TUGAS MAKALAH
MATA KULIAH GEOLOGI MINYAK DAN GAS “PERANGKAP RESERVOIR”
Oleh:
Aldinofrizal 140710140029
Raymond J. T. P. 140710140041
Della Azaria 140710150032
Naufal Nabil Pijati 140710150045
PROGRAM STUDI GEOFISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS PADJADJARAN
Perangkap Reservoir
Reservoir adalah suatu tempat terakumulasinya fluida hidrokarbon (minyak dan atau gas) dan air di bawah permukaan tanah. Sedangkan perangkap reservoir (trap) adalah suatu lapisan kedap air (impermeable) yang membatasi gerakan migas, di mana migas yang masuk ke lapisan tersebut tidak dapat keluar sehingga terperangkap/terjebak di sana.
Teori Potensial
Adanya perbedaan fisik antara minyak dengan air yang tidak saling melarutkan dan memiliki densitas berbeda, maka minyak akan selalu naik ke atas dan menurut teori akan mencari tempat dengan potensi yang paling rendah. Dari segi teori medan, maka minyak akan mengikuti garis-garis gaya sampai berada di suatu titik dengan potensi yang paling rendah. Dalam keadaan hidrostatik, maka satu-satunya gaya adalah gaya berat yang arahnya vertikal. Karena sifat minyak yang lebih ringan dari air, maka gaya tersebut akan berarah ke atas.
Semua bidang potensial itu biasanya horizontal atau tegak lurus pada garis-garis gaya dan makin ke atas letaknya nilai potensialnya makin rendah. sepanjang bidang potensial yang sama besar gayanya akan sama, sehingga untuk menggerakkan atau menahan minyak
sepanjang bidang ini tidak diperlukan gaya. Bidang potensial ini sangat penting dipandang dari segi pengertian tutupan (closure). Dalam prakteknya, bidang ini adalah batas antara air dan minyak dalam reservoir. Jika air berada dalam keadaan statik maka satu-satunya gaya adalah vertikal ke atas. Keadaan ini disebut suatu perangkap hidrostatik. Tetapi jika terdapat berbagai gaya lain, misalnya air bergerak ke suatu arah, maka resultannya adalah suatu gaya yang tidak vertikal ke atas tetapi agak miring (Gambar 5.1).
selalu mencari tempat yang tinggi belum begitu jelas pada waktu itu dan mungkin berbagai keterangan lain harus diberikan untuk menerangkan mengapa minyak berakumulasi di atas puncak suatu antiklin. sebetulnya perangkap adalah tidak lain daripada bentuk lapisan penyekat.
Perangkap dapat kita bagi menjadi 2, yakni:
A. Perangkap Hidrostatik
Dalam perangkap yang berada dalam keadaan hidrostatik, minyak akan selalu berusaha bergerak vertikal ke atas. Untuk ini harus terdapat suatu pembentuk dari lapisan reservoir sedemikian rupa agar minyak tidak dapat berpindah lagi. Perangkap minyak dianalogikan sebagai mangkok yang dibalikkan (menahan minyak).
Pembentukan lapisan penyekat dan lapisan reservoir umumnya terjadi secara: struktur, stratigrafi, kombinasi (struktur dan stratigrafi). Pada hal struktur, lapisan ini dapat dilipat ataupun dipatahkan sehingga lapisan reservoir pun ikut dibentuk dari berbagai arah disebabkan karena struktur. Dalam hal stratigrafi maka pembentukan disebabkan karena sedimentasi, antara lain karena sedimentasi lapisan penyekat itu secara otomatis menutupnya dari berbagai macam arah terutama dari atas. Sedangkan dalam hal kombinasi maka penutupan mempergunakan elemen struktur ataupun elemen stratigrafi. Pembagian perangkap ini contohnya dikemukakan oleh Levorsen (1958). Sebenarnya ada klasifikasi lain yakni contohnya oleh Clapp dan de Sitter, namun klasifikasi Levorsen sangat sederhana.
o Perangkap Struktur
Perangkap struktur merupakan perangkap yang paling orisinil dan sampai dewasa ini merupakan perangkap yang paling penting. Jelas disini berbagai unsure perangkap yang membentuk lapisan penyekat dan lapisan reservoir sehingga dapat menangkap minyak, disebabkan karena gejala tektonik atau struktur, misalnya perlipatan dan pematahan. Sebetulnya kedua unsur ini merupakan unsur utama dalam pembentukan perangkap.
