Bab I Pendahuluan
I.1 Latar Belakang Eskplorasi minyak dan gas bumi di cekungan Sumatera Tengah telah dimulai sejak awal abad ke-19. Eksplorasi pada tahap awal memiliki tantangan tersendiri yaitu tantangan ilmu geologi dan teknologi yang belum berkembang pesat saat itu. Ditemukannnya beberapa lapangan raksasa di cekungan Sumatera Tengah pada periode tahun 1940-1970 seperti lapangan Minas dan Duri menjadi pendorong utama gencarnya eksplorasi minyak dan gas di cekungan Sumatera Tengah oleh berbagai perusahaan asing pada era tersebut.
Perkembangan pemahaman ilmu geologi, geokimia minyak dan gas bumi, teknologi komputer, kemajuan teknologi pencitraan bawah permukaan dengan munculnya teknologi seismik 3 dimensi (3D) merupakan kemajuan sangat pesat dari metode eksplorasi antiklin dan rembesan minyak yang dipakai sebelumya. Sebagian besar lapangan-lapangan raksasa dunia telah ditemukan pada dekade 70-an hanya dengan menggunakan metode eksplorasi pemetaan geologi permukaan dan data seismik 2 dimensi (2D). Saat ini mencari potensi cadangan minyak dan gas baru menggunakan pendekatan eksplorasi konvensional seperti itu menjadi semakin sulit dilakukan karena yang tersisa adalah potensi dengan ukuran yang jauh lebih kecil dan atau pada kondisi lingkungan permukaan yang sulit dijangkau seperti laut dalam.
Sebuah cekungan sedimen dapat diangap tidak potensial dan ditinggalkan oleh sebuah perusahaan eksplorasi minyak dan gas setelah dilakukan eksplorasi dengan metode pendekatan konvensional. Setelah daerah tersebut ditinjau dan dimasuki kembali oleh perusahaan lain dengan konsep, metode pendekatan dan interpretasi yang berbeda sangat mungkin terjadi kemudian berhasil ditemukan cadangan minyak dan gas bumi baru.
1
Sebagian besar cekungan sedimen Tersier di Indonesia dibentuk oleh ekstensi baik pada gaya tektonik tensil ataupun sub gaya tensil dalam zona kompresi seperti pull apart basin dalam zona tektonik wrench (wrench tectonic). Sub Cekungan Barumun salah satu sub hasil tektonik wrench dan dibentuk oleh sesar geser mendatar. Dilihat dari ukuran dan dimensi graben, Barumun adalah sub cekungan paling besar di cekungan Sumatera Tengah, sehingga diharapkan memiliki potensi hidrokarbon yang besar pula. PT. Chevron Pacific Indonesia sejak tahun 2001 mengoperasikan sebuah blok konsesi yang terletak di Sub Cekungan Barumun. Evaluasi geologi dan evaluasi potensi minyak dan gas bumi pada Sub Cekungan Barumun ini menjadi fokus utama tim eksplorasi dalam usaha menemukan cadangan baru
Salah satu pendekatan yang diperlukan untuk mengurangi resiko kegagalan eskplorasi minyak dan gas bumi adalah pemahaman yang komprehensif dan terintegrasi mengenai sejarah perkembangan geologi sebuah cekungan sedimen. Pemodelan perkembangan geologi cekungan sedimenter (basin modeling) saat ini telah menjadi salah satu alat utama dalam evaluasi potensi minyak dan gas bumi. Interpretasi sejarah geologi yang akurat dan mendekati kenyataan menjadi masukan paling utama dan penting dalam pemodelan geologi sebuah cekungan baik secara 2 dimensi ataupun 3 dimensi mengikuti urutan waktu. Munculnya tambahan data baru dan perubahan konsep atau asumsi-asumsi geologi yang dipakai menjadi kunci keunggulan dalam persaingan bisnis eksplorasi minyak dan gas bumi. Pendekatan dan pemahaman perkembangan sejarah geologi Sub Cekungan Barumun akan menjadi tujuan dari penelitian ini dalam rangka memberi masukan yang lebih akurat untuk pemodelan sistem hidrokarbon.
I.2 Masalah Penafsiran sejarah perkembangan struktur dan stratigrafi Sub Cekungan Barumun belum dilakukan dengan lengkap dan komprehensif. Dengan adanya data baru berupa sumur Footwall-1 dan data seismik 3D di Sub Cekungan Barumun, maka muncul peluang penafsiran baru sejarah geologi cekungan. Penafsiran sejarah geologi ini akan sangat mempengaruhi pemodelan sistem hidrokarbon, untuk itu
2
diperlukan peninjauan ulang penafsiran sejarah dan pemodelan geologi Sub Cekungan Barumun menggunakan data dan temuan terbaru.
I.3 Objek dan Lokasi Penelitian Objek penelitian adalah dan paket stratigrafi Kelompok Pematang yang diendapkan dalam cekungan hasil struktur pull apart beserta struktur sesar-sesar pembentuk Sub Cekungan Barumun di Cekungan Sumatera Tengah.
