BAB I PENDAHULUAN II.1. Latar Belakang Penelitian 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, 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 mengkompromikan keamanan pengeboran seperti kick, loss, breakout, dan runtuhnya dinding lubang bor dikontrol oleh karakteristik-karakteristik overpressure. Prediksi overpressure menjadi fondasi 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; prediksi overpressure di suatu daerah akan menjadi semakin akurat ketika seorang analis tekanan pori mampu merangkul kondisi geologi yang mengontrol pembentukan overpressure di daerah tersebut. Informasi tekanan pori dan overpressure juga sangat dibutuhkan untuk analisis geomekanika pada suatu daerah. Geomekanika merupakan studi geologi terhadap perilaku batuan yang berhubungan dengan karakterisasi dan mekanika massa batuan. Analisis geomekanika sejatinya mempelajari keseimbangan kekuatan batuan (rock strength) dan tegangan pada batuan (rock stress). Tekanan pori akan mempengaruhi baik kekuatan batuan maupun tegangan pada batuan. Pengetahuan akan karakteristik geomekanik suatu daerah sangatlah dibutuhkan untuk kepentingan desain trayek pengeboran, terutama pada trayek-trayek miring yang beresiko tinggi. Biaya yang dikeluarkan industri migas untuk mengatasi permasalahan geomekanika kestabilan 1
lubang bor mencapai 600 juta hingga 1 millar dolar AS pertahun (Amoco, tanpa tahun). Lingkungan deepwater, yaitu tubuh air yang memiliki kedalaman lebih dari 1000 kaki (Infield Systems, 2014) menjadi tantangan sendiri baik dalam konteks overpressure maupun geomekanik. Eksplorasi dan eksploitasi migas di daerah deepwater membutuhkan jenis rig, jenis peralatan dan teknologi yang jauh lebih canggih. Biaya-biaya menjadi berlipatganda dibandingkan pengeboran pada daerahdaerah dangkal, termasuk biaya untuk mengontrol bahaya-bahaya pengeboran yang berkaitan dengan overpressure (kick, breakout, collapse, blowout). Dari sisi keteknisan overpressure, kesalahan interpretasi sebesar 0,2 ppg saja dapat menggagalkan suatu sumur deepwater mencapai target (Stafford dan Goode, 2008) dan tren kompaksi normal biasanya hampir tidak dijumpai (Swarbick, 2012; Ramdhan, 2010). Selain itu, data log biasanya kurang lengkap akibat pengambilan data log sumur terbatas pada bagian-bagian tertentu yang dianggap penting. Dari sisi keteknisan geomekanik, nilai tekanan pori daerah deepwater yang cenderung sangat tinggi akan sangat mempersempit jendela tekanan pori tegangan in-situ yang menyebabkan toleransi geomekanik menjadi rendah. Bencana tumpahan minyak pada Lapangan Deepwater Horizon milik BP di Macondo, Teluk Meksiko pada tahun 2010 mendemonstrasikan mimpi terburuk kegagalan manajemen overpressure pada sumur deepwater. Inilah mengapa pemahaman mengenai karakteristik overpressure dan geomekanik sangat penting demi meningkatkan keamanan dan efisiensi eksplorasi dan eksploitasi migas di daerah-daerah deepwater. I.2 Rumusan Masalah Berdasarkan uraian latar belakang di atas, rumusan masalah yang akan dijawab dalam penelitian ini ialah sebagai berikut: 1. Bagaimanakah karakteristik overpressure daerah deepwater pada Lapangan Verde, Selat Makkasar? 2. Bagaimanakah karakteristik geomekanik daerah deepwater pada Lapangan Verde, Selat Makassar? 2
