Abstrak -
Penelitian ini bertujuan untuk memberikan pengetahuan dalam mengeksplorasi potensi sumber daya mineral khususnya minyak dan gas bumi, dengan menggunakan metode gravitasi di perairan Ambalat. Metode eksplorasi gravitasi dilakukan untuk menyelidiki keadaan bawah permukaan. Lapisan struktur bawah permukaan tanah diteliti berdasarkan variasi pada medan gravitasi bumi yang disebabkan oleh perbedaan densitas antara lapisan bawah permukaan batuan. Landasan konsep yang dipergunakan adalah sebuah benda penyebab anomaly (causative body), dimana sebuah unit batuan memiliki perbedaan medan gravitasi yang kemudian disebut sebagai anomali gravitasi. Pada daerah penelitian diketahui memiliki banyak kandungan sedimen pasir, kerikil, lempung, gamping yang telah terkompaksi menjadi batuan dengan densitas rata-rata 2.000 gram/cm3. Dari data-data kandungan sedimen tersebut perairan ambalat memiliki potensi migas. Dari hasil perhitungan tugas akhir ini diketahui volume cekungan migas sebesar 615440×1012 liter dengan nilai Validasi tingkat error rata-rata sebesar -0,828255.Kata Kunci: anomali, densitas, metode gravitasi, sedimen I. LATAR BELAKANG
Minyak bumi dan gas alam merupakan sumber daya alam tak terbarui (non renewable). Eksploitasi yang dilakukan
secara terus menerus terhadap sumber daya alam tak terbarui di darat, menyebabkan cadangan tersebut kian menipis. Untuk mengatasi masalah ini, maka manusia mencari cadangan yang sama dari bawah dasar laut [12]. Maka pencarian sumber-sumber cadangan minyak baru terus gencar dilakukan, tidak hanya didarat tetapi juga di laut. Teknologi eksplorasi dan eksploitasi minyak di laut juga terus dikembangkan untuk mempermudah pencarian, pengeboran, produksi dan transportasinya.
Dewasa ini eksplorasi dan eksploitasi lepas pantai di Indonesia telah berkembang di perairan lepas pantai yang semakin dalam, yaitu di perairan lepas pantai untuk dieksploitasi. Pengetahuan tentang geologi (termasuk geofisika, geokimia, dan lain-lain) dari sea bed dan lapisan-
lapisan di bawahnya adalah sangat penting sebagai dasar untuk pengembangan tersebut. Pengetahuan tentang metode yang dipakai untuk mendapatkan pengetahuan tersebut adalah juga sangat penting. Metode yang penting peranannya adalah metode geofisika (geophhysics method). Metode geofisika ini
meliputi metode gravitasi (gravity), metode magnetik, dan
metode seismik [3].
Eksplorasi sumber daya alam di bawah dasar laut dengan metode geofisika dimaksudkan untuk menyelidiki atau mendapatkan deposit hidrokarbon yang tersembunyi (minyak, gas, dan sumber mineral lainnya). Metode gravity adalah salah
satu metode geofisika, dimana prinsip utama dari metode ini adalah mengukur variasi perbedaan gravitasi secara lateral dari satu daerah observasi di permukaan bumi dan mengoreksinya dengan pengukuran atau harga gravitasi teoritis selanjutnya akan dibuat peta anomali gravitasi yang dapat dihubungkan dengan keadaan struktur geologi di bawah permukaan. Harga dari pengukuran gravitasi di daerah observasi sangat tergantung dari variasi lateral densitas material di permukaan bumi, toprografi, elevasi, posisi lintang, dan pasang surut pada daerah observasi.Secara prinsip, metode gravity digunakan
karena kemampuannya dalam membedakan densitas dari suatu sumber anomali lingkungan di sekitarnya. Dari variasi densitas tersebut dapat diketahui bentuk struktur bawah permukaan suatu daerah. Dalam suatu eksplorasi, baik dalam mencari minyak bumi maupun mineral, metode gravitasi ini banyak digunakan pada penelitian pendahuluan
II. DASARTEORI
Pada bagian ini, akan dijelaskan beberapa dasar yang dijadikan teori dalam pengerjaan tugas akhir ini.
