Bab 5 Perangkap Reservoir [PDF]

Citation preview

Bab 5 PERANGKAP RESERVOIR merupakan unsur paling penting dalam cara terdapatnya minyak dan gas bumi.eksplorasi atau pencaharian minyak dan gas bumi sampai kini di tujukan kepada pencaharian perangkap.istilah perangkap atau jebakan (trap),mengandung arti seolah-olah minyak terjebak atau tersangkut dalam suatu keadaan sehingga tidak bisa di lepas lagi. Hal ini di sebabkan suatu fasa tersendiri selalu berada bersama-sama dengan air (air formasi). HIDROSTATIK DAN HIDRODINAMIK Jika air berada dalam statik maka satu-satunya gaya adalah vertical ke atas keadaan ini di sebut suatu perangkap hidrostatik. Tetapi jika terdapat berbagai gaya lain,misalnya air bergerak ke suatu arah maka resultan adalah suatu gaya yang tidak vertical ke atas tetapi agak miring. Sedangkan hidrodinamik ada atau tidak adanya perangkap harus juga di terangkan oleh bidang potensial yang miring ini.dengan demikian perangkap di katakan dalam keadaan hidrodinamik.di pandang dari segi sejarahnya,teori perangkap di kemukakan oleh sterry hunt yang mengatakan bahwa minya bumi selalu terdapat di atas atau di puncak suatu antiklin.



Gambar Medan Gaya yang bekerja pada titik-titik minyak dalam perangkap reservoir dalam keadaan hidrostatik dan hidrodinamik



Tempat yang tinggi belum begitu jelas pada waktu itu dan Mungkin berbagai keterangan lain harus diberikan untuk Menerangkan mengapa minyak berakumulasi di atas puncak Antklin.sebetulnya perangkap tidak lain dari pada bentuk lapisan penyekat.lapisan penyekat itu di bentuk sedemikian rupa sehingga minyak tidak dapat lari kemana-mana. Dalam Sistem Perminyakan, memiliki konsep dasar berupa distribusi hidrokarbon didalam kerak bumi dari batuan sumber (source rock) ke batuan reservoar. Salah satu elemen dari Sistem Perminyakan ini adalah adanya batuan reservoar, dalam batuan reservoar ini, terdapat beberapa faktor penting diantaranya adalah adanya perangkap minyak bumi. Perangkap minyak bumi sendiri merupakan tempat terkumpulnya minyak bumi yang berupa perangkap dan mempunyai bentuk konkav ke bawah sehingga minyak dan gas bumi dapat terjebak di dalamnya. Perangkap minyak bumi ini sendiri terbagi menjadi Perangkap Stratigrafi, Perangkap Struktural, Perangkap Kombinasi Stratigrafi-Struktur dan perangkap hidrodinamik. 



Perangkap Stratigrafi



Jenis perangkap stratigrafi dipengaruhi oleh variasi perlapisan secara vertikal dan lateral, perubahan facies batuan dan ketidakselarasan dan variasi lateral dalam litologi pada suatu lapisan reservoar dalam perpindahan minyak bumi. Prinsip dalam perangkap stratigrafi adalah minyak dan gas bumi terperangkap dalam perjalanan ke atas kemudian terhalang dari segala arah terutama dari bagian atas dan pinggir, hal ini dikarenakan batuan reservoar telah menghilang atau berubah



fasies



menjadi



batu



lain



sehingga



merupakan



penghalang



permeabilitas



(Koesoemadinata, 1980, dengan modifikasinya). Dan jebakan stratigrafi tidak berasosiasi dengan ketidakselarasan seperti Channels, Barrier Bar, dan Reef, namun berasosiasi dengan ketidakselarasan seperti Onlap Pinchouts, dan Truncations.



Pada perangkap stratigrafi ini, berasal dari lapisan reservoar tersebut, atau ketika terjadi perubahan permeabilitas pada lapisan reservoar itu sendiri. Pada salah satu tipe jebakan stratigrafi, pada horizontal, lapisan impermeabel memotong lapisan yang bengkok pada batuan yang memiliki kandungan minyak. Terkadang terpotong pada lapisan yang tidak dapat ditembus, atau Pinches, pada formasi yang memiliki kandungan minyak. Pada perangkap stratigrafi yang lain berupa Lens-shaped. Pada perangkap ini, lapisan yang tidak dapat ditembus ini mengelilingi batuan yang memiliki kandungan hidrokarbon. Pada tipe yang lain, terjadi perubahan permeabilitas dan porositas pada reservoar itu sendiri. Pada reservoar yang telah mencapai puncaknya yang tidak sarang dan impermeabel, yang dimana pada bagian bawahnya sarang dan permeabel serta terdapat hidrokarbon. Pada bagian yang lain menerangkan bahwa minyak bumi terperangkap pada reservoar itu sendiri yang Cut Off up-dip, dan mencegah migrasi lanjutan, sehingga tidak adanya pengatur struktur yang dibutuhkan. Variasi ukuran dan bentuk perangkap yang demikian mahabesar, untuk memperpanjang pantulan lingkungan pembatas pada batuan reservoar terendapkan.







