Aplikasi Analisis Cekungan
Mengintrepertasi Sejarah Geologi
Seperti yang telah disinggung sebelumnya,
analisis cekungan merupakan suatu studi terintegrasi yang melibatkan
aplikasi ilmu sedimentologi, stratigrafi, dan tektonik untuk
mengembangkan pemahaman yang menyeluruh mengenai batuan yang mengisi
suatu cekungan sedimen. Oleh karena itu, salah satu tujuan utama dari
analisis cekungan adalah untuk mengembangkan pemahaman utuh mengenai
sejarah bumi yang terekam di dalam suatu cekungan sedimen. Melalui
analisis terhadap tekstur, struktur, susunan partikel dan komposisi
kimia, kandungan fosil, serta karakteristik stratigrafi dari suatu
batuan sedimen(yang ditunjukkan antara lain oleh kenampakan fisik,
biologi, paleomagnetik, dan karakteristik seismic), geologist dapat
mengintrepertasikan signifikansi dari suatu even sedimentologikal atau
tektonik yang mengakibatkan terjadinya proses pengisian cekungan
tertentu. Oleh karena itu, jenis dari studi analisis cekungan ini, pada
umumnya melibatkan persiapan peta jenis tertentu dan penampang-penampang
stratigrafi, yang dapat membantu geologist untuk mengintrepertasi even
tektonik di masa lampau, paleoklimatik, dan even sedimentologi yang
berujung pada pemaparan rekonstruksi paleogeografi dan paleogeologi dari
bumi pada periode waktu tertentu di masa lalu.
Contoh yang baik dari aplikasi analisis
cekungan untuk mengintrepertasi sejarah geologi pada area tertentu
dipaparkan oleh Clifton, Hunter, dan Gardner(1988). Para pengarang ini
melakukan pengamatan terhadap pengaruh proses sedimentologi, tektonik,
dan eustatik terhadap siklus pengendapan transgresif dan regresif pada
Formasi Merced di dekat San Franscisco, California. Formasi Merced
terdiri dari sekitar 2000 m sedimen laut dangkal dan sedimen pesisir
non-marin yang berumur Kenozoic.
Untuk membahas sejarah dari Formasi
Merced, Clifton et. al pertama mendefinisikan batasan stratigrafi(Batas
bawah dan batas atas) dari formasi tersebut melalui studi lapangan
dilengkapi dengan petunjuk dari referensi penelitian sebelumnya. Umur
dari bagian-bagian berbeda dari formasi tersebut didapatkan melalui
serangkaian analisis paleontologi dan umur radiometri dari lapisan
interkalasi abu. Beraneka fasies pengendapan dari Formasi Merced
kemudian dikarakterisasi berdasarkan kandungan fosil, struktur sedimen,
dan karakteristik tekstural (Tabel 16.3). sepuluh fasies
diidentifikasikan , yang(dari bagian bawah formasi ke atas)
dideterminasi untuk merepresentasikan sepuluh lingkungan pengendapan
berbeda: rawa, alluvial, gumuk eolian, backshore, embayment, foreshore, nearshore, inner shelf, mid-shelf, dan outer shelf.
