ANALISIS FASIES KARBONAT DAN DIAGENESIS FORMASI PEUTU LAPANGAN ABC CEKUNGAN SUMATERA UTARA TESIS Oleh BAMBANG SUPRIANTO NIM 22006035 INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2009
ANALISIS FASIES KARBONAT DAN DIAGENESIS FORMASI PEUTU LAPANGAN ABC CEKUNGAN SUMATERA UTARA Oleh BAMBANG SUPRIANTO NIM 22006035 Menyetujui Pembimbing I, Menyetujui Pembimbing II, Menyetujui Pembimbing III, Prof. Dr. Emmy Suparka Dr. Ir. Alit Ascaria Dr. Prihadi Sumintadireja Mengetahui Ketua Program Studi Magister dan Doktor Teknik Geologi, FITB, ITB, Dr. Eng. Imam A. Sadisun, M.T. NIP 132137926
S A R I Lapangan ABC adalah suatu lapangan gas di Cekungan Sumatera Utara yang mempunyai kandungan gas yang cukup besar dari reservoir karbonat Formasi Peutu. Permasalahan yang berhubungan dengan reservoir karbonat adalah heterogenitas kualitas reservoir yang sangat tinggi, sehingga jika hal ini tidak diperhatikan akan menyebabkan kegagalan dalam mengeksploitasi hidrokarbon yang terkandung di dalamnya. Kualitas reservoir terutama porositas sangat dipengaruhi oleh penyebaran fasies karbonat dan diagenesis yang terjadi. Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui penyebaran fasies dan perkembangan diagenesis yang terjadi pada reservoir karbonat Formasi Peutu Cekungan Sumatera Utara serta hubungannya dengan porositas yang berkembang di Lapangan ABC. Nama dan koordinat lapangan sengaja disamarkan karena lapangan ini masih dalam tahap pengembangan dan belum menjadi domain publik. Hasil penelitian menunjukkan bahwa terdapat hubungan yang sangat erat antara diagenesis yang terjadi di Lapangan ABC ini dengan porositas yang berkembang, sedangkan penyebaran fasies kurang berpengaruh terhadap perkembangan porositas tersebut. Hal ini terjadi karena reservoir karbonat di lapangan ABC tersebut pernah terekspose ke permukaan dan membentuk karst, namun setelah itu mengalami subsidence dan late charging sehingga porositas yang berkembang tertutup kembali oleh semen dan hanya menyisakan pori-pori yang kecil. Porositas mengalami peningkatan lagi setelah terjadinya suatu proses tektonik pada Lapangan ABC sehingga pori-pori yang ada menjadi terhubung satu dengan lainnya oleh suatu micro fracture. Hal ini menyebabkan adanya porositas yang lebih baik pada sumur-sumur yang terletak di dekat patahan.
KATA PENGANTAR Dalam usaha mengeksploitasi cadangan minyak dan gas di Indonesia saat ini banyak terkendala oleh permasalahan reservoir karena penemuan-penemuan cadangan minyak dan gas yang baru banyak yang diperoleh dari reservoir karbonat. Salah kendala utama dari reservoir karbonat adalah tingginya tingkat heterogenitas kualitas reservoir terutama pada porositas dan permeabilitas reservoir, sehingga jika kita akan mengeksploitasi cadangan minyak dan gas yang terkandung dalam reservoir karbonat, kita perlu memahami perkembangan porositas dan permeabilitas dari reservoir tersebut. Penulis mencoba untuk memahami perkembangan porositas dari suatu reservoir karbonat agar dapat dijadikan bekal untuk menyelesaikan permasalahan dalam melakukan eksploitasi minyak dan gas yang berasal dari reservoir karbonat. Sebagai bahan penelitian penulis menggunakan data dari suatu lapangan karbonat yang terletak di Cekungan Sumatera Utara dan saat ini sedang dalam tahap pengembangan lapangan. Mudah-mudahan dengan penelitian ini, kita semua dapat lebih memahami karakteristik yang dimiliki oleh reservoir karbonat, sehingga usaha eksploitasi minyak dan gas di reservoir karbonat tersebut dapat lebih efektif dan efisien. Puji dan syukur kami panjatkan ke hadirat Allah SWT yang selalu melimpahkan Rahmat, Taufiq, dan Hidayah Nya sehingga penelitian dan penyusunan tesis ini dapat kami selesaikan dengan baik. Tesis dengan judul Analisi Fasies Karbonat dan Diagenesis Formasi Peutu Lapangan ABC Cekungan Sumatera Utara dengan penelitian di atas merupakan salah satu persyaratan untuk menyelesaikan kurikulum Program Magister Teknik Geologi, Institut Teknologi Bandung.
Menyertai rasa syukur atas selesainya penelitian dan penulisan tesis ini, dengan ketulusan hati kami sampaikan ucapan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada: Prof. Dr. Emmy Suparka sebagai pembimbing pertama. Dr. Ir. Alit Ascaria sebagai pembimbing kedua. Dr. Prihadi Sumintadireja sebagai pembimbing ketiga. Staf Pengajar Program Magister Teknik Geologi Opsi Minyak dan Gas Institut Teknologi Bandung. Manajemen BPMIGAS yang telah menyediakan kesempatan dan fasilitas kepada kami dalam menyelesaikan perkuliahan pada Program Magister Teknik Geologi, melakukan penelitian serta penulisan tesis ini. Manajemen PT Medco E&P Indonesia yang telah menyediakan data dan sarana untuk penelitian kami. Dan pihak-pihak lain yang tidak dapat kami sebutkan satu per satu, baik yang secara langsung maupun tidak langsung telah membantu pelaksanaan penelitian serta penulisan tesis ini. Kami menyadari adanya kekurangan dalam penulisan tesis ini, untuk itu kami mohon masukan kritik dan saran dari semua pihak untuk perbaikan tulisan ini, sehingga penelitian kami ini dapat memberikan manfaat bagi ilmu pengetahuan, pendidikan, dan industri perminyakan pada umumnya. Bandung, 18 Agustus 2009
DAFTAR ISI SARI... iii KATA PENGANTAR. iv DAFTAR ISI v DAFTAR GAMBAR vi DAFTAR TABEL vii DAFTAR LAMPIRAN vii BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang. 1 1.2 Daerah dan Obyek Penelitian 2 1.3 Ruang Lingkup dan Sasaran Penelitian 2 1.4 Permasalahan... 3 1.5 Asumsi.... 4 1.6 Hipotesis.. 4 1.7 Data 6 1.8 Metodologi. 8 1.9 Metode Penelitian. 8 BAB II KERANGKA GEOLOGI CEKUNGAN SUMATERA UTARA 2.1 Kerangka Geologi Regional 10 2.2 Kerangka Tektonik.. 11 2.3 Stratigrafi Regional 12 2.4 Sistem Petroleum.. 15 BAB III TINJAUAN PUSTAKA 3.1 Definisi Batuan Karbonat. 18 3.2 Klasifikasi Batuan Karbonat 18 3.3 Lingkungan Pengendapan dan Fasies Karbonat.. 21 3.4 Diagenesis. 23 3.5 Ringkasan Pustaka.. 35 BAB IV ANALISIS FASIES DAN DIAGENESIS 4.1 Analisis Fasies.. 37 4.2 Analisis Diagenesis 56 4.3 Analisis Porositas... 64 4.4 Analisis data seismik.. 66 4.5 Pembahasan... 68 BAB V KESIMPULAN... 71 DAFTAR PUSTAKA
ANALISIS FASIES KARBONAT DAN DIAGENESIS FORMASI PEUTU LAPANGAN ABC CEKUNGAN SUMATERA UTARA Oleh : BAMBANG SUPRIANTO S A R I Lapangan ABC adalah suatu lapangan gas di Cekungan Sumatera Utara yang mempunyai kandungan gas yang cukup besar dari reservoir karbonat Formasi Peutu. Permasalahan yang berhubungan dengan reservoir karbonat adalah heterogenitas kualitas reservoir yang sangat tinggi, sehingga jika hal ini tidak diperhatikan akan menyebabkan kegagalan dalam mengeksploitasi hidrokarbon yang terkandung di dalamnya. Kualitas reservoir terutama porositas sangat dipengaruhi oleh penyebaran fasies karbonat dan diagenesis yang terjadi. Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui penyebaran fasies dan perkembangan diagenesis yang terjadi pada reservoir karbonat Formasi Peutu Cekungan Sumatera Utara serta hubungannya dengan porositas yang berkembang di Lapangan ABC. Nama dan koordinat lapangan sengaja disamarkan karena lapangan ini masih dalam tahap pengembangan dan belum menjadi domain publik. Hasil penelitian menunjukkan bahwa terdapat hubungan yang sangat erat antara diagenesis yang terjadi di Lapangan ABC ini dengan porositas yang berkembang, sedangkan penyebaran fasies kurang berpengaruh terhadap perkembangan porositas tersebut. Hal ini terjadi karena reservoir karbonat di lapangan ABC tersebut pernah terekspose ke permukaan dan membentuk karst, namun setelah itu mengalami subsidence dan late charging sehingga porositas yang berkembang tertutup kembali oleh semen dan hanya menyisakan pori-pori yang kecil. Porositas mengalami peningkatan lagi setelah terjadinya suatu proses tektonik pada Lapangan ABC sehingga pori-pori yang ada menjadi terhubung satu dengan lainnya oleh suatu micro fracture. Hal ini menyebabkan adanya porositas yang lebih baik pada sumur-sumur yang terletak di dekat patahan.
CARBONATE FACIES AND DIAGENETIC ANALYSIS PEUTU FORMATION ABC FIELD NORTH SUMATERA BASIN Written by : BAMBANG SUPRIANTO ABSTRACT ABC Field is a gas field located in North Sumatera Basin which have a significant reserves from carbonate reservoir Peutu Formation. The problem related to carbonate reservoir is the heterogeneity of reservoir quality, and if we don t pay attention regarding these matter, it will resulted a failure on hydrocarbon exploitation. Reservoir quality especially porosity most influenced by carbonate facies distribution and diagenetic process followed. The research have been conducted to know the facies distribution and diagenetic developments on carbonate reservoir Peutu Formation in North Sumatera Basin, also the relationship to the ABC Field porosity development. The name and coordinates of the ABC Field are not published because it still not a public domain. The research resulted a close relationship between diagenetic process and porosity developments in carbonate reservoir Peutu Formation, but the facies distribution not so affected to the porosity development. It assumed happen because the carbonate reservoir in ABC Field have exposed to surface and become karst, but then subside so the porosity developed have been covered by cements and remained a little porosity. One thing that can destroy the developed porosity is a late charging of hydrocarbon to the rocks. The porosity rose again after a tectonic process occur in ABC Field so the pore become connected each other by a micro fracture. This affected a better porosity at any well that close to the fault zone.
Daftar Tabel Tabel IV. 1 : Hasil analisis SCAL dari conto batu inti dari Lapangan ABC Daftar Lampiran Lampiran IV. 1 : Tabulasi data semen, porositas, proses diagenesis, dan interpretasi lingkungan diagenesis dari conto batuan sumur Nomor 7 Lampiran IV. 2 : Tabulasi data semen, porositas, proses diagenesis, dan interpretasi lingkungan diagenesis dari conto batuan sumur Nomor 8 Lampiran IV. 3 : Tabulasi data semen, porositas, proses diagenesis, dan interpretasi lingkungan diagenesis dari conto batuan sumur Nomor 2 Lampiran IV. 4 : Tabulasi data semen, porositas, proses diagenesis, dan interpretasi lingkungan diagenesis dari conto batuan sumur Nomor 4 Lampiran IV. 5 : Tabulasi data semen, porositas, proses diagenesis, dan interpretasi lingkungan diagenesis dari conto batuan sumur Nomor 9 Lampiran IV. 6 : Tabulasi data semen, porositas, proses diagenesis, dan interpretasi lingkungan diagenesis dari conto batuan sumur Nomor 10 Lampiran IV. 7 : Pemerian petrografi sayatan tipis dari conto serbuk bor sumur Nomor 7 kedalaman 3165 m Lampiran IV. 8 : Pemerian petrografi sayatan tipis dari conto serbuk bor sumur Nomor 7 kedalaman 3135 m Lampiran IV. 9 : Pemerian petrografi sayatan tipis dari conto serbuk bor sumur Nomor 7 kedalaman 3115 m Lampiran IV. 10 : Pemerian petrografi sayatan tipis dari conto batu inti sumur Nomor 4 kedalaman 2954,1 m Lampiran IV. 11 : Pemerian petrografi sayatan tipis dari conto batu inti sumur Nomor 10 kedalaman 3214 m
Daftar Gambar Gambar I.1 : Peta puncak kedalaman Formasi Peutu Lapangan ABC Gambar I.2 : Rangkaian Horst Graben di Cekungan Sumatera Utara Gambar I.3 : Penampang seismic berarah NW-SE-S dari Lapangan ABC Gambar I.4 : Posisi sumur-sumur pemboran di Lapangan ABC Gambar I.5 : Diagram Alir penelitian yang memperlihatkan tahap-tahap yang dilakukan dalam penelitian ini serta hubungan dari suatu tahapan dengan tahapan lainnya Gambar II.1 : Peta Lokasi Cekungan Sumatera Utara Gambar II.2 : Rangkaian Horst-Graben di Cekungan Sumatera Utara Gambar II.3 : Chronostratigrafi Cekungan Sumatera Utara Gambar III.1 : Klasifikasi Batuan Karbonat menurut Dunham (1962) Gambar III.2 : Klasifikasi Batuan Karbonat menurut Embry & Klovan (1971) Gambar III.3 : Lingkungan pengendapan dan fasies karbonat menurut Wilson (1975) Gambar III.4 : Tahap-tahap diagenesis (modifikasi dari Choquette dan Pray, 1970) Gambar III.5 : Model lingkungan diagenesis Longman (1981) Gambar III.6 : Macam-macam semen di lingkungan marin menurut Scoffin (1987) Gambar III.7 : Macam-macam semen di zona vadose menurut Scoffin (1987) Gambar III.8 Batuan Karbonat yang terekspose ke permukaan dan hubungannya dengan tingkat kebasahan lingkungan menurut James dan Choquette (1984) Gambar III.9 Pembagian Zona Karst menurut Moore (1989) Gambar IV. 1 : Posisi dan kedalaman conto serbuk bor dan batu inti di Lapangan ABC yang dianalisis dalam penelitian ini Gambar IV. 2 : Analisis fasies dari conto serbuk bor sumur Nomor 7 Gambar IV. 3 : Analisis lingkungan pengendapan dari conto serbuk bor sumur Nomor 7
Gambar IV. 4 : Analisis fasies dan lingkungan pengendapan dari conto serbuk bor sumur Nomor 8 Gambar IV. 5 : Analisis fasies conto batu inti sumur Nomor 2 selang 3028,8-3032,7 m Gambar IV. 6 : Analisis fasies conto batu inti sumur Nomor 2 selang 3033,4-3040,83 m Gambar IV. 7 : Analisis fasies conto batu inti sumur Nomor 2 selang 3235,8-3239,1 m Gambar IV. 8 : Analisis fasies conto batu inti sumur Nomor 4 selang 2914,5-2919,29 m Gambar IV. 9 : Analisis fasies conto batu inti sumur Nomor 4 selang 2922-2935,72 m Gambar IV. 10 : Analisis fasies conto batu inti sumur Nomor 4 selang 2940,5-2949,84 m Gambar IV. 11 : Analisis fasies conto batu inti sumur Nomor 4 selang 2951-2959,28 m Gambar IV. 12 : Lapisan paleosoil dari conto batu inti sumur Nomor 4 selang 2958,55-2958,6 m Gambar IV. 13 : Analisis fasies conto batu inti sumur Nomor 9 selang 2792,4-2796,65 m Gambar IV. 14 : Analisis fasies conto batu inti sumur Nomor 9 selang 2810,4-2813,05 m Gambar IV. 15 : Lapisan paleosoil dari conto batu inti sumur Nomor 9 selang 2794,23-2794,4 m Gambar IV. 16 : Analisis fasies conto batu inti sumur Nomor 10 selang 3203-3207,51 m Gambar IV. 17 : Analisis fasies conto batu inti sumur Nomor 10 selang 3212-3219,5 m Gambar IV. 18 : Analisis fasies conto batu inti sumur Nomor 10 selang 3221-3223 m Gambar IV. 19 : Distribusi fasies karbonat dan lingkungan pengendapan Formasi Peutu Lapangan ABC berarah NW-SE Gambar IV. 20 : Distribusi fasies karbonat dan lingkungan pengendapan Formasi Peutu Lapangan ABC bagian selatan berarah NE- SW-SE yang melalui sumur-sumur Nomor 2, 3, 9, dan 7
Gambar IV. 21 : Conto sayatan tipis dari serbuk bor sumur Nomor 7 pada kedalaman 3165 m yang menunjukkan semen kalsit mosaik Gambar IV. 22 : Conto sayatan tipis dari serbuk bor sumur Nomor 7 pada kedalaman 3135 m yang menunjukkan mikrit yang belum mengalami neomorfisme Gambar IV. 23 : Conto sayatan tipis dari serbuk bor sumur Nomor 7 pada kedalaman 3115 m yang menunjukkan mikrit yang telah mengalami neomorfisme Gambar IV. 24 : Conto sayatan tipis dari batuan inti sumur Nomor 4 kedalaman 2954,1 m yang menunjukkan semen kalsit mosaik Gambar IV. 25 : Conto sayatan tipis dari batuan inti sumur Nomor 10 kedalaman 3214 m yang menunjukkan semen kalsit blocky Gambar IV. 26 : Distribusi lingkungan diagenesis batuan karbonat Formasi Peutu Lapangan ABC berarah NW-SE Gambar IV. 27 : Distribusi lingkungan diagenesis batuan karbonat Formasi Peutu Lapangan ABC bagian selatan berarah NE-SW-SE yang melalui sumur-sumur Nomor 2, 3, 9, dan 7 Gambar IV. 28 Gambar IV. 29 Gambar IV. 30 Penampang seismik berarah baratlaut tenggara selatan yang melingkupi Lapangan ABC dan melalui sumur-sumur Nomor 8, 10, 4, 3, 9, dan 7 Penampang seismik berarah baratlaut tenggara selatan yang melingkupi Lapangan ABC bagian selatan serta melalui sumur-sumur Nomor 2, 3, 9, dan 7 Skema hubungan antara fasies, lingkungan pengendapan, lingkungan diagenesis, dan porositas di sumur Nomor 7