MODEL EVOLUSI STRUKTUR ILIRAN-KLUANG DAN POTENSI PLAY RESERVOIR REKAHAN BATUAN DASAR DAERAH RIMAU, SUMATRA SELATAN

Transkripsi

1 MODEL EVOLUSI STRUKTUR ILIRAN-KLUANG DAN POTENSI PLAY RESERVOIR REKAHAN BATUAN DASAR DAERAH RIMAU, SUMATRA SELATAN TESIS Karya tulis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister dari Institut Teknologi Bandung Oleh : Didit Ariady Firmansyah NIM: Program Pasca Sarjana Geologi Departemen Teknik Geologi Fakultas Pasca Sarjana Institut Teknologi Bandung INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2009

2 MODEL EVOLUSI STRUKTUR ILIRAN-KLUANG DAN POTENSI PLAY RESERVOIR REKAHAN BATUAN DASAR DAERAH RIMAU, SUMATRA SELATAN Oleh : Didit Ariady Firmansyah NIM: Program Pasca Sarjana Geologi Departemen Teknik Geologi Fakultas Pasca Sarjana Institut Teknologi Bandung Menyetujui Tim pembimbing Tanggal:... Pembimbing I Pembimbing II (Ir. Benyamin Sapiie, Ph.D) (Dr. Ir. Chalid Idham Abdullah)

3 Dipersembahkan kepada, keluargaku Deasy, Ariiq dan Riffat, serta keluarga besar Petroleum Geoscience, South Sumatra Basin, PT. Medco E&P Indonesia

4 ABSTRACT Iliran-Kluang structure is a paradox inside the Rimau Blok. A major NW-SE trending structure which controlling regional geology frameworks has yet to be geology structure understood. Therefore the main goal of this study is to evaluate evolution model of Iliran-Kluang structure through different tectonic regimes and its impact to petroleum system in Rimau block. Structure mapping and palinspatic reconstruction has been conducted to analyze the evolution and the behaviour of the structure. Most of the deformations histories in the Rimau block are characterized by complicated structural pattern, therefore depend on seismic interpretation only is insufficient to constrain unique structural interpretation. The results and analysis of palinspatic reconstruction indicate that there are two deformation styles observed across study area. The deformation are extension event occurred from Pre-Tertiary to MFS-10 at Early Miocene then the shortening event occurred after SB-11 at Middle Miocene. Strain analysis of both deformations phase within the basin indicate variation of strain values. The extensional and shortening strain axes consistently show relative NE-SW and NW-SE of direction both during extension and contractional deformations. Therefore, the evolution of basin and structures in the Iliran-Kluang are closely relate to continuous strike-slip fault system from Pre-Tertiary to Recent time. The exposure of Iliran High basement area during syn-rift and poly-phase deformations over the region has increased the potency of fractured basement reservoir developed in the area. An exploration play concept of fractured basement reservoir has been build to summarize all petroleum system components which have to be considered to explore this unconventional play. i

5 ABSTRAK Struktur Iliran-Kluang merupakan sebuah paradoks di daerah blok Rimau. Struktur utama berarah baratlaut-tenggara yang mengontrol tatanan geologi regional daerah ini dari segi struktur geologi belum sepenuhnya dipahami. Oleh karena itu tujuan utama dari penelitian ini adalah untuk mengevaluasi model evolusi struktur Iliran-Kluang pada setiap rejim tektonik dan implikasinya terhadap sistem petroleum di blok Rimau. Rekonstruksi palinspatik dan pemetaan struktur digunakan untuk menganalisis evolusi dan tatanan struktur yang ada. Sejarah deformasi di blok Rimau dicirikan oleh berkembangnya pola struktur yang rumit, oleh karena itu interpretasi seismik saja tidak dapat diandalkan untuk menguraikan permasalahan interpretasi geologi struktur. Hasil dan analisis rekonstruksi palinspatik mengindikasikan adanya dua tipe deformasi yang berlaku di daerah penelitian. Deformasi tersebut adalah deformasi ekstensional yang terjadi dari masa Pra-Tersier sampai MFS-10 pada masa Miosen Awal kemudian deformasi shortening yang dimulai setelah SB-11 pada masa Miosen Tengah. Hasil analisis strain selama kedua fase deformasi memperlihatkan cekungan memiliki nilai strain yang bervariasi. Sumbu strain ekstensional dan shortening terjadi secara konsisten pada arah relatif timurlaut-baratdaya dan baratlaut-tenggara selama berlangsungnya deformasi ekstensional maupun kontraksional. Oleh karena itu pembentukan cekungan dan struktur daerah Iliran-Kluang erat kaitannya dengan sistem sesar strike-slip yang berkelanjutan dari masa Pra-Tersier hingga masa Resen. Tersingkapnya batuan dasar Tinggian Iliran selama masa syn-rift dan terjadinya deformasi poli-fase meningkatkan potensi terbentuknya reservoir rekahan batuan dasar didaerah ini. Sebuah konsep play eksplorasi reservoir batuan rekahan dibangun untuk merangkum seluruh komponen sistem petroleum yang perlu dipertimbangkan untuk melakukan eksplorasi pada play unconventional ini. ii

