BAB I PENDAHULUAN I.1. Latar Belakang Kegiatan eksplorasi di Cekungan Sumatra Tengah telah dimulai sejak tahun 1924. Pemboran pertama di lokasi Kubu #1 dilakukan pada tahun 1939, kemudian dilanjutkan dengan sumur Balam #1 pada tahun 1940. Kedua sumur tersebut belum berhasil menemukan cebakan hidrokarbon. Baru pada tahun 1941 dan 1944 berturut-turut ditemukan lapangan minyak besar Duri dan Minas. Pada umumnya kegiatan eksplorasi di Cekungan Sumatra Tengah lebih banyak dilakukan pada Kelompok Sihapas dengan lebih difokuskan pada cebakan-cebakan struktur. Hampir keseluruhan lapangan minyak yang telah ditemukan berupa perangkap struktur sehingga semakin lama lapangan minyak baru semakin sulit ditemukan karena kemungkinan hampir seluruh perangkap struktur sudah ditemukan, baik yang berskala besar maupun yang berskala kecil. Dapat dikatakan kegiatan eksplorasi pada Kelompok Sihapas sudah mencapai tahap matang dan potensi hidrokarbon yang tersisa sudah sangat kecil. Kondisi ini selain mendorong dilakukannya kegiatan eksplorasi yang lebih intensif juga memaksa kita untuk menerapkan konsep eksplorasi yang berbeda dari sebelumnya. Alternatif pencarian hidrokarbon pada Kelompok Sihapas sudah mulai dilakukan dengan objektif pencarian pada perangkap minyak stratigrafi. Selain itu kegiatan eksplorasi juga mulai difokuskan pada formasi batuan yang lebih dalam yaitu Kelompok Pematang yang berumur Paleogen, baik untuk perangkap minyak struktur maupun stratigrafi. Kelompok Pematang tersusun oleh fasies sedimen fluvial hingga lakustrin yang diendapkan pada lingkungan darat. Formasi ini berkembang pada suatu cekungan pengendapan yang dihasilkan dari aktivitas tektonik ekstensional. Sebagai formasi tertua penyusun Cekungan Sumatra Tengah, Kelompok Pematang telah mengalami aktifitas tektonik lebih lama dan intensif dibanding Kelompok Sihapas. Lingkungan pengendapan darat dan aktifitas tektonik intensif memberikan tantangan tersendiri dalam kegiatan eksplorasi Kelompok Pematang. Tantangan-tantangan tersebut antara lain : 1
1. Perubahan fasies yang cepat berubah secara lateral menghasilkan reservoir yang tidak menerus, berbeda dengan fasies marine pada Kelompok Sihapas. 2. Posisinya yang cukup dalam menyebabkan batuan mengalami kompaksi sehingga menurunkan kualitas dari porositas reservoir (porosity reduction). 3. Model perangkap hidrokarbon yang dijumpai cenderung merupakan gabungan antara perangkap struktur dan stratigrafi yang akan memerlukan evaluasi yang lebih kompleks. Beberapa lapangan minyak dengan target utama reservoir di Kelompok Pematang sudah banyak ditemukan dibeberapa sub-cekungan di Cekungan Sumatra Tengah, terutama di Sub-cekungan Aman Utara. Kegiatan eksplorasi dilanjutkan dengan mengevaluasi perangkap minyak struktur maupun stratigrafi pada Kelompok Pematang di sub-cekungan lain yang ada di Cekungan Sumatra Tengah. Sub-cekungan Kiri adalah salah satu sub-cekungan yang diketahui memiliki potensi cadangan minyak pada Kelompok Pematang. Evaluasi terhadap pola struktur yang terbentuk terutama pada Kelompok Pematang diharapkan dapat memberikan pemahaman yang lebih baik terhadap sistem perangkap hidrokarbon pada sub-cekungan ini. Lebih lanjut diharapkan dengan penelitian ini dapat diperoleh pemahaman baru terhadap perkembangan tektonik yang membentuk Sub-cekungan Kiri. Sumbangan pengetahuan yang dihasilkan juga diharapkan akan bermanfaat bagi kegiatan eksplorasi pada Kelompok Pematang di Cekungan Sumatra Tengah khususnya di Sub-cekungan Kiri. I.2. Masalah Penelitian Dari beberapa evaluasi yang pernah dilakukan pada Sub-cekungan Kiri masih didapat beberapa hal atau masalah yang belum terpecahkan saat ini berhubungan dengan pembentukan struktur dan rezim tektonik yang bekerja pada sub-cekungan tersebut. Masalah-masalah yang berhubungan dengan pembentukan struktur pada Sub-cekungan Kiri antara lain : 2
1. Geometri dan pembentukan cekungan setengah graben (half graben) pada masa Paleogen di Sub-cekungan Kiri. 2. Kinematika struktur pada batuan berumur Paleogen. 3. Pemahaman tentang perkembangan deformasi lokal dan yang mempengaruhinya. 4. Hubungan antara restorasi struktur dengan sesar-sesar yang dihasilkan selama pembentukan cekungan. Tantangan utama dalam penyelesaian penelitian ini adalah keterbatasan luasan data seismik 3D yang tersedia pada Sub-cekungan Kiri. Data seismik 3D yang ada saat ini tidak mencakup seluruh sub-cekungan. Beberapa jalur data seismik 2D dapat diperoleh di daerah ini tapi tidak keseluruhan jalur dapat digunakan karena tidak semua data seismik 2D memiliki kualitas yang bagus. 1.3. Lokasi dan Obyek Penelitian Sub-cekungan Kiri berada di daerah operasi PT. Chevron Pacific Indonesia, tepatnya pada Blok Siak. Sub-cekungan ini berada pada bagian barat dari Cekungan Sumatra Tengah dengan panjang sekitar 40 kilometer dan lebar 15 kilometer atau memiliki luas sekitar 550 km 2 serta dibentuk oleh sesar normal berarah utara-selatan (Laing et al., 1994). Bagian utara dibatasi oleh Subcekungan Balam, bagian selatan oleh Dalu-dalu thrustbelt, bagian barat oleh Sesar Geser Sumatra dan bagian timur oleh suatu tinggian yang menjadi batas akhir perkembangan endapan Brown Shale kearah hinge margin (Gambar I.1). Beberapa lapangan penghasil hidrokarbon baik minyak ataupun gas telah ditemukan di sub-cekungan tersebut dengan dibornya beberapa sumur eksplorasi antara lain Putih #1 yang dibor pada tahun1979, Kelabu #1 dibor tahun 1983 dan Jingga dibor pada tahun 1984. Obyek penelitian hanya dibatasi pada Kelompok Pematang di Subcekungan Kiri, khususnya pada daerah yang tercakup oleh seismik 3D Kelabu- Jingga dan beberapa seismik 2D disekitarnya. Penelitian ini dilakukan dengan melakukan suatu penafsiran data seismik 3D dan 2D yang melewati beberapa sumur pemboran yaitu Kelabu #1, Jingga #1, Putih #1 dan lain-lain. 3
Gambar I.1. Lokasi daerah penelitian 4
1.4. Ruang Lingkup dan Sasaran Penelitian Ruang lingkup dan sasaran penelitian hanya dibatasi pada struktur yang bekerja pada batuan dari Kelompok Pematang di Sub-cekungan Kiri, khususnya pada daerah yang tercakup oleh seismik 3D Kelabu Jingga dan beberapa seismik 2D disekitarnya yang mendukung interpretasi data seismik 3D. Penelitian ini dilakukan dengan melakukan suatu penafsiran data seismik 3D yang melewati beberapa sumur pemboran yaitu Kelabu, Jingga, Putih dan lain-lain. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui hubungan geometri sesar utama (border fault) terhadap pembentukan struktur syn-rift selama pembentukan cekungan dan merekonstruksi kerangka struktur Paleogen di Sub-cekungan Kiri. Objektif penelitian ditekankan pada penafsiran struktur geologi dan fasiesfasies seismik yang berada di bawah batas sekuen 25,5 Ma dengan menggunakan metode penafsiran data seismik. Data sumur yang ada akan digunakan sebagai kalibrasi terhadap penafsiran geologi dari data seismik yang meliputi penafsiran jenis batuan dan fasies pengendapannya. Gambaran struktur pada setiap sekuen batuan yang tampak pada peta geologi dan hasil interpretasi penampang seismik dapat menunjukkan pola perkembangan struktur di Sub-cekungan Kiri mulai dari awal pembentukan cekungan hingga akhir dari proses rifting tersebut. Pola tersebut diharapkan akan memberikan gambaran struktur dan pengaruh geometri sesar utama pada pembentukan struktur selama proses pembentukan cekungan. 