PENGERTIAN DASAR PETROLEUM (MIGAS)

Asal - usul Minyak Bumi dan gas alam berasal dari binatang - binatang laut yang kecil atau pun besar hidup dilaut dangkal yang selanjutnya mati dan kemudian terendapkan, sehingga dalam kurun waktu yang lama akan tertutup oleh lapisan yang tebal. Karena pengaruh waktu, tekanan, temperature yang Tinggi. endapan makhluk hidup tersebut berubah menjadi Petroleum ( minyak bumi ) MIGAS.

Edapan MIGAS dapat di gambarkan sebagai : Batuan lunak yang berasal dari Lumpur yang mengandung bintik-bintik minyak dikenal sebagai batuan induk atau “soure rock”. Selanjutnya minyak dan gas ini akan bermigrasi menuju tempet yang bertekanan lebih rendah dan akhirnya terakumulasi di tempat yang di sebut perangkap (trap).

Suatu perangkap dapat mengandung:

Minyak, gas, dan air

Minyak dan air

Gas dan air

Karena perbedaan berat jenis, apabila ketiga-tiganya berada dalam suatu perangkap dan berada dalam keadaan stabil, gas senantiasa berada di atas, minyak di tengah dan air di bagian bawah. Gas yang terdapat bersama-sama minyak bumi di sebut “associated gas”sedangkan yang terdapat sendiri dalam suatu perangkap disebut “non-associated gas”. Dari penje
lasan diatas maka dapat di rumuskan menjadi beberapa tiory. Ada tiga macam teori yang menjelaskan proses terbentuknya minyak dan gas bumi.

Teori “biogenetic” atau lebih di kenal dengan teori “organik”.
Teori “anorganik”.
Teori “duplex” yang merupakan perpaduan dari kedua teori sebelumnya.

Teori duplex yang banyak di terima oleh kalangan luas menjelaskan bahwa minyak dan gas bumi berasal dari berbagai jenis organisme laut baik hewani maupun nabati.

Dapat kita ilustrasikan atau gambarkan : (Gambar Ilustrasi ini didapat dari
(curahanhaticurhat.blogspot.com))

Gambar 1 Makhluk hidup

Gambar 2 Mulai terjadi proses pengendapan
dan proses perubahan kimiawi

Gambar 3 Perubahan kimiawai akibat proses
Temperatur dan Tekanan

Gambar 4 Proses akhir dari perjalanan MIGAS sehingga
Migas Migrasi dan terakumulasi
pada sebuah Trap

Dari ilustrasi menarik diatas maka dapat di jelaskan secara detail tentang gambaran gambaran tersebut.
Secara Kimiawi

Migas adalah : campuran senyawa hidrokarbon yang multikomponen. Migas dapat berupa campuran senyawa hidrocarbon paraffinic, napthecnic, atau aromatic ( sangat jarang ). Contoh campuran senyawa paraffinic yang memiliki komponen utama yaitu : Unsur Carbon ( C ) dan Hidrogen ( H ), dengan rumus umum senyawa : CnH2n+2.

Beberapa dari jenis golongan paraffinic adalah Methana ( CH4 ), Ethana ( C2H6 ), Propana ( C3H8), Butana ( C4H10), Pentana ( C5H12 ), Hexana ( C6H14 ), Heptana ( C7H16). Tetapi selai itu terdapat unsur Impuritis atau unsur yang terikut yaitu : Karbon dioksida (CO2), Nitrogen ( N2 ). Hidrogen sulfida ( H2S ). Dari unsur diatas dapat di kelompokan lagi menjadi :

1. Unsur Gas terdiri dari : C1 - C4
2. Unsur Liquid terdiri dari : C5 - C17
3. Unsur padatan : C18 keatas

Minyak Mentah

Yaitu : campuran yang sebagian besar terdiri dari hidrokarbon di golongkan parafin, naptena, aromatic, serta impuritis. Minyak mentah setiap lapangan sumur memiliki derajat yang berbeda beda dan kualitas yang berbeda pula tergantung kondisi tempat MIGAS terbentuk.

Presentase Berat Unsur Minyak Mentah

Unsur Presen berat (%)

1. Carbon 84-87
2. Hidrogen 11-14
3. Belerang 0,06 - 2,0
4. Nitrogen 0,1-0,2
5. Oksigen 0,1-2,0

Secara garis besar minyak bumi dapat di rumuskan menurut sifat kimianya yaitu :


1. Senyawa Hidrokarbon Alifatik Rantai Lurus

Senyawa hidrokarbon alifatik rantai lurus biasa disebut alkana atau normal paraffin. Senyawa ini banyak terdapat dalam gas alam dan minyak bumi yang memiliki rantai karbon pendek.
Contoh : CH3 – CH3 dan CH3 – CH2 – CH3
etana propana

2. Senyawa Hidrokarbon Bentuk Siklik

Senyawa hidrokarbon siklik merupakan senyawa hidrokarbon golongan sikloalkana atau sikloparafin. Senyawa hidrokarbon ini memiliki rumus molekul sama dengan alkena (CnH2n), tetapi tidak memiliki ikatan rangkap dua (hanya memiliki ikatan tunggal seperti alkana) dan membentuk struktur cincin.

