Petroleum System: Basic

Dengan adanya petroleum system, maka akan dapat dijelaskan bagaimana hidrokarbon pada suatu lapangan dapat terbentuk dan terakumulasi. Unsur-unsur dari petroleum system meliputi:

• source rock

Batuan yang mampu menghasilkan hidrokarbon. Litologi batuan yang bertindak sebagai source, 90% nya adalah shale. Batuan ini mengandung banyak materi organik yang mana dalam kondisi suhu dan tekanan tertentu akan menjadi hidrokarbon. Materi organik pada source rock sebesar 1%, sedangkan bagian 99% nya adalah mineral. Materi organik sebesar 1% di atas, 90% nya berupa kerogen dan 10% nya berupa bitumen.

• maturation

Pada suhu di bawah 50°C, materi organik berubah menjadi kerogen. Ketika kerogen berada pada tingkat konsentrasi tinggi di dalam shale dan belum mengalami pemanasan pada suhu yang mencukupi untuk mengeluarkan hidrokarbonnya, kerogen membentuk endapan oil shale. Konversi puncak dari kerogen menjadi minyak mentah terjadi pada suhu 100°C. Jika suhu naik di atas 130°C bahkan untuk periode singkat saja, minyak mentah akan mulai crack dan menjadi gas.

Gambar 1. Maturasi hidrokarbon

• migrasi

Keluarnya hidrokarbon dari partikel organik padat (kerogen) dalam source beds dan transportasinya di dalam dan melalui kapiler serta pori-pori sempit dari fine-grained source beds diistilahkan dengan migrasi primer. Sedangkan keluarnya hidrokarbon dari source rock menuju batuan yang lebih porous dan permeable diistilahkan dengan migrasi sekunder. Migrasi ini terjadi karena transformasi kerogen menyebabkan micro-fracturing pada source rock (low permeable) yang membuat hidrokarbon keluar menuju batuan yang lebih permeable. Oleh karena itu, migrasi melibatkan rock properties dan fluid properties diantaranya porositas, permeabilitas, tekanan kapiler, gradien suhu dan tekanan, dan viskositas.

Gambar 2. Gambaran skematik migrasi primer dan migrasi sekunder pada tahap evolusi cekungan

Meskipun umumnya hidrokarbon yang keluar dari source rock akan menuju ke atas karena tekanannya lebih rendah, namun hidrokarbon yang keluar juga dapat menuju ke arah bawah (downward migration). Hal ini hanya akan terjadi jika ada perbedaan tekanan yang terbalik dimana tekanan di bawah source rock lebih rendah daripada tekanan source itu sendiri sebagaimana diilustrasikan pada Gambar 2.

• timing

Hidrokarbon yang keluar ini akan terus bergerak karena menuju ke tekanan yang lebih rendah. Hidrokarbon akan terhenti dan terakumulasi jika pada saat itu sudah terbentuk jebakan pada reservoir. Jika tidak ada penghalang bagi hidrokarbon maka hidrokarbon akan terus bergerak hingga terekspos keluar permukaan yang dikenal dengan oil seep.

• reservoir

Hidrokarbon akan terkumpul pada batuan reservoir yaitu batuan yang memiliki sifat porus dan permeable. Masuknya hidrokarbon ke dalam reservoir akan mendesak air yang sudah ada di dalam reservoir sebelumnya, karena faktor densitas di mana densitas hidrokarbon yang lebih ringan daripada densitas air. Hidrokarbon yang mendesak air ini akan menuju ke atas sehingga susunannya menjadi gas-minyak-air.

• trap/jebakan

Untuk mempertahankan hidrokarbon yang ada dalam reservoir, dibutuhkan adanya jebakan agar hidrokarbon terperangkap dan terakumulasi. Ada tiga macam jebakan yaitu jebakan struktur, jebakan stratigrafi, dan jebakan gabungan dari dua jebakan di atas.

Gambar 3. Jebakan struktural dan jebakan stratigrafi

Gambar 4. Jebakan kombinasi struktural dan stratigrafi pada struktur kubah garam

• seal/tudung

Selain jebakan, untuk menjaga hidrokarbon di dalam reservoir diperlukan adanya sealing rock atau batuan tudung di atasnya. Batuan yang mampu berperan menjadi tudung adalah batuan yang memiliki sifat impermeable. Shale bertindak sebagai sealing rock yang bagus. Dengan sifat batuan yang impermeable maka akan mampu menahan hidrokarbon keluar/berpindah ke tempat lain.

Gambar 5. Terbentuknya hidrokarbon serta proses migrasi dan terjebaknya hidrokarbon

Referensi:

• Jahn, Frank., Cook, Mark., dan Graham, Mark. 2008. Hydrocarbon Exploration and Production. Elsevier
• Tissot P.B., and Welte H.D. 1984. Petroleum  Formation and  Occurrence. Springer-Verlag

Posted in: Petroleum