Makalah Geokimia Umum - BATUAN RESERVOIR MINYAK DAN GAS

7/22/2019 Makalah Geokimia Umum - BATUAN RESERVOIR MINYAK DAN GAS

1/29

MAKALAH GEOKIMIA UMUM[Pick the

date]UNIVERSITAS NEGERI MANADO | FISIKA GEOTHERMAL

MAKALAHGEOKIMIAUMUM

BATUAN RESERVOIR MINYAK DAN GAS


2/29

MAKALAH GEOKIMIA UMUM

2

Nama Anggota KelompokYONATHAN SUROSO 12300041

FANRO RONDONUWU 12301123

SINDY SANGKOY 12300408

INTAN WORANG 12301527

JESSICA WETIK 12305835

RIFIANO WEWENGKANG 12301437

FERNANDO MANDAGI 12304527

DOSEN MATA KULIAH GEOKIMIA UMUM:

DR. Doni. R. Wenas, M.Si.


3/29


3

Kata PengantarPuji syukur patut kami panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa

karena atas berkat, penyertaan dan bimbinganNya kami dapat

menyelesaikan makalah kami yang berjudul atuan Reservoir Minyak danG asini dengan baik.

Makalah ini memuat dan membahas tentang karakteristik batuan-batuan

yang mengandung material minyak, gas, maupun fluida lainnya, yang juga

terkait dengan gambaran reservoir yang ada di bawah permukaan bumi.

Materi mengenai batuan ini juga menjadi dasar pembelajaran mengenaigeokimia geothermal.

Semoga makalah Geokimia Umum ini dapat bermanfaat dan dapat

dipergunakan sebagaimana mestinya. Terima kasih.

Tomohon, 28 Oktober 2013

Penulis


4/29


4

Daftar IsiHalaman Judul ................................................................................................................... 1Nama Anggota Kelompok ............................................................................................ 2

Kata Pengantar ................................................................................................................. 3Daftar Isi .............................................................................................................................. 4Bab 1 : Komposisi Batuan ........................................................................................... 5

A. Batuan Karbonat ................................................................................................ 6

B. Batupasir .............................................................................................................. 10

Bab 2 : Reservoir ...........................................................................................................20A. Porositas ................................................................................................................ 22

B. Permeabilitas ........................................................................................................ 25

Daftar Referensi .............................................................................................................29


5/29


5

Bab 1 : Komposisi BatuanSalah satu faktor yang paling utama yang harus ada dalam sistem

perminyakan dan bahkan dalam sistem panas bumi yaitu batuan. Batuan

adalah kumpulan dari mineral-mineral, sedangkan suatu mineral dibentuk dari

beberapa ikatan kimia. Komposisi kimia dan jenis mineral yang menyusunnyaakan menentukan jenis batuan yang terbentuk. Batuan reservoir umumnya

terdiri dari batuan sedimen, yang berupa batupasir dan karbonat (sedimen

klastik) serta batuan shale (sedimen non-klastik) atau kadang-kadang

vulkanik. Masing-masing batuan tersebut mempunyai komposisi kimia yang

berbeda, demikian juga dengan sifat fisiknya. Pada hakekatnya setiap batuan

dapat bertindak sebagai batuan reservoir asal mempunyai kemampuan

menyimpan dan menyalurkan minyak, gas, maupun fluida lainnya.


6/29


6

Batuan yang mengandung minyak dan gas terletak berselang-seling

dengan batuan yang tidak mengandung hidrokarbon. Batuan-batuan

tersebut membentuk sebuah sistem petroleum (petroleum sequence atau

petroleum system).