6 PEDOMAN PENGGUNAAN TESIS Tesis S2 yang tidak dipublikasikan terdaftar dan tersedia di Perpustakaan Institut Teknologi Bandung, dan terbuka untuk umum dengan ketentuan bahwa hak cipta ada pada pengarang dengan mengikuti aturan HaKI yang berlaku di Institut Teknologi Bandung. Referensi kepustakaan diperkenankan dicatat, tetapi pengutipan atau peringkasan hanya dapat dilakukan seizin pengarang dan harus disertai dengan kebiasaan ilmiah untuk menyebutkan sumbernya. Memperbanyak atau menerbitkan sebagian atau seluruh tesis haruslah seizin Direktur Program Pascasarjana, Institut Teknologi Bandung. iii

7 KATA PENGANTAR Bismillahirrohmanirrohim, Puji syukur keharibaan Allah SWT yang senantiasa melimpahkan rahmat, taufiq dan hidayah-nya sehingga tesis ini dapat diselesaikan dengan baik. Penyusunan tesis ini merupakan salah satu persyaratan kurikulum Program Pasca sarjana Bidang Studi Ilmu Geologi, Institut Teknologi Bandung. Tesis ini membahas masalah kompleksitas evolusi struktur geologi di daerah blok Rimau dan kontribusi penelitian struktur geologi ini terhadap pengembangan potensi play baru untuk eksplorasi minyak dan gas dengan judul penelitian Model Evolusi Struktur Iliran Kluang Dan Potensi Play Reservoir Rekahan Batuan Dasar Daerah Rimau, Sumatra Selatan. Dengan selesainya tesis ini, pada kesempatan yang berbahagia ini penulis menghaturkan terima kasih kepada pihak-pihak yang telah banyak membantu penelitian ini : 1. Ir. Benyamin Sapiie Ph. D, selaku pembimbing pertama, 2. Dr. Ir. Chalid Idham Abdullah, selaku pembimbing kedua, 3. Ketua Departemen Teknik Geologi dan Ketua Program Magister ITB, 4. Staf Pengajar Program Magister Teknik Geologi ITB, 5. Isteriku Deasy Dhamayanti Gustika serta kedua anakku, Ariiq dan Riffat, yang tak henti-hentinya berdoa dan memberikan semangat serta dukungan moral, mulai dari awal perkuliahan hingga selesainya penulisan tesis ini, 6. Orang Tua dan Mertua penulis atas segala doanya, 7. Manajemen PT. Medco E&P Indonesia, 8. Rekan-rekan Palembang High Exploration Group, South Sumatra Basin, PT. Medco E&P Indonesia, iv

8 9. Rekan-rekan Design Graphis, Petroleum Geoscience, PT. Medco E&P Indonesia atas supportnya. 10. Rekan-Rekan sesama mahasiswa Program Magister Teknik Geologi ITB angkatan tahun Akhir kata penulis mengharapkan masukan demi perbaikan yang dapat membantu penulis menyempurnakan tesis ini. Semoga hasil penelitian ini dapat memberi arti dan bermanfaat bagi segenap pembaca. Jakarta, September 2009 Penulis v

