Studi awal Identifikasi Gas hidrat menggunakan metode ... · Proses sedimentasi turbidit merupakan...

7
Seminar Nasional ke-II FTG Universitas Padjadjaran 68 Studi awal Identifikasi Gas hidrat menggunakan metode seismik di Lapangan YF, Selat Makassar Alfian B. 1) , Yusi Firmansyah 2) , Edy Sunardi 1 Pertamina UTC 2 Fakultas Teknik Geologi, Universitas Padjadjaran Bandung, Indonesia Abstrak Gas hidrat merupakan suatu senyawa dimana molekul gas terperangkap di dalam sel sel kristal yang terbentuk dari molekul air yang dipertahankan dalam bentuk hidrat oleh adanya ikatan hydrogen. Gas hidrat stabil dalam rentang kondisi tekanan dan suhu yang luas, sebagai contoh, metana hidrat stabil pada tekanan 20 nPa hingga 2 GPa dalam suhu 70 sampai 350 K. Morfologi dari kristal yang terbentuk pun sangat beragam dan ditentukan oleh komposisi serta kondisi pertumbuhan kristal (Makogon et al., 2007). Studi gas hidrat ini bertujuan untuk memperoleh suatu gambaran terhadap potensi Gas Hidrat Metana di Selat Makassar dan sekitarnya. Pemahaman ini sebagai langkah awal untuk studi potensi Gas Hidrat Metana Nasional. Data yang digunakan meliputi data seismik 3D. Target horizon yang diinterpretasi yaitu top gas hidrat. Interpretasi seismik dilakukan juga dengan menggunakan atribut seismik. Peta struktur waktu menggunakan metode interpolasi konvergen dengan ukuran Grid 50 x 50, menghasilkan area yang berpotensi terdapat gas hidrat. Analisa AVO beserta attributnya dengan menggunakan data gather pada area berpotensi dilakukan untuk menganalisa keberadaan gas. Metode yang dilakukan adalah membagi data gather menjadi dua pada proses atribut amplitudo yaitu Near Stack dan Far Stack, selanjutnya dilakukan proses pengurangan antara data Far Stack - Near Stack. Dimana dari proses tersebut akan diperoleh nilai negatif yang menggambarkan AVO pada area studi termasuk kedalam tipe kelas III. Hasil yang diperoleh dari proses tersebut digabungkan kedalam peta struktur untuk mendapatkan anomali area yang berpotensi keterdapatan gas hidrat. Kata Kunci : Lapangan YF, Gas Hydrat, Seismic Attribute. 1. PENDAHULUAN 1.1 Tinjauan Geologi Selat Makassar Selat Makasar terletak diantara Kalimantan bagian timur dan Sulawesi bagian barat, dan secara geologi memisahkan bagian yang stabil dari inti Lempeng Eurasia di bagian barat dan daerah yang paling aktif sebagai hasil dari pertemuan tiga lempeng di bagian timur. Kerangka Cekungan dan Element Morpho- tectonic, memperlihatkan struktur yang dikontrol oleh pola belah ketupat (Gambar 1). Hal yang paling umum diterima dari peneliti terdahulu adalah Kalimantan bagian timur dan Sulawesi bagian barat pernah merupakan satu kesatuan lempeng (Katili 1978; Hamilton 1979, Guntoro 1998), dimana pemisahan keduanya terjadi melalui pembukaan Selat Makasar yang terbuka sekitar Eosen. Gambar 1. Kerangka Cekungan dan Element Morpho- tectonic, memperlihatkan struktur yang dikontrol oleh pola belah ketupat

Transcript of Studi awal Identifikasi Gas hidrat menggunakan metode ... · Proses sedimentasi turbidit merupakan...