Sub Cekungan Barumun merupakan bagian utara dari Cekungan Sumatera Tengah, terletak di Sumatera Utara sekitar 30 km arah timur laut dari kota Rantau Prapat, berada dalam kotak bergaris merah dalam Gambar I.1. Daerah ini bisa dicapai dengan perjalanan darat sekitar 3 jam dari Kota Medan ke arah Tenggara, dan sekitar 8 jam jika ditempuh perjalanan darat dari Kota Pekanbaru. Sub Cekungan Barumun berada di Utara tinggian Kubu dan di sebelah selatan
309000
716000
700000
o 50’ 100
675000
o 40’ 100
o
o 30’ 100
100 20’ 650000
o
625000
100 10’
o 100 00’
o 50’ 99
600000
o 40’ 99 575000
565000
Tinggian Asahan serta di sebelah timur dari Pegunungan Barisan.
309000
KISARAN PSC BLOCK
300000
300000
2o 40’
2o 40’
PASIRMAS-1
C A
D
B
2o 30’ 275000
BILA-1
F
E
o 2 30’ 275000
PANAI-1 PANAI-2
KAYUARA-1
H
G
PANAI-3 2o 20’
L
BARUMUN-1K
250000
N
M
G’
o 2 10’
P
O TOLANG-1
o 2 10’
R
Q
DAUN-1
SIRINGO CH-1KUNDUR-1
T
S
KARANG-1 SITANGKO-2 V U SITANGKO-3 225000
W X
PERBAUNGAN-1
2o 00’
BULUHAUR_CH-1
BARU-1 SISUMUT-1 D’ TOTOLAN-1
F’ E’
0
Pinang Pusing
o 2 00’
Damar
A’
COASTAL PLAIN BLOCK o 50’ 1
ROKAN BLOCK
200000
Bangko
SIAK BLOCK Tanjungmedan AREA I
Antara Nella
o 1 40’
Balam SE 716000
700000
Balam
o 100 50’
675000
o 100 30’
o 20’ 100 650000
o 10’ 100
Buaya 625000
o 100 00’
o 99 50’
KISARAN PSC PROPOSED AREA CPI AREAS OF OPERATION GAS PIPELINE OIL PIPELINE ROAD OIL FIELD o 40’ 99 575000
565000
Y
LEGEND
1o 40’
178000
SITANGKO-1 Z
B’
25 KMS
600000
1o 50’ 200000
C’ Sijambu
225000
o 100 40’
H’
2o 20’
J
I
CABE-1 MERBAU-1 250000
178000
Area of study in South Balam Barumun subTrough basin
Gambar I.1 Peta lokasi penelitian di sub-cekungan Barumun, Cekungan Sumatera Tengah Lokasi daerah penelitian berada di wilayah administratif Provinsi Sumatera Utara, sekitar 300 km ke arah selatan Kota Medan, tepatnya di sekitar Rantau Prapat Kabupaten Labuhan Batu Sumatera Utara. Keterjangkauan lokasi ini dapat 3
dicapai dengan angkutan udara dari Jakarta menuju Medan, dilanjutkan perjalanan darat dengan kereta api atau mobil ke arah Rantau Prapat sekitar 6 jam perjalanan.
I.4 Tujuan dan Lingkup Penelitian Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui perkembangan dan interaksi pembentukan struktur sesar pembentuk cekungan dengan rekaman proses sedimentasi yang diobservasi dari data seismik dan data sumur pemboran. Menyusun ulang tektonostratigrafi Sub Cekungan Barumun menjadi tujuan berikutnya. Model tiga dimensi perkembangan struktur dan sedimentasi pada Sub Cekungan Barumun akan dibuat untuk mempermudah pemahaman sejarah geologi Sub Cekungan Barumun pada rentang waktu geologi Eosen – Oligosen.
Sistem hidrokarbon tidak akan dibahas secara mendetil dalam lingkup penelitian. Analisis geokimia bukan merupakan bagian dari lingkup penelitian ini, namun data geokimia yang sudah ada digunakan sebagai data penunjang dalam pembahasan sejarah geologi.
I.5 Manfaat Hasil penelitian, berupa revisi model geologi Sub Cekungan Barumun diharapkan dapat mempertajam hasil penelitian sebelumnya rangka penilaian ulang potensi hidrokarbon pada Sub Cekungan Barumun. Hasil sintesa sejarah geologi pada Sub Cekungan Barumun terutama pemahaman mengenai perkembangan geologi cekungan secara tidak langsung akan memberikan informasi penting untuk pemodelan sistem petroleum. Penjajagan mengenai batuan induk, reservoir, jebakan dan migrasi akan terkait kuat terhadap sejarah perkembangan cekungan.
Metode pendekatan dan analisis yang dipakai dan didokumentasikan dalam penelitian ini, dapat dijadikan model teknik evaluasi pada cekungan lain sebagai sumbangan terhadap ilmu geologi.
