Akumulasi Minyak dan Gas Bumi

AKUMULASI MINYAK DAN GAS BUMI

Seperti telah kita ketahui bersama bahwa minyak dan gas bumi berakumulasi pada suatu perangkap yang merupkan bagian tertinggi dari lapisan reservoir. Akan tetapi apakah yang menyebabkan minyak dan gas bumi berhenti disana? Ada 2 teori yang menjelaskan pertanyaan itu adalah sebagai berikut :

1.1 TEORI AKUMULASI GUSSOW

Dalam keadaan hidrostatik, akumulasi dapat diterangkan oleh teori Gussow (1951). Gumpalan atas tetes-tetes minyak dan gas akan bergerak sepanjang bagian atas lapisan penyalur keatas, terutama disebabkan pelampungan (buoyancy). Begitu sampai di sustu perangkap (dalam hal ini perangkap struktur), minyak dan gas akan menambah kolom gas dan mendesak minyak kebawah yang juga bertambah tinggi kolomnya dan gilirannya mendesak air ke bawah. Hal ini akan terus terjadi sampai batas minyak – air mencapai ‘Spill point’. Penambahan minyak – dan gas terus menerus akan menyebabkan perlimpahan (Spilling) minyak keatas ke struktur selanjutnya (fasa dua). Pada fasa berikutnya, berhubungan penambahan gas, maka seluruh minyak didesak gas kebawah sehingga melimpah sampai habis dan perangkap diisi sepenuhnya oleh gas.

Stadium 1 : Gas, minyak dan air diatas titik limpah, minyak dan gas kedua-duanya terus menerus terjebak sedangkan air disingkirkan. Stadium ini berhenti jika antara muka minyak-air mencapai titik limpah.

Stadium 2 : Stadium penyebaran selektif dan pengasiran gas. Gas terus dijebak, selagi minyak melimpah keatas kemiringan. Stadium ini berakhir jika antara muka minyak-gas mencapai titk limpah dan berhimpitan dengan antar muka minyak.

Stadium 3 : Stadium Akhir. Perangkap diisi oleh gas. Gas melimpah ketas selagi lebih banyak gas yang masuk perangkap. Minyak melewati perangkap dan meneruskan perjalannya ke atas kemiringan.

Gambar 1 : Differensiasi minyak dan gas dalam perangkap yang menyebabkan minyak melimpah. (Gussow, 1951)

Pada gambar II, terlihat bagaimana mekanisme ini menyebabkan penyebaran akumulasi minyak dan gas pada sejumlah perangkap yang berderetan dan pada ketinggian strukturil yang berbeda. Terisinya suatu perangkap oleh gas, minyak dan sebagainya tergantung dari arah migrasi, dan jumlah minyak dan gas yang bermigrasi.
Yang pertama ini dibandingkan sebagai E, D, dan C. Sedangkan untuk yang kedua diilustrasikan oleh A, B dan C.
Terlihat pada gambar bahwa tergantung dari arah batuan induk, maka yang paling dekat akan terisi oleh gas, sedangkan yang paling jauh diisi oleh air.
Perangkap I Diisi sampai titik limpah dan mempunyai tudung gas. Hanya minyak melimpah keatas ke
Perangkap II.
Perangkap III dan IV penuh dengan air asin dan mengandung minyak atau gas.

Perangkap I seluruhnya diisi dengan gas, seluruh minyaknya telah terusir masuk keperangkap II. Minyak sekarang melebihi perangkap I.
Perangkap II telah diisi minyak dan melimpahkan keatas kemiringan ke dalam perangkap III, yang masih belum mengandung tudung gas.
Perangkap III mengandung hanya sedikit miinyak, sedangkan perangkap IV masih terisi air asin.

Perangkap I tak berubah dengan gas melimpah keatas kemiringan ke dalam perangkap II, Minyak melewati perangkap I. Perangkap II sekarang mempunyai tudung gas dan melimpahkannya ke atas kemiringan ke dalam perangkap III. Perangkap III sekarang telah terisi dengan minyak tetapi masih tetap belum mempunyai tudung gas dan melimpahkan minyak kedalam perangkap III. Perangkap IV masih terisi air asin.



Migrasi sama seperti untuk C, tetapi dalam keadaan hubungan struktur yang lain. Perhatikan bahwa ketinggian kulminasi tidak mempunyai efek terhadap penjebakan selektif, ketinggian titik limpah adalah yang mengendalikan. Ketinggian kulminasi diatas titik limpah menentukan kalau minyak maximum.