Dalam minyak bumi, antarmolekul siklik tersebut kadang-kadang bergabung membentuk suatu molekul yang terdiri atas beberapa senyawa siklik.

3. Senyawa Hidrokarbon Alifatik Rantai Bercabang

Senyawa golongan isoalkana atau isoparafin. Jumlah senyawa hidrokarbon ini tidak sebanyak senyawa hidrokarbon alifatik rantai lurus dan senyawa hidrokarbon bentuk siklik.


4. Senyawa Hidrokarbon Aromatik

Senyawa hidrokarbon aromatik merupakan senyawa hidrokarbon yang berbentuk siklik segienam, berikatan rangkap dua selang-seling, dan merupakan senyawa hidrokarbon tak jenuh. Pada umumnya, senyawa hidrokarbon aromatik ini terdapat dalam minyak bumi yang memiliki jumlah atom C besar.

Gas Alam

Terdiri dari golongan parafin yang mudah menguap C1 - C4. Dapat digolongkan beberpa bentuk yaitu :

1. Sweat Gas : Gas alam yang tidak/ sedikit mengandung H2S
2. Sour Gas : Gas alam yang mengamdung H2S dalam jumlah besar ( bersifat korosif).
3. Dry Gas : Gas alam Yang hanya mengandung Hidrokarbon ringan.
4. Wet Gas : Gas yang banyak mengandung Hidrokarbon berat.

Gas alam sebagian besar terdiri dari metana. Indonesia adalah salah satu penghasil utama gas alam terutama dari ladang gas Bontang (Kalimantan) dan ladang gas Arun (Aceh). Gas alam dihasilkan dari sumur-sumur bor. Untuk mempermudah transportasi gas alam dicairkan yang disebut LNG (Liquefied Natural Gas). Gas alam terutama digunakan sebagai bahan bakar rumah tangga, maupun pemanas ruangan waktu musim dingin. Disamping itu, gas alam juga berfungsi sebagai sumber hydrogen dan sebagai bahan dasar untuk berbagai jenis industri.


Trap ( perangkap )

Setelah kita mengulas beberapa pandangan tentang asal usul minyak bumi maka ppada bagian ini kita coba untu membahas tentang Perangkap ( Trap ) MIGAS yang merupakan cikal bakal dilakukanya suatu proses Explorasi MIGAS.
Hal ini sama dengan minyak bumi, sebelum minyak terjebak maka kita perlu element atau unsur dan proses pembentuk minyak dan gas bumi.


Perangkap atau trap dapat dibagi menjadi 5 bagian. Yaitu :

1. Batuan induk (Source): batuan yang mempunyai banyak kandungan material organik. Batuan ini biasanya batuan yang mempunyai sifat mampu mengawetkan kandungan material organik seperti batu lempung atau batuan yang punya banyak kandungan material organik seperti batu gamping.

2. Batuan penyimpan (Reservoir): batuan yang mempunyai kemampuan menyimpan fluida seperti batu pasir dimana minyak atau gas dapat berada di antara butiran batu pasir. Atau bisa juga di batu gamping yang banyak rongga-rongganya. Intinya batu yang punya rongga dan rongga-rongga ini terhubung satu sama lain.

3. Batuan penutup (Seal): batuan yang impermeable atau batuan yang tidak gampang tembus karena berbutir sangat halus dimana butiran satu sama lain sangat rapat.

4. Migrasi (Migration): berpindahnya minyak atau gas bumi yang terbentuk dari batuan induk ke batuan penyimpan sampai dimana minyak dan gas bumi tidak dapat berpindah lagi.

5. Jebakan (Trap): bentuk dari suatu geometri yang mampu menahan minyak dan gas bumi untuk dapat berkumpul.

gambar Bentuk Bentuk trap

Bagaimana Proses minyak Bumi dan Gas terbentuk

secara sistematis

Proses pembentukan minyak bumi ada 5 tahap yang dapat kita susun secara sistematis dengan memasukan unsur unsur materi yang telah kita bahas diatas.