Page 1: Studi awal Identifikasi Gas hidrat menggunakan metode ... · Proses sedimentasi turbidit merupakan play konvensional pada area lepas pantai Cekungan Kutai ... analysis (gambar 7)

Seminar Nasional ke-II FTG Universitas Padjadjaran

68

Studi awal Identifikasi Gas hidrat menggunakan metode seismik di

Lapangan YF, Selat Makassar

Alfian B. 1)

, Yusi Firmansyah2)

, Edy Sunardi 1Pertamina UTC

2Fakultas Teknik Geologi, Universitas Padjadjaran Bandung, Indonesia

Abstrak

Gas hidrat merupakan suatu senyawa dimana molekul gas terperangkap di dalam

sel sel kristal yang terbentuk dari molekul air yang dipertahankan dalam bentuk hidrat

oleh adanya ikatan hydrogen. Gas hidrat stabil dalam rentang kondisi tekanan dan suhu

yang luas, sebagai contoh, metana hidrat stabil pada tekanan 20 nPa hingga 2 GPa dalam

suhu 70 sampai 350 K. Morfologi dari kristal yang terbentuk pun sangat beragam dan

ditentukan oleh komposisi serta kondisi pertumbuhan kristal (Makogon et al., 2007).

Studi gas hidrat ini bertujuan untuk memperoleh suatu gambaran terhadap potensi Gas

Hidrat Metana di Selat Makassar dan sekitarnya. Pemahaman ini sebagai langkah awal

untuk studi potensi Gas Hidrat Metana Nasional. Data yang digunakan meliputi data

seismik 3D. Target horizon yang diinterpretasi yaitu top gas hidrat. Interpretasi seismik

dilakukan juga dengan menggunakan atribut seismik. Peta struktur waktu menggunakan

metode interpolasi konvergen dengan ukuran Grid 50 x 50, menghasilkan area yang

berpotensi terdapat gas hidrat. Analisa AVO beserta attributnya dengan menggunakan

data gather pada area berpotensi dilakukan untuk menganalisa keberadaan gas. Metode

yang dilakukan adalah membagi data gather menjadi dua pada proses atribut amplitudo

yaitu Near Stack dan Far Stack, selanjutnya dilakukan proses pengurangan antara data Far

Stack - Near Stack. Dimana dari proses tersebut akan diperoleh nilai negatif yang

menggambarkan AVO pada area studi termasuk kedalam tipe kelas III. Hasil yang

diperoleh dari proses tersebut digabungkan kedalam peta struktur untuk mendapatkan

anomali area yang berpotensi keterdapatan gas hidrat.

Kata Kunci : Lapangan YF, Gas Hydrat, Seismic Attribute.

1. PENDAHULUAN

1.1 Tinjauan Geologi Selat Makassar

Selat Makasar terletak diantara

Kalimantan bagian timur dan Sulawesi

bagian barat, dan secara geologi

memisahkan bagian yang stabil dari inti

Lempeng Eurasia di bagian barat dan

daerah yang paling aktif sebagai hasil dari

pertemuan tiga lempeng di bagian timur.

Kerangka Cekungan dan Element Morpho-

tectonic, memperlihatkan struktur yang

dikontrol oleh pola belah ketupat (Gambar

1). Hal yang paling umum diterima dari

peneliti terdahulu adalah Kalimantan

bagian timur dan Sulawesi bagian barat

pernah merupakan satu kesatuan lempeng

(Katili 1978; Hamilton 1979, Guntoro

1998), dimana pemisahan keduanya terjadi

melalui pembukaan Selat Makasar yang

terbuka sekitar Eosen.

Gambar 1. Kerangka Cekungan dan Element Morpho-

tectonic, memperlihatkan struktur yang dikontrol oleh

pola belah ketupat

Page 2: Studi awal Identifikasi Gas hidrat menggunakan metode ... · Proses sedimentasi turbidit merupakan play konvensional pada area lepas pantai Cekungan Kutai ... analysis (gambar 7)

Seminar Nasional ke-II FTG Universitas Padjadjaran

69

1.2 Tektonik dan Stratigrafi

Cekungan Makasar bagian utara

dimana studi akan dilaksanakan

merupakan bagian dari cekungan yang

terletak dari lepas pantai Sulawesi bagian

barat. Secara tektonik daerah ini dibatasi

oleh sesar-sesar yang cukup komplek dan

sangat rumit, yaitu Paternoster fault dan

kompleks dari Mamuju thrust faults

(Bergman et al 1998). Perkembangan dari

struktur ini sendiri diperkirakan memiliki

fase tektonik dan penyebab yang berbeda.