A. Batuan KarbonatBatuan karbonat merupakan batuan yang terjadi akibat proses

pengendapan, adapun cara atau proses terbentuknya batuan karbonat


7/29


7

adalah merupakan proses sedimentasi kimia dan biokimia yang berupa

karbonat, sulfat, silikat, fosfat, dan lain-lain. Semua sedimentasi tersebutdiendapkan di air dangkal melalui proses penguapan dan kumpulan koloid-

koloid organik dari larutan garam-garaman dan organisme yang berupa

bakteri atau binatang-binatang. Endapan organisme ini disebut sedimen

organik atau sedimen biogenik seperti limestone, dolomit, koral, algae dan

batubara.

Lingkungan pengendapan yang paling baik untuk proses terjadinya dan

sekaligus menjadi perangkap hidrokarbon pada batuan karbonat adalah

lingkungan karbonat lagoon dan shelf yang mengalami subsidensi secara

cepat, kemudian komplek terumbu yang berasosiasi dengan lingkungan

tersebut dan daerah turbidit dari batuan karbonat. Di daerah yang tersebut

tadi sangat subur bagi organisme, karena mereka menerima banyak makanan

(nutrient) yang terbawa oleh arus naik. Batuan reservoir yang terbentuk

bersama-sama (bergantian atau berdampingan) dengan batuan induk dapatterdiri dari batuan karbonat bioklastik, oolite, terumbu dan dolomit.


8/29


8

Batuan karbonat merupakan batuan reservoir penting untuk minyak dan

gas bumi, dari 75 % daratan yang dibawahi oleh batuan sedimen, kira-kira 1/5dari massa sedimen ini terdiri dari batuan karbonat (gamping dan dolomit).

Berikut adalah pengelompokan batuan karbonat jika dilihat dari mineral

penyusunnya;

1.

Limestone

Limestone adalah istilah yang biasa dipakai untuk kelompok batuan

yang mengandung paling sedikit 80 % kalsium karbonat atau magnesium.

Istilah limestone juga dipakai untuk batuan yang mempunyai fraksi karbonat

melebihi unsur non-karbonatnya.

Komposisi kimia limestone dapat menggambarkan adanya sifat dari

komposisi mineralnya yang cukup padat, karena pada limestone sebagian

besar terbentuk dari kalsit, bahkan jumlahnya bisa mencapai lebih dari 95%.

Unsur lainnya yang dianggap penting adalah MgO, bila jumlahnya lebih dari

1% atau 2%, maka menunjukkan adanya mineral dolomit. Komposisi kimia

limestone secara lengkap dapat dilihat pada Tabel 1.


9/29


9

Tabel 1 Komposisi Kimia Limestone2. Dolomit

Dolomit adalah jenis batuan yang merupakan variasi dari limestone yang

mengandung unsur karbonat lebih besar dari 50 %, sedangkan untuk batuan-

batuan yang mempunyai komposisi pertengahan antara limestone dan dolomit

akan mempunyai nama yang bermacam-macam tergantung dari unsur yang

dikandungnya. Batuan yang unsur kalsit-nya melebihi dolomit disebut

dolomit-limestone, dan yang unsur dolomit-nya melebihi kalsit disebut dengan
http://2.bp.blogspot.com/-s6getxzHVGA/Tzk_8-ofqNI/AAAAAAAAAE8/FKDN9o-EhU8/s1600/Komposisi+Kimia+Limestone.JPG


10/29


10

limy, calcitic, calciferous atau calcitic dolomit. Komposisi kimia dolomit pada

dasarnya hampir mirip dengan limestone, kecuali unsur MgO merupakanunsur yang penting dan jumlahnya cukup besar. Tabel 2 menunjukkan

komposisi kimia unsur penyusun dari dolomit.