Adapun 5 prosesnya, Yaitu :

1. Pembentukan (Generation): Tekanan dari batuan2 di atas batuan induk membuat temperatur dan tekanan menjadi lebih besar dan dapat menyebabkan batuan induk berubah dari material organik menjadi minyak atau gas bumi.

2. Migrasi atau perpindahan (Migration): Senyawa hidrokarbon (minyak dan gas bumi) akan cenderung berpindah dari batuan induk (source) ke batuan penyimpan (reservoir) karena berat jenisnya yang ringan dibandingkan air.

3. Pengumpulan (Accumulation): Sejumlah senyawa hidrokarbon yang lebih cepat berpindah dari batuan induk ke batuan penyimpan dibandingkan waktu hilangnya jebakan akan membuat minyak dan gas bumi terkumpul.

4. Penyimpanan (Preservation): Minyak atau gas bumi tetap tersimpan di batuan penyimpan dan tidak berubah oleh proses lainnya seperti biodegradation (berubah karena ada mikroba-mikroba yang dapat merusak kualitas minyak).

5. Waktu (Timing): Jebakan harus terbentuk sebelum atau selama minyak bumi berpindah dari batuan induk ke batuan penyimpan.


Setelah kita mengetahui dasar Tentang asal usul petroleum maka diharapkan mendapat pandangan tentang MIGAS dengan baik dan benar. Yang tentunya materi ini hanya sebagai pandangan awal saja masih banyak materi yang digunakan untuk melakukan explorasi MIGAS
Oleh : Arif Eka Rahmanto
Sumber :

1. Sumantri. R. Buku Pelajaran Teknik Resevoir. Fakultas Technology Kebumian dan Energy. Universitas Trisakti. Jakarta. 1998.
2. Craft. B.C, And M.F Hawkins. Applied Petroleuom Resevoir Engineering.Loisiana State University. America. 1959
3. Sutresna, Nana. 2006. Cerdas Belajar Kimia. Bandung : Grafindo.
4. AAPG – www.aapg.org
5. Magoon, LB, and WG Dow, 1994, The petroleum system

Petroleum System (Sistem Minyak dan Gas Bumi)

Petroleum System (Sistem Minyak dan Gas Bumi)

Faktor-faktor yang menjadi perhatian studi Petroleum System adalah batuan sumber (source rocks), pematangan (maturasi), reservoir, migrasi, timing, perangkap (trap), batuan penyekat (sealing rock) dan fracture gradient.

SOURCE ROCKS
Source rocks adalah endapan sedimen yang mengandung bahan-bahan organik yang dapat menghasilan minyak dan gas bumi ketika endapan tersebut tertimbun dan terpanaskan.

Bahan-bahan organik yang terdapat didalam endapan sedimen selanjutnya dikenal dengan kerogen (dalam bahasa Yunani berarti penghasil lilin).

Terdapat empat tipe kerogen:

Tipe I: bahan- bahan organic kerogen Tipe I merupakan alga dari lingkungan pegendapan lacustrine dan lagoon.Tipe I ini dapat mengkasilkan minyak ringan (light oil) dengan kuallitas yang bagus serta mampu menghasilkan gas.

Tipe II: merupakan campuran material tumbuhan serta mikroorganisme laut. Tipe ini merupakan bahan utama minyak bumi serta gas.

Tipe III: Tanaman darat dalam endapan yang mengandung batu bara. Tipe ini umumnya menghasilkan gas dan sedikit minyak.

Tipe IV: bahan-bahan tanaman yang teroksidasi. Tipe ini tidak bisa menghasilkan minyak dan gas.

Kandungan kerogen dari suatu source rock dikenal dengan TOC (Total Organic Carbon), dimana standar minimal untuk 'keekonomisan' harus lebih besar dari 0.5%.

Implikasi penting dari pengetahuan tipe kerogen dari sebuah prospek adalah kita dapat memprediksikan jenis hidrokarbon yang mungkin dihasilkan (minyak, gas, minyak & gas bahkan tidak ada migas).

MATURASI
Maturasi adalah proses perubahan secara biologi, fisika, dan kimia dari kerogen menjadi minyak dan gas bumi.

Proses maturasi berawal sejak endapan sedimen yang kaya bahan organic terendapkan. Pada tahapan ini, terjadi reaksi pada temperatur rendah yang melibatkan bakteri anaerobic yang mereduksi oksigen, nitrogen dan belerang sehingga menghasilkan konsentrasi hidrokarbon.

Proses ini terus berlangsung sampai suhu batuan mencapai 50 derajat celcius. Selanjutnya, efek peningkatan temperatur menjadi sangat berpengaruh sejalan dengan tingkat reaksi dari bahan-bahan organik kerogen.

