Batuan Karbonat

Posted in Geologi with tags , , on March 12, 2015 by rachelyanna

Faktor Lingkungan Sedimentasi Batuan Karbonat

limestoneProses sedimentasi karbonat pembentuk batuan karbonat sangat dipengaruhi oleh banyak faktor, khususnya faktor lingkungan. Pada dasarnya, batuan karbonat terbentuk dari proses sedimentasi karbonat di lingkungan perairan (dasar laut), sehingga faktor lingkungan yang berpengaruh antara lain salinity (kadar garam), water depth (kedalaman), water clarity (kejernihan air), dan water temperature (suhu).

Unsur karbonat pembentuk batuan karbonat umumnya berasal dari hasil aktivitas organisme laut seperti terumbu karang, sehingga hampir seluruh faktor yang mempengaruhi sedimentasi karbonat secara tidak langsung merupakan faktor yang mempengaruhi keberlangsungan kehidupan organisme sebagai sumber karbonat tersebut. Air laut, lingkungan sedimentasi karbonat dan ekosistem organisme sumber karbonat memiliki karakteristik khas dengan kandungan garamnya. Kadar garam (salinity) ini akan mempengaruhi organisme sumber karbonat, karena pada umumnya sebagian besar organisme akan bertahan hidup dalam lingkungan bersalinitas yang relatif rendah dan stabil. Selain itu, faktor cahaya juga menjadi hal vital karena matahari sebagai salah satu sumber kehidupan organisme laut hanya dapat mencapai kedalaman tertentu, maka sedimentasi karbonat tidak akan ditemukan pada kedalaman di bawah batas cahaya matahari (kedalaman maksimum terjangkaunya cahaya matahari). Faktor keterjangkauan cahaya tersebut juga tidak lepas dari faktor kejernihan (water clarity), karena air yang jernih memungkinkan cahaya matahari untuk dapat menjangkau lebih dalam kedalaman air laut, dan intensitasnya lebih besar apabila dibandingkan dengan keadaan keruh sehingga kesempatan organisme sebagai sumber karbonat akan lebih luas dan bervariasi.

Umumnya, batuan karbonat lebih banyak ditemukan di lingkungan tropis dan subtropis, sehingga faktor temperatur menjadi sangat penting pula disamping faktor salinitas, kedalaman, dan kejernihan perairan. Karena organisme sumber karbonat pada umumnya dapat hidup dengan baik dalam lingkungan yang hangat. Jadi secara singkat, keberlangsungan proses sedimentasi karbonat hasil aktivitas organisme perairan (laut) dapat terjadi apabila lingkungan hangat, jernih, bersalinitas rendah dengan kedalaman yang sedang hingga dangkal, karena pada kondisi ini keberlangsungan organisme sumber karbonat dapat terjamin.

!

Batuan Karbonat Klastik dan Non Klastik

Pada umumnya, batuan karbonat tergolong dalam batuan sedimen non klastik karena pembentukkannya sebagai hasil dari proses kimiawi maupun biokimia, yaitu dari sedimentasi unsur karbonat organik terlarut. Namun pada dasarnya, batuan karbonat memiliki pengertian yaitu batuan yang memiliki kandungan material karbonat lebih dari 50% yang tersusun atas partikel karbonat klastik yang tersemenkan atau karbonat kristalin hasil presipitasi langsung (Rejers & Hsu, 1986). Atau secara singkat, batuan karbonat adalah batuan dengan minimal 50% komponen utamanya berupa mineral karbonat, sebagaimana contohnya adalah batugamping yang mengandung kalsium karbonat 95%.

Dari pengertiannya tersebut dapat diketahui bahwa batuan karbonat tidak harus selalu tergolong dalam batuan sedimen non klastik. Contoh nyata dalam hal ini berupa batugamping klastika (batuan sedimen klastika karbonat), dimana merupakan batuan sedimen klastik dengan kandungan mineral utamanya adalah mineral karbonat (kalsit).

!

Pembentukan Goa dan Sedimentasi Karbonatnya

caveGoa merupakan suatu lubang di bawah permukaan tanah yang terbentuk secara alami dari proses alam. Ada beberapa jenis goa apabila ditinjau dari proses terbentuknya, yaitu Goa Batu Gamping, Goa Lava Basalt, dan Goa Abrasi. Dari beberapa jenis goa tersebut, goa yang paling umum ditemukan yaitu Goa Batu Gamping dengan proses pembentukkannya yang paling luas dan intensif.

cave_diagramGoa Batu Gamping adalah goa yang terbentuk pada lingkungan/formasi batuan karbonat (batu gamping) yang membentuk karakteristik dari bentang alam Karst. Pembentukan goa ini menjadi intensif pada batu gamping, karena apabila mengingat komposisi dan sifat batuan yang didominasi unsur karbonat CaCO3 yang akan reaktif apabila bereaksi dengan larutan asam, khususnya larutan asam yang mengandung CO2. Sesungguhnya ada beberapa teori klasik pembentukan Goa Batu Gamping ini yang menghubungkannya dengan keberadaan water table, namun pada dasarnya goa ini terbentuk dari hasil pelarutan air yang bersifat asam lemah (reaksi HCl terhadap CO2) pada batuan karbonat (batu gamping), sehingga dalam jangka panjang akan menimbulkan lubang-lubang/retakan-retakan pada batuan karbonat yang akan berkembang lebih intensif lagi dengan adanya proses erosi atau abrasi.

Secara sederhana, proses pelarutan dalam batuan karbonat adalah CaCO3 + H2O + CO2 ↔ Ca+ 2HCO3. Dari persamaan reaksi tersebut mengindikasikan bahwa selain mengalami pelarutan yang menyebabkan pelubangan batuan karbonat juga terjadi pembentukan kembali karbonat, yaitu dimana ketika karbonat terlarut tersebut mengalami sedimentasi dan kehilangan unsur air (H2O + CO2). Hasil dari proses balik ini pada akhirnya akan membentuk hiasan goa seperti stalagmit dan stalaktit.

KLASIFIKASI BATUAN BEKU

Posted in Geologi with tags , , , , on March 11, 2015 by rachelyanna

Klasifikasi Batuan Beku menurut Fenton

Fenton menggolongkan batuan beku berdasarkan tekstur dan tempat terbentuknya. Batuan beku memiliki beragam tekstur yang dipengaruhi oleh tempat dan kedalaman terbentuknya. Kedalaman yang berbeda menyebabkan batuan beku memiliki tekstur yang berbeda pula.

Kelompok batuan beku menurut Fenton :

  • Batuan berbutir kasar; terbentuk jauh di kedalaman, dan memiliki ukuran kristal yang cukup besar.
  • Batuan berbutir halus; terbentuk di dekat permukaan atau di permukaan, dan memiliki kristal yang sangat kecil.
  • Batuan glassy; umumnya terbentuk/membeku pada permukaan aliran lava, karena pendinginannya yang sangat cepat menyebabkan mineral-mineralnya tidak sempat mengkristal.
  • Batuan fragmental; terbentuk dari lemparan kuat material letusan suatu gunung berapi. Terdiri dari banyak butiran dan pecahan yang telah disatukan oleh panas gunung berapi.

