RANGKUMAN UTS GMB 2018 – PANGEA PANGEA 2015 SUKSES SBMPTN, EH UTS! PEMBAHASAN SOAL UTS GMB TAHUN 2017
(thanks to D*nan*i atas share2an soalnya). Sebelum membaca, jangan lupa berdoa Bismillah... Selesai membaca, jangan lupa berdo’a kembali Alhamdulillah... Semua jawaban di bawah ini belum tentu benar ya...
SOAL A
1. Jelaskan 3 teori mengenai kejadian migas. Mana teori yang bisa diterima dengan
baik
oleh
kalangan
geologist
dan
bukti – bukti
yang
memperkuatnya? Dalam kejadian migas, terdapat tiga teori yang berkembang yaitu teori organik, anorganik, dan kombinasi. a. TEORI ORGANIK Migas berasal dari material-material organik berukuran mikro dan makro yg terendapkan dalam cekungan sedimenter dan terkubur dalam bentuk ooze dan lumpur pada dasar cekungan. Material tersebut berasal dari kehidupan darat dan kehidupan laut. Pada saat organisme mati, tubuhnya akan dihancurkan oleh
bakteri. Bila material-material organik tersebut ditutupi oleh lumpur, maka akan terbentuk kondisi reduksi dan proses dekomposisi oleh bakteri aerob akan terhenti. terhenti . Pada kondisi tersebut bakteri anaerob yang bisa hidup dengan cara memanfaatkan oksigen dari sulfat yang terlarut ter larut dalam air, yang lebih berperan. Dari proses tersebut, akan tersisa material organik tak larut, yang disebut kerogen yang terawetkan terawetkan dalam serpih. Karena pengaruh dari berbagai faktor seperti suhu, tekanan, bakteri, dan waktu maka akan mematangkan kerogen menjadi hidrokarbon. Teori ini dapat diterima dengan baik oleh
kalangan geologist. Bukti-bukti:
Migas mengandung beberapa senyawa yang hanya berasal dari bahan- bahan organik seperti: o
Porfirin yang berhubungan dengan hemin dan klorofil.
o
Senyawa yang secara optis aktiv (dapat memutar bidang sinar terpolarisasi).
o
Mempunyai struktur yang berhubungan kolesterol, karoten dan terpene.
o
Senyawa-senyawa
yang
didominasi
senyawa
dengan
struktur rantai parafin bernomor gasal .
Ditemukannya bahan organik dalam jumlah besar dan tersebar luas pada batuan sedimen .
Sebagian besar migas ditemukan dalam batuan sedimen.
b. TEORI ANORGANIK
Migas bumi berasal dari bahan anorganik yang terbentuk melalui proses reaksi kimia tanpa bantuan organisme.
Teori Abyssal (Russell, 1951)
Di bagian terdalam dari bumi kemungkinan ditemukan hidrokarbon dalam jumlah besar. Teori ini didasarkan pada data terdapatnya hidrokarbon di dalam pecahan inti meteorit dan
ditemukannya methana dalam atmosfer planet-planet besar .
Teori Reaksi Karbit (Mendeleyev, 1877)
Migas terbentuk dari hasil reaksi karbida besi (FeC 2) dalam kerak bumi dengan H 2O pada suhu dan tekanan tinggi.
Teori Logam Alkali (Berthelot, 1866)
Migas terbentuk dari hasil reaksi antara logam alkali dalam keadaan bebas di kerak bumi dengan CO 2 pada suhu tinggi.
Teori Emanasi Vulkanik (Van Humbold, 1805)
Pembentukan migas berhubungan dengan aktivitas vulkanik. c. TEORI KOMBINASI (DUPLEX ORIGIN)
Dikemukakan oleh Robert Robinson: Migas berasal dari campuran unsur-unsur organik dan anorganik (hidrogen vulkanik hasil reduksi
dari hematit dan uap panas).
2. Jelaskan bagaimana klasifikasi migas didasarkan pada sifat kimianya! Sebutkan contoh-contoh senyawa dari masing-masing klas tersebut serta manfaat mempelajari sifat kimia migas! a. Hidrokarbon jenuh (senyawa hidrokarbon yang mengandung hanya ikatan rangkap satu antar unsur karbonnya):
-
Alkana/parafin (CnH2n+2), contohnya metana, etana, propana, butana, dsb.
-
Sikloalkana/naftena/naften
(CnH2n),
contohnya
sikloheksana,
siklopentana, metil siklopentana, metil siklohesana, dsb. b. Aromatik (hidrokarbon dengan ikatan tunggal dan atau ikatan ganda di antara atom-atom karbonnya; berupa monosiklik atau polisiklik; tak jenuh; berbentuk cincin). Contohnya benzena, toluena, naftalena, antrasena, xylena, dsb. c. Heterocompounds atau senyawa heterogen, antara lain: -
Senyawa nitrogen : amides, pyridines, indoles, pyroles.
