BAB I PENDAHULUAN. setiap tahunnya (International Energy Agency, 2004). Menurut laporan dari British

Transkripsi

1 1 BAB I PENDAHULUAN I.1. Latar Belakang Konsumsi energi dunia selalu mengalami peningkatan dengan laju 1,6 % di setiap tahunnya (International Energy Agency, 2004). Menurut laporan dari British Petroleum (BP) Statistical Review of World Energy 2006 (lihat Gambar 1.1.), menyebutkan bahwa di tahun tersebut saja perbandingan konsumsi dan produksi minyak dan gas konvensional secara global cenderung relatif seimbang walaupun di berbagai wilayah terdapat konsumsi yang lebih tinggi daripada produksinya begitupun sebaliknya konsumsi lebih rendah daripada produksinya. Namun, seiring berjalannya waktu, tingkat produksi migas secara alami akan mengalami penurunan. Jika peningkatan konsumsi tersebut tidak diikuti oleh produksi yang sebanding, maka akan terjadi kelangkaan energi sehingga perlulah untuk mencari energi energi alternatif lainnya. Salah satu energi alternatif ini adalah minyak dan gas (migas) nonkonvensional, yang memiliki perbedaan dengan migas konvensional. Menurut Peraturan Menteri Energi dan Sumber Daya Mineral (ESDM) Nomor 05 Tahun 2012, migas non-konvensional adalah minyak dan gas bumi yang diusahakan dari reservoar tempat terbentuknya minyak dan gas bumi dengan permeabilitas yang rendah (low permeability). Berdasarkan peraturan tersebut, yang merupakan migas non-konvensional adalah gas metana batubara (coalbed methene), gas serpih (shale gas), minyak serpih (shale oil), tight sand gas, serta gas hydrate. 1

2 2 Gambar 1.1. Perbandingan produksi dan konsumsi minyak dan gas global berdasarkan wilayah (BP Statistical Review of World Energy, 2006) Indonesia merupakan negara yang memiliki potensi shale hydrocarbon yang sangat besar yaitu 349,7 trillion cubic feet (tcf) untuk jenis gas dan 242,3 miliar barrel untuk jenis minyak (EIA, 2015). Shale hydrocarbon atau hidrokarbon serpih merupakan istilah untuk menyatakan hidrokarbon non-konvensional yang terkandung di dalam serpih seperti yang ditunjukkan oleh Gambar 1.2. Serpih ini selain sebagai reservoar, juga berperan sebagai batuan induk. Parameter utama yang penting dalam kegiatan eksplorasi hidrokarbon serpih selain analisis geologi dan geofisika adalah analisis geokimia (Rezaee, 2005). Analisis ini merupakan hal vital yang mendukung kebenaran potensi hidrokarbon serpih yang ada di bawah permukaan bumi (Rezaee, 2005). Menurut Peter dan Cassa (1994), parameter geokimia batuan induk yang harus diketahui adalah kuantitas atau jumlah material organik, kualitas atau tipe material organik, dan kematangan termal. Gambar 1.2. Perbedaan konsep eksplorasi secara konvensional dan non-konvensional (U.S. Energy Information Administration, 2010 dalam Cook dkk., 2013)

3 3 Cekungan Sumatera Utara merupakan salah satu cekungan yang matang dengan potensi hidrokarbon yang besar (Pertamina BPPKA, 1995). Terdapat tiga batuan induk utama dari sistem petroleum-nya yaitu Formasi Bampo, Belumai, dan Baong Bawah (Pertamina BPPKA, 1995). Formasi Bampo umumnya memiliki letak yang sangat dalam, sedangkan Formasi Belumai dan Baong Bawah letaknya lebih dangkal. Formasi Belumai dan Baong terdiri atas serpih dari lingkungan laut dengan potensi Total Organic Carbon (TOC) sebesar 1% (Pertamina BPPKA, 1995). Formasi Baong Bawah sendiri memiliki kandungan TOC berkisar 0,8 3,5% dengan tipe kerogen II/III (mixed oil/gas-prone) (Bahesti dkk., 2013). Tipe kerogen berdasarkan hasil penelitian terdahulu tersebut berpotensi menghasilkan gas serpih karena banyak reservoar penghasil gas serpih berasal dari batuan induk overmature oil-prone (Passey dkk., 2010). Evaluasi geokimia batuan induk hidrokarbon serpih di Cekungan Sumatera Utara selama ini hanya dilakukan pada Formasi Baong Bawah. Belum ada penelitian yang membahas secara detail tentang geokimia bawah permukaan Formasi Belumai padahal formasi ini juga memiliki TOC yang baik sebagai potensi batuan induk yaitu berkisar 0,2-4,8% (Kirby dkk., 1993 dalam Barber dkk., 2005). Melihat potensi tersebut, selain Formasi Baong Bawah, perlu dilakukan pula evaluasi geokimia batuan induk pada Formasi Belumai dari data eksplorasi bawah permukaan. Evaluasi ini bertujuan untuk mengetahui kuantitas, kualitas, dan kematangan termal batuan induk. Selain itu, dapat dibuat pula sejarah pemendaman Formasi Belumai dan Baong Bawah untuk mengetahui pola distribusi kematangannya dan letak kedalaman potensi hidrokarbon serpih pada kedua formasi tersebut. Penelitian ini menjadi penting karena dapat membandingkan