Tabel 2 Komposisi Kimia DolomitB. Batupasir

Batupasir merupakan jenis batuan reservoir yang paling penting dan

paling banyak dijumpai, secara presentasenya, 60 % dari semua batuan
http://3.bp.blogspot.com/-y4qz0TWo4v8/TzlA8bQdC4I/AAAAAAAAAFE/dE4vB8FCsiU/s1600/Komposisi+Kimia+Dolomite.JPG


11/29


11

reservoir adalah batupasir. Porositas yang didapat di dalam batupasir ini

hanya bersifat intergranular, pori-pori terdapat diantara butir-butir dankhususnya terjadi secara primer, jadi rongga-rongga terjadi pada waktu

pengendapan. Namun tidak dapat dipungkiri, bahwa setelah proses

pengendapan tersebut dapat terjadi berbagai modifikasi pada rongga-ronga,

misalnya sementasi ataupun pelarutan dari semen dan juga proses sekunder

lainnya seperti peretakan/perekahan.

Jumlah mineral dan komposisi kimia yang terkandung dalam batupasir

memiliki komposisi yang berbeda-beda. Penyebab terjadinya perbedaan ini

adalah karena proses sedimentasi dan lingkungan pengendapan yang

berbeda

Menurut Pettijohn, batupasir dibagi menjadi tiga kelompok, yaitu :Orthoquartzites, Graywacke, dan Arkose. Pembagian tersebut didasarkan

pada jumlah kandungan mineralnya. Kandungan mineral dan komposisi kimia

penyusun batuan reservoir sangat berpengaruh terhadap besarnya sortasi

yang dapat mempengaruhi besarnya pori-pori batuan reservoir.

a. Orthoquartzites


12/29


12

Orthoquartzites merupakan jenis batuan sedimen yang terbentuk dari

suatu proses yang menghasilkan unsur silika yang tinggi, dengan tidakmengalami metaformosa (perubahan bentuk) dan pemadatan, terutama terdiri

atas mineral kwarsa (quartz) dan mineral lainnya yang stabil. Proses

metamorfosa adalah proses perubahan mineral batuan, karena adanya

kondisi yang berbeda dengan kondisi awal.

Material pengikatnya (semen) terutama terdiri atas carbonate dan silica.

Orthoquartzites merupakan jenis batuan reservoir sangat baik karena

pemilahannya sangat baik, butirannya berbentuk bundar dan padatannya

tidak terdapat matriks kecuali semen saja, bebas dari kandungan shale dan

clay. Komposisi kimia dari orthoquarzites dapat dilihat pada Tabel 3

berikut.


13/29


13

Tabel 3 Komposisi Kimia Batupasir OrthoquartzitesDari Tabel 3, dapat dilihat bahwa orthoquartzites mempunyai susunan

unsur silica dengan prosentase yang sangat tinggi jika dibandingkan dengan

unsur-unsur yang lainnya. Jadi pada orthoquartzites ini unsur silikanya

sangat dominan sekali, yaitu berkisar antara 61,7 % sampai hampir 100 %sedangkan sisanya adalah unsur lainnya sepeti TiO2, Al2O3, Fe2O3,

FeO, MgO, CaO, Na2O, K2O, H2O+, H2O-, dan CO2.Batupasir
http://4.bp.blogspot.com/-swuaJeCLX4Y/TzQ3diOVB9I/AAAAAAAAADU/CJZ-vvkXGCc/s1600/Orthoquartzites+2.JPG


14/29


14

Orthoquarzites relatif bersih karena matrik dan sementasinya jumlah

unsurnya kecil sehingga prosentase porositasnya besar

b. Graywacke

Graywacke merupakan jenis batupasir yang tersusun dari unsur-unsur

mineral yang berbutir besar, yaitu kuarsa, clay, mika flake {KAl2(OH)2

AlSi3O10}, magnesit (MgCO3), fragmen phillite, fragmen batuan beku,

feldspar dan mineral lainnya. Material pengikatnya adalah clay dan

carbonate. Indikator yang dapat digunakan untuk mengidentifikasi batuan

jenis ini adalah adanya mineral illite. Hal yang sangat penting adalah bahwa

graywacke itu mempunyai matriks dan hal ini mengurangi porositasnya. Jugasortasinya tidak baik, sehingga sebagai batuan reservoir graywacke tidak

terlalu baik.

