Pengenalan Minyak dan Gas Bumi

“Minyak bumi merupakan salah satu material penting yang kita punyai. Setiap hari kita menggunakan minyak dan gas untuk berbagai macam kebutuhan.”

Minyak dan gas juga menyediakan lapangan kerja yang besar di seluruh dunia. Sepuluh dari seribu orang bekerja didalam industri minyak dan gas.

Berapa banyak kita menemukan kegiatan dan barang yang menggunakan minyak dan gas ?

Ya, hampir semua kegiatan membutuhkan energi, minyak dan gas merupakan sumber energi yang bisa digunakan pada berbagai sektor industri.

Pembentukan Minyak bumi

Berjuta-juta tahun yang lalu, pada cekungan atau basin yang berupa laut yang diisi oleh kehidupan organisme laut baik hewan maupun tumbuhan mikro, seperti plankton. Plankton-plakton yang mati akan tenggelam dan terakumulasi di dasar basin. Seiring berjalanya waktu maka organisme yang telah mati dan tenggelam di dasar basin akan terkubur oleh pengendapan lapisan pasir dan shale. Selama jutaan tahun organisme mati tersebut akan terkubur semakin dalam. Karen pengaruh suhu dan tekanan maka organisme mati tersebut akan terurai membentuk senyawa kimia yang disebut kerogen. Proses pematangan ini terus berlanjut dan kerogen tersebut akan termaturasi membentuk hidrokarbon. Proses pematangan yang sempurna akan membentuk kerogen menjadi minyak serdangkan jika proses pematangan ini terlalu lama maka yang terbentuk adalah gas.

“Bagaimana kita bisa mengambil minyak dan gas ke permukaan bumi??? “

Dari proses pematangan minyak bumi didalam batuan sumber (source rock) minyak akan bermigrasi naik ke atas karena adanya tekanan bouyancy, Proses migrasi ini akan mengisi batuan reservoar yaitu batuan yang porus. Kemudian akan terjebak dan terakumulasi karena diatas batuan resevoar tersebut redapat batuan penyekat atau sealing. Ada beberapa tipe perangkap atau jebakan minyak bumi, antara lain jebakan struktur (anticline) dan jebakan stratigrafi.

Dari minyak dan gas yang terjebak pada reservoar, kita dapat mengambil dengan cara mengebor tepat pada posisi jebakan terebut. Karena pengaruh tekanan dari dalam bumi yang besar maka minyak dan gas yang berbentuk liquit akan mengalir keluar melewati lubang bor tersebut. Minyak bumi yang keluar tersebut masih mengandung bermacam-material seperti air dan lempung, maka harus dipisahkan dahulu sebelum dikirim ke kilang-kilang minyak. Proses pemindahan minyak dan gas dari daerah ditemukan sampai ke kilang-minyak dapat dilakukan dengan cara mengalirkan lewat pipa-pipa, selain itu dapat pula dipindahkan dengan cara diangkut menggunakan kapal, truck, kereta api dan kendaraaan lainnya.

Proes pembentukan minyak bumi berdasar teori organik

Mungkin ngga ada yang menyangka sebelumnya bahwa secara alami minyak bumi yang ada secara alami ini dibuat oleh alam ini bahan dasarnya dari ganggang. Ya, selain ganggang, biota-biota lain yang berupa daun-daunan juga dapat menjadi sumber minyak bumi. Tetapi ganggang merupakan biota terpenting dalam menghasilkan minyak. Namun dalam studi perminyakan (yang lanjut dan bikin mumet itu) diketahui bahwa tumbuh-tumbuhan tingkat tinggi akan lebih banyak menghasilkan gas ketimbang menghasilkan minyak bumi. Hal ini disebabkan karena rangkaian karbonnya juga semakin kompleks.. Misal methan yang ada di Planet Saturnus, dan juga Titan. Karena di alnet-planet itu tidak (belum) diduga ada gas metana-nya walaupun tidak bisa dihuni mahluk seperti di bumi”

Setelah ganggang-ganggang ini mati, maka akan teredapkan di dasar cekungan sedimen. Keberadaan ganggang ini bisa juga dilaut maupun di sebuah danau. Jadi ganggang ini bisa saja ganggang air tawar, maupun ganggang air laut. Tentusaja batuan yang mengandung karbon ini bisa batuan hasil pengendapan di danau, di delta, maupun di dasar laut. Batuan yang mengandung banyak karbonnya ini yang disebut Source Rock (batuan Induk) yang kaya mengandung unsur Carbon (high TOC-Total Organic Carbon).

Proses pembentukan carbon dari ganggang menjadi batuan induk ini sangat spesifik. Itulah sebabnya tidak semua cekungan sedimen akan mengandung minyak atau gasbumi. Kalau saja carbon ini teroksidasi maka akan terurai dan bahkan menjadi rantai carbon yang tidak mungkin dimasak.

Proses pengendapan batuan ini berlangsung terus menerus. Kalau saja daerah ini terus tenggelam dan terus ditumpuki oleh batuan-batuan lain diatasnya, maka batuan yang mengandung karbon ini akan terpanaskan. Tentusaja kita tahu bahwa semakin kedalam atau masuk amblas ke bumi, akan bertambah suhunya. Ingat ada gradien geothermal ? (lihat penjelasan tentang pematangan dibawah).

Reservoir (batuan Sarang)

Ketika proses penimbunan ini berlangsung tentusaja banyak jenis batuan yang menimbunnya. Salah satu batuan yang nantinya akan menjadi batuan reservoir atau batuan sarang. Pada prinsipnya segala jenis batuan dapat menjadi batuan sarang, yang penting ada ruang pori-pori didalamnya. Batuan sarang ini dapat berupa batupasir, batugamping bahkan batuan volkanik.

Proses migrasi dan pemerangkapan

Minyak yang dihasilkan oleh batuan induk yang termatangkan ini tentusaja berupa minyak mentah. Walaupun berupa cairan, minyakbumi yang mentah ciri fisiknya berbeda dengan air. Dalam hal ini sifat fisik yang terpenting yaitu berat-jenis dan kekentalan. Ya, walaupun kekentalannya lebih tinggi dari air, namun berat jenis minyakbumi ini lebih kecil. Sehingga harus mengikuti hukum Archimides. Inget kan si jenius yang menurut hikayat lari telanjang ? Sambil berteriak, “Eureka .. eureka !!”. Demikianlah juga dengan minyak yang memiliki BJ lebih rendah dari air ini akhirnya akan cenderung ber”migrasi” keatas.

Ketika minyak tertahan oleh sebuah bentuk batuan yang menyerupai mangkok terbalik, maka minyak ini akan tertangkap atau lebih sering disebut terperangkap dalam sebuah jebakan (trap).
Proses pematangan batuan induk (Source rock)

Untuk sedikit lebih canggih dalam memahami proses pembentukan migas, dongeng berikut ini menjelaskan hanya masalah pematangannya.

Seperti disebutkan diatas bahwa pematangan source rock (batuan induk) ini karena adanya proses pemanasan. Juga diketahui semakin dalam batuan induk akan semakin panas dan akhirnya menghasilkan minyak. Tentunya ada donk hubungan antara kedalaman dengan pematangan ? Ya tentusaja.

Proses pemasakan ini tergantung suhunya dan karena suhu ini tergantung dari besarnya gradien geothermalnya maka setiap daerah tidak sama tingkat kematangannya.

Daerah yang dingin adalah daerah yang gradien geothermalnya rendah, sedangkan daerah yang panas memiliki gradien geothermal tinggi.

Dalam gambar diatas ini terlihat bahwa minyak terbentuk pada suhu antara 50-180 derajat Celsius. Tetapi puncak atau kematangan terbagus akan tercapai bila suhunya mencapai 100 derajat Celsius. Ketika suhu terus bertambah karena cekungan itu semakin turun dalam yang juga diikuti penambahan batuan penimbun, maka suhu tinggi ini akan memasak karbon yang ada menjadi gas!

Cekungan-cekungan sedimen di Indonesia itu tergambar dalam gambar disebelah kiri ini.

PERBANDINGAN PENAMPANG SEISMIK DENGAN PENDEKATAN NUMERIK ISOTROPI DAN FISIK PADA MEDIA ANISOTROPI

Ahli geofisika menghadapi tantangan yang cukup sulit dalam menemukan cadangan migas baru, baik yang terdapat di area yang mature maupun cadangan yang termasuk ke dalam lapangan brown dan marginal. Oleh karena itu, dibutuhkanlah teknologi seismik yang handal, sehingga cadangan-cadangan tesebut dapat terpetakan dengan baik. Selain itu juga, kemampuan seorang geofisikawan harus ditingkatkan mengingat cadangan-cadangan tersebut biasanya terdapat pada kondisi geologi yang kompleks.