A. Sejarah Terbentuknya Hidrokarbon dan Petroleum System
Jutaan tahun yang lalu dalam lingkungan perairan bahan organik tertimbun di dasar laut, karena pengaruh tekanan dan perubahan suhu bahan-bahan tersebut terkonversi menjadi hidrokarbon [14]. Minyak bumi terbentuk dari fosil-fosil hewan dan tumbuhan kecil yang hidup di laut dan tertimbun selama berjuta-juta tahun lampau. Ketika hewan dan tumbuhan laut mati, jasad mereka tertimbun oleh pasir dan lumpur di dasar laut. Setelah ribuan tahun tertimbun, akibat pengaruh tekanan dan suhu bumi yang tinggi, lapisan-lapisan lumpur dan pasir berubah menjadi batuan. Akibat tekanan dan panas bumi, fosil hewan dan tumbuhan yang terjebak di lapisan batuan secara perlahan berubah menjadi minyak mentah dan gas alam. Kedua bahan tersebut terperangkap di antara lapisan-lapisan batuan dan tidak dapat keluar. Batuan-batuan yang ada didalam permukaan bumi memiliki jenis-jenis berbeda diantaranya terdapat batuan metamorf, sedimen dan beku. Batuan metamorf adalah batuan yang merupakan batuan alihan dari batuan sedimen ataupun beku akibat tekanan dan temperature.
Eksplorasi Parameter Fisik Cekungan Migas di Perairan
Blok Ambalat Dengan Metode Gravitasi
Lutfia P.I.A, Mahmud Musta’in, Mukhtashor, Syaiful Bachry
Teknik Kelautan, Fakultas Teknologi Kelautan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111
Batuan sedimen adalah batuan yang merupakan produk sedimentasi hasil perombakan batuan yang telah ada (sedimen
klastik), maupun batuan yang terbentuk akibat aktifitas
organisme atau proses kimiawi (sedimen non klastik), misal:
batugamping, batugaram (halite) dsb, dan batuan beku adalah
batuan yang terbentuk akibat pembekuan magma dibawah permukaan.
B. Jenis-Jenis Jebakan Hidrokarbon
Sebuah jebakan kemungkinan terbentuk secara struktur oleh proses dari deformasi batuan yang terjadi karena pergerakan dari kerak bumi. Oleh karena itu jebakan akan menjadi poin tertinggi pada batuan reservoir, dimana gas dan minyak terkonsentrasi pada lapisan batuan reservoir dan mencegah dari kebocoran keluar. Pada batuan jebakan reservoir, fluida tidak dapat bergerak lebih jauh dan akan terpisahkan berdasarkan dari densitas masing-masing mineral. Gas akan bergerak ke bagian paling atas, minyak berada di tengah, dan air akan berada paling bawah.
C. Konsep Dasar Gravity
Teori mengenai gravitasi dikemukakan oleh Sir Issac Newton pada tahun (1642-1722) yang menjelaskan bahwa gaya tarik-menarik antara dua buah partikel sebanding dengan perkalian massa kedua partikel tersebut dan berbanding terbalik kuadrat jarak antara pusat keduanya.
Gambar 2.1 Gaya tarik-menarik antara dua buah benda
Harga konstanta G (universal gravitational constant)
diperoleh dari hasil percobaan Hensry Cavendish dengan menggunakan torsion balance pada tahun 1978. Perhitungan
tersebut menghasilkan harga G sebesar 7,54x104 (cgs unit). Harga G yang dipakai merupakan hasil percobaan Heyl dan Chrzannowski pada tahun 1942 [12], dihasilkan pada persamaan (2.1).
G = 6,673 X 10-8 (gram/cm3)/s2 (2.1) = 6,673 X 10-11 (kg/m3)/s2
Dengan menggunakan hukum newton II yaitu F = m.g ke dalam persamaan (2.2a) dan persamaan maka kita akan mendapatkan persamaan (2.2b).