Batuan jenis ini, banyak berasosiasi dengan turbidit ataupun

diendapkan oleh arus turbid. Di Indonesia graywacke masih belum

ditemukan sebagai batuan reservoir, akan tetapi di Amerika Serikat di

cekungan Ventura dan cekungan Los Angeles greywacke atau batu pasir


15/29


15

turbit diketahui sebagai lapisan reservoir yang cukup penting. Secara

lengkap mineral-mineral penyusun graywacke terlihat pada tabel di bawah ini.

Tabel 4 Komposisi Mineral GraywackeKomposisi graywacke tersusun dari unsur silica dengan kadar lebih

rendah dibandingkan dengan rata-rata batupasir, dan kebanyakan silica yang

ada bercampur dengan silikat (silicate). Secara terperinci komposisi kimia

graywacke dapat dilihat pada Tabel 5.
http://3.bp.blogspot.com/-TCzNFDNplwA/TzQ8W2FHAaI/AAAAAAAAAEM/DuE_j0E4gDE/s1600/Mineral+Graywacke.JPG


16/29


16

Tabel 5 Komposisi Kimia Graywacke
http://1.bp.blogspot.com/-0eQpjvgSp7Y/TzQ640tOu9I/AAAAAAAAAD4/3g1Vg1qaTMI/s1600/Kimia+Graywacke.JPG


17/29


17

c. Arkose

Salah satu jenis batupasir yang biasanya tersusun dari kuarsa sebagai

mineral yang dominan, meskipun seringkali mineral arkose feldspar

(MgAlSi3O8) jumlahnya lebih banyak dari kuarsa. Selain dua mineral

utama tersebut, arkose juga mengandung mineral-mineral yang bersifat

kurang stabil, seperti clay {Al4Si4O10(OH)8}, microline (KAlSi3O8),biotite {K(Mg,Fe)3(AlSi3O10)(OH)2} dan plagioklas {(Ca,Na)

(AlSi)AlSi2O8}.

Biasanya arkose cukup bersih tetapi kebundaran daripada butirannya

tidak terlalu baik karena bersudut-sudut dan juga pemilahannya tidak terlalubaik. Arkose biasanya didapatkan sebagai hasil pelapukan batuan granit.

Sebagai contoh adalah granit wash di Pendopo, Sumatra Selatan yang

biasa bertindak sebagai batuan reservoir. Kandungan mineral lainnya, secara

berurutan sesuai prosentasenya dapat dilihat pada Tabel 6.


18/29


18

Tabel 6 Komposisi Mineral ArkoseKomposisi kimia arkose ditunjukkan pada Tabel 7, dimana terlihat

bahwa arkose mengandung lebih sedikit silika jika dibandingkan dengan

orthoquartzites, tetapi kaya akan alumina, lime, potash, dan soda.
http://1.bp.blogspot.com/-dUTQ1EXIVHo/TzQ-we_JgxI/AAAAAAAAAEU/6kBDDsz-maY/s1600/Mineral+Arkose+(%).JPG


19/29


19

Tabel 7 Komposisi Kimia Arkose
http://1.bp.blogspot.com/-RtMriRMZpOk/TzQ_vtt4DuI/AAAAAAAAAEc/8d012KARPlc/s1600/Kimia+Dari+Arkose+(%).JPG


20/29


20

Bab 2 : ReservoirReservoir adalah suatu tempat terakumulasinya minyak dan gas bumi.

Pada umumnya reservoir minyak memiliki karakteristik yang berbeda-beda

tergantung dari komposisi, temperatur dan tekanan pada tempat di mana

terjadi akumulasi hidrokarbon didalamnya. Ruangan penyimpanan minyakdalam reservoir berupa rongga-rongga atau pori-pori yang rendah.

Suatu reservoir minyak, gas, atau fluida termal biasanya mempunyai tiga

unsur utama yaitu adanya batuan reservoir, lapisan penutup dan perangkap.

