Embed Size (px)
Citation preview
TUGAS MEKANIKA RESERVOIR
PROSES TERBENTUKYA MINYAK DAN RESERVOIR
NAMA : Reymon Rendy Soputan
NIM : 1101135
KELAS : NON REG B (03)
EMAIL : [email protected]
JURUSAN S1 TEKNIK PERMINYKAN
SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI MIGAS
ANGKATAN 2011
BAKLIPAPAN
Kata Pengantar
Segala puji dan syukur saya panjatkan kepada tuhan yang maha esa, karena
atas berkat dan limpahan rahmatnyalah maka saya boleh menyelesaikan sebuah karya
tulis dengan tepat waktu.
Berikut ini penulis mempersembahkan sebuah makalah dengan judul "proses
terbentuknya minyak dan reservoir", yang mmenurut saya dapat memberikan manfaat
yang besar bagi kita untuk mempelajari materi kuliah mekanika reservoir.
Melalui kata pengantar ini penulis lebih dahulu meminta maaf dan memohon
permakluman bila mana isi makalah ini ada kekurangan dan ada tulisan yang saya
buat kurang tepat atau menyinggu perasaan pembaca.
Dengan ini saya mempersembahkan makalah ini dengan penuh rasa terima
kasih dan semoga Tuhan Yang Maha Esa memberkahi makalah ini sehingga dapat
memberikan manfaat bagi para pembaca.
Balikpapan,20 Oktober 2012
Penyusun
Proses terbentuknya Minyak dan Reservoir
Bab I
Awal Mula Terbentuknya Minyak dan Gas
Minyak bumi, gas alam, dan batu bara berasal dari pelapukan sisa-sisa makhluk
hidup, sehingga disebut bahan bakar fosil. Proses pembentukannya memerlukan waktu yang
sangat lama sehingga termasuk sumber daya alam yang tidak dapat diperbarui. Minyak bumi
sering disebut dengan emas cair karena nilainya yang sangat tinggi dalam peradaban modern.
Pertanian, industri, transportasi, dan sistem-sistem komunikasi sangat bergantung pada bahan
bakar ini, sehingga berpengaruh pada seluruh kegiatan kehidupan suatu bangsa.
Minyak bumi terbentuk dari organisme, tumbuhan, dan hewan, berukuran sangat
kecil yang hidup di lautan purba. Begitu organisme ini mati, lalu terkubur di dasar laut dan
kemudian tertimbun oleh pasir dan lumpur. Kemudian ia akan terbentuk lapisan yang kaya
akan zat organik yang akhirnya akan menjadi batuan endapan. Proses ini berulang secara
terus-menerus, sehingga satu lapisan akan menutup lapisan berikutnya. Dan ini berlangsung
selama jutaan tahun. Selama jutaan tahun itu pula dimungkinkan lautan tersebut menyusut
dan berpindah tempat karena adanya gerakan dari lempeng-lempeng bumi.
Endapan yang terbentuk ini umumnya miskin oksigen. Sehingga tidak dimungkinkan
material organik dari organisme, tumbuhan, maupun hewan tersebut terdekomposisi secara
sempurnya. Tetapi ada bakteri anaerob (tidak menggunakan oksigen dalam hidupnya) yang
mengurai material ini, sedikit demi sedikit, molekul demi molekul, selama jutaan tahun
menjadi material yang kaya akan hidrogen dan karbon. Seiring dengan terdekomposisinya
material ini, muncul tekanan yang disebabkan oleh batuan yang mengendap di atasnya,
sehingga temperatur dan tekanannya menjadi tinggi dan kemudian secara perlahan-lahan akan
mengubah sisa-sisa bahan organik tersebut menjadi minyak dan gas bumi.
Minyak bumi yang dihasilkan ini kemudian akan bergerak ke lapisan batuan yang
atas karena massa jenisnya yang rendah. Minyak bumi ini akan menuju batuan yang
mempunyai pori-pori yang ukurannya cukup. Sehingga minyak akan terakumulasi di lapisan
batuan tersebut. Lapisan batuan yang bisa mengandung minyak inilah yang disebut dengan
reservoir minyak.Batuan yang mengandung minyak bumi tertua yang diketahui berumur lebih
dari 600 juta tahun. Sedangkan yang paling muda berumur sekitar 1-juta tahun.
Minyak bumi dan gas alam merupakan sumber utama energi dunia, yaitu mencapai
65,5%, selanjutnya batubara 23,5%, tenaga air 6%, serta sumber energi lainnya seperti panas
bumi (geothermal), kayu bakar, cahaya matahari, dan energi nuklir. Negara yang mempunyai
banyak cadangan minyak mentah (crude oil), menempati posisi menguntungkan, karena
memiliki banyak persediaan energi untuk keperluan industri dan transportasi, disamping
pemasukan devisa negara melalui ekspor minyak. Minyak bumi disebut juga petroleum
(bahasa Latin: petrus = batu; oleum = minyak) adalah zat cair licin, mudah terbakar dan
sebagian besar terdiri atas hidrokarbon. Kandungan hidrokarbon dalam minyak bumi berkisar
antara 50% sampai 98%. Sisanya terdiri atas senyawa organik yang mengandung oksigen,
nitrogen, dan belerang. Ada tiga macam teori yang menjelaskan proses terbentuknya minyak
dan gas bumi, yaitu:
(1) Teori Biogenetik (Teori Organik)
Menurut Teori Biogenitik (Organik), disebutkan bahwa minyak bumi dan gas alam
terbentuk dari beraneka ragam binatang dan tumbuh-tumbuhan yang mati dan tertimbun di
bawah endapan Lumpur. Endapan Lumpur ini kemudian dihanyutkan oleh arus sungai
menuju laut, akhirnya mengendap di dasar lautan dan tertutup Lumpur dalam jangka waktu
yang lama, ribuan dan bahkan jutaan tahun. Akibat pengaruh waktu, temperatur tinggi, dan
tekanan lapisan batuan di atasnya, maka binatang serta tumbuh-tumbuhan yang mati tersebut
berubah menjadi bintik-bintik dan gelembung minyak atau gas.
(2) Teori Anorganik
Menurut Teori Anorganik, disebutkan bahwa minyak bumi dan gas alam terbentuk
akibat aktivitas bakteri. Unsur-unsur oksigen, belerang, dan nitrogen dari zat-zat organik yang
terkubur akibat adanya aktivitas bakteri berubah menjadi zat seperti minyak yang berisi
hidrokarbon.
