Buku Batuan Inti Penyimpan Minyak Migas

(1)

(2)

(3)

Ga

Gambar Sampul mbar Sampul :: Alat

Alat CT ScanCT Scan_{di Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi}_{di Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi} Minyak dan Gas Bumi “LEMIGAS” untuk analisa bantuan inti

(4)

ISBN : 978-979-8218-24-8 ISBN : 978-979-8218-24-8

(5)

Batuan Inti Penyimpan Minyak dan Gas Bumi i PENGANTAR

Salah satu tugas Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Minyak dan Gas Bumi “LEMIGAS” sebagai lembaga penelitian dan pengembangan berkewajiban untuk menyebarluaskan informasi hasil penelitian di subsektor migas yang melingkupi kegiatan hulu hingga hilir.

Kegiatan hulu migas diawali dari proses eksplorasi untuk memetakan keberadaan sumber daya migas yang salah satunya melalui pengambilan percontoh batuan inti (core) di dalam reservoir. Dari batu inti tersebut kemudian dilakukan analisis laboratorium untuk menentukan karakteristik reservoir dan sifat-sifat minyak bumi yang terkandung di dalamnya. Analisis batuan inti ini membutuhkan pengetahuan yang mendalam untuk mengevaluasi sumber daya minyak yang dikandungnya.

Melalui penerbitan Buku Batuan Inti Penyimpan Minyak dan Gas Bumi ini saya berharap dapat menumbuhkembangkan pengetahuan tentang karakterisasi reservoir guna menunjang produksi migas. Saya menyampaikan penghargaan dan terima kasih kepada para peneliti dan pihak-pihak yang terlibat dalam penyusunan buku ini, semoga karya ini dapat dimanfaatkan sebagai sumber pengetahuan dalam upaya peningkatan pelayanan informasi publik di bidang pengetahuan teknologi minyak dan gas bumi.

Jakarta, Desember 2012

Kepala Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Minyak dan Gas Bumi “LEMIGAS”

(6)

ii Batuan Inti Penyimpan Minyak dan Gas Bumi PRAKATA

Buku yang berjudul “Batuan Inti Penyimpan Minyak dan Gas Bumi” merupakan ekstraksi informasi dan pengetahuan di bidang perminyakan mengenai batuan inti atau yang biasa disebut dengancore. Batuan inti memiliki peranan penting dalam mengidentiﬁkasi dan mengkarakterisasi properti suatu reservoir minyak bumi. Properti dari batuan inti dapat diketahui melalui serangkaian uji dan pengukuran di laboratorium. Selanjutnya informasi yang diperoleh dari batuan inti tersebut digunakan untuk menentukan strategi produksi dan manajemen reservoir agar dapat dikuras secara optimal.

Secara komprehensif buku ini membahas sifat-sifat batuan inti yang ada di Indonesia. Beberapa istilah yang termuat dalam buku ini berasal dari istilah asing yang disesuaikan padanan katanya berdasarkan kamus besar bahasa Indonesia. Informasi yang tercantum dalam buku ini berasal dari referensi-referensi terkemuka di bidang perminyakan.

Kami berharap buku ini dapat dijadikan sebagai sumber informasi di bidang perminyakan terutama bagi para tenaga ahli, praktisi, akademisi dan peneliti serta dapat memperkaya referensi khususnya tentang batuan inti. Tentunya, buku ini masih jauh dari sempurna dan kami akan sangat berterima kasih bila ada masukan dari pembaca untuk perbaikan ke depannya.

Jakarta, Desember 2012 A. Yusuf dan M. Romli

(7)

Batuan Inti Penyimpan Minyak dan Gas Bumi iii

PUSAT PENELITIAN DAN PENGEMBANGAN

TEKNOLOGI MINYAK DAN GAS BUMI “ LEMIGAS”

Yusuf, A

Batuan inti penyimpan minyak dan gas bumi / A. Yusuf, M. Romli; penyunting, Suprajitno Munadi, Bambang Widarsono. - Jakarta : Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Minyak dan Gas Bumi LEMIGAS, 2012.

90 hlm. ; 24 cm.

Bibliograﬁ: hlm. 90 ISBN 978-979-8218-24-8

1. Minyak bumi, Tambang, 2. Gas. I. Judul, II. Romli, M. III. Suprajitno Munadi. IV. Bambang Widarsono.

665.5

Hak Cipta @ 2012 Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Minyak dan Gas Bumi “LEMIGAS”

(8)

iv Batuan Inti Penyimpan Minyak dan Gas Bumi PENGARAH

Dra. Yanni Kussuryani. M.Si.

Penyunting

Prof. Dr. Suprajitno Munadi Dr. Ir. Bambang Widarsono, M.Sc.

Penyunting Penyelia Ir. Daru Siswanto Drs. H. Joko Kristadi. M.Si.

Penulis

A. Yusuf Ir. M. Romli

(9)

Batuan Inti Penyimpan Minyak dan Gas Bumi v DAFTAR ISI KATA PENGANTAR ... i PRAKATA ... ... ii ISBN ... ... ii i PENGARAH ... ... iv DAFTAR ISI... v BAB I. PENDAHULUAN ... 1

BAB II. GEOLOGI ... . 3

2.1 Umum ... 3

2.2 Hukum Kejadian Alam ... 3

2.3 Tugas Ahli Geologi Minyak ... 4

2.4 Jebakan Minyak Bumi ... 7

BAB III. SURVEI GEOFISIKA ... 11

3.1 Umum ... 11

3.2 Kegiatan Geoﬁsika ... 11

3.2.1 Metode Elektromagnetotelurik ... 12

3.2.2 Metode Georadar ... 12

3.2.3 Metode Seismik ... 13

3.2.4 Geoﬁsika Reservoar ... 17

BAB IV. MODEL GEOLOGI... 21

4.1 Umum ... 21

4.2 Proses Pemodelan Geologi ... 21

4.2.1 Model Geometri ... 22

4.2.2 Model StratigraﬁBerlapis ... 22

4.2.3 Model Bukan Stratigraﬁ... 23

4.2.4 Model Patahan ... 24

(10)

vi Batuan Inti Penyimpan Minyak dan Gas Bumi

4.2.6 Terstruktur ... 25

4.2.7 Kisi Tidak Terstruktur ... 25

4.2.8 Model Prakiraan ... 26

4.3 Pemodelan Geologi Dalam Sistem Pengelolaan Informasi ... 27

4.4 Paradigma Baru ... 27

4.5 Jalan ke Depan ... 28

BAB V. TEKNIK PEMBORAN ... 29

5.1 Umum ... 29

5.2 Kegiatan Pemboran ... 29

5.3 Log Sumur ... 36

BAB VI. PENGUKURAN DAN MANFAAT BATU INTI ... 39

6.1 Umum ... 39

6.2 Pengukuran Batu Intl ... 39

6.2.1 Porositas ... 39

6.2.2 Permeabilitas ... 42

6.3 Manfaat Batu Inti ... 47

6.3.1 Proses Pengambilan Batu Inti. ... 47

6.3.2 Pengambilan Conto Batu Inti ... 48

6.3.3 Diskripsi Batu Inti. ... 49

6.3.4 Korelasi Log-Kedalaman.... ... 50

6.3.5 Penggunaan Data Analisis Batu Inti ... 52

6.4 Perhitungan Statistik Analisis Batu Inti ... 53

6.4.1 Merata-ratakan Data Porositas dan Permeabilitas . 53 6.4.2 Aplikasi Komputer Data Analisis Batu Inti ... 54

6.4.3 Pemetaan Data Analisis Batu Inti ... 54

6.5 Perhitungan Minyakdi Tempat... 55

6.5.1 Eksplorasi ... 55

6.5.2 Operasi Penyelesaian Sumur dan Kerja-ulang ... 55

6.5.3 Pengembangan Lapangan ... 56

(11)

Batuan Inti Penyimpan Minyak dan Gas Bumi vii

BAB VII. SIFAT-SIFAT FLUIDA HIDROKARB ON... 57

7.1 Umum ... 57

7.2 Komposisi Minyak ... 57

7.3 Perilaku Fasa dan Aliran Fluida ... 58

BAB VIII. TEKNIK PRODUKSI ... 61

8.1 Umum ... 61

8.2 Sistem Produksi ... 61

8.3 Teknik Perangsangan (Stimulation Technique)... ... 65

8.3.1 Perekahan Hidrolis (Hydraulic Fracturing)... 65

8.3.2 Pengasaman ( Acidizing) ... 66

BAB IX. TEKNIK RESERVOAR ... 71

9.1 Umum... ... 71

9.2 Mekanisme Pendorong Dalam Reservoar Minyak... 71

9.2.1 Tenaga Pendorong Pengurasan (Depletion Drive) ... 71

9.2.2 Tenaga Pendorong Tudung Gas (Gas Cap Drive) ... 74

9.2.3 Tenaga Pendorong Air (Water Drive) ... 76

9.2.4 Pengurasan Gravitasi (Gravity Drainage) ... 78

9.2.5 Tenaga Pendorong Kombinasi (Combination Drive) ... 80

BAB X. SIMULASI RESERVOAR ... 81

10.1 Umum... 81

10.2 Program Komputer Sederhana. ... 81

BAB XI. KEEKONOMIAN ... 83

11.1 Umum ... 83 11.2 Pertimbangan Ekonomi ... 83 11.3 Situasi Kini ... 86 11.4 Gagasan Baru ... 87 DAFTAR PUSTAK A ... 89 BIODATA ... ... ... 91

(12)

viii Batuan Inti Penyimpan Minyak dan Gas Bumi DAFTAR TABEL

3.1 Keunggulan metode seismik pantul dan seismik bias ... 18

3.2 Kelemahan metode seismik pantul dan seismik bias... ... 18

7.1 Komposisi minyak ... 57

(13)