Penelitian ini ditujukan untuk mengetes kemampuan metode seismik dalam memetakan struktur geologi bawah permukaan yang kompleks dan dangkal, di mana kemungkinan reservoar migas yang berukuran mikro dapat dijumpai. Pada penelitian ini pemodelan fisik dan pemodelan numerik dilakukan untuk mengupayakan pencarian solusi persamaan gelombang elastik yang merupakan dasar untuk pemodelan propagasi gelombang elastik. Persamaan gelombang elastik diselesaikan dengan menggunakan metode finite difference. Solusi dari pemodelan numerik berupa snapshot yang merupakan perubahan muka gelombang seismik terhadap waktu. Selain snapshot, didapat juga sintetik seismogram yang merupakan produk samping (by product) dari pemodelan gelombang seismik tersebut.

Model yang digunakan pada penelitian ini berupa model antiklin dan sinklin dengan asumsi medium isotropi pada lapisan di atasnya. Model tersebut digunakan sebagai input program simulasi propagasi gelombang elastik secara numerik. Hasil-hasil yang diperoleh dari pemodelan numerik dibandingkan dengan hasil-hasil yang diperoleh dari pemodelan fisik. Bentuk antiklin terlihat jelas pada hasil pemodelan fisik maupun numerik. Namun gambaran sinklin pada pemodelan fisik tampak kurang jelas, jika dibandingkan dengan hasil dari pemodelan numerik. Keberadaan antiklin dan sinklin pada pemodelan numerik ditunjukkan dengan jelas pada hasil-hasil simulasi snapshot, yang menunjukkan adanya perubahan muka gelombang seismik terhadap waktu ketika energi gelombang seismik melalui struktur antiklin dan sinklin. Hasil raytracing mengilustrasikan sinar yang melalui model menunjukkan adanya perubahan arah sinar ketika sinar melalui daerah antiklin dan sinklin. Agar gambaran struktur sinklin pada pemodelan fisik menjadi lebih jelas, maka pada penelitian berikutnya nilai kecepatan dan densitas dari sinklin dan medium sekitarnya perlu diubah.

Proses Terbentuknya Minyak Bumi

Minyak bumi (bahasa Inggris: petroleum, dari bahasa Latin: petrus ), dijuluki juga sebagai emas hitam adalah cairan kental, coklat gelap, atau kehijauan yang mudah terbakar, yang berada di lapisan atas dari beberapa area di kerak bumi. Minyak bumi dan gas alam berasal dari jasad renik lautan, tumbuhan dan hewan yang mati sekitar 150 juta tahun yang lalu. Sisa-sisa organisme tersebut mengendap di dasar lautan, kemudian ditutupi oleh lumpur. Lapisan lumpur tersebut lambat laun berubah menjadi batuan karena pengaruh tekanan lapisan di atasnya. Sementara itu, dengan meningkatnya tekanan dan suhu, bakteri anaerob menguraikan sisa-sisa jasad renik tersebut dan mengubahnya menjadi minyak dan gas.
Proses pembentukan minyak bumi dan gas ini memakan waktu jutaan tahun. Minyak dan gas yang terbentuk meresap dalam batuan yang berpori seperti air dalam batu karang. Minyak dan gas dapat pula bermigrasi dari suatu daerah ke daerah lain, kemudian terkosentrasi jika terhalang oleh lapisan yang kedap.
Walupun minyak bumi dan gas alam terbentuk di dasar lautan, banyak sumber minyak bumi yang terdapat di daratan. Hal ini terjadi karena pergerakan kulit bumi, sehingga sebagian lautan menjadi daratan.
Dewasa ini terdapat dua teori utama yang berkembang mengenai asal usul terjadinya minyak bumi, antara lain:

1. Teori Anorganik (Abiogenesis)

Barthelot (1866) mengemukakan bahwa di dalam minyak bumi terdapat logam alkali, yang dalam keadaan bebas dengan temperatur tinggi akan bersentuhan dengan CO2 membentuk asitilena. Kemudian Mandeleyev (1877) mengemukakan bahwa minyak bumi terbentuk akibat adanya pengaruh kerja uap pada karbida-karbida logam dalam bumi. Yang lebih ekstrim lagi adalah pernyataan beberapa ahli yang mengemukakan bahwa minyak bumi mulai terbentuk sejak zaman prasejarah, jauh sebelum bumi terbentuk dan bersamaan dengan proses terbentuknya bumi. Pernyataan tersebut berdasarkan fakta ditemukannya material hidrokarbon dalam beberapa batuan meteor dan di atmosfir beberapa planet lain. Secara umum dinyatakan seperti dibawah ini:

Berdasarkan teori anorganik, pembentukan minyak bumi didasarkan pada proses kimia, yaitu :

a. Teori alkalisasi panas dengan CO2 (Berthelot)

Reaksi yang terjadi:

alkali metal + CO2 karbida

karbida + H2O ocetylena

C2H2 C6H6 komponen-komponen lain

Dengan kata lain bahwa didalam minyak bumi terdapat logam alkali dalam keadaan bebas dan bersuhu tinggi. Bila CO2 dari udara bersentuhan dengan alkali panas tadi maka akan terbentuk ocetylena. Ocetylena akan berubah menjadi benzena karena suhu tinggi. Kelemahan logam ini adalah logam alkali tidak terdapat bebas di kerak bumi.

b. Teori karbida panas dengan air (Mendeleyef)

Asumsi yang dipakai adalah ada karbida besi di dalam kerak bumi yang kemudian bersentuhan dengan air membentuk hidrokarbon, kelemahannya tidak cukup banyak karbida di alam.

PROSES PEMBENTUKAN MINYAK BUMI

2.Teori Organik (Biogenesis)

Berdasarkan teori Biogenesis, minyak bumi terbentuk karena adanya kebocoran kecil yang permanen dalam siklus karbon. Siklus karbon ini terjadi antara atmosfir dengan permukaan bumi, yang digambarkan dengan dua panah dengan arah yang berlawanan, dimana karbon diangkut dalam bentuk karbon dioksida (CO2). Pada arah pertama, karbon dioksida di atmosfir berasimilasi, artinya CO2 diekstrak dari atmosfir oleh organisme fotosintetik darat dan laut. Pada arah yang kedua CO2 dibebaskan kembali ke atmosfir melalui respirasi makhluk hidup (tumbuhan, hewan dan mikroorganisme).

P.G. Mackuire yang pertama kali mengemukakan pendapatnya bahwa minyak bumi berasal dari tumbuhan. Beberapa argumentasi telah dikemukakan untuk membuktikan bahwa minyak bumi berasal dari zat organik yaitu:
- Minyak bumi memiliki sifat dapat memutar bidang polarisasi,ini disebabkan oleh adanya kolesterol atau zat lemak yang terdapat dalam darah, sedangkan zat organik tidak terdapat dalam darah dan tidak dapat memutar bidang polarisasi.
- Minyak bumi mengandung porfirin atau zat kompleks yang terdiri dari hidrokarbon dengan unsur vanadium, nikel, dsb.
- Susunan hidrokarbon yang terdiri dari atom C dan H sangat mirip dengan zat organik, yang terdiri dari C, H dan O. Walaupun zat organik menggandung oksigen dan nitrogen cukup besar.
- Hidrokarbon terdapat di dalam lapisan sedimen dan merupakan bagian integral sedimentasi.
- Secara praktis lapisan minyak bumi terdapat dalam kambium sampai pleistosan.
- Minyak bumi mengandung klorofil seperti tumbuhan.

Proses pembentukan minyak bumi terdiri dari tiga tingkat, yaitu:
1. Pembentukan sendiri, terdiri dari:
- pengumpulan zat organik dalam sedimen
- pengawetan zat organik dalam sedimen
- transformasi zat organik menjadi minyak bumi.
2. Migrasi minyak bumi yang terbentuk dan tersebar di dalam lapisansedimen terperangkap.
3. Akumulasi tetes minyak yang tersebar dalam lapisan sedimen hingga berkumpil menjadi akumulasi komersial.

Proses kimia organik pada umumnya dapat dipecahkan dengan percobaan di laboratorium, namun berbagai faktor geologi mengenai cara terdapatnya minyak bumi serta penyebarannya didalam sedimen harus pula ditinjau. Fakta ini disimpulkan oleh Cox yang kemudian di kenal sebagai pagar Cox diantaranya adalah:
Minyak bumi selalu terdapat di dalam batuan sedimen dan umumnya pada sedimen marine, fesies sedimen yang utama untuk minyak bumi yang terdapat di sekitar pantai.
Minyak bumi memeng merupakan campuran kompleks hidrokarbon.
Temperatur reservior rata-rata 107°C dan minyak bumi masih dapat bertahan sampai 200°C. Diatas temperatur ini forfirin sudah tidak bertahan.
Minyak bumi selalu terbentuk dalam keadaan reduksi ditandai adanya forfirin dan belerang.
Minyak bumi dapat tahan pada perubahan tekanan dari 8-10000 psi.
Proses transformasi zat organik menjadi minyak bumi.