Lingkungan pengendapan
|
Teksture | Biota | Struktur Fisik | Struktur Biogenik |
Outer Shelf | Lanau sisipan pasir | Moluska(in situ dan berupa pecahan cangkang) | - | Bioturbasi intensif |
Mid-shelf | Lanau sisipan pasir | Moluska | Shell lags, laminasi sejajar, hummocky, laminasi bergelombang | Bioturbasi intensif pada lapisan atas di antara beberapa lapisan berlaminasi |
Inner shelf | Pasir sangat halus, dengan kerikil tersebar di atasnya | Moluska, echinoid | Shell lags, laminasi sejajar, hummocky, laminasi bergelombang | Bioturbasi intensif yang sifatnya lokal |
Nearshore | Pasir halus hingga kasar, kerakl | Moluska, echinoid | Kerakal lentikular, lapisan silang siur dengan sudur tinggi dan rendah, laminasi sejajar | Burrow vertical, Macaronichnus(dekat bagian atas) |
Foreshore | Pasir halus hingga kasar, kerakal dengan suksesi menghalus ke atas | Moluska, echinoid | Laminasi pararel, konsentrasi mineral berat di lapisan atas | Macaronichnus(dekat bagian bawah) |
Embayment | Lumpur, pasir, kerikil, beberapa dengan suksesi menghalus ke atas | Moluska, ostracoda | Laminasi pasir-lempung-lanau, lapisan silang siur, ripple | Bioturbasi, sruktur root-rhizome |
Backshore | Pasir halus | - | Laminasi pararel, climbing ripple, ripple lamination, lapisan silang siur dengan sudur tinggi dan rendah | Bioturbasi, sruktur root-rhizome |
Eolian dune | Pasir halus | - | lapisan silang siur dengan sudur tinggi dan rendah dengan skala sedang hingga besar | Local mottling, vertical tubes |
Alluvial | Pasir kerikilan dan kerakal | - | Perlapisan yang kurang jelas, lapisan lentikular, through cross bedding dengan sakal kecil hingga sedang | - |
Pond, swamp, marsh | Lumpur, peat, dan lignite | Diatom air tawar, serangga bersayap, tulang vertebrata darat | Lapisan datar | Struktur akar, burrow dan jejak intrastratal |
Jika dilihat dari suksesi vertikalnya,
fasies-fasies ini mendefinisikan pergantian episode transgresi dan
regresi yang kemungkinan merefleksikan fluktuasi air laut eustatik
Pleistosen. Fluktuasi transgresi-regresi ini dicocokkan dengan tingkat
kepercayaan yang cukup tinggi terhadap kurva air laut Pleistosen, yang
dideterminasi dari data isotop oksigen. Pada akhirnya, Clifton et. al
mampu menyimpulkan bahwa Formasi Merced diendapkan pada kondisi pesisir
sampai laut dangkal pada tatanan yang mengalami proses subsidens dengan
laju rata-rata 1m/1000 tahun, suatu laju penurunan cekungan cepat yang
pasti dipengaruhi oleh deformasi tektonik.
Contoh ini mengilustrasikan bagaimana
geologist menggunakan pendekatan sedimentologikal dan
stratigrafikal(analisis cekungan) untuk menentukan karakteristik fisika
dan biologi dari suatu formasi, yang melalui sudut pandang ini dapat
diungkapkan sejarah geologi dari formasi tersebut.
Aplikasi Ekonomi
Tujuan kedua dari analisis cekungan
adalah menggunakan prinsip-prinsip dan teknik yang telah dijelaskan
sebelumnya untuk mengevaluasi signifikansi ekonomis dari batuan sedimen
dan mengidentifikasikan endapan mineral ekonomis yang dapat
dieksploitasi atau keterdapatan bahan bakar fosil. Analisis cekungan
mendapatkan porsi yang cukup besar dalam aplikasi geologi petroleum, dan
dalam skala yang lebih besar pada hidrogeologi. Meskipun geologist
petroleum telah berusaha beberapa tahun belakangan untuk menentukan
lokasi akumulasi hidrokarbon melalui analisis geokimia terhadap batuan
di permukaan dan soil yang melapisi endapan-endapan tertentu, belum bisa
didapatkan metode langsung yang dapat mendeteksi keberadaan endapan
hidrokarbon secara pasti. Untuk menemukan endapan minyak bumi atau gas
alam, geologist harus (1) mengeksplorasi cekungan yang memiliki kondisi
tepat untuk pembentukan dan migrasi hidrokarbon dan (2) memetakan
perangkap yang memungkinkan, sepeti antiklin struktural, yang di mana
hidrokarbon dapat terakumulasi.