F = m1( ) = m1.g2 (2.2a) F = m2( ) = m2.g1 (2.2b) Dimana : = besar gaya tarik menarik (Newton)
m1 = massa benda 1 (kg) m2 = massa benda 2 (kg)
r = jarak antara m1dan m2(meter)
g1 = gaya gravitasi akibat massa m1 yang dialami oleh massa m2
g2 = gaya gravitasi akibat massa m1 yang dialami oleh massa m1
Dari persamaan 2.2a dan 2.2b di atas, g1 dan g2 melambangkan percepatan. Sehingga percepatan gravitasi yang bergantung
pada massa m partikel tunggal tersebut pada jarak r dapat ditampilkan pada persamaan 2.3.
g= G (2.3)
D. Metode Gravitasi
Metode gravitasi merupakan salah satu metode geofisika yang didasarkan pada pencarian perbedaan kecil medan gravitasi akibat adanya perbedaan nilai rapat massa material pada bawah permukaan. Karena metode gravitasi dapat mengetahui perbedaan rapat massa suatu material dengan lingkungan sekitarnya, metode ini dapat memperkirakan struktur bawah permukaan, sehingga sering digunakan dalam eksplorasi, baik untuk eksplorasi minyak maupun eksplorasi mineral lainnya. Dalam pengukuran metode gravitasi, nilai yang diperoleh bukan merupakan nilai gravitasi asli wilayah tersebut, melainkan ada beberapa faktor lain yang mempengaruhinya, antara lain ketinggian wilayah pengamatan, perbedaan lintang, pasang surut, topografi, kesalahan pada alat, dan lain-lain.
Metode gravitasi biasanya digunakan untuk survei awal dalam eksplorasi, umumnya digunakan dalam eksplorasi minyak, yakni digunakan untuk menemukan struktur yang dianggap sebagai oil trap.
m1 F m2
Gambar 2.2Ilustarsi pengukuran gravity
(www.wikipedia.com/geophisic)
Gambar 2.2 dapat diketahui bahwa ada beberapa titik pengukuran yang memiliki nilai gravityyang lebih besar
dibandingkan dengan titik pengukuran sekitarnya. Hal tersebut mengindikasikan bahwa di bawah permukaan memiliki nilai densitas yang berbeda, tergantung batuan atau material yang terdapat di bawah permukaan tersebut. Semakin tinggi nilai densitas suatu wilayah, maka nilai gravitasinya juga semakin besar. Selain itu, nilai gravitasi suatu wilayah akan besar apabila pengukuran dilakukan pada daerah yang tinggi. Pengukuran nilai gravitasi dilakukan dengan menggunakan alat gravimeter yang memiliki ketelitian tinggi sehingga mampu mengetahui adanya perbedaan nilai gravity suatu material
dengan lingkungan sekitarnya.
Harga gravitasi yang terukur pada alat gravimeter bukan nilai gravity asli pada titik pengukuran tersebut, melainkan
total gaya percepatan yang dimiliki oleh suatu titik akibat berbagai sumber. Beberapa sumber yang mempengaruhi pengukuran gravityantara lain:
Posisi bumi dalam pergerakan tata surya, terutama bulan dan matahari (pasang surut)
Perbedaan lintang dipermukaan bumi
Perbedaan ketinggian permukaan bumi (elevasi) Efek topografi
Perubahan rapat massa disuatu tempat(densitas bawah permukaan)
Untuk menghindari efek perubahan nilai gravitasi akibat adanya pengaruh yang tidak dikehendaki, maka dalam perhitungan nilai gravitydiperlukan adanya koreksi.
E. Koreksi Dalam Metode Gravity
Banyak faktor yang mempengaruhi pembacaan nilai
gravity pada suatu titik pengukuran, baik itu terdapat diatas
permukaan maupun bawah permukaan. Pengaruh di atas permukaan diantaranya adanya perbedaan ketinggian, perbedaan topografi, lintang, pasang surut (tide), dan
kesalahan pembacaan pada alat (drift). Pengaruh-pengaruh
tersebut merupakan koreksi-koreksi yang digunakan dalam metode gravitasi. Sedangkan perbedaan yang terjadi di bawah permukaan biasanya diakibatkan oleh perbedaan nilai densitas material bawah permukaan. Namun dalam hal ini yang menjadi target utama adalah perbedaan densitas bawah permukaan, sehingga faktor lain yang terekam pada pembacaan dialat harus dihilangkan.