-
Senyawa
sulfur:
alkane
thiols
(mercaptans)
thioalkanes,
thiocycloalkanes, dithioalkanes, cyclic sulfides. -
Senyawa oksigen : esters, ketones, phenol, alcohols, and acids (fatty
acids, isoprenoids, naphthenic acids, carboxylic acids. -
Senyawa pembawa nikel
-
Senyawa pembawa vanadium
3. Jelaskan apa yang dimaksud dengan ekspulsi! Dalam fase apa migas mengalami ekspulsi serta mekanisme-mekanisme yang menyebabkan terjadinya ekspulsi? a. Ekspulsi adalah pergerakan minyak dan gas bumi keluar dari dalam batuan induk yang telah matang menuju lapisan pembawa (carrier
bed ) dalam bentuk tetesan – tetesan hidrokarbon. b. Migas mengalami ekspulsi pada fase: - bentuk larutan molekuler - bentuk larutan miselar
-
fase terpisah , antara air dengan migas
c. Mekanisme-mekanisme yang menyebabkan ekspulsi terbagi atas dua: -
berhubungan dengan pergerakan air dalam batuan induk
-
tidak berhubungan dengan pergerakan air dalam batuan induk
BERHUBUNGAN DENGAN GERAKAN AIR
Terdapat 2 jenis gerakan air dalam cekungan sedimenter: air formasi dan air meteorik. Penyebab gerakan air: 1. Kompaksi
Adanya beban dari batuan di atasnya merupakan kekuatan penggerak penting dalam kejadian ekspulsi sehingga hidrokarbon bergerak melalui lapisan porous atau rekahan ke daerah dengan tekanan lebih rendah (daerah lebih dangkal). 2. Aqua-thermal o
Kenaikan suhu karena pengaruh gradien
geothermal
menyebabkan volume air meningkat dan merupakan kekuatan penggerak terjadinya expulsi. o
Jumlah fluida yang dilepaskan meningkat dengan pertambahan kedalaman terkubur.
3. Osmosis o
Osmosis dapat menyebabkan terjadinya gerakan fluida karena adanya perbedaan salinitas air formasi .
o
Salinitas air formasi meningkat terhadap kedalaman dan kompaksi.
4. Dehidrasi Mineral Lempung o
Alterasi montmorilonit menjadi illit menyebabkan
mekanisme pelepasan air dalam bentuk senyawa pada mineral lempung menjadi air bebas melalui rongga interpartikel. o
Proses alterasi tersebut dipengaruhi oleh kenaikan suhu.
o
Merupakan mekanisme expulsi pada tempat yang dalam.
TIDAK BERHUBUNGAN DENGAN GERAKAN AIR
1. Pembentukan Hidrokarbon o
Kejadian
hidrokarbon
menyebabkan
terjadinya
rekahan-rekahan mikro pada batuan induk sehingga
fluida di dalamnya dapat bergerak keluar. o
Orientasi rekahan mikro: vertikal dan horisontal.
2. Difusi Melalui Jaringan Organik o
Proses lambat
o
Mekanisme ini tidak memerlukan porositas , yang diperlukan hanya adanya jaringan kerogen yang menerus.
o
Bukti-bukti:
Dari percobaan petrofisik di lab ditemukan adanya
kerogen
yang
menerus
secara
vertikal/horisontal dalam batuan induk.
Kejadian hidrokarbon memerlukan adanya penumpukan bahan organik
4. Pada
saat
terakumulasi
dalam
suatu
perangkap
antiklin,
kontak
antarminyak-air tidak selalu berupa bidang datar tetapi bisa membentuk suatu bidang miring. Jelaskan bagaimana peristiwa tersebut dapat terjadi! Konsepsi Hubbert menyatakan bahwa suatu akumulasi dapat
terjadi
serta
hilang
terusir
dengan
terdapatnya
suatu
gradien
hidrodinamik yang arah serta besarnya dapat berubah setiap saat. Pada
keadaan tersebut, batas air – minyak atau air – gas dapat membentuk bidang miring. Akumulasi migas merupakan suatu kesetimbangan dinamis. Gradien hidrodinamik diperoleh bila lapisan reservoir tersingkap ke permukaan dan menerima air , selanjutnya mengalirkannya ke arah
titik yang lebih rendah, sehingga menimbulkan perbedaan potensial . Perhatikan gambar di bawah ini!