3. Apa yang menyebabkan overpressure dan kondisi geomekanik daerah deepwater pada Lapangan Verde, Selat Makassar? I.3 Tujuan Penelitian Tujuan dari penelitian ini ialah untuk: 1. Menentukan karakteristik overpressure daerah deepwater pada Lapangan Verde, Selat Makkasar. 2. Menentukan karakteristik geomekanik daerah deepwater pada Lapangan Verde, Selat Makkasar. 3. Menentukan penyebab overpressure dan kondisi geomekanik daerah deepwater pada Lapangan Verde, Selat Makassar. 1.4 Lokasi Penelitian Daerah penelitian terletak di daerah deepwater pada Lapangan Verde, Selat Makkasar (Gambar 1.1). Gambar 1.1 Lokasi penelitian 1.5 Ruang Lingkup Penelitian Penelitian ini memperlakukan overpressure dan geomekanik sebagai fenomena geologi. Overpressure dipelajari terutama melalui data-data log sumur, data mud log, dan tes-tes tekanan (RFT/MDT) dari Well-1, Well-2, dan Well-3 Lapangan Verde. Penyebaran dari overpressure lebih lanjut ditentukan melalui konsep pemodelan cekungan hidrodinamis-efektif (effective hydrodynamic basin 3
model). Batas-batas geografis dari pemodelan adalah pada batas-batas lapangan secara horizontal dan kedalaman yang dipenetrasi sumur terdalam (Well-2) secara vertikal. Analisis geomekanik akan menentukan kekuatan batuan, tensor-tensor tegangan in-situ, tekanan retakan (fracture pressure), dan tekanan shear failure berdasarkan data log sumur, data mud log, data tes LOT dan FIT, dan data tes triaksial dari batuinti yang ditunjang oleh laporan keteknikan ketiga sumur. Hasil analisis kemudian akan diaplikasikan dalam upaya prediksi kondisi geomekanik untuk sumur-sumur rencana, yaitu Well-4 dan Well-5. 1.6 Manfaat Penelitian Manfaat penelitian ini antara lain: 1. Bagi lingkungan industri migas, penelitian ini dapat menjadi referensi karakterisasi overpressure dan geomekanik di daerah deepwater dengan pendekatan geologi. Evaluasi overpressure dan geomekanik sendiri merupakan langkah wajib yang harus ditempuh dalam merencanakan eksplorasi dan produksi di suatu lapangan, baik migas maupun geothermal, sebab informasi tersebut akan dipakai sebagai terutama sebagai dasar dalam merencanakan operasi pengeboran. 2. Bagi lingkungan akademis, penelitian ini menambah khasanah keilmuan geologi dalam karakterisasi overpressure dan geomekanik di daerah deepwater. 3. Bagi perusahaan (Halliburton Landmark Software and Services), penelitian ini menjadi bukti dari penambahan nilai (value enhancement) yang mampu dipersembahkan oleh piranti lunak Drillworks dan menjadi kesempatan untuk memperbaiki piranti lunak tersebut berdasarkan pengalaman penggunaan dalam penelitian ini. I.7 Peneliti Terdahulu Terdapat beberapa penelitian yang mengulas fenomena overpressure di dekat daerah penelitian, yaitu di sekitar Asia Tenggara. Tingay (2004) mempelajari 4
overpressure dan menganalisis geomekanika di daerah Delta Baram, Brunei Darussalam. Berdasarkan plot tekanan terhadap kedalaman, dapat disimpulkan bahwa overpressure berkembang di seluruh bagian delta Baram baik onshore maupun offshore. Fenomena ini juga dikonfirmasi dengan data-data geologi lapangan yang menunjukkan fitur-fiture mobile shale seperti diapirisme. Top overpressure ditengarai bertepatan dengan mulai ditembusnya interval shale pro-delta, sehingga top overpressure mendangkal ke arah pro-delta. Berdasarkan analisis log, dapat disimpulkan bahwa overpressure di Brunei Darussalam disebabkan oleh mekanisme disequilibrium compaction, pembentukan gas, dan juga transfer vertikal. Disequilibrium compaction yang dikonfirmasi dengan keberhasilan penggunaan eksponen Eaton sebesar 3 terjadi pada interval shale pro-delta dan lebih mempengaruhi bagian outer shelf. Justifikasi mekanisme ini juga didasarkan pada plot sonik versus effective stress yang jatuh pada kurva pembebanan. Adapun bagian inner shelf lebih dipengaruhi oleh transfer vertikal dan dikonfirmasi dengan penggunaan eksponen Eaton 6,5 dan jatuhnya data ke kurva non-pembebanan pada plot sonik versus effective stress. Analisis geomekanik oleh Tingay (2004) menginvestigasi setiap elemen tensor tegangan pada delta Baram, baik arah maupun kedalaman, dengan menggunakan hubungan antara overpressure dengan pecah batuan serta komponen tegangan. Hasil dari investigasi