4 4 potensi batuan induk kedua formasi tersebut dan menentukan formasi mana yang lebih baik untuk menjadi target eksplorasi hidrokarbon serpih. I.2. Rumusan Masalah Adapun rumusan masalah yang dapat ditentukan dari permasalahan yang ditemukan oleh peneliti yaitu: I.2.1. Bagaimana kuantitas, kualitas, dan tingkat kematangan batuan induk hidrokarbon serpih pada Formasi Belumai dan Baong Bawah di Lapangan Dewi, Cekungan Sumatera Utara? I.2.2. Bagaimana model sejarah pemendaman dan peta kematangan batuan induk hidrokarbon serpih Formasi Belumai dan Baong Bawah? I.2.3. Bagaimana ciri ciri letak kedalaman potensi hidrokarbon serpih Formasi Belumai dan Baong Bawah yang matang baik oil-window maupun gaswindow? I.3. Tujuan Penelitian Adapun tujuan dari penelitian skripsi ini adalah untuk: I.3.1.mengetahui kuantitas, kualitas, dan tingkat kematangan batuan induk hidrokarbon serpih pada Formasi Belumai dan Baong Bawah di Lapangan Dewi, Cekungan Sumatera Utara. I.3.2.menghasilkan model sejarah pemendaman dan peta kematangan batuan induk hidrokarbon serpih Formasi Belumai dan Baong Bawah.

5 5 I.3.3.memperkirakan letak kedalaman potensi hidrokarbon serpih Formasi Belumai dan Baong Bawah yang matang baik oil-window maupun gaswindow. I.4. Lokasi Penelitian Lokasi tujuan penelitian adalah Lapangan Dewi yang termasuk dalam Cekungan Sumatera Utara. Lapangan Dewi berada di sebelah tenggara provinsi Sumatera Utara (dapat dilihat pada Gambar 1.3). Objek penelitian secara khusus adalah batuan induk serpih Formasi Belumai dan Baong Bawah. Penelitian dilakukan di PT. Pertamina Hulu Energi Unconventional Hydrocarbon, Perkantoran Hijau Arkadia Tower D8, TB. Simatupang, Jakarta Selatan, DKI Jakarta. Gambar 1.3. Lokasi penelitian

6 6 I.5. Batasan Masalah Masalah yang dibahas memiliki batasan yang telah ditentukan oleh penulis. Batasan masalah tersebut antara lain: I.5.1.Evaluasi geokimia batuan induk hidrokarbon serpih hanya dilakukan dengan menggunakan data-data bawah permukaan pada sumur-sumur eksplorasi dengan target formasi adalah formasi Belumai dan Baong Bawah. I.5.2.Peta distribusi TOC hanya disebarkan dengan metode geostatistik, tidak menggunakan atribut seismik. I.5.3.Pemodelan sejarah pemendaman hanya dilakukan secara satu dimensi (1D) pada sumur dan pseudowell yang terletak pada deposenter sebagai tambahan. Analisis tingkat kematangan hanya dilakukan pada batuan induk Formasi Belumai dan Baong Bawah dari sejarah pemendaman sumur dan pseudowell. I.6. Peneliti Terdahulu Lapangan yang diteliti bukan merupakan lapangan muda, sehingga telah ada beberapa peneliti yang terlebih dahulu melakukan penelitian di Lapangan Dewi. Berikut merupakan peneliti dan hasil penelitian tersebut. I.6.1. Sosromihardjo (1988) Sosromihardjo (1988) melakukan penelitian tentang analisis struktural Cekungan Sumatera Utara dengan penekanan pada data radar apertur sintetik (SAR). Penelitian ini bertujuan untuk menyediakan basis untuk memodifikasi model tektonik cekungan tersebut. Integrasi data SAR dengan data geologi

