SOURCE ROCK

BAB I

PENDAHULUAN

I.1 Pendahuluan

Minyak bumi telah menjadi energi primadona berpuluh puluh tahun di dunia. Hal

ini di karenakan besarnya energi yang diperoleh dari BBM (bahan bakar minyak ) lebih

tinggi dibanding dengan sumber energi lainnya. Pengetahuan tentang minyak bumi ini

sangat penting untuk kita ketahui, mengingat minyak bumi dan gas alam adalah suatu

sumber energi yang tidak dapat diperbaharui atau non renewabale, sedangkan

penggunaan sumber energi ini dalam kehidupan kita sehari-hari cakupannya sangat luas

dan cukup memegang peranan penting atau menguasai hajat hidup orang banyak.

Sebagai contoh minyak bumi digunakan sebagai sumber energi yang banyak digunakan

untuk memasak, kendaraan bermotor, dan industri, kedua bahan bakar tersebut berasal

dari pelapukan sisa-sisa organisme sehingga disebut bahan bakar fosil.

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).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.

Ada banyak hipotesa tentang terbentuknya minyak bumi yang dikemukakan oleh

para ahli, beberapa diantaranya adalah:

1. Teori Biogenesis (organik)

Macqiur (Perancis, 1758) merupakan orang yang pertama kali mengemukakan

pendapat bahwa minyak bumi berasal dari tumbuh-tumbuhan. Kemudian M.W.

Lamanosow (Rusia, 1763) juga mengemukakan hal yang sama. Pendapat di atas

juga didukung oleh sarjana lainnya seperti, New Beery (1859), Engler (1909), Bruk

(1936), Bearl (1938) dan Hofer. Mereka menyatakan bahwa minyak dan gas bumi

berasal dari organisme laut yang telah mati berjuta-juta tahun yang lalu dan

membentuk sebuah lapisan dalam perut bumi.

Secara alami minyak bumi yang ada dibuat oleh alam ini dengan bahan dasarnya

dari ganggang. Selain ganggang, biota-biota lain yang berupa daun-daunan juga

dapat menjadi sumber minyak bumi dan gas alam (Gambar 1.1).

GAMBAR 1.1

ASAL MULA MINYAK BUMI

Tetapi ganggang merupakan biota terpenting dalam menghasilkan minyak dan

gas. Namun dalam studi perminyakan diketahui bahwa tumbuh-tumbuhan tingkat

tinggi tersebut akan lebih banyak menghasilkan gas dibandingkan

menghasilkan minyak bumi. Hal ini disebabkan karena rangkaian karbonnya juga

semakin kompleks.

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. Tentu saja

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  atau batuan Induk yang kaya mengandung unsur Carbon

(Gambar 1.2).

GAMBAR 1.2

PEMBENTUKAN SOURCE ROCK

Minyak yang dihasilkan oleh batuan induk ini tentu saja berupa minyak

mentah. Walaupun berupa cairan, minyak bumi yang mentah ciri fisiknya berbeda

dengan air. Dalam hal ini sifat fisik yang terpenting yaitu berat jenis dan kekentalan.

Proses pembentukan carbon dari ganggang menjadi batuan induk ini sangat spesifik.

Itulah sebabnya tidak semua cekungan sedimen akan mengandung minyak atau gas

bumi. 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. Tentu saja kita tahu bahwa semakin kedalam atau bumi maka akan

bertambah suhunya. Hal ini disebabkan karena adanya ada gradien geothermal.

GAMBAR 1.3

SOURCE ROCK MEMBENTUK HYDROCARBON

2. Teori Abiogenesis (Anorganik)

Barthelot (1866) mengemukakan bahwa di dalam minyak bumi terdapat logam

alkali, yang dalam keadaan bebas dengan temperatur tinggi akan bersentuhan

dengan karbondioksida dan  membentuk suatu 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.

Oleh karena itu , salah satu faktor utama terbentuknya minyak bumi yaitu adanya

source rock atau batuan asal yang biasa disebut pula dengan batuan induk. Tanpa

adanya source rock, oil reservoir tidak akan pernah terbentuk.