(3) Teori Duplex
Teori Duplex merupakan perpaduan dari Teori Biogenetik dan Teori Anorganik.
Teori Duplex yang banyak diterima oleh kalangan luas, menjelaskan bahwa minyak dan gas
bumi berasal dari berbagai jenis organisme laut baik hewani maupun nabati. Diperkirakan
bahwa minyak bumi berasal dari materi hewani dan gas bumi berasal dari materi nabati.
Akibat pengaruh waktu, temperatur, dan tekanan, maka endapan Lumpur berubah
menjadi batuan sedimen. Batuan lunak yang berasal dari Lumpur yang mengandung bintik-
bintik minyak dikenal sebagai batuan induk (Source Rock). Selanjutnya minyak dan gas ini
akan bermigrasi menuju tempat yang bertekanan lebih rendah dan akhirnya terakumulasi di
tempat tertentu yang disebut dengan perangkap (Trap).
Dalam suatu perangkap (Trap) dapat mengandung (1) minyak, gas, dan air, (2)
minyak dan air, (3) gas dan air. Jika gas terdapat bersama-sama dengan minyak bumi disebut
dengan Associated Gas. Sedangkan jika gas terdapat sendiri dalam suatu perangkap disebut
Non Associated Gas. Karena perbedaan berat jenis, maka gas selalu berada di atas, minyak di
tengah, dan air di bagian bawah. Karena proses pembentukan minyak bumi memerlukan
waktu yang lama, maka minyak bumi digolongkan sebagai sumber daya alam yang tidak
dapat diperbarui (unrenewable).
Bab II
Struktur Batuan Sedimen
Batuan sedimen adalah batuan yang terjadi karena pengendapan materi hasil erosi atau
pelarutan. Jadi asalnya dari batuan yang sudah ada, baik batuan beku, batuan metamorf yang
mengalami pelapukan, terkikis, tersangkut kemudian diendapkan ditempat lain, sehingga
mengalami proses sementasi dan litifikasi menjadi batuan sedimen yang keras. Sedimen akan
menjadi batuan sedimen melalui proses pengerasan atau pembatuan yang melibatkan :
a. Pemampatan (compaction)
Pemampatan menyebabkan butiran sedimen akan tertekan semasa tertimbus. Susunan
butiran akan tersusun semula dengan lebih padat. Jika banyak partikal yang lembut seperti
syal, sedimen lebih mudah mengalami pemampatan. Akibat daripada pemampatan, lapisan
menjadi lebih nipis, porositi berkurangan, terutama dalam sedimen lumpur terrigenus.
Pengurangan porositi dan kehilangan air mencapai 60-80%. Air akan mengalir ke kawasan
yang berketelapan tinggi seperti pasir, dan akan memain perana penting dalam pelarutan dan
pemendapan kimia dalam pasir. Setelah tersusun semula, pemampatan yang terterusan
menyebabkan butiran bersentuhan satu sama lain. Tempat sentuhan mengalami tekanan yang
tinggi dan perubahan fizikal berlaku, seperti proses larutan tekanan (pressure solution). Silika
yang terlarut akan masuk dalam rongga antara butiran dan boleh membentuk simen.
b. Penyimenan (cementation)
Penyimenan merupakan proses dimana mineral baru yang berasal daripada cairan rongga
(pore fluids) akan terbentuk/termendap di permukaan butiran atau berlakunya tumbuh-tambah
atau tumbuh-lampau atau pertumbesaran (overgrowths) mineral yang sedia ada. Jenis simen
yang utama ialah kuarza dan kalsit. Semen akan mengikat butiran menyebabkan sedimen
menjadi batu. Penyimenan biasanya berlaku diperingkat pertengahan diagenesis. Jika berlaku
diperingkat awal, ia boleh mengurangkan kesan pemampatan, yang mana simen yang keras
boleh menahan tekanan. Semen kuarza berasal daripada air liang yang tepu dengan silika,
iaitu hasil daripada pelarutan organisma bersilika, larutan tekanan kuarza, diagenesis kimia
mineral liat dan lain-lain. Simen kalsit boleh terbentuk semasa sedimen terendap, iaitu di
kawasan sekitaran karbonat.
c. Penghabluran Semula (recrystallization)
Penghabluran semula ialah proses perubahan saiz dan/atau perubahan bentuk, tanpa adanya
perubahan kimia atau mineralogi. Biasanya saiz akan bertambah, tetapi pengecilan saiz boleh
berlaku. Penghabluran semula penting dalam batu kapur, yang mana saiz kalsit menjadi
bertambah besar, tekstur serta strukturnya mungkin musnah.
2.1 Jenis Batuan Sedimen
Secara umumnya, sedimen atau batuan sedimen terbentuk dengan dua cara, yaitu :
1) terbentuk dalam lembangan pengendapan atau dengan kata lain ianya tidak mengalami
proses pengangkutan. Sedimen sebegini dikenali sebagai sedimen autochthonous. Antara
sedimen yang termasuk dalam kumpulan ini ialah evaporit, batu kapur, laterit.
2) mengalami proses angkutan, atau dengan kata lain, puncanya daripada kawasan luar
lembangan, dan proses luluhawa, hakisan dan angkutan membawa sedimen ini ke lembangan
pengendapan yang baru. Sedimen ini dipanggil sedimen allochthonous. Antara yang termasuk
dalam kumpulan ini ialah konglomerat, volkanoklastik.
Selain daripada pengelasan di atas, batuan sedimen boleh dikelaskan kepada beberapa jenis,
bergantung kepada cara dan proses pembentukannya. Antara klas batuan sedimen yang utama
ialah;
1- Terrigenous (detrital atau berklas / klastik – clastic). Batuan klastik merupakan
batuan yang puncanya berasal daripada suatu tempat lain, dan telah diendapkan dalam
lembangan baru setelah mengalami proses pengangkutan. Antara nama batuan utama yang
terdapat dalam kumpulan ini ialah;Konglomerat atau breksia, Batu pasir,Batu lodak, & Syal.