Apa, tepatnya, kondisi yang tepat untuk
pembentukan dan migrasi hidrokarbon? Kebanyakan geologist petroleum
percaya bahwa petroleum berasal dari sisa tumbuhan dan hewan yang
berukuran sangat kecil melalui proses biokimia kompleks yang terjadi
selam proses penimbunan sedimenter. Karena material organik
terpreservasi secera preferensial dalam sedimen yang berukuran halus,
serpih kaya organik dipercaya secara prinsipil sebagai batuan sumber
hidrokarbon. Oleh karena itu, kondisi pertama yang dibutuhkan untuk
keberhasilan eksplorasi cekungan petroleum adalah menemukan cekungan
yang mengandung batuan sumber yang sesuai. Lebih jauh, batuan sumbernya
harus terendapkan pada kedalaman di mana temperaturnya memungkinkan
terjadinya “cracking” pada material organik sehingga menghasilkan minyak
bumi dan gas alam(90°- 125° C) namun juga tidak terlalu tinggi sehingga
dapat menghancurkan hidrokarbon. Setelah minyak bumi dan gas alam
dihasilkan di dalam batuan sumber, mereka termigrasi, dalam beberapa
kondisi, dari batuan sumber menuju batuan berpori dan permeabel yang
disebut sebagai batuan reservoir(Porositas mengacu pada persentase
volume batuan yang berupa pori, permeabilitas mengacu pada kemampuan
batuan untuk menghantarkan fluida). Pengalaman pemboran menunjukkan
bahwa batuan reservoir untuk hidrokarbon adalah batupasir dan
batugamping. Secara kasar terdapat 55 persen minyak bumi dan 75 persen
gas alam terkandung di dalam reservoir batupasir, kebanyakan dari
sisanya terkandung di dalam batugamping.
Kebanyakan pori di dalam batupasir dan
batuan karbonat di bawah permukaan diisi oleh air. Saat hidrokarbon
bermigrasi dari batuan sumber menuju batuan reservoir di atasnya,
beberapa bagian dari air pori harus tergantikan untuk member ruang
terhadap akumulasi hidrokarbon. Karena hidrokarbon memiliki specific gravity
yang lebih rendah dibandingkan air, maka ia cenderung bergerak ke atas
air(minyak mengambang di atas air). Oleh karenanya, melalui perpindahan
progresif dari air pori, hidrokarbon secara gradual akan bergerak ke
atas melalui dip regional dari cekungan sedimen. Migrasi ini akan terus
berlanjut sampai minyak bumi mencapai perangkap, jika tidak menemui
perangkap, ia akan terus bermigrasi hingga merembes ke permukaan sebagai
rembesan minyak.
Perangkap hidrokarbon adalah sejenis
fitur struktural atau stratigrafi dari suatu batuan di mana minyak bumi
dan gas alam dapat secara mudah bermigrasi namun sulit untuk keluar dari
perangkap tersebut. tiga jenis perangkap petroleum yang umum dijumpai
adalah antiklin, patahan, dan pinch out stratigrafikal. Minyak
atau gas akan bergerak ke atas menuju posisi yang secara struktural
lebih tinggi di dalam suatu antiklin, perangkap patahan, atau pinch out,
yang menyebabkan ia terhambat untuk mengalami pergerakan selanjutnya
dikarenakan adanya suatu lapisan batuan yang impermeable(serpih atau
evaporit) yang ada di atas lapisan reservoir dan menutupi perangkap
hidrokarbon. Oleh karena itu, pencarian endapan hidrokarbon membutuhkan
perangkap berada dan dibor pada cekungan yang mengandung sumber
hidrokarbon yang cukup dan batuan reservoir yang memadai. Perangkapnya,
saat dibor, dapat atau bisa juga tidak mengadung hidrokarbon. Hanya
sekitar 10 sampai 15 persen perangkap yang dibor pada explorasi area
baru yang menghasilkan kuantitas hidrokarbon komersial. Perangkap
structural(antiklin atau patahan) didapatkan posisinya berdasarkan
teknik seismic refleksi. Perangkap stratigrafi ditemukan melalui
analisis detail terhadap informasi stratigrafi yang didapatkan dari
penampang stratigrafi(berdasarkan log dan core) dan juga penampang seismik.
