October 6, 2009

Petroleum System

Komponen geologi dan berbagai proses mulai dari terbentuknya hidrokarbon pada source rocks hingga terakumulasi. Komponen-komponen tersebut adalah batuan sumber/source rocks, maturasi, reservoir, migrasi, perangkap/trap, dan batuan penyekat/seal .

1) Source Rocks
Source rocks atau batuan induk adalah endapan sedimen yang mengandung material organik yang apabila terpanaskan menghasilkan minyak dan gas bumi. Material organik yang terdapat pada endapan sedimen tersebut dinamakan kerogen.

Berdasarkan komposisi unsur-unsur kimia yaitu karbon (C), hidrogen (H) dan oksigen (O), pada awalnya kerogen dibedakan menjadi 3 tipe utama yaitu kerogen tipe I, tipe II, dan tipe III, yang selanjutnya ditemukan kerogen tipe IV.

1. Kerogen tipe I (oil prone), memiliki perbandingan atom H/C tinggi dan perbandingan atom O/C rendah. Biasa terbentuk pada lingkungan air dangkal seperti lagoon dan danau. Kerogen tipe ini menunjukkan kecenderungan menghasilkan hidrokarbon cair atau minyak.

2. Kerogen tipe II (oil & gas prone), memiliki perbandingan atom H/C tinggi (1,2 – 1,5), sedangkan perbandingan atom O/C relatif rendah (0,1 – 0,2). Tipe kerogen ini terbentuk dari alga laut, fosil dan lemak tanaman. Memiliki kandungan hidrogen tinggi dan oksigen rendah. Terkadang juga sering ditemukan unsur sulfur dalam jumlah besar, sehingga dikelompokkan lagi menjadi kerogen tipe II-S dengan berat belerang organik 8-14% dan perbandingan S/C > 0,04. Tipe ini merupakan bahan utama minyak bumi serta gas.

3. Kerogen tipe III (gas prone), memiliki perbandingan atom H/C relatif rendah dan perbandingan atom O/C tinggi. Memiliki kandungan hidrogen rendah sedangkan oksigen tinggi. Tipe ini memiliki kecenderungan membentuk gas (gas prone) dan sedikit minyak.

4. Kerogen tipe IV (inert), tersusun material rombakan berwarna hitam dan opaque, terbentuk oleh bahan tanaman yang teroksidasi, Tipe ini tidak memiliki kecenderungan menghasilkan minyak dan gas.
Plot perbandingan atom O/C vs H/C (Van Kravelen, 1961)

Slide 16
Slide 10Kandungan kerogen dari batuan induk dikenal dengan TOC (Total Organic Carbon), TOC dari suatu batuan induk pada umumnya diatas 1%, idealnya antara 2,5 - 5 %, dibawah ini adalah ukuran TOC dari suatu batuan induk :


2) Maturasi (tingkat kematangan)
Maturasi adalah proses perubahan secara biologis, fisika, dan kimia dari kerogen menjadi hidrokarbon. Proses maturasi berawal sejak endapan sedimen yang kaya bahan organik terendapkan. Pada tahapan ini, terjadi reaksi pada temperatur rendah yang melibatkan bakteri anaerobik yang mereduksi oksigen, nitrogen dan belerang sehingga menghasilkan konsentrasi hidrokarbon.

Proses ini terus berlangsung sampai suhu batuan mencapai 50° 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 induk tertimbun (gradien geothermal). Slide 48

Maturasi terjadi pada batuan induk yang mencapai kondisi (tekanan & temperatur) tertentu atau biasa dinamakan kitchen, apabila batuan induk sudah matang, hidrokarbon akan mengalami gaya bouyancy untuk selanjutnya bermigrasi.

Pada temperatur diatas 50°C minyak dapat dihasilkan atau pada kedalaman sekitar 1000 m lalu terhenti pada suhu 150°C atau pada kedalaman sekitar 5000 m. Sedangkan pada temperatur tinggi diatas 150°C hanya menyisakan gas terutama methane (dry gas) yang terbentuk secara signifikan sejalan dengan bertambahnya temperatur & kedalaman.
Gambar di bawah menunjukkan skema maturation modelling, dari penampang ini dapat diprediksikan apakah berada dalam oil/gas window.

3) Migrasi
Migrasi adalah proses transportasi hidrokarbon dari batuan sumber menuju reservoir. Proses migrasi berawal dari migrasi primer (primary migration), yakni transportasi dari batuan induk ke batuan reservoir lapisan penyalur (carrier bed). Lalu diikuti oleh migrasi sekunder (secondary migration), yakni migrasi dalam batuan reservoirnya itu sendiri menuju tempat akumulasi.
4) Reservoir
Reservoir adalah batuan yang mempunyai poroitas dan permeabilitas yang baik untuk menyimpan dan mengalirkan fluida.

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).

5) Trap (perangkap)
adalah suatu keadaan yang dapat menyebabkan terjebaknya/terakumulasinya hidrokarbon.
Dibawah ini adalah jenis-jenis perangkap hidrokarbon :

6) Seal (Batuan penyekat)
Seal adalah batuan penyekat yang bersifat impermeabel, biasanya merupakan batu serpih/shale, anhydrite dan garam, membentuk barrier atau penutup diatas maupun disekitar reservoir.
Slide 51
Slide 48

No comments:

Post a Comment

Post a Comment