SOAL B
1. Apa yang dimaksud dengan sistem petroleum? Apa tujuan mempelajarinya? Sebutkan pula unsur dan proses dalam sistem petroleum! Jawaban yang diinginkan Pak Udin (saat ujian, lebih baik menjawab dengan ini):
-
Menurut Magoon and Dow (1994), sistem petroleum adalah terdiri dari batuan induk yang MATANG dan semua yang berhubungan dengan minyak dan gas yang meliputi semua unsur – unsur penting serta proses yang diperlukan untuk adanya akumulasi
minya dan gas. -
Tujuan mempelajarinya sebagai upaya eksplorasi hidrokarbon .
-
Unsur penting dari sistem petroleum: Batuan induk, batuan reservor, batuan penutup, dan overburden rock .
-
Proses dalam sistem petroleum: 1) pembentukan perangkap; 2) generasi-migrasi-akumulasi hidrokarbon
[PENTING: Saat ujian, jawablah dengan jawaban yang singkat namun
jelas, tidak bertele-tele dan tepat sasaran. Pak Udin senang dengan yang seperti itu dan ada sumber jawabannya, seperti menurut Magoon & Dow di atas] Jawaban lainnya (saat ujian tidak disarankan menjawab dengan ini):
-
Sistem petroleum merupakan suatu komponen yang terdiri dari unsur dan proses yang memungkinkan hidrokarbon terbentuk, bermigrasi, dan terperangkap di bawah permukaan bumi untuk
kemudian diproduksi. Tujuan mempelajarinya sangat penting sebagai upaya eksplorasi hidrokarbon. -
Unsur – unsur sistem petroleum: 1. Batuan induk , yaitu batuan sedimen berbutir halus yang banyak mengandung bahan-bahan atau material organik
sisa-sisa hewan dan tumbuhan yang mengalami pematangan sehingga terbentuk minyak dan gas bumi. 2. Jalur migrasi, yaitu jalur tempat bergeraknya minyak dan gas bumi dari batuan induk ke perangkap atau reservoar .
Jalur migrasi dapat berupa rekahan, pori-pori, maupun bidang antar lapisan batuan. 3. Batuan reservoar , merupakan semua batuan yang bersifat porous (berpori-pori) dan permeabel (dapat meloloskan fluida) sehingga dapat menampung minyak dan gas bumi yang dihasilkan oleh batuan induk. 4. Perangkap , merupakan suatu bentukan geometri yang dapat memerangkap minyak dan gas bumi sehingga terakumulasi di
dalam reservoar. 5. Batuan
tudung,
adalah
batuan
sedimen
yang
bersifat
impermeabel atau kedap fluida sehingga minyak dan gas bumi yang ada di dalam reservoar tidak dapat keluar lagi .
-
Proses – proses yang bekerja: 1. Generasi , yaitu suatu proses di mana batuan induk mengalami pematangan akibat temperatur dan tekanan yang cukup
untuk mengubah material organik menjadi hidrokarbon. 2. Migrasi , yaitu proses perpindahan minyak dan gas bumi dari batuan induk ke batuan reservoar hingga terakumulasi di
dalam reservoar. 3. Akumulasi, yaitu proses terkumpulnya volume hidrokarbon setelah bermigrasi menuju reservoar. 4. Preservasi , yaitu proses pengawetan hidrokarbon yang tidak terubah oleh proses biodegradation dan ataupun waterwashing.
2. Akumulasi hidrokarbon pada umumnya terdapat pada batuan reservoar. Berikan alasan mengapa pembentukan hidrokarbon bukan pada batuan reservoar tersebut. Jelaskan dengan singkat analisis-analisis yang dilakukan pada batuan induk dalam eksplorasi hidrokarbon! -
Pembentukan hidrokarbon bukan pada batuan reservoar karena batuan reservoar memiliki butiran – butiran yang kasar dengan porositas dan permeabilitas yang cukup besar sehingga pengawetan material organik yang menjadi cikal bakal hidrokarbon sulit
terjadi . Pengawetan material organik dapat berlangsung dengan baik pada batuan sedimen berbutir halus seperti serpih. (Anda
punya jawaban lain?) -
Analisis pada batuan induk antara lain: SIMPELNYA (tapi banyak juga):
1. Analisis jumlah material organik: o
menggunakan alat Leco Carbon Analyzer , yang merekam jumlah CO2 hasil pembakaran dari material organik.
o
Klasifikasi
yang
digunakan
menggunakan
parameter
presentase nilai TOC menurut Peters & Cassa (1994). 2. Analisis tipe material organik: o
menggunakan alat Rock Eval Pyrolisis .
o
hasilnya berupa nilai S1 (hidrokarbon yang sudah ada dalam batuan), S2 (hidrokarbon mulai muncul dan mencapai maksimum pada temperatur 420 - 460º C), dan S3 (kandungan CO2 yang dikeluarkan dari kerogen), dan Tmaks (temperatur saat S2).
o
Klasifikasi tipe kerogen menurut Peters & Cass a (1994) dan Diagram van Krevelen.