BAB II

ISI

II.1 Definisi Source Rock

Batuan induk atau source rock adalah batuan karbonat yang berasal dari zat-zat

organic yang terendapkan oleh batuan sedimen. Sehingga tidak terjadi siklus carbon

seperti selayaknya. Justru karbonat terendapkan dan menjadi batu. Source rock

adalah batuan yang terbentuk dari jasad organisme yang telah mati dan terendapkan

oleh sedimentasi ribuan tahun yang lalu. Akibat adanya proses alamiah (pressure dan

temperature) di dalam kulit bumi, Source rock dapat berubah menjadi hidrokarbon atau

lebih kita kenal dengan minyak mentah.

Source rock inilah yang menjadi bahan baku pembentukan hidrokarbon. batuan

ini kaya akan kandungan unsur atom karbon (C) yang didapat dari cangkang -

cangkang fosil yang terendapkan di batuan itu. Karbon inilah yang akan menjadi unsur

utama dalam rantai penyusun ikatan kimia hidrokarbon. Contoh dari batuan source rock

adalah batu gamping.

Shale dan Coal memiliki kandungan organik yang tinggi dan menjadi hal yang

menarik secara ekonomi. Sebaliknya, source rock HC mengeluarkan hanya sedikit

minyak dan gas bumi per unit volume batuan yang terakumulasi dalam batuan

reservoar. Pengawetan material organik tersebut merupakan suatu fungsi kandungan

oksigen, tingkat sedimentasi, dan intensitas kehidupan bentonik. Menurunnya

tingkat oksigenasi dan aktifitas bentonik menyebabkan meningkatnya tingkat

fermentasi metana oleh bakteri. Akibatnya ada banyak atau sedikit material

organik yang tersimpan di dalam sedimen.

Material organik yang menghasilkan hidrokarbon tidak hanya memiliki unsur

karbon saja, namun haruslah berasosiasi/terikat dengan unsur hidrogenKenyataannya

adalah makin banyak hidrogen yang terikat dengan karbon justru akan makin banyak

menghasilkan hidrokarbon. Untuk itu kita membutuhkan sebuah indikator untuk

mengetahui jumlah hidrogen yang terkandung dalam suatu material organik. Indikator

kandungan hidrogen dapat diperkirakan secara langsung melalui beberapa metode

diantaranya Rock-Eval pyrolysis. Rock-Eval pyrolysis dapat memperkirakan

kandungan hidrogen dalam suatu material organik, dikenal sebagai nilai S2.

Kombinasi plot antara nilai TOC dan nilai S2 saat ini merupakan metode terbaik dalam

mengetahui kualitas material organik yang berasosiasi dengan seberapa banyak

kandungan hidrogen dalam material organik tersebut. Jadi jika kita memiliki nilai S2

tinggi ( high S2 value ) sudah pasti mencerminkan batuan induk terbaik (better source

rock) yang akan menghasilkan lebih banyak hidrokarbon.

II.2 Syarat Terbentuknya Source Rock

Dalam geologi minyak bumi , batu mengacu pada batuan sumber dari mana hidrokarbon

telah dihasilkan atau mampu dihasilkan. Mereka membentuk salah satu elemen penting dari

sebuah kerja sistem petroleum . Mereka adalah organik sedimen yang kaya yang mungkin

telah disimpan dalam berbagai lingkungan termasuk laut air dalam, lakustrin dan delta .

serpih minyak dapat dianggap sebagai source rock organik kaya tapi belum matang dari mana

minyak sedikit atau tidak telah dihasilkan dan dikeluarkan

Gambar 2

diagram kandungan dominan karogen dan potensi hidrokarbon serta hubunganya dengan

sedimentasi dan lingkungan

Tingkat sedimentasi yang rendah pada kondisi oksidasi lebih menghasilkan inertinite, dan

sebaliknya pada kondisi anoxic (reduksi) lebih menghasilkan liptinite yang kaya H. Material

organik pada source rock HC dibagi dalam 2 kelompok :

1. Bitumen : material organik larut yang hanya sedikit menunjukkan total TOC

2. Kerogen : material organik yang tidak larut yang lebih menjunjukkan total TOC

Batuan induk(source rock) diklasifikasikan dari jenis kerogen bahwa mereka

mengandung, yang pada gilirannya mengatur jenis hidrokarbon yang akan dihasilkan :

1. Tipe Liptinite (tipe I Kerogen), berasal dari lipid alga setelah mengalami degradasi

oleh bakteri, alterasi oleh proses dekomposisi, kondensasi dan polimerisasi. Endapan

yang kaya liptinite dicirikan oleh warna gelap, laminasi, dan kaya akan TOC.