Disebabkan oleh pelipatan, dan merupakan perangkap yang paling penting dan pertama kali dikenal dalam dunia minyak bumi. Unsur yang mempengaruhi pembentukan perangkap lipatan adalah lapisan penyekat dan penutup yang berada di atasnya dan dibentuk sedemikian rupa sehingga minyak tidak bisa kemana-mana. Bagian atas terhalang penyekat, pinggir terhalang penyekat, ke bawah terdapat batas minyak (bidang ekuipotensial). Perangkap ini harus ditinjau dari 3 dimensi. (utara-selatan, barat-timur terhalang lapisan penyekat).
Closure (Tutupan)
Sebagaimana wadah suatu cairan pada permukaan Bumi, maka suatu
perangkap mempunyai titik limpah, dan batas maksimal wadah dapat diisi oleh cairan tersebut disebut ‘tutupan’ (closure). Tutupan ini ditentukan oleh adanya titik limpah (spill-point). Titik limpah adalah suatu titik pada perangkap dimana kalau minyak bertambah, minyak mulai melimpah kebagian lainnya yang lebih tinggi dari kedudukannya dalam perangkap ini. Dalam
perangkap. Jadi jelaslah, bahwa yang dimaksud dengan ‘closure’ ini bukan
semata – mata batas air – minyak atau batas minyak, tetapi batas maksimal dimana minyak dapat menempati perangkap.
Penilaian Suatu Perangkap Lipatan
Persoalan yang dihadapi dalam mengevaluasi suatu perangkap lipatan
terutama ialah mengenai ada tidaknya tutupan, jadi tidak dipersoalkan apakah lipatan itu ketat atau landai, yang penting adalah adanya tutupan.
Suatu lipatan dapat saja terbentuk tanpa terjadinya suatu tutupan sehingga tidak dapat disebut suatu perangkap. Selain itu juga ada tidaknya tutupan sangat tergantung pada faktor struktur dan posisinya ke dalam. Misalnya, pada permukaan dapat saja kita dapat mendapatkan suatu tutupan tetapi makin ke dalam, tutupan itu menghilang.
Menurut Levorsen (1958) menghilangnya tutupan ini disebabkan faktor bentuk lipatan serta pengaruhnya ke dalam:
1) Bentuk lipatan, yaitu apakah lipatan sejajar atau sebangun.
2) Perlipatan bersifat diapir atau tidak selaras, yaitu cara perlipatan diatas, dan di bawah suatu lapisan tertentu yang tidak sama.
3) Perlipatan berulang, yaitu perlipatan yang terjadi secara berulang – ulang pada waktu berlangsungnya sedimentasi.
4) Ketidakserasan, suatu lipatan yang ada di atas suatu ketidakselarasan mungkin saja tidak terdapat di bawahnya, karena struktur yang ada di atas dan di bawah tentu akan berlainan.
5) Lipatan asimetris, memberikan bidang sumbu yang miring, sehingga menentukan pula lokasi dari pada tutupan atau kulminasi.
1.2 Perangkap Patahan
Patahan dapat juga bertindak sebagai unsur penyekat minyak dalam penyaluran penggerakan minyak selanjutnya. Dipersoalkan pula apakah patahan itu bersifat penyekat (seal) atau penyalur (conduit). Dalam hal ini Smith (1966) berpendapat bahwa persoalan patahan sebagai penyekat sebetulnya tergantung dari tekanan kapiler. Pengkajian teoritis
memperlihatkan bahwa patahan dalam batuan yang basah air tergantung pada tekanan kapiler dari medium dalam jalur patahan tersebut. Besar kecilnya tekanan yang disebabkan karena pelampungan minyak atau kolom minyak terhadap besarnya tekanan kapiler menentukan sekali apakah patahan itu bertindak sebagai penyalur atau penyekat. Jika tekanan tersebut lebih besar daripada tekanan kapiler maka minyak masih dapat tersalurkan melalui patahan, tetapi jika lebih kecil maka patahan tersebut akan bertindak sebagai suatu penyekat.