Fenton juga menjelaskan bahwa batuan beku akan berwarna cerah apabila mengandung sedikit “iron-magnesian minerals”, dan akan berwarna gelap apabila mengandung banyak “iron-magnesian minerals”. Contoh batuan beku yang digolongkan menurut Fenton adalah Granit dan Sianit.

Penggolongan batuan beku menurut Fenton memiliki kelebihan, yaitu digunakannya plagioklas sebagai kunci mineral sehingga lebih terperinci. Namun memiliki kekurangan pada ukuran butir batuan berbutir kasar yang masih dalam satu golongan.

Sampel Granit.

.


Klasifikasi Batuan Beku Menurut Russel B. Travis

Travis menggolongkan batuan beku berdasarkan tekstur dan komposisi kimia.

1. Tekstur

Oleh Travis, batuan beku dapat digolongkan berdasar syarat teksturalnya :

a. Tingkat kristalinitas (degree of crystalline)

  • Holocrystalline, seluruhnya kristalin.
  • Hypocrystalline (hyalocrystalline/merocrystalline), sebagian tersusun dari kaca (glass).
  • Holohyaline (glassy), seluruhnya tersusun dari glass.

b. Ukuran butir (grain size)

1) Phaneritic, tersusun dari butiran yang kasat mata;

  • Butiran kasar (coarse grained), tersusun dari butiran berdiameter >5mm.
  • Butiran sedang (medium grained), tersusun dari butiran berdiameter 1-5mm.
  • Butiran halus (fine grained), tersusun dari butiran <1mm.

2) Aphanitic, tersusun dari butiran tak kasat mata.

  • Microcrystalline, tersusun dari butiran yang dapat diamati dengan mikroskop.
  • Cryptocrystalline, tersusun dari butiran yang tidak dapat diamati dengan mikroskop, tetapi keseluruhannya merupakan kristalin.
  • Glassy, keseluruhan tersusun atas glass.

c. Susunan butiran (grain relationship)

  • Granular, tersusun dari butiran berdimensi hampir serupa (equidimensional).
  • Equigranular, tersusun dari butiran berukuran hampir seragam.
  • Granitic, hypidiomorphic granular.
  • Porphyritic, tersusun dari butiran berukuran sama atau berbeda di dalam satu kelompok yang mempunyai butiran yang lebih halus dan seragam.
  • Diabasic, tersusun dari piroksen anhedral (atau amfibol) yang terletak di antara lembaran plagioklas yang tidak terarah.
  • Ophitic, tersusun dari lembaran plagioklas yang dikelilingi oleh lembaran piroksen.
  • Pegmatitic, tersusun dari butiran yang menunjukkan rentang ukuran lebar, namun umumnya terlihat lebih besar dibandingkan pada batu induk.
  • Aplitic, Allotrimorphic-granular, menyerupai gula dan umumnya memiliki butiran halus.

d. Tingkat perkembangan kristal pada butiran

1) Ketentuan untuk butiran tunggal/individu

  • Euhedral (idiomorphic, automorphic), seluruh atau hampir seluruhnya dikelilingi permukaan kristal.
  • Subhedral, sebagian dikelilingi permukaan kristal.
  • Anhedral (xenomorphic), seluruhnya tidak dikelilingi permukaan kristal.

2) Ketentuan untuk tekstur batuan beku

  • Panidiomorphic, tersusun seluruhnya oleh butiran euhedral.
  • Hypidiomorphic (hypautomorphic), tersusun atas campuran butiran anhedral dan subhedral dan/atau euhedral.
  • Allotriomorphic, tersusun seluruhnya atas butiran anhedral.

e. Beberapa tekstur batuan vulkanik umum

  • Vesikular, memiliki vasikel (permulaan) menyerupai tabung, oval atau bulst.
  • Amygdaloidal, memiliki amygdules (vesikel pengisi yang tersusun atas mineral sekunder).
  • Pumiceous, banyak vasikel dengan tekstur halus, dimana vesikel umumnya tubular (pada batuan vulkanik bersilika).
  • Scoriaceous, banyak vasikel dengan tekstur kasar, dimana vasikel umumnya membulat (pada batuan vulkanik basaltik).
  • Spherulitic, mempunyai bentuk membulat yang terbentuk dari material kristalin (spherulites).

2. Komposisi Kimia

Oleh Travis, penggolongan batuan beku berdasarkan komposisi kimia adalah dengan menghitung kuantitas silika (SiO2) dan komposisi mineral feldspar (K,Na,Ca). Unsur kimia batuan beku ditentukan oleh sumber magma dan interaksi magma dengan batuan yang dilaluinya. Komposisi kimia batuan beku umumnya dapat dilihat dari mineral atau warnanya, dimana ada empat komposisi utama batuan beku, yaitu :

  • Felsic, merupakan tipe batuan dari lempeng samudera, felsik kaya akan feldspar dan silika (kandungan silika 55% – ~70%). Potasium feldspar menyusun >1/3 total feldspar keseluruhan, dan plagioklas menyusun <2/3 total feldspar keseluruhan.
  • Mafic, adalah tipe batuan dari lempeng benua, mafik kaya magnesium dan besi serta sedikit silika (kandungan silika antara 45%-50%). Feldspar didominasi plagioklas kaya kalsium dengan hanya sedikit mengandung atau bahkan tanpa K- atau Na-feldspar.
  • Intermediet, di antara felsik dan mafik, kandungan silika antara 55%-65%. Plagioklas feldspar menyusun >2/3 keseluruhan feldspar, dan plagioklas kaya Na lebih banyak dari plagioklas kaya Ca. Batuan intermediet ditemukan dalam zona subduksi.
  • Ultramafic, mengandung banyak magnesium dan besi, sedikit silika (kandungan silika <45%), dengan hanya mengandung sedikit atau tanpa feldspar. Batuan ultramafic berasal dari mantel Bumi.

Contoh batuan bekunya adalah basal dan riolit. Kelebihan penggolongan batuan beku oleh Travis adalah penggunaan feldspatoid dalam penggolongan dan penamaan batuannya yang lebih detail. Namun akan menjadi lebih rumit karena harus menentukan kandungan feldspar batuan beku.

Sampel Basal

.


Klasifikasi Batuan Beku Menurut Hamblin & Howard

Pengelompokan batuan beku oleh Hamblin & Howard menekankan pada komposisi dan tekstur.

1. Komposisi

Sekitar 99% batuan beku tersusun atas delapan unsur; oksigen, silikon, aluminium, besi, sodium, kalsium, potasium dan magnesium. Sebagian besar elemen-elemen tersebut terdapat dalam struktur kristal mineral pembentuk batuan dan membentuk feldspar, olivin, piroksen, amfibol, kuarsa, dan mika, yang menyusun lebih dari 95% volume semua batuan beku. Magma kaya besi, magnesium dan kalsium termasuk dalam mafik, membentuk sebagian besar olivin, piroksen, amfibol, kalsium plagioklas. Magma yang kaya silika dan aluminium disebut sialik, dan cenderung membentuk kuarsa, kalium feldspar, dan natrium plagioklas. Terdapat tiga kriteria utama dalam penggolongan batuan beku :

  • Keberadaan atau ketiadaan kuarsa; kuarsa, mineral penting batuan sialik karena kuarsa merupakan elemen batuan intermediet dan mafik.
  • Komposisi feldspar; kalium feldspar dan natrium plagioklas adalah mineral penting pada batuan sialik dan jarang ditemukan dalam batuan intermediet dan mafik.
  • Perbandingan dan jenis mineral feromagnetik; umumnya, batuan mafik kaya mineral ferromagnesian, dan batuan sialik kaya kuarsa.