1.5. Hipotesa Kerja Mengacu pada perkembangan tektonik regional di Cekungan Sumatra Tengah, struktur yang terbentuk pada Kelompok Pematang masa Paleogen banyak dipengaruhi oleh aktifitas tektonik yang terjadi kemudian pada masa Neogen yang umumnya berupa aktifitas tektonik kompresi. Rezim tektonik kompresi yang bekerja menghasilkan struktur-struktur kompresional yang umumnya bergerak secara horizontal (sesar geser), baik yang bersifat mengaktifkan kembali sesar yang sudah terbentuk sebelumnya maupun menghasilkan zona pergeseran baru. Sesar geser ini umumnya terbentuk ditengahtengah cekungan menghasilkan flower structure yang dapat menjadi perangkap 5
hidrokarbon jika dihasilkan pergerakan yang bersifat positif. Struktur kompresional umumnya merupakan perangkap hidrokarbon yang bagus karena memiliki sealing capasity yang cukup tinggi. Namun kemungkinan lain mengenai pembentukan tinggian ditengah cekungan bisa saja terjadi bukan akibat sesar geser yang menghasilkan positif flower structure. Struktur tersebut bisa saja terbentuk akibat geometri sesar utama berbentuk ramp-flat-ramp akibat adanya batuan dasar yang cukup tinggi dibagian bawah sehingga terbentuk pola yang mempengaruhi pembentuk struktur dan cekungan diatasnya. Sesar normal pembentuk cekungan yang bekerja pada relief ramp-flatramp umumnya akan menghasilkan tinggian dibagian tengah akibat tekanan turun pada sesar utama yang ditransfer kearah tengah cekungan. Mekanisme pembentukan struktur yang demikian dapat juga digunakan untuk menjelaskan terbentuknya geometri cekungan (ramp syncline) disebelah timur lapangan Kelabu (Gambar 1.2). Line 6694 Kelabu #1 25.5 SB Top Brownshale Brownshale Sand Basement 6694 Gambar I.2. Kenampakan struktur sesar pada penampang seismik di Subcekungan Kiri 6
Evaluasi terhadap perkembangan struktur yang terjadi pada Sub-cekungan Kiri diharapkan dapat memberikan penjelasan dan jawaban akhir dari hipotesa yang dikemukakan. 1.6. Asumsi Beberapa hal yang dijadikan asumsi dalam proses penyelesaian penelitian ini adalah : 1. Data utama berupa pengukuran geofísika seismik dan data log sumur pemboran yang digunakan sudah dianggap benar. 2. Data pendukung berupa data biostratigrafi juga sudah dianggap benar dan dapat digunakan sebagai referensi. 3. Mozaic basement yang disebutkan menghasilkan bentukan tidak seragam pada batuan dasar menurut hasil beberapa penelitian terdahulu, dianggap benar dan dapat digunakan sebagai referensi. 4. Sub-cekungan lain di Cekungan Sumatra Tengah dianggap berada pada kondisi tektonik yang sama dengan Sub-cekungan Kiri pada saat pembentukan cekungan dan dapat digunakan sebagai pembanding terhadap Sub-cekungan Kiri. 5. Susunan stratigrafi regional dari Cekungan Sumatra Tengah merupakan rujukan yang digunakan dan susunan tersebut merupakan susunan formasi yang sudah dikenal di industri minyak dan gas bumi di Indonesia. 1.7. Konsep-konsep Konsep yang akan banyak digunakan dalam penelitian ini terutama adalah konsep yang berhubungan dengan restorasi dan perkembangan struktur selama pembentukan cekungan (syn-rift). Kedua konsep tersebut telah banyak dikembangkan oleh para ahli antara lain Gibbs (1983) dan Dula (1991) untuk restorasi struktur Sudah cukup banyak model restorasi struktur yang telah dikembangkan hingga saat ini yaitu antara lain model slip line, inclined shear, constant displacement, constant heave dan constant bed length. Semua model tersebut 7