tersebut berupa penentuan arah dan kedalaman secara presisi untuk tegangan vertikal, tegangan horizontal minimum, dan tegangan horizontal maksimum. Ramdhan (2010) mempelajari profil overpressure di Cekungan Kutai bagian bawah pada daerah daratan dan shelfal dengan melibatkan log sumur, data temperatur, data kematangan hidrokarbon, horizon struktural dan stratigrafi, isotop air, dan tes-tes tekanan dengan metode RFT/MDT. Ramdhan (2010) menyatakan bahwa penyebab overpressure pada daerah penelitian ialah mekanisme nonpembebanan. Pembentukan gas diindikasikan sebagai mekanisme utama, dibantu oleh diagenesis lempung. Dasar justifikasinya ialah bahwa top overpressure bertepatan dengan kedalaman dimulainya pembentukan gas dari salah satu sumur. Alasan 5
mengapa disequilibrium compaction tidak berperan adalah tidak adanya penurunan nilai log densitas ketika memasuki zona overpressure. Kompaksi kimia juga diperkirakan aktif dengan proses berupa ilitisasi smektit, ilitisasi kaolinit, dan pelarutan-pengendapan kuarsa. Untuk beberapa data sumur yang menunjukkan pembalikan pada log densitas, Ramdhan (2010) menginterpretasikan bahwa pembalikan tersebut disebabkan oleh terbentuknya retakan-retakan mikro akibat tingginya nilai overpressure. Hoesni (2003) mempelajari overpressure di Cekungan Malay dan melakukan pemodelan cekungan untuk mensimulasikan berbagai kemungkinan penyebab overpressure terutama dalam kaitannya dengan pembentukan hidrokarbon. Data penelitiannya meliputi 32 sumur yang masing-masing memiliki data log sumur, data tekanan (RFT, FIT, LOT, history berat lumpur pengeboran), dan laporan sumur. Hasil pemodelan dengan 14 skenario menunjukkan bahwa skenario pembebanan, pembentukan hidrokarbon, dan kontribusi kompaksi kimia dapat mereplika profil tekanan pori yang baik dengan memperhatikan persamaan porositas-permeabilitas yang tepat. Kesimpulan mekanisme pembentukan overpressure ialah sebagai berikut: tekanan pori mulai terbangun di Cekungan Malay akibat pengendapan cepat sedimen berbutir halus selama Miosen awal. Pada 10 juta tahun terakhir, adanya batuan tudung yang muncul akibat kompaksi kimia semakin menambah tekanan pori. Pembentukan gas memberikan efek minor dan lokal. Berdasarkan keseluruhan penelitian yang disebutkan di atas, belum ada penelitian yang memiliki akses terhadap data primer untuk sumur-sumur deepwater. Ramdhan (2010) memberikan petunjuk bahwa petroleum play di daerah deepwater berupa petroleum play turbidit. Berdasarkan analisis di daerah shelfal dan kombinasi dengan keadaan geologi daerah deepwater, Ramdhan (2010) memperkirakan top overpressure pada daerah deepwater akan semakin dangkal seiring dengan semakin dalamnya air laut. Hoesni (2004) tidak dapat melakukan perkiraan di deepwater sebab cekungan Malay itu sendiri merupakan cekungan yang tidak pernah memasuki kedalaman deepwater (fluvial-lakustrin yang mendalam hingga laut dangkal pada masa kini). Tingay (2003) memiliki satu jalur seismik dari PGS Brunei yang 6
menunjukkan diapir dan thrust fault deltaik pada daerah deepwater. Tingay (2003) selanjutnya berspekulasi bahwa kondisi tegangan di daerah delta toe/deepwater berada pada rezim thrust fault dengan orientasi σ 1 pada arah barat laut - tenggara. Hal tersebut akan menambahkan komponen horizontal pada daerah deepwater delta Baram yang sudah mengalami overpressure akibat disequilibrium compaction. Sehingga, prediksi tekanan pori di daerah deepwater delta Baram bisa jadi lebih kompleks. Dengan menentukan bahwa rezim tektonik merupakan thrust fault, maka tegangan utama minimum yang mendefinisikan gradien retakan (fracture gradient) bukanlah Sh min melainkan S v. Jendela pengeboran aman pun juga diperkirakan menjadi jauh lebih sempit di daerah deepwater. 7