Proses kristalisasi mineral terjadi pada suhu magma antara 1200oC hingga 600oC. Mineral dengan titik beku tertinggi akan terkristalisasi terlebih dahulu dan memiliki kebebasan mengembangkan permukaannya lebih baik. Sedangkan mineral yang mengkristal pada suhu yang lebih rendah terpaksa berkembang dengan tidak cukup ruang di antara kristal-kristal yang terbentuk terlebih dahulu. Hal ini menyebabkan mineral tersebut memiliki ketidakteraturan permukaan dan karakteristik.

Minerals Chrystallization Order

2. Tekstur

Oleh Hamblin dan Howard, tekstur batuan beku dibagi dalam jenis-jenisnya :

  • Phaneritic Texture, kristal-kristal individual cukup besar untuk diamati langsung.
  • Pophyritic-Phaneritic Texture, terdiri dari dua kristal yang berbeda ukuran dan dapat diamati langsung, dimana kristal yang lebih besar (phenocryst) dikelilingi matriks atau groundmass (kristal yang lebih kecil).
  • Aphanitic Texture, kristal individual berukuran sangat kecil dan tidak dapat diamati langsung (harus dengan mikroskop), terlihat massif dan tidak berstruktur.
  • Porphyritic-Aphanitic Texture, dimana phenocryst terletak dalam matriks afanitik.
  • Glassy Texture, tidak mengandung kristal dan menyerupai kaca (glass).
  • Fragmental Texture, tersusun atas fragmen ash, pumice, dan batuan afanitik. Material berukuran <4 mm disebut tuff, sedang yang berukuran >4 mm disebut breksi vulkanik.

Contoh batuan beku dari penggolongan ini adalah diorit dan andesit. Kelebihan dari penggolongan ini adalah mudah dipahami dan kemudahan dalam penamaan batuan. Sedangkan kekurangannya adalah penggolongannya tidak dapat memuat seluruh jenis batuan.

Sampel Andesit

Struktur-struktur Batuan Sedimen

Posted in Geologi with tags , , , on March 10, 2015 by rachelyanna

Graided_bedding_sed._rocks

Struktur batuan sedimen dapat diklasifikasikan menjadi :

1. Struktur Primer (sygenetic); struktur yang terbentuk bersama dengan pembentukan batuan sedimen itu sendiri :

a. Struktur Fisika; struktur yang terbentuk karena proses fisika (berupa arus/gelombang)

  • Bedding, Cross-bedding, Graded-bedding, Inverted graded-bedding, Lamination.
  • Tidak ada kenampakan struktur; Massif.
  • Berdasar kenampakannya di permukaan batuan; Ripple marks, Tool marks, Flute cast, Mud cracks, Rain print.
  • Karena proses deformasi; Load cast, Convolute structure.

b. Struktur Biologi; struktur  yang terbentuk karena aktivitas organisme biologis.

  • Track, Trail (jejak)
  • Burrow (galian)
  • Cast, Mold (cetakan)

c. Struktur Kimia; struktur yang terbentuk karena aktivitas kimiawi.

  • Nodule, Konkresi.

2. Struktur Sekunder (epigenetic); struktur yang terbentuk setelah terbentuknya batuan sedimen tersebut, seperti fault, fold, jointing.

Dari klasifikasi tersebut, beberapa struktur yang umum ditemukan pada batuan sedimen antara lain :

1. BeddingBeddingAtau biasa dikenal sebagai Struktur Berlapis. Struktur ini merupakan ciri khas batuan sedimen yang memperlihatkan susunan lapisan-lapisan (beds) pada batuan sedimen dengan ketebalan setiap lapisan ≥ 1 cm.

2. Cross-BeddingCross_beddingPerlapisan Silang-Siur (Cross-Bedding), batuan sedimen berstruktur ini memperlihatkan struktur perlapisan yang saling potong memotong. Terbentuk karena pengaruh perubahan energi ataupun arah arus pada saat sedimentasi berlangsung.

3. Graded-BeddingGraded_beddingStruktur Perlapisan Bergradasi (Graded-Bedding), memiliki ciri-ciri ukuran butir penyusun batuan sedimen yang berubah secara gradual, yaitu makin ke atas ukuran butir yang semakin halus, dimana pada proses pembentukkannya butiran yang lebih besar terendapkan terlebih dahulu sedangkan yang lebih halus terendapkan di atasnya.

4. Lamination/LaminasiLaminationMerupakan Struktur Perlapisan (Bedding) dengan ketebalan masing-masing lapisan (bed thickness) yang kurang dari 1 cm.

5. Inverted Graded-BeddingInverted_graded_bedding_schNormalnya, struktur graded-bedding memperlihatkan perubahan gradual butiran yang semakin ke atas semakin halus. Akan tetapi karena suatu pengaruh tertentu, perubahan gradual butiran yang terbalik (makin ke bawah semakin halus) dapat terbentuk pada suatu batuan sedimen dan menyebabkan suatu kenampakan struktur Bergradasi Terbalik (Inverted Graded-Bedding).

6. Slump

Struktur Slump (luncuran), salah satu struktur batuan sedimen yang berbentuk lipatan kecil meluncur ke bawah karena adanya suatu pengangkatan pada suatu lapisan yang belum terkonsolidasi sempurna.

7. Load CastLoad_castMerupakan struktur batuan sedimen yang berupa lekukan di permukaan ataupun bentukan tak beraturan karena pengaruh suatu beban di atas batuan tersebut.

8. Flute CastFlute_castSuatu struktur batuan sedimen yang berupa gerusan di permukaan lapisan batuan karena pengaruh suatu arus.

9. Wash Out

Wash out adalah kenampakan struktur batuan sedimen sebagai hasil dari erosi tiba-tiba karena pengaruh suatu arus kuat pada permukaannya.

10. StromatoliteStromatoliteStromatolite adalah struktur lapisan batuan sedimen dengan susunan berbentuk lembaran mirip terumbu yang terbentuk sebagai hasil dari aktivitas cyanobacteria.

11. Tool MarksTool_marksStruktur ini hampir sama dengan flute cast, namun bentuk gerusan pada permukaan/lapisan batuan sedimen diakibatkan oleh gesekan benda/suatu objek yang terpengaruh arus.

12. Rain PrintRain_dropRain print atau rain marks merupakan suatu kenampakan/struktur pada batuan sedimen akibat dari tetesan air hujan.

13. BurrowBurrowStruktur kenampakan pada lapisan batuan sedimen berupa lubang atau galian hasil dari suatu aktivitas organisme.

14. TrailTrailKenampakan jejak pada batuan sedimen berupa seretan bagian tubuh suatu makhluk hidup/organisme.

15. TrackLithified_dino_tracksSeperti struktur trail, track merupakan kenampakan jejak berupa tapak kaki suatu organisme.

16. Mud CracksMud_cracksBentuk retakan-retakan (cracks) pada lapisan lumpur (mud) yang umumnya berbentuk polygonal.

17. Flame Structureflame_structureFlame structure, kenampakan struktur yang seperti lidah/kobaran api. Struktur ini dapat terbentuk ketika suatu sedimen yang belum terlitifikasi sempurna terbebani oleh suatu lapisan sedimen yang lebih berat di atasnya.