Ada beberapa hal yang mempengaruhi peristiwa diatas, diantaranya:
1. Degradasi thermal
Akibat sedimen terkena penimbunan dan pembanaman maka akan timbul perubahan tekanan dan suhu. Perubahan suhu adalah faktor yang sangat penting.
2. Reaksi katalis
Adanya katalis dapat mempercepat proses kimia.
3. Radioaktivasi
Pengaruh pembombanderan asam lemak oleh partikel alpha dapay membentuk hidrokarbon parafin. Ini menunjukan pengaruh radioaktif terhadap zat organik.
4. Aktifitas bakteri.
Bakteri mempunyai potensi besar dalam proses pembentukan hidrokarbon minyak bumi dan memegang peranan dari sejak matinya senyawa organik sampai pada waktu diagnosa, serta menyiapkan kondisi yang memungkinkan terbentuknya minyak bumi.

Zat organik sebagai bahan sumber
Jenis zat oragink yang dijadikan sumber minyak bumi menurut para ahli dap[at disimpulkan bahwa jenis zat organik yang merupakan zat pembentuk utama minyak bumi adalah lipidzat organik dapat terbentuk dalamkehidupan laut ataupun darat dan dapat dibagi menjadi dua jenis, yaitu: yang berasal dari nabati dan hewani.

KOMPOSISI PENYUSUN MINYAK BUMI dan GAS ALAM

Minyak bumi dan gas alam adalah campuran kompleks hidrokarbon dan senyawa-senyawa organik lain. Komponen hidrokarbon adalah komponen yang paling banyak terkandung di dalam minyaak bumi dan gas alam. Gas alam terdiri dari alkana suku rendah, yaitu metana, etana, propana, dan butana. Selain alkana juga terdapat berbagai gas lain seperti karbondioksida (CO2) dan hidrogen sulfida (H2S), beberapa sumur gas juga mengandung helium.

Sedangkan hidrokarbon yang terkandung dalam minyak bumi terutama adalah alkana dan sikloalkana, senyawa lain yang terkandung didalam minyak bumi diantaranya adalah Sulfur, Oksigen, Nitrogen dan senyawa-senyawa yang mengandung konstituen logam terutama Nikel, Besi dan Tembaga. Komposisi minyak bumi sangat bervariasi dari satu sumur ke sumur lainnya dan dari daerah ke daerah lainnya.

Perbandingan unsur-unsur yang terdapat dalam minyak bumi sangat bervariasi. Berdasarkan hasil analisa, diperoleh data sebagai berikut :

• Karbon : 83,0-87,0 %
• Hidrogen : 10,0-14,0 %
• Nitrogen : 0,1-2,0 %
• Oksigen : 0,05-1,5 %
• Sulfur : 0,05-6,0 %

Struktur hidrokarbon yang ditemukan dalam minyak mentah:
1. Alkana (parafin) CnH2n + 2 , alkana ini memiliki rantai lurus dan bercabang, fraksi ini merupakan yang terbesar di dalam minyak mentah.
2. Sikloalkana (napten) CnH2n , Sikloalkana ada yang memiliki cincin 5 (lima) yaitu siklopentana ataupun cincin 6 (enam) yaitu sikloheksana.

siklopentana

sikloheksana

3. Aromatik CnH2n -6

aromatik memiliki cincin 6

Aromatik hanya terdapat dalam jumlah kecil, tetapi sangat diperlukan dalam bensin karena :
- Memiliki harga anti knock yang tinggi
- Stabilitas penyimpanan yang baik
- Dan kegunaannya yang lain sebagai bahan bakar (fuels)
Proporsi dari ketiga tipe hidrokarbon sangat tergantung pada sumber dari minyak bumi. Pada umumnya alkana merupakan hidrokarbon yang terbanyak tetapi kadang-kadang (disebut sebagai crude napthenic) mengandung sikloalkana sebagai komponen yang terbesar, sedangkan aromatik selalu merupakan komponen yang paling sedikit.

Zat-Zat Pengotor yang sering terdapat dalam minyak bumi:

1. Senyawaan Sulfur
   Crude oil yang densitynya lebih tinggi mempunyai kandungan Sulfur yang lebih tinggu pula. Keberadaan Sulfur dalam minyak bumi sering banyak menimbulkan akibat, misalnya dalam gasoline dapat menyebabkan korosi (khususnya dalam keadaan dingin atau berair), karena terbentuknya asam yang dihasilkan dari oksida sulfur (sebagai hasil pembakaran gasoline) dan air.
2. Senyawaan Oksigen
   Kandungan total oksigen dalam minyak bumi adalah kurang dari 2 % dan menaik dengan naiknya titik didih fraksi. Kandungan oksigen bisa menaik apabila produk itu lama berhubungan dengan udara. Oksigen dalam minyak bumi berada dalam bentuk ikatan sebagai asam karboksilat, keton, ester, eter, anhidrida, senyawa monosiklo dan disiklo dan phenol. Sebagai asam karboksilat berupa asam Naphthenat (asam alisiklik) dan asam alifatik.
3. Senyawaan Nitrogen
   Umumnya kandungan nitrogen dalam minyak bumi sangat rendah, yaitu 0,1-0,9 %. Kandungan tertinggi terdapat pada tipe Asphalitik. Nitrogen mempunyai sifat racun terhadap katalis dan dapat membentuk gum / getah pada fuel oil. Kandungan nitrogen terbanyak terdapat pada fraksi titik didih tinggi. Nitrogen klas dasar yang mempunyai berat molekul yang relatif rendah dapat diekstrak dengan asam mineral encer, sedangkan yang mempunyai berat molekul yang tinggi tidak dapat diekstrak dengan asam mineral encer.
4. Konstituen Metalik
   Logam-logam seperti besi, tembaga, terutama nikel dan vanadium pada proses catalytic cracking mempengaruhi aktifitas katalis, sebab dapat menurunkan produk gasoline, menghasilkan banyak gas dan pembentukkan coke. Pada power generator temperatur tinggi, misalnya oil-fired gas turbine, adanya konstituen logam terutama vanadium dapat membentuk kerak pada rotor turbine. Abu yang dihasilkan dari pembakaran fuel yang mengandung natrium dan terutama vanadium dapat bereaksi dengan refactory furnace (bata tahan api), menyebabkan turunnya titik lebur campuran sehingga merusakkan refractory itu.

PROSES PENGOLAHAN MINYAK BUMI

Minyak bumi biasanya berada 3-4 km di bawah permukaan laut. Minyak bumi diperoleh dengan membuat sumur bor. Minyak mentah yang diperoleh ditampung dalam kapal tanker atau dialirkan melalui pipa ke stasiun tangki atau ke kilang minyak.
Minyak mentah (cude oil) berbentuk cairan kental hitam dan berbau kurang sedap. Minyak mentah belum dapat digunakan sebagai bahan bakar maupun untuk keperluan lainnya, tetapi harus diolah terlebih dahulu. Minyak mentah mengandung sekitar 500 jenis hidrokarbon dengan jumlah atom C-1 sampai 50. Titik didih hidrokarbon meningkat seiring bertambahnya jumlah atom C yang berada di dalam molekulnya. Oleh karena itu, pengolahan minyak bumi dilakukan melalui destilasi bertingkat, dimana minyak mentah dipisahkan ke dalam kelompok-kelompok (fraksi) dengan titik didih yang mirip.

PROSES PENGOLAHAN MINYAK BUMI

Minyak bumi biasanya berada 3-4 km di bawah permukaan laut. Minyak bumi diperoleh dengan membuat sumur bor. Minyak mentah yang diperoleh ditampung dalam kapal tanker atau dialirkan melalui pipa ke stasiun tangki atau ke kilang minyak.
Minyak mentah (cude oil) berbentuk cairan kental hitam dan berbau kurang sedap. Minyak mentah belum dapat digunakan sebagai bahan bakar maupun untuk keperluan lainnya, tetapi harus diolah terlebih dahulu. Minyak mentah mengandung sekitar 500 jenis hidrokarbon dengan jumlah atom C-1 sampai 50. Titik didih hidrokarbon meningkat seiring bertambahnya jumlah atom C yang berada di dalam molekulnya. Oleh karena itu, pengolahan minyak bumi dilakukan melalui destilasi bertingkat, dimana minyak mentah dipisahkan ke dalam kelompok-kelompok (fraksi) dengan titik didih yang mirip.