Batuan Inti Penyimpan Minyak dan Gas Bumi ix DAFTAR GAMBA R

2.1 llustrasi dan interpertasi kronologi hukum-hukum geologi

(Core Lab, 1975) ... 3

2.2 Berbagai jenis minyak (Levorsen, 1956) ... 5

2.3 Elemen sistem minyak (Walters_, _{2011) ...} ₅

2.4 Pembentukan antiklinal (Core Lab, 1975) ... 6

2.5 Jenis antiklinal (Core Lab, 1975) ... 8

2.6 Jenis sinklinal (Core Lab, 1975)... 8

3.1 Survei udara (Sandier, 1982)... 11

3.2 Survei seismik (Sandier, 1982) ... 14

3.3 Truk penggerak getaran (Google, 2011) ... 15

3.4 Fenomena perubahan gelombang seismik (Reynolds, 1998). ... 16

3.5 Contoh hasil pencitraan (Google, 2011) ... 17

4.1 Skema proses pemodelan geologi (Turner dan Gable, 2011) ... 22

4.2 Pembentukan model geometri padat (Gable, 2011) ... 23

4.3 Kesetaraan 2D (Turner dan Gable, 2011) ... 25

4.4 Model kisi 3D tidak terstruktur lapisan terpatahkan (Gable, 2011) ... ... 26

4.5 Penggabungan data geologi dan pengelolaan informasi (Rosenbaum dan Turner, 2003) ... 27

5.1 Awal terjadinya serpihan oleh mata bor putar (Nishimatsu, 1972) ... 30

5.2 Serpihan terlempar dan awal terjadinya serpihan baru (Nishimatsu, 1972) ... 30

5.3 Sketsa menara pemboran putar (Sandier, 1982) ... 31

5.4 Contoh bentuk mata bor (Sandier, 1982) ... 31

5.5 Sketsa sistem lumpur (Sandier, 1982) ... 32

5.6 Petugas pengatur lumpur (Sandier, 1982) ... 33

5.7 Pipa dan mata bor batu inti (Sandier, 1982) ... 34

(14)

x Batuan Inti Penyimpan Minyak dan Gas Bumi

5.9 Contoh bentuk BOP (Sandier, 1982) ... 35

5.10 Peralatan asli yang digunakan oleh Schlumberger bersaudara (Chopradkk, 2011) ... 36

6.1 Penentuan volume butiran dengan porosimeter hukum boyle (Core Lab, 1975) ... 40

6.2 Penentuan volume pori dengan porosimeter hukum Boyle (Core Lab, 1975) ... 41

6.3 Porosimeter Washburn Bunting (Core Lab, 1975) ... 41

6.4 Penampang balok media berpori (Core Lab, 1975) ... 42

6.5 Skema permeameter (Core Lab, 1975)... 44

6.6 Pemegang batu inti jenis Hassler (Core Lab, 1975)... 45

6.7 Rekahan dalam batu inti terlihat jelas dalam kedua iriisan (Widarsono, 2008) ... 49

6.8 Kalibrasi kedalaman (Widarsono, 2008) ... 51

7.1 Sistem komponen tunggal (Core Lab, 1975)... 59

7.2 Sistem binari (Core Lab, 1975). ... 60

8.1 Variasi komposisi batuan karbonat (Peden,1993) ... 65

8.2 Hasil perekahan sebelum dan sesudah dipasang propan (Peden,1993) ... 66

8.3 Contoh hasil pengasaman pada batugamping (Peden,1993) ... 68

8.4 Pencucian asam di interval perforasi (Peden,1993)... 69

9.1 Diagran fasa komposisi tetap (Core Lab, 1975) ... 72

9.2 Reservoar tenaga dorong tudung gas (Peden,1993) ... 75

9.3 Reservoar Tenaga dorong air (Sandier, 1982) ... 77

(15)

1 Batuan Inti Penyimpan Minyak dan Gas Bumi

BAB I

PENDAHULUAN

Data, interpertasi dan penggunaan data batu inti, merupakan dasar setiap kegiatan rekayasa untuk menentukan antara lain volume cadangan hidrokarbon di tempat (in-place hydrocarbon reserve) dan perolehannya secara efisien. Analisis batu inti meliputi tentang analisis konvensional, analisis batu inti spesial, dan analisis fluida reservoar yang sangat berkontribusi dan penting dalam memperoleh data dasar sifar-sifat batuan dan fluida.

Analisis batu inti memberikan informasi tentang apa jenis hidrokarbon yang dikandungnya, dan berapa besar kapasitas penyimpanannya. Dari permeabilitas yang diukur dapat diperkirakan tentang litologi batuan dan kemampuan alir formasi. Penyelidikan kandungan sisa ﬂuida di dalam conto batu inti memungkinkan menginterpertasi produksinya dan di bawah kondisi tertentu memberikan informasi saturasi air reservoar.

Perluasan terhadap analisis batu inti konvensional memberikan hubungan tekanan kapiler-saturasi air, sifat-sifat kelistrikan, keberhasilan pendorongan air (waterﬂood), permeabilitas relatif, dan kompresibilitas batuan. Ini dan data khusus lainnya dapat diperoleh dari conto batuan resevoar.

Waktu merupakan faktor utama yang membedakan antara analisis batu inti konvensional dan analisis batu inti spesial. Analisis batu inti konvensional dapat diselesaikan dalam beberapa jam atau hari setelah diperoleh contonya, dan datanya sering digunakan dalam membantu pemilihan interval dalam sumur yang akan diselesaikan. Sedangkan analisis batu inti spesial, walau biasanya mencerminkan proses yang terkesan lambat, dapat digunakan untuk menentukan penentuan keseimbangan lempung dan air purwa (connate water ) sebelum menentukan sifat-sifat kelistrikan atau keseimbangan tekanan kapiler-saturasi air sewaktu dilakukan pengujian tekanan kapiler itu sendiri. Fenomena lambatnya program uji spesial ini, biasanya butuh waktu 6-8 minggu, malah kadang-kadang lebih lama. Dalam banyak kasus, kerugian keterlambatan waktu tersebuit dapat ditanggulangi misalnya dengan mengatur faktor waktu, dan perencanaan awal yang baik pada program pengumpulan data. Evaluasi tentang parameter dasar analisis batu inti digabung dengan data uji khusus yang diperoleh dari conto batu inti dapat memberikan kinerja reservoar, perlakuan pada sumur, serta interpertasi dan pemahaman log sumur.

Di bawah keadaan tertentu, hidrokarbon muncul di dalam jebakan bawah tanah yang terbentuk secara stratigraﬁ atau struktural. Komposisi hidrokabon tersebut bervariasi dari yang sederhana seperti metana, etana, sampai ke yang kompleks campuran dari etana, metana, propana, dan yang bukan hidrokarbon seperti karbon dioksida (CO₂) dan hidrogen sulﬁda (H₂S). Pada kondisi tekanan dan temperatur awal reservoar, hidrokarbon muncul sebagai gas atau cairan, tergantung pada tekanan dan temperatur reservoar dan komposisi hidrokarbon.

(16)

2 Batuan Inti Penyimpan Minyak dan Gas Bumi Temperatur dalam reservoar biasanya tetap konstan selama masa produksi lapangan minyak, sedangkan tekanan turun begitu pada saat produksi dimulai, dan terjadi pengurasan reservoar. Fluida yang diproduksi dari resevoar dipengaruhi oleh perubahan tekanan dan temperatur. Perubahan sifat-sifat hidrokarbon tergantung pada komposisi awal dalam reservoar dan bagaimana cara hidrokarbon tersebut dikumpulkan di permukaan.

Pengetahuan tentang keadaan awal hidrokarbon di dalam reservoar mempengaruhi pelaksanaan pemboran sumur, penyelesaian sumur, dan produksinya. Perubahan-perubahan yang timbul dalam sifat-sifat dasar ﬁsika sewaktu tekanan turun dan hidrokarbon diproduksi, sangat penting dalam perhitungan rekayasa untuk menentukan jumlah hidrokarbon di tempat, proyeksi kinerja di masa mendatang, dan perkiraan perolehannya.

Perilaku fasa fluida mengubah sifat-sifat hidrokarbon sewaktu ada penurunan tekanan dan/atau temperatur. Keadaan hidrokarbon mempengaruhi pengukuran sifat-sifat yang diukur, antara lain titik didih, faktor kompresibilitas gas, faktor volume formasi, gas dalam larutan, hubungan tekanan-volume, dan lain-lain. Pengetahuan dan pemahaman parameter-parameter tersebut dibutuhkan pada pengembangan rekayasa geologi dan rekayasa reservoar.

(17)

BAB II

GEOLOGI

2.1 Umum

Geologi merupakan paduan antara seni, ilmu pengetahuan, dan teknologi yang mempelajari kerak-bumi dan segala macam kejadian di dalamnya. Akhli geologi mencoba mengungkap semua kejadian di kerak-bumi beberapa ribu bahkan jutaan tahun yang lalu tentang, misalnya awal bagaimana suatu lokasi secara regional terbentuk, kejadian apa saja yang mempengaruhinya, sehingga menjadi seperti saat ini. Terkumpulnya hidrokarbon yang tadinya tidak ada di tempat itu, namun terbentuk dari tempat lain dan bermigrasi melalui proses yang sangat panjang

2.2 Hukum Kejadian Alam

Menurut sejarahnya (Core Lab, 1975), perkembangan geologi itu sejalan dan tidak pernah bertentangan dengan perumusan sejumlah hukum kejadian di alam yang menyatakan antara lain bahwa: saat ini merupakan pembuka masa lalu (law of uniformitarianism); dalam tumpukan formasi, formasi paling tua selalu berada paling bawah, sedangkan yang paling muda ada di atas (law of superposition); fosil paling sederhana ditemukan di formasi paling tua (law of faunal succession); formasi yang lebih tua dipotong oleh yang lebih muda dan formasi yang lebih muda menembus formasi lebih tua (intrusive relationshiops).

Gambar 2.1

Ilustrasi dan interpertasi kr onologi hukum-hukum geologi (Core Lab , 1975)

(18)

4 Batuan Inti Penyimpan Minyak dan Gas Bumi Walaupun perumusan ini nampak sederhana dan gamblang, namun merupakan dasar pemikiran dan pemahaman dari hampir seluruh kejadian di kerak bumi yang berperan besar dalam terbentuknya struktur jebakan hidrokarbon. Dan ini yang menjadi perhatian para akhli geologi.