Stratigrafi

Posted in Geologi with tags , , , , on March 2, 2015 by rachelyanna

Bumi, diprediksi telah ada sejak sekitar 4,6 milyar tahun lalu. Sejak saat itu hingga sekarang, Bumi, tidaklah tanpa perubahan. Bumi selalu berubah, bersifat dinamis, penuh gejala geologis. Dan sejarah Bumi tersebut, terekam dalam batuan-batuan penyusunnya. Seperti halnya halaman-halaman buku, lapisan-lapisan batuan mencatat sejarah peristiwa (geologis) yang terjadi ketika itu. Dan sejarah dalam batuan ini dapat diterjemahkan dalam suatu cabang ilmu; Stratigrafi. Mengacu pada Dictionary of Geology and Mineralogy, Second Edition oleh McGraw-Hill, stratigraphy [GEOL]; a branch of geology concerned with the form, arrangement, geographic distribution, chronologic succession, classification, correlation, and mutual relationships of rock strata, especially sedimentary. Stratigrafi dari bahasa Latin, ‘Stratum, dan Yunani, ‘Graphia’, adalah ilmu mengenai lapisan/strata batuan, komposisi, umur relatif, dan korelasi antar lapisan batuan, dalam hubungannya dengan sejarah Bumi. Dalam lingkup studi yang lebih lanjut lagi, stratigrafi dapat dibagi menjadi litostratigrafi, biostratigrafi, kronostratigrafi, dan magnetostratigrafi.

  1. Litostratigrafi; bagian ilmu stratigrafi yang berkaitan dengan identifikasi batuan berdasarkan karakteristik litologi dan hubungan stratigrafinya.
  2. Biostratigrafi; bagian ilmu stratigrafi yang berkaitan dengan identifikasi lapisan batuan/strata beserta hubungannya berdasarkan atas sebaran fosil di dalamnya.
  3. Kronostratigrafi; bagian ilmu stratigrafi yang berkaitan dengan umur batuan dan penanggalan relatif.
  4. Magnetostratigrafi; bagian ilmu stratigrafi yang berkaitan dengan hubungan stratigrafi berdasarkan karakteristik magnetik dari batuan sedimen dan batuan beku.

Terdapat prinsip pokok dalam ilmu stratigrafi, yang juga merupakan prinsip dalam metode Penanggalan Relatif untuk penentuan waktu geologi, yaitu :

  1. Superposisi (Superposition); oleh Nicholas Steno (1638 – 1686); dalam suatu urutan batuan sedimen yang belum mengalami gangguan, batuan yang paling tua diendapkan paling bawah, sedangkan yang paling muda diendapkan paling atas.
  2. Horizontalitas (Original Horizontality); oleh Nicholas Steno (1638 – 1686); dalam proses sedimentasi, sedimen diendapkan sebagai lapisan horisontal.
  3. Kemenerusan Lateral (Lateral Continuity); oleh Nicholas Steno (1638 – 1686); sedimen diendapkan melampar secara horisontal ke segala arah, hingga menipis dan berakhir pada tepi cekungan pengendapan.
  4. Hubungan Potong-Memotong (Cross-Cutting Relationship); oleh James Hutton (1726 – 1797); adanya intrusi batuan beku atau patahan harus lebih muda dari batuan yang diintrusi atau batuan yang terpatahkan.
  5. Inklusi (Inclusion); suatu inklusi (fragmen batuan di dalam tubuh batuan lain) harus lebih tua dari batuan yang mengandung inklusi tersebut.
  6. Suksesi Biota (Faunal and Floral Succession); oleh William Smith (1769 – 1839); fosil yang berada pada lapisan batuan paling bawah adalah lebih tua daripada fosil yang berada pada lapisan paling atas.

stratigraphy_ms_encarta

Selain itu, terdapat satu prinsip yang bilamana terdapat hubungan urutan batuan yang tidak menerus, yang mengindikasikan adanya gangguan terhadap suatu masa proses pengendapan. Disebut sebagai prinsip Ketidakselarasan (Unconformity), sebagaimana terwujud sebagai bidang ketidakselarasan, yaitu suatu bidang ketidakmenerusan dalam urutan batuan karena adanya gangguan proses pengendapan dalam waktu yang relatif lama. Hilangnya urutan batuan berarti hilangnya rekaman waktu geologi, yang kemudian disebut sebagai Hiatus.

Analisa Kuantitatif Wireline Log

Posted in Minyak dan Gas Bumi, Petrofisika with tags , , , , , on February 26, 2015 by rachelyanna

LOGGING

Pengukuran log/logging, yaitu perekaman dan pengukuran data bawah permukaan (sifat-sifat fisik batuan) di sepanjang lubang pemboran, guna membuktikan keberadaan Minyak dan Gas Bumi/Hidrokarbon yang kemungkinannya terindikasi dari interpretasi seismik. Data log yang diperoleh, kemudian dilakukan evaluasi/analisa, baik secara kualitatif maupun kuantitatif. Pada analisa kuantitatif, lebih ditujukan untuk mengetahui parameter-parameter fisik batuan reservoar yang telah terindikasi dari analisa kualitatif. Parameter tersebut berupa porositas efektif, saturasi air, dan permeabilitas.

Evaluasi secara kuantitatif membutuhkan beberapa data log, yang utamanya berupa Log Gamma Ray, Log Resistivitas, Log Densitas, Log Neutron, dan Log Sonik. Pada mulanya, analisa secara kuantitatif dilakukan dengan menghitung volume serpih (shale), yang merupakan jumlah kandungan serpih pada batuan reservoar. Karena serpih memiliki porositas non-efektif, maka akan mempengaruhi hasil pengukuran log Porositas/Neutron, dan menyebabkan nilai porositasnya menjadi lebih tinggi. Oleh karenanya, perhitungan volume serpih dilakukan sebagai koreksi pada porositas total sehingga dapat diperoleh porositas efektif batuan reservoar.

Perhitungan volume serpih (Vsh) dapat dilakukan secara linear berdasarkan Log Gamma Ray, berdasarkan persamaan Index Gamma Ray (IGR) :

IGR=((GRlogGRmin)/(GRmaxGRmin))x100%

Beberapa metode lain digunakan untuk menghitung volume serpih terhadap nilai Index Gamma Ray, yaitu :volshaletable

Pada metode Bateman, GRfactor merupakan konstanta untuk menghubungkan metode Clavier dengan Stieber, sesuai dengan grafik berikut :shalevolgraph

1. Porositas

Porositas adalah fraksi ruang pori dalam batuan, atau dapat dikatakan sebagai kemampuan batuan reservoar untuk menyimpan fluida. Secara matematis dinyatakan dengan :

Φ(%)=((Volume of pores)/(Bulk volume))×100%

Porositas batuan dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain ukuran butir, bentuk butir, sortasi, dan fabrics.

