MODEL EVOLUSI STRUKTUR ILIRAN-KLUANG DAN POTENSI PLAY RESERVOIR REKAHAN BATUAN DASAR DAERAH RIMAU, SUMATRA SELATAN
TESIS Karya tulis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister dari Institut Teknologi Bandung
Oleh :
Didit Ariady Firmansyah NIM: 22006013
Program Pasca Sarjana Geologi Departemen Teknik Geologi Fakultas Pasca Sarjana Institut Teknologi Bandung
INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2009
MODEL EVOLUSI STRUKTUR ILIRAN-KLUANG DAN POTENSI PLAY RESERVOIR REKAHAN BATUAN DASAR DAERAH RIMAU, SUMATRA SELATAN
Oleh :
Didit Ariady Firmansyah NIM: 22006013
Program Pasca Sarjana Geologi Departemen Teknik Geologi Fakultas Pasca Sarjana Institut Teknologi Bandung
Menyetujui Tim pembimbing Tanggal: ..............................
Pembimbing I
(Ir. Benyamin Sapiie, Ph.D)
Pembimbing II
(Dr. Ir. Chalid Idham Abdullah)
Dipersembahkan kepada, keluargaku Deasy, Ariiq dan Riffat, serta keluarga besar Petroleum Geoscience, South Sumatra Basin, PT. Medco E&P Indonesia
ABSTRACT
Iliran-Kluang structure is a paradox inside the Rimau Blok. A major NW-SE trending structure which controlling regional geology frameworks has yet to be geology structure understood. Therefore the main goal of this study is to evaluate evolution model of Iliran-Kluang structure through different tectonic regimes and its impact to petroleum system in Rimau block. Structure mapping and palinspatic reconstruction has been conducted to analyze the evolution and the behaviour of the structure. Most of the deformations histories in the Rimau block are characterized by complicated structural pattern, therefore depend on seismic interpretation only is insufficient to constrain unique structural interpretation.
The results and analysis of palinspatic reconstruction indicate that there are two deformation styles observed across study area. The deformation are extension event occurred from Pre-Tertiary to MFS-10 at Early Miocene then the shortening event occurred after SB-11 at Middle Miocene. Strain analysis of both deformations phase within the basin indicate variation of strain values. The extensional and shortening strain axes consistently show relative NE-SW and NW-SE of direction both during extension and contractional deformations. Therefore, the evolution of basin and structures in the Iliran-Kluang are closely relate to continuous strike-slip fault system from Pre-Tertiary to Recent time.
The exposure of Iliran High basement area during syn-rift and poly-phase deformations over the region has increased the potency of fractured basement reservoir developed in the area. An exploration play concept of fractured basement reservoir has been build to summarize all petroleum system components which have to be considered to explore this unconventional play.
i
ABSTRAK Struktur Iliran-Kluang merupakan sebuah paradoks di daerah blok Rimau. Struktur utama berarah baratlaut-tenggara yang mengontrol tatanan geologi regional daerah ini dari segi struktur geologi belum sepenuhnya dipahami. Oleh karena itu tujuan utama dari penelitian ini adalah untuk mengevaluasi model evolusi struktur Iliran-Kluang pada setiap rejim tektonik dan implikasinya terhadap sistem petroleum di blok Rimau.
Rekonstruksi
palinspatik
dan
pemetaan
struktur
digunakan
untuk
menganalisis evolusi dan tatanan struktur yang ada. Sejarah deformasi di blok Rimau dicirikan oleh berkembangnya pola struktur yang rumit, oleh karena itu interpretasi seismik saja tidak dapat diandalkan untuk menguraikan permasalahan interpretasi geologi struktur.