3. Analisis kematangan material organik: o
Identifikasi kematangan berdasarkan data geokimia organik (tidak langsung):
o
o
Analisis pantulan vitrinit
o
Analisis indeks warna spora
o
Thermal A lteration I ndex (TAI)
Identifikasi kematangan berdasarkan pyrolisis (metode langsung): o
Rock-E val Pyrolisis, menghasilkan parameter S1, S2, S3, Tmax.
o
Klasifikasi kematangan dengan parameter %Ro menurut Peters & Cassa (1994), dan klasifikasi lainnya.
o
Metode
Lopatin:
digunakan
dalam
penentuan fase
kematangan batuan induk dengan mempertimbangkan
faktor waktu, kedalaman, dan temperatur. RIBETNYA:
a. Analisis jumlah material organik (TOC)
Analisis TOC biasanya dilakukan dengan suatu alat penganalisis karbon, Leco Carbon Analyzer dimana tekniknya cukup sederhana, yaitu dengan membakar sampel yang berbentuk bubuk -bebas unsur karbon
anorganik- pada temperatur tinggi dengan bantuan oksigen. Dasar pengerjaan alat ini adalah menggunakan sistem pembakaran, yaitu dengan memanaskan sampel batuan sampai suhu 1200 – 1500oC yang dibantu oleh katalisator, sehingga seluruh material karbon organik di dalam sampel batuan terbakar dan terubah seluruhnya menjadi CO2, dan jumlah CO 2 inilah yang kemudian terbaca detektor sebagai hasil pembakaran dari material organik.
Klasifikasi yang digunakan adalah presentase nilai TOC menurut Peters & Cassa (1994), dan klasifikasi lainnya.
b. Analisi tipe material organik
Alat yang digunakan adalah Rock E val Pirolisis.
Selama pemanasan, 2 jenis hidrokarbon dikeluarkan dari batuan. Hidrokarbon yang pertama keluar
250º C,
merupakan hidrokarbon yang sudah ada di dalam batuan, digambarkan dalam bentuk S1.
Pada temperatur 350º C, jenis hidrokarbon yang kedua mulai muncul dan mencapai maksimum pada temperatur 420 - 460º C. Hidrokarbon ini disebut S2. Temperatur maksimum pada saat S2, disebut Tmaks.
CO2 juga dikeluarkan dari kerogen dan ditangkap oleh detektor kedua, dan direkam sebagai S3.
Indeks Hidrogen ( HI) adalah S2 / TOC
Indeks Oksigen (OI) adalah S3 / TOC
Klasifikasi tipe kerogen menurut Peters & Cassa (1994), menurut Diagram van Krevelen, dan lain-lain.
c. Analisis kematangan material organik
Kerogen yang telah matang akan membawa perubahan pada vitrinit dan akan diiringi dengan kemampuan partikel tersebut untuk memantulkan cahaya yang jatuh padanya. Tingkat kematangan yang teramati dari nilai Ro ini akan bertambah secara teratur dengan bertambahnya kedalaman.
Pada temperatur 350ºC, jenis hidrokarbon yang kedua mulai
muncul
dan
mencapai
maksimum
ketika
temperatur 420 & 460º C. (Hidrokarbon kedua S2). Temperatur pada saat S2, disebut Tmaks.
Klasifikasi kematangan dengan parameter %Ro menurut Peters & Cassa (1994), dan klasifikasi lainnya.
Identifikasi kematangan berdasarkan data geokimia organik (tidak langsung): o
Analisis pantulan vitrinit (seperti yang dijelaskan di atas)
o
Analisis indeks warna spora
o
Thermal Alteration Index (TAI)
Identifikasi kematangan berdasarkan pyrolisis (metode langsung): o
Rock-Eval Pyrolisis, menghasilkan parameter S1, S2, S3, Tmax
Metode Lopatin: digunakan dalam penentuan fase kematangan batuan induk dengan mempertimbangkan faktor waktu, kedalaman, dan temperatur.
