adalah di Saudi

Arabia yaitu formasi Arab berumur Jura Muda, terutama dari anggota D-formasi

Arab ini memproduksikan hampir semua minyak di Saudi Arabia.

2.1.1.2.3.4. Gamping Afanitik

Batu gamping afanatik dapat pula bertindak sebagai batuan reservoir,

terutama jika porositasnya adalah sekunder misalnya karena adanya perekahan

atau pelarutan. Salah satu contoh adalah lapangan minyak di Irian. Menurut Hull

dan Warman (1968) lapangan minyak tersebut produksinya berasal dari gamping

Asmari yang berumur Oligomeocine. Gamping tersebut sangat halus dan tidak

memperlihatkan porositas, tetapi lapangan minyak formasi asmari ini berukuran

sangat besar dan mempunyai cadangan minyak lebih dari satu milyar barrel.

Seluruh porositasnya berupa rekahan yang terbentuk karena adanya

lipatan. Keadaan seperti ini juga ditemui pada lapangan Kirkuk dan Ain Zalah di

Irak serta lapangan Burhan di Qatar. Jadi jelas bahwa rekahan serta patahan

memegang peranan penting didalam pembentukan porositas didalam batuan

reservoir.

Gambar 2.10.Klasifikasi Batu Gamping menurut Robert.L.Folk (1959). 8)

2.1.1.2.4. Komposisi Kimia Batuan Karbonat

Batuan karbonat yang dalam hal ini adalah limestone dan dolomit atau

yang bersifat antara keduanya. Limestone adalah istilah yang dipakai untuk

kelompok batuan yang mengandung paling sedikit 80% kalsium karbonat atau

magnesium. Istilah limestone juga dipakai untuk batuan yang mempunyai fraksi

karbonat melebihi unsur-unsur non karbonatnya. Pada limestone fraksi disusun

oleh mineral kalsit, sedangkan untuk dolomit mineral penyusunnya adalah mineral

dolomit itu sendiri.

Limestone sebagian besar terdiri dari kalsit sehingga kandungan CaO

dan CO2 nya sangat tinggi, yang seringkali jumlahnya melebihi 95%. Unsur

lainnya yang dianggap penting adalah MgO, dimana jika jumlahnya lebih besar

dari 1% atau 2% maka kemungkinan besar mengandung mineral dolomit.

Kebanyakan limestone mengandung Mg3 antara 4% sampai lebih dari 40%.

Tabel II – 6.Klomposisi Kimia Limestone. 33)

Dolomit adalah jenis batuan yang mempunyai variasi dari limestone

yang mengandung unsur karbonat lebih besar dari 50%, sedangkan unsure-unsur

batuan yang mempunyai komposisi pertengahan antar limestone dan dolomit

mempunyai nama yang bermacam-macam, tergantung dari unsur yag

dikandungnya. Perbedaan komposisi kimia antara limestone dan dolomit adalah

pada unsur Mg-nya dimana pada dolomit mempunyai kadar Mg yang lebih besar.

Tabel II – 7. Komposisi Kimia Dolomit. 33)