Hasil dan analisis rekonstruksi palinspatik mengindikasikan adanya dua tipe deformasi yang berlaku di daerah penelitian. Deformasi tersebut adalah deformasi ekstensional yang terjadi dari masa Pra-Tersier sampai MFS-10 pada masa Miosen Awal kemudian deformasi shortening yang dimulai setelah SB-11 pada masa Miosen Tengah. Hasil analisis strain selama kedua fase deformasi memperlihatkan cekungan memiliki nilai strain yang bervariasi. Sumbu strain ekstensional dan shortening terjadi secara konsisten pada arah relatif timurlaut-baratdaya dan baratlaut-tenggara selama berlangsungnya deformasi ekstensional maupun kontraksional. Oleh karena itu pembentukan cekungan dan struktur daerah Iliran-Kluang erat kaitannya dengan sistem sesar strike-slip yang berkelanjutan dari masa Pra-Tersier hingga masa Resen.
Tersingkapnya batuan dasar Tinggian Iliran selama masa syn-rift dan terjadinya deformasi poli-fase meningkatkan potensi terbentuknya reservoir rekahan batuan dasar didaerah ini. Sebuah konsep play eksplorasi reservoir batuan rekahan dibangun untuk merangkum seluruh komponen sistem petroleum yang perlu dipertimbangkan untuk melakukan eksplorasi pada play unconventional ini.
ii
PEDOMAN PENGGUNAAN TESIS Tesis S2 yang tidak dipublikasikan terdaftar dan tersedia di Perpustakaan Institut Teknologi Bandung, dan terbuka untuk umum dengan ketentuan bahwa hak cipta ada pada pengarang dengan mengikuti aturan HaKI yang berlaku di Institut Teknologi Bandung. Referensi kepustakaan diperkenankan dicatat, tetapi pengutipan atau peringkasan hanya dapat dilakukan seizin pengarang dan harus disertai dengan kebiasaan ilmiah untuk menyebutkan sumbernya. Memperbanyak atau menerbitkan sebagian atau seluruh tesis haruslah seizin Direktur Program Pascasarjana, Institut Teknologi Bandung.
iii
KATA PENGANTAR
Bismillahirrohmanirrohim,
Puji syukur keharibaan Allah SWT yang senantiasa melimpahkan rahmat, taufiq dan hidayah-Nya sehingga tesis ini dapat diselesaikan dengan baik. Penyusunan tesis ini merupakan salah satu persyaratan kurikulum Program Pasca sarjana Bidang Studi Ilmu Geologi, Institut Teknologi Bandung. Tesis ini membahas masalah kompleksitas evolusi struktur geologi di daerah blok Rimau dan kontribusi penelitian struktur geologi ini terhadap pengembangan potensi play baru untuk eksplorasi minyak dan gas dengan judul penelitian “Model Evolusi Struktur Iliran Kluang Dan Potensi Play Reservoir Rekahan Batuan Dasar Daerah Rimau, Sumatra Selatan”.
Dengan selesainya tesis ini, pada kesempatan yang berbahagia ini penulis menghaturkan terima kasih kepada pihak-pihak yang telah banyak membantu penelitian ini :
1. Ir. Benyamin Sapiie Ph. D, selaku pembimbing pertama, 2. Dr. Ir. Chalid Idham Abdullah, selaku pembimbing kedua, 3. Ketua Departemen Teknik Geologi dan Ketua Program Magister ITB, 4. Staf Pengajar Program Magister Teknik Geologi ITB, 5. Isteriku Deasy Dhamayanti Gustika serta kedua anakku, Ariiq dan Riffat, yang tak henti-hentinya berdoa dan memberikan semangat serta dukungan moral, mulai dari awal perkuliahan hingga selesainya penulisan tesis ini, 6. Orang Tua dan Mertua penulis atas segala doanya, 7. Manajemen PT. Medco E&P Indonesia, 8. Rekan-rekan Palembang High Exploration Group, South Sumatra Basin, PT. Medco E&P Indonesia,
iv
9.
Rekan-rekan Design Graphis, Petroleum Geoscience, PT. Medco E&P Indonesia atas supportnya.
10. Rekan-Rekan sesama mahasiswa Program Magister Teknik Geologi ITB angkatan tahun 2006.
Akhir kata penulis mengharapkan masukan demi perbaikan yang dapat membantu penulis menyempurnakan tesis ini. Semoga hasil penelitian ini dapat memberi arti dan bermanfaat bagi segenap pembaca.