2- Sedimen endapan kimia / biokimia (Chemical/biochemical). Batuan endapat kimia
merupakan batuan yang terbentuk hasil daripada pemendapan kimia daripada larutan, ataupun
terdiri daripada endapan hidupan bercangkang mineral karbonat atau bersilika atau berfosfat
dan lain-lain.. Antara batuan yang tergolong dalam kumpulan ini ialah; Evaporit, Batuan
sedimen karbonat (batu kapur dan dolomit), Batuan sedimen bersilika (rijang), & Endapan
organik (batu arang).
3- Batuan volkanoklastik (Volcanoclastic rocks). Batuan volkanoklastik yang berasal
daripada aktiviti gunung berapi. Debu-debu daripada aktiviti gunung berapi ini akan terendap
seperti sedimen yang lain. Antara batuan yang ada dalam kumpulan ini ialah; Batu pasir
bertuf & Aglomerat.
2.2 Penggolongan Batuan Sedimen
Berdasarkan tenaga yang mengangakut hasil pelapukan / erosi, dapat digolongkan atas :
a. Sedimen aquatis, yaitu sedimen yang diendapkan oleh tenaga air. Contoh: gosong pasir,
flood plain, natural levee, alluvial fan, delta, dan sebagainya.
b. Sedimen aeolis/aeris, yaitu sedimen yang diendapkan oleh tenaga angin. Contoh : sand
dunes, tanah loss, dan sebagainya.
c. Sedimen glasial, yaitu sedimen yang diangkut oleh tenaga gletser Contoh : morena,
drumline.
Materi partikel ada yang kasar dua ada yang halus cara pengangkutan bermacam-
macam, ada yang terdorong (trection), terbawa secara melompat-lompat (saltion, terbawa
dalam duspensi, ada pula yang (solution). Berdasarkan terbentuknya (lingkungan
pengendapan ), batuan sedimen dibagi menjadi dibagi menjadi tiga, yaitu :
a. Sedimen laut (marine), diendapkan di laut contohnya batu gamping, dolomit, napal, dan
sebagainya.
b. Sedimen darat (teristris/kontinen), prosesnya terjadi di darat, misalnya : endapan sungai
(aluvium), endapan danau, talus, koluvium, endapan gurun (aeolis), dan sebagainya.
c. Sedimen transisi, lokasi pembentukanya terletak antara darat dan laut, misalnya endapan
delta dan endapan rawa-rawa (limnis).
Berbagai penggolongan dan penamaan batuan sedimen telah dikemukakan oleh para
ahli, baik berdarkan genetis maupun diskriptif. Secara genetis disimpulkan dalam dua
golongan (Pettijohn, 1975 ddan W. T. Huang, 1962) :
a. Batuan Sedimen Klastik
Batuan Sedimen klastik merupakan batuan sedimen yang terbentuk akibat proses
pengendapan secara mekanik ataupun litifikasi batuan-batuan yang telah ada sebelumnya.
Batuan sedimen klastik banyak mengandung Allogenic Minerals (mineral yang terbentuk di
lingkungan sedimenasi atau pada saat sedimenasi berlangsung). Allogenic mineral
mempunyai daya tahan yang tinggi. Mineral ini berasal dari bataun yang telah ada yang telah
mengalami tahap transportasi dan kemudian mengendap pada lingkungan sedimenasi.
Beberapa contoh mineral ini, antara lain kwarasa, hornblende, biotit, plagioklas, kaolinite,
montmorillonite, hydromuscovite, gypsum, kalsedon, hematit, siderit, limonit, dan garnet.
b. Batuan Sedimen Non-Klastik
Batuan sedimen non-klastik merupakan batuan sedimen yang terbentuk akibat proses
kimia baik dari larutan ataupun aktivitas organik. Didalam batuan sedimen non-klastik
banyak sekali dijumpai Authigenic mineral (mineral yang terbentuk di daerah cekungan atau
lingkungan sedimenasi). Beberapa contoh Authigenic mineral yaitu gypsum, anhydrite, kalsit,
dan halit. Selain tersusun atas mineral-mineral, batuan sedimen juga tersusun atas fragmen
batuan dan fosil. Kristal-kristal pada batuan sedimen juga memiliki andil dalam
pengklasifikasian batuan sedimen. Pengklasifikasian batuan sedimen berdasarkan ukuran
kristal dilakukan oleh Howell dan Hirschwald. Pengklasifikasiannya sebagai berikut :
Makrokristalin, batuan dengan mineral yang kristal penyusunnya berukuran lebih dari
0,75mm.
Mesokristalin, batuan dengan mineral yang kristal penyusunnya berukuran 0,2mm hingga
0,75mm.
Mikrokristalin, batuan dengan mineral yang kristal penyusunnya berukuran 0,01mm hingga
0,2 mm.
Kriptokristalin, batuan dengan mineral yang kristal penyusunnya berukuran lebihkecil dari
0,01 mm
2.3 Tekstur Batuan Sedimen
Tekstur batuan sedimen adalah segala kenampakan yang berkaitan dengan butir
sedimen, mulai dari ukuran butir, bentuk butir, hingga orientasi. Proses pembentukan batuan
sedimen dapat kita lihat pada strukturnya. Dari tekstur, kita juga dapat mengintepretasikan
lingkungan sedimenasi suatu batuan sedimen.
a. Tekstur batuan sedimen klastik
Unsur-unsur tekstur batuan sedimen klastik, adalah sebagai berikut :
Fragmen, butiran yang berukuran lebih besar daripada pasir.
Matrik, butiran yang ukurannya lebih kecil daripada fragmen, dan mengisi sela- sela
diantara fragmen, serta diendapkan bersama fragmen.
Semen, material halus yang berperan sebagai pengikat. Semen diendapkan setelah fragmen
dan matrik. Semen umumnya berupa silika, kalsit, sulfat, atau oksida besi.
Untuk mengukur ukuran butir pada batuan sedimen klastik digunakan skala Wentworth
(1922).