2.3 Tugas Akh li Geolog i Miny ak

Tugas akhli geologi minyak antara lain adalah mempelajari hal ikhwal kerak-bumi yang memberikan petunjuk kemungkinan adanya jebakan-jebakan endapan minyak-bumi. Minyak-bumi sendiri adalah senyawa hidrogen dan karbon bersama-sama dengan ikutannya, baik yang berupa gas, cairan atau padatan. Hampir seluruh minyak-bumi terdapat dalam sedimen laut. Ini memperkuat dugaan pendapat para ahli bahwa minyak-bumi memang berasal dari bahan organik seperti adanya turunan por ﬁrin dan nitrogen. Bahan-bahan organik ini dapat ditransformasikan menjadi minyak-bumi dengan bantuan mikroba, panas-tekanan, reaksi katalitik, dan radioaktivitas (Core Lab, 1975)

Minyak bumi, atau minyak (petroleum), berasal dari bahasa Yunani terdiri dari dua kata petra yang berarti batuan (rock) dan oleum yang menunjukkan minyak (oil) yang kalau digabung bisa diartikan secara bebas menjadi minyak batuan (rock oil). Istilah ini pertama kali digunakan oleh akhli mineralogi bangsa Jerman bernama Georgius Agricola. Sementara itu, bangsa Yunani sering juga menggunakan istilah naphta sebagai sinonim petroleum, tetapi sekarang istilah ini hanya dijumpai di kalangan bangsa Rusia dan Arab (Walters, 2011)

Sampai saat ini minyak-bumi dikenal terbagi dalam bentuk yang aromatik, paraﬁnik, aspaltik atau naftanik (Gambar 2.2). Dari komposisi kimianya, ber-dasarkan persentase beratnya, maka 82-87% adalah karbon, 11-15% hidrogen, sedangkan sisanya berupa belerang, nitrogen, dan oksigen.

Semua sistem minyak (lihat Gambar 2.3) mengandung: 1. Paling sedikit ada satu batuan penutup, sehingga memungkinkan terbentuknya minyak dan terperas keluar dari batuan awalnya; 2. Saluran (biasanya berupa lapisan yang permeabel atau patahan) tempat berlalunya minyak bermigrasi ke tempat lain; 3. Batuan reservoar dengan porositas dan permeabilitas cukup baik yang mampu mengakumulasikan sejumlah minyak yang bernilai ekonomis; 4. Batuan kedap (permeabilitas rendah) dan struktur yang menahan minyak bermigrasi dari tempat lain dan tertahan di dalam batuan tersebut.

Bagian atas dan bagian bawah dari minyak tersebut merupakan fungsi dari kedalaman. Dalam cekungan yang sebenarnya, kedalaman ini tidak seragam dan bervariasi tergantung pada (Walters, 2011): jenis bahan organiknya, aliran panas regional dari batuan dasar, konduktivitas panas dari litologi yang berbeda, dan sejarah penimbunannya (misalnya laju pengendapan, pengangkatan ke atas, erosi, dan peristiwa yang ada waktu itu)

Batuan induk minyak adalah batuan sedimen yang diendapkan di air, yang mengandung cukup banyak bahan organik yang mampu membangkitkan pemerasan minyak dan/atau gas yang banyak dan bernilai ekonomis sewaktu terpanasi. Lapisan yang kaya bahan organik tersebut diendapkan sepanjang

(19)

sejarah bumi, pada hampir seluruh lingkungan geologi dan pada kebanyakan cekungan sedimen. Batuan induk hanya mewakili sebagian kecil lapisan cekungan dan hanya terbentuk jika ada kondisi khusus.

Gambar 2.2

Berbagai jenis minyak (Levorsen, 1956)

Gambar 2.3

(20)

6 Batuan Inti Penyimpan Minyak dan Gas Bumi Ada tiga faktor yang mengontrol pengendapan sedimen yang kaya bahan organik tersebut yaitu produktivitas, pelarutan, dan terjaganya proses pembentukannya. Produktivitas biologi menentukan jumlah mineral anorganik yang bercampur dengan bahan organik. Sekali diendapkan, bahan-bahan organik tersebut harus terjaga dalam bentuk yang kelak bisa menjadi pembangkit minyak.

Diperlukan waktu rata-rata 1 sampai 2 juta tahun untuk pembentukan dan terjebaknya minyak-bumi.dalam batuan dari masa Pra-Kambrium sampai Pleistosin (Core Lab, 1975). Minyak-bumi yang terjebak ini temperaturnya antara 100 sampai 350o_{F, malah seringkali asal minyak-bumi tersebut berada} di temperatur rendah (di bawah 150o_{C). Sedangkan tekanannya bisa dari 1} atmosﬁr saja, namun ada kalanya yang malah bisa sampai mencapai 1000 atmosﬁr. Pada saat diagenesa, air diperas keluar dari sumbernya dalam sedimen yang membawa serta beberapa ppm (part per million) hidrokarbon minyak. Berapa lama bahan-bahan minyak dan gas ini menempuh perjalanan menuju jebakannya, tergantung dari jarak yang ditempuhnya. Di antara jebakan- jebakan tersebut ada yang terbentuk sejak awal pada saat terjadinya perlapisan

stratigraﬁ. Namun setiap kali menghadapi halangan bergerak, apakah secara

Gambar 2.4

(21)

struktural, stratigtraﬁ, atau hidrodinamik, maka biasanya terjadilah penumpukan minyak-bumi di dalam jebakan tersebut. Proses pembentukan struktur (Core Lab, 1975), misalnya antiklinal, diperlihatkan dalam Gambar 2.4 di bawah ini. Awalnya suatu lapisan dapat tekanan ke arah dalam dari sekelilingnya (A) dan lapisan tersebut terlipat menjadi beberapa lipatan (B) dan akhirnya dalam waktu yang sangat lama setiap lipatan membentuk antiklinal terpisah sendiri-sendiri (C)

2.4 Jebakan Minyak Bum i

Ciri utama dari suatu jebakan struktural adalah adanya titik tumpah (spill point) yaitu titik terendah dalam jebakan yang menampung hidrokarbon. Tidak harus semua bentuk jebakan memenuhi persyaratan tersebut untuk menjebak hidrokarbon, misalnya saja porositas rekahan yang terjadi pada saat deformasi sedimen juga mampu menyimpan hidrokarbon. Ada tiga bentuk jebakan struktural yang dikenal yaitu jebakan terlipat, jebakan patahan, dan kubah garam (Core Lab, 1975).

Walaupun tidak mudah dan tidak biasa ditemukan, jebakan stratigrafi berperan dalam cadangan minyak dunia, seperti reservoar karbonat dan lensa-lensa pasir. Ada tiga jenis jebakan stratigrafi, yakni jebakan stratigrafi primer, jebakan stratigrafi sekunder, danreef , walaupun yang terakhir ini menjadi istilah yang salah kaprah, artinya hampir semua minyak atau gas yang ditemukan di batuan karbonat selalu disebut reef .

Jenis jebakan ﬂuida-hidrodinamika terbentuk manakala gradien potensial berada dalam suatu akifer, sehingga aliran air cenderung mengarah miring turun ke bawah. Sebaliknya, gaya hidrodinamika mendorong minyak dalam akifer tersebut bergerak justru miring ke atas. Tetapi, ini berbeda dengan minyak yang terjebak secara hidrodinamika, sebab minyak tersebut bergerak atau terpisahkan dari puncak struktur, sehingga ada bidang kontak yang miring antara minyak dan air.

Jebakan kombinasi memiliki dua atau tiga tahapan sejarah, yaitu: elemen stratigraﬁ pertama-kali membentuk batas, atau akhir dari permeabilitas dalam reservoar; gerakan struktural yang menyebabkan deformasi dan bersama-sama elemen stratigraﬁ membentuk batuan pembatas; air formasi yang bergerak mengarah ke bawah meningkatkan dampak penjebakan tersebut. Jadi, kalau seseorang ingin mencari minyak, maka tentu saja harus ditemukan dulu jebakannya. Dikenal ada lima jenis jebakan antiklinal (Core Lab, 1975), yaitu

antiklinal yang sederhana, antiklinal miring, antiklinal rebah, antiklinal tidak simetris, dan antiklinal terpatahkan (Gambar 2.5).

Ada struktur yang bentuknya justru kebalikan antiklinal (Core Lab, 1975) yaitu sinklinal (Gambar 2.6). Dikenal dua bentuk sinklinal, yaitu sinklinal sederhana (simple synclinal) dan sinklinal kompleks (complex sinclinal),

Dan biasanya, dalam suatu daerah tertentu, cara termudah menemukan jebakan strukt ural ada lah dengan membo rnya terlebih dahulu unt uk kepastiannya. Bentuk-bentuk lain yang dijumpai bisa berupa jebakan kombinasi,

(22)

8 Batuan Inti Penyimpan Minyak dan Gas Bumi Gambar 2.5

Jenis anti klin al (Core Lab, 1975)

Gambar 2.6

(23)

dan berikutnya adalah jebakan stratigraﬁ dan hidrodinamika. Pengamatan pada keberadaan minyak-bumi dan jebakannya mengarah pada kenyataan bahwa minyak menjadi lebih ringan dengan bertambahnya kedalaman, karena kenaikan temperaturnya. Ini mengarah pada kenyataan juga bahwa padatan yang mempunyai titik leleh rendah akan lebih mudah menjadi cair; sedangkan molekul minyak yang besar akan terbelah menjadi molekul yang lebih kecil; atau bisa juga molekul yang besar ini terpolimerisasikan menjadi struktur organik membentuk metana dan graﬁt (Core Lab, 1975)

Sewaktu air tanah yang tersirkulasi di bawah permukaan tanah bersentuhan dengan hidrokarbon, maka air tersebut akan mendegradasinya melalui kelarutan dan penggeseran hidrokarbon ringan, atau kadang-kadang bisa dengan oksidasi. Hasil ini semua adalah awal terbentuknya aspal. Dan serpih untuk bisa menjadi minyak komersial, maka kandungan material organiknya harus lebih dari 0,5%. Apabila dijumpai jejak hidrokarbon ringan di dalam batuan bukan reservoar, maka dapat diartikan bahwa batuan tersebut adalah lapisan induk (Core Lab, 1975). Akumulasi hidrokarbon biasanya ditemukan di sekitar ketidak-sinambungan. Minyak-bumi banyak ditemukan di batuan lebih muda yang mengarah ke cekungan. Di beberapa tempat, minyak-bumi sering ditemukan di serpih berwarna terang dan berbutir kasar dar ipada serpih berwarna gelap dan berbutir halus. Berat jenis minyak menjadi rendah, jika kandungan khlorida dalam air formasi juga rendah, atau sebaliknya, kandungan karbonatnya justru tinggi. Permeabilitas dan porositas besar biasanya ditemukan di batuan pasir yang tebal.

