BATUAN RESERVOIR
V.2 URAIAN BAHA N PEMBELAJ ARAN
Sebelum membahas masalah batuan reservoir, kita membahas dulu tentang batuan secara umum. Bagian luar bumi tertutupi oleh daratan dan lautan dimana bagian dari lautan lebih besar daripada bagian daratan. Akan tetapi karena daratan adalah bagian dari kulit bumi yang dapat kita amati langsung dengan dekat maka banyak hal-hal yang dapat pula kita ketahui dengan cepat dan jelas. Salah satu diantaranya adalah kenyataan bahwa daratan tersusun oleh beberapa jenis batuan yang berbeda satu sama lain.
Petrologi adalah ilmu yang mempelajari batuan pembentuk kulit bumi, yang mencakup mengenai cara terjadinya, komposisi batuan, klasifikasi batuan, dan sejarah geologinya. Secara genesa, batuan dapat dikelompokkan menjadi tiga, yaitu:
Batuan beku (igneous rock), yaitu batuan yang terbentuk sebagai hasil dari kumpulan mineral-mineral silikat hasil penghabluran magma yang mendingin (Walter T Huang, 1962). Berdasarkan teksturnya batuan beku ini bisa dibedakan lagi menjadi batuan beku plutonik dan vulkanik. Perbedaan antara keduanya bisa dilihat dari besar mineral penyusun batuannya. Batuan beku plutonik umumnya terbentuk dari pembekuan magma yang relatif lebih lambat sehingga mineral-mineral penyusunnya relatif besar. Contoh batuan beku plutonik ini seperti gabro, diorite, dan granit (yang sering dijadikan hiasan rumah). Sedangkan batuan beku vulkanik umumnya terbentuk dari pembekuan magma yang sangat cepat (misalnya akibat letusan gunung api) sehingga mineral penyusunnya lebih kecil. Contohnya adalah basalt, andesit (yang sering dijadikan pondasi rumah), dan dacite.
Gambar V.1 Contoh batuan beku
Batuan sedimen (sedimentary rock), yaitu batuan yang terjadi akibat lithifikasi dari hancuran batuan lain (detritus) atau lithifikasi dari hasil reaksi kimia tertentu (Pettijohn, 1964). Lithifikasi adalah proses terubahnya material pembentuk batuan yang bersifat lepas (unconsolidated rock forming materials) menjadi batuan yang kompak (coherent rock).
Gambar V.2 Proses ternetuknya batuan sedimen
Gabbro Granit
Batuan sediment bisa digolongkan lagi menjadi beberapa bagian diantaranya batuan sediment klastik, batuan sediment kimia, dan batuan sediment organik. Batuan sediment klastik terbentuk melalui proses pengendapan dari material-material yang mengalami proses transportasi. Besar butir dari batuan sediment klastik bervariasi dari mulai ukuran lempung sampai ukuran bongkah. Biasanya batuan tersebut menjadi batuan penyimpan hidrokarbon (reservoir rocks) atau bisa juga menjadi batuan induk sebagai penghasil hidrokarbon (source rocks). Contohnya batu konglomerat, batu pasir dan batu lempung. Batuan sediment kimia terbentuk melalui proses presipitasi dari larutan. Biasanya batuan tersebut menjadi batuan pelindung (seal rocks) hidrokarbon dari migrasi. Contohnya anhidrit dan batu garam (salt). Batuan sediment organik terbentuk dari gabungan sisa-sisa makhluk hidup. Batuan ini biasanya menjadi batuan induk (source) atau batuan penyimpan (reservoir). Contohnya adalah batugamping terumbu.
Batuan metamorf (methamorphic rock), yaitu batuan yang berasal dari batuan induk yang mengalami perubahan tekstur dan komposisi mineral pada fasa padat sebagai akibat perubahan kondisi fisika tekanan, temperatur, atau tekanan dan temperatur (HGF Winkler, 1967 dan 1979).
V.2.1 BATUAN RESERVOIR
Reservoir adalah bagian kerak bumi yang mengandung minyak dan gas bumi. Adapun unsur-unsur suatu reservoir minyak bumi adalah :
1. Batuan reservoir, sebagai wadah yang diisi dan dijenuhi oleh minyak dan gas bumi. Biasanya batuan ini berpori dan berongga.