Terdapat dua macam porositas batuan, berdasarkan tingkat efektivitasnya, yaitu :

  • Porositas efektif; dimana tiap pori saling terhubung.
  • Porositas non-efektif; dimana tiap pori saling tertutup.

porositytypes

Selain itu, berdasarkan pembentukannya, porositas dapat dibedakan menjadi :

  • Porositas primer; porositas batuan yang terbentuk ketika/seiring dengan batuan tersebut terbentuk. Porositas primer dapat berkurang akibat terbebani (overburden) oleh batuan di atasnya, atau akibat proses sementasi.
  • Porositas sekunder; porositas batuan yang terbentuk setelah terbentuknya batuan tersebut, akibat adanya proses disolusi dan rekahan.

Dalam kegiatan eksplorasi Minyak dan Gas Bumi, perlu diperhatikan juga tingkat kualitas porositas batuan, yang oleh Koesomadinata (1980) diklasifikasikan menjadi :

  • 0 – 5 % : Diabaikan (negligible)
  • 5 – 10 % : Buruk (poor)
  • 10 – 15% : Cukup (fair)
  • 15 – 20 % : Baik (good)
  • 20 – 25 % : Baik sekali (very good)
  • >25 % : Istimewa (excellent)

Dalam analisa kuantitatif data log, porositas dapat dihitung berdasarkan data Log Sonik, Log Densitas, maupun Log Neutron.

a. Perhitungan Porositas berdasarkan Log Sonik

Dengan berdasarkan pada persamaan Wyllie, porositas (Φe) pada batuan clean dapat diperoleh dengan :

Φe=((DTDTma)/(DTflDTma))⋅1/CP

Sedangkan pada batuan shaly, porositas dapat dihitung dengan :

Φe=[((DTDTma)/(DTflDTma))⋅1/CP]-Vsh[((DTshDTma)/(DTflDTma))]

Dimana : Φe = Porositas efektif, DT = Waktu transit gelombang dari data Log Sonik (μs/m), DTma = Waktu transit gelombang pada matriks batuan (μs/m), DTfl = Waktu transit gelombang pada fluida (μs/m), CP = Faktor kompaksi; CP=(DTsh)/100, DTsh = waktu transit gelombang pada serpih (μs/m).

b. Perhitungan Porositas berdasarkan Log Densitasd)

Berdasarkan data log Densitas, porositas (Φd) pada batuan yang clean dapat diperoleh dengan :

Φd=((ρmalog)/(ρmafl))

Sedangkan pada batuan yang shaly, dengan :

Φd=[((ρmalog)/( ρmafl))]-Vsh[((ρmash)/(ρmafl))]

Dimana : Φd = porositas dari Log Densitas, ρma = nilai densitas matriks batuan, ρlog = nilai densitas dari pembacaan data log, ρma = nilai densitas fluida, ρsh = densitas serpih.

c. Perhitungan Porositas berdasarkan Log Neutronn)

Berdasarkan data Log Neutron, porositas pada batuan yang clean dapat dihitung dengan :

Φn=[(1,02⋅Φnlog)+0,0425]

Sedangkan pada batuan yang shaly, dengan :

Φn=[(1,02⋅Φnlog)+0,0425]-(Vsh⋅Φnsh)

Dimana : Φnlog = nilai porositas Log Neutron, Φnsh = nilai porositas serpih.

d. Perhitungan Porositas berdasarkan Log Neutron-Densitas

Porositas efektif (Φe) juga dapat dihitung dengan menggunakan crossplot antara Log Densitas dengan Neutron, yaitu :

  • Pada zona Minyak Bumi ; Φe=(Φnd)/2
  • Pada zona Gas ; Φe=√((Φn^2+Φd^2 )/2)

Dimana : Φn = porositas dari perhitungan berdasar data Log Neutron, Φd = porositas dari perhitungan berdasar data Log Densitas.

2. Permeabilitas

Permeabilitas, kemampuan pori batuan untuk meloloskan fluida. Konsepnya diperkenalkan oleh H. Darcy di tahun 1856, yang dinyatakan dalam :

Q=K(P1P2 )A/(μ.L)

Dimana : Q = laju aliran fluida (cm3/sec), A = luas penampang media berpori (cm2), μ = viskositas fluida (cps), P1P2 = perbedaan tekanan (atm), L = panjang media berpori (cm), K = permeabilitas (Darcy).

perm

Permeabilitas dapat diklasifikasikan menjadi :

  • Permeabilitas absolut (K) = (250.phi3/Swi)2; kemampuan batuan meloloskan satu jenis fluida yang 100% jenuh.
  • Permeabilitas efektif; kemampuan batuan meloloskan satu macam fluida apabila terdapat dua macam fluida yang terpisah.
  • Permeabilitas relatif; perbandingan antara permeabilitas absolut dan efektif.

Skala kualitas dari permeabilitas suatu batuan (Koesoemadinata, 1980) :

  • < 5 mD : Ketat (tight)
  • 5 – 10 mD : Cukup (fair)
  • 10 – 100 mD : Baik (good)
  • 100 – 1000 mD : Baik sekali (very good)

Perhitungan permeabilitas dapat dilakukan dengan menggunakan metode, yang salah satunya adalah Coates Free Fluid Index yang dikembangkan oleh Coates tahun 1973.

k=[(Φ/C)^2⋅(FFI/BVI)]^2

dimana : k = permeabilitas, Φ = porositas, C = konstanta Coates, BVI = Bulk Volume Irreducible, FFI = Free Fluid Index (FFI = Φ – BVI).

3. Saturasi Air

Saturasi air adalah persentasi volume pori batuan yang terisi air, dimana pada umumnya suatu reservoar dapat terisi oleh perpaduan air dan hidrokarbon. Saturasi hidrokarbon (Sh) terhadap saturasi air (Sw) dalam reservoar dapat dihitung dari :

Sh = (1 – Sw), dimana Sw = (Vw/Vp).100%

Saturasi air dapat dibedakan menjadi dua, yaitu saturasi air total (SWt) dan saturasi air efektif (SWe). Saturasi air total adalah rasio antara volume air total dengan porositas total. Sedangkan saturasi air efektif adalah rasio volume air bebas (free water volume) dengan porositas efektif.

SWt=(BVW+CBW)/Φt

Swe=BVWe

Dimana : BVW = Free Volume Water; bagian dari air yang masih dapat bergerak/mengalir, CBW = Clay Bound Water; air yang terkandung dalam lempung, Φt = Porositas total, Φe = Porositas efektif.

Perhitungan saturasi air (Sw) secara sederhana, pada batuan clean, dapat dilakukan dengan persamaan Archie yaitu :

Sw=((ARw)/(Φ^MRT ))^(1/N)

dimana : A = Tortuosity Factor, M = Faktor semetasi, N = Eksponen saturasi, Φ = Porositas, Rw = Resistivitas air formasi pada suhu formasi, RT = Resistivitas formasi.

Untuk batuan shaly, perhitungannya dapat dilakukan dengan persamaan Simandoux :

Sw=(((Vsh/Rsh)^2+(4⋅Φe^M)/(ARw(1-Vsh)⋅RT)-Vsh/Rsh)/((2Φe^M)/(ARw (1-Vsh ) )))^(1⁄2)

Dimana : Vsh = volume serpih, Rsh = resistivitas serpih.

Terdapat suatu irreducible water (SWirr), yaitu air yang tertahan oleh surface tension pada permukaan butiran dan mengisi celah-celah yang paling kecil.

.

.

.