1. Adanya kemiringan wilayah
2. Harus ada paling sedikit dua patahan yang berpotongan
3. Adanya suatu pelengkungan lapisan atau suatu perlipatan
4. Pelengkungan daripada patahannya sendiri dan kemiringan wilayah.
Dalam hal ini patahan pada perangkap dapat dibagi atas tiga macam.
1.2.1 Patahan Normal
Patahan normal biasa sekali terjadi sebagai suatu unsur perangkap.
Biasanya minyak lebih sering terdapat di dalam ‘hanging wall’ daripada di
dalam ‘foot wall’, terutama dalam kombinasi dengan adanya lipatan.
1.2.2 Patahan Naik
Patahan naik juga dapat bertindak sebagai suatu unsure perangkap dan biasanya selalu berasosiasi dengan lipatan yang ketat ataupun asimetris. Patahan naik itu dapat dibagi lagi dalam asosiasi :
2) Patahan naik yang membentuk suatu sesar sungkup atau suatu
‘Nappe’. Misalnya, di Canada sebelah Barat di Lapangan Turner Valley. Di sini sesar sungkup merupakan suatu unsur penting untuk terdapatnya suatu perangkap.
1.2.3 Patahan Tumbuh
Merupakan suatu patahan normal yang terjadi secara bersamaan dengan akumulasi sedimen. Di satu pihak (foot wall) sedimen tetap tipis sedangkan di ‘hanging wall’ selain terjadinya penurunan, sedimentasi
berlangsung terus sehingga dengan demikian terjadi suatu lapisan yang sangat tebal.
1.2.4 Patahan Transversal
setengah lipatan dan pelengkungan struktur pada bagian penunjaman yang terbuka.
1.2.5 Perangkap Kubah Garam
Kubah garam merupakan semacam suatu perlipatan bersifat diapir. Suatu lapisan garam yang terdapat pada kedalaman tertentu, karena sifat garam yang plastis dan juga karena berat jenis yang rendah sering menusuk ke dalam sedimen yang berada di atasnya dan membentuk semacam suatu tiang atau suatu pilar dan menyundul sedimen yang ada di atasnya sehingga
1.2.6 Tektonik dan Penjebakan Minyak
Pada pinggiran pertemuan dua lempeng (misalnya lempeng samudera dan lempeng benua) terjadi berbagai gaya kompresi yang menyebabkan terjadinya perlipatan yang ketat sekali. Namun dalam cekungan sedimen, pelipatan yang ketat ini tidaklah terlalu baik untuk terjebaknya minyak karena struktur menjadi terlalu kompleks. Minyak bumi lebih banyak terjebak dalam struktur perlipatan yang sangat landai, dan seringkali perlipatan ini berasosiasi dengan patahan normal. Hal ini terbukti di Laut Jawa, di utara Jawa Barat dimana lipatan itu berhunbungan dengan patahan yang terdapat menerus ke dalam dasar cekungan.
Dalam tektonik patahan bongkah ini (block – faulting) seringkali bentuk antiklin lebih menyerupai suatu kubah daripada antiklin yang
memanjang. Tetapi ada kalanya juga semua bentuk ini memanjang sepanjang patahan dan dibarengi dengan adanya sesar naik. Sebagai contoh misalnya Talang Akar Pendopo.Terdapatnya patahan sebagai penyebab pelipatan itu terutama terdapat dalam cekungan sedimen di belakang suatu busur lipatan yang ketat atau yang disebut sebagai cekungan daratan muka (foreland basin) dan juga dalam cekungan penarikan pisahan (pull-apart), misalnya di pantai samudera Atlantik atau mungkin juga di pantai Kalimantan Timur.