Migrasi sama seperti untuk C. Disini semua kaulminasi berada pada ketinggian yang sama. Titik limpah mengendalikan penjebakan differensial.

Gambar II. Penyebaran minyak dan gas pada deretan struktur karena penjebakan pemisahan differensial (Menurut Gussow, 1951)

1..2 TEORI AKUMULASI KING HUBBERT (1953)
King Hubbert (1953) meninjau prinsip akumulasi minyak bumi dari segi kedudukan energi potensial, dan erat hubungannya dengan perangkap hidrodinamik. Dalam hal ini minyak bumi, baik dalam bentuk tetes – tetes maupun fasa yang menerus yang berada dalam lingkungan air, akan akan selalu mencari batuan reservoir yang terisolir dan secara local mempunyai potensial terendah. Medan potensial dalam suatu reservoir yang terisi air merupakan resultan dari dua gaya, yaitu (1) gaya pelampungan (buoyancy), dan (2) gaya yang disebabkan gradient hidrodinamik. Seperti gambar berikut ini.
Keterangan :
A. Penampang Geologi untuk memperlihatkan terjadinya gradien – hidrodinamik karena permukaan potensiometri.
B. Resultan gaya pelampungan dan gradient hidrodinamik serta bidang ekipotensial minyak yang miring.

Dalam pengertian ini, minyak dan gas bumi akan berakumulasi jika bidang ekipotensial yang tegak lurus terhadap garis gaya resultan gaya tadi menutup seluruhnya dari bawah suatu daerah potensial rendah lokasi yang terisolir, misalnya suatu antiklin, suatu pelengkungan ataupun struktur lainnya dimana lapisan reservoir dan lapisan penyekat diatas konkav kearah bawah.

Dengan konsepsi diatas, maka suatu akumulasi dapat terjadi serta hilang atau terusir, dengan terdapatnya suatu gradient hidrodinamik yang pada setiap saat geologi arah serta besarnya ( vektornya dapat berubah ). Dalam keadaan itu maka paling tidak posisi batas air – minyak atau air – gas itu miring. Akumulasi minyak dan gas bumi merupakan suatu keseimbangan yang dinamis.

2..2 WAKTU PENJEBAKAN
Penentuan waktu dalam sejarah geologi mengenai kapan minyak bumi dapat terjebak, bukan saja penting dari segi ilmiah akan tetapi juga dari segi ekonomi. Suatu perangkap dapat terisi atau kosong tergantung dari waktu pembentukannya ataupun kapan minyak itu terbentuk berada dalam keadaan dapat dijebak oleh perangkap. Pengertian yang baik mengenai hal ini akan sangat membantu evaluasi suatu prospek ( Landes 1959 ). Ada beberapa bukti yang menerangkan bahwa minyak bumi terjebak pada permulaan sejarah pembentukan perangkap misalkan dalam hal lensa-lensa pasir tetapi dapat pula difahami bahwa minyak bumi dapat bermigrasi ke perangkap yang terbentuk kemudian. Perangkap dapat terbentuk lama setelah minyak tidak dapat bermigrasi lagi, sehingga perangkap tersebut akan kosong. Rittenhouse ( 1967) dalam dott dan Reynolds ( 1969 ) memberikan kriteria untuk mengetahui waktu akumulasi. Berbagai metodenya memberikan informasi hal – hal sebagai berikut :
a. Waktu tercepat dimulainya akumulasi.
b. Waktu tercepat dapat terselesaikannya akumulasi.
c. Waktu paling lambat dapat terselesaikannya akumulasi.