menggunakan beberapa asumsi yang sama yaitu deformasi strain bidang, footwall tidak terdeformasi secara relatif, deformasi yang terjadi disebabkan oleh mekanisme tunggal dan kompaksi diabaikan. Berdasarkan studi yang dilakukan oleh Dula (1991) dari sekian banyak model yang sudah dikembangkan, inclined shear merupakan suatu model yang cocok untuk diterapkan pada sesar listric normal. Inclined shear memungkinkan rekonstruksi detail dari suatu geometri rollover berdasarkan geometri sesar, pergeseran lateral sesar (fault heave) dan sudut gesek (shear angle) (Gambar I.3). Konsep sesar normal yang terjadi pada batuan dasar yang memiliki bentuk tinggian atau lebih dikenal dengan ramp-flat-ramp akan menghasilkan geometri yang sedikit berbeda akibat adanya transfer masa batuan yang mengalami penurunan pada border fault ke arah tengah cekungan. E a H E E E E 3 2 1 b BED G c 1 2 3 4 FAULT Gambar I.3 Konstruksi geometri dari model inclined shear (Dula, 1991). Antiklin yang terbentuk dibagian tengah yang dibarengi dengan terbentuknya sesar-sesar normal juga menjadi penyebab terbentuknya cekungan kecil atau ramp syncline kearah hinge margin. Model pembentukan ramp-flat extensional fault telah banyak dikemukan oleh para peneliti sebelumnya antara lain oleh McClay (1996) dan Watcharanantakul dan Morley (2000) yang mengevaluasi pembentukan cekungan di Pattani Basin, Thailand. Menurut 8
McClay (1996), terdapat 3 struktur dominan yang menjadi ciri khas ramp-flat extensional fault (Gambar I.4), yaitu : 1. Tinggian (rollover anticline) dan daerah runtuhan (crestal collapse graben) yang berasosiasi dengan segmen sesar listrik bagian atas. 2. Ramp syncline yang berasosiasi dengan kelerengan yang membuka kearah atas (convex upward ramp) pada sesar utama dan tinggian (rollover anticline) yang terbentuk dibagian bawah. 3. Zona runtuhan (crestal collapse graben) yang berasosiasi dengan sesar listrik bagian bawah. Breakaway Crestal collapse graben Shortcut fault Ramp syncline Crestal collapse graben Gambar I.4. Model pembentukan sesar normal pada batuan dasar berbentuk ramp-flat-ramp (McClay, 1996). Selain teknik restorasi struktur juga dilakukan perhitungan strain berdasarkan metode yang dikembangkan oleh Gibbs (1983) (Gambar I.5). Evaluasi perhitungan strain ini dilakukan untuk membuat perbandingan strain pada setiap kejadian struktur. Bentuk 3 dimensi dari topografi permukaannya memperlihatkan suatu paleotopografi dari setiap sekuen pengendapan pada penampang yang dikembalikan ke dalam bentuk pada saat diendapkan sebelum terpengaruh oleh struktur. Paleotopografi ini berguna tidak hanya untuk penentuan lingkungan pengendapan saja tetapi dapat juga digunakan untuk interpretasi distribusi fasies. Suatu cekungan rift daratan terbentuk oleh adanya sesar-sesar normal akibat aktifitas tektonisme yang membentuk suatu geometri full graben atau half graben. Batas dari cekungan rift dicirikan oleh adanya sesar-sesar normal utama sebagai border fault dengan beberapa sesar-sesar normal lainnya yang lebih kecil 9
sebagai synthetic faults atau antithetic faults di dalam cekungan. Tatanan struktur yang membentuk cekungan rift sangat berperan dalam proses pengendapan yang berkembang di dalamnya. Hal ini berkaitan pula dengan drainase yang berkembang di dalam cekungan yang juga dipengaruhi oleh kompleksitas arsitektur segmentasi rift. Algoritme Gibbs (1983) l 0 = panjang awal penampang l f = panjang bagian yang terdeformasi d = kedalaman detachment A = area penampang e = extentional strain β factor = 1 + e = l f / l 0 (McKenzie, 1978) Gambar I.5. Perhitungan finite strain pada restorasi struktur ekstensional (Gibbs, 1983). 10