(24)

(25)

BAB III

SURVEI GEOFISIKA

3.1 Umum

Minyak sebagai sumber energi fosil telah lama dieksploatasi, sehingga indikator geologinya semakin terbatas. Untuk membantu mengatasi hal ini survei geoﬁsika ternyata sangat berperan dalam kegiatan eksplorasi minyak. Biaya eksplorasi tersebut sangat besar, sehingga pemilihan metode yang digunakan harus yang yang terbaik dan hasilnya dapat menjamin penemuan jebakan hidrokarbon.

3.2 Kegiatan Geoﬁ sika

Sesuai dengan namanya, sebenarnya geofisika merupakan paduan antara ilmu geologi dan ilmu fisika. Di industri perminyakan, geologi lebih menitik-beratkan pada kajian tentang bumi dengan menelaah langsung batuan dari singkapan atau serpihan pemboran, sehingga dapat memberikan informasi tentang struktur, komposisi, dan kejadiannya. Sementara itu, geofisika mencoba mengkaji yang belum terungkap dari keterbatasan pengamatan langsung geologi dengan cara mengukur dan mengenal sifat-sifat fisika dengan instrumen tertentu.

Gambar 3.1

(26)

12 Batuan Inti Penyimpan Minyak dan Gas Bumi Foto udara, misalnya, yang mengambil data regional secara utuh daerah yang menjadi perhatian dari pesawat terbang. Gambar 3.1 memperlihatkan kegiatan survei udara ini dilakukan, selain membawa kamera foto, dilengkapi juga dengan magnetometer. Metode tersebut bisa mencakup daerah yang sangat luas, sehingga dapat mendeteksi kemungkinan petunjuk awal adanya singkapan atau petunjuk-petunjuk lain yang mengarah pada ciri khusus dari jebakan yang kepastiannya membutuhkan pelaksanaan tahap selanjutnya.

Magnetometer yang khusus dibawa pesawat adalah untuk mengukur variasi medan magnet, sedangkan teknik penginderaan jauh mampu mendeteksi resapan-resapan kecil hidrokarbon dengan memperhatikan perubahan geokimia tanah.

Dikenal beberapa metode dalam kegiatan geofisika, yaitu metode elektromagnetotelurik, metode georadar, dan metode seismik.

3.2.1 Metode elektr omagnetotelu rik

Metode ini merupakan metode geofisika yang sudah sangat dikenal dan sering digunakan dalam survei geologi dengan berbagai variasi. Analisis data dan pemodelannya dapat dilakukan setelah semua datanya dibawa ke perkemahan atau terkumpul di laboratorium. Jika data tersebut dapat diproses cepat seperti waktu dilakukan akuisisi, maka dapat memodifikasi konfigurasi atau distribusi titik-titik pengamatan, sehingga dapat menghemat waktu dan terutama biaya. Untuk itu, biasanya dikembangkan cara transformasi supaya dapat mempercepat proses analisis data dalam jumlah yang sangat besar.

Teknik inversi Bostick (Google, 2011) adalah cara yang sederhana dan cepat untuk menganalisis kurva hasil sounding tahanan jenis semu (pseudo resistivity) dan fasa dari data magnetotelurik, yang sering disingkat sebagai MT. Dalam proses transformasi tersebut, semua data kedalaman yang diperoleh dari pengukuran frekuensi atau waktu didasarkan pada prinsip skin-depth. Selanjutnya, pengukuran tahanan jenis semu tersebut ditransformasikan menjadi tahanan jenis efektif, sehingga diperoleh tahanan jenis sebagai fungsi dari kedalaman

Banyak orang melakukan transformasi Bostick dengan menggunakan model sintesis kajian Meju. Ini dimaksudkan agar tahanan jenis fungsi kedalaman dapat lebih realistis. Hasilnya diuji dengan data MT sintesis 1D dan 2D Struktur 2D tersebut dapat diidentiﬁkasi melalui inversi data MT1D, selama strukturnya tidak menyimpang terlalu jauh dari model berlapis horisontal 1D.

3.2.2 Metode geor adar

Metode ini merupakan salah satu metode geoﬁsika yang memetakan keadaan bawah permukaan tanah yang relatif dangkal, sehingga disebut sebagai Subsurface Proﬁling Electromagnetic. Menggunakan prinsip-prinsip gelombang elektromagnetik yang penetrasi kedalaman dan besar amplitudo yang terekam sangat tergantung pada sifat kelistrikan batuan yang berada di bawah permukaan tanah dan frekuensi peralatan yang digunakan.

(27)

13 13 Batuan Inti Penyimpan Minyak dan Gas Bumi

Batuan Inti Penyimpan Minyak dan Gas Bumi

Hasil citra rekaman yang merupakan penampang vertikal dinyatakan Hasil citra rekaman yang merupakan penampang vertikal dinyatakan dengan warna. Warna hitam, misalnya, berarti sinyal yang terekam kuat dengan warna. Warna hitam, misalnya, berarti sinyal yang terekam kuat sekali, sebaliknya yang lemah diindikasikan dengan warna putih, warna sekali, sebaliknya yang lemah diindikasikan dengan warna putih, warna abu-abu sinyalnya sedang-sedang saja. Intensitas sinyal yang diterima sebanding abu sinyalnya sedang-sedang saja. Intensitas sinyal yang diterima sebanding dengan amplitudo gelombang pantul yang erat hubunganny

dengan amplitudo gelombang pantul yang erat hubungannya dengan perbedaana dengan perbedaan konduktivitas batuan.

konduktivitas batuan.

Untuk interpertasi kualitatif, diperlukan perangkat lunak komputer yang Untuk interpertasi kualitatif, diperlukan perangkat lunak komputer yang memadai agar hasil warnanya jelas. Pengalaman membuktikan sewaktu memadai agar hasil warnanya jelas. Pengalaman membuktikan sewaktu diterapkan pada sedimen lempung, hasilnya sangat baik.

diterapkan pada sedimen lempung, hasilnya sangat baik. 3.2.3 Metode seismik

3.2.3 Metode seismik

Merupakan salah satu metode eksplorasi hidrokarbon yang didasarkan Merupakan salah satu metode eksplorasi hidrokarbon yang didasarkan pada pengukuran gelombang reaksi balik suara yang sengaja dikirim ke bawah pada pengukuran gelombang reaksi balik suara yang sengaja dikirim ke bawah permukaan tanah. Sumber suara bisa berasal dari palu besar

permukaan tanah. Sumber suara bisa berasal dari palu besar ((sledgehammer sledgehammer ),), getaran (

getaran (vibrationvibration) yang berasal dari kendaraan khusus, atau ledakan) yang berasal dari kendaraan khusus, atau ledakan dinamit

dinamit

Eksperimen seismik pertamakali dilakukan oleh Robert Mallet pada Eksperimen seismik pertamakali dilakukan oleh Robert Mallet pada tahun 1845, sehingga dia diberi julukan bapak seismologi (Google, 2011). tahun 1845, sehingga dia diberi julukan bapak seismologi (Google, 2011). Dia mengukur waktu transmisi gelombang seismik berupa gelombang Dia mengukur waktu transmisi gelombang seismik berupa gelombang permukaan yang dibangkitkan dari ledakan. Penerapan untuk eksplorasi minyak permukaan yang dibangkitkan dari ledakan. Penerapan untuk eksplorasi minyak dilaksanakan di tahun 1920an, sedangkan demonstrasinya di Oklahoma tahun dilaksanakan di tahun 1920an, sedangkan demonstrasinya di Oklahoma tahun 1921. Dalam perkembangannya, dikenal dua jenis seismik, yaitu seismik pantul 1921. Dalam perkembangannya, dikenal dua jenis seismik, yaitu seismik pantul (

(rereﬂﬂectionection) dan seismik bias () dan seismik bias (refractionrefraction).).

Pada seismik pantul, prinsip utamanya adalah mencatat waktu yang Pada seismik pantul, prinsip utamanya adalah mencatat waktu yang dibutuhkan gelombang suara yang berasal dari sumber suara di permukaan dibutuhkan gelombang suara yang berasal dari sumber suara di permukaan tanah dan merambat cepat ke

tanah dan merambat cepat ke bawah permukaan tanah. Kemudian, gelombangbawah permukaan tanah. Kemudian, gelombang suara akan dipantulkan kembali oleh lapisan formasi geologi ke permukaan, suara akan dipantulkan kembali oleh lapisan formasi geologi ke permukaan, diterima oleh suatu alat penerima suara (

diterima oleh suatu alat penerima suara (receiver receiver ), yang lebih umum disebut), yang lebih umum disebut sebagai

sebagai geophonegeophone..

Seismik jenis ini hanya mencatat gelombang yang terpantulkan dari Seismik jenis ini hanya mencatat gelombang yang terpantulkan dari permukaan formasi geologi. Beberapa jenis gelombang yang dikenal antara permukaan formasi geologi. Beberapa jenis gelombang yang dikenal antara lain gelombang-P, gelombang-S. gelombang

lain gelombang-P, gelombang-S. gelombang StoneleyStoneley, dan gelombang, dan gelombang Love Love.. Analisis

Analisis seismik seismik pantul pantul lebih lebih dipusatkan dipusatkan pada pada energi energi yang yang diterima diterima setelahsetelah getaran pertama dikirim. Gelombang-gelombang yang dicari adalah yang getaran pertama dikirim. Gelombang-gelombang yang dicari adalah yang dipantulkan oleh semua antar-muka lapisan yang ada di bawah permukaan dipantulkan oleh semua antar-muka lapisan yang ada di bawah permukaan tanah.

tanah.