Perangkap Struktural



Jenis perangkap selanjutnya adalah perangkap struktural, perangkap ini Jebakan tipe struktural ini banyak dipengaruhi oleh kejadian deformasi perlapisan dengan terbentuknya struktur lipatan dan patahan yang merupakan respon dari kejadian tektonik dan merupakan perangkap yang paling asli dan perangkap yang paling penting, pada bagian ini berbagai unsur



perangkap yang membentuk lapisan penyekat dan lapisan reservoar sehingga dapat menangkap minyak, disebabkan oleh gejala tektonik atau struktur seperti pelipatan dan patahan (Koesoemadinata, 1980, dengan modifikasinya). 



Jebakan Patahan



Jebakan patahan merupakan patahan yang terhenti pada lapisan batuan. Jebakan ini terjadi bersama dalam sebuah formasi dalam bagian patahan yang bergerak, kemudian gerakan pada formasi ini berhenti dan pada saat yang bersamaan minyak bumi mengalami migrasi dan terjebak pada daerah patahan tersebut, lalu sering kali pada formasi yang impermeabel yang pada satu sisinya berhadapan dengan pergerakan patahan yang bersifat sarang dan formasi yang permeabel pada sisi yang lain. Kemudian, minyak bumi bermigrasi pada formasi yang sarang dan permeabel. Minyak dan gas disini sudah terperangkap karena lapisan tidak dapat ditembus pada daerah jebakan patahan ini.







Jebakan Antiklin



Kemudian, pada jebakan struktural selanjutnya, yaitu jebakan antiklin, jebakan yang antiklinnya melipat ke atas pada lapisan batuan, yang memiliki bentuk menyerupai kubah pada bangunan. Minyak dan gas bumi bermigrasi pada lipatan yang sarang dan pada lapisan yang permeabel, serta naik pada puncak lipatan. Disini, minyak dan gas sudah terjebak karena lapisan yang diatasnya merupakan batuan impermeabel.







Jebakan Struktural lainnya



Contoh dari perangkap struktur yang lain adalah Tilted fault blocks in an extensional regime, marupakan jebakan yang bearasal dari Seal yang berada diatas Mudstone dan memotong patahan yang sejajar Mudstone. Kemudian, Rollover anticline on thrust, adalah jebakan yang minyak bumi berada pada Hanging Wall dan Footwall. Lalu, Seal yang posisinya lateral pada diapir dan menutup rapat jebakan yang berada diatasnya.







Perangkap Kombinasi



Kemudian perangkap yang selanjutnya adalah perangkap kombinasi antara struktural dan stratigrafi. Dimana pada perangkap jenis ini merupakan faktor bersama dalam membatasi bergeraknya atau menjebak minyak bumi. Dan, pada jenis perangkap ini, terdapat leboh dari satu jenis perangkap yang membenuk reservoar. Sebagai contohnya antiklin patahan, terbentuk ketika patahan memotong tegak lurus pada antiklin. Dan, pada perangkap ini kedua perangkapnya tidak saling mengendalikan perangkap itu sendiri.







Perangkap Hidrodinamik



Kemudian perangkap yang terakhir adalah perangkap hidrodinamik. Perangkap ini sangta jarang karena dipengaruhi oleh pergerakan air. Pergerakan air ini yang mampu merubah ukuran pada akumulasi minyak bumi atau dimana jebakan minyak bumi yang pada lokasi tersebut dapat menyebabkan perpindahan. Kemudian perangkap ini digambarkan pergerakan air yang biasanya dari iar hujan, masuk kedalam reservoar formasi, dan minyak bumi bermigrasi ke reservoar dan bertemu untuk migrasi ke atas menuju permukaan melalui permukaan air. Kemudian tergantung pada keseimbangan berat jenis minyak, dan dapat menemukan sendiri, dan tidak dapat bergerak ke reservoar permukaan karena tidak ada jebakan minyak yang konvensional.



Bab 4 Batuan Reservoir Batuan Reservoir adalah wadah permukaan yang diisi dan dijenuhi oleh minyak dan gas bumi. Ruangan penyimpanan minyak dalam reservoir berupa rongga-rongga atau pori-pori yang rendah. Pada hakekatnya, setiap batuan dapat bertindak sebagai batuan reservoir asal mempunyai kemampuan untuk menyimpan dan melepaskan minyak bumi. Dalam hal ini batuan reservoir harus menyandang dua sifat fisik penting yaitu harus mempunyai porositas yang memberikan kemampuan untuk menyimpan, dan juga kelulusan atau permeabilitas. Jadi secara singkat dapat disebut bahwa batuan reservoir harus berongga-rongga atau berpori-pori yang berhubungan. Porositas dan permeabilitas sangat erat hubungannya, sehingga dapat dikatakan permeabilitas tidak mungkin tanpa adanya porositas, walaupun sebaliknya belum tentu demikian. Batuan dapat bersifat porous tetapi tidak permeabel. Perbedaan antara porositas dan permeabilitas adalah bahwa porositas menentukan jumlah cairan



yang



terdapat,



sedangkan



permeabilitas



menentukan



jumlahnya



yang



dapat



diproduksikan. Dilain pihak, suatu batuan reservoir juga dapat bertindak sebagai lapisan penyalur aliran minyak dan gas bumi dari tempat minyak bumi tersebut keluar dari batuan induk (migrasi primer) ke tempat berakumulasinya dalam suatu perangkap. Bagian suatu perangkap yang mengandung minyak atau gas disebut reservoir. Jadi reservoir merupakan bagian kecil daripada batuan reservoir yang berada dalam keadaan demikian sehingga membentuk suatu perangkap. Syarat-syarat untuk disebut reservoir minyak bumi adalah : 



Batuan reservoir diisi dan dijenuhi oleh minyak dan gasbumi, biasanya merupakan batuan yang berpori-pori.