4
I.6 Batasan Penelitian Pembahasan penelitian ini dibatasi pada endapan syn-rift Eosen-Oligosen sampai immediate post rift. Sejarah geologi saat rifting akan diulas dan menjadi inti dari sintesa sejarah Sub Cekugan Barumun. Penentuan umur paket sedimen menggunakan metode biostratigrafi tidak dilakukan dalam penelitian ini. Pembahasan lanjut sistem petroleum tidak termasuk topik yang dibahas dalam penulisan tesis ini.
I.7 Asumsi Asumsi-asumsi yang dipakai dalam penelitian ini adalah sebagai berikut: 1. Struktur geologi pada batuan dasar (basement) merupakan produk dari deformasi yang sudah terjadi sebelumnya dan bekerja pada zona-zona lemah yang sudah ada. 2. Sub Cekungan Barumun dibentuk oleh tektonik dengan pola ekstensional. 3. Geometri peta isopach merupakan rekaman perkembangan struktur.
I.8 Hipotesis Hipotesis kerja yang diajukan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut: 1. Arah ekstensi maksimum secara umum akan ditunjukkan oleh geometri isopach. 2. Pola urutan pengendapan dimulai dari pengendapan pengisian cekungan akan mengikuti urutan syn-rift sampai post-rift 3. Kelompok lithostratigrafi Pematang sebagian besar merupakan endapan syn-rift. 4. Rifting pada Sub Cekungan Barumun terjadi pada beberapa fase perkembangan struktur sesar. 5. Geometri Sub Cekungan Barumun pada tiap tahap pembentukannya mempengaruhi penyebaran fasies.
5
I.9 Tantangan Penelitian Ukuran Sub Cekungan Barumun saat Paleogen termasuk kecil jika dibandingkan dengan ukuran cekungan akibat rifting benua. Geometri cekungan yang dibentuk oleh beberapa blok-blok sesar mengakibatkan geometri dasar pengendapan sedimen tidak datar sejak awal. Sehingga sulit dijumpai paket sedimen yang memiliki bentuk asal horisontal dari tepi cekungan sampai ke tengah cekungan yang paling dalam. Bentuk paket-paket sedimen tidak horisontal, namun memiliki kemiringan yang bervariasi bergantung kepada tatanan lingkungan pengendapannya. Deformasi yang terjadi setelah pengendapan sedimen membuat penafsiran sejarah geologi menjadi lebih kompleks untuk diselesaikan.
Penafsiran sejarah perkembangan cekungan umumnya dilakukan dengan cara merestorasi efek deformasi oleh struktur dengan cara flattening sehingga diperoleh gambaran perkembangan geometri basin maupun bentuk paket sedimen dari waktu ke waktu. Restorasi struktur konvensional umumnya didasarkan pada hukum original horizontality paket sedimen ketika diendapkan. Secara teoritis sedimen dengan asal mula horisontal ini hanya akan didapat pada kondisi basinal yang memiliki dasar pengendapan horisontal pula. Pada kasus Sub Cekungan Barumun, sulit sekali dijumpai sedimen yang diendapkan secara horisontal sejak awal baik di tepi cekungan maupun di tengah cekungan. Restorasi dengan cara konvensional ini pada kasus tertentu dapat mengakibatkan penafsiran stratigrafi seismik yang tidak tepat, karena ada kemungkinan laju pertumbuhan ruang akomodasi tidak dapat diikuti oleh laju sedimentasi. Dengan demikian penelitian ini lebih disandarkan kepada studi stratigrafi seismik secara tiga dimensi untuk melakukan penafsiran tatanan sedimentasi.
Penafsiran struktur yang dilakukan dari penafsiran peta isochrone atau isopach yang dalam beberapa sisi memiliki kelemahan, yaitu isopach dan isochrone tidak secara langsung mencerminkan besarnya ruang akomodasi dan besarnya offset sesar. Isopach dan atau isochrone hanya mencerminkan ruang akomodasi kumulatif minimum yang terekam dalam satu kurun waktu tertentu.
6
Penggunaan isopach dan isochrone sebagai indikator pertumbuhan struktur sesar dapat bekerja dengan baik pada tatanan sedimentasi dengan laju yang seimbang dengan pertumbuhan ruang akomodasi oleh pergerakan sesar. Konsep ini akan berlaku baik pada endapan-endapan basinal yang luas dan relatif datar atau memiliki gradien slope rendah, seperti endapan kontinen pasif.
Karakter arsitektur Sub Cekungan Barumun yang memiliki karakter slope yang relatif tinggi, sempit memanjang dengan luasan cekungan yang terbatas, membuat penafsiran perkembangan sesar menggunakan peta isopach harus dilakukan dengan hati-hati. Kehati-hatian ini diperlukan karena sebagian besar sedimen asal daerah tinggian akan diendapkan pada tepian cekungan ber-slope tinggi, sulit ditemukan sedimen yang horisontal sejak awal pengendapan. Yang patut diperhatikan juga bahwa peta isopach tidak bisa digunakan langsung sebagai peta paleobathimetry tanpa kalibrasi dari asosiasi fosil, struktur sedimen dan atau stratigrafi seismik secara teliti.
7