Keunggulan seismik pantul mencakup: 1. Dapat mendeteksi variasi lateral Keunggulan seismik pantul mencakup: 1. Dapat mendeteksi variasi lateral dan kedalaman dari parameter

dan kedalaman dari parameter ﬁﬁsik berupa kecepatan seismik yang relevan;sik berupa kecepatan seismik yang relevan; 2. Mampu menampakkan citra struktur bawah-tanah; 3. Bisa dimanfaatkan 2. Mampu menampakkan citra struktur bawah-tanah; 3. Bisa dimanfaatkan untuk membatasi kenampakan stratigra

untuk membatasi kenampakan stratigraﬁﬁ; 4. Reaksi balik gelombang seismik; 4. Reaksi balik gelombang seismik tergantung pada densitas batuan dan tetapan elastisitas yang perubahannya tergantung pada densitas batuan dan tetapan elastisitas yang perubahannya (porositas, permeabilitas, dan kompaksi dst) dapat dideteksi; 5. Dapat (porositas, permeabilitas, dan kompaksi dst) dapat dideteksi; 5. Dapat mendeteksi langsung kemungkinan keberadaan hudrokarbon.

(28)

14

14 Batuan Inti Penyimpan Minyak dan Gas BumiBatuan Inti Penyimpan Minyak dan Gas Bumi Sementara itu, kelemahan seismik pantul tesebut antara lain: 1. Bila ingin Sementara itu, kelemahan seismik pantul tesebut antara lain: 1. Bila ingin hasil yang baik, maka data survei harus banyak sekali; 2. Biaya akuisisi dan hasil yang baik, maka data survei harus banyak sekali; 2. Biaya akuisisi dan logistik sangat mahal; 3. Dibutuhkan komputer canggih, tenaga akhli, dan waktu logistik sangat mahal; 3. Dibutuhkan komputer canggih, tenaga akhli, dan waktu yang banyak untuk memproses seluruh data; 4. Peralatan akuisisi umumnya yang banyak untuk memproses seluruh data; 4. Peralatan akuisisi umumnya sangat mahal.

sangat mahal.

Sejatinya, seismik eksplorasi adalah kegiatan eksplorasi

Sejatinya, seismik eksplorasi adalah kegiatan eksplorasi yang dilakukanyang dilakukan sebelum pemboran, kajiannya meliputi daerah yang luas. Hasil yang didapat sebelum pemboran, kajiannya meliputi daerah yang luas. Hasil yang didapat berupa gambaran lapisan batuan dalam bawah tanah. Sumber seismik berupa berupa gambaran lapisan batuan dalam bawah tanah. Sumber seismik berupa dinamit yang berjarak puluhan kaki yang menghasilkan sumber suara yang dinamit yang berjarak puluhan kaki yang menghasilkan sumber suara yang bersih. Dinamit tersebut ditanam di tanah pada kedalaman antara 10 dan bersih. Dinamit tersebut ditanam di tanah pada kedalaman antara 10 dan 20 kaki. Gambar 3.2 memperlihatkan bagaimana survei seismik tersebut 20 kaki. Gambar 3.2 memperlihatkan bagaimana survei seismik tersebut dilaksanakan di lapangan.

dilaksanakan di lapangan.

Seandainya ledakan ini tidak terkontrol dengan baik, maka hasilnya adalah Seandainya ledakan ini tidak terkontrol dengan baik, maka hasilnya adalah sinyal yang juga kurang baik. Kalau ditinjau dari segi lingkungan saja, maka sinyal yang juga kurang baik. Kalau ditinjau dari segi lingkungan saja, maka peledakan tersebut akan menjadi sulit dilakukan, berkaitan dengan peledakan tersebut akan menjadi sulit dilakukan, berkaitan dengan peraturan-peraturan, misalnya kebisingan (

peraturan, misalnya kebisingan (noisenoise). Untuk mengatasinya, dilakukan). Untuk mengatasinya, dilakukan misalnya dengan yang disebut sebagai metode vibrosis. Ini dilakukan sebagai misalnya dengan yang disebut sebagai metode vibrosis. Ini dilakukan sebagai pengganti ledakan dinamit untuk mengurangi akibat kebisingan. Biasanya, pengganti ledakan dinamit untuk mengurangi akibat kebisingan. Biasanya, selalu berupa truk besar dan berat yang mampu menggetarkan tanah di selalu berupa truk besar dan berat yang mampu menggetarkan tanah di bawahnya. Hasil getarannya berupa sinyal “mengerik” yang harus ditekan bawahnya. Hasil getarannya berupa sinyal “mengerik” yang harus ditekan melalui proses tertentu. Metode ini dilakukan bila peledakan dinamit dilarang melalui proses tertentu. Metode ini dilakukan bila peledakan dinamit dilarang seperti di jalan raya, kota, atau

seperti di jalan raya, kota, atau taman.taman. Sumber kon

Sumber konfifigurasi penerima (gurasi penerima (receiver conreceiver confifigurationguration) dikenal sebagai) dikenal sebagai sebaran (

sebaran (spread)spread). Sewaktu pekerja lapangan bergerak, manakala geofon. Sewaktu pekerja lapangan bergerak, manakala geofon

Gambar 3.2

Survei s

(29)

15 15 Batuan Inti Penyimpan Minyak dan Gas Bumi

Batuan Inti Penyimpan Minyak dan Gas Bumi

yang berada di belakang, penyebaran bergerak ke depan, maka sebarannya yang berada di belakang, penyebaran bergerak ke depan, maka sebarannya meloncat ke depan seperti loncatan katak (

meloncat ke depan seperti loncatan katak (leap-frogleap-frog). Penyebarannya bisa). Penyebarannya bisa berupa sebaran tunggal (

berupa sebaran tunggal (single-sided spreadsingle-sided spread), yang disebut mendorong, bila), yang disebut mendorong, bila geofon berada di depan tembakan, sedangkan yang disebut menarik, jika geofon berada di depan tembakan, sedangkan yang disebut menarik, jika sebaliknya geofon berada di belakang tembakan. Di samping penyebaran sebaliknya geofon berada di belakang tembakan. Di samping penyebaran tunggal, dikenal juga penyebaran yang terpisah (

tunggal, dikenal juga penyebaran yang terpisah (split spreadsplit spread).).

Perlu dilakukan koreksi amplitudo untuk penyebaran geometris atau Perlu dilakukan koreksi amplitudo untuk penyebaran geometris atau divergensi fron-gelombang. Kecenderungan berkurangnya kekuatan amplitudo divergensi fron-gelombang. Kecenderungan berkurangnya kekuatan amplitudo gelombang yang menyebar tersebut dapat diibaratkan pada waktu melempar gelombang yang menyebar tersebut dapat diibaratkan pada waktu melempar batu ke kolam air yang gelombangnya semakin melemah menuju ke tepian batu ke kolam air yang gelombangnya semakin melemah menuju ke tepian kolam. Ini dapat diperkirakan dari konservasi energi. Untuk mempertajam kolam. Ini dapat diperkirakan dari konservasi energi. Untuk mempertajam sumber awal harus melalui proses dekonvolusi, Ada dua alasan penggunaan sumber awal harus melalui proses dekonvolusi, Ada dua alasan penggunaan proses ini, yaitu untuk mempertajam re

proses ini, yaitu untuk mempertajam reﬂﬂektor dan untuk ektor dan untuk membersihmembersihkan citrakan citra multi pantulan. Sebenarnya, kata `dekon` sendiri bisa disamakan dengan multi pantulan. Sebenarnya, kata `dekon` sendiri bisa disamakan dengan mempertajam saringan seperti pada perangkat lunak

mempertajam saringan seperti pada perangkat lunak Adobe Photosh Adobe Photoshopop atauatau perangkat lunak yang lain.

perangkat lunak yang lain. Metode seismik bias (

Metode seismik bias (refractionrefraction) mengukur gelombang datang yang) mengukur gelombang datang yang dipantulkan sepanjang formasi geologi di bawah permukaan tanah, Peristiwa dipantulkan sepanjang formasi geologi di bawah permukaan tanah, Peristiwa bias ini biasanya terjadi pada permukaan air tanah dan bagian teratas formasi bias ini biasanya terjadi pada permukaan air tanah dan bagian teratas formasi bantalan batuan. Gra

bantalan batuan. Graﬁﬁk waktu datang gelombang pertama seismik padak waktu datang gelombang pertama seismik pada Gambar 3.3

Gambar 3.3

Truk penggerak getaran (Google, 2011) Truk penggerak getaran (Google, 2011)

(30)

16 Batuan Inti Penyimpan Minyak dan Gas Bumi masing-masinggeophone memberikan informasi kedalaman dan lokasi horison geologi tesebut. Informasinya digambarkan dalam penampang melintang yang menunjukkan kedalaman permukaan air tanah dan lapisan pertama pantulan batuan.

Seismik bias dihitung berdasarkan waktu jalar gelombang pada batuan dari posisi sumber ke penerima pada berbagai jarak tertentu. Pada metode ini, gelombang yang terjadi setelah ﬁrst break saja yang dibutuhkan. Parameter jarak dan waktu jalar dihubungkan oleh kecepatan rambat gelombang dalam medium. Kecepatan ini dikontrol oleh tetapan ﬁsika yang ada di dalam materi, yang selanjutnya dikenal sebagai parameter elastisitas.

Dalam metode seismik bias, mekanisme pengambilan data lapangan adalah mengetahui jarak dan waktu yang berhasil direkam oleh seismograf. Ini berguna untuk mengetahui kedalaman dan jenis lapisan yang sedang diselidiki. Dari getaran yang dibangkitkan dari permukaan tanah, selanjutnya akan merambat ke bawah permukaan tanah secara radial. Pada saat gelombang tersebut bertemu lapisan dengan sifat elastik batuan yang berbeda, maka gelombang yang datang tersebut akan mengalami pemantulan dan pembiasan. Manakala ada gelombang yang melewati bidang batas dengan sifat lapisan yang berbeda, maka gelombangnya akan terpantul dan terbiaskan ke permukaan. Selanjutnya, gelombang yang kembali ini akan diterima oleh geofon yang ada di permukaan.

Seluruh kejadian perambatan gelombang bawah tanah dan fenomena yang menyebabkan perubahan gelombang seismik diperlihatkan pada Gambar 3.4.