2. Lapisan Penutup (cap rock), yaitu suatu lapisan yang tidak permeabel atau lulus minyak.
3. Perangkap reservoir (reservoir trap), adalah suatu unsur pembentuk reservoir yang bentuknya sedemikian rupa sehingga lapisan beserta penutupnya merupakan bentuk konkav kebawah dan menyebabkan minyak dan gas bumi berada di bagian atas reservoir. Bentuk perangkap ini sangat ditentukan oleh cara terdapatnya minyak bumi, yaitu selalu berasosiasi dengan air dimana air memiliki berat jenis jauh lebih tinggi.
Pengertian Batuan Reservoir, Porositas, dan Permeabilitas
Pada hakikatnya setiap batuan dapat bertindak sebagai batuan reservoir asal mempunyai kemampuan untuk minyimpan dan melepaskan minyak bumi. Dalam hal ini batuan reservoir harus memiliki porositas yang meberikan kemampuan untuk menyimpan; juga kelulusan atau permeabilitas, yaitu kemampuan untuk melepaskan minyak bumi itu. Jadi secara singkat, dapat disebutkan bahwa reservoir harus berongga – rongga dan berpori-pori yang berhubungan.
Perbedaan antara porositas dan permeabilitas ialah porositas menentukan jumlah cairan yang terdapat sedangkan permeabilitas menentukan jumlahnya
yang dapat diproduksi. Suatu batuan reservoir dapat juga bertindak sebagai lapisan penyalur aliran minyak dan gas bumi ke tempat minyak bumi tersebut keluar batuan induk ke tempat berakumulasinya dalam suatu perangkap. Bagian suatu perangkap yang mengandung minyak atau gas disebut reservoir.
Porositas
Porositas suatu medium adalah perbandingan volum rongga-rongga pori terhadap volum total seluruh batuan. Perbandingan ini biasanya dinyatakan dalam persen dan disebut porositas.
= = −
%
Porositas biasanya berkisar antara 5 sampai 40 %. Porositas 5 % biasanya disebut porositas tipis (marginal porosity) dan umumnya bersifat nonkomersiil. Secara teoritis porositas tidak bisa lebih dari 47,6 %, yang berlaku untuk porositas jenis intergranuler.
Misalkan dalam kubus / batuan terdapat 8 buah bola penuh sehingga isi seluruh butiran dalam kubus adalah :
× =
Dengan jari-jari butir bola = r Isi setiap bola =
1. Di Laboratorium, dengan porosimeter yang didasarkan pada hukum Boyle : gas digunakan sebagai penggganti cairan untuk menentukan volum pori tersebut.
2. Dari Log Listrik, log sonik dan log rarioaktivitas. 3. Dari log kecepatan pemboran.
4. Dari pemeriksaan dan perkiraan secara mikroskopi. 5. Dari hilangnya inti pemboran.
Skala Visuil Pemberian Porositas
Di lapangan bisa kita dapatkan perkiraan secara visuil dengan mengunakan peraga visuil. Penentuan ini bersifat semi kuantitatif dan dipergunakan suatu skala sebagai berikut :
0 – 5 %, dapat diabaikan (negligible) 0 – 10 %, buruk (poor)
10 – 15 %, cukup (fair) 20 – 20 % baik (good)
20 – 25 %, sangat baik (very good) >25, istimewa (exelent).
Permeabilitas
Permeabilitas adalah suatu sifat batuan reservoir untuk dapat meluluskan cairan melalui pori-pori yang berhubungan, tanpa merusak partikel pembentuk atau kerangka batuan tersebut.
Defenisi permeabilitas dapat ditulis dalam persamaan : = . ( )
Dimana q dinyatakan dalam centimeter per sekon, k dalam darcy (permeabilitas), viskositas m dinyatakan dalam sentipoise, dan adalah gradien hidrolik yang dinyatakan dalam atmosfer per centimeter.
Cara penentuan permeanbilitas adalah :
1. Dengan Permeameter, suatu alat pengukur yang menggunakan gas. 2. Dengan penaksiran kehilangan sirkulasi dalam pemboran.