Sering pula lipatan terjadi bukan semata – mata karena gaya tektonik tetapi karena pembebanan atau kompaksi yang terdapat di atas suatu
peninggian batuan dasar (basement high). Lipatan yang demikian disebut
‘supratenous folding’ dan biasanya merupakan tempat tumbuhnya terumbu.
o Perangkap Stratigrafi
resmi diusulkan dan diberi nama ‘Perangkap stratigrafi’ oleh Levorsen. Ia menganggap waktu itu banyak perangkap yang tidak ditemukan tanpa memanfaatkan ilmu geologi.
2.1 Prinsip perangkap stratigrafi
Prinsip perangkap stratigrafi adalah terhalangnya migrasi minyak dan gas bumi menuju ke segala arah karena batuan reservoir menghilang / terputus dan berubah fasies menjadi batuan dengan permeabel (permeable barrier). Beberapa unsur utama perangkap stratigrafi, ialah
Adanya perubahan sifat litologi dengan beberapa sifat reservoir, sehingga menjadi penghalang permeabel.
Terdapat lapisan penyekat yang menghimpit batuan reservoir dari segala arah.
Kedudukan struktur reservoir sedemikian rupa sehingga dapat menjebak minyak yang bermigrasi.
Kedudukan struktur perangkap stratigrafi dapat disebabkan oleh kedudukan pengendapan atau kemiringan wilayah. Perubahan litologi reservoir ke suatu arah dapat disebabkan oleh,
Pembajian, lapisan reservoir dihimpit diantara lapisan penyekat sehingga bentuknya semakin menipis.
Penyerpihan (shale out), ketebalan lapisan tetap namun sifat litologi berubah. Pada umumnya perubahan ini diikuti pula dengan jari jari diantara batu pasir (reservoir) dan batuan penyekat.
Persentuhan bidang erosi, lapisan reservoir terputus pada suatu arah karena tererosi yang menyebabkan ketidak selarasan atau batuan reservoir terendapkan pada suatu permukaan tererosi (channel sand, strikevalley sand)
Namun jika ukuran reservoir memanjang atau meluas, keberadaan struktur perlu untuk diperhatikan. Keberadaan reservoir yang meluas secara horizontal tidak optimal sebagai perangkap, jika pada bagian reservoir yang meluas tersebut terdapat lipatan maka perangkap yang ada dianggap sebagai perangkap struktur (antiklin).
2.2 Penggambaran perangkap stratigrafi
Perangkap stratigrafi dinyatakan dalam penampang geologi berupa gejala penyerpihan dan pembajian diperlihatkan oleh bidang perlapisan nyata, sumur pengendali diperlihatkan secara tegas. Pada bentuk peta resrvoir perangkap stratigrafi diperlihatkan dengan cara,
Peta struktur berkontur yang memperlihatkan kedudukan lapisan terutama kemiringan wilayah. Peta fasies yang memperlihatkan berbagai perubahan yang terjadi secara lateral
pada lapisan.
2.3 Klasifikasi Perangkap Stratigrafi
Perangkap stratigrafi dapat diklasifikasikan secara bersama dengan struktur (Clapp,1929). Klasifikasi khas perangkap stratigrafi yang pertama tercerminkan dalam publikasi seismograph service corporation sebagai berikut
Perubahan porositas
Penumpangan (overlap) lateral atau vertikal Perangsuran (gradation) dari fasies atau lensa Pemancungan (trucation)
Ketidak selarasan
Keadaaan lingkungan pengendapan
Klasifikasi tersebut merupakan hasil perbaikan dari klasifikasi yang pernah dikenalkan oleh Levorsen. Penggolongan diatas didasari atas hubungan perangkap terhadap ketidak selarasan, dan selanjutnya atas asal mula terbentuknya batuan reservoir sehingga dapat dikatakan pula sebagai klasifikasi tubuh batuan reservoir.