Guntoro (1999) menginterpretasikan

adanya dua hipotesa pembentukan struktur

ini. Patahan Paternoster berkaitan dengan

proses rifting yang diikuti pemisahan

(spreading) di Selat Makasar yang

terbentuk pada waktu Eosen, atau bahkan

beberapa peneliti menginterpretasikan

sebagai bagian dari suatu sistim sesar yang

merupakan sebuah suture di Kalimantan.

Sedangkan hipotesa lainnya mengacu

kepada adanya kolisi dari Indo- Australia

terhadap Busur Banda pada waktu Pliosen.

Sedangkan Mamuju thrust series berkaitan

dengan kolisi dari mikrokontinen Banggai

Sula terhadap Sulawesi pada waktu

Miosen tengah, dan kemungkinan diikuti

pula oleh pembetukan sub cekungan Bugis

Pare-Pare (Gambar 18). Bukti ini

menunjukkan daerah ini merupakan

sebuah poly history basins.

Gambar 2. Pola struktur di Cekungan Makasar

Selatan

1.3 Penemuan Gas Hidrat di

cekungan Makassar Utara.

Jackson (2004) melakukan analisis

geofisika untuk menemukan deposit gas

hidrat di cekungan Makassar utara,

Indonesia. Deposit gas hidrat ini

ditemukan di utara selat Makassar, di

antara Pulau Kalimantan dan Sulawesi.

Dengan menggunakan pendekatan

geofisika, yaitu dengan menggunakan BSR

(Bottom Stimulating reflector) yang

diinterpretasi dari multi-client 2D seismic

(Gambar 19). Data seismik didapat dari

pengukuran pada area seluas 100.000 km2,

dengan data BSR secara spesifik yang

didapat yaitu 21.000 km. BSR sendiri

dapat diidentifikasi pada area seluas 8.000

km2 pada foldbelt di kedalaman lautan

Sulawesi Barat. Sedimen yang ditemukan

di foldbelt Sulawesi barat berasal dari

Mahakam delta sampi akhir Plieocene

ketika peristiwa tektonik di Sulawesi

membalikkan arah transport sedimen dari

timur ke barat. Peristiwa tektonik yang

sama juga bertanggung jawab terhadap

awal mula terbentuknya west-verging fault

propagation folds yang membentuk

foldbelt. Foldbelt ini terdiri dari sejumlah

thurst sheets yang membentuk struktur

anticlinal panjang dan menginisiasi

terbentuknya cekungan kecil (mini-basin).

Gambar 3. Base Gas Hydrat pada Cekungan South

Makassar

Proses pengendapan yang terdiri atas

rangkaian proses turbiditi ―spill and fill”

memberikan dua efek signifikan terhadap

akumulasi gas hidrat di foldbelt Sulawesi

Barat (Gambar 20). Pertama, aliran turbidit

yang membawa material berbutir kasar

menyediakan sebuah reservoir yang efektif

Page 3: Studi awal Identifikasi Gas hidrat menggunakan metode ... · Proses sedimentasi turbidit merupakan play konvensional pada area lepas pantai Cekungan Kutai ... analysis (gambar 7)

Seminar Nasional ke-II FTG Universitas Padjadjaran

70

untuk pembentukan hidrat, terutama

berperan sebagai media transport untuk

migrasi gas serta sebagai penyuplai air

tetap. Kedua, aliran turbidit akan

membawa material tumbuhan (terriginous)

dari daratan sebagai sumber material

organik untuk bakteri yang memproduksi

metana di kedalaman laut (proses

pembentukan gas bigenik), dimana gas

metana ini dibutuhkan untuk pembentukan

gas hidrat (Jackson, 2004).

Gambar 4. Proses sedimentasi turbidit merupakan

play konvensional pada area lepas pantai

Cekungan Kutai

2. Metode Penelitian dan Hasil

Studi geofisika ditujukan untuk

menganalisa keberadaan gas Hydrat pada

daerah studi di Selat Makasar. Keberadaan

data seismik 3D (Tiga Dimensi)

diharapkan dapat memberikan informasi

mengenai prospek daerah studi di Selat

Makasar. Langkah-langkah yang

dilakukan berupa analisis kualitas data

seismik, analisis data processing, analisis

advance processing, interpretasi seismik,

pembuatan peta struktur waktu serta

penentuan daerah potensi gas hydrat

dengan menggunakan pendekatan AVO

dengan metode far - near stack.