4. Berdasarkan test produksi terhadap penurunan tekanan dasar lubang. Secara perkiraan dilapangan dapat juga dilakukan pemerian semikuantitatif sebagai berikut :
1. Ketat (tight), kurang dari 5 md (milidarcy). 2. Cukup (fair), antara 5 – 10 md.
3. Baik (good) antara 10 sampai 100 md
4. Baik sekali (very good) antara 100 sampai 1000 md
Permeabilitas Relatif dan Efektif
Permeabilitas tergantung pada ada tidaknya cairan ga di dalam rongga yang sama. Sebagai contoh misalnya saja adanya air dan minyak. Gambar dibawah ini memperlihatkan permeabilitas relatif.
Gambar V.1 Grafik permeabilitas relative dengan perbedaan penjenuhan air dan minyak (Lavorsen, 1958 dalam Koesoemadinata,1980)
Penjenuhan air diperlihatkan pada absis dan dinyatakan dalam persen air, koordinat menunjukkan fraksi permeabilitas dari pada fluida yang bersangkutan terhadap keadaan jika seluruh batuan tersebut dijenuhi oleh cairan tersebut itu saja. Hal ini juga jelas sama untuk kehadiran gas dan minyak (gambar 4.2). Jika penjenuhan minyak kurang dari 40 %, maka minyak sama sekali tidak bisa bergerak dan hanya gas saja yang dapat bergerak.
Hakekat Rongga Por i
Dilihat dari segi asal terjadinya, rongga – rongga pori dapat dibagi menjadi dua jenis yaitu :
1. Pori Primer (rongga primer), atau disebut juga antar-butir (inter granula). 2. Pori Sekunder atau pori yang dibentuk kemudian.
Pori sekunder disebut juga pori terinduksikan, yang berarti porositasnya dibentuk oleh beberapa gejala dari luar, seperti gejala tektonik dan pelarutan. Porositas primer dibentuk pada waktu batuan diendapkan, jadi sangat tergantung dari faktor sedimentasi.
Berbagai faktor yang mempengarughi besar-kecilnya pori-pori adalah :
a. Besar Butir , besar butir mempengaruhi ukuran pori-pori, tetapi tidak sama sekali tidak mempengaruhi porositas total daripada batuan, setidak-tidaknya untuk pasir kasar ataupun halus.
b. Pemilahan, Pemilahan (shorting) adalah cara penyebaran berbagai macam besar butir. Misalnya jikas sedimen itu dei=endapakan dalam arus sedimen yang kuat maka pemilahannya akan lebih baik dan dengan demikian memberikan besar butir yang sama.
49
Gambar V.2 Grafik memperlihatkan relatif dengan perbedaan penjenuhan gas dan minyak (Lavorsen,1958 dalam
c. Bentuk dan Kebundaran Butir , bentuk suatu butiran klastik didefenisikan sebagai suatu hubungan terhadap suatu bola yang dipakai sebagai standar, sedangkan kebundaran didasarkan terhadap suatu ketajaman atau penyudutan daripada pinggiran butir.
d. Penyusutan Butir , Penyusitan butir adalah pengaturan kepadatan daripada susunan bola butir satu terhadap yang lainnya. Penyusutan butir sangat mempengaruhi porositasnya. Butiran yang berbentuk bola dan seragam akan memberikan angka porositas 47,6 % untuk penyusutan kubus yang paling terbuka, dan 25, 9 % untuk penyusutan rhombohedral. Seperti pada gambar dibawah ini.
Gb V.3 Pengaruh pemilahan dan matrix terhadap porositas dan permeabilitas dalam greywacke
Gambar V.5 Diagram yang memperlihatkan perbandingan berbagai jenis Batuan reservoir sebagai cadangan minyak
e. Kompaksi dan Sementasi , Kompaksi dan sementasi juga mempengaruhi besar kecilnya rongga-rongga yang ada, dan pada umumnya memperkecil atau menyusutkan pori-pori yang telah ada. Kompaksi akan menebabkan penyusutan yang lebih ketat sehingga sebagian rongga-rongga akan hilang.
Batuan Reservoir Klastik Detrit us – Batupasir
Dua macam batuan yang penting uantuk bertindak sebagai reservoir adalah : Batupasir dan Gamping atau karbonat. Pada Gambar berikut memprlihatkan bahwa 60 % daripada reservoir minyak terdiri daripada batupasir, 30 % terdiri dari pada batuan gamping dan sisanya batuan lainnya.
1. Jenis –jenis Klastik Detritus
Adapun batuan yang termasuk jenis-jenis klastik Detritus yaitu Batupasir, Konglomerat dan detritus kasar, Batu Lanau. Jenis batuan tersebut dapat sebagai batuan reservoir.