[dicuplik dari laporan tugas milik pribadi😀 ]

Analisa Kualitatif Wireline Log

Posted in Minyak dan Gas Bumi, Petrofisika with tags , , , , , on February 25, 2015 by rachelyanna

Kegiatan eksplorasi Minyak dan Gas Bumi (Hidrokarbon) merupakan serangkaian kegiatan yang panjang, dari studi geologi permukaan, survey seismik, hingga dilakukan pemboran. Khususnya dalam kegiatan pemboran, dilakukan suatu kegiatan pengukuran log/logging, yaitu perekaman dan pengukuran data bawah permukaan (sifat-sifat fisik batuan) di sepanjang lubang pemboran. Tujuan utamanya adalah untuk membuktikan keberadaan hidrokarbon, yang kemungkinannya terindikasi dari penafsiran/interpretasi seismik.

LOGGINGInstrumen logging, ilustrasi logging, dan data grafik hasil logging.

Data log yang diperoleh, kemudian dilakukan evaluasi/analisa. Dalam perspektif luas, sesungguhnya evaluasi data log mencakup beberapa bidang kajian yang saling terkait; Geologi, Geofisika, Petrofisika, Geokimia, Matematika, Ekonomi, dll, dimana dari serangkaian panjang eksplorasi hidrokarbon pada akhirnya membawanya pada kesimpulan berdasarkan nilai ekonomisnya, dan evaluasi data log menjadi salah satu inti kajiannya.

Terdapat beberapa kajian pokok di dalam evaluasi data log, antara lain untuk :

  • Identifikasi porositas dan permeabilitas batuan reservoar.
  • Perhitungan porositas dan saturasi air.
  • Identifikasi jenis fluida (gas, minyak, air) dan kontak di antaranya.

BOREHOLE ENVIRONMENT

Dalam kegiatan pemboran, akan digunakan suatu lumpur pemboran khusus (mud filtrate) yang digunakan dan diinjeksikan selama pemboran berlangsung. Lumpur pemboran ini memiliki berbagai fungsi, yaitu guna memindahkan cutting, melicinkan dan mendinginkan mata bor, dan menjaga tekanan antara bor dan formasi batuan. Densitas lumpur tersebut dijaga agar tetap tinggi supaya tekanan pada kolom lumpur selalu lebih besar daripada tekanan formasi. Perbedaan tekanan ini menyebabkan terdorongnya sebagian lumpur untuk merembes ke dalam formasi batuan. Rembesan fluida lumpur tersebut kemudian mengakibatkan adanya tiga zona di sekitar lubang pemboran yang mempengaruhi pengukuran log, khususnya pengukuran log yang berdasarkan prinsip kelistrikan (log SP, dan log Resistivitas). Tiga zona tersebut, yaitu :

  1. Zona Terinvasi (Flushed Zone); zona yang umumnya diasumsikan bahwa air formasi telah tergantikan seluruhnya oleh mud filtrate.
  2. Zona Transisi (Transition Zone); zona yang mengandung sebagian air formasi dan sebagian hidrokarbon yang tergantikan mud filtrate.
  3. Zona Jauh/Tidak Terinvasi (Undisturbed Zone); zona yang tidak terpengaruh oleh mud filtrate.

borehole_envPenampang lingkungan sekitar lubang pemboran.

Zona terinvasi memiliki diameter df, ketebalan sekitar 6 inch, dan mengandung mud filtrate dengan nilai resistivitas Rmf, serta mengandung residual hydrocarbon dengan nilai resistivitas Rxo. Sedangkan zona transisi dengan diameter dj dan rentang beberapa kaki. Untuk zona jauh memiliki resistivitas air Rw, resistivitas formasi Rt, dan nilai saturasi air Sw.

ANALISA KUALITATIF LOG SUMUR PEMBORAN

Analisa data log sumur pemboran dapat dilakukan secara kualitatif maupun kuantitatif. Secara kualitatif, praktisnya adalah dengan menganalisa karakteristik grafik data log, untuk langkah awal identifikasi dan zonasi reservoar hidrokarbon. Sedangkan analisa secara kuantitatif, yaitu dengan perhitungan menggunakan persamaan-persamaan tertentu, untuk identifikasi tahap lanjut terhadap tingkat porositas, permeabilitas batuan reservoar, dan saturasi air. Di dalam industri jasa survey eksplorasi Minyak dan Gas Bumi, terdapat berbagai macam jenis pengukuran log sesuai dengan prinsip kerja dan fungsinya. Namun, dari bermacam pengukuran log yang tersedia, terdapat jenis pengukuran log yang utama, yaitu; Log Gamma Ray, Log Spontaneous Potential, Log Resistivitas, Log Densitas, Log Neutron, Log Sonik, dan Log Kaliper. [lihat:Wireline Log untuk sekilas prinsip kerjanya]

1. Log Gamma Ray

Dalam analisa kualitatif, log Gamma Ray (GR Log) dapat digunakan untuk identifikasi dan korelasi litologi serta estimasi tingkat kelempungan, karena prinsip kerjanya yang mengukur tingkat radioaktivitas alami (sinar gamma) dari unsur-unsur tertentu pada mineral mika, glaukonit, dan potasium feldspar, yang umum ditemukan pada batu serpih (shale) dan lempung (clay). Secara umum (konvensional), kegiatan eksplorasi dilakukan untuk mencari hidrokarbon pada batuan reservoar yang memiliki porositas dan permeabilitas yang baik, yaitu batupasir dan batugamping. Karena karakteristik batu serpih dan lempung yang memiliki porositas dan permeabilitas yang kecil (kemudian dianggap sebagai batuan non-reservoar), dan bersifat “menyerpih” dalam suatu tubuh batuan, maka dengan analisa log Gamma Ray ini dapat dilakukan identifikasi litologi, membedakan zona reservoar dengan zona non-reservoar.

Batupasir dan batugamping yang clean (bebas kandungan serpih), pada umumnya akan memiliki kandungan material radioaktif yang rendah, sehingga akan menghasilkan pembacaan nilai GR yang rendah pula. Seiring dengan bertambahnya kandungan serpih dalam batuan, maka kandungan material radioaktif akan bertambah dan pembacaan nilai GR akan meningkat. Teknik interpretasinya, secara sederhana yaitu dengan membuat suatu garis batas (cut off) antara shale base line (yang menyatakan nilai GR tertinggi) dengan sand base line (yang menyatakan nilai GR terendah). Sehingga diperoleh zona di sebelah kiri cut off sebagai zona reservoar, dan zona non-reservoar di sebelah kanan garis cut off.

LOG_GR(1)Respon Gamma Ray di berbagai litologi, (2)Analisa kualitatif log GR.

Pengukuran log Gamma Ray memiliki kelemahan, terutama apabila terdapat batuan selain serpih dan lempung yang memiliki radioaktivitas alami tinggi, seperti tuff. Sehingga identifikasi litologi umumnya diperkuat dengan pengukuran Spectral Gamma Ray, yang mampu mengetahui sumber radiasi.

2. Log Spontaneous Potential

Dari prinsip kerjanya, log SP ini dapat digunakan untuk identifikasi batuan permeable, identifikasi lapisan serpih (non-reservoar) dan non-serpih (reservoar), membantu korelasi litologi, dan menghitung nilai salinitas fluida formasi (Rw). Pengukurannya berdasarkan adanya beda potensial karena perbedaan salinitas antara lumpur pemboran (Rmf) dengan fluida formasi (Rw), dimana pada dasarnya nilai salinitas berbanding terbalik dengan resistivitas.

sp_logTeknis pengukuran log SP, beserta responnya.