Tabel 2.1Nilai densitas beberapa material
Dari nilai densitas suatu material tersebut dapat diketahui batuan apa yang terdapat di bawah permukaan sehingga kita dapat mengetahui jenis reservoirnya.
III. METODOLOGIPENELITIAN
A.Umum
Penelitian ini adalah dengan menggunakan data sekunder Anomali Bouguer di daerah perairan Ambalat . Analisa dilakukan dengan menggunakan data sekunder dari lokasi observasi. Proses analisa ini dilakukan sampai diperoleh interpretasi yang akurat dari lokasi observasi. Proses analisa menggunakan bantuan software Grav2DC untuk proses
interpretasi data secara dua dimensi (2-D). Hasil analisa tersebut selanjutnya dilakukan validasi terhadap perhitungan secara manual. dengan perhitungan manual pengaruh gayaberat dome (kubah) dan silinder horisontal Metode
Talwani. Dari interpretasi ini akan diperoleh pemodelan (dua dimensi) dan spesifikasi-spesifikasi lain dari lokasi observasi, sehingga dapat diambil beberapa catatan-catatan penting khususnya berhubungan dengan eksplorasi hidrokarbon.
B.Pengumpulan Data-Data Pendukung
Dalam pengumpulan data-data pendukung adalah mencari dan mengumpulkan data-data yang berhubungan dengan segala permasalahan interpretasi anomali gaya berat untuk keperluan eksplorasi di bawah dasar laut. Data yang digunakan dalam pengerjaan tugas kahir ini adalah data sekunder, yaitu data yang didapat dengan tanpa melakukan pengamatan langsung atau mendatangi lokasi studi. Data sekunder ini diperoleh dari Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi Kelautan (PPGL). Data sekunder yang diperoleh dan diperlukan dalam pengerjaan tugas akhir ini adalah:
1. Peta anomali Bouger (Bouger anomali map) Indonesia
dengan skala 1:5.000.000 cm. Peta ini menyajikan bentuk-bentuk anomali untuk seluruh wilayah laut Indonesia. 2. Peta sedimen permukaan dasar laut wilayah Indonesia
(surficial sediment map of the Indonesia seas) dengan
mengenai sedimen di permukaan dasar laut untuk seluruh wilayah laut Indonesia.
3. Peta sumber daya mineral dan energi lepas pantai Indonesia (mineral and energy resources map of Indonesian offshore) dengan skala 1:5.000.000 cm. Peta ini
memberikan informasi mengenai lokasi penyebaran mineral (hidrokarbon) untuk seluruh wilayah laut Indonesia.
IV. ANALISAHASILDANPEMBAHASAN
A. Analisa Lokasi
Pada lokasi gambar 4.1 penelitian bisa dilihat bahwa lokasi ini memiliki kontur dengan bentuk dome (kubah).
1160 1180 1200 1220 1240 8 6 4 2 0 0 0 0 U T B S
Gambar 4.1 Garis potongan melintang kuntur anomali gravity
Bouger perairan Ambalat.
Gambar 4.1 dengan bentuk kontur yang tertutup, diambil delapan potongan atau sayatan agar mempermudah dalam melakukan interpertasi model. Dari delapan potongan tersebut memiliki nilai jarak dan ketinggian yang berbeda sesuai dengan arah yang ditafsirkan. Misalnya pada potongan 1 diketahui dengan arah (40LU-1190BT), dengan position minimal -460 km dan maksimum 285 km sebagai sumbu X dan anomali diambil 200-400 km sebagai sumbu Z, sumbu X menunjukkan geometris bidang horizontal dan sumbu Z menunjukkan geometri bidang vertikal. Dari satu potongan tersebut maka akan dapat dilihat bentuk potongan kontur yang berupa antiklin hampir menyerupai bentuk setengah bola.