Batuan reservoir klastik
Batuan reservoir klastik sering mengisi lensa – lensa atau juga tubuh yang memanjang tetapi terbatas penyebarannya seperti, ‘point bar sand’, ‘bar-finger sand’, atau ‘epineritic lenticular sand’. Pada kenyataanya lensa jarang berdiri sendiri, lensa sering kali dijumpai dalam keadaan berkelompk dalam suatu kompleks. Seringkali kompleks ini merupakan suatu seri lapisan dan jika terlipat maka akan membentuk suatu antiklin.
Selain batu pasir diatas, batupsir tali sepatu juga dapat menjadi reservoir minyak dan gas bumi yang berasosiasi dengan perangkap stratigrafi. Untuk sturktur lipatan landai biasa terisi dengan beach sand meupun bar sand yang akan membentuk reservoir karena letaknya yang sebagian terangkat.
Batuan reservoir karbonat
Batuan reservoir karbonat terdiri dari terumbu karang atau biotherm yang secara tegas merupakan perangkap yang terjadi karena terbatasnya penyebaran tubuh batuan reservoir. Terumbu penghalang (barrier reef) dalam bentuk memanjang dapat diklasifikasikan sebagai perangkap stratigrafi, terutama jika akumulasi terdapat pada kulminasidaripada jajaran terumbu ini. Dalam peta, perangkap ditunjukkan dengan garis kotur yang menyatakan batas atas batuan reservoir dengan lapisan penyekat diatasnya, yang merupakan bentuk morfologi yang sering memotong bidang perlapisan, karena pada umumnya batas perubahan fasies agak tajam.
Batuan reservoir lain
Selain batuan diatas, batuan lain juga dapat dinyatakan sebagai batuan reservoir perangkap stratigrafi. Batuan yang mengalami retakan lokal menimbulkan rongga rongga yang dapat menampung minyak dan gas bumi. Tubuh batuan seperti basalt tau serpentin apabila mengintrusi batuan penutup maka akan terjadi retakan pada waktu pendinginan. Juga lensa tuff dalam bentuk kerucut aslinya dan tertutup sedimen sebagai lapisan penyekat dapat dimasukkan sebagai kategori batuan reservoir.
2.5 Perangkap pembajian fasies – porositas lapisan reservoir
memegang peranan penting. Pada umumnya kombinasi dengan perangkap struktur lebih sering ditemukan, contohnya pelengkungan lapisan sebagai perangkap. Terdapat beberapa perangkap pembajian fasies yaitu,
Klastik detritus Karbonat
o Perangkap Kombinasi
Perangkap minyak bumi kebanyakan merupakan kombinasi antara perangkap sturktur dan stratigrafi, dimana setiap unsur stratigrafi dan struktur merupakan faktor bersama dalam membatasi pergerakan minyak bumi. Contok kombinasi perangkap antara lain
Kombinasi lipatan – pembajian
Kombinasi lipatan – pembajian dapat terjadi karena pada salah satu sisi pasir menghilang dan pada sisi lain tertutup bagian antiklin.
Kombinasi patahan – pembajian
Pada wilayah yang memiliki kemiringan terdapat patahan yang berfungsi sebagai penahan bergeraknya minyak bumi dan terdapat kemiringan pada sisi lain sehingga minyak bumi tertahan pada struktur tersebut. Kondisi seperti ini lebih umum ditemukan pada perangkap minyak bumi.
o Perangkap Ketidakselarasan dan Perangkap Sekunder
Perangkap ketidakselarasan sedikit banyak juga merupakan gabungan dari trap stratigrafi dan trap struktur (lipatan). Adanya ketidakselarasan
merupakan gejala stratigrafi dan munculnya lipatan merupakan gejala struktur. Pada umumnya, ketidakselarasan bersudut-lah yang dapat membentuk sebuah perangkap hidrokarbon. Pada suatu gejala ketidak selarasan, gejala statigrafi dapat terjadi di bawah bidang ketidakselarasan maupun diatas bidang
Munculnya perangkap statigrafi ini sering diakibatkan oleh sifat porositas dan permeabilitas yang baik pada bataun dibawah bidang ketidakselarasan, serta batuan yang berada diatas ketidakselarasan yang seringkali memiliki sifat impermeabel. Batuan dibawah bidangketidakselaran pun cenderung akan peka terhadap pelapukan sehingga akan membentuk batuan dengan porositas yang sangat baik.