7 7 permukaan dan bawah permukaan lainnya menghasilkan rekonstruksi evolusi tektonik Sumatera Utara sepanjang zaman Tersier. I.6.2. Sjahbuddin, dkk. (1993) Sjahbuddin, dkk. (1993) melakukan penelitian untuk mengetahui karakteristik batuan induk hidrokarbon dan implikasinya terhadap kematangan hidrokarbon di Cekungan Sumatera Utara. Penelitian ini menggunakan analisis geokimia dari sumur di blok Rantau, Aru, dan Langkat-Medan berupa GC-MS, minyak utuh C1-C31, kromatografi gas-cairan jenuh C12+ dan rasio Pr/Ph yang menunjukkan bahwa minyak mentahnya sangat ringan, identic, dan secara genetic berhubungan, berasal dari sumber yang umum di lingkungan reduksi. Hasil dari penelitian ini menunjukkan bahwa minyak mentah Rantau memiliki prosentase Methylcyclclopentane lebih rendah disbandingkan Aru dan Langkat-Medan sehingga milik Rantau lebih matang daripada yang lainnya. Kondisi ini dipengaruhi oleh gradient panasbumi yang tinggi pada area Rantau. I.6.3. Syafrin (1995) Syafrin (1995) melakukan penelitian tentang pengendapan batupasir Baong Tengah (MBS) sebagai sikuen post-rift incised valley fill di area Aru, Sumatera Utara. Penelitian ini menggabungkan kerangka struktural dengan konsep sikuen stratigrafi untuk lebih memahami stratigrafi batupasir Baong Tengah. Aplikasi sikuen stratigrafi menghasilkan kerangka kronostratigrafi resolusi tinggi untuk prediksi distribusi rock type. Hasil penelitian yang berupa peta isokhor dan korelasi sumur mendukung keberadaan tepi lembah pada bagian timur dan barat area studi.

8 8 I.6.4. Pertamina BPPKA (1995) Pertamina BPPKA (1995) melakukan penelitian dengan mensintesis datadata primer dan sekunder untuk menyimpulkan geologi petroleum cekungan Sumatera Utara dan sebagai panduan untuk metodologi dalam menemukan akumulasi potensi minyak dan gas yang lain. I.6.5. Riadhy, dkk. (1998) Riadhy, dkk. (1998) melakukan penelitian tentang prediksi dan karakterisasi reservoar Miosen Tengah cekungan Sumatera Utara menggunakan data sikuen stratigrafi, seismik inversi 2D, dan seismik 3D. Penelitian ini menghasilkan peta distribusi reservoar potensial dengan analisis fasies seismik 2D dan interpretasi data log sumur yang dipandu oleh model pengembangan reservoar lowstand-shelf margin/higstand. Analisis dengan seismik inversi 2D dan seismik 3D menghasilkan peta unit reservoar individual yang lebih detail. Integrasi seismik 2D dan 3D dengan data sumur telah terbukti sangat berguna secara akurat untuk memprediksi reservoar Miosen Tengah, distribusi individual tubuh batupasirnya dan sifat fisik reservoar. I.6.6. Hakim, dkk. (2007) Hakim dkk. (2007) melakukan penelitian untuk mengetahui play hidrokarbon di cekungan Sumatera Utara dan aplikasi sikuen stratigrafi pada reservoar Formasi Keutapang berdasarkan data log sumur. Hasil dari penelitian ini menunjukkan bahwa terdapat beberapa play hidrokarbon di cekungan ini yang artinya bahwa sistem petroleum dapat berkembang dan terpreservasi dengan baik hingga sekarang. Produsen gas utama cekungan ini adalah Peutu Carbonate build