Secara umum Proses Pengolahan Minyak Bumi digambarkan sebagai berikut:

Introduksi Usaha Eksplorasi Migas

Ruang lingkup kegiatan industri migas dimulai dari usaha eksplorasi, yang mutakhir adalah dengan menggunakan metoda “SEISMIC”. Dari analisa data dapat ditentukan titik lokasi pemboran eksplorasi, atau pemboran taruhan, sebab rasio keberhasilan sampai saat ini masih sangat kecil, yakni 1 diantara 5 titik pemboran.

Selama operasi pemboran eksplorasi dilakukan berbagai usaha identifikasi terhadap keberadaan hidrokarbon, yakni melalui :

• Pemeriksaan cutting oleh wellsite geologist
• Coring dan Core Analysis
• Logging
• Uji Kandung Lapisan (Drill Stem Test)

Keempat test diatas mengakibatkan biaya pemboran eksplorasi menjadi sangat mahal.

Jika pemboran eksplorasi berhasil menemukan minyak, maka akan dilanjutkan dengan beberapa sumur lagi sampai diperoleh sumur-sumur kering, sehingga kita bisa mengetahui batas-batas reservoir.

Langkah selanjutnya adalah membuat sumur-sumur pengembangan dengan memperhatikan batas pengurasan untuk setiap sumur. Dan kemudian dibangun sarana produksi permukaan (Surface Production Facilities).

Sebelum berproduksi sumur-sumur diulengkapi oleh sarana bawah permukaan, tergantung dari metoda yang dipilih sesuai dengan kemampuan sumur (Productivity Index). Teknologi yang digunakan pada awal produksi disebut teknologi produksi primer, yang mencakup :

• Sembur Alamiah (Flowing Well)
• Sembur Buatan (Gas Lift)
• Pompa (Sucker Rod & Electrical Submercible Pump)

Jika enersi reservoir makin mengecil akibat gas sebagai sumber enersi ikut terproduksi, maka dilakukan tambahan enersi yang dipasok dari “sumur lain” sebagai sumur injeksi. Enersi tambahan bisa berupa injeksi gas kedalam bagian dari tudung gas dalam reservoir atau injeksi air kedalam aquifer. Tujuan dari kedua injeksi ini bisa hanya memelihara tekanan, yaitu mengisi pori-pori yang ditinggalkan oleh minyak atau menambah tekanan sehingga produksi minyak meningkat. Tujuan yang kedua ini disebut teknik produksi sekunder.

Teknik produksi primer dapat menguras reservoir maksimum kira-kira 25%, sedangkan teknik produksi sekunder bisa sampai 40% dari minyak yang tersedia didalam reservoir.

Untuk memperbesar perolehan maka dilakukan teknik produksi tersier, bedanya dengan teknik produksi sekunder, teknologi ini mengubah sifat fisik minyak atau sifat fisik sistim minyak-air. Lapangan/perusahaan yang telah melakukan teknologi ini adalah PT CPI di lapangan Duri. Minyak dari lapangan ini terkenal sangat kental, sehingga mobilitasnya dimedia berpori sangat kecil. Dengan menginjeksikan uap bertekanan dan bersuhu tinggi kedalam reservoir, maka kekentalan minyak berkurang banyak, sehingga mobilitasnya menjadi lebih besar. Tanpa injeksi uap, angka perolehan minyak hanya sekitar 7%, sedangkan dengan injeksi uap, meningkat menjadi sekitar 70%. Ini terbukti setelah teknologi ini dipakai selama lebih dari 30 tahun.

Jika lapangan dinilai sudah ”TIDAK EKONOMIS LAGI”, maka lapangan ditinggal (abandont) dan eksplorasi kedaerah lain dilakukan lagi.

Daerah eksplorasi yang semakin jauh ketengah hutan dan jauh ketengah laut disebut ”DAERAH FRONTIER”.

tujuan stimulasi

Stimulasi (stimulation) adalah proses mekanikal dan/atau chemical yang ditujukan untuk menaikan laju produksi dari suatu sumur. Metode stimulasi dapat dikategorikan tiga macam yang semuanya memakai fluida khusus yang dipompakan ke dalam sumur.

Pertama, wellbore cleanup. Fluida treatment dipompakan hanya ke dalam sumur, tidak sampai ke formasi. Tujuan utamanya untuk membersihkan lubang sumur dari berbagai macam kotoran, misalnya deposit asphaltene, paraffin, penyumbatan pasir, dsb. Fluida yang digunakan umumnya campuran asam (acid) karena sifatnya yang korosif.
Yang kedua adalah yang disebut stimulasi matriks. Fluida diinjeksikan ke dalam formasi hidrokarbon tanpa memecahkannya. Fluida yang dipakai juga umumnya campuran asam. Fluida ini akan “memakan” kotoran di sekitar lubang sumur dan membersihkannya sehingga fluida hidrokarbon akan mudah mengalir masuk ke dalam lubang sumur.

Teknik ketiga dinamakan fracturing; fluida diinjeksikan ke dalam formasi dengan laju dan tekanan tertentu sehingga formasi akan pecah atau merekah. Pada propped fracturing, material proppant (mirip pasir) digunakan untuk menahan rekahan formasi agar tetap terbuka. Sementara pada acid fracturing, fluida campuran asam digunakan untuk melarutkan material formasi di sekitar rekahan sehingga rekahan tersebut menganga terbuka. Rekahan ini akan menjadi semacam jalan tol berkonduktivitas tinggi dimana fluida hidrokarbon dapat mengalir dengan lebih optimum masuk ke dalam sumur.

Enhanced Oil Recovery

EOR merupakan teknik lanjutan untuk mengangkat minyak jika berbagai teknik dasar sudah dilakukan tetapi hasilnya tidak seperti yang diharapkan atau tidak ekonomis. Ada tiga macam teknik EOR yang umum :

1. Teknik termal : menginjeksikan fluida bertemperatur tinggi ke dalam formasi untuk menurunkan viskositas minyak sehingga mudah mengalir. Dengan menginjeksikan fluida tersebut, juga diharapkan tekanan reservoir akan naik dan minyak akan terdorong ke arah sumur produksi. Merupakan teknik EOR yang paling popular. Seringnya menggunakan air panas (water injection) atau uap air (steam injection).
2. Teknik chemica l: menginjeksikan bahan kimia berupa surfactant atau bahan polimer untuk mengubah properti fisika dari minyak ataupun fluida yang dipindahkan. Hasilnya, minyak dapat lebih mudah mengalir.
3. Proses miscible : menginjeksikan fluida pendorong yang akan bercampur dengan minyak untuk lalu diproduksi. Fluida yang digunakan misalnya larutan hidrokarbon, gas hidrokarbon, CO2 ataupun gas nitrogen.

artificial lift

Artificial lift adalah metode untuk mengangkat hidrokarbon, umumnya minyak bumi, dari dalam sumur ke atas permukaan. Ini biasanya dikarenakan tekanan reservoirnya tidak cukup tinggi untuk mendorong minyak sampai ke atas ataupun tidak ekonomis jika mengalir secara alamiah.
Artificial lift umumnya terdiri dari lima macam yang digolongkan menurut jenis peralatannya.
Pertama adalah yang disebut subsurface electrical pumping, menggunakan pompa sentrifugal bertingkat yang digerakan oleh motor listrik dan dipasang jauh di dalam sumur.

Yang kedua adalah sistem gas lifting, menginjeksikan gas (umumnya gas alam) ke dalam kolom minyak di dalam sumur sehingga berat minyak menjadi lebih ringan dan lebih mampu mengalir sampai ke permukaan.

Teknik ketiga dengan menggunakan pompa elektrikal-mekanikal yang dipasang di permukaan yang umum disebut sucker rod pumping atau juga beam pump. Menggunakan prinsip katup searah (check valve), pompa ini akan mengangkat fluida formasi ke permukaan. Karena pergerakannya naik turun seperti mengangguk, pompa ini terkenal juga dengan julukan pompa angguk.

Metode keempat disebut sistem jet pump. Fluida dipompakan ke dalam sumur bertekanan tinggi lalu disemprotkan lewat nosel ke dalam kolom minyak. Melewati lubang nosel, fluida ini akan bertambah kecepatan dan energi kinetiknya sehingga mampu mendorong minyak sampai ke permukaan.
Terakhir, sistem yang memakai progressive cavity pump (sejenis dengan mud motor). Pompa dipasang di dalam sumur tetapi motor dipasang di permukaan. Keduanya dihubungkan dengan batang baja yang disebut sucker rod.

pengerjaan logging

Logging adalah teknik untuk mengambil data-data dari formasi dan lubang sumur dengan menggunakan instrumen khusus. Pekerjaan yang dapat dilakukan meliputi pengukuran data-data properti elektrikal (resistivitas dan konduktivitas pada berbagai frekuensi), data nuklir secara aktif dan pasif, ukuran lubang sumur, pengambilan sampel fluida formasi, pengukuran tekanan formasi, pengambilan material formasi (coring) dari dinding sumur, dsb.

Logging tool (peralatan utama logging, berbentuk pipa pejal berisi alat pengirim dan sensor penerima sinyal) diturunkan ke dalam sumur melalui tali baja berisi kabel listrik ke kedalaman yang diinginkan. Biasanya pengukuran dilakukan pada saat logging tool ini ditarik ke atas. Logging tool akan mengirim sesuatu “sinyal” (gelombang suara, arus listrik, tegangan listrik, medan magnet, partikel nuklir, dsb.) ke dalam formasi lewat dinding sumur. Sinyal tersebut akan dipantulkan oleh berbagai macam material di dalam formasi dan juga material dinding sumur. Pantulan sinyal kemudian ditangkap oleh sensor penerima di dalam logging tool lalu dikonversi menjadi data digital dan ditransmisikan lewat kabel logging ke unit di permukaan. Sinyal digital tersebut lalu diolah oleh seperangkat komputer menjadi berbagai macam grafik dan tabulasi data yang diprint pada continuos paper yang dinamakan log.
Kemudian log tersebut akan diintepretasikan dan dievaluasi oleh geologis dan ahli geofisika. Hasilnya sangat penting untuk pengambilan keputusan baik pada saat pemboran ataupun untuk tahap produksi nanti.

Logging-While-Drilling (LWD) adalah pengerjaan logging yang dilakukan bersamaan pada saat membor. Alatnya dipasang di dekat mata bor. Data dikirimkan melalui pulsa tekanan lewat lumpur pemboran ke sensor di permukaan. Setelah diolah lewat serangkaian komputer, hasilnya juga berupa grafik log di atas kertas. LWD berguna untuk memberi informasi formasi (resistivitas, porositas, sonic dan gammaray) sedini mungkin pada saat pemboran.

Mud logging adalah pekerjaan mengumpulkan, menganalisis dan merekam semua informasi dari partikel solid, cairan dan gas yang terbawa ke permukaan oleh lumpur pada saat pemboran. Tujuan utamanya adalah untuk mengetahui berbagai parameter pemboran dan formasi sumur yang sedang dibor.

komponen-komponen pembentuk minyak bumi

Minyak bumi merupakan campuran rumit dari ratusan rantai hidrokarbon, yang umumnya tersusun atas 85% karbon (C) dan 15% hidrogen (H). Selain itu, juga terdapat bahan organik dalam jumlah kecil dan mengandung oksigen (O), sulfur (S) atau nitrogen (N). Apakah ada perbedaan dari jenis-jenis minyak bumi ?. Ya, ada 4 macam yang digolongkan menurut umur dan letak kedalamannya, yaitu: young-shallow, old-shallow, young-deep dan old-deep.

Minyakbumi young-shallow biasanya bersifat masam (sour), mengandung banyak bahan aromatik, sangat kental dan kandungan sulfurnya tinggi. Minyak old-shallow biasanya kurang kental, titik didih yang lebih rendah, dan rantai paraffin yang lebih pendek. Old-deep membutuhkan waktu yang paling lama untuk pemrosesan, titik didihnya paling rendah dan juga viskositasnya paling encer. Sulfur yang terkandung dapat teruraikan menjadi H2S yang dapat lepas, sehingga old-deep adalah minyak mentah yang dikatakan paling “sweet”. Minyak semacam inilah yang paling diinginkan karena dapat menghasilkan bensin (gasoline) yang paling banyak.

Berapa lama waktu yang dibutuhkan untuk membentuk minyak bumi ?
Sekitar 30-juta tahun di pertengahan jaman Cretaceous, pada akhir jaman dinosaurus, lebih dari 50% dari cadangan minyak dunia yang sudah diketahui terbentuk. Cadangan lainnya bahkan diperkirakan lebih tua lagi. Dari sebuah fosil yang diketemukan bersamaan dengan minyak bumi dari jaman Cambrian, diperkirakan umurnya sekitar 544 sampai 505-juta tahun yang lalu.

Para geologis umumnya sependapat bahwa minyak bumi terbentuk selama jutaan tahun dari organisme, tumbuhan dan hewan, berukuran sangat kecil yang hidup di lautan purba. Begitu organisme laut ini mati, badannya terkubur di dasar lautan lalu tertimbun pasir dan lumpur, membentuk lapisan yang kaya zat organik yang akhirnya akan menjadi batuan endapan (sedimentary rock). Proses ini berulang terus, satu lapisan menutup lapisan sebelumnya. Lalu selama jutaan tahun berikutnya, lautan di bumi ada yang menyusut atau berpindah tempat. Deposit yang membentuk batuan endapan umumnya tidak cukup mengandung oksigen untuk mendekomposisi material organik tadi secara komplit. Bakteri mengurai zat ini, molekul demi molekul, menjadi material yang kaya hidrogen dan karbon. Tekanan dan temperatur yang semakin tinggi dari lapisan bebatuan di atasnya kemudian mendistilasi sisa-sisa bahan organik, lalu pelan-pelan mengubahnya menjadi minyak bumi dan gas alam. Bebatuan yang mengandung minyak bumi tertua diketahui berumur lebih dari 600-juta tahun. Yang paling muda berumur sekitar 1-juta tahun. Secara umum bebatuan dimana diketemukan minyak berumur antara 10-juta dan 270-juta tahun.

Bagaimana caranya menemukan minyak bumi ?
Ada berbagai macam cara : observasi geologi, survei gravitasi, survei magnetik, survei seismik, membor sumur uji, atau dengan educated guess dan faktor keberuntungan.

Survei gravitasi : metode ini mengukur variasi medan gravitasi bumi yang disebabkan perbedaan densitas material di struktur geologi kulit bumi.
Survei magnetik : metode ini mengukur variasi medan magnetik bumi yang disebabkan perbedaan properti magnetik dari bebatuan di bawah permukaan.

Kedua survei ini biasanya dilakukan di wilayah yang luas seperti misalnya suatu cekungan (basin). Dari hasil pemetaan ini, baru metode seismik umumnya dilakukan.

Survei seismik menggunakan gelombang kejut (shock-wave) buatan yang diarahkan untuk melalui bebatuan menuju target reservoir dan daerah sekitarnya. Oleh berbagai lapisan material di bawah tanah, gelombang kejut ini akan dipantulkan ke permukaan dan ditangkap oleh alat receivers sebagai pulsa tekanan (oleh hydrophone di daerah perairan) atau sebagai percepatan (oleh geophone di darat). Sinyal pantulan ini lalu diproses secara digital menjadi sebuah peta akustik bawah permukaan untuk kemudian dapat diinterpretasikan.

Aplikasi metode seismik :

1. Tahap eksplorasi : untuk menentukan struktur dan stratigrafi endapan dimana sumur nanti akan digali.
2. Tahap penilaian dan pengembangan : untuk mengestimasi volume cadangan hidrokarbon dan untuk menyusun rencana pengembangan yang paling baik.
3. Pada fase produksi : untuk memonitor kondisi reservoir, seperti menganalisis kontak antar fluida reservoir (gas-minyak-air), distribusi fluida dan perubahan tekanan reservoir.

terjadinya minyak dan gas bumi

Ada tiga faktor utama dalam pembentukan minyak dan/atau gas bumi, yaitu : Pertama, ada “bebatuan asal” (source rock) yang secara geologis memungkinkan terjadinya pembentukan minyak dan gas bumi.

Kedua, adanya perpindahan (migrasi) hidrokarbon dari bebatuan asal menuju ke “bebatuan reservoir” (reservoir rock), umumnya sandstone atau limestone yang berpori-pori (porous) dan ukurannya cukup untuk menampung hidrokarbon tersebut.

Ketiga, adanya jebakan (entrapment) geologis. Struktur geologis kulit bumi yang tidak teratur bentuknya, akibat pergerakan dari bumi sendiri (misalnya gempa bumi dan erupsi gunung api) dan erosi oleh air dan angin secara terus menerus, dapat menciptakan suatu “ruangan” bawah tanah yang menjadi jebakan hidrokarbon. Kalau jebakan ini dilingkupi oleh lapisan yang impermeable, maka hidrokarbon tadi akan diam di tempat dan tidak bisa bergerak kemana-mana lagi.

Temperatur bawah tanah, yang semakin dalam semakin tinggi, merupakan faktor penting lainnya dalam pembentukan hidrokarbon. Hidrokarbon jarang terbentuk pada temperatur kurang dari 65 ^oC dan umumnya terurai pada suhu di atas 260 ^oC. Hidrokarbon kebanyakan ditemukan pada suhu moderat, dari 107 ke 177 ^oC.

Peralatan Pemboran Lepas Pantai

1. TEORI DASAR

Sistem peralatan pemboran lepas pantai pada prinsipnya adalah merupakan perkembangan dari sistem peralatan pemboran darat, maka metode operasi lepas pantai membutuhkan teknologi yang baru dan biaya operasi yang mahal, karena kondisi lingkungan laut berbeda dengan kondisi lingkungan darat.

Peralatan mutlak yang harus ada dalam operasi pemboran lepas pantai adalah sebuah strutur anjungan (platform) sebagai tempat untuk meletakkan peralatan pemboran dan produksi. Berbagai macam anjungan telah dibuat, seperti anjungan permanen (fixed) yang terdiri diatas kaki-kaki beton bertulang. Jenis ini umumnya digunakan pada laut dangkal dan pada lapangan pengembangan sehingga dapat sekaligus menjadi anjungan pemboran dan produksi.Berbagai hambatan alam yang harus diatasi bagi pengoperasian unit lepas pantai. Hambatan tersebut antara lain : angin, ombak, arus dan badai. Khusus untuk unit terapung yang amat peka terhadap pengaruh kondisi laut, maka menciptakan peralatan khusus, yaitu peralatan peredam gerak oscilsi vertikal akibat ombak dan peralatan pengendalian posisi pada unit terapung. Untuk pengendalian posisi pada unit terapung dikenal dengan mooring system dan sistem pengendalian posisi dinamik .

Sedangkan untuk mengatasi gerak vertikal keatas dan kebawah umumnya digunakan Drill String Compensator (DSC).Operasi pemboran lepas pantai dimulai dari pengembangan teknologi pemboran darat dengan menggunakan casing conduktor yang ditanam atau dibor dan disemen, kemudian meningkat dengan digunakan mud-line suspention system, dan terus meningkat dengan menggunakan riser system. Penggunaan BOP konventional terus dimodifikasi agar mampu beroperasi di bawah air. Kondisi lingkungan laut berpengaruh terhadap pemilihan jenis platform.

Rangkaian Alat Pemboran Minyak

Pembuatan lubang yang disebut dengan making hole adalah pembuatan lubang mulai dari permukaan sampai suatu target yang sudah ditentukan.

Rangkaian pemboran disebut juga dengan drill stem.

Drill stem terdiri dari :

• Swivel
• kelly
• drill pipe
• drill collar
• bit

Gambaran rangkaian pemboran dapat dilihat pada gambar 3.1

Drill Stem

Swivel

Swivel adalah peralatan yang dipasang antara rotary hose dan Kelly, yang merupakan peralatan yang paling atas dari drill stem.

Fungsi dari swivel adalah sebagai berikut :

• Untuk meneruskan aliran lumpur dari alat yang tidak bergerak ke peralatan yang bergerak pada rangkaian pemboran.
• Untuk tempat menggantungkan Kelly dan rangkaian pemboran di bawahnya.

Bagian-bagian dari swivel adalah sebagai berikut :

• bail
• gooseneck
• wash pipe
• packing
• upper seal
• up thrust bearing
• main bearing
• lower bearing
• body
• stem

Gambaran dari swivel dan bagian-bagiannya dapat dilihat pada gambar 3.2

Kelly

• Kelly disebut juga dengan stang bor.
• Kelly merupakan pipa yang tidak bulat. Bagian luarnya bersegi.
• Bentuk Kelly yang umum digunakan adalah :
• Kelly segi empat yang disebut dengan square kelly
• Kelly segi enam yang disebut dengan hexagonal kelly
• Kelly berfungsi sebagai penerus putaran dari rotary table ke drill pipe, drill collar dan bit.
• Kelly dilengkapi dengan kelly saver sub yang dipasang antara kelly dengan tool joint drill pipe.
• Kelly saver sub berfungsi untuk menghemat ulir kelly.
• Kelly juga dilengkapi dengan upper dan lower kelly cock yang mana sudah dijelaskan pada peralatan pencegah semburan liar.
• Dalam operasi pemboran kelly yang digunakan hanya satu batang saja.

Drill Pipe

• Drill pipe disebut juga dengan batang bor atau drill string.
• Drill pipe adalah rangkaian yang paling panjang digunakan sebagai drill stem
• Untuk memperdalam lubang bagian rangkaian pemboran yang ditambah-tambahkan adalah drill pipe.
• Drill pipe dilengkapi dengan dua sambungan yang disebut dengan tooljoint.
• Bagian ujung yang satu berupa box, dan bagian ujung yang satu lagi berupa pin.
• Penyambungan drill pipe adalah dengan sistim ulir, dimana pin dari suatu drill pipe yang akan disambungkan dimasukkan ke dalam box drill pipe yang sudah terpasang.

Gambaran satu batang drill pipe

Gb.3.3 Gambaran sebatang drill pipe.

Drill Pipe

Fungsi drill pipe adalah sebagai berikut :

• Sebagai penghantar bit untuk menembus lapisan batuan pada kedalaman tertentu
• Sebagai saluran sirkulasi lumpur
• Sebagai penerus putaran dari rotary table sehingga bit bisa berputar
• Sebagai rangkaian untuk fishing job
• Sebagai penyalur bubur semen saat penyemenan.

Panjang drill pipe dinyatakan dalam bentuk range.

Range	Interval panjang
I	18 s/d 22 ft
II	27 s/d 30 ft
III	38 s/d 45 ft

Drill Collar

• Drill collar adalah pipa baja yang tebal dan berat yang dipasang antara drill pipe dan bit,
• Drill collar merupakan komponen rangkaian pemboran yang terberat. Drill collar disebut juga dengan pipa pemberat
• 
  

Gambaran dari beberapa jenis drill collar dapat dilihat pada gambar 3.5.

Drill Collar

Bit

Bit disebut juga dengan pahat atau mata bor. Peralatan ini yang menembus batuan formasi dalam membuat lubang. Gambaran dari bit dapat dilihat pada gambar 3.6.

Inser Bit           Roller Cone Bit

PENGETAHUAN DASAR OPERASI HULU MIGAS DAN ASPEK K3PL

1.Pendahuluan
Minyak dan gas bumi (Migas) atau disebut juga hidrokarbon dapat berupa :
- Cairan misalnya, crude oil, solar, bensin dsb.
- Gas misalnya, gas alam
- Padatan misalnya asphal

1.1. Keunggulan Migas
1. Mempunyai nilai kalor tinggi
2. Dapat menghasilkan berbagai macam bahan bakar , misalnya:bensin,solar,kerosin, aftur, afgas, bbg, dsb.
3. Dapat menghasilkan berbagai macam minyak pelumas.
4. Sebagai bahan baku industri petrokimia.
5. Yang bersifat padat (aspal) dapat untuk pengerasan jalan.

1.2. Kegiatan Operasi Hulu.
- Eksplorasi
- Pengeboran
- Eksploitasi / Produksi.

2. EKSPLORASI MIGAS
Eksplorasi migas adalah kegiatan untuk mendapatkan perangkap migas atau cadangan baru minyak dan gas bumi.
Pekerjaan eksplorasi melalui beberapa tahap;
1. Pendahuluan.
2. Pemetaan geologi (surface mapping).
3. Pemetaan bawah permukaan (sub surface mapping).
4. Pengeboran.

2.1. Tahap Pendahuluan.
a. Pemotretan dari udara
Dari hasil pemotretan dapat diperoleh data
1. interpretasi geologi
2. bentuk batuan permukaan
3. macam batuan.
b. Topografi
Untuk mendapatkan penjelasan keadaan permukaan tanah.
(Peta topografi)
Aspek K3PL:
1). Personal preventive equipment (PPE)
2). Perintisan jalan.
3). Penebangan semak
4). Gangguan binatang buas, nyamuk, lintah
5). Keadaan alam.

2.2. Pemetaan Geologi (Surface Mapping).
Pemetaan geologi (surface mapping) adalah memetakan bagian-bagian yang tersingkap di permukaan bumi, dan menentukan keadaan struktur dari lapisan. Petugas harus menyusuri tebing, sungai, hutan, rawa dan sebagainya.
Aspek K3PL
1). Personal Preventive Equipment (PPE).
2). Binatang buas.
3). Gigitan binatang kecil.
4). Keadaan alam.

2.3. Pemetaan Bawah Permukaan (Subsurface Mapping).
Pemetaan bawah permukaan, adalah membuat peta geologi dengan metode geofisik (misalnya; gravimetris, dan seismik).

1). Gravimetris.
Penyelidikan dengan metode gravimetris ini berdasarkan variasi dari gaya gravitasi batuan, yaitu makin kedalam (dekat pusat bumi) massa suatu batuan akan bertambah besar. Dengan mengetahui variasi gravitasi diatas permukaan maka dapat diperkirakan struktur batuan dibawah permukaan bumi.

2). Seismik.
Pemetaan ini berdasarkan gelombang getaran, yakni pengukuran getaran gempa bumi buatan yang bersumber dari bahan peledak atau detonator.
Getaran ditangkap oleh geophone dan direkam oleh alat perekam (recorder).
Aspek K3PL :
1. Handling detonator (handak)
2. Efek getaran
3. PPE

2.4 Pengeboran Eksplorasi.
1). Pengeboran stratigrafi.
Bertujuan untuk menentukan stratigrafi lapisan. Coring
dilakuakan terus menerus.
2). Pengeboran struktur.
Pengeboran struktur ini bertujuan untuk menentukan batas-batas
lapisan dengan pasti.
3). Pengeboran wildcat
Pengeboran ini bertujuan mencari minyak.
4). Pengeboran semi eksplorasi.
Bertujuan untuk menyelidiki lapisan minyak.
5). Pengeboran untuk mengetahui cadangan minyak.
Untuk mengetahui cadangan atau sisa cadangan hidrokarbon.
Aspek K3PL adalah semburan liar (blowout) dan hal ini akan dibicarakan
pada Bab. Pengeboran.

3. PENGEBORAN (DRILLING).
Pegeboran adalah membuat lubang sumur dengan tujuan untuk eksplorasi, eksploitasi / produksi atau pengembangan.
Metode pengeboran yang populer dengan menggunakan sistem bor putar (rotary drilling), dimana rangkaian pipa bor (drilling string) mulai dari bawah terdiri : pahat (bit), pipa pemberat (drill collar), pipa bor (drill pipe), dan kelly.

3.1. Sistem Sirkulasi.
Lumpur bor yang salah satu fungsinya mengangkat serbuk bor (cutting) dari dasar sumur kepermukaan selalu dilakukan sirkulasi dengan menggunakan pompa lumpur. Kalau tidak serbuk bor akan menumpuk didasar lubang dan dapat menyebabkan rangkaian pipa bor terjepit.
Fungsi lumpur bor.
1. Mengangkat serbuk bor dari dasar lubang ke permukaan.
2. Menahan / melawan tekanan formasi.
3. Mendinginkan / melumasi pahat.
4. Mengurangi berat string.
5. Menahan serbuk bor sewaktu menyambung pipa bor.
6. Membentuk mud cake.
7. Sebagai tenaga penggerak pada turbo atau dyna drill.
Mud additives.
Adalah bahan-bahan yang ditambahkan kedalam lumpur bor, untuk mendapatkan sifat-sifat lumpur yang dikehendaki. Misalnya; mengatur SG, mengatur viscositas, mengurangi / mencegah hilang lumpur dsb.
Dengan demikian lumpur pemboran mengandung bahan kimia.

3.2. Pipa Selubung (Casing) dan Penyemenan.
Setelah kedalam lubang bor mencapai kedalaman tertentu, maka lubang sumur dipasang pipa selubung (casing) dan disemen.
Fungsi pipa selubung dan semen.
1. Memperkuat dinding lubang.
2. Mencegah kontaminasi terhadap air tawar.
3. Mengisolir lapisan produktif dengan lapisan lain.
4. Mencegah semburan liar dari lapisan lain melalui anulus.
5. Semen mencegah tekanan dari luar terhadap casing dan mencegah korosi.

3.3. Sistem Peralatan Angkat (Hoisting System)
Sistem peralatan angkat (hoisting system) adalah peralatan yang digunakan untuk mengangkat dan menurunkan rangkaian pipa bor.
Sistem alat angkat terdiri; menara, draw work dan mesin penggerak, wire rope, crown block, dan traveling block. ( Gbr. 3.3 ).

3.4. Logging dan Perforasi.
Logging adalah satu pekerjaan dengan menggunakan alat log untuk mengetahui jenis dan sifat batuan serta kedalamannya. Dengan demikian dapat menentukan letak kedalaman lapisan yang mengandung minyak dengan tepat.
Perforasi adalah pekerjaan pelubangan casing agar minyak dan gas dapat mengalir dari formasi batuan ke lubang sumur.
Aspek K3PL
1. Gunakan PPE.
2. Semburan liar (blowout)
a. Tanda-tanda kick.
b. Pencegahan semburan liar.
c. Teknik pencegahan.
d. Peralatan semburan liar (blowout preventer).
3. Bahan peledak perforator
4. Dampak lingkungan bila terjadi blow out.
a. Korban jiwa / cacat
b. Kerusakan peralatan.
c. Rugi waktu
d. Terbakarnya hidrokarbon.
e. Rusaknya lingkungan akibat kebakaran.
f. Kemungkinan adanya gas beracun. dsb
5. Prosedur kerja yang salah.
6. Pengelolaan lumpur bor, limbah lumpur dan serbuk bor (Per. Men. ESDM No.045 Th.2006)

4. TEKNIK PRODUKSI.
Cara untuk mengangkat minyak dari dasar sumur ke permukaan ada beberapa metode sebagai berikut:
1. Sembur Alam (Natural flow).
2. Pengangkatan buatan (Artificial Lift)

4.1. Sembur Alam (Natural Flow).
Sumur dengan metode sembur alam ini minyak menyembur dengan sendirinya disebabkan tekanan reservoir masih cukup tinggi.
Sedangkan tekanan sebagai tenaga dorong pada reservoir berasal dari: air, gas, tekanan batuan maupun gas yang larut dalam minyak.

4.2. Pengangkatan Buatan.
Sumur dengan metode pengangkatan buatan ini (artificial lift method) minyak dapat mengalir ke permukaan karena ada tenaga tambahan dari luar untuk mengangkatnya.
Sumur dengan metode pengangkatan buatan contohnya;
a. Sumur sembur buatan (Gas lift)
b. Pompa angguk (Sucker rod pump).
c. Pompa sentrifugal (Electrical submersible pump).

4.2.1. Sumur Sembur Buatan (Gas Lift).
Sumur dengan metode sembur buatan (gas lift) ini, untuk mengangkat minyak dari dasar sumur ke permukaan dengan bantuan gas injeksi. Gas diinjeksikan dari permukaan melalui anulus, kemudian masuk ke tubing melalui katup yang dipasang pada tubing. Gas kemudian bercampur dengan minyak sehingga SG-nya menjadi kecil (ringan) dan minyak dapat menyembur ke permukaan.

4.2.2. Pompa Angguk (Sucker rod pump).
Sumur dengan pompa angguk ini untuk mengangkat minyak dari dasar sumur ke permukaan dengan memasang pompa plunger yang dipasang di dalam sumur. Plunger dihubungkan dengan batang isap (sucker rod) ke permukaan yang digerakkan oleh pumping unit yang menggunakan tenaga penggerak dari motor.
Peralatan dibawah permukaan (subsurface equipment) terdiri;
1. Pompa
2. Sucker rod string
3. Pipa Tubing
Peralatan diatas permukaan atau Pumping unit terdiri;
1. Motor penggerak (prime mover)
2. Gear reducer, untuk menurunkan putaran tinggi ke putaran rendah sesuai spm (stroke per menit) pompa.
3. Beam pumping, sebagai pengubah gerakan putar menjadi gerak naik turun.
4. Well head

4.2.3. Pompa Sentrifugal (Electrical Submersible Pump)
Untuk mengangkat minyak dari dasar sumur ke permukaan menggunakan pompa sentrifugal yang digerakkan oleh motor listrik dalam sumur.
Peralatan dibawah permukaan terdiri;
1. Motor listrik
2. Kabel listrik
3. Protector
4. Intake
5. Pompa sentrifugal
6. Pipa Tubing
Peralatan dipermukaan terdiri;
1. Well head
2. Kabel listrik
3. Junction box
4. Switch board
5. Transformator
Aspek K3PL:
1. Kebocoran minyak atau gas yang menyebabkan polusi atau kebakaran, atau keracunan gas.
2. Proteksi terhadap; tekanan tinggi, listrik tegangan tinggi, dan mesin yang bergerak.

5. PENGOLAHAN MINYAK DAN GAS DILAPANGAN
5.1. Fluida Sumur.
Fluida yang keluar dari sumur minyak pada umumnya terdiri dari;
1. Minyak (crude oil)
2. Air
3. Gas
4. Padatan
Tujuan pengolahan, untuk memisahkan komponen-komponen untuk mendapatkan;
1. Minyak kering
2. Gas kering
3. Air bebas polusi.

5.2. Separator Minyak Dan Gas
Separator minyak dan gas adalah salah satu dari komponen proses yang fungsinya untuk memisahkan minyak dengan gas (separator dua fasa), atau memisahkan gas, minyak, dan air (separator tiga fasa).

5.3 Heater Treater
Adalah suatu komponen proses yang fungsinya untuk memisahkan minyak dengan air yang berupa emulsi dengan cara pemanasan.

5.4 Kompresor.
Kompresor adalah suatu komponen proses yang berfungsi untuk menaikkan tekanan gas

5.5 Gas Scubber
Gas scrubber adalah suatu komponen proses yang fungsinya untuk memisahkan cairan yang masih terikut gas

5.6 Gas Dehydrator
Gas dehydrator adalah suatu komponen proses yang berfungsi untuk menyerap air yang terdapat pada gas.
Aspek K3PL;
1. Setiap saat dapat terjadi musibah (kebakaran, kecelakaan dsb), akibat tekanan, temperatur, bahan mudah terbakar, bahan/gas beracun dan lain-lain.
2. PPE
3. Safety devices (Level control, pressure control, temperature control, flow control, PSV, PSE, gas detector dsb.)
4. Flare, vent.
5. Pembuangan air limbah

1. TEORI DASAR Tujuan utama dari sistem sirkulasi pada suatu operasi pemboran adalah untuk mensirkulasikan fluida pemboran (lumpur bor) ke seluruh si

1. TEORI DASAR

Tujuan utama dari sistem sirkulasi pada suatu operasi pemboran adalah untuk mensirkulasikan fluida pemboran (lumpur bor) ke seluruh sistem pemboran, sehingga lumpur bor mampu mengoptimalkan fungsinya.

Sistem sirkulasi pada dasarnya terdiri dari empat komponen, yaitu :
1. Fluida pemboran (lumpur bor),
2. Tempat persiapkan ,
3. Peralatan sirkulasi, dan
4. Conditioning area.

2. LUMPUR PEMBORAN (DRILLING FLUID, MUD)

Fluida pemboran merupakan suatu campuran cairan dari beberapa komponen yang dapat terdiri dari : air (tawar atau asin), minyak, tanah liat (clay), bahan-bahan kimia, gas, udara, busa maupun detergent. Di lapangan fluida dikenal sebagai "lumpur" (mud).

Lumpur pemboran merupakan faktor yang penting serta sangat menentukan dalam mendukung kesuksesan suatu operasi pemboran. Kecepatan pemboran, efisiensi, keselamatan dan biaya pemboran sangat tergantung pada kinerja lumpur pemboran.

Fungsi lumpur dalam suatu operasi pemboran antara lain adalah sebagai berikut :

1. Mengangkat cutting ke permukaan.
2. Mendinginkan dan melumasi bit dan drill string.
3. Memberi dinding lubang bor dengan mud cake.
4. Mengontrol tekanan formasi.
5. Membawa cutting dan material-material pemberat pada suspensi bila sirkulasi lumpur dihentikan sementara.
6. Melepaskan pasir dan cutting dipermukaan.
7. Menahan sebagian berat drill pipe dan cutting (bouyancy efect).
8. Mengurangi effek negatif pada formasi.
9. Mendapatkan informasi (mud log, sampel log).
10. Media logging.

2.1. Komposisi lumpur pemboran.

Komposisi lumpur pemboran ditentukan oleh kondisi lubang bor dan jenis formasi yang ditembus oleh mata bor.

Ada dua hal penting dalam penentuan komposisi lumpur pemboran, yaitu :
• Semakin ringan dan encer suatu lumpur pemboran, semakin besar laju penembusannya.
• Semakin berat dan kental suatu lumpur pemboran, semakin mudah untuk mengontrol kondisi dibawah permukaan separti masuknnya fluida formasi bertekanan tinggi (dikenal sebagai "kick"). Bila keadaan ini tidak dapat diatasi maka akan menyebabkan semburan liar (blowout).

Sistem Sirkulasi

Sistem Sirkulasi
the equipment used to remove unwanted gas from a liquid, especially from drilling fluid.

density n: the mass or weight of a substance per unit volume. For instance, the density of a drilling mud may be 10 pounds per gallon, 74.8 pounds/cubic foot, or 1,198.2 kilograms/cubic meter. Specific gravity, relative density, and API gravity are other units of density.
density log n: a special radioactivity log for open-hole surveying that responds to variations in the specific gravity of formations. It is a contact log (i.e., the logging tool is held against the wall of the hole). It emits neutrons and then measures the secondary gamma radiation that is scattered back to the detector in the instrument. The density log is an excellent porosity-measure device, especially for shaley sands. Some trade names are Formation Density Log, Gamma-Gamma Density Log, and Densilog.

derrick derrick n: a large load-bearing structure, usually of bolted construction. In drilling, the standard derrick has four legs standing at the corners of the substructure and reaching to the crown block. The substructure is an assembly of heavy beams used to elevate the derrick and provide space to install blowout preventers, casingheads, and so forth

Power System

Sistem tenaga pada operasi pemboran terdiri dari dua subkomponen utama, yaitu :
(1) Power suplay equipment, yang dihasilkan oleh mesin-mesin besar yang dikenal sebagai "Prime Move” (penggerak utama).
(2) Distribution (tranmission) equipment, yang berfungsi meneruskan tenaga yang diperlukan untuk operasi pemboran. Sistem tranmisi dapat dikerjakan dengan salah satu dari sistem, yaitu sistem tranmisi mekanis dan sistem tranmisi listrik.

1. PRIME MOVER UNIT
Hampir semua rig menggunakan “Internal combustion engines". Penggunaan mesin ini di tentukan oleh besarnya tenaga pada sumur yang didasarkan pada casing program dan keadaan sumur. Tenaga yang dihasilkan prime mover berkisar antara 500 sampai 5000 hp.
Letak prime mover tergantung dari beberapa faktor :
(1) Sistem tenaga tranmisi yang digunakan
(2) Ruang yang tersedia, dsb.

Beberapa letak prime mover adalah :
• Di bawah rig
• Di atas lantal bor
• Di samping (disisi rig) :
(a) diatas tanah
(b) diatas lantal bor
(c) pada struktur yang terpisah jauh dari rig.

Jumlah unit mesin yang diperlukan :
(1) Dua atau tiga, pada umumnya operasi pemboran memerlukan dua atau tiga
mesin.
(2) Empat, untuk pemboran yang lebih dalam memerlukan tenaga yang lebih
besar sehingga mesin yang diperlukan dapat mencapai empat mesin.
Jenis mesin yang digunakan :
(1) Diesel (compression) engines
(2) Gas (spark ignition) engines



1.1 DISTRIBUSI TENAGA PADA RIG
Rig tidak berfungsi dengan baik bila distribusi tenaga yang diperoleh tidak mencukupi. Sebagian besar tenaga yang dihasilkkan mesin didistribusikan untuk drawwork, Rotary rable dan mud pumps. Disamping itu juga diperlukan untuk penerangan, instrumen rig, engine fans, air conditioner, tenaga tranmisi.
Tenaga tranmisi oleh satu mesin atau lebih harus diteruskan ke komponen-komponen utama rig, yaitu sistem pengangkatan, sistem putar dan sistem sirkulasi.
Transmisi tenaga ini dilakukan dengan salah satu metode sbb :
• Mechanical power tranmission
• Electrical power Tranmission

1.2. Mechanical Power Transmission.
Mechanical power tranmission (tranmisi tenaga mekanik) berarti tenaga yang dihasilkan oleh mesin-mesin harus diteruskan secara mekanis.
Proses transmisi ini dapat dilakukan dengan cara sebagai berikut:
• Tenaga yang dihasilkan oleh primme mover harus dihubungkan bersama-sama dengan mesin-mesin yang lain untuk mendapatkan tenaga yang mencukupi. Hal ini dilakukan dengan Hydraulic coupling (torque conventers) jang dihubungkan bersama-sama (compounded).
• Tenaga ini kemudian diteruskan melalui sistim roda gigi (elaborate sprocket) dan chain linking system (sistem rantai), yang secara fisik mendistribusikan tenaga ke unit-unit yang membutuhkan tenaga.
• System ini sekarang banyak digantikan dengan Electric Power Transmission.

1.3. Electric Power Transmission
Sebagian besar drilling rig menggunakan Diesel electric dan tenaga listrik yang harus dialirkan melalui kabel.
Pada sistem diesel electric mesin diesel digunakan tenaga listrik dari generator listrik, yang dipasang di depan block. Generator menghasilkan arus listrik, yang dialirkan melalui kabel ke suatu "Control Unit”.
Dari control cabinet, tenaga listrik diteruskan melalui kabel tambahan ke motor listrik yang langsung dihubungkan ke sistem peralatan.
Beberapa keuntungan penggunaan electric power transmission :
(1) Lebih fleksibel letaknya
(2) Tidak memerlukan rantai penghubung
(3) Umumnya lebih kompak dan portabel.



Electrical Power Unit



Power System

Oil and Gas Wells