Liptinite ini terbentuk di danau dan lagoon, tetapi liptinite juga banyak dalam

lingkungan laut. Liptinite relatif kaya akan Hidrogen dan punya rasio H/C yang tinggi

; memiliki kandungan oksigen yang rendah dan rasio O/C yang rendah.

2. Tipe Exinite (tipe II Kerogen), berasal dari membran tumbuhan seperti spora, pollen,

kutikula daun, dsb. Tumbuhan tersebut bukan hanya bukan hanya hidup di darat,

swamp yang nantinya akan menghasilkan coal, akan tetapi bisa juga hidup di danau

maupun di laut (ex : dinoflagellata dan phytoplankton). Exinite memiliki kandungan

H atau H/C yang tinggi (lebih rendah dari Liptinite) dan kandungan O atau O/C yang

relatif menengah. Kebanyakan sedimen laut dan source rock mengandung campuran

liptinite, exinite dan vitrinite. Exinite berpotensial untuk menghasilkan oil, condensate

dan wet gas.

3. Tipe Vitrinite (tipe III Kerogen), berasal dari kayu tumbuhan (woody plant)

yang terdegradasi. Vitrinite memiliki kandungan H atau H/C yang rendah, akan tetapi

memiliki O/C yang tinggi. Kerogen ini merupakan komponen utama dari batubara

(coal). Vitrinite ini bisa juga terjadi di laut dan di danau. Vitrinite tersebut sangat

berpotensial untuk menghasilkan gas, akan tetapi bisa juga oil dan kondensat dalam

juga yang terbatas.

4. Tipe Inertinite (tipe IV Kerogen), berasal dari tumbuhan yang teralterasi kuat,

rombakan material organik. Karena proses oksidasi dan karbonisasi yang tinggi,

kandungan H atau H/C menjadi sangat rendah. Batuan yang mengandung Inertinite ini

kenyataannya tidak berpotensi untuk menghasilkan oil maupun gas.

Grafik rasio H/C dan O/C plot sering kita kenal sebagai Diagram Van Krevelen. Diagram

Van Krevelen sejatinya berasal dari hasil studi coal macerals, yang menggambarkan

perubahan komposisi tipe kerogen dikaitkan dengan kematangan (maturity).

Pada dasarnya sangat jarang sebuah source rock mengandung hanya satu tipe kerogen.

Sebagian besar sedimen mengandung dua atau lebih campuran tipe kerogen (mixed kerogen).

Plot data biasanya berada atau masuk ke dalam dua zona tipe kerogen, misal Tipe I atau Tipe

II bercampur dengan Tipe III atau Tipe I, II, III bercampur dengan Tipe IV. Kemunculan

campuran tipe kerogen umumnya selalu ada dalam ploting nilai H/C dan O/C dalam diagram

Van Krevelen, hal ini akan menyulitkan interpretasi data rock eval secara pasti.

Gambar 3

Diagram Pseudo-van Plot

Adapun syarat terbentuknya source rock lainnya adalah :

1. TOC ( total organic karbon ) merupakan kuantitas dari karbon organic yang

terendapkan dalam batuan tersebut. Semakin tinggi nilai OC maka akan

semakin baik source rock tersebut dan kemungkinan terbentuknya

hidrokarbon akan semakin tinggi. TOC yang dapat menghasilkan adalah di atas

1 % .

2.  Kerogen merupakan kualitas dari carbon organic yang terendapkan dalam

batuan tersebut. Keregon akan menentukan hidrokarbon yang akan di bentuk.