Ukuran Butir (mm) Nama Butir
> 256 Bongkah
64 - 256 Brangkal
4 - 64 Kerakal
2 - 4 Kerikil
1 - 2 Pasir Sangat Kasar
½ - 1 Pasir Kasar
¼ - ½ Pasir Sedang
1/8 - 1/4 Pasir Halus
1/16- 1/8 Pasir Sangat Halus
1/16 - 1/256 Lanau
Lempung
Ada beberapa faktor yang mempengaruhi ukuran butir. Faktor-faktor tersebut adalah
sebagai berikut :
a. Jenis Pelapukan
b. Jenis Transportasi
c. Waktu / jarak Transport
d. Resistansi
b. Tekstur batuan sedimen non klastik
Pada umumnya batuan sedimen non-klastik terdiri atas satu jenis mineral atau yang
biasa disebut monomineralik. Pembagian jenis-jenis tekstur pada batuan sedimen non-klastik
biasanya dengan memperhatikan kenampakan kristal penyusunnya. Macam-macam tekstur
batuan sedimen non-klastik adalah sebagai berikut :
-Amorf, partikel-partikel umumnya berukuran lempung atau berupa koloid, non-kristalin
- Oolitik, tersusun atas kristal-kristal yang berbentuk bulat atau elipsoid. Berkoloni atau
berkumpul, ukuran butirnya berkisar 0,25 mm – 2mm
-Pisolitik, memiliki karakteristik seperti oolitik, namun memiliki ukuran butir yang lebih
besar, lebih dari 2mm
-Sakaroidal, terdiri atas butir-butir yang berukuran sangat halus dengan ukuran yang sama
besar
-Kristalin, tersusun atas kristal-kristal yang berukuran besar
Ukuran butir kristal batuan sedimen non-klastik dibedakan atas :
- Berbutir kasar, dengan ukuran >5mm
- Berbutir sedang, dengan ukuran 1-5mm
- Berbutir halus, dengan ukuran <1mm
2.4 Bentuk Butir
Bentuk butir batuan sedimen yang utama terdiri atas dua macam. Pertama, membulat
(konglomerat). Dan kedua adalah meruncing (Breksi). Tingkat kebundaran butir batuan
sedimen klastik dipengaruhi oleh beberapa faktor. Faktor- faktor tersebut adalah sebagai
berikut :
- Komposisi butir
- Ukuran butir
- Jenis proses transprtasi
- Jarak transport : Butiran dari mineral yang resisten akan berbentuk kurang bundar
dibandingkan batuan yang kurang resisten. Butiran yang ukurannya diatas 64 mm akan lebih
bundar dibandingkan yang berukuran lebih kecil. Jarak transport berpengaruh pada tingkat
kebundaran. Semakin jauh jarak transport, maka akan semakin bundar.
-Pemilahan atau Sortasi:Terdiri atas sortasi baik dan sortasi buruk.
- Sortasi baik, jika ukuran butir merata atau sama besar.
- Sortasi buruk, jika ukuran butir tidak merata, terdapat fragmen dan matrik.
- Kemas pada batuan sedimen klastik terdiri atas :
- Kemas terbuka, biila butiran tidak saling bersentuhan.
- Kemas tertutup, jika butiran saling bersentuhan.
2.5 Struktur Batuan Sedimen
Secara umum, struktur batuan sedimen terbagi atas 2 macam:
a.Struktur Syngenetik, struktur ini terbentuk bersamaan dengan terbentuknya batuan sedimen,
kerap kali disebut sebagai struktur primer batuan.
b.Struktur Epiginetik, struktur ini terbentuk setelah terbentuknya kekar, sesar, dan lipatan.
Struktur Sygenetik batuan sedimen terklasifikasikan atas dua bagian, karena proses fisik dan
karena proses biologi.Karena Proses Fisik
1. Struktur Eksternal, kenampakan struktur batuan sedimen yang terlihat secara keseluruhan
di lapangan. Contoh struktur eksternal, antara lain sheet, lensa, wedge, dan prisma tabular.
2. Struktur Internal, kenampakan struktur ini terdapat pada bagian dalam batuan sedimen.
Macam-macam struktur internal adalah sebagai berikut :
Perlapisan dan Laminasi
Perlapisan dan laminasi terbentuk karena terjadi perubahan fisik, kimia, dan biologi.
Jika tebalnya lebih dari 1 cm, maka disebut perlapisan. Jika tebalnya kurang dari 1 cm, maka
disebut laminasi. Macam-macam laminasi dan perlapisan:
a. Perlapisan / laminasi sejajar, lapisan / laminasi tersusun secara horisontal dan saling sejajar
satu dengan yang lainnya.
b. Perlapisan / laminasi silang siur, lapisan / laminasi saling memotong satu dengan yang
lainnya.
c. Gradaed Bedding, dimana butiran-butiran berubah secara gradual.
d.Masif, Bila di dalam struktur sedimen tidak ada kenampakan mengenai struktur sedimen.
Kenampakan Pada Permukaan Lapisan
a. Ripple Mark, bentuk permukaan bergelombang, karena adanya arus.
b. Flute Cast, bentuk gerusan pada permukaan lapisan akibat aktivitas arus.
c. Mud Cracks, bentuk retakan pada lapisan lumur, pada umumnya memiliki bentuk
poligonal.
d. Rain Marks, kenampakan pada permukaan sedimen akibat tetesan air hujan.
Struktur Yang Terjadi Karena Deformasi
a. Load Cast, lekukan yang timbul pada permukaan lapisan akibat beban yang ada diatasnya.
b. Convolute Structure, liukan pada batuan sedimen akibat proses deformasi.
c. Sandstone Dike and Siil, timbul karena pasir dapat terinjeksi pada lapisan sedimen yang di
atasnya.
Karena Proses Biologi
- Jejak (Track and Trail):Track, merupakan jejak yang berupa tapak organisme. Sedangkan
Trail adalah jejak yang berupa seretan bagian tubuh organisme.
- Galian (Burrow):Merupakan lubang akibat dari akitivitas organisme.
- Cetakan (Cast and Mold):Mold merupakan cetakan bagian tubuh organisme. Sedangkan
Cast adalah cetakan dari Mold.
Bab III
Bentuk Reservoir Minyak Bumi
Bentuk reservoir diartikan juga sebagai perangkap minyak bumi sendiri merupakan
tempat terkumpulnya minyak bumi yang berupa perangkap dan mempunyai bentuk konkav ke
bawah sehingga minyak dan gas bumi dapat terjebak di dalamnya.
Perangkap minyak bumi ini sendiri terbagi menjadi Perangkap Stratigrafi, Perangkap
Struktural, Perangkap Kombinasi Stratigrafi-Struktur dan perangkap hidrodinamik.