B. Pemodelan Grav2DC
Pemodelan dengan menggunakan software Grav2DC
mengintepretasikan dari gambar anomali Bouger, sehingga akan menghasilkan nilai kedalaman dari permukaan bawah yang diteliti. Pada contoh pemodelan tabel dan pemotongan 1 dibawah ini menunjukan nilai jarak dan kedalaman masing-masing titik sudut poligon.dan pada gambar-gambar hasil dari pemodelan Grav2DC dari permukaan bawah perairan Ambalat dibagi delapan sayatan dengan bentuk setengah dome (kubah)
diketahui berbagai pengertian sumbu dan pemodelan Grav2DC seperti sumbu X merupakan nilai jarak lintasan mencapai maksimum sumbu Y pada area kurva adalah nilai anomali pengamatan, sedangkan sumbu Z negatif pada area pemodelan
adalah nilai kedalaman, Garis putus-putus pada kurva adalah anomali observasi garis kontinu adalah anomali hasil
perhitungan (respon dari pemodelan). Model struktur sebagai cermin keberadaan benda anomali yang sebenarnya. Dan diketahui nilai rata-rata mineral 8 potongan pemodelan sebesar 2 gram /cm3.
Tabel 4.1 Posisi X dan Z pada setiap sudut benda untuk
potongan 1
Titik Sudut Jarak (X)
(km) Kedalaman (Z) (km) 1 -451,281 2,722 2 -389,048 1,740 3 -253,914 0,832 4 -138,820 0,564 5 16,624 0,450 6 112,056 0,681 7 234,801 2,112 8 275,817 2,955
Gambar 4.2 Bentuk perkiraan struktur dua dimensi, potongan
1 dengan arah 0⁰
C. Interpertasi 3 Dimensi
Dari hasil interpertasi bentuk penampang kurva dua dimensi pada tiap-tiap body untuk setiap lokasi kemudian
digabungkan
Hasil dari pegabungan ini akan menampilkan bentuk tiga dimensi struktur rangka dan struktur solid. Hasil dari pemodelan lokasi pemotongan 1,2,3,4,5,6,7,8 adalah berupa kubah anomali positif.
1 2
3 4 5 6
7 8
Gambar 4.3 Hasil pengggabungan struktur rangka untuk
perairan Ambalat
D. Memperkirakan Volume Cekungan
Untuk memperkirakan volume cekungan pada hasil Grav2dc kami menggunakan rumus V(isi) = Luas Alas x tinggi. Pertama mencari luas alas, dan untuk itu kami asumsikan terlebih dahulu bentuk bagian bawah atau alas cekungannya. Bentuk bagian bawah atau alas pada cekungan seperti pada Gambar 4.16 berbentuk dome (kubah), sehingga
perlu mencari dimeter atau jari–jari terlebih dahulu. Perhitungan asumsi rata–rata diameter cekungan dihitung berdasarkan langkah–langkah sebagai berikut:
1. Cari pada semua potongan (1~8) nilai tertinggi dan terendah pada jarak yang dihasilkan oleh software gravity.
Kemudian kurangkan nilai tertinggi dan terendah tersebut.
Contoh: untuk potongan 1
Tabel 4.9 Ukuran diameter cekungan potongan 1
Pada tabel 4.9 nilai tertinggi jarak titik sudut yaitu 275,817 dan nilai terendah yaitu -451,821, sehingga diameter yang dihasilkan yaitu 275,817 – (-1 lokasi merupakan tabel hasil perhitungan diameter cekungan untuk potongan 1 . Menggunakan cara yang sama, hasil perhitungan untuk potongan 2-8 terlampir dalam lampiran c.
2. Kemudian cari rata – rata dari semua nilai jarak pada semua potongan.
Tabel 4.2 Nilai rata-rata diameter cekungan tiap
potongan
Pada Tabel 4.10 rata–rata nilai diameter dari seluruh potongan sebesar 560,381 km, sedangkan rumus, tabung, dan dome (kubah) menghendaki nilai
jari–jari, sehingga nilai diameter rata–rata tersebut dibagi menjadi 2 yaitu = 280,191 km dan diasumsikan jari–jari sebesar 280 arah sumbu x positif dan -280 arah sumbu x negatif.