Kerogen ada beberapa tipe . diantaranya :

a. Kerogen tipe I

- Terbentuk di perairan dangkal

- Berasal dari algae yang bersipat lipid

- H/C > 1.5 dan O/C < 0,1

- Menghasikan minyak

b.  Kerogen tipe II

- Terbentuk di marine sedimen

- Berasal dari algae dan protozoa

- H/C antara 1,2 – 1,5 dan O/C antara 0,1-0,3

- Menghasilkan minyak dan gas

c.  Kerogen tipe III

- Terbentuk di daratan

- Berasal dari tumbuhan daratan

- H/C < 1,0 dan O/C > 0,3

- Menghasilkan gas

d.   Kerogen tipe IV

- Telah mengalami oksidasi sebelum terendapkan , sehingga kandungan

karbon telah terurai sebelum terendapkan

- Tidak menghasilkan hidrokarbon

GAMBAR 2.1

TEMPAT-TEMPAT PEMBENTUKAN KEROGEN

3. Maturity (pematangan)

Maturity atau pametangan adalah proses perubahan biologi, fisika, dan kimia

zat-zat organic menjadi hidrokarbon. Sehingga maturation ini disebut pula

proses pematangan kerogen di source rock. Proses pematangan terjadi karena

adanya kenaikan suhu atau terjadi pemanasan di dalam permukaan bumi.

Proses yang dibantu oleh temperatur dan tekanan yang tinggi ini akan

menyebabkan ikatan kompleks senyawa kimia dari kerogen terpecah menjadi

ikatan yang lebih kecil dan kemudian mematangkannya menjadi bentuk cairan

minyak ataupun gas. Dimana maturity di bagi 3 yaitu antara lain :

a. Immature adalah sourcerock yang belum mengalami perubahan menjadi

hidrokarbon

b. Mature adalah source rock yang sedang mengalami perubahan menjadi

hidrokarbon

c. Overmature adalah source rock yang telah mengalami pematangan

menjadi hidrokarbon.

GAMBAR 2.2

PEMATANGAN SOURCE ROCK

Seperti disebutkan diatas bahwa pematangan source rock (batuan induk) ini

karena adanya proses pemanasan. Juga diketahui semakin dalam batuan induk maka

akan semakin panas dan akhirnya menghasilkan minyak dan gas. Tentunya akan ada

hubungan antara kedalaman dengan pematangan. 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.

Pada pada gambar dibawah dapat dilihat 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.

GAMBAR 2.3

PENGARUH SUHU TERHADAP SOURCE ROCK

Pada tahapan ini, terjadi reaksi pada temperatur rendah yang mereduksi oksigen,

nitrogen dan belerang sehingga akan menghasilkan hidrokarbon.Proses ini terus

berlangsung sampai suhu batuan mencapai 50 derajat 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 sumber tertimbun (gradien geothermal).

Terlihat bahwa minyak bumi dapat dihasilkan diatas temperature 50 derajat atau

pada kedalaman sekitar 1200 meter lalu terhenti pada suhu 180 derajat atau pada

kedalaman sekitar 5200 meter.Sedangkan untuk gas terbentuk sejalan dengan

bertambahnya temperature atau kedalaman.

Batuan sumber tertentu yang disebut sebagai 'kelas dunia', yang berarti bahwa

mereka tidak hanya dari kualitas yang sangat tinggi tetapi juga tebal dan distribusi

geografis yang luas. Examples include: Contoh termasuk:

a. Devon Tengah untuk menurunkan minyak Mississipian anoksik luas laut dan

tempat tidur sumber gas di Benua Tengah dan Appalachia : (misalnya serpih Bakken

dari Basin Williston , yang Shale Antrim dari Cekungan Michigan , yang Shale

Marcellus dari Appalachian Basin ).

b. Kimmeridge tanah liat - ini Jurassic atas laut batulumpur atau setara stratigrafi

yang dihasilkan sebagian besar minyak yang ditemukan di Laut Utara dan Laut

Norwegia

c. La Luna serpih - Pembentukan Turonian dihasilkan sebagian besar minyak di

Venezuela

d. Akhir Karbon bara - bara yang dihasilkan dari usia ini sebagian besar gas di

selatan Laut Utara, Cekungan Belanda dan barat laut Jerman Basin

e. Pembentukan Hanifah - Jurassic atas ini kaya karbonat Unit dilaminasi telah

bersumber minyak di raksasa Ghawar lapangan di Arab Saudi

II.3 Ciri Ciri Source Rock Yang Baik

Berdasarkan material pembentukan dan proses nya, source rock dapat terklasifikasi

antara source rock yang baik dan source rock kurang baik. Semakin tinggi nilai OC

maka akan semakin baik source rock tersebut dan kemungkinan terbentuknya

hidrokarbon akan semakin tinggi.