Gambar 3.4

Fenomena perubahan gelombang seismik (Reynolds, 1998)

(31)

Perlu dilakukan juga pemilahan dari pengumpulan tembakan, sehingga terkumpul titik-tengah biasa (common midpoint, CMP). Dalam pengumpulan CMP tersebut, pantulan berasal dari titik yang sama untuk lapisan datar (ﬂat layer ). Dengan mengatur kemiringan lapisan-lapisan tersebut akan diperoleh kedalaman biasa titik (common-depth-point, CDP) yang bisa dianggap sama dengan CMP. Perlu juga dilakukan koreksi migrasi dari tumpukan CMP untuk mengurangi efek jalur-gelombang yang non-vertikal dan difraksi. Secara sederhana, istilah difraksi tersebut bisa diartikan sebagai kemampuan gelombang menyebar ke setiap sudut. Dalam data difraksi yang diperoleh biasanya disebabkan oleh tepi lapisan batuan yang tajam. Migrasi mampu mengkoreksi kemiringan dan difraksi hiperbola yang kurang baik. Kadang-kadang, istilah migrasi disebut juga sebagai pencitraan (imaging). Hasil salah satu pencitraan tersebut diperlihatkan pada Gambar 3.5 yang menggambarkan dengan jelas struktur bawah tanah. Hal semacam ini bisa membantu menentukan lokasi sumur yang akan dibor.

Gambar 3.5

Contoh h asil p encitraan (Google, 2011)

Ada beberapa keunggulan dan kelemahan yang dimiliki kedua metode seismik, pantul dan bias, masing-masing disajikan dalam Tabel 3.1 dan 3.2. 3.2.4 Geoﬁ sik a Reservoar

Di dunia industri perminyakan dikenal geofisika reservoar (reservoir geophysics) yang mulai muncul sekitar tahun 1990-an. Pendekatannya menggunakan konsep-konsep ilmu geoﬁsika, terutama seismik, sedangkan

(32)

18 Batuan Inti Penyimpan Minyak dan Gas Bumi kegiatannya meliputi karakterisasi reservoar, pengembangan lapangan, dan peningkatan pengurasan minyak.

Karakterisasi reservoar merupakan suatu kegiatan membuka sifat-sifat reservoar secara kualitatif, mengenali geologinya, dan ketidakpastian variasi spasialnya (Munadi, 2006). Geofisika seismik dan geostatistik mampu mengurangi ketidakpastian spasial tersebut, Ada istilah Production Seismology yang kajiannya hampir setara dengan geoﬁsika reservoar yang dibantu dengan pengembangan seismik 3D.

Seismik Pantul Seismik Bias

Pengukurannya membutuhkan offsetyang relatif kecil

Butuh lokasi sumber dan penerima yang luas, sehingga relatif murah dalam pengambilan datanya Dapat bekerja apa pun perubahan

kecepatan sebagai fungsi kedalaman

Relatif mudah dilakukan, kecuali prosesfiltering untuk memperkuat sinyalfirst break yang dibaca Mampu melihat struktur yang lebih

kompleks

Pengembangan model interpertasinya tidak terlalu sulit dilakukan seperti pada metode geofisika yang lain Tabel 3.1

Keunggulan metode seismik pantul dan seismik bias

Seismik Pantul Seismik Bias

Lokasi sumber dan penerima cukup lebar untuk memberikan citra bawah tanah yang lebih baik, tapi biaya akuisisi lebih mahal

Dalam pengukuran regional butuh offset yang lebih besar

Butuh komputer yang mahal dan sistem data yang handal

Hanya bekerja jika keceptan

gelombang meningkat sebagai fungsi kedalaman

Data yang direkam banyak, butuh database canggih, perlu asumsi model yang kompleks dan

interpertasinya butuh tenaga yang akhli

Interpertasinya berbentuk lapisan-lapisan miring

Tabel 3.2

(33)

Dimensi lateral dari volume reservoar bisa didapat dari struktur penyebaran lapisan reservoar. Kompleksitasnya terlihat pada pola sesar dalam peta struktur resevoarnya. Reservoar migas kebanyakan berada jauh di bawah tanah, sehingga pembuatan peta strukturnya berbasis pada penampang seismik yang divalidasi data sumur.

Untuk deliniasi sumur sebagai kepastian lapisan pengandung migas, tidak bisa hanya tergantung struktur, sebab sering syaratnya terpenuhi, tetapi t erbukti hanya mengandung air dengan pori-porinya yang sempit dan pemeabilitasmya rendah.

Dari struktur seismik terlihat puncak dan dasar formasi reservoar, sedangkan data seismik menunjukkan penampang dalam skala waktu. Mengubah skala tersebut ke skala kedalaman tergantung pada kecepatan rambat gelombng seismik dari permukaan tanah sampai puncak atau dasar formasi reservoar. Dalam proses konversi tersebut dikenal beberapa istilah (Google, 2011), misalnya perentangan sebelum tumpukan kedalaman migrasi ke kedalaman terukur (Pre Stack Depth Migration Stretch to Depth, PSDM), tomograﬁ

seismik, analisis kecepatan migrasi (Migration Velocity Analysis, MVA), analisis kecepatan resolusi tinggi (High Resolution Velocity Analysis, HRVA) dst.

Litologi seismik mengubah penampang seismik menjadi penampang impedansi akustik. Ini membantu membayangkan membor sumur pada setiap posisi titik pendek (short point, SP) sekaligus melakukan log akustik dan log densitas. Dari penampang akustik tersebut nampak bahwa: a) impedensi akustik dapat mewakili formasi, bukan bidang batas layaknya pada seismik jejak, b) impedensi akustik cukup peka terhadap perubahan litologi, c) impedensi akustik setara dengan perkalian kecepatan rambat gelombang seismik dalam medium dengan densitasnya. Kecepatan rambat dipengaruhi oleh isi dan struktur medium (porositas, kompresibilitas matriks, kompresibilitas ﬂuida, densitas). Sedangkan densitasnya sendiri dipengaruhi oleh saturasi air yang berkaitan dengan adanya hidrokarbon.

Konsep inversi pembatasan simpangan tajam yang jarang (constraint sparse spike inversion) merupakan pengembangan konsep dekonvolusi konvensional yang mampu mengubah seismik jejak menjadi deret koeﬁsien pantul. Daya tarik variasi amplitudo dengan offset ( Amplitude Variation with Offset, AVO) disebabkan oleh adanya perubahan anomali amplitudo pada offset manakala berhadapan dengan formasi reservoar berupa batuan pasir yang mengandung gas. Aplikasi AVO tersebut menjadi awal petroﬁsika seismik di industri perminyakan. Anomali AVO dicetuskan dari model sejumlah gas dalam batuan pasir di bawah permukaan tanah yang tertutup serpih. Sementara itu, kajian penerapan AVO untuk mendeteksi gas di batuan gamping masih terus dikembangkan.

Penerapan konsep jaringan syaraf buatan banyak dipakai untuk menurunkan data log sumur semu dari data yang ada. Data log porositas, misalnya, didasarkan pada log sinar gamma, impedensi akustik, dan densitas. Sementara itu, log tahanan jenis didasarkan pada impedensi akustik, log sinar

(34)

gamma, log porositas, dan densitas. Prakiraan log tahanan jenis tersebut dari kurva geoﬁsika sumur sangat membantu di industri perminyakan. Sedangkan log sonik adalah satu-satunya cara untuk mengubah data skala kedalaman ke skala waktu.

Sementara itu, dalam beberapa tahun terakhir, perusahaan minyak telah meningkatkan biaya survei seismik sedemikian besarnya, tapi kebanyakan hasilnya kurang memuaskan, tidak sebanding dengan biaya yang sudah dikeluarkan. Kegiatannya tidak memenuhi sasaran yang disebabkan oleh teknologinya belum optimal memproses data yang ada, tetapi juga kegiatannya tidak direncanakan dengan baik. Sebelum tembakan pertama meletus, perencana survei harus memikirkan bagaimana cara terbaik untuk memperoleh gambaran bawahtanah. Selain itu, harus dipertimbangkan lokasi, jenis sumber dan penerima, waktu dan tenaga kerja yang membantu. Banyak

faktor tambahan seperti kesehatan, keamanan, dan isu lingkungan yang harus juga dipertimbangkan.

(35)

BAB IV

MODEL GEOLOGI

4.1 Umum

Dalam kurun waktu sekitar dua dekade, serangkaian teknologi pemodelan tiga-dimensi sangat rumit yang menggambarkan kondisi bawah tanah secara tepat untuk memenuhi kebutuhan telah dikembangkan oleh para ahli. Model geologi membutuhkan perluasan metode-metode tradisi lama dan ini membuat proses pemodelannya tetap menantang secara teknik. Para akhli geologi selalu mengenal kebutuhan memandang bumi sebagai suatu yang multidimensi. Persyaratan untuk karakternya dan pemodelannya, sebaiknya sebagai berikut: Kegiatan industri, terutama industri perminyakan, membutuhkan kreasi suatu sistem yang interaktif antara model tetap dan model sementara keadaan ﬁsik bagian-bagian kerak bumi (Google, 2011), yaitu kemampuan memodelkan dan memvisualisasikan secara efektif geometri batuan dan satuan waktu-stratigraﬁ. Interpertasi antara observasi berkas yang menumpuk membutuhkan pengetahuan geologi untuk meniru secara cermat lingkungan geologi yang sebenarnya. Metode-metode pengulangan yang melibatkan penilaian dan perbaikan yang progresif semakin menambah waktu dan biaya untuk menciptakan model-model bawah-tanah.

Tidak seperti komunitas pengguna berbasis industri sumberdaya yang lama, maka banyak pengguna yang potensial saat ini di mana model dan visualnya tidak mampu menginterpertasi data geosains dasar atau mengevaluasi jasa interpertasi alternatif. Mereka ini mungkin tidak mampu membedakan antara teori dan fakta. Singkatnya, pengguna baru tersebut jelas sangat menginginkan “solusi bukan data” dan informasi yang mudah dimengerti. Pengguna-pengguna ini dapat diklasiﬁkasikan berdasarkan kemampuan menerima informasi sebagai klien yang “pandai” dan “praktis”. Klien yang “pandai” tersebut adalah mereka yang dapat menerima dan menginterpertasi atau mengevaluasi berkaitan dengan data yang banyak, sedangkan klien yang “praktis” pengguna yang tidak mau repot yang menginginkan jawaban yang relatif sederhana dan ringkas.