Analisis cekungan , bagi petroleum
geologist, oleh karenanya dimaksudkan untuk menemukan batuan sumber yang
cocok, batuan reservoir, dan perangkap di dalam suatu cekungan sedimen.
Untuk melakukan hal ini dibutuhkan prinsip-prinsip sedimentologi dan
stratigrafi, dan metode analisis lebih lanjutnya. Petroleum geologist
harus memiliki pemahaman menyeluruh mengenai aspek fisika, kimia, dan
biologi dari batuan sedimen, harus memahami konsep lingkungan
pengendapan, harus memahami konsep stratigrafi, harus memiliki pemahaman
prinsip geofisika dan geologi struktur, dan harus memiliki pemahaman
dasar mengenai proses perpindahan fluida melalui pori di batuan bawah
permukaan. Sekelompok geoscientist bekerja sama untuk melakukan
tugas-tugas tersebut , yang terdiri dari ahli stratigrafi ,
sedimentologist, petrologist, paleontologist, ahli geofisika, dan ahli
hidrologi.
Aplikasi dari teknik analisis cekungan untuk mengembangkan petroleum play
dideskripsikan oleh Allen dan Allen(1990). Sebelum pemboran terhadap
sumur eksplorasi baru dilakukan pada suatu cekungan yang belum terbukti,
petroleum geologist harus merumuskan karakteristik stratigrafi dari
cekungan tersebut untuk mengamati batuan sumber potensial dan batuan
reservoir yang hadir serta ketebalan dan ciri-cirinya. Mereka dapat
mengumpulkan dan menganalisa sampel dari batuan sumber potensial(serpih
dengan kandungan organik) untuk melihat apakah terdapat kandungan
material organic yang cukup(kerogen) dan tipe kerogen yang tepat hadir
untuk menghasilkan hidrokarbon. Beberapa jenis kerogen menghasilkan
minyak bumi, sedangkan tipe lainnya menghasilkan gas. Lewat studi
singkapan permukaan, dan dibantu dengan pemboran lubang dengan diameter
kecil, mereka dapat mendeterminasi batuan reservoir mana yang memiliki
porositas dan permeabilitas yang cukup sehingga layak untuk dibor.
Jika batuan sumber dan batuan reservoir
yang layak telah ditemukan di dalam suatu cekungan, langkah selanjutnya
adalah menemukan perangkap hidrokarbon yang memiliki dimensi yang cukup
untuk mengandung kuantitas hidrokarbon yang komersial. Seperti yang
telah dijelaskan sebelumnya, perangkap hidrokarbon ditemukan melalui
metode seismik. Komponen mendasar dari suatu perangkap adalah timing dari
kehadiran lapisan tudung yang impermeabel di atas lapisan reservoir
yang menghalangi hidrokarbon untuk terlepas ke permukaan. Pada tahap
akhir, geologist akan mempelajari pola aliran fluida pada batuan bawah
permukaan dari suatu cekungan untuk melihat apakah fluida mengalir
dengan tekanan yang cukup untuk dapat menggerakkan hidrokarbon menuju
lubang bor yang mempenetrasi batuan reservoir. Jika semua syarat yang
telah dijelaskan ini hadir, batuan sumber-batuan reservoir-perangkap
hidrokarbon, sumur akan dibor.
Boggs, Jr. S.(2006): Principal of Sedimentology and Stratigraphy 4th edition, Hal 576-580, Pearson Education, inc., Upper Saddle River New Jersey.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar