BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Menurut Sribudiyani (2003), menyatakan Cekungan Jawa Timur Utara sudah sejak lama diketahui sebagai salah satu cekungan penghasil hidrokarbon di Kawasan Barat Indonesia. Aktivitas eksplorasi hidrokarbon di Cekungan Jawa Timur Utara ini dimulai sejak jaman Belanda, pada awal abad 19, seperti Lapangan Kawengan di Daerah Cepu. Pada umunya hidrokarbon diproduksi dari batupasir kuarsa Formasi Ngrayong yang berumur Miosen Tengah. Kegiatan eksplorasi untuk horizon ini berlanjut sampai dengan saat ini dengan beroperasinya beberapa kontraktor Kontrak Kerja Sama (KKKS). Beberapa dengan konsep-konsep eksplorasi hidrokarbon pada era kolonial yang umumnya mencari minyak dari reservoir batuan klastik umur Miosen, maka pada saat ini play eksplorasi berkembang ke hampir seluruh horizon stratigrafi Tersier yang ada di daerah ini menjadi sangat menarik. Penemuan hidrokarbon di cekungan ini hampir seluruhnya diperoleh dari prospek struktural dan kombinasi antara struktur dan stratigrafi. Sedangkan karbonat yang bertindak sebagai reservoir utama hidrokarbon dipicu oleh adanya penemuan sumur minyak dan gas baru baik lapangan berskala besar maupun kecil pada reservoir karbonat yang berumur Miosen Awal salah satunya di Lapangan Mudi dan Lapangan Sukowati yang dipoerasikan saat ini oleh JOB Pertamina-Petrochina East Java Blok Tuban (Sribudiyani, 2003). Namun di samping itu, prediksi overpressure menjadi penting dalam perencanaan program pengeboran untuk memastikan bahwa pengeboran akan berjalan seaman mungkin dengan biaya serendah mungkin. Semakin akurat prediksi overpressure, rencana pengeboran akan semakin sukses. Overpressure merupakan istilah untuk mendeskripsikan tekanan fluida dalam pori-pori batuan bawah permukaan (tekanan pori) yang lebih tinggi dari normal, yaitu ketika tekanan pori tersebut melebihi tekanan hidrostatis (Dutta, 1
1987). Pembentukan, kedalaman, besar, dan evolusi dari overpressure di suatu daerah dikontrol oleh kondisi geologi daerah tersebut, yaitu meliputi variasi litologi, sedimentasi, sejarah kompaksi, sejarah stratigrafi, tektonik serta geokimia organik. Masalah-masalah yang mengganggu keamanan pengeboran seperti kick, loss, breakout, dan runtuhnya dinding lubang bor dikontrol oleh karakteristik overpressure. Overpressure umumnya terjadi pada batulempung. Proses terjadinya overpressure tidak terlepas dari tekanan dan temperatur. Diagenesis adalah salah satu proses yang terjadi saat tekanan dan temperatur berlangsung selama dan setelah pembentukan batuan sedimen. Hal ini diyakini bahwa terjadi proses kompaksi kimiawi di dalam formasi batuan sedimen yang ditandai dengan perubahan mineral, salah satunya adalah transformasi montmorilonit ke illit. Transformasi montmorilonit ke illit menjadi salahsatu penyebab terjadinya overpressure (Bowers, 2001; dalam Ramdhan dan Goulty, 2011). 1.2 Maksud dan Tujuan 1.2.1 Maksud 1. Melakukan analisis XRD terhadap sampel cutting 2. Melakukan deskripsi sayatan Petrografi dan analisis SEM terhadap beberapa sampel cutting 3. Melakukan analisis geokimia pemantulan vitrinit (Ro) terhadap beberapa sampel cutting 4. Melakukan analisis log (gamma-ray, densitas, sonik dan resistivitas) dan grafik tekanan 5. Membandingkan data XRD, SEM, Ro, log dan grafik tekanan untuk dapat menentukan karakteristik overpressure 1.2.2 Tujuan 1. Mengetahui provenance dari hasil analisis Petrografi dan XRD 2. Mengetahui diagenesis mineral lempung yaitu transformasi montmorilonit dan kaolin ke illit dari hasil analisis SEM dan XRD 3. Mengetahui tingkat kematangan organic matter dari hasil analisis Ro 2
4. Mengetahui pengaruh diagenesis mineral lempung dan tingkat kematangan organic matter terhadap overpressure Sumur HASIBUAN 5. Mengetahui karakteristik overpressure Sumur HASIBUAN 1.3 Rumusan dan Batasan Masalah 1.3.1 Rumusan Masalah 1. Apa provenance batulempung, batupasir dan batugamping klastik Formasi Mundu sampai Formasi Tuban yang diteliti dan bagaimana pengaruhnya terhadap diagenesis mineral lempung? 2. Bagaimana tahapan diagenesis mineral lempung yang terjadi pada batuan Formasi Mundu sampai Formasi Tuban dan tahapan diagenesis apa yang mempengaruhi overpressure? 3. Tingkat kematangan organic matter pada batulempung Formasi Mundu sampai Formasi Ngrayong tergolong apa dan bagaimana pengaruhnya terhadap overpressure? 4. Bagaimana karakteristik overpressure pada batulempung Formasi Mundu dan Formasi Wonocolo-Ngrayong Sumur HASIBUAN? 1.3.2 Batasan Masalah Berdasarkan rumusan masalah tersebut, maka dapat dibuat suatu batasan masalah yaitu mencakup analisis properti litologi dan penyebaran zona tekanan, provenance, diagenesis mineral lempung dan analisis tingkat kematangan organic matter Sumur HASIBUAN Lapangan DAULAY Cekungan Jawa Timur Utara. Kemudian dari hasil analisis tersebut dicari keterkaitannya dengan overpressure. Sehingga nantinya disimpulkan bagaimana pengaruh diagenesis mineral lempung terhadap overpressure dan seperti apa karakteristiknya. 1.4 Manfaat Penelitian 1. Bagi lingkungan industri migas, penelitian ini dapat menjadi referensi karakterisasi overpressure di daerah onshore dengan pendekatan geologi. 3
2. Evaluasi overpressure sendiri merupakan langkah wajib yang harus dilakukan dalam merencanakan eksplorasi dan eksploitasi di suatu lapangan, baik migas maupun geothermal, sebab informasi tersebut akan dipakai sebagai dasar dalam merencanakan operasi pengeboran. 3. Menjadi bahan evaluasi terhadap kegiatan pengeboran titik sumur selanjutnya pada cekungan Jawa Timur Utara. 4. Menjadi referensi bagi penelitian lainnya yang berkaitan dengan tema ini. 1.5 Lokasi dan Waktu Pelaksanaan Penelitian Penelitian Tugas Akhir ini dilaksanakan di Laboratorium Terpadu Universitas Diponegoro dan Laboratorium Geodinamik kampus Teknik Geologi Universitas Diponegoro, Semarang, Jawa Tengah. Adapun penelitian Tugas Akhir ini dilaksanakan kurang lebih selama 8 (delapan) bulan, dimulai tanggal 1 Januari sampai dengan 31 Agustus (Tabel 1.1). Tabel 1.1 Jadwal kegiatan tugas akhir Kegiatan Minggu ke Januari 2015 Februari Maret April Mei Juni Juli Agustus III I II III IV I II III IV I II III IV I II III IV I II III IV I II III IV I II III IV I II IV Tahap Persiapan (Studi Pustaka) Tahap Pengumpulan Data dan Interpretasi Data (di lokasi pelaksanaan Tugas Akhir) Tahap Evaluasi dan Penyusunan Laporan 4
1.6 Lokasi Penelitian Lokasi penelitian berada di Zona Rembang, Jawa Timur bagian utara, seperti terlihat pada peta di bawah (Gambar 1.1). Lokasi Penelitian Gambar 1.1 Lokasi penelitian (Smyth dkk., 2008 dan Musliki, 1991; dalam JOB-PPEJ dan LPPM Undip, ) 1.7 Penelitian Terdahulu Penelitian yang berkaitan dengan analisis diagenesis mineral lempung dan pengaruhnya terhadap overpressure ini sebelumnya pernah beberapa kali dilakukan (Gambar 1.2), diantaranya: a. JOB-PPEJ dan LPPM Undip (). Studi Geomekanik Cekungan Jawa Timur Utara Penelitian ini berkaitan dengan perhitungan tekanan pori (pore pressure) pada sumur pemboran yang dilakukan untuk menunjang keperluan analisis geomekanik. Dari hasil penelitian ini diketahui bahwa overpressure terjadi pada bagian atas Formasi Wonocolo dengan kedalaman 2000 fttvdkb (feet True Vertical Depth Kelly Bushing) sampai bagian bawah Formasi Ngrayong dengan kedalaman 9000 fttvdkb (feet True Vertical Depth Kelly Bushing). 5
b. Kalani, M., Zadeh, K.M., Jahren, J., Mondol, H.N. dan Faleide, I.J (2015). Effect Of Diagenesis On Pore Pressure In Fine Grained Rocks In The Egersund Basin, Central North Sea Penelitian ini mengenai pengaruh diagenesis terhadap pore pressure. Dari hasil penelitian tersebut diketahui bahwa telah terjadi proses transformasi montmorilonit ke illit pada zona B Formasi Sauda (sekitar kedalaman 2300 m) dengan temperatur >70 o C yang menyebabkan overpressure dengan mekanisme unloading. Pada kedalaman dangkal sekitar 2000 m dan temperatur rendah juga terjadi overpressure pada zona A Formasi Cromer Knoll yang disebabkan oleh disquilibrium compaction atau pengendapan butir sedimen yang sangat cepat (rapid sedimentation). Terakhir, terjadi transformasi organic matter menjadi fluid hydrocarbons pada zona C Formasi Tau (sekitar kedalaman 2500 m) yang menyebabkan terjadinya overpressure. Permeabilitas shale yang sangat kecil menyebabkan fluida baik H 2 O maupun fluida hidrokarbon tidak dapat lolos melewati pori-pori dan hanya terus terjadi penambahan volum pada lapisan batuan sehingga terjadi overpressure. c. Ramdhan, A.M., dan Goulty, N.R (2011). Overpressure And Mudrock Compaction In The Lower Kutai Basin, Indonesia: A Radical Reappraisal Penelitian ini mengenai analisis mekanisme overpressure di Cekungan Kutai Bawah. Penentuan mekanisme overpressure dilakukan dari hasil kombinasi log densitas, sonik (transit time), dan resistivitas yang menunjukkan mekanisme overpressure adalah mekanisme unloading. Overpressure tersebut disebabkan oleh gas generation dengan hasil Ro menunjukkan; sumur PEC-1 dengan nilai kematangan 0,6<X<0,7% (gas generation) dan sumur H-9-B1 menunjukkan nilai kematangan yang sangat tinggi 0,6>X<1,3% (gas window). Selain itu diagenesis mineral lempung juga berkontribusi dalam penyebab overpressure tersebut yaitu transformasi montmorilonit ke illit, transformasi kaolin ke illit, prespitasi semen kuarsa dan pelepasan H 2 O (air). 6
Studi Geomekanik Lapangan Karangmudi (PPEJ Dan LPPM Undip, ) Effect Of Diagenesis On Pore Pressure In Fine Grained Rocks In The Egersund Basin, Central North Sea (Kalani, Zadeh, Jahren, Mondol, dan Faleide, 2015) Overpressure And Mudrock Compaction In The Lower Kutai Basin, Indonesia (Ramdhan Dan Goulty, 2011) Gambar 1.2 Diagram Fish 7
1.8 Kerangka Pikir Penelitian Kebutuhan Sumber Daya Energi khususnya minyak dan gasbumi semakin meningkat akibat adanya perkembangan teknologi yang cukup pesat Kegiatan eksplorasi dan eksploitasi sumur minyak dan gasbumi perlu ditingkatkan Dalam menjalankan kegiatan eksplorasi dan eksploitasi minyak dan gasbumi perlu diperhatikan potensi masalah dalam pemboran Salah satu potensi masalah yang sangat penting untuk diketahui adalah overpressure Penyebab overpressure -Transformasi montmorilonit dan kaolin ke illit -Transformasi organic matter ke fluida hidrokarbon Faktor terjadinya transformasi -Diagenesis Diagenesis Mineral Lempung Dan Pengaruhnya Terhadap Overpressure Sumur HASIBUAN Lapangan DAULAY Cekungan Jawa Timur Utara, Jawa Timur Gambar 1.3 Kerangka Pikir Penelitian 8