GGEE MM BBGGEOLOGIEOLOGI MMINYAKINYAK BBUMIUMIPendahuluan dan DefinisiPendahuluan dan Definisi

DDDDEFINISIEFINISI

DDEFINISIEFINISI

Geologi:Geo = bumi Logos = ilmuGeo = bumi, Logos = ilmuIlmu yang mempelajari tentang sejarah bumi, batuan penyusunnya perubahan fisik dllpenyusunnya, perubahan fisik, dll

Minyak bumi (petroleum ≠ oil):Cairan yang berwarna gelap “oily” mudah terbakar Cairan yang berwarna gelap, “oily”, mudah terbakar, terbentuk dari bitumen atau campuran hidrokarbon yang terbentuk secara alamiah, dan biasanya diperoleh dari terbentuk secara alamiah, dan biasanya diperoleh dari pemboran, digunakan sebagai bahan bakar.

Oil:Oil:Segala cairan yang bersifat licin dan lengket (greasy) yang dihasilkan dari binatang, mineral atau tumbuhan, y g g, ,tidak larut dalam air dan digunakan untuk pelumasan, penerangan, dll.Termasuk di dalamnya adalah “petroleum”

GGEOLOGIEOLOGI MMINYAKINYAK BBUMIUMI

Deskripsi mata kuliahAdalah ilmu yang mempelajari minyak dan gas bumi di Adalah ilmu yang mempelajari minyak dan gas bumi di alam berdasarkan disiplin ilmu geologiTempat atau cara terdapatnya minyak dan gas bumi di Tempat atau cara terdapatnya minyak dan gas bumi di dalam kerak bumi secara geologiIlmu yang mempelajari keadaan geologi atau cara Ilmu yang mempelajari keadaan geologi atau cara terdapatnya minyak dan gas bumi di dalam kerak bumi ataupun di dalam bumi

MMANFAATANFAAT KULIAHKULIAH GMB GMB

Memahami proses terjadinya minyak bumi

M h i i i k b iMemahami proses pencarian minyak bumi

Mampu bertugas sebagai wellsite• Diskripsi serbuk bor• Witness logging• Menentukan zona migas

Mampu menghitung perkiraan besar cadangan migas

PPENDAHULUANENDAHULUANPPENDAHULUANENDAHULUAN

SSEJARAHEJARAH & P& PERKEMBANGANERKEMBANGAN IINDUSTRINDUSTRI MMIGASIGAS

Pertama kali ditemukan di Timur Tengah / Iran / MesopotamiaMesopotamia

Mula-mula ditemukan sebagai rembesanDigunakan untuk obat dan menampal perahu (teer)Digunakan untuk obat dan menampal perahu (teer)Selanjutnya digunakan sebagai bahan bakar (Harun Al Rasyid)Rasyid)

Bangsa Cina telah mencoba membor minyak pada jaman sebelum Masehijaman sebelum Masehi

1805 Von Humbold & Edy LussacM k k t i b h i k b i b h b Mengemukakan teori bahwa minyak bumi berhubungan dengan aktifitas gunung api.

1834 Vi let d’A t ahli e l i Pe a ci1834 Virlet d’Aoust, ahli geologi PerancisMenguatkan teori di atas didasarkan pada gejala bahwa seringkali minyak bumi ditemukan bersama sama dengan seringkali minyak bumi ditemukan bersama-sama dengan gunung api.

SSEJARAHEJARAH & P& PERKEMBANGANERKEMBANGAN IINDUSTRINDUSTRI MMIGASIGAS (2)(2)

1842, Sir William Logan (Dir. Jawatan Geologi Canada)Canada)

Menghubungkan keberadaan rembesan minyak bumi dengan struktur antiklin seperti dilihatnya di Pulau dengan struktur antiklin, seperti dilihatnya di Pulau Gaspe

1847 di Glasgow Inggris1847, di Glasgow InggrisPertama kali ditemukan cara mengolah minyak bumi menjadi minyak lampu, menggantikan lilinj y p , gg

1859, Col. William Drake (AS)Pertama kali membor minyak yang dapat diproduksikan Pertama kali membor minyak yang dapat diproduksikan secara komersial, dilakukan di Titusville, Pensylvania pada kedalaman 69 ft.• Sebagai tonggak dimulainya industri migas

SSEJARAHEJARAH & P& PERKEMBANGANERKEMBANGAN IINDUSTRINDUSTRI MMIGASIGAS (3)(3)

1860, Henry G Rogers,Mengamati bahwa akumulasi minyak yang ditemukan Mengamati bahwa akumulasi minyak yang ditemukan Drake terdapat pada sumbu antiklin

1861 Sterry Hunt1861, Sterry Hunt,Mempublikasikan “Teori Antiklin”, dan teori ini berkembang / digunakan hingga saat iniberkembang / digunakan hingga saat ini.