Dalam interpretasinya, apabila data log SP menunjukkan kurva lurus (tidak ada perubahan nilai) maka mengindikasikan salinitas fluida formasi sama dengan salinitas lumpur pemboran, atau dapat juga sebagai indikasi lapisan batuan yang pejal (tight) atau impermeable. Sedangkan apabila terdapat defleksi grafik/perubahan nilai log SP, maka menunjukkan adanya perbedaan salinitas, adanya lapisan batuan permeable, dan dapat diasumsikan sebagai reservoar. Dan apabila lapisan permable tersebut mengandung saline water maka nilai Rw << Rmf, dan akan terjadi perubahan nilai SP yang negatif, sedangkan lapisan yang mengandung fresh water memiliki nilai Rw >> Rmf, mengakibatkan perubahan nilai SP positif.

3. Log Resistivitas

Log Resistivitas dapat digunakan untuk membedakan lapisan reservoar dan non-reservoar, identifikasi jenis fluida (air formasi dan hidrokarbon) dan batas kontak fluidanya, menghitung nilai resistivitas air formasi dan salinitas air formasi.

Terdapat dua macam pengukuran log resistivitas, yaitu Lateral Log; meliputi Lateralog Deep (LLD), Lateralog Shallow (LLS), Micro Spherically Focused Log (MSFL), dan Induction Log; yang meliputi Inductionlog Deep (ILD), Inductionlog Shallow (ILS), Micro Spherically Focused (MFS). Mengacu dari adanya perbedaan zona di sekitar dinding lubang pemboran, zona terinvasi dapat terindikasi dari rekaman log MSFL atau SFL. Sedangkan untuk zona transisi dapat terindikasi dari rekaman log LLS atau ILM. Untuk zona jauh dapat terbaca dari log LLD atau ILD.

log_resistivityRekaman log Resistivitas.

Dalam teknik interpretasinya, analisa log resistivitas, utamanya adalah untuk mengetahui indikasi batuan yang porous dan permeable yang mengandung fluida hidrokarbon atau air. Nilai-nilai LLD/ILD, LLS/ILS, dan MSFL umumnya ditampilkan pada satu kolom grafik, dab berdasarkan karakteristik grafiknya, indikasi hidrokarbon ditunjukkan oleh adanya perubahan nilai/defleksi grafik LLD/ILD yang relatif berada di kanan terhadap defleksi grafik LLS/ILM dan MSFL. Sedangkan defleksi grafik LLD yang relatif lebih negatif terhadap LLS/ILM dan MSFL akan mengindikasikan adanya kandungan fluida air. Namun apabila ketiga grafik tersebut menunjukkan grafik yang saling berhimpit tanpa adanya separasi yang jelas maka dapat mengindikasikan suatu zona yang impermeable atau tight.

4. Log Densitas

Log Densitas dapat digunakan untuk perhitungan densitas, perhitungan porositas, dan identifikasi kandungan fluida. Dengan memanfaatkan pancaran sinar gamma dan prinsip Hamburan Compton, prinsip kerjanya yaitu dengan mengukur densitas bulk batuan, yang merupakan fungsi dari densitas elektron dalam batuan. Secara teori, batuan berpori (umumnya berupa batupasir atau batugamping) akan memiliki kandungan elektron yang lebih sedikit dibandingkan dengan batuan pejal (tight). Untuk batupasir (densitas ρ = 2,65 gr/cc) dan batugamping (ρ = 2,71 gr/cc) yang mengandung fluida gas akan memiliki densitas bulk yang tinggi. Sedangkan serpih akan memiliki nilai densitas bulk yang sangat tinggi apabila memiliki kandungan air terikat (clay-bound water).

LOG_RHOBRespon log Densitas di berbagai litologi.

Interpretasi log Densitas dilakukan dengan mengamati karakteristik grafik yang akan mengalami defleksi ke nilai yang lebih rendah apabila melalui suatu yang mengandung fluida berupa gas, sedangkan akan mengalami defleksi ke arah nilai yang lebih tinggi apabila melalui suatu yang mengandung fluida air maupun fluida minyak.

5. Log Neutron

Log Neutron dapat digunakan untuk perhitungan porositas batuan, evaluasi litologi, dan deteksi keberadaan gas. Prinsipnya adalah dengan mengukur persentase pori batuan dari intensitas atom hidrogen di dalamnya, yang diasumsikan bahwa hidrogen tersebut akan berupa hidrokarbon maupun air. Hasil pengukuran log Neutron kemudian dinyatakan dalam Porosity Unit (PU).

Pada formasi yang mengandung minyak dan air, dimana kandungan hidrogennya tinggi maka menyebabkan nilai Porosity Unit juga tinggi. Sedangkan pada formasi yang mengandung gas yang memiliki kandungan hidrogen yang rendah menyebabkan nilai PU yang rendah pula. Rendahnya nilai PU karena kehadiran gas kemudian disebut dengan gas effect.

LOG_NPHIRespon log Neutron di berbagai litologi.

Suatu grafik log Neutron akan menunjukkan defleksi ke arah nilai yang lebih tinggi (ke arah kiri) apabila melalui suatu zona berporositas tinggi, dan sebaliknya, grafik akan mengalami defleksi ke kanan apabila melalui zona berporositas rendah.

Log Neutron, umumnya tidak terlepas dari log Densitas, karena kedua log tersebut memiliki korelasi dalam menentukan jenis fluida yang terindikasi, antara gas, minyak, dan air, serta batas kontak antar fluida tersebut. Grafik log Neutron dan log Densitas biasanya ditampilkan pada satu kolom, dan berdasarkan karakteristik grafik keduanya, apabila terdapat suatu cross-over dengan jarak separasi yang besar maka merupakan indikasi dari adanya gas. Sedangkan apabila jarak separasinya sempit dapat mengindikasikan adanya minyak, lebih sempit lagi menunjukkan adanya fluida air.

RHOB-NPHIAnalisa kualitatif log Neutron-Densitas untuk identifikasi jenis fluida hidrokarbon.

.

.


[sumber:dicuplik dari laporan milik pribadi😀 ]

Petroleum System

Posted in Geologi, Minyak dan Gas Bumi with tags , , , on February 24, 2015 by rachelyanna

petroleumPetroleum, suatu istilah yang sudah umum didengar. Biasanya ‘Petroleum’ diasosiasikan dengan ‘Oil’, ‘Minyak dan Gas Bumi’, atau lebih tepatnya merujuk pada ‘Minyak Mentah’. Pada dasarnya, Petroleum merupakan senyawa hidrokarbon beserta beberapa unsur lainnya, seperti sulfur, nitrogen, oksigen, helium, dll. Sedangkan Oil, atau Minyak Bumi, merupakan suatu zat berbentuk cair pada kondisi suhu dan tekanan di permukaan Bumi. Sebagaimana Minyak Bumi, Gas Bumi juga merupakan zat berbentuk gas pada kondisi suhu dan tekanan permukaan. Minyak dan Gas Bumi, tergolong sebagai senyawa hidrokarbon, yaitu senyawa yang hanya terdiri atas hidrogen dan karbon. Kemudian, dalam dunia industri Migas, Minyak dan Gas Bumi disebut sebagai Hidrokarbon. Jadi, dapat dikatakan bahwa Petroleum merupakan Minyak dan Gas Bumi yang masih terdapat beberapa unsur “pengotor: lainnya, dimana terkadang ditemukan Petroleum dalam fase padat, seperti aspal, bitumen, tar.