Salah satu contoh batuan source rock yang baik adalah shale. Shale merupakan

jenis source rock yang baik dikarenakan batun shale kaya akan sumber organic

(hidrokarbon) dan sisanya 10 % merupakan batuan karbonat seperti gamping dan

batu bara dapat juga bertindak sebagai source rock yang baik. Shale, batu bara,

dan gamping, dapat dikatakan sebagai source rock yang baik, dikarenakan batuan

tersebut juga memiliki porositas dan permeabilitas yang cukup memungkinkan

agar hidrokarbon dapat bermigrasi ke batuan reservoir, dan ditampung oleh

batuan reservoir.

GAMBAR 2.4

SHALE SEBAGAI BATUAN INDUK

II.4 Batu Bara Sebagai Batuan Induk Hidrokarbon

Pada saat ini, batubara dikenal sebagai bahan bakar antara lain untuk

kepentingan pembangkit listrik tenaga uap, industri semen, industri baja. Penelitian

batubara dibawah mikroskop memperlihatkan beberapa gambaran yang menunjukkan

bahwa batubara berperan aktif dalam pembentukan hidrokarbon. Hal ini termasuk juga

dengan didapatkannya veins dari unsur-unsur bitumen didalam batubara dan maceral-

maceral yang menunjukkan adanya bahan yang sama dengan unsur bitumen tadi, didalam

pengamatan mikroskop dengan menggunakan sinar fluorescence.

Batuan induk hidrokarbon adalah suatu batuan yang mengandung unsur-unsur

atau sisa-sisa jasad renik binatang laut atau air tawar maupun tumbuh-tumbuhan. Pada

mulanya batuan diendapkan di laut dianggap sebagai satu-satunya batuan induk

hidrokarbon. Namun saat ini, kenyataan telah membuktikan bahwa batuan yang

mengandung unsur tumbuhan atau binatang air yang berasal dari darat dapat

menghasilkan minyak bumi dalam jumlah yang besar. Penemuan minyak di beberapa

cekungan di dunia menunjukkan adanya asosiasi dengan lapisan-lapisan batubara seperti

halnya penemuan minyak di delta Nigeria (Afrika), cekungan Gippsland, Caoper dan

Eromanga (Australia), cekungan Mahakam dan Sumatera Selatan di Indonesia.

Pada umumnya minyak bumi yang berasal dari sisa tumbuhan darat

mempunyai kandungan lilin yang cukup besar. Hal ini telah diteliti oleh Hedberg (1968)

dan Powel & Mc Kindy (1975) di manana telah diyakinkan bahwa kandungan lilin

tersebut berasal dari unsure-unsur organic/tumbuhan yang mempunyai kandungan

maceral eksinite. Beberapa peneliti antara lain Smith & Cook (1980), Smyth (1983),

Tissot & Welte (1984) dan Cook (1987), berpendapat bahwa maceral dari group liptinite

merupakan unsur yang penting dalam pembentukan hidrokarbon dan minyak bumi.

Senyawa hidrokarbon terdiri atas karbon dan hidrogen. Unsur ini terdiri atas

bisiklik alkali, hidrokarbon terpentin, dan pigmen kartenoid. Sebagai tambahan,

munculnya turunan picene yang mirip dengan sistem aromatik polinuklir dalam ekstrak

batubara dijadikan tanda inklusi material sterane-type dalam pembentukan batubara. Ini

menandakan bahwa struktur rangka tetap utuh selama proses pematangan, dan tidak

adanya perubahan serta penambahan struktur rangka yang baru.

1) Hidrokarbon Aromatik

Benzena merupakan senyawa aromatik tersederhana yang merupakan

hidrokarbon aromatik. Untuk pertama kalinya benzene didisolasi pada tahun 1825

oleh Michael Faraday dari residu berminyak yang tertimbun dalam pipa gas di

London.

Sumber utama benzena tersubtitusi dan senyawa aromatik lain adalah

petroleum. Sampai tahun 1940, ter batubara merupakan sumber utama. Macam

senyawa aromatik yang diperoleh sumber-sumber ini ialah hidrokarbon, fenol, dan

senyawa heterosiklik aromatik. Hidrokarbon aromatik memiliki atom C yang tersusun

dalam rangkaian rantai tertutup.

2) Hidrokarbon Aliphatik

Hidrokarbon Aliphatik memiliki atom C tersusun dalam rangkaian lurus /

terbuka. Beberapa sifat kimia dan fisika dari suatu senyawa alifatik berasal dari dari

bagian alkil molekul-molekulnya.

II.5 Hubungan Antara Source Rock dan Batuan Reservoir

Reservoir adalah suatu tempat terakumulasinya minyak dan gas bumi. Pada

umumnya reservoir minyak memiliki karakteristik yang berbeda-beda tergantung

dari komposisi, temperature dan tekanan pada tempat dimana terjadi akumulasi

hidrokarbon didalamnya. Suatu reservoir minyak biasanya mempunyai tiga unsur

utama yaitu adanya batuan reservoir, lapisan penutup dan perangkap.

Setiap reservoir yang ditemukan, akan diperoleh sekelompok molekul yang terdiri

dari elemen kimia Hidrogen (H) dan Karbon (C). Minyak dan gas bumi terdiri dari

kedua elemen ini, yang mempunyai proporsi yang beraneka ragam. Apabila

ditemukan deposit hidrokarbon disuatu tempat, akan sangat jarang dapat ditemukan

di tempat lain dengan komposisi yang sama, karena daerah pembentukkannya

berbeda.

Fluida reservoir terdiri dari fluida hidrokarbon dan air formasi. Hidrokarbon

sendiri terdiri dari fasa cair (minyak bumi) maupun fasa gas, tergantung pada

kondisi (tekanan dan temperatur) reservoir yang ditempati. Perubahan kondisi

reservoir akan mengakibatkan perubahan fasa serta sifat fisik fluida reservoir.

Fluida minyak bumi dijumpai dalam bentuk cair, sehingga sesuai dengan sifat

cairan pada umumnya. Pada fasa cair, jarak antara molekul-molekulnya relatif lebih

kecil daripada gas. Sifat-sifat minyak bumi yang akan dibahas adalah densitas dan

spesifik grafiti, viskositas, faktor volume formasi, kelarutan gas, kompressibilitas

dan tekanan bubble point.

Dalam hal ini, hidrokarbon yang terdapat dalam batuan induk (source rock) akan

berpindah (migrasi) ke batuan reservoir. Hal ini dimungkinkan karena batuan induk

dan batuan reservoir memiliki permeabilitas dan porositas yang memadai.

1. Sifat Sifat Fisik Batuan Reservoir

Batuan adalah kumpulan dari mineral-mineral, sedangkan suatu mineral

dibentuk dari beberapa ikatan kimia. Komposisi kimia dan jenis mineral yang

menyusunnya akan menentukan jenis batuan yang terbentuk. Batuan reservoir

umumnya terdiri dari batuan sedimen, yang berupa batupasir dan karbonat

(sedimen klastik) serta batuan shale (sedimen non-klastik) atau kadang-kadang

vulkanik. Masing-masing batuan tersebut mempunyai komposisi kimia yang berbeda,

demikian juga dengan sifat fisiknya. Pada hakekatnya setiap batuan dapat bertindak

sebagai batuan reservoir asal mempunyai kemampuan menyimpan dan menyalurkan

minyak bumi.

1.1 Porositas

Dalam reservoir minyak, porositas mengambarkan persentase dari total ruang

yang tersedia untuk ditempati oleh suatu cairan atau gas. Porositas dapat

didefinisikan sebagai perbandingan antara volume total pori-pori batuan dengan

volume total batuan per satuan volume tertentu, yang jika dirumuskan :

Dimana :

∅ = Porositas absolute (total), fraksi (%)

Vp = Volume pori-pori, cc

Vb = Volume batuan (total), cc

Vgr = Volume butiran, cc

Porositas batuan reservoir dapat diklasifikasikan menjadi dua, yaitu:

1. Porositas absolut, adalah perbandingan antara volume pori total terhadap

volume batuan total yang dinyatakan dalam persen, atau secara matematik dapat

ditulis sesuai persamaan sebagai berikut :

2. Porositas efektif, adalah perbandingan antara volume pori-pori yang saling

berhubungan terhadap volume batuan total (bulk volume) yang dinyatakan dalam persen

Dimana :

∅e = Porositas efektif, fraksi (%)

ρg = Densitas butiran, gr/cc

ρb = Densitas total, gr/cc

ρf = Densitas formasi, gr/cc

Berdasarkan waktu dan cara terjadinya, maka porositas dapat juga

diklasifikasikan menjadi dua, yaitu :

1. Porositas primer, yaitu porositas yang terbentuk pada waktu yang bersamaan

dengan proses pengendapan berlangsung.