Perangkap ketidakselaran pun harus ditinjau secara 3 dimensi. Peta Paleogeologi biasa digunakan untuk itu, peta paleogologi adalah suatu peta yang memperlihatkan penyebaran berbagai macam formasi serta satuan batuan di bawah bidang ketidakselarasan, selain itu diperlukan pula peta paleotopografi (Gambar 2), yaitu peta yang menunjukan kontur dari bidang ketidakselarasan, sehingga dapat diperoleh closure-closure yang berkaitan dengan gejala perangkap ketidakselarasan tadi. Perangkap ini sering juga disebut dengan istilah perangkap paleomorfologi.
Perangkap Sekunder merupakan perangkap yang terbentuk akibat adanya perembesan hydrocarbon pada suatu reservoir. Perembesan hidrokarbon sendiri sering meninggalkan residu yang kemudian menjadi sumbat bagi perembesan minyak selanjutnya, dengan demikian terbentuklan suatu perangkap hidrokarbon
o Klasifikasi de Sitter
Grup A. menunjukan adanya variasi permeabilitas secara lateral, baik oleh adanya penyumbatan, pelarutan, atau dengan adanya perubahan litologi. Grup B. manunjukan ketidakselarasan sebagai komponen dari jebakan minyak. Grup C. menunjukan adanya faktor teknotik yang mempengaruhi pembentukan jebakan minyak. Gaya tektonik menyebabkan adanya perlipatan maupun patahan. Adapula intrusi saltdome yang dapat menjadi faktor pembentuk jebakan minyak.
B. Perangkap Hidrodinamik
Hidrodinamik terdiri dari kata hidro yang berarti air dan dinamik yang berarti pergerakan.Jadi dapat disimpulkan bahwa perangkap hidrodinamik adalah perangkap yang membutuhkan pergerakan air sebagai subjeknya untuk mengubah akumulasi hidrokarbon.
Dasar Teori
Akumulasi King Hubert (1953). Teori ini meninjau prinsip akumulasi minyak bumi berdasarkan kedudukan energy potensial. Medan potensial merupakan resultan dari dua gaya:
1. Gaya Apungan
2. Gaya akibat Gradien Hidrodinamik
Gradien Hidrodinamik adalah suatu kemiringan yang disebabkan oleh adanya pergerakan air yang masuk ke dalam perlapisan dan memberi tekanan terhadap suatu perlapisan sehingga terbentuk kemiringan,dirumuskan;
Dimana =sudut kemiringan batas air-minyak atau bidang ekipotensial
= gradien kemiringan bidang ekipotensial
Dapat dilihat dari gambar di atas bahwa terdapat 5 jenis trap aliran air.Trap tersebut sangat dipengaruhi oleh aliran air yang masuk ke dalamnya.Pada gambar b,dilihat bahwa air tersebut mengalir sesuai dengan perlapisan namun menyebabkan perubahan pada hidrokarbon yang terjebak di dalamnya yang kemudian lama kelamaan minyak dan gas akan terpisah karena minyak akan ter migrasi oleh aliran air seperti ditunjukkan pada gambar f.
Tentu saja saat aliran air masuk ke dalam perlapisan tidak semua lapisan akan menanggapi hal yang sama.Hal ini disebabkan karena batuan mempunyai sifat yang berbeda beda salah satunya adalah permeabilitas.Nilai permeabilitas ini menyebabkan perbedaan saat terjadinya trap dimana trap ada yang menjadi naik lapisannya jika mempunya nilai permeabilitas tinggi.
3. Perangkap Stratigrafi Hidrodinamik
DAFTAR PUSTAKA
Koesoemadinata. 1980. Geologi Minyak dan Gas Bumi Jilid 1 Edisi Kedua. Bandung: Penerbit ITB.