Beberapa syarat terakumulasinya minyak dan gas bumi adalah :

Adanya batuan Induk (Source Rock)

Batuan Induk merupakan batuan sedimen yang mengandung bahan

organik seperti sisa-sisa hewan dan tumbuhan yang telah mengalami proses

pematangan dengan waktu yang sangat lama sehingga menghasilkan minyak

dan gas bumi. Untuk sistem panas bumi, batuan induk yang dimaksud


21/29


21

berisikan fluida termal yang terperangkap dalam air tanah ataupun batuan

sedimen.

Adanya batuan waduk (Reservoir Rock)

Batuan reservoit merupakan batuan sedimen yang mempunyai pori, sehingga

minyak dan gas bumi yang dihasilkan batuan induk dapat masuk dan

terakumulasi.

Adanya struktur batuan perangkap

Batuan perangkap yang dimaksud di sini merupakan batuan yang berfungsi

sebagai penghalang bermigrasinya minyak dan gas bumi lebih jauh.

Adanya batuan penutup (Cap Rock)

Batuan penutup merupakan batuan sedimen yang tidak dapat dilalui oleh

cairan (impermeable), sehingga minyak dan gas bumi terjebak dalam batuan

tersebut.

Adanya jalur migrasi


22/29


22

Jalur migrasi merupakan jalan minyak dan gas bumi dari batuan induk sampai

terakumulasi pada perangkap. Jalur tersebut kebanyakan berasal darikejadian geologis, misalnya patahan.

Pada hakekatnya, setiap batuan dapat bertindak sebagai batuan

reservoir asal mempunyai kemampuan untuk menyimpan dan melepaskan

minyak bumi. Dalam hal ini batuan reservoir harus menyandang dua sifat fisikpenting yaitu harus mempunyai porositas yang memberikan kemampuan untuk

menyimpan, dan juga kelulusan atau permeabilitas.

A. PorositasPorositas didefinisikan sebagai perbandingan antara volume batuan

yang tidak terisi oleh padatan terhadap volume batuan secara keseluruhan.

Secara matematis, porositas dapat dituliskan sebagai berikut:

dimana Vpadalah volume pori dan Vbadalah volume total batuan. Porositas

batuan reservoir dapat diklasifikasikan menjadi dua, yaitu:


23/29


23

Porositas absolut adalah perbandingan antara volume pori total terhadap

volume batuan total yang dinyatakan dalam persen, tanpa memandangapakah saling berhubungan atau tidak. Secara matematik porositas

absolut dapat ditulis sesuai persamaan sebagai berikut

Porositas efektif adalah perbandingan antara volume pori-pori yang

saling berhubungan terhadap volume batuan total (bulk volume). Secara

matematik porositas efektif dapat ditulis sesuai persamaan sebagai

berikut :

Dimana :

e = Porositas efektif, fraksi (%)

g = Densitas butiran, gr/cc

b = Densitas total, gr/cc

f = Densitas formasi, gr/cc


24/29


24

Berdasarkan waktu dan cara terjadinya, maka porositas dapat juga

diklasifikasikan menjadi dua, yaitu : Porositas primer, yaitu porositas yang terbentuk pada waktu yang

bersamaan dengan proses pengendapan berlangsung.

Porositas sekunder, yaitu porositas batuan yang terbentuk setelah

proses pengendapan.

Besar kecilnya porositas dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu ukuran

butir, susunan butir, sudut kemiringan dan komposisi mineral pembentuk

batuan.