2. Porositas sekunder, yaitu porositas batuan yang terbentuk setelah proses

pengendapan.

Besar kecilnya porositas dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu ukuran butir,

susunan butir, sudut kemiringan dan komposisi mineral pembentuk batuan. Untuk

pegangan dilapangan, ukuran porositas dapat dilihat pada Tabel 1. berikut :

1.2 Permeabilitas

Permeabilitas didefinisikan sebagai ukuran media berpori untuk

meloloskan/melewatkan fluida. Apabila media berporinya tidak saling berhubungan

maka batuan tersebut tidak mempunyai permeabilitas. Oleh karena itu ada hubungan

antara permeabilitas batuan dengan porositas efektif.

Sekitar tahun 1856, Henry Darcy seorang ahli hidrologi dari Prancis mempelajari

aliran air yang melewati suatu lapisan batu pasir. Hasil penemuannya diformulasikan

kedalam hukum aliran fluida dan diberi nama Hukum Darcy. Dapat dilihat pada

gambar 2 dibawah :

Dimana :

Q = laju alir fluida, cc/det

k = permeabilitas, darcy

μ = viskositas, cp

dP/dL = gradien tekanan dalam arah aliran, atm/cm

A = luas penampang, cm2

Besaran permeabilitas satu darcy didefinisikan sebagai permeabilitas yang

melewatkan fluida dengan viskositas 1 centipoises dengan kecepatan alir 1 cc/det

melalui suatu penampang dengan luas 1 cm2 dengan penurunan tekanan 1 atm/cm.

Persamaan 4 Darcy berlaku pada kondisi :

1. Alirannya mantap (steady state)

2. Fluida yang mengalir satu fasa

3. Viskositas fluida yang mengalir konstan

4. Kondisi aliran isothermal

5. Formasinya homogen dan arah alirannya horizontal

6. Fluidanya incompressible

Berdasarkan jumlah fasa yang mengalir dalam batuan reservoir, permeabilitas

dibedakan menjadi tiga, yaitu :

• Permeabilitas absolute (Kabs)

Yaitu kemampuan batuan untuk melewatkan fluida dimana fluida yang mengalir

melalui media berpori tersebut hanya satu fasa atau disaturasi 100% fluida, misalnya

hanya minyak atau gas saja.

• Permeabilitas efektif (Keff)

Yaitu kemampuan batuan untuk melewatkan fluida dimana fluida yang mengalir

lebih dari satu fasa, misalnya (minyak dan air), (air dan gas), (gas dan minyak) atau

ketiga-tiganya. Harga permeabilitas efektif dinyatakan sebagai ko, kg, kw, dimana

masing-masing untuk minyak, gas dan air.

BAB III

KESIMPULAN DAN SARAN

III.1 Kesimpulan

1. 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.

2. Terdapat dua teori terbentuknya minyak yaitu teori biogenesis dan anbiogenesis.

3. Terdapat 3 syarat terbentuknya source rock yaitu adanya total organic karbon ,

kerogen , dan maturity.

4. Untuk kerogen , ada 4 jenis kerogen yaitu tipe I, tipe II, tipe III, tipe IV yang

dibedakan berdasarkan tempat terbentuk , asal , perbandingan H/C dan O/C

serta hasilnya.

5. Maturation ini disebut pula proses pematangan kerogen di source rock karena

adanya kenaikan suhu atau terjadi pemanasan di dalam permukaan bumi.

6. Terdapat 3 jenis maturity yaitu immature , mature dan overmature.

III.2 Saran

Adapun saran yang disampaikan oleh penulis yaitu semoga apa yang telah penulis

rangkum pada makalah ini dapat dipelajari dan dapat berguna di masa yang akan datang.