2.1 Bagan Alir

Pada saat studi berlangsung bagan alir

mengalami penyesuaian dikarenakan

ketersediaan data yang terbatas. Bagan alir

analisis geofisika yang sudah dimodifikasi

dapat dilihat pada gambar 2.1.

Gambar 5. Bagan alir analisis geofisika pada

daerah studi di Selat Makasar.

2.2 Ketersediaan Data

Data seismik yang terdapat di Selat

Makasar terdiri atas data seismik 3D (Tiga

Dimensi). Sementara pada gambar 2.3

memperlihatkan peta dasar (base map) dari

data seismik 3D beserta sumur yang

letaknya berada diluar area seismik 3D.

Sistem koordinat yang digunakan adalah

UTM (Universal Transverse Mercator)

WGS 8

2.3 Seismic Data Processing

Data yang digunakan pada penelitian

kali ini merupakan data seismik 3D laut

yang diambil dengan arah Utara - Selatan

di Selat Makasar. Data seismik 3D yang

digunakan dalam studi ini memiliki ukuran

yang sangat besar, sehingga data pada

penelitian ini tidak diolah dari data

mentah. Pada penelitian ini dilakukan

proses demultiple ulang agar multiple yang

masih ditemukan pada data lebih dapat

ditekan lagi. Karena seperti diketahui, data

seismik laut memberikan data multiple

yang cukup banyak. Ditambah, lapisan

hidrat gas dan lapisan free-gas di

bawahnya dengan ketebalan yang kecil

menghasilkan efek multiple pada data

seismik. Setelah melakukan demultiple,

dilakukan picking ulang untuk

menganalisa kecepatan. Proses input data

gather dapat dilihat pada gambar 6

Page 4: Studi awal Identifikasi Gas hidrat menggunakan metode ... · Proses sedimentasi turbidit merupakan play konvensional pada area lepas pantai Cekungan Kutai ... analysis (gambar 7)

Seminar Nasional ke-II FTG Universitas Padjadjaran

71

Dalam dunia geofisika, penelitian

hidrat gas banyak dilakukan dengan

metoda seismik, karena kehadiran hidrat

gas mengakibatkan anomali yang sangat

jelas pada penampang stack seismik.

Identifikasi hidrat gas, bahkan dapat

dimulai sebelum memperoleh penampang

stack, yaitu ketika melakukan velocity

analysis (gambar 7) pada tahap seismic

data processing. Pada Gambar 7, terlihat

tampilan semblance kecepatan data

seismik daerah penelitian pada proses

picking untuk analisa kecepatan yang

terletak disebelah kiri pada gambar. Trend

kecepatan pada semblance menunjukkan

anomali, dimana trend gradien yang

biasanya atau seharusnya positif, bernilai

negatif pada time 0.5-1 ms. Anomali yang

jarang terjadi pada data seismik. Hal ini

biasanya terjadi ketika kontras AI negatif

akibat lapisan di atas memiliki kecepatan

dan densitas yang jauh lebih besar

dibandingkan lapisan di bawahnya.

Anomali yang sangat besar tersebut sangat

memungkinkan dijadikan sebagai indikasi

kehadiran zat dengan densitas besar di pori

lapisan batuan atas tadi, misalnya

kehadiran hidrat gas.

Gambar 6. Hasil input data gather

Gambar 7. Semblance dan gather kecepatan

pada CDP no. 7057 dalam tahap velocity

analisis

Hasil pengolahan data seismik mentah

kemudian di-stack. Dari data 3D dengan ±

6000 crossline dan ± 3800 inline,

kehadiran hidrat gas tampak hampir di

seluruh penampang stack arah crossline.

Gambar 8 adalah gambar penampang

stack, salah satu penampang yang

menunjukkan kehadiran hidrat gas, yang

diwakili oleh BSR, di daerah penelitian.

BSR yang dihasilkan sangat jelas dan

menerus. Penampang stack hasil

pengolahan data seismik cekungan

Makassar mengindikasikan kehadiran

anomali amplitude yang disebabkan

kehadiran lapisan yang diisi oleh fluida

berdensitas besar, yang di bawahnya

terdapat lapisan yang diisi oleh fluida

berdensitas kecil. Anomali ini

menyebabkan nilai kontras AI bernilai

negatif dan diwakili oleh amplitude positif.

Gambar 8. Penampang stack 3D daerah

Karama

2.4 Seismic Data Advance Processing

Untuk mengetahui keberadaan anomali

amplitude yang dilihat pada penampang

stack pada gambar-gambar di atas adalah

BSR yang diakibatkan oleh hidrat gas,

maka data stack seismik diolah lebih lanjut

menggunakan metode seismic attributes.

Atribut yang digunakan dalam

mengidentifikasi BSR akibat hidrat gas

adalah Instantaneous Phase. Atribut

Instantaneous Phase lazimnya digunakan

untuk melihat struktur dan

kemenerusannya secara lebih detail. Hal

ini diakibatkan keterbatasan resolusi

seismik yang dapat menyebabkan

kesalahan pada penarikan horison,

terutama jika struktur akibat patahan yang

Page 5: Studi awal Identifikasi Gas hidrat menggunakan metode ... · Proses sedimentasi turbidit merupakan play konvensional pada area lepas pantai Cekungan Kutai ... analysis (gambar 7)

Seminar Nasional ke-II FTG Universitas Padjadjaran

72

tidak di-gain. Kesalahan lain yang dapat

muncul selanjutnya adalah kesalahan

interpretasi.

Pada gambar 9 merupakan penampang

stack hasil pengolahan data seismik lanjut

menggunakan atribut instantaneous phase.

Pada gambar 9, dapat dilihat jelas bahwa

yang diduga sebagai BSR hidrat gas

memang memiliki struktur yang sejajar

dan menyerupai seafloor. Selain itu, BSR

muncul memotong struktur lapisan di

sekitarnya. Hasil ini sesuai dengan teori

bahwa hidrat gas dikontrol oleh suhu dan

tekanan, sehingga tidak mengikuti struktur

lapisan yang ada.

Gambar 9. Interpretasi Seismik pada arbitrary

line dengan menggunakan atribute

Instantaneous phase

2.5 Interpretasi Seismik

Tujuan dari interpretasi seismik adalah

untuk mendapatkan model geometri yang

tepat. Untuk itu, horizon dan patahan

diinterpretasi berdasarkan data seismik 3D

baik konvensional maupun atributnya

(Instantaneous phase). Asumsi penarikan

horizon pada data seismik kali ini adalah

menggunakan konsep litostatigrafi, bahwa

kemenerusan horizon menunjukkan

kesamaan litologi yang sama. Pada studi

kali ini, ada satu target horizon yang

diinterpretasi yaitu top gas hidrat (Gambar

10 hingga 13). Beberapa atribut seismik

yang digunakan dibuat untuk melihat

kemenerusan horizon sehingga

memudahkan untuk melakukan pickingan.

Dengan menggunakan atribut ini

diharapkan tingkat keyakinan penarikan

pickingan menjadi meningkat.

Gambar 10. Interpretasi Seismik pada arbitrary

line

Gambar 11. Interpretasi Seismik pada arbitrary

line

Gambar 12. Interpretasi Seismik pada arbitrary

line dengan menggunakan atribute cosine of

phase

Gambar 2.13 Time slice Amplitude dan Cosine

Phase attributes di kedalaman 2500 msec.

2.5 Peta Struktur Waktu

Peta Struktur waktu untuk horizon top

gas hydrat diperoleh dari hasil interpretasi

seismik kemudian dibuat menjadi peta

struktur waktu menggunakan metode

interpolasi konvergen dengan ukuran Grid

50 x 50 (Gambar 14 a). Dari peta struktur

Page 6: Studi awal Identifikasi Gas hidrat menggunakan metode ... · Proses sedimentasi turbidit merupakan play konvensional pada area lepas pantai Cekungan Kutai ... analysis (gambar 7)

Seminar Nasional ke-II FTG Universitas Padjadjaran

73

kemudian dibuat peta atribut

menggunakan RMS amplitude dan

Sweetness. (2.13vb dan 2.13 c).