Tabel 4.11 Dimensi cekungan asumsi berupa bangun setengah dome (kubah)
Dimensi Dome (kubah)
Diameter 560 km
Jari - jari 280 km
tinggi 3 km
Jadi volume setengah dome (kubah) = Untuk jari – jari (R) =
280 dan t = 3
Volume cekungan = ½ 4/3 3,14 (280)2 3 = 615440 km3
Setelah didapatkan volume cekungan atau kubah, maka dapat diketahui berat dari batuan sedimen penyusun cekungan atau kubah (mass of deposit) yaitu : ρ volume cekungan,
dimana ρ adalah densitas batuan [6]. Harga densitas batuan diambil 2 gr/cm3 yang merupakan harga rata-rata yang dipilih untuk jenis sedimen.
Untuk volume perhitungan dengan bangun dome (kubah)
Mk = (2000 kg/m3) 615.440.000.000.000 m3 =123088 X 1013kg
= 123,088 X 1013 ton Potongan 1
E. Respon Interpertasi Validasi Anomali Gravitasi pada Bentuk Bola
Dalam melakukan interpertasi pemodelan gravity dapat
dilakukan dengan menggunakan dua metode yaitu forward modeling dan inverse modeling. Pengukuran anomali cekungan dengan menggunakan pendekatan dimensi panjang dari sumber anomali yang lebih kecil kedalamannya dari permukaan. Interpretasi antara GRAV2DC dengan perhitungan manual gaya berat bola.
Gambar 4.27 Profil kurva validasi data antara hasil
perhitungan manual terhadap software Grav2DC
V. KESIMPULAN/RINGKASAN
Kesimpulan yang didapat dari tugas akhir ini adalah : 1. Bentuk cekungan dari hasil interpetasi adalah berbentuk
Antiklin, volume cekungan berbentuk antiklin dapat dihitung dengan menggunakan pendekatan dome
(kubah) dengan volume cekungan sebesar 615440 km3. 2.Berdasarkan validasi potongan 1 menunjukkan bahwa
model yang dihasilkan oleh software GRAV2DC cukup valid, dengan ditunjukkan oleh grafik perhitungan manual yang hampir mirip dengan grafik perhitungan oleh software GRAV2DC.
DAFTAR PUSTAKA
[1] Antara.2009. “ Sengketa Blok Ambalat”. Indonesia-Malaysia.
[2] Al Rifaiy. 1990. “Metode Gaya Berat-Mikro”.
[3] Burger, H. R.1992. “Exploration Geophysics of the Shallow Subsurface”. Prentice Hall P T R.
[4] Bachry, S. 2012.“Survey Metode Gaya Berat”.
[5] Billing, M, P. 1960. “Structural Geology”.Tokyo:Charles E.Tutle Company.
[6] Brown, Hart. 1949. “A Precesion Detail Gravity Survey,Jameson Area, Coke Countr “.Texas Geophysics, vol.14,pp.535-542.
[7] Ferris & Nettlon. L. 1972. “Use Of Gravity Meter in Search for Stratigraphic Traps”, pp.252-267,in Robert
E. King (ed), “Stratigraphic Oil & Gas Fields”, Journal
American Assoc.Petrol.Geol.Mem.16
andsoc.Explor.Geophys.
[8] Hadipandoyo.2004. “Pengamatan Survey Gravitasi”. [9] Hanafi,M.&Lubis, S.2000. “Pembuatan Peta Anomali
Gaya Berat Bebas Udara di Laut”. Pusat Pengembangan Geologi Kelautan.
[10] Koesoemadinata. 1990. “Geologi Minyak dan Gas Bumi”. Bandung: Penerbit ITB.
[11] Nyland, E.2000. “Course Outline and Overheads”. Rochani, I. dan Wahyudi. 1998. “Teknologi Reservoir”. Surabaya: FTK-ITS.
[12] Reynolds,J.M. 1997. “An Introduction to Applied and Environmental Geophysics”. Wiley.
[13]Santoso, Djoko. (2002).”Pengantar Teknik Geofisika”. Departemen Geofisika Fakultas Kebumian dan Teknologi Mineral Teknologi Bandung. Penerbit ITB:Bandung.
[14] Telford, W.M., Geldart,L.P., and Sheriff, R.E. “Applied Geophysics, 2nd ed.,