Hal – hal tersebut dapat dipertimbangkan dari beberapa faktor sebagai berikut :
1) Waktu Pembentukan Perangkap.
Waktu pembentukan perangkap adalah waktu tercepat minyak dapat berakumulasi. Tetapi tentu minyak dapat bermigrasi setiap waktu setelah pembentukan perangkap tadi. Dalam hal kondisi patahan – tumbuh, akumulasi dapat terjadi bersamaan dengan pembentukan batuan reservoir. Juga hal yang sama berlaku untuk lensa – lensa batuan reservoir.
Cara menentukan ada tidaknya perangkap pada waktu migrasi dan pembentukan minyak bumi yaitu dengan membuat perangkap struktur yang digantungkan pada suatu lapisan sumur tersebut sebagai datum. Dengan cara yang sama suatu peta struktur berkontur dapat dibuat dan ada tidaknya tutupan pada zaman tersebut dapat ditentukan.
2) Perangkap Yang Terisi dan Kosong.
Terdapat kemungkinan perangkap yang terisi dibentuk terlebih dahulu dan perangkap yang kosong terbentuk kemudian, setelah migrasi sekunder berhenti.
3) Expansi Gas.
Hal ini dikemukakan oleh leverson (1956) yang mendasarkannya pada hokum Boyle dan Charles. Gas mengembang jika tekanan turun. Kedalaman (waktu) pada saat volum reservoir sama dengan volum minyak dan gas sekarang pada tekanan dari temperature lebih rendah, adalah kedalaman tercetak (waktu) pada saat akumulasi telah selesai.
4) Minyak dibawah Penjenuhan.
Anggapan dasar dari kriteria ini adalah bahwa minyak telah jenuh dengan gas pada waktu akumulasi telah selesai. Jika terdapat reservoir dengan minyak yang tidak jenuh minyak ( tidak ada tutup/ topi gas ) maka hal ini dapat diterangkan sebagai berikut. Pada pembebanan dan penguburan setelah akumulas, maka minyak dalam reservoir akan tidak jenuh, karena peningkatan tekanan akan melarutkan gas bebas kedalam minyak. Pada pengangkatan dan erosi lapisan yang menutupi reservoir akan terjadi ha sebaliknya dan gas akan keluar membentuk topi gas.Namun metode penentuan ini memiliki banyak kelemahan dan anggapan – anggapannya belum tentu benar.sehingga hasilnya meragukan ( hoshkin, 1960 ).
5) Topi Gas yang Berkelalaian
Hal ini diberikan oleh Levorsen ( 1950 ) untuk keadaan special. Topi gas yang tinggi dalam blok yang turun dalam perangkap patahan menunjukkan akumulasi gas sebelum pematahan.
6) Difusi Gas Dalam Reservoir Yang Sebagian Terpisah dan Tak Jenuh.
( Zafferano, Capps dan Fry, 1963 ). Difusi gas akan terjadi diantara reservoir yang demikian dari yang jenuh menuju yang kurang jenuh dan waktu yang diperlukan untuk hubungan sekarang dapat dihitung.
7) Metoda Energi (oleh para Ilmuwan Uni Soviet ).
Adalah pengukuran kehilangan nilai energi dari minyak dalam reservoir sepanjang waktu.
Mineral Diagenesa
Mineral Diagenesa akan menurunkan porositas karena sementasi dan kompaksi. Jika Minyak bumi yang terdapat menghalang – halangi proses tersebut, maka jelas akumulasi terjadi sebelum diagenesa dalam reservoir basah air yang ada didekatnya. Sering hal ini ditunjukkan oleh tekanan tinggi dalam reservoir.
9) Sementasi Organik
Yang dimaksud sementasi Organik disini terutama adalah semen aspal. Waktu akumulasi adalah sebelum pengorosian bidang ketidakselarasan.

Dari uraian tersebut diatas disimpulkan bahwa minyak bumi tidak terjadi pada waktu tertentu di dalam evolusi minyak bumi. Setalah berakumulasi di suatu perangkap, minyak bumi dapat bermigrasi lagi ke perangkap yang terbentuk kemudian. Sebagai contoh misalnya akumulasi minyak bumi di daerah cepu (Soetantri dan lain-lain, 1973 ). Di daerah ini pelipatan utama dan intensif terjadi pada akhir Pleistosen.
Akan tetapi kedalaman penguburan dari batuan induk yang meliputi struktur itu tidak memungkinkan pembentukan dan migrasi minyak bumi ke struktur muda.

Dilain Pihak suatu fasa pelipatan yang lebih tua telah terjadi pada akhir pliosen dan kemudian pada waktu transgresi pleistosen, penguburan telah cukup dalam untuk pembentukan dan migrasi minyak bumi ke dalam sejumlah perangkap kecil yang telah ada terlebih dahulu. Jadi kombinasi antara kedalaman pembebanan dan umur pelipatan dapat menentukan apakah suatu perangkap itu terisi penuh atau tidak.