3. Lihat Gambar 1 dan Gambar 2 di bawah ini. (Penampang seismik melalui Tandun Field di Cek. SumTeng).
( sumber gambar dari internet) Pertanyaan: a. Jelaskan sejarah geologi daerah tersebut. Sejarah geologi pembentukan Cekungan Sumatra Tengah: 1. E arly Synrift (Late E ocene to Oligocene): Pembentukan Formasi Pematang dan Kelesa. Formasi ini terdiri atas asosiasi dari fasies aluvial,
lakustrin
dangkal-dalam,
dan
fluvio-delta yang
ditunjukkan dengan serpih laminasi, lanau dan pasir dengan interval batubara dan konglomerat. 2. Late Synrift-E arly Postrift (Late Oligocene to E arly Miocene): Sikuen ini ekuivalen dengan kebanyakan dari Grup Sihapas, termasuk beberapa fasies paralic (?) yang menunjukkan suatu transgresi
teratur: Formasi Menggala masih fluvial , tapi
ditumpangi dengan pasir laut dangkal (Formasi Bekasap) dan fasies
argillaceous/ lempungan (Formasi Bangko) , terakhir
membentuk seal regional. Formasi Menggala dan Bekasap mengandung reservoar terbaik pada cekungan. 3. E arly Postrift (E arly to Middle Miocene) : Tahap ini terbentuk fasies marine distal dari Grup Sihapas, di mana terdapat tahap akhir transgresi (Formasi Duri: delta front sands and shales)
diikuti dengan maksimum
Tertiary flooding (pembentukan
Formasi Telisa: serpih dan lanau ).
4. Late Postrift (Midde Miocene to Quaternary) : Tahap ini menunjukkan pengisian sedimen Tersier Akhir pada cekungan, dan termasuk regresif deltaik dan sedimen aluvial yang terdapat beberapa ketidakselarasan. Hanya bagian terdalam dari sikuen ini (Formasi Petani dengan serpih laut, pasir dan batubara ) yang berperan secara signifikan dalam akumulasi migas. b. Dari gambar terebut, Formasi apa yang bertindak sebagai batuan induk? dan Formasi apa yang bertindak sebagai batuan reservoar? Formasi yang berperan sebagai batuan induk: Grup Pematang Formasi yang berperan sebagai batuan reservoar : Grup Pematang, Grup Sihapas, Formasi Duri.
Sumber : Petroleum systems in rift basins – a collective approach in Southeast Asian basins, karya Harry Doust dan H. Scott Sumner. Petroleum systems of Indonesia, karya Harry Doust dan Ron A. Noble. 4. Lihat Gambar 3. (Penampang seismik melalui platform TG di Cek. SumSel dengan arah timur-barat). Data geokimia menunjukkan semua batuan induk yang ada mempunyai nilai TOC > 1. dan dengan harga HI antara 115-230. Jelaskan: a. Batuan induk yang ditafsirkan sudah mampu membentuk minyak. Batuan induk yang membentuk minyak memiliki nilai %Ro lebih dari 6.
Batuan induk tersebut adalah dari: Formasi Talang Akar (Ro 1,0); Formasi Lemat (Ro 1,3); Formasi Gumai Bagian Bawah (Ro 0,7).
b. Hasil pemboran di sumur A ditemukan adanya minyak. Jelaskan penamaan sistem petroleum berdasarkan data yang ada. MATERI:
Penamaan sistem petroleum itu seperti ini: NAMA BATUAN INDUK – NAMA BATUAN RESERVOAR (TINGKAT KEPASTIAN)
Tingkat kepastian ada 3 yaitu:
(!) : artinya known atau diketahui, maksudnya adalah adanya korelasi positif antara batuan induk dengan migas.
(.) : artinya hypothetical (hipotetik), maksudnya adalah tidak adanya korelasi antara batuan induk dengan migas, namun terdapat bukti geokimia.
(?) : artinya speculative (spekulasi), maksudnya adalah adanya bukti geologi atau geofisika , misalnya dari penampang seismik.
Nah, dalam soal tersebut penamaan sistem petroleumnya antara lain: -
Lemat (LEF) – Baturaja (.) [ada bukti geokimianya]
-
Talang Akar (TAF) – Baturaja (.) [ada bukti geokimianya]
c. Jelaskan pula jenis perangkap dan batuan seal (penutup) di Sumur A. Jenis perangkap berupa perangkap stratigrafi dari Formasi Gumai (lempung) dan mungkin saja terdapat perangkap struktur. Jenis batuan seal adalah batulempung dari Formasi Gumai yang merupakan SEAL REGIONAL SANGAT BAIK pada cekungan ini.
ALHAMDULILLAH
Catatan: Soal tentang petsys yang akan diujikan pada tanggal 27 Maret 2018 ini, katanya akan keluar mengenai Cekungan Jawa Timur Utara.