Jakarta, September 2009
Penulis
v
DAFTAR ISI Halaman
i ii iii iv vi viii xii
ABSTRACT ABSTRAK PEDOMAN PENGGUNAAN TESIS KATA PENGANTAR DAFTAR ISI DAFTAR GAMBAR DAFTAR TABEL
BAB I. PENDAHULUAN
1
I.1. I.2. I.3. I.4. I.5. I.6.
1 1 2 3 3 4 4 5 6 7
I.7.
Latar Belakang Penelitian Rumusan Masalah Ruang Lingkup dan Objek Penelitian Hipotesa Kerja Asumsi Data dan Metodologi 1.6.1. Metoda Pemerolehan Data 1.6.2. Metoda Pemrosesan dan Interpretasi Data 1.6.3. Analisis dan Penafsiran Kontribusi Hasil Penelitian
BAB II. TATANAN GEOLOGI REGIONAL II.1. Kerangka Tektonik Regional Cekungan Sumatra Selatan II.2. Tektonostratigrafi Regional Cekungan Sumatra Selatan II.2.1. Pre-Rift 2.2.1.1. Batuan Dasar Pra Tersier II.2.2. Syn-Rift 2.2.2.1. Sikuen Eosen Akhir – Oligosen Awal Formasi Lemat II.2.3. Post Rift II.2.3.1. Sikuen Oligosen Akhir-Miosen Awal Formasi Talang Akar II.2.3.2. Sikuen Miosen Awal-Miosen Tengah Formasi Baturaja dan Gumai II.2.3.3. Sikuen Miosen Tengah Formasi Air Benakat
vi
9 9 11 11 11 13 13 14 14 15 16
II.2.3.4. Sikuen Miosen Akhir Formasi Muara Enim II.2.3.5. Sikuen Pliosen Formasi Kasai II.3. Tatanan Geologi Blok Rimau II.3.1. Struktur Geologi II.3.2. Stratigrafi
16 16 17 17 19
BAB III. PEMROSESAN DATA DAN HASIL INTERPRETASI
21
III.1. Dasar-dasar Interpretasi Struktur Pada Penampang Seismik III.1.1. Pengikatan data stratigrafi sikuen pada penampang seismik III.2. Interpretasi Dengan Kombinasi Tektonostratigrafi dan Stratigrafi Sikuen III.2.1. Kesetaraan marker stratigrafi sikuen terhadap unit tektonik III.2.2. Karakteristik Unit Tektonostratigrafi Pada Penampang Seismik III.3. Interprestasi Struktur Sesar Blok Rimau III.4. Konsep Analisis Struktur III.4.1. Konsep Strain dan Stress III.4.2 Konsep Rekonstruksi Penampang Seimbang
21 24
33 35 35 36
BAB IV. MODEL EVOLUSI STRUKTUR ILIRAN-KLUANG
39
IV.1. Analisis Geometri Struktur Iliran-Kluang IV.2. Analisis Kinematik Struktur Iliran-Kluang IV.2.1. Rekonstruksi Penampang Seimbang Struktur IliranKluang IV.2.2. Peta Isopah Daerah Rimau IV.3. Analisis Struktur Iliran-Kluang Berdasarkan Genetiknya IV.3.1. Tipe Sesar Ekstensional IV.3.2. Tipe Sesar Strike-Slip IV.3.3. Tipe Sesar Inversi IV.4. Model Evolusi Struktur Iliran-Kluang IV.5. Pengaruh Evolusi Struktur Iliran-Kluang Terhadap Potensi Eksplorasi Minyak dan Gas Tipe Play Reservoir Rekahan Batuan Dasar
39 44 44
25 27 31
60 64 64 64 67 67 73
BAB V. KESIMPULAN
82
DAFTAR PUSTAKA
85
vii
DAFTAR GAMBAR Halaman
Gambar I.1.
Area penelitian di daerah blok Rimau
2
Gambar I.2.
Sebaran data lintasan seismik 2D dan data sumur didalam blok Rimau Diagram alir penelitian
4
Gambar I.3. Gambar II.