Karena temperatur terus mengingkat sejalan dengan bertambahnya kedalaman, efek pemanasan secara alamiah ditentukan oleh seberapa dalam batuan sumber tertimbun (gradien geothermal).

Gambar dibawah ini menunjukkan proporsi relatif dari minyak dan gas untuk kerogen tipe II, yang tertimbun di daerah dengan gradien geothermal sekitar 35 °C km ^-1 .

from OpenLearn - LearningSpace

Terlihat bahwa minyak bumi secara signifikan dapat dihasilkan diatas temperature 50 °C atau pada kedalaman sekitar 1200m lalu terhenti pada suhu 180 derajat atau pada kedalaman 5200m. Sedangkan gas terbentuk secara signifikan sejalan dengan bertambahnya temperature/kedalaman.

Gas yang dihasilkan karena factor temperatur disebut dengan termogenic gas, sedangkan yang dihasilkan oleh aktivitas bakteri (suhu rendah, kedalaman dangkal <600m) disebut dengan biogenic gas.

Gambar di bawah ini merupakan contoh penampang kedalaman dari lapisan-lapisan batuan sumber, serta prediksi temperatur dengan cara menggunakan contoh kurva di atas. Dari penampang ini dapat diprediksikan apakah source tersebut berada dalam oil window, gas window, dll. Metoda ini dikenal dengan metoda Lopatin ( 1971). Terlihat jelas, metoda Lopatin hanya berdasarkan temperature dan mengabaikan efek reaksi kimia serta biologi.

Courtesy Fettes College

RESERVOIR
Adalah batuan yang mampu menyimpan dan mengalirkan hidrokarbon. Dengan kata lain batuan tersebut harus memiliki porositas dan permeabilitas.

Jenis reservoir umumnya batu pasir dan batuan karbonat dengan porositas 15-30% (baik porositas primer maupun sekunder) serta permeabilitas minimum sekitar 1 mD (mili Darcy) untuk gas dan 10 mD untuk minyak ringan (light oil).

Berikut contoh-contoh reservoir berikut nilai porositas, permeabilitas, dll. (klik untuk memperbesar):

from OpenLearn - LearningSpace

MIGRASI
Migrasi adalah proses trasportasi minyak dan gas dari batuan sumber menuju reservoir. Proses migrasi berawal dari migrasi primer (primary migration), yakni transportasi dari source rock ke reservoir secara langsung. Lalu diikuti oleh migrasi sekunder (secondary migration), yakni migrasi dalam batuan reservoir nya itu sendiri (dari reservoir bagian dalam ke reservoir bagian dangkal).

from OpenLearn - LearningSpace

Prinsip dasar identifikasi jalur-jalur migrasi hidrokarbon adalah dengan membuat peta reservoir. Kebalikannya dari air sungai di permukaan bumi, hidrokarbon akan melewati punggungan (bukit-bukit) dari morfologi reservoir. Daerah yang teraliri hidrokarbon disebut dengan drainage area (Analogi Daerah Aliran Sungai di permukan bumi). Jika perangkap tersebut telah terisi penuh (fill to spill) sampai spill point, maka hidrokarbon tersebut akan tumpah (spill) ke tempat yang lebih dangkal. Berikut contohnya:

Courtesy Sintef

TIMING
Waktu pengisian minyak dan gas bumi pada sebuah perangkap merupakan hal yang sangat penting. Karena kita menginginkan agar perangkap tersebut terbentuk sebelum migrasi, jika tidak, maka hidrokarbon telah terlanjur lewat sebelum perangkap tersebut terbentuk.

TRAP
Terdapat macam-macam perangkap hidrokarbon: perangkap stratigrafi (D), perangkap struktur (A-C) dan kombinasi (E).

from OpenLearn - Learning Space

SEAL
Seal adalah system batuan penyekat yang bersifat tidak permeable seperti batulempung/mudstone, anhydrite dan garam.

FRACTURE GRADIENT
Didalam evaluasi prospek, kurva fracture gradient diperlukan diantaranya untuk memprediksi sejauh mana overburden rocks mampu menahan minyak dan gas bumi. Semakin tebal suatu overburden, maka semakin banyak volume hydrocarbon yang mampu ‘ditahan’.

Gambar dibawah ini menunjukkan kurva fracture gradient dari gas, minyak dan air formasi dari sebuah lapangan. Berdasarkan kurva ini, jika kita memiliki sebuah perangkap dengan ketebalan overburden (c), maka ketebalan kolom gas maksimal yang mampu ditahan adalah (c-a), dan ketebalan kolom minyak adalah (c-b), selebihnya hidrokarbon tersebut akan merembes keluar penyekat.