Perangkap Stratigrafi
Jenis perangkap stratigrafi dipengaruhi oleh variasi perlapisan secara vertikal dan lateral,
perubahan facies batuan dan ketidakselarasan dan variasi lateral dalam litologi pada suatu
lapisan reservoar dalam perpindahan minyak bumi. Prinsip dalam perangkap stratigrafi adalah
minyak dan gas bumi terperangkap dalam perjalanan ke atas kemudian terhalang dari segala
arah terutama dari bagian atas dan pinggir, hal ini dikarenakan batuan reservoar telah
menghilang atau berubah fasies menjadi batu lain sehingga merupakan penghalang
permeabilitas (Koesoemadinata, 1980, dengan modifikasinya). Dan jebakan stratigrafi tidak
berasosiasi dengan ketidakselarasan seperti Channels, Barrier Bar, dan Reef, namun
berasosiasi dengan ketidakselarasan seperti Onlap Pinchouts, dan Truncations.
Pada perangkap stratigrafi ini, berasal dari lapisan reservoar tersebut, atau ketika
terjadi perubahan permeabilitas pada lapisan reservoar itu sendiri. Pada salah satu tipe
jebakan stratigrafi, pada horizontal, lapisan impermeabel memotong lapisan yang bengkok
pada batuan yang memiliki kandungan minyak. Terkadang terpotong pada lapisan yang tidak
dapat ditembus, atau Pinches, pada formasi yang memiliki kandungan minyak. Pada
perangkap stratigrafi yang lain berupa Lens-shaped. Pada perangkap ini, lapisan yang tidak
dapat ditembus ini mengelilingi batuan yang memiliki kandungan hidrokarbon. Pada tipe
yang lain, terjadi perubahan permeabilitas dan porositas pada reservoar itu sendiri. Pada
reservoar yang telah mencapai puncaknya yang tidak sarang dan impermeabel, yang dimana
pada bagian bawahnya sarang dan permeabel serta terdapat hidrokarbon.
Pada bagian yang lain menerangkan bahwa minyak bumi terperangkap pada reservoar
itu sendiri yang Cut Off up-dip, dan mencegah migrasi lanjutan, sehingga tidak adanya
pengatur struktur yang dibutuhkan. Variasi ukuran dan bentuk perangkap yang demikian
mahabesar, untuk memperpanjang pantulan lingkungan pembatas pada batuan reservoar
terendapkan.
Perangkap Struktural
Jenis perangkap selanjutnya adalah perangkap struktural, perangkap ini Jebakan tipe
struktural ini banyak dipengaruhi oleh kejadian deformasi perlapisan dengan terbentuknya
struktur lipatan dan patahan yang merupakan respon dari kejadian tektonik dan merupakan
perangkap yang paling asli dan perangkap yang paling penting, pada bagian ini berbagai
unsur perangkap yang membentuk lapisan penyekat dan lapisan reservoar sehingga dapat
menangkap minyak, disebabkan oleh gejala tektonik atau struktur seperti pelipatan dan
patahan (Koesoemadinata, 1980, dengan modifikasinya).
Jebakan Patahan
Jebakan patahan merupakan patahan yang terhenti pada lapisan batuan. Jebakan ini terjadi
bersama dalam sebuah formasi dalam bagian patahan yang bergerak, kemudian gerakan pada
formasi ini berhenti dan pada saat yang bersamaan minyak bumi mengalami migrasi dan
terjebak pada daerah patahan tersebut, lalu sering kali pada formasi yang impermeabel yang
pada satu sisinya berhadapan dengan pergerakan patahan yang bersifat sarang dan formasi
yang permeabel pada sisi yang lain. Kemudian, minyak bumi bermigrasi pada formasi yang
sarang dan permeabel. Minyak dan gas disini sudah terperangkap karena lapisan tidak dapat
ditembus pada daerah jebakan patahan ini.
Jebakan Antiklin
Kemudian, pada jebakan struktural selanjutnya, yaitu jebakan antiklin, jebakan yang
antiklinnya melipat ke atas pada lapisan batuan, yang memiliki bentuk menyerupai kubah
pada bangunan. Minyak dan gas bumi bermigrasi pada lipatan yang sarang dan pada lapisan
yang permeabel, serta naik pada puncak lipatan. Disini, minyak dan gas sudah terjebak karena
lapisan yang diatasnya merupakan batuan impermeabel.
Jebakan Struktural lainnya
Contoh dari perangkap struktur yang lain adalah Tilted fault blocks in an extensional
regime, marupakan jebakan yang bearasal dari Seal yang berada diatasMudstone dan
memotong patahan yang sejajar Mudstone. Kemudian, Rollover anticline on thrust, adalah
jebakan yang minyak bumi berada pada Hanging Wall danFootwall. Lalu, Seal yang
posisinya lateral pada diapir dan menutup rapat jebakan yang berada diatasnya.
Perangkap Kombinasi
Kemudian perangkap yang selanjutnya adalah perangkap kombinasi antara struktural dan
stratigrafi. Dimana pada perangkap jenis ini merupakan faktor bersama dalam membatasi
bergeraknya atau menjebak minyak bumi. Dan, pada jenis perangkap ini, terdapat leboh dari
satu jenis perangkap yang membenuk reservoar. Sebagai contohnya antiklin patahan,
terbentuk ketika patahan memotong tegak lurus pada antiklin. Dan, pada perangkap ini kedua
perangkapnya tidak saling mengendalikan perangkap itu sendiri.
Perangkap Hidrodinamik
Kemudian perangkap yang terakhir adalah perangkap hidrodinamik. Perangkap ini sangta
jarang karena dipengaruhi oleh pergerakan air. Pergerakan air ini yang mampu merubah
ukuran pada akumulasi minyak bumi atau dimana jebakan minyak bumi yang pada lokasi
tersebut dapat menyebabkan perpindahan. Kemudian perangkap ini digambarkan pergerakan
air yang biasanya dari iar hujan, masuk kedalam reservoar formasi, dan minyak bumi
bermigrasi ke reservoar dan bertemu untuk migrasi ke atas menuju permukaan melalui
permukaan air. Kemudian tergantung pada keseimbangan berat jenis minyak, dan dapat
menemukan sendiri, dan tidak dapat bergerak ke reservoar permukaan karena tidak ada
jebakan minyak yang konvensional.