1861, BB Andrews, Guru Besar Marietta College< Virginia BaratVirginia Barat

Menghubungkan sumber migas dengan sumbu antiklin ditambahkan akumulasi migas tersebut merupakan hasil ditambahkan akumulasi migas tersebut merupakan hasil retakan yang terjadi di atas sumbu antiklin akibat pengangkatan dan perlipatan.

1860, Prof. Alexander Winchell, Univ. MichiganBatupasir sendiri cukup memiliki porositas untuk Batupasir sendiri cukup memiliki porositas untuk mengandung migas tanpa adanya retakan.

THE PHILLIPS WELLTHE WOODFORD WELL

Initial prod. 4,000 bbls/dayInitial prod. 1,500 bbls/day Initial prod. 4,000 bbls/dayOctober 1861

Initial prod. 1,500 bbls/dayJuly 1862

Perhatikan drum kayu di latar belakang dengan ukuran yang berbeda-beda (pada saat itu blm ada standarisasi).Harga minyak saat itu $5/bbl (barrel yg mana?)

SSEJARAHEJARAH & P& PERKEMBANGANERKEMBANGAN IINDUSTRINDUSTRI MMIGASIGAS (4)(4)

I.C. White,Merupakan ahli geologi pertama yang Merupakan ahli geologi pertama yang mendemonstrasikan kebenaran teori antiklin untuk migas, dan berhasilmigas, dan berhasil

1888, E. Orton,Berkesimpulan bahwa migas berasal dari zat organikBerkesimpulan bahwa migas berasal dari zat organik

1897, Southern Pacific Oil Company,Mulai menyewa ahli geologi untuk mencari minyakMulai menyewa ahli geologi untuk mencari minyak.

Awal abad 20Semua perusahaan minyak di AS memiliki ahli geologi

Selanjutnya pencarian migas menyebarKe Mexico, Asia Tenggara, Timur TengahSetelah PD-II ke Afrika dan Australia1940, pemboran lepas pantai pertama di Louisiana

Empire well di Funk Farm, selesai September 1861 dengan prod awal 3,000 bbls/day.Keberhasilan lapangan ini juga mempengaruhi pasar. Dengan tambahan 3,000 bbl/day di pasar, harga minyak jatuh hingga 10 sen/bbl.

• Triumph Hill (1871) menjadi kawasan pemboran paling padat pada saat itu. Dalam foto ini saja sudah lebih dari 100 menara.

• Sumur-sumur ini menghasilkan ratusan ribu barrel minyak terbaik.• Foto ini juga menunjukkan over production pada banyak lapangan di daerah itu.• Beberapa tahun kemudian, baru diketahui kalau jarak antar sumur produksi yang p j p y g

terlalu dekat akan mengurangi jumlah minyak yang dapat diambil dari reservoir itu.

HHAKEKATAKEKAT MMINYAKINYAK DANDAN

GG BBGGASAS BBUMIUMI

HHAKEKATAKEKAT MMINYAKINYAK DANDAN GGASAS BBUMIUMI

Minyak dan gas bumi merupakan senyawa hidrokarbon.

UnsurGas Bumi Aspal Minyak Mentah(Levorsen) (Levorsen) (Levorsen) (Purdy)

Karbon 65 – 80 80 – 85 62.2 – 87.1 83 – 87Hidrogen (H) 1 – 25 8.5 – 11 11.7 – 14.7 11 – 25Belerang (S) Tr – 0.2 2 – 8 0.1 – 5.5 0 – 6Nitrogen (N) 1 – 15 0 – 2 0.1 – 5.5 0 – 0.7Oksigen (O2) - - 0.1 – 4.5 0 – 0.5Logam - - - 0 – 0.1

Susunan unsur kimia minyak dan gas bumi dalam persen berat

HHIDROKARBONIDROKARBON

Padat

C iCair

Gas

DDIAGRAMIAGRAM KKLASIFIKASILASIFIKASI HHIDROKARBONIDROKARBON AALAMLAM

Kelarutan dalam Karbon disulfida

(H. Abraham 1945)