Lapisan Penutup (Cap Rock), batuan yang tidak tembus minyak, terdapat di atas reservoir.







Perangkap reservoir, bentuk reservoir sedemikian rupa sehinga minyak bumi daoat tertampung.



Batuan yang menyandang sifat porositas dan permeabilitas yang baik adalah batupasir dan karbonat (batugamping dan dolomit). Karena itu minyak dan gas bumi 61% didapat dari batupasir, 39% dari batuan karbonat dan sisanya 1% dari reservoir lain, misalnya rekahan-rekahan pada batuan beku. IFAT FISIK BATUAN RESERVOIR 1. POROSITAS Porositas (Φ) merupakan perbandingan antara ruang kosong (pori-pori) dalam batuan dengan volume total batuan yang diekspresikan di dalam persen.



atau



dimana : Vp



= volume ruang pori-pori batuan



Vb



= volume batuan total (bulk volume)



Vg



= volume padatan batuan total (grain volume)



Φ



= porositas batuan



Porositas batuan reservoir dapat diklasifikasikan menjadi dua : a. Porositas absolute, yang merupakan persen volume pori-pori total terhadap volume batuan total.



b. Porositas efektif, yang merupakan persen volume pori-pori yang saling berhubungan terhadap volume batuan total.



Selain itu, menurut terjadinya, porositas dapat diklasifikasikan menjadi dua, yaitu : a. Porositas primer, merupakan porositas yang terbentuk pada waktu batuan sediment diendapkan. b. Porositas sekunder, merupakan porositas batuan yang terbentuk sesudah batuan sediment terendapkan 2. PERMEABILITAS Permeabilitas didefinisikan sebagai suatu bilangan yang menunjukkan kemampuan dari suatu batuan untuk mengalirkan fluida. Teori tersebut dikembangkan oleh Henry Darcy. Darcy mengungkapkan bahwa kecepatan alir melewati suatu media yang porous berbanding lurus dengan penurunan tekanan per unit panjang, dan berbanding terbalik terhadap viskositas fluida yang mengalir. Persamaan permeabilitas :



dimana : V



= kecepatan aliran, cm/sec



μ



= viskositas fluida yang mengalir, cp



dP/dL= penurunan tekanan per unit panjang, atm/cm k



= permeabilitas, darcy



Batuan reservoir umumnya terdiri dari batuan sedimen, yang berupa batupasir, batuan karbonat dan shale atau kadang-kadang vulkanik. A. BATUPASIR Menurut Pettijohn, batupasir dibagi menjadi tiga kelompok, yaitu : Orthoquarzites, Graywacke dan arkose. a. Orthoquarzites, merupakan jenis batuan sedimen yang terbentuk dari proses yang menghasilkan unsure silica yang tinggi, dengan tidak mengalami metamorfosa dan pemadatan, terutama terdiri atas mineral kwarsa (quartz) dan mineral lainnya yang stabil. Material pengikatnya (semen) terutama terdiri atas carbonate dan silica. b. Graywacke, merupakan jenis batupasir yang tersusun dari unsur-unsur mineral yang berbutir besar, terutama kwarsa dan feldspar serta fragmen-fragmen batuan. Material pengikatnya adalah clay dan carbonate. c. Arkose, merupakan jenis batupasir yang biasanya tersusun dari quartz sebagai mineral yang dominan, meskipun seringkali mineral arkose feldspar jumlahnya lebih banyak dari quartz. B. BATUAN KARBONAT Terdiri atas limestone, dolomite. a.



Limestone, adalah kelompok batuan yang mengandung paling sedikit 80% calcium



carbonate atau magnesium. Fraksi penyusunnya terutama oleh calcite. b.



Dolomite, adalah jenis batuan yang merupakan variasi dari limestone yang mengandung



unsure karbonat lebih besar dari 50%. Komposisi kimia dolomite hampir mirip dengan limestone, kecuali unsure MgO merupakan unsur yang penting dan jumlahnya cukup besar.



C. BATUAN SHALE Pada umumnya unsur penyusun shale ini terdiri dari lebih kurang 58% silicon dioxide (SiO 2), 15% aluminium oxide (Al2O3), 6% iron oxide (FeO) dan Fe 2O3, 2% magnesium oxide (MgO), 3% calcium oxide (CaO), 3% potassium oxide (K 2O), 1% sodium oxide (Na2O) dan 5% air (H2O). sisanya adalah metal oxide dan anion.