Gambar 14. (a) Peta Struktur Waktu untuk horizon

Top Gas Hydrat (b) peta Struktur waktu

menggunakan RMS amplitude (c) peta Struktur

waktu menggunakan Sweetness

2.6 Analisa Penampang dengan

pendekatan metode AVO

Untuk lebih memperkuat interpretasi

mengenai hidrat yang ada di daerah studi

merupakan hidrat gas maka langkah

selanjutnya adalah melakukan analisa

AVO. Dikarenakan sumur pada daerah

studi berada diluar wilayah studi dan

memiliki jarak yang sangat jauh sehingga

dilakukan pendekatan AVO dengan

metode far stack-near stack. Dari hasil

metode Far Stack - Near stack diperoleh

nilai negatif dan jika dikaitkan dengan

AVO maka hasil yang diperoleh termasuk

kedalam AVO kelas III. Hasil AVO kelas

III menunjukan adanya keberadaan gas

pada daerah studi. Hasil pendekatan AVO

dengan metode Far Stack - Near Stack

dapat dilihat gambar 15 dan identifikasi

keberadaan gas hydrat dapat dilihat pada

gambar 16

Gambar 15. Pendekatan metode AVO dengan

Metode far stack – Near Stack untuk menentukan

keberadaan gas.

Gambar 16. Identifikasi keberadaan gas

menggunakan metode far stack – Near Stack

3. KESIMPULAN

1. Gas hidrat di wilayah studi dapat

diidentifikasi dengan baik

menggunakan metode seismik.

2. Identifikasi kehadiran hidrat gas

dapat menggunakan metode

seismik dapat dimulai dari tahapan

processing, dimana terdapat

anomali trend kecepatan. Hal ini

dikarenakan kontras AI negatif di

daerah dangkal.

3. Anomali kecepatan RMS dan

interval sedimen yang tersaturasi

hidrat gas dapat digunakan sebagai

identifikasi awal

4. BSR yang ditemukan di

penampang stack maupun

penampang intercept-gradient

merupakan akibat dari kehadiran

hidrat gas, karena memiliki

polaritas berlawanan dengan

polaritas seafloor.

UCAPAN TERIMA KASIH

Penulis mengucapkan terima kasih

kepada Pertamina UTC yang telah

memberikan izin atas penggunaan data

dalam penelitian ini sehingga penelitian ini

dapat terselesaikan dengan baik.

DAFTAR PUSTAKA

[1]. Davie, M. K., Zatsepina, O. Y.,

& Buffett, B. A. 2004. Methane

solubility in marine hydrate

environments. Marine

Geology, 203(1), 177-184.

[2]. Gao, S., House, W., & Chapman,

W. G. 2005. NMR/MRI study of

clathrate hydrate

mechanisms. The Journal of

Page 7: Studi awal Identifikasi Gas hidrat menggunakan metode ... · Proses sedimentasi turbidit merupakan play konvensional pada area lepas pantai Cekungan Kutai ... analysis (gambar 7)

Seminar Nasional ke-II FTG Universitas Padjadjaran

74

Physical Chemistry B, 109(41),

19090-19093.

[3]. Katz, D.L., D. Cornell, R.

Kobayashi, F.H. Poetmann, J.A.

Vary, J.R. Elenblass, and C.F.

Weinaug. 1959. Handbook of

Natural Gas Engineering, McGraw-

Hill, New York, 802 pp.

[4]. Kvenvolden, K. A. 1993. Gas

hydrates—geological perspective and

global change. Reviews of

Geophysics, 31(2), 173-187.

[5]. Kvenvolden, K. A. 1995. A review

of the geochemistry of methane in

natural gas hydrate. Organic

Geochemistry, 23(11), 997-1008.

[6]. Pearce, F. 2009. Ice on Fire: The

Next Fossil Fuel. http: //www.

newscientist. com/ article/

mg20227141.100-ice-on-fire-the-

next-fossil-fuel.html. Diakses pada

02/06/2014.

[7]. Lin, C.-C., Tien-Shun Lin, A., Liu,

C.-S., Chen, G.-Y., Liao, W.-Z.,

Schnurle, P., 2009, Geological

controls on BSR occurrences in the

incipient arc-continent collision zone

off southwest taiwan, Marine and

Petroleum Geology 26(7), p. 1118–

1131.

[8]. Makogon, Y. F., Holditch, S. A., &

Makogon, T. Y. 2007. Natural gas-

hydrates—A potential energy source

for the 21st Century. Journal of

Petroleum Science and

Engineering, 56(1), 14-31.