Minyak dan Gas Bumi/Hidrokarbon terbentuk dan tersimpan di bawah permukaan Bumi. Pembentukannya, diyakini bahwa hidrokarbon terbentuk dari material-material organik yang terpendam berjuta-juta tahun yang lalu. Karena pengaruh temperatur dan tekanan yang tinggi di bawah permukaan, material organik tersebut terurai menjadi hidrokarbon. Keberadaan hidrokarbon di bawah permukaan, tidak terlepas dari adanya beberapa komponen geologis yang saling terkait, sebagai Petroleum System. Dari rangkaian kegiatan eksplorasi Minyak dan Gas Bumi, salah satunya adalah untuk mempelajari dan memastikan adanya Petroleum System, yang meliputi adanya Batuan Induk (source rock), Perangkap (trap), Batuan Reservoar (reservoir rock), Batuan Penutup (cap rock), Lapisan Pembawa (carrier bed), dan Waktu Migrasi yang Tepat (proper timing of migration).

1. Batuan Induk

Minyak dan Gas Bumi terbentuk di dalam batuan induk (source rock). Pada masa berjuta tahun silam, material organik sisa-sisa kehidupan terkumpul dalam suatu lingkungan pengendapan/sedimentasi, suatu kontur cekungan geologi (basin), baik berupa lingkungan marine (laut) maupun non-marine (lakustrin, fluvial, rawa). Seiring dengan bertambahnya waktu dan perubahan geologis, lingkungan tersebut kemudian menjadi lapisan batuan yang mengandung material-material organik, disebut sebagai batuan induk bagi pembentukan Minyak dan Gas Bumi.

marindepnonmarindepLingkungan pengendapan marine (atas), dan non-marine (bawah).

Batuan induk adalah batuan yang sedang, akan, atau telah menghasilkan hidrokarbon. Sehingga dapat dikatakan bahwa batuan induk merupakan sumber hidrokarbon, dan tanpanya tidak akan ada hidrokarbon yang terbentuk. Batuan induk yang dapat menghasilkan hidrokarbon (dan terhitung dalam Petroleum System) adalah batuan induk telah matang, dimana batuan induk telah mencapai suatu kondisi kematangan termal dan memiliki kandungan material organik yang cukup tinggi. Batuan induk umumnya berupa batuan serpih (shale), batuan karbonat, dan batubara.

2. Perangkap

Perangkap (trap) disini merupakan suatu kondisi geologis yang mampu menjebak aliran hidrokarbon dalam batuan reservoar. Perangkap geologis ini berguna untuk menampung aliran hidrokarbon dan mengakumulasinya. Tanpanya, hidrokarbon akan terus mengalir dan tidak akan ada akumulasi hidrokarbon (dalam jumlah yang ekonomis) di batuan reservoar di bawah permukaan.

Perangkap geologis ini dapat berbentuk sebagai perangkap struktur, perangkap stratigrafi, maupun perangkap kombinasi (struktur dan stratigrafi).

trapMacam perangkap (traps).

3. Batuan Reservoar

Batuan reservoar, batuan di bawah permukaan Bumi sebagai tempat terakumulasinya hidrokarbon. Batuan reservoar adalah batuan yang memiliki porositas dan permeabilitas yang tinggi. Porositas batuan reservoar dapat diartikan sebagai kapasitas penyimpanan hidrokarbon pada batuan reservoar, dan permeabilitas dapat diartikan sebagai kapasitas produksi hidrokarbon pada batuan reservoar.

reservoirPenampang sederhana reservoar hidrokarbon.

Batuan reservoar pada umumnya berupa batuan sedimen (batupasir). Selain itu juga, batuan karbonat juga dapat menjadi batuan reservoar apabila memiliki rongga porositas yang besar. Namun, pada beberapa kasus tertentu, fraktur/celah retakan pada batuan serpih, batuan beku atau metamorfik dapat menjadi suatu reservoar. Lebih detail lagi, batuan reservoar dapat diklasifikasikan menjadi :

a. Batuan Reservoar Fragmental

  • Kongklomerat
  • Batupasir
  • Batulanau
  • Batugamping fragmental

b. Batuan Reservoar Kimiawi

  • Batuan karbonat (dolomit)
  • Batuan karbonat (terumbu)
  • Batuan Reservoar Silika
  • Batuan evaporat (anhydrit dan gypsum)

c. Batuan Reservoar Lainnya

  • Batuan Beku
  • Batuan Metamorf
  • Batuan Piroklastik

 4. Batuan Penutup

Batuan penutup (cap rock) merupakan batuan yang memiliki porositas dan permeabilitas yang rendah, sehingga mampu menghambat hidrokarbon dalam reservoar untuk berpindah/bermigrasi. Dengan adanya batuan penutup, maka hidrokarbon akan tetap berada dalam batuan reservoar.

Batuan penutup memiliki efektivitas yang dipengaruhi oleh beberapa faktor, seperti litologi, ductility (mudah diubah), ketebalan, kemenerusan secara lateral, dan kedalaman lapisan batuan penutup. Pada umumnya, litologi yang efektif untuk menjadi batuan petutup adalah batuan klastik berbutir halus, dan batuan evaporit. Pada daerah yang mendapat pengaruh proses tektonik kuat, ductilitty menjadi penting, dimana garam (salt) dan anhidit, dan serpih kaya organik (organic-rich shale) bisa begitu ductile.

Dari prinsip fisika, efektivitas batuan penutup juga dipengaruhi oleh tekanan kapiler pori batuan penutup dan gaya apung (buoyancy) dari akumulasi hidrokarbon di bawahnya. Suatu batuan penutup akan efektif apabila tekanan kapiler lebih besar dari gaya apung tersebut.

caps

5. Waktu Migrasi (Migration Time)

Migrasi adalah proses perpindahan hidrokarbon secara alami dari batuan induk ke batuan reservoar. Yang diperlukan adalah adanya waktu migrasi yang tepat (proper timing of migration), karena apabila waktu migrasi tidak tepat dalam suatu Petroleum System maka tidak akan ada akumulasi hidrokarbon dalam suatu reservoar.

Proses migrasi disebabkan oleh beberapa faktor, yang secara prinsip fisika berupa adanya gaya kompaksi (akibat beban lapisan batuan di atasnya), tekanan kapiler, daya serap batuan terhadap fluida, dilatansi (perubahan volume lapisan batuan karena suatu gaya), diastrofisme tekanan hidrostatis, dan tekanan hidrodinamis.

Proses migrasi dikelompokkan menjadi dua, yaitu Migrasi Primer dan Migrasi Sekunder. Migrasi Primer adalah migrasi hidrokarbon ketika keluar dari batuan induk menuju ke Lapisan Pembawa (carrier rock), sedangkan Migrasi Sekunder adalah migrasi hidrokarbon secara dalam Lapisan Pembawa/Jalur Migrasi hingga mencapai dan terakumulasi dalam batuan reservoar.

migrateMigrasi hidrokarbon.

systemSkema Petroleum System secara utuh.