9 9 up play yang menghasilkan 7,99 TCF gas. Selain itu, terdapat reservoar yang menarik lainnya yaitu play batupasir deltaik Keutapang. Sikuen stratigrafi pada Formasi Keutapang terbagi menjadi tiga yaitu progradational regressive tract, transgressive system tract, dan highstand system tract. Selain diendapkan di lingkungan deltaik, terdapat pula deposisi laut di beberapa area yang terbatas (timurlaut). I.6.7. Bahesti, dkk. (2013) Bahesti, dkk. (2013) melakukan penelitian untuk mengungkap data dan fakta dari laboratorium, pengeboran, log elektrik sumur dan seismik melalui studi terintegrasi geokimia, geomekanika dan sintesis geologi serpih Formasi Baong Bawah, cekungan Sumatera Utara. Pemahaman tentang karakter geokimia, mineralogi dan geomekanika serpih sangat penting untuk memahami potensi serpih dalam menyimpan dan menghasilkan gas. Penelitian ini dilakukan dengan menggunakan 16 sumur konvensional di lapangan Sumatera Utara. Penelitian ini telah berhasil mengelompokkan fasies serpih berdasarkan kekayaan, kematangan, tipe, kekuatan, kegetasan, serta kandungan lempung di dalam serpih. Fasies serpih Formasi Baong Bawah dibagi menjadi tiga kelompok berdasarkan litologi dan zona menarik potensi gas serpih yaitu fasies batulumpur karbonotan silikaan, fasies batulumpur dolomitan serpihan-lanauan, dan fasies batulumpur karbonatan serpihan-lanauan. Fasies batulumpur karbonatan silikaan berpotensi tinggi sebagai gas serpih dengan ketebalan zona menarik (sweet spot) berkisar m, matang mulai kedalaman 2300 m, nilai TOC 2 3,5% dan tipe kerogen II/III. Fasies batulumpur dolomitan serpihan-lanauan berpotensi menengah sebagai gas serpih

10 10 dengan ketebalan zona menarik (sweet spot) berkisar m, matang mulai kedalaman 2200 m, nilai TOC 1,5 2,5% dan tipe kerogen II/III. Fasies batulumpur karbonatan serpihan-lanauan berpotensi rendah sebagai gas serpih dengan ketebalan zona menarik (sweet spot) berkisar m, matang mulai kedalaman 2100 m, nilai TOC 0,8 2% dan tipe kerogen II/III. Nilai kematangan ekivalensi Ro fasies secara keseluruhan menunjukkan nilai reflektansi vitrinit 0,6-1,3% Ro, sehingga serpih Baong Bawah dapat dikategorikan sebagai kerogen yang sudah matang. I.7. Keaslian Penelitian Berdasarkan uraian tentang peneliti terdahulu tersebut, topik penelitian yang dipilih yaitu evaluasi geokimia batuan induk hidrokarbon serpih Formasi Belumai dan Baong Bawah pada Lapangan Dewi, Cekungan Sumatera Utara merupakan hal yang baru. Adapun kebaruan penelitian ini adalah dilakukan evaluasi geokimia batuan induk untuk hidrokarbon serpih yang meliputi potensi menjadi minyak dan/atau gas. Selain itu, dilakukan pula evaluasi geokimia bawah permukaan lebih detail pada Formasi Belumai dan membandingkan potensi batuan induk pada Formasi Belumai tersebut dengan Formasi Baong Bawah sehingga dapat diketahui formasi mana yang lebih baik untuk menjadi target eksplorasi hidrokrabon serpih selanjutnya. Penelitian tersebut belum pernah dilakukan oleh peneliti terdahulu termasuk Bahesti dkk.. (2013) yang hanya berfokus pada potensi gas serpih Formasi Baong Bawah.

11 11 I.8. Manfaat Penelitian Berdasarkan tujuan yang hendak dicapai dari penelitian ini, manfaat yang akan diperoleh dari penelitian ini adalah memberikan pemahaman serta informasi mengenai evaluasi geokimia batuan induk hidrokarbon serpih, khususnya di Cekungan Sumatera Utara. Hasil yang diperoleh dalam penelitian ini adalah mengetahui kuantitas (kandungan TOC), kualitas (tipe kerogen) dan distribusinya, model sejarah pemendaman, tingkat kematangan dan peta kematangan, serta mampu memperkirakan letak kedalaman potensi hidrokarbon serpih yang matang baik oil-window, wet gas-window, maupun dry gas-window dari target Formasi Belumai dan Baong Bawah. Hasil tersebut dapat digunakan sebagai dasar untuk eksplorasi hidrokarbon serpih (non-konvensional) selanjutnya di sekitar daerah penelitian sehingga dapat meningkatkan potensi cadangan sumberdaya energi kita di masa yang akan datang.