Batupasir merupakan reservoir yang paling penting dan yang paling banyak di dunia ini, 60 % daripada semua batuan reservoir adalah batupasir. Konglomerat dan detritus kasar juga bisa menjadi sebagai batuan reservoir. Jelas juga, bahwa makin kasar batuan tiu, pori-porinya makin besar dan kerenanya permeabilitasnya menjadi lebih baik. Batu lanau juga kadang-kadang bertindak sebagai reservoir. Tapi karena besar butirnya yang halus maka permeabilitasnya kurang begitu baik.
2. Fasies, Bentuk dan Ukuran Tubuh Batupasir. Pada umunya kita dapatkan tiga macam fasies yaitu :
1. Batu pasir yang diendapkan sebagai endapan sungai (fluviatil)
2. Batu pasir yang diendapkan dalam lingkunagn campuran atau dekat pantai.
3. Batu pasir Marine yaitu bastu pasir yang diendapkan dalam laut misalnya batupasir pparan, lensa pasir neritik dan turbidit.
Ukuran dan Bentuk : Ukuran suatu lapisan reservor dapat dinyatakan dalam tebal dan luas. Tebal uatu lapisan reservoir, baik lapisan itu batupasir maupun batu gamping, dapat berkisar antara 1,5 sampai 500 meter. Berbagai paenulis telah membuat penggolongan ukuran serta bentuk abtuan reservoir. Penggolongan Krynine (1940) didasarkan atas perbandingan lebar atau luas terhadap tebal atau kira-kira luas berbanding volume. Ini merupakan bentuk 2 dimensi yaitu :
1. Pasir Lapoisan Selimut (Blanket sand, sheet sand), jika perkiraan luas (lebar) lapisan reservoir terhadap volume(tebal) lebih besar dari 1000 : 1 2. Tabuler, Jika perbandingan luas (lebar) berbanding volume (tebal)
diantara 50 : 1 sampai 5 : 1.
3. Prima, jika perkiraan luas (lebar) bernbanding volume (tebal) di antara 50: 1 sampai 5 : 1
4. Tali sepatu (shoe-string sand), jika lebar terhadap tebal adalah 5 : 1 atau lebih kecil lagi.
Klasifikasi berikutnya adalah oleh Rich (1923) dan Potter (1962). Kedua penulis ini membedakan :
1. Tubuh batupasir yang sama sisi, sebagai contoh misalnya lapisan selimut (balnket) atau sheet (lembaran), dan menurut penulis sekarang juga termasuk lensa-lensa.
2. Tubuh batupasir memanjang, misalnya bentuk prisma, bentuk tali sepatu (shoe string) dan sebagainya.
Pada umunya lapisan pasir berbentuk lensa atau memanjang yang erbatas, oleh karena itu proses regresi – transgresi, proses meander dan proses-proses lainnya menyebabkan tubuh-tubuh yang terbatas ini merupakan susunan yang sangat kompleks dan ruwet. Hal ini dapat dilihat dari gambar dibawah ini. Jika cara merapatnya tidak sempurna, yang biasanya memang demikin maka akan terdapat intrerkalasi serpih diantaranya Ini justrumemperlihatkan bahwa suatu lapisan yang kelihatannya merupakan suatu lapisan yang luas sebetulnya terdiri dari beberapa lapisan yang merapat secara lateral dan disisipi oleh lapisan serpih.
V.3 PENUTUP
V.3.1 SOAL LATIHAN
1. Apa yang dimaksud dengan batuan reservoir ?
2. Sifat-sifat fisis apa yang harus dimiliki oleh suatu batuan reservoir.
3. Sebutkan lima jenis batuan yang biasanya termasuk batuan reservoir, serta jelaskan bagaimana karakteristik dari batuan tersebut sehingga termasuk kedalam batuan reservoir
DAFTAR PUSTAKA
Anonim, 1981, Geofisika Eksplorasi Terbatas, Pendidikan dan Pelatihan Geofisika Terbatas, Bandung, Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia. Koesoemadinata, R.P, 1978, Geologi Minyak dan Gas Bumi, Bandung, Penerbit
ITB.
Magetsari, N. A.,-, Geologi Fisik, Bandung, Penerbit ITB.