Bab IV
Komposisi Minyak dan Gas
Minyak bumi merupakan campuran rumit dari ratusan rantai hidrokarbon, yang
umumnya tersusun atas 85% karbon (C) dan 15% hidrogen (H). Selain itu, juga terdapat
bahan organik dalam jumlah kecil dan mengandung oksigen (O), sulfur (S) atau nitrogen
(N).terdapat 4 macam jenis dari minyak bumi yang digolongkan menurut umur dan letak
kedalamannya, yaitu: young-shallow, old-shallow, young-deep dan old-deep.
Minyak bumi young-shallow biasanya bersifat masam (sour), mengandung banyak bahan
aromatik, sangat kental dan kandungan sulfurnya tinggi.
Minyak old-shallow biasanya kurang kental, titik didih yang lebih rendah, dan rantai paraffin
yang lebih pendek.
Old-deep membutuhkan waktu yang paling lama untuk pemrosesan, titik didihnya paling
rendah dan juga viskositasnya paling encer. Sulfur yang terkandung dapat teruraikan menjadi
H2S yang dapat lepas, sehingga old-deep adalah minyak mentah yang dikatakan paling
“sweet”. Minyak semacam inilah yang paling diinginkan karena dapat menghasilkan bensin
(gasoline) yang paling banyak.
Secara umum komposisi minyak hidrokarbon terbagi menjadi 4 yaitu:
1. Paraffin
Dalam kimia. parafin adalah nama umum untuk hidrokarbon alkan dengan
formula CnH2n+2. Lilin parafin merujuk pada benda padat dengan n=20–40.
Molekul parafin paling simpel adalah metana, CH4, sebuah gas dalam temperatur
ruangan. Anggota sejenis ini yang lebih berat, seperti oktan C8H18, muncul sebagai
cairan pada temperatur ruangan. Bentuk padat parafin, disebut lilin parafin, berasal
dari molekul terberat mulai C20H42 hingga C40H82. Lilin parafin pertama
ditemukan oleh Carl Reichenbach tahun 1830.[1]
Parafin, atau hidrokarbon parafin, juga merupakan nama teknis untuk sebuah
alkan pada umumnya, tapi dalam beberapa hal kata ini merujuk pada satu linear, atau
alkan normal - dimana bercabang, atau isoalkan juga disebut isoparafin. Berbeda dari
bahan bakar yang dikenal di Britania dan Afrika Selatan sebagai minyak parafin atau
hanya parafin, yang disebut sebagai kerosin di sebagian besar AS, Australia dan
Selandia Baru.Namanya berasal dari kata Latin parum (= jarang) + affinis dengan arti
seluruhnya "sedikit affinitas", atau "sedikit reaktivitas". Ini diakibatkan oleh alkan,
yang non kutub dan sedikit gugus fungsional-nya, sangat tidak reaktif.
2. Naftanik
Naftalena adalah hidrokarbon kristalin aromatik berbentuk padatan berwarna
putih dengan rumus molekul C10H8 dan berbentuk dua cincin benzena yang bersatu.
Senyawa ini bersifat volatil, mudah menguap walau dalam bentuk padatan. Uap yang
dihasilkan bersifat mudah terbakar. Naftalena paling banyak dihasilkan dari destilasi
tar batu bara, dan sedikit dari sisa fraksionasi minyak bumi.
Senyawa ini bersifat volatil, mudah menguapwalau dalam bentuk padatan. Uap
yang dihasilkan bersifat mudahterbakar. Naftalena paling banyak dihasilkan dari
destilasi tar batu bara, dan sedikit darisisa fraksionasi minyak bumi. Naftalena
merupakan suatu bahan keras yang putih dengan bau tersendiri, dan ditemui secara
alami dalam bahan bakar fosil seperti batu bara danminyak.Naftalena adalah salah
satu komponen yang termasuk benzena aromatik hidrokarbon, tetapitidak termasuk
polisiklik. Naftalena memiliki kemiripan sifat yang memungkinkannyamenjadi aditif
bensin untuk meningkatkan angka oktan. Sifat-sifat tersebut antara lain: sifat
pembakaran yang baik, mudah menguap sehingga tidak meninggalkan getah padat
pada bagian-bagian mesin. Penggunaan Naftalena sebagai aditif memang belum
terkenal karenamasih dalam tahap penelitian. Sampai saat ini memang belum
diketahui akibat buruk penggunaan naftalena terhadap lingkungan dan kesehatan,
namun ia relatif aman untuk digunakan.Satu molekul napthalena merupakan
perpaduan dari sepasang cincin benzena. Naftalenamerupakan salah satu jenis
hidrokarbon polisiklik aromatik . Ada dua set atom hidrogensetara: posisi alpha dan
posisi beta.
Sesuai dengan ikatan valensinya, napthalena mempunyai tiga struktur resonansi
yaitu :Seperti benzena, naftalena dapat mengalami substitusi aromatik elektrofilik .
Pada sebagian besar reaksi substitusi aromatik elektrofilik, naftalena bereaksi dalam
kondisi lebih ringandaripada benzena. Sebagai contoh, benzena ataupun napthalena
bila beraksi dengan klorindengan menggunakan besi klorida atau aluminium klorida
sebagai katalis, naftalena danklorin dapat bereaksi untuk membentuk 1-
chloronaphthalena bahkan tanpa menggunakankatalis. Benzena dan naphthalene juga
dapat dialkilasi menggunakanreaksi Friedel-Crafts,naftalena juga dapat dialkilasi
dengan mereaksikannya dengan alkena atau alkohol, menggunakan sulfat atau asam
fosfat sebagai katalis.
Kegunaan
Naftalena digunakan sebagai reaksi intermediet dari berbagai reaksi kimia
industri, seperti reaksi sulfonasi, polimerisasi, dan neutralisasi. Selain itu, naftalena
juga berfungsi sebagai fumigan (kamper, dsb), surfaktan, dsb
Efek dari naftanik bagi kesehatan
Eksposur terhadap jumlah besar naftalena dapat mengakibatkan kerusakan
pada sel darah,dan menyebabkan penyakit yang dikenal sebagai haemolytic anaemia.
Penyakit ini telahdiperhatikan pada orang tertentu, terutama anak-anak, setelah
termakan kapur barus yangmengandung naftalena. Antara gejala yang mungkin
terjadi setelah eksposur terhadap jumlah besar naftalena adalah lelah, hilang nafsu
makan, mual, muntah dan diare. Kulitmungkin menjadi pucat atau kuning. Bayi yang
baru lahir terutama menghadapi risiko seldarahnya rusak jika terpajan pada naftalena.
Kerusakan terhadap sel darahnya melepaskansuatu produk (bilirubin) yang
menyebabkan bayi tersebut menjadi kuning dan dalam kasus parah, mungkin
mengakibatkan kerusakan otak. Ada orang yang lahir dengan penyakitlahir genetis
(G6PD deficiency) yang menjadikannya lebih cenderung menderita akibatdari
naftalena, maka gejala dapat diperhatikan setelah eksposur terhadap jumlah
naftalenayang kecil pun.
3. Aromatic
Senyawa aromatis adalah senyawa yang mengandung cincin benzene, Aromatik
adalah hidrokarbon-hidrokarbon tak jenuh yang berintikan atom-atom karbon yang
membentuk cincin benzen (C6H6). Contohnya benzen (C6H6), metilbenzen (C7H8),
dan naftalena (C10H8). Minyak bumi dari Sumatera dan Kalimantan umumnya
memiliki kadar aromat yang relatif besar.
4. olivine
Olefin adalah kelompok senyawa hidrokarbon tidak jenuh, CnH2n. Contohnya etilena
(C2H4), propena (C3H6), dan butena (C4H8).
Selain senyawa-senyawa yang tersusun dari atom-atom karbon dan hidrogen, di
dalam minyak bumi ditemukan juga senyawa non hidrokarbon seperti belerang, nitrogen,
oksigen, vanadium, nikel dan natrium yang terikat pada rantai atau cincin hidrokarbon.
Unsur-unsur tersebut umumnya tidak dikehendaki berada di dalam produk-produk
pengilangan minyak bumi, sehingga keberadaannya akan sangat mempengaruhi langkah-
langkah pengolahan yang dilakukan terhadap suatu minyak bumi.
1. Belerang
Belerang terdapat dalam bentuk hidrogen sulfida (H2S), belerang bebas (S),
merkaptan (R-SH, dengan R=gugus alkil), sulfida (R-S-R’), disulfida (R-S-S-R’) dan tiofen
(sulfida siklik). Senyawa-senyawa belerang tidak dikehendaki karena :
a. menimbulkan bau tidak sedap dan sifat korosif pada produk pengolahan.
b. mengurangi efektivitas zat-zat bubuhan pada produk pengolahan.
c. meracuni katalis-katalis perengkahan.
d. menyebabkan pencemaran udara (pada pembakaran bahan bakar minyak, senyawa belerang
teroksidasi menjadi zat-zat korosif yang membahayakan lingkungan, yaitu SO2 dan SO3).
2. Nitrogen
Senyawa-senyawa nitrogen dibagi menjadi zat-zat yang bersifat basa seperti 3-
metilpiridin (C6H7N) dan kuinolin (C9H7N) serta zat-zat yang tidak bersifat basa seperti
pirol (C4H5N), indol (C8H7N) dan karbazol (C12H9N). Senyawa-senyawa nitrogen dapat
mengganggu kelancaran pemrosesan katalitik yang jika sampai terbawa ke dalam produk,
berpengaruh buruk terhadap bau, kestabilan warna, serta sifat penuaan produk tersebut.
3. Oksigen
Oksigen biasanya terikat dalam gugus karboksilat dalam asam-asam naftenat (2,2,6-
trimetilsikloheksankarboksilat, C10H18O2) dan asam-asam lemak (alkanoat), gugus hidroksi
fenolik dan gugus keton. Senyawa oksigen tidak menyebabkan masalah serius seperti halnya
senyawa belerang dan senyawa nitrogen pada proses-proses katalitik.
Minyak bumi biasanya mengandung 0,001-0,05% berat senyawa logam. Kandungan
logam yang biasanya paling tinggi adalah vanadium, nikel dan natrium. Logam-logam ini
terdapat bentuk garam terlarut dalam air yang tersuspensi dalam minyak atau dalam bentuk
senyawa organometal yang larut dalam minyak. Vanadium dan nikel merupakan racun bagi
katalis-katalis pengolahan minyak bumi dan dapat menimbulkan masalah jika terbawa ke
dalam produk pengolahan.
Bab V
Syarat Terbentuk Minyak dan Gas
Pada awal perkembangan industri perminyakan, sering disebut oil pool, suatu
reservoir minyak dan gas bumi di bawah permukaan tanah bukanlah tempat yang berbentuk
kolam atau gua atau gerowong atau sejenisnya yang berupa wadah terbuka melainkan berupa
suatu bentukan (formasi) batuan padat namun mempunyai rongga atau pori-pori. Rongga
kecil di dalam batuan itulah yang menjadi tempat terakumulasinya minyak dan gas. Untuk ini
dapat dijelaskan dengan ilustrasi berikut. Bayangkan sebuah gelas yang diisi penuh oleh pasir.
Kemudian tuangkan air ke dalamnya. Maka, walaupun kelihatannya gelas tersebut sudah
penuh terisi oleh pasir, kenyataannya air masih tetap dapat dituangkan dan ditampung oleh
gelas tadi karena air tersebut masuk ke dalam rongga antara butiran-butiran pasir. Agar suatu
reservoir dapat menampung minyak yang dapat diproduksikan secara ekonomis nantinya,
maka ukuran formasi batuan tersebut harus cukup besar dan mempunyai rongga yang cukup
besar pula. Di samping itu, harus dapat mengalirkan fluida karena minyak dan gas tidak
bernilai ekonomis jika tidak dapat dialirkan ke lubang sumur untuk kemudian diangkat ke
permukaan.
Reservoir adalah suatu tempat terakumulasinya minyak dan gas bumi. Pada umumnya
reservoir minyak memiliki karakteristik yang berbeda-beda tergantung dari komposisi,
temperature dan tekanan pada tempat dimana terjadi akumulasi hidrokarbon didalamnya.