4.2 Proses Pemodelan Geolog i

Langkah-langkah dalam pemodelan geologi secara sederhana diperlihatkan dalam Gambar 4.1 (Turner dan Gable, 2011). Data mentah yang dikumpulkan dari berbagai sumber dapat dibedakan dalam dua jenis, yaitu data tetap dan sifat data. Yang pertama digunakan untuk membuat model geometri 3D seperti terlihat pada sisi kiri gambar. Pemodelan geometri melibatkan dua hal, yaitu pengembangan representasi geometri yang tepat dari kerangka-kerja dasar-dasar geologi, dan pembagian berurutan atau pemisahan kerangka-kerja untuk menyediakan kontrol penyelesaian analitis dalam model numerik yang digunakan dalam model prakiraan. Tanda panah horisontal menghubungkan pemisahan dan operasi pemodelan analitis.

(36)

22 Batuan Inti Penyimpan Minyak dan Gas Bumi 4.2.1 Model Geometri

Pengembangan secara geometri yang tepat mewakili kerangka kerja geologi, cocok memvisualisasikan untuk membantu menjelaskan dan kontrol distribusi nyata serta perambatan sifat-sifat batuan yang dibutuhkan untuk pemodelan. Pemahaman kerangka-kerja yang diselesaikan dengan menerapkan berbagai jenis data (Google, 2011), termasuk (a) lubang bor dan data sederhana yang terisolasi, (b) permukaan (segitiga, segiempat), (c) kisi 2D dan lubang-kecil (grid and mesh), dan (d) berbagai model iso-volumetrik yang dibuat dari berbagai permukaan, potongan melintang, dan kisi-lubang.

4.2.2 Model Stratig raﬁ Berlapis

Lingkungan geologi sedimenter dimodelkan dengan membuat permukaan-permukaan yang didefinisikan sebagai lapisan antar-muka (interface), permukaannya ditumpuk sesuai dengan urutan stratigraﬁnya, yang memisahkan antara permukaan-permukaan sebagai satuan geologi. Pembuatan permukaan individual biasanya dilanjutkan oleh salah satu dari: 1. menggunakan pengamatan lubang-bor untuk menciptakan permukaan segitiga yang jelas, 2. menerapkan pembentukan permukaan dan prosedur pengkonturan pengamatan

Gambar 4.1

Skema proses pemodelan geologi (Turn er d an Gable, 2011)

(37)

lubang-bor, dan 3. mengembangkan serangkaian potongan-melintang yang mudah diinterpertasi antara lubangbor-lubangbor. Tanpa memperhatikan metode yang digunakan, tetap ada beberapa masalah. Permukaan-permukaan yang dibuat secara terpisah bisa saja saling berpotongan yang tidak mungkin dapat diselesaikan secara geologi. Peninjauan ulang secara hati-hati dan penampilan semua permukaan biasanya dibutuhkan pada area erosi atau bukan pengendapan. Sementara itu, menentukan volume yang mewakili lokasi secara cermat pada kontak permukaan yang sudah diketahui juga penting. Ada hal yang sama sukarnya, tetapi langkahnya sama pentingnya adalah menentukan di mana letak isopach kontur nol pada satuan stratigraﬁ. Karena beberapa sistem perangkat lunak membutuhkan semua permukaan muncul di seluruh domain model, maka permukaan harus diperluas dengan satuan “ketebalan nol” yang menyebabkan masalah pada penampilan yang benar. Terbatasnya pendekatan ini adalah geometri hanya dapat diwakili oleh satu fungsi yang punya satu harga, Z (x,y).

4.2.3 Model B ukan Strati graﬁ

Daerah yang memiliki struktur geologi kompleks, atau tanpa urutan perlapisan, harus dimodelkan dengan teknik lain. Salah satu pendekatan adalah dengan mengembangkan serangkaian bentuk yang kompleks pula termasuk volume yang diperoleh dari sejumlah interpertasi potongan-melintang. Volume individual harus berbagi permukaan yang menempel sehingga tidak ada lagi ruang kosong atau volume yang tumpang-tindih. Ada beberapa produk yang

Gambar 4.2

(38)

24 Batuan Inti Penyimpan Minyak dan Gas Bumi menyediakan kemampuan pembentukan model. Suatu pendekatan alternatif mulai dengan seluruh volume regional dan kemudian dibagi menjadi daerah-daerah dengan serangkaian permukaan-permukaan yang saling memotong mewakili ketidakterusan utama seperti zona geser atau patahan. Pada Gambar 4.2 diperagakan konsep ini sebagai pembentukan geometri padat. Berbagai daerah dapat dianggap memiliki sifat-sifat material yang jelas dengan anisotropi terorientasi atau gradien, sedangkan permukaan yang tidak menerus diberi lebar dan sifat-sifat yang unik. Pembatasan pendekatan ini adalah semua geometri harus dinyatakan tertutup, volume yang kedap udara. Geometri yang tidak bermacam-macam, seperti sebuah bidang patahan yang berhenti di dalam volume atau lubang bor diwakili sebagai garis volume nol, tidak dapat diwakili.

4.2.4 Model Patahan

Strata batuan pada sisi lain suatu patahan bisa mempunyai ketebalan yang sama atau berbeda, dan karakternya tergantung pada jenis patahan dan hubungan sementara antara proses pengendapan dan proses patahan. Sejumlah alat pemodelan telah diusulkan untuk membantu pembentukan model di bawah asumsi spesifik. Patahan bisa saja menjadi saluran aliran fluida, atau kadang-kadang malah bertindak menjadi penghalang aliran. Ini pun dapat menambah anisotropi untuk distribusi secara tepat oleh model numerikal. Vertikal atau hampir vertikal, patahan dan zona yang hampir horisontal dapat didefinisikan dengan menambah permukaan pada model stratigrafi yang sudah ada. Ini menambah semakin kompleksnya pembentukan model, yang sebaliknya menjadi langkah langsung. Patahan yang sedikit miring menimbulkan kesukaran pemodelan yang lebih besar.

4.2.5 Disk retisass i

Distribusi yang tepat biasanya dimodelkan dengan menerapkan metode diskretisasi dengan membagi kerangka-kerja objek menjadi serangkaian elemen-elemen kecil. Ada teori suatu badan berkaitan dengan desain dan konstruksi kisi yang tepat untuk persyaratan model yang berbeda

Ada dua jenis kisi, struktur dan tidak struktur. Telah ada produk komersial yang tergantung terutama pada ukuran kisi dan terstruktur. Sementara model 3D membutuhkan ukuran kisi volumetrik, perbedaan di antara pendekatan diilustrasikan dalam Gambar 4.3

(39)

4.2.6 Kisi Terst rukt ur

Suatu kisi seluler teratur, seperti pada Gambar 4.3B, merupakan model yang paling umum. Suatu volume 3D dibagi menjadi elemen volume diskrit atau “voxel” yang biasanya berbentuk kubus biasa. Kalau selnya ukurannya kecil sekali, maka informasi rinci tentang geometri yang penting bisa saja hilang, tetapi sebenarnya sel yang kecil menghasilkan berkas model yang besar sekali. Sel “quadratree” (Gambar 4.3C) memberikanﬂeksibilitas tinggi pada penyesuaian resolusigrid yang dibutuhkan dalam 3D, representasioctree memberikan kegunaan yang sama. Lapisan sedimen lebih jelas secara lateral daripada secara vertikal, sehingga ada model komersial yang menawarkan “voxel”geoseluler.

4.2.7 Kisi Tidak Terst rukt ur

Kisi tidak terstruktur (lihat Gambar 4.4) tidak dibatasi oleh adanya “node” yang tetap dan muka struktur yang mampu mengkaitkan dengan model elemen terbatas. Kisi tidak terstruktur tiga dimensi yang didasarkan pada segiempat dan segienam biasanya bermanfaat untuk pemodelan patahan dan rekahan yang tidak menerus ini memberikan kebebasan selama pengembangan

Gambar 4.3

(40)

model, tapi akan menambah biaya komputerisasi dan tambahan usaha dalam mengkonstruksi model serta membutuhkan penggunaan perangkat lunak yang canggih.

4.2.8 Model Prakiraan

Sasaran utama pemodelan geometri bawahtanah adalah untuk memberikan kontrol geometri dan distribusi sifat-sifat pada beberapa jenis pemodelan numerik. Dan maksud tujuan pemodelan analitis tersebut adalah untuk prakiraan.

Sisi kanan Gambar 4.1 mengidentiﬁkasi langkah-langkah model prakiraan tersebut. Prakiraan memiliki karakter ekstrapolasi daripada interpertasi, jadi ini melibatkan ketidakpastian dan risiko. Prakiraan mengarah pada pengambilan keputusan. Hasil prakiraan ini sering membutuhkan dukungan visualisasi dan interpertasi yang dapat disajikan dan digunakan oleh `pelanggan` hasil pemodelan tersebut. Model geometri dan prakiraan diperlihatkan pada Gambar 4.1 sebagai cara menyajikan visualisasi dan interpertasi yang diteruskan kepada pelanggan.

4.3 Pemodelan Geolog i Dalam Sistem Pengelolaan Info rmasi

Hasil penyampaian model yang eﬁsien dan juga pemodelan yang efektif tergantung pada penggunaan informasi pengelola yang rumit. Contoh dokumen

Gambar 4.4

(41)

yang relatif sedikit muncul dari pendekatan yang terintegrasi. Inti teknik pusat mengandung alat teknik yang mendukung pengembangan model kerangka kerja geologi dan pemodelan numerik simulasi prakiraan. Inti teknik dikelilingi oleh empat komponen pendukung (Gambar 4.5). Komponen infrastruktur dibutuhkan untuk menjaga agar sistemnya dapat beroperasi secara mulus. Komponen pengelolaan kerangka kerja menyediakan alat untuk mengakses inti teknik, termasuk menjalin pengguna, dan juga menghubungkan kepada penilaian risiko dan komponen pendukung keputusan yang mengandung alat perangkat lunak untuk penilaian risiko dan pengambilan keputusan. Komponen penyebaran mengatur produksi dan distribusi hasil yang dikembangkan sistem.