Untuk penelitian di lapangan, kita dapat memperkirakan porositas suatu

batuan secara visual dengan menggunakan peraga visual. Penentuan inibersifat semi kuantitatif dan dipergunakan suatu skala sebagai berikut :

Porositas ( ) Kualitas0 5 Dapat diabaikan

5 10 Buruk

10 15 Cukup

15 20 Baik


25/29


25

20 25 Sangat Baik

> 25 Istimewa

B. PermeabilitasPermebilitas didefinisikan sebagai ukuran media berpori untuk

meloloskan atau melewatkan fluida. Jadi dengan kata lain, permeabilitas

suatu batuan merupakan ukuran kemampuan batuan untuk mengalirkan

fluida. pabila media berporinya tidak saling berhubungan maka batuan

tersebut tidak mempunyai permeabilitas. Oleh karena itu ada hubun gan

antara permeabilitas batuan dengan porositas efektif.

Sekitar tahun 1856, Henry Darcy, seorang ahli hidrologi dari Perancismempelajari aliran air yang melewati suatu lapisan batu pasir. Hasil

penemuannya diformulasikan kedalam hukum aliran fluida dan diberi nama

Hukum Darcy.


26/29


26

Dimana :

Q = laju alir fluida, cc/det

k = permeabilitas, darcy

= viskositas, cp

dP/dL = gradien tekanan dalam arah aliran, atm/cm

A = luas penampang, cm2

Besaran permeabilitas satu darcy didefinisikan sebagai permeabilitas

yang melewatkan fluida dengan viskositas 1 centipoises dengan kecepatan

alir 1 cc/det melalui suatu penampang dengan luas 1 cm2 dengan penurunan

tekanan 1 atm/cm. Persamaan Hukum Darcy berlaku pada kondisi :

1. Alirannya mantap (steady state)

2. Fluida yang mengalir satu fasa

3. Viskositas fluida yang mengalir konstan

4. Kondisi aliran isothermal

5. Formasinya homogen dan arah alirannya horizontal


27/29


27

6. Fluidanya inkompresibel

Berdasarkan jumlah fasa yang mengalir dalam batuan reservoir,

permeabilitas dibedakan menjadi tiga, yaitu :

Permeabilitas absolut (kabs), yaitu kemampuan batuan untuk melewatkan

fluida dimana fluida yang mengalir melalui media berpori tersebut hanya

satu fasa atau disaturasi 100% fluida, misalnya hanya minyak atau gas

saja.

Permeabilitas efektif (keff), yaitu kemampuan batuan untuk melewatkan

fluida dimana fluida yang mengalir lebih dari satu fasa, misalnya (minyak

dan air), (air dan gas), (gas dan minyak) atau ketiga-tiganya. Hargapermeabilitas efektif dinyatakan sebagai ko, kg, kw, dimana masing-masing

untuk minyak, gas dan air.

Permeabilitas relatif (krel), yaitu perbandingan antara permeabilitas efektif

pada kondisi saturasi tertentu terhadap permeabilitas absolut.


28/29


28

Untuk penelitian di lapangan, kita juga dapat memperkirakan

permeabilitas suatu batuan secara semi kuantitatif dan dipergunakan suatuskala sebagai berikut :

Permeabilitas(mD) Kualitas

< 5 Ketat

5 10 Cukup

10 100 Baik

100 1000 Baik sekali


29/29


29

Daftar ReferensiEremenko N. A., M. V. Gorfunkel. 2005. Geology and Geochemistry of

Oil and Gas. First Edition. Elsevier, Inc. Netherlands.

http://geounhas06.wordpress.com/minyak-dan-gas-bumi/porositas-dan-

permeabilitas

http://catatanminyak.blogspot.com/2012/02/karakteristis-reservoir-

pengertian-umum

http://flutecast09.wordpress.com/2011/10/28/batuan-reservoir/

http://catatanminyak.blogspot.com/2012/02/batuan-karbonat-sebagai-

reservoir.html

http://catatanminyak.blogspot.com/2012/02/komposisi-kimia-batuan-

reservoir.html

http://minyakdangasbumi.blogspot.com/2012/06/basic-reservoir-minyak-

dan-gas-bumi.html

Documents

Makalah Geokimia Umum - BATUAN RESERVOIR MINYAK DAN GAS