Dalam mencari minyak dan gas bumi diperlukanya suatu eksplorasi. Eksplorasi
merupakan kegiatan mencari dan menemukan sumberdaya hidrokarbon dan memperkirakan
potensi hidrokarbon dialam sebuah cekungan. Namun untuk melakukan suatu eksplorasi perlu
adanya suatu sistem. System ini disebut dengan Basic Petroleum System yaitu proses untuk
menemukanya kandungan hidrokarbon dibawah permukaan. Didalam Basic Petroleum
System terdapat komponen komponen penting yang harus ada. Komponen komponen
tersebut adalah:
1. Source Rock
Merupakan endapan sedimen yang mengandung bahan-bahan organik yang cukup untuk
dapat menghasilkan minyak dan gas bumi ketika endapan terbeut tertimbun dan terpanaskan,
dan dapat mengelurakan minyak dan gas bumi tersebut dalam jumlah yang ekonomis. Bahan
organik yang terkandung disebut kaorgen. Karogen memiliki 4 tipe yaitu:
• Tipe 1
Alga dari lingkungan pengendapan lacustrine dan lagoon. Tipe seperti ini dapat mengahsilkan
minyak dengan kualitas baik dan mampu menghasilkan gas.
• Tipe 2
Campuran dari tumbuhan dan mikroorganisme laut. Tipe seperti ini merupakan bahan utama
minyak dan gas bumi
• Tipe 3
Tanaman darat dalam endapan yang mengandung batubara. Tipe seperrti ini umumnya
menghasilkan gas dan sedikit minyak.
• Tipe 4
Bahan bahan tanaman yang teroksidasi. Tipe seperti ini tidak mampu menghasilkan minyak
dan gas.
2. Reservoir Rock
Batuan yang mampu menyimpan dan mampu mengalirkan hidrokarbon. Diman batuan
tersebut harus memiliki porositas sebagai penyimpan hidrokarbon dan permibilitas sebgai
temppat megalirnya hidrokarbon. Jenis jenis Reservoir adalah:
• Siliclastic rock
• Carbonate Rock
• Igneous Rock (Batuan Beku)
• Metamorphic Rock
3. Migrasi
Proses transportasi minyak dan gas dari batuan sumber menuju Reservoir. Dalam transportasi
hidrokarbon terjadi beberapa proses yaitu:
Migrasi primer = Migrasi didalam skuen dari Source Rock
Ekspulsion = Dari sekuen Source Rock menuju carrier bed
Migrasi Skunder = Transportasi carrier bed menuju ke trap
4. Trap (Jebakan)
Bentuk dari suatu geometri atau facies yang mampu menhan minyak dan gas bumi untuk
berkumpul dan tidak berpindah lagi. Suatu trap harus terdiri dari batuan Reservoir sebagai
tenpat penyimpan hidrokarbon.dan suatu set Seal agar sebagai penutup agar tidak terjadi
migrasi lagi.
Proses migrasi dan pembentukan trap tidak saling berhubungan dan terjadi di waktu yang
berbeda. Waktu pembentukan trap sangat penting karena jika trap terbentuk sebelum
hidrokarbon bermigrasi maka kemungkina akan ditemukanya akumulasi hidrokarbon didalam
trap. Dan jika sebaliknya maka kemungkinan hidrokarbon telah melewati trap tersebut.
Adapun tipe jebakan yaitu:
• Jebakan Struktural
Jebakan dipengaruhi oleh kejadian deformasi perlapisan dengan terbentuknya struktur lipatan
dan patahan yang merupakan respon dari kejadian tektonik dan merupakan perangkap yang
paling asli dan perangkap yang paling penting.
• Jebakan Stratigrafi
Jebakan yang dipengaruhi oleh variasi perlapisan secara vertikal dan lateral, perubahan facies
batuan dan ketidakselarasan dan variasi lateral dalam litologi pada suatu lapisan reservoar
dalam perpindahan minyak bumi.
• Jebakan Kombinasi
Kombinasi antara struktural dan stratigrafi. Dimana pada perangkap jenis ini merupakan
faktor bersama dalam membatasi bergeraknya atau menjebak minyak bumi.
5. Maturasi
proses pematangan pada suatu reservoar untuk bisa menghasilkan minyak dan gas.
6. Cap rok (lapisan penutup)
suatu batuan yang bersifat impermeabilitas yang terdapat pada bagian atas suatu
reservoar,sehingga dapat berfungsi sebagai penyekat/penutup fluida reservoar.
7. Kondisi reservoar (Tekanan dan Temperatur)
Pengaruh tekanan dan temperatur dapat mempengaruhi terhadap sifat sifat fisik
minyak dan gas sehingga dapat menghasilkan/produksi minyak dan gas ke permukaan.
Sebagian besar minyak dan gas ditemukan pada reservoir yang terbentuk dari batuan sedimen.
Batuan sedimen terbentuk dari endapan organik seperti sisa-sisa tumbuhan dan hewan serta
endapan anorganik seperti pasir dan lempung, yang diendapkan oleh sungai-sungai dan
danau-danau purba, yang kemudian ditimbun oleh berbagai jenis batuan dan mengalami
penekanan serta pemanasan dalam jangka waktu berjuta-juta tahun.
Supaya dapat menjebak (menampung) fluida, suatu reservoir haruslah tertutup pada
bagian atas dan pinggirnya oleh suatu lapisan penutup . Dengan kata lain, bentuk “wadah” ini
tidaklah terbuka ke atas tetapi terbuka ke bawah sehingga minyak yang mengalir ke arahnya
dapat terperangkap. Mengalirnya minyak dari tempat dimana minyak tersebut terbentuk
(source rock) diakibatkan oleh proses alami karena pada saat pembentukannya minyak
mengalami tekanan yang sangat besar. Sehingga setelah terbentuk minyak tersebut terperas
(squeezed) ke luar dari bantuan tempatnya terbentuk dan mengalir ke tempat yang
mempunyai tekanan yang lebih rendah, yaitu ke permukaan bumi. Jika ada sesuatu yang
menghentikan pergerakan minyak tersebut, maka minyak akan terakumulasi di tempat ia
terhalang tersebut. Dilihat dari proses ini maka bentukan batuan reservoir berfungsi sebagai
suatu perangkap (trap). Perangkap itu sendiri (yang kemudian kita sebut dengan reservoir jika
ia telah mengandung minyak dan/atau gas) terbentuk karena proses geologi baik secara
struktural maupun stratigrafis.