Larut Tdk larut

BITUMINA NON -BITUMINA≈ Petroleum

Larut Tdk larut

Cairan Padat Dapat dilumerkan

Tdk Dpt dilumerkan

Minyak Bumi Lumer Sukar

dilumerkanPiro-

Bitumina

Bebas Oksigen

Mengandung Oksigen

1 Semua minyak bumi2 Semua rembesan

minyak

Lilin Mineral Aspal Aspaltit Bersifat

AspalBersifat

bukan aspal

3 Ozokerit4 Lilin Montan5 Hatchettit6 Scheererit

7 Bermudez pitch8 Tabbyit9 Gilsonit Cair10 Argulit

11 Gilsonit12 Grahamit13 Glance pitch

14 Wurtzelit15 Elaterit16 Albertit17 Impsonit

19 Gambut20 Lignit21 Batubara

6 Scheererit 10 Argulit 17 Impsonit18 Ingramit- Hidrogen tinggi

- Titik lebur rendah- Titik nyala rendah

- Oksigen tinggi- Indeks bias tinggi

HHIDROKARBONIDROKARBON PPADATADATHHIDROKARBONIDROKARBON PPADATADAT

HHIDROKARBONIDROKARBON PPADATADAT

BituminaLilin mineralLilin mineral• Ozokerit, Lilin Montan, Hatchettit, Scheererit

AspalAspal• Bermudez pitch, Tabbyit, Gilsonit Cair, Argulit

AspaltitAspaltit• Gilsonit, Grahamit, Glance pitch

Non BituminaNon BituminaPiro-bitumina• Pirobitumina aspalPirobitumina aspal

– Wurtzelit, Elaterit, Albertit, Impsonit, Ingramit• Pirobitumina non aspal

– Gambut, Lignit, Batubara

Hidrokarbon padat biasanya terdapat bersamaan satu dengan yang lainnya

HHIDROKARBONIDROKARBON CCAIRAIRHHIDROKARBONIDROKARBON CCAIRAIR(Minyak Bumi)(Minyak Bumi)(Minyak Bumi)(Minyak Bumi)

HHAKEKATAKEKAT KKIMIAIMIA MMINYAKINYAK BBUMIUMI

UnsurGas Bumi Aspal Minyak mentah

Unsur(Levorsen) (Levorsen) (Levorsen) (Purdy)

Karbon 65 – 80 80 – 85 62.2 – 87.1 83 – 87Hidrogen (H) 1 – 25 8.5 – 11 11.7 – 14.7 11 – 25Belerang (S) Tr – 0.2 2 – 8 0.1 – 5.5 0 – 6Nitrogen (N) 1 – 15 0 – 2 0.1 – 5.5 0 – 0.7Oksigen (O2) - - 0.1 – 4.5 0 – 0.5Logam - - - 0 – 0.1

Susunan unsur kimia minyak dan gas bumi dalam persen berat

Minyak bumi di Indonesia memiliki kadar belerang rendahMinyak bumi di Indonesia memiliki kadar belerang rendah, Nitrogen dan Oksigen sangat rendah, bahkan hanya merupakan jejak saja (traces)merupakan jejak saja (traces)

AANALISANALISA DANDAN KKLASIFIKASILASIFIKASI MMINYAKINYAK BBUMIUMI

Distilasi berfraksiAdalah penyulingan serta pengembunan kembali Adalah penyulingan serta pengembunan kembali berbagai macam cairan yang mempunyai titik didih yang berbeda-bedaberbeda beda

Fraksi Distilasi Titik didih Kisaran no Fraksi Distilasi (°C) atom Cn

Gas C1 – C4

Bensin t.d. – 200 C5 – C10

Kerosen 200 – 250 C11 – C13

Solar 250 – 300 C14 – C17

Pelumas ringan 300 – 400 C18 – C26

Pelumas berat C26 – C36

Residu 500 C36 – C60

AANALISANALISA HHEMPLEEMPLE

Merupakan analisa secara teliti dari Distilasi BerfraksiBerfraksi.

Karena penentuan susunan molekuler minyak mentah sulit dilakukan maka secara rutin dilakukan mentah sulit dilakukan, maka secara rutin dilakukan analisa distilasi berfraksi yang sedikit banyak mencerminkan susunan berbagai macam homolog mencerminkan susunan berbagai macam homolog hidrokarbon.

P b dil k k ti li ih h 25°CPengembunan dilakukan tiap selisih suhu 25°C.