Gambar 4.5

Penggabungan data geologi dan pengelolaan informasi (Rosenbaum dan Turner, 2003)

4.4 Paradigma Baru

Para akhli kebumian sekarang berada di mana ketelitian dan kecepatan bukan lagi merupakan bahan saling tukar menukar informasi utama, karena sudah tersedianya komputer canggih dengan sistem kecepatan dan kemampuan penyimpanan yang tidak merupakan halangan. Data akurat dapat disimpan dalam sistem yang besar dan/atau mudah didistribusikan. Data rinci model dapat dibuat untuk memenuhi keinginan penggunanya. Metadata dan

(42)

28 Batuan Inti Penyimpan Minyak dan Gas Bumi kamus memungkinkan berbagi data dan model di antara para profesional sebagai kerangka-kerja dan praktek terbaiknya. Hal yang sama dapat dilakukan kepada publik dan investor melalui internet dan mereka membantu memperoleh penyebaran pengetahuan. Sistem yang demikian merupakan dasar dari s istem pemodelan geologi yang akan dilanjutkan. Sedang dalam proses dengan membangun bahasa baru untuk mempelajari dan memprakirakan sistem yang rumit dalam lingkungan terbuka yang akan dibagi.

4.5 Jalan ke Depan

Ada dua sisi data manajemen dan interpertasinya yang tercakup, yaitu: pengumpulan data (data lapangan, data model, database obyek dan masa depan), dan data model terpisah (ketelitian, luas, mudah, dan dalamnya). Ini akan dapat membantu menterjemahkan proses yang sedang berlangsung dari analog (catatan, peta) ke digital (database dan model). Ini semua akan mengurangi usaha dari hari ke hari oleh para akhli sains yang dapat diulangi dan bisa dibagikan dari sistem tersebut. Dengan demikian ketelitian dan konsistensi dapat ditujukan dan dikontrol melalui proses:

Perskalaan; jejak dan data yang diproses pada skala dan ketelitian yang sesuai untuk setiap tampilan, pada sistem yang cocok pada jumlah data yang ada

Stabil; menciptakan model data dan metadata di mana kerangka-kerja atau konsep yang muncul tidak saling mempengaruhi, dan pada landasan yang selalu timbul dan berubah seiring berjalannya waktu.

Membagi; penyimpanan dan pengelolaan data serta interpertasi manakala prosesnya dapat dimutakhirkan dan dijaga sewaktu proses pengerjaan sistem sedang berlangsung, di antara kelompok akhli dan publik.

(43)

BAB V

TEKNIK PEMBORAN

5.1 Umum

Tanpa pemboran hampir tidak mungkin mendapatkan gambaran rinci lapisan atau batuan yang jauh di bawah permukaan tanah. Banyak sekali informasi yang diperoleh dari kegiatan pemboran tersebut, antara lain kedalaman lapisan yang produktif, temperatur dan tekanan, jenis batuan, litologi, dan jenis ﬂuidanya. Risiko yang dihadapi adalah adanya semburan liar yang selain menambah biaya pemboran yang tidak sedikit, juga kadang-kadang menelan korban jiwa.

5.2 Kegiatan Pemboran

Yang pertama-kali dibor adalah sumur taruhan (wild cat) yang lokasinya biasanya dipilih di puncak struktur. Disebut demikian karena sumur ini benar-benar merupakan taruhan untuk langkah selanjutnya. Bila berhasil menemukan jebakan hidrokarbon, maka lazimnya diikuti beberapa sumur di kaki struktur (appraisal wells) untuk menentukan batas-batas reservoar. Data sumur-sumur tersebut sangat membantu memperbaiki model geologi yang sudah dibangun sebelumnya. Kebijakan pimpinan perusahaan dibantu dengan masukan pemikiran akhli teknik reservoar akan mampu mengambil keputusan apakah akan berproduksi dengan jumlah sumur tertentu ataukah justru produksinya dipercepat (accelerated) dengan tambahan sumur-sumur pengembangan (development wells) di lokasi-lokasi yang dipilih. Urut-urutan langkah ini bisa diterapkan untuk jebakan struktural seperti antiklinal. Berbeda sekali, tentu saja, bila yang dijumpai di lapangan berupa lensa-lensa, atau bentuk lain.

Setiap metoda pemboran harus mampu memecah formasi yang ditembus dan membawa serpihan-serpihan batuan ke permukaan. Dikenal pemboran dengan cara seperti mengaduk dan menumbuk (churn drilling), sedangkan yang sering digunakan adalah dengan memutar (rotary drilling), atau gabungan keduanya. Cara kerja alat bor memecah batuan formasi berurutan diperlihatkan pada Gambar 5.1 dan 5.2.

Setelah semua perlengkapan dan peralatan disiapkan, dibuat lobang yang dibeton (concrete cellar ) berukuran 3,05 meter (10 kaki) x 2,45 meter (8 kaki) x 3,05 meter (10 kaki) cukup kuat menahan beban menara pemboran (drilling rig) yang selanjutnya nanti untuk mengakomodasi katup kepala-sumur ( well-head valve) dan perluasan gelondong (expansion spool). Bagian-bagian dari menara pemboran diperlihatkan dalam Gambar 5.3. Di sekitar dan di bawah lubang tersebut masih diperkuat lagi dengan bahan-bahan tertentu, selain untuk memperkuat penahan beban menara bor, juga untuk mengalihkan rembesan besar gas yang bisa membahayakan petugas lapangan.

Batuan terpecah menjadi beberapa serpihan oleh mata bor, misalnya yang berbentuk tiga kerucut (three cones) seperti yang dapat dilihat pada Gambar 5.4. Untuk mengangkat serpihan batuan dari lubang sumur melalui anulus

(44)

Gambar 5.1

Awal ter jad in ya s erp ih an o leh mat a bor pu tar (Nishimatsu, 1972)

Gambar 5.2

Serpihan terlempar dan awal terjadinya serpihan baru (Nishimatsu, 1972)

ke permukaan diperlukan lumpur pemboran. Bagaimana sirkulasi lumpur bor pada saat kegiatan pemboran berlangsung diperlihatkan pada Gambar 5.5. Beberapa jenis lumpur pemboran yang sudah umum digunakan adalah yang berbasis air (water base mud), berbasis minyak (oil base mud), dan kadang-kadang udara yang dipasok dari kompresor atau gas dari sumur terdekat, bila kondisinya memungkinkan.

(45)

Gambar 5.3

Sketsa menara pembor an put ar (Sandler, 1982) Rotary Drilling Rig

Gambar 5.4

(46)

32 Batuan Inti Penyimpan Minyak dan Gas Bumi permukaan dengan menjaga kestabilan tekanan dalam sumur mengantisipasi adanya tekanan yang besar dari dalam formasi. Gejala awal adanya tekanan yang besar ini dapat diindikasi dengan bertambahnya gelembung-gelembung udara di permukaan. Biasanya langkah yang diambil akhli lumpur di lapangan adalah menambah sejumlah bahan tambahan pemberat, seperti CaSO₄. Oleh sebab itu, secara periodik perlu dilakukan pengecekan viskositas lumpur dengan corong khusus.

Pengalaman membuktikan bahwa membor lapisan yang lunak membutuhkan biaya lumpur pemboran yang lebih tinggi dibandingkan dengan membor

Di permukaan, serpihan ini diseleksi dan dikumpulkan untuk dianalisis lebih lanjut. Selain itu, fungsi lumpur tersebut antara lain: melumasi dan mengidentiﬁkasi langkah-langkah model prakiraan tersebut. Prakiraan memiliki karakter ekstrapolasi daripada interpertasi, jadi ini melibatkan ketidakpastian dan risiko. Prakiraan mengarah pada pengambilan keputusan. Hasil prakiraan ini sering membutuhkan dukungan visualisasi dan interpertasi yang dapat disajikan dan digunakan oleh `pelanggan` hasil pemodelan tersebut. Model geometri dan prakiraan diperlihatkan pada Gambar 5.5 sebagai cara menyajikan visualisasi dan interpertasi yang diteruskan kepada pelanggan.mengurangi masuknya cairan lumpur ke dalam formasi, menjaga serpihan batu dan pemberatnya manakala sirkulasi berhenti, membantu menyangga berat pipa pemboran dan selubung, mengurangi kerusakan pada lapisan yang potensial, meneruskan tenaga-kuda hidrolik ke mata bor, dan mengontrol tekanan bawah

Gambar 5.5

(47)

lapisan yang lebih keras. Ini disebabkan dinding sumur sering runtuh dan hilangnya sirkulasi, sehingga harus diganti lumpur baru dengan bahan-bahan tambahannya (additives). Gambar 5.6 memperlihatkan petugas lapangan yang sedang meramu lumpur yang akan digunakan dalam kegiatan pemboran.

Gambar 5.6

Petugas pengatur lumpur (Sandler, 1982)

Serpihan berukuran kecil yang terbawa lumpur bisa tidak sepenuhnya mewakili lapisan yang ditembus manakala terdiri dari serpih dan lempung yang akan mengembang dalam lumpur pemboran yang sudah bercampur air dan berubah bentuk sesampainya di permukaan. Sebagai penggantinya diambil conto dari formasi yang menjadi perhatian, berukuran cukup memadai untuk menentukan sifat-sifat ﬁsik batuan formasi tersebut. Dengan alat selongsong baja di dasar lubang (bottom hole core barrel) akan diperoleh conto batu-inti berukuran panjang sampai 70 kaki dengan garis tengah 3 inci.

Sedangkan dengan alat khusus diperoleh conto formasi yang diambil dari dinding sumur (side wall core) dengan ukuran garis tengah ¾ sampai 1 inci dan panjang 2 sampai 6 inci. Contoh alat yang digunakan dan bentuk batu inti yang diperoleh diperlihatkan seperti pada Gambar 5.7.

Kegiatan pemboran agak terhambat oleh dua hal: 1).terjepitnya pipa pemboran sewaktu menembus lapisan yang lengket, biasanya lempung, dengan kandungan banyak air; 2) pengambilan conto batu-inti yang prosesnya biasanya agak lambat, namun diperlukan untuk menunjang kebutuhan akhli geologi tentang informasi lapisan yang dituju.

Lubang sumur hampir dipastikan tidak mulus lurus ke bawah, melainkan berkelok, malah sering dijumpai kelokan yang menyerupai kaki anjing, lebih sering disebut sebagai dog leg seperti yang terlihat pada Gambar 5.8.

(48)

34 Batuan Inti Penyimpan Minyak dan Gas Bumi Gambar 5.7

Pipa dan mata bor batu in ti (Sandler, 1982)

Gambar 5.8