9 DAFTAR ISI Halaman ABSTRACT ABSTRAK PEDOMAN PENGGUNAAN TESIS KATA PENGANTAR DAFTAR ISI DAFTAR GAMBAR DAFTAR TABEL i ii iii iv vi viii xii BAB I. PENDAHULUAN 1 I.1. Latar Belakang Penelitian 1 I.2. Rumusan Masalah 1 I.3. Ruang Lingkup dan Objek Penelitian 2 I.4. Hipotesa Kerja 3 I.5. Asumsi 3 I.6. Data dan Metodologi Metoda Pemerolehan Data Metoda Pemrosesan dan Interpretasi Data Analisis dan Penafsiran 6 I.7. Kontribusi Hasil Penelitian 7 BAB II. TATANAN GEOLOGI REGIONAL 9 II.1. Kerangka Tektonik Regional Cekungan Sumatra Selatan 9 II.2. Tektonostratigrafi Regional Cekungan Sumatra Selatan 11 II.2.1. Pre-Rift Batuan Dasar Pra Tersier 11 II.2.2. Syn-Rift Sikuen Eosen Akhir Oligosen Awal 13 Formasi Lemat II.2.3. Post Rift 14 II Sikuen Oligosen Akhir-Miosen Awal 14 Formasi Talang Akar II Sikuen Miosen Awal-Miosen Tengah 15 Formasi Baturaja dan Gumai II Sikuen Miosen Tengah Formasi Air Benakat 16 vi

10 II Sikuen Miosen Akhir Formasi Muara Enim 16 II Sikuen Pliosen Formasi Kasai 16 II.3. Tatanan Geologi Blok Rimau 17 II.3.1. Struktur Geologi 17 II.3.2. Stratigrafi 19 BAB III. PEMROSESAN DATA DAN HASIL INTERPRETASI 21 III.1. Dasar-dasar Interpretasi Struktur Pada Penampang Seismik 21 III.1.1. Pengikatan data stratigrafi sikuen pada penampang 24 seismik III.2. Interpretasi Dengan Kombinasi Tektonostratigrafi dan 25 Stratigrafi Sikuen III.2.1. Kesetaraan marker stratigrafi sikuen terhadap unit 27 tektonik III.2.2. Karakteristik Unit Tektonostratigrafi Pada 31 Penampang Seismik III.3. Interprestasi Struktur Sesar Blok Rimau 33 III.4. Konsep Analisis Struktur 35 III.4.1. Konsep Strain dan Stress 35 III.4.2 Konsep Rekonstruksi Penampang Seimbang 36 BAB IV. MODEL EVOLUSI STRUKTUR ILIRAN-KLUANG 39 IV.1. Analisis Geometri Struktur Iliran-Kluang 39 IV.2. Analisis Kinematik Struktur Iliran-Kluang 44 IV.2.1. Rekonstruksi Penampang Seimbang Struktur Iliran- 44 Kluang IV.2.2. Peta Isopah Daerah Rimau 60 IV.3. Analisis Struktur Iliran-Kluang Berdasarkan Genetiknya 64 IV.3.1. Tipe Sesar Ekstensional 64 IV.3.2. Tipe Sesar Strike-Slip 64 IV.3.3. Tipe Sesar Inversi 67 IV.4. Model Evolusi Struktur Iliran-Kluang 67 IV.5. Pengaruh Evolusi Struktur Iliran-Kluang Terhadap Potensi 73 Eksplorasi Minyak dan Gas Tipe Play Reservoir Rekahan Batuan Dasar BAB V. KESIMPULAN 82 DAFTAR PUSTAKA 85 vii

11 DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar I.1. Area penelitian di daerah blok Rimau 2 Gambar I.2. Sebaran data lintasan seismik 2D dan data sumur 4 didalam blok Rimau Gambar I.3. Diagram alir penelitian 8 Gambar II.1. Tatanan pola cekungan sedimen Tersier Sumatra Selatan masa kini (modifikasi Pertamina BPPKA, 1996) Gambar II.2 Tatanan lempeng mikro dan batuan dasar Pulau Sumatra, dimodifikasi dari Pulunggono dan Cameron, 1984 (Barber dan rekan, 2005) Gambar II.3 Kolom litostratigrafi cekungan Sumatra Selatan, subcekungan Palembang (Pertamina-BPPKA, 1996) Gambar II.4. Peta paleotopografi masa Paleogen yang digabungkan dengan elemen- struktur regional jaman Miosen Awal memperlihatkan daerah tinggian dan depresi di daerah Rimau (Firmansyah dan rekan, 2007) Gambar II.5. Elemen-elemen struktur masa kini didalam Cekungan Sumatra Selatan. Daerah blok Rimau (berwarna hijau muda) termasuk dalam Antiklinorium Palembang Utara dan dicirikan oleh struktur Iliran-Kluang (modifikasi setelah Pertamina-BPPKA, 1997 oleh Argakoesoemah dan Kamal, 2004). Gambar II.6. Kolom litostratigrafi dan episode tektonik cekungan Sumatra Selatan, sub cekungan Palembang Utara (Kamal dan rekan, 2005). Gambar III.1. (a) diskontinuitas atribut seismik yang memperlihatkan bagian yang hilang pada garis merah umumnya mencirikan sesar pada rejim tensional. (b) perulangan karakter atribut seismik pada garis merah yang umumnya mencirikan sesar pada rejim kompresi. Gambar III.2. (a) unit lapisan 1, 2 dan 3 diendapkan sebelum terjadinya sesar yang dicirikan oleh ketebalan yang sama pada bagian hanging wall (HW) dan footwall (FW), sedangkan unit lapisan 4 diendapkan saat berlangsungnya pensesaran dicirikan dengan perbedaan ketebalan pada bagian footwall (FW) dengan hanging wall (HW). (b) unit lapisan 5 diendapkan setelah pensesaran yang mengontrol pengendapan lapisan 4 berhenti dan kemudian tersesarkan pada saat pengendapan lapisan 6 selama viii