Juga diukurVolume tiap fraksiPersentasi tiap fraksiBJ (°API)

IINDEKSNDEKS KKORELASIORELASI & K& KLASFLASF. D. DASARASAR MMINYAKINYAK

Indeks korelasi dipelopori oleh Smith (1940)

Didasarkan pada suatu pengeplotan BJ fraksi distilasi terhadap Didasarkan pada suatu pengeplotan BJ fraksi distilasi terhadap titik didihnya

Jika BJ suatu senyawa HC secara individual diplot terhadap y p ptitik didihnya maka HC tsb akan mengatur dirinya sesuai struktur dasarnya.

Normal parafin (nilai titik didihnya berupa garis lurus) diberi nilai indeks nol

B iliki titik didih h i d h Benzene, yg memiliki titik didih hampir sama dengan n-hexane diberi nilai 100

Hidrokarbon lainnya berada diantara 0 – 100 iniHidrokarbon lainnya berada diantara 0 – 100 ini.

Rumus

845647348640−+= GIC 8.456473.. += G

KIC

K = titik didih rata-rata dalam °KG °G = BJ pada 60°F

2 6 10 142 6 10 14

KKLASIFIKASILASIFIKASI MMINYAKINYAK BBUMIUMI

Berdasarkan indeks korelasi Smith, Barbat (1967) mengusulkan suatu klasifikasi minyak bumi:mengusulkan suatu klasifikasi minyak bumi:

Ultra-parafinic IK < 10Parafinic IK 10 30Parafinic IK 10 – 30Napthenic IK 30 – 40Aromatic IK 40 60Aromatic IK 40 – 60

HHAKEKATAKEKAT FFISIKAISIKA MMINYAKINYAK BBUMIUMI

1. Berat Jenis

2 Vi k it2. Viskositas

3. Titik didih dan titik nyala

4. Warna

5. Fluoresensi

6. Indeks Refraksi

7 Aktivitas optik7. Aktivitas optik

8. Bau

99. Nilai Kalori

1. B1. BERATERAT JJENISENIS

Merupakan berat jenis keseluruhan minyak (semua fraksi)fraksi)

Tergantung pada temperaturT BJT BJ

131.5B J

141.5API −=°°API gravity

Makin kecil BJ makin tinggi °API makin berharga,

B.J.

karena lebih banyak mengandung bensinMakin besar BJ makin rendah °API makin kurang b ik k b k d lili d id lbaik karena banyak mengandung lilin dan residu aspal

°BaumeTidak banyak digunakan dalam industri minyak

130140B° aume 130B.J.

B −=° aume

2. V2. VISKOSITASISKOSITAS

Adalah daya hambat yang dilakukan oleh cairan jika suatu benda berputar dalam cairan tersebutsuatu benda berputar dalam cairan tersebut

Satuan centipoisek °A I k k k l l Makin tinggi °API makin ringan makin kecil nilai

viskositas

3. T3. TITIKITIK DIDIHDIDIH DANDAN TITIKTITIK NYALANYALA

Titik didihAPI rendah titik didih tinggi karena mengandung API rendah titik didih tinggi, karena mengandung banyak fraksi berat (BJ tinggi)API tinggi titik didih rendah karena mengandung API tinggi titik didih rendah, karena mengandung banyak fraksi ringan, bensin (BJ rendah)

Titik nyalaTitik nyalaAdalah suatu titik temperatur, dimana minyak bumi dapat terbakar karena suatu percikan api.terbakar karena suatu percikan api.API tinggi titik didih rendah titik nyala rendah, jadi mudah terbakar

4. W4. WARNAARNA

Pada umumnya warna minyak berhubungan dengan berat jenisberat jenis

BJ tinggi hijau kehitam-hitamanBJ rendah coklat kehitam hitamanBJ rendah coklat kehitam-hitaman

Warna ini disebabkan karena pengotoran, misal oksidasi senyawa HCoksidasi senyawa HC

5. F5. FLUORESENSILUORESENSI

Yaitu jika terkena sinar ultra violet akan memperlihatkan warna yang lain dari warna biasa memperlihatkan warna yang lain dari warna biasa, kuning hingga kuning keemasan, dan tampak “hidup”hidup

Sangat penting dideteksi dari cutting saat pemboran

“ minyak pelumas lumpur pemboran biasanya tidak ...minyak pelumas lumpur pemboran biasanya tidak menunjukkan fluoresensi, sedangkan minyak mentah menunjukkan fluoresensi ” kurang tepatmentah menunjukkan fluoresensi... kurang tepat

6. I6. INDEKSNDEKS RREFRAKSIEFRAKSI

Indeks refraksi minyak bumi 1.4 – 1.6

P b d i d k f k i t t d i °API t Perbedaan indeks refraksi tergantung dari °API atau berat jenisnya.

BJ °API i d k f k i>> BJ, <<°API, >> indeks refraksi

Misal:indeks refraksi Dekan 1.6indeks refraksi Pentan 1.4

Makin kecil atau makin sedikit jumlah atomnya, makin rendah indeks refraksi

Makin tinggi nomor atom, makin kompleks susunan kimianya makin tinggi indeks refraksinya.y gg y

7. A7. AKTIFITASKTIFITAS OOPTIKPTIK

Adalah suatu daya memutar bidang polarisasi cahaya yang terpolarisasicahaya yang terpolarisasi.

Kisaran rata-rata dari 0 – 0.2°

Biasa digunakan untuk menunjukkan asal organik minyak bumi

Organik bisa memutar bidang optikAn-organik tidak bisa

8. B8. BAUAU / / ODORODOR

Minyak bumi ada yang berbau sedap, ada yang tidak disebabkan pengaruh molekul aromattidak, disebabkan pengaruh molekul aromat

Senyawa nitrogen ataupun belerang menyebabkan bau tidak sedapbau tidak sedap.

Golongan parafin dan naften biasanya memberikan b dbau sedap

Golongan benzen atau aromat biasanya berbau tidak sedap

9. N9. NILAIILAI KKALORIALORI

Adalah jumlah panas yang ditimbulkan oleh satu gram minyak bumi gram minyak bumi,

yaitu dengan meningkatkan temperatur satu gram air dari 3 5°C sampai 4 5°C3.5 C sampai 4.5 CSatuannya kalori

Ada hubungan antara BJ dengan nilai kaloriAda hubungan antara BJ dengan nilai kaloriBJ 0.75 (API 70.6) – 57.2 nilai kalori 11,700 – 11,750 /grBJ 0 9 0 95 nilai kalori 10 000 10 500 /grBJ 0.9 – 0.95 nilai kalori 10,000 – 10,500 /gr

Minyak bumi pada umumnya 10,000 – 10,800 /gr

Batubara 5,650 – 8,200 /gr

HHIDROKARBONIDROKARBON GGASASHHIDROKARBONIDROKARBON GGASAS

GGASAS BBUMIUMI

Biasanya terdiri dari hidrokarbon alam yangBertitik didih rendahBertitik didih rendahBernomor atom rendah (C1 – C4)Dapat terdiri dari gas Hidrogen, Nitrogen atau Karbondioksida

Jenis gas bumiG b b ( i t d )Gas bebas (non-associated gas)Gas terlarut dalam minyak (associated gas)

Gas Oil Ratio (GOR)Gas Oil Ratio (GOR)Merupakan perbandingan gas dan minyak dalam suatu reservoirUmum digunakan untuk memberikan batasan suatu sumur apakah diproduksikan sebagai sumur minyak, gas

t k d k h l i i k t f ilit atau keduanya, karena hal ini menyangkut fasilitas produksi yang berbeda.

Bubble PointBubble PointTitik P&T saat gas mulai keluar dari larutan

SSUSUNANUSUNAN KKIMIAIMIA GGASAS BBUMIUMI

Metan (CH4)Hidrokarbon yang paling stabilHidrokarbon yang paling stabilMerupakan penyusun utama gas bumiSenyawa yang selalu ada dalam gas alamTidak dapat dikondensasikan

Senyawa kimia penyusun gas bumi adalahM t CHMetan CH4Etan C2H6Propan C HPropan C3H8Butan C4H10Pentan C5H125 12Hexan C6H14Heptan C7H16

........Karbondioksida CO2Hidrogensulfida H2SHidrogensulfida H2SNitrogen N2

PPENGOTORENGOTOR GGASAS

CO2 dan NitrogenDalam jumlah besar menyebabkan turunnya nilai kaloriDalam jumlah besar menyebabkan turunnya nilai kalori

Heliumk d k b d k b bMerupakan gas ringan, tidak berwarna, tidak berbau

Merupakan gas mulai yang terdapat bersama-sama dengan gas alam pada temperatur normaldengan gas alam pada temperatur normal

NitrogenDiperkirakan merupakan sebagian udara yang terperangkap pada sedimenS dikit k li t b t k d i t ikSedikit sekali yang terbentuk dari zat organik

HidrogensulfidaTidak berwarna, berbau tidak sedapBersifat racun dan menyebabkan korosi treatmen khkhusus

TTERIMAKASIHERIMAKASIHTTERIMAKASIHERIMAKASIH