12 terjadinya reaktivasi sesar. (Hill, 2003). Gambar III.3. Conto interpretasi struktur patahan pada penampang seismik 23 Gambar III.4. Sintetik seismogram lintasan seismik melewati sumur Jmk-1. Gambar III.5. Conto ideal cekungan half-graben dengan karakter 27 refleksi seismik yang ideal mencerminkan setiap tahapan endapan rift. (Prosser, 1993). Gambar III.6. Model tektonostratigrafi dan stratigrafi sikuen pada 29 sumur Jmk-1. Gambar III.7. Model korelasi stratigrafi regional arah baratdayatimurlaut 30 dengan datum pada MFS-10. Sesar Iliran- Kluang terdapat diantara sumur Stb-1 dan Tbn-3. Gambar III.8. Karakter refleksi seismik untuk sikuen Pre-Rift, Syn- 32 Rift, Sag, Post-Rift. Gambar III.9. Peta struktur kedalaman batuan dasar 34 Gambar III.10. Visualisasi 3-Dimensi tatanan struktur geologi. 34 Gambar III.11. Rekonstruksi penambang seimbang dengan metoda 37 inclined shear Gambar III.12. Algoritma perhitungan strain (Gibbs, 1983) 37 Gambar IV.1. Sebaran sesar daerah blok Rimau pada peta struktur batuan dasar. Sesar berarah baratlaut-tenggara merupakan sesar utama. Struktur cebakan pada lapangan minyak yang telah ditemukan erat kaitannya dengan pola sesar. Gambar IV.2. Sebaran sesar daerah blok Rimau pada peta struktur batuan dasar. Gambar IV.3. Sebaran sesar daerah blok Rimau pada peta struktur permukaan SB-7 Gambar IV.4. Sebaran sesar daerah blok Rimau pada peta struktur permukaan SB-10. Gambar IV.5. Sebaran sesar daerah blok Rimau pada peta struktur permukaan MFS-10. Gambar IV.6. Sebaran sesar daerah blok Rimau pada peta struktur permukaan SB-11. Gambar IV.7. Geometri pola struktur pada sistim rift memperlihatkan beberapa jenis geometri yang juga mempengaruhi geometri cekungan rift (Hill, 2003). Gambar IV.8. Penampang palinspatik seismik A A melewati bagian utara blok Rimau atau sebelah barat Tinggian Iliran. Gambar IV.9. Penampang palinspatik seismik B B melewati bagian tengah blok Rimau atau sebelah tengah Tinggian Iliran. Gambar IV.10. Penampang palinspatik seismik C C melewati bagian timur blok Rimau atau sebelah timur Tinggian ix

13 Iliran. Gambar IV.11. Penampang palinspatik seismik D D melewati 48 bagian tengah blok Rimau dan sejajar dengan arah dip cekungan dari Tinggian Iliran ke Graben Jemakur. Gambar IV.12. Rekonstruksi penampang seimbang A-A. 51 Gambar IV.13. Rekonstruksi penampang seimbang B-B. 52 Gambar IV.14. Rekonstruksi penampang seimbang C-C. 53 Gambar IV.15. Rekonstruksi penampang seimbang D-D. 54 Gambar IV.16. Histogram analisis strain daerah Rimau. 58 Gambar IV.17. Peta isopah SB-7 ke SB-1 menunjukan 61 perkembangan cekungan didaerah penelitian pada masa Mid Syn-Rift. Gambar IV.18. Peta isopah SB-10 ke MFS-10 menunjukan lokasi 61 daerah sagging didaerah penelitian pada masa Mid Post-Rift. Gambar IV.19. Peta isopah SB-11 - SB-1 menunjukan mulai 62 terbentuknya daerah tinggian lokal dan daerah cekungan yang membusur pada arah baratlauttenggara pada masa Late Post-Rift. Gambar IV.20. Interpretasi pada penampang seismik komposit 63 memperlihatkan tiga bagian utama unit tektonostratigrafi yang dapat dikenali dengan baik sebagai pre-rift, syn-rift dan post-rift. Selain itu penampang menunjukan sesar-sesar tipe ekstensional, inversi dan strike-slip. Gambar IV.21. Citra SRTM menunjukan lineasi sesar Iliran-Kluang. 65 Gambar IV.22. Model ideal dari pembentukan pola struktur yang berkaitan dengan deformasi strike-slip. Baik struktur depresi dan struktur pop-up dapat dihasilkan oleh satu sistem sesar strike-slip yang sama (dimodifikasi dari Christie-Blick dan Biddle, 1985). Gambar IV.23. Rekonstruksi tektogenesa dan evolusi tektonik Tersier Asia Tenggara, Heidrick, T.L dan Aulia, K., (1996). Gambar IV.24. Model evolusi komplek sesar Iliran-Kluang didaerah sebelah barat Tinggian Iliran berdasarkan penampang palinspatik A-A berarah timurlaut-baratdaya dan merujuk pada konsep tektonik strike-slip cekungan Sumatra Selatan (dimodifikasi dari ITB-Medco E&P Indonesia, 2006). Gambar IV.25. Model evolusi komplek sesar Iliran-Kluang melintasi Tinggian Iliran dan sebagian Graben Jemakur berdasarkan penampang palinspatik D-D berarah baratlaut-tenggara dan merujuk pada konsep tektonik x

14 strike-slip cekungan Sumatra Selatan (dimodifikasi dari ITB-Medco E&P Indonesia, 2006). Gambar IV.26. Kartun diagram blok yang menggambarkan ringkasan evolusi cekungan dan struktur Iliran-Kluang di daerah Rimau. Gambar IV.27. Konsep play eksplorasi reservoir rekahan batuan dasar. Gambar IV.28. Diagram fence arah baratlaut-tenggara (dip) dan arah timurlaut-baratdaya (strike) memotong area eksplorasi Tinggian Iliran. Gambar IV.29. Tatanan batuan dasar Pra Tersier Sumatra (Barber dan rekan, 2005) dan zonasi lempeng mikro pulau Sumatra (Metcalfe, 1996). Gambar IV.30. Singkapan batuan metamorf mesozoikum (A) memperlihatkan kekar yang intesif dan kenampakan kekar pada batuan teroboson granitik (B) mesozoikum. Batuan ini merupakan bagian dari lempeng mikro Malaya Timur. Gambar IV.31. Indikasi rekahan pada batuan dasar metamorf sumur Rjk-1 di Tinggian Iliran. Gambar IV.32. Peta distribusi Formasi Lemat. Zona merah merupakan daerah singkapan batuan dasar, zona kuning merupakan daerah endapan kontinen dan zona coklat merupakan daerah endapan lakustrin sebagai batuan induk. Gambar IV.33. Lintasan BT-BT dalam peta migrasi masa resen pada level batupasir Formasi Talang Akar. Gambar IV.34. Pemodelan kematangan vitrinit (Ro) pada lintasan BT-BT. Gambar IV.35. Pemodelan saturasi dan ekspulsi hidrokarbon menuju carrier beds. Gambar IV.36. Konsep lateral migrasi hidrokarbon kedalam rekahan batuan dasar dari titik onlap carrier beds (McNaughton,1953) xi

15 DAFTAR TABEL Halaman Tabel IV.1. Perhitungan strain penampang palinspatik A A. 56 Tabel IV.2. Perhitungan strain penampang palinspatik B B. 56 Tabel IV.3. Perhitungan strain penampang palinspatik C C. 56 Tabel IV.4. Perhitungan strain penampang palinspatik D D. 57 Tabel IV.5. Perbandingan nilai strain pada empat penampang palinspatik. Kotak warna merah merupakan nilai shortening, kotak warna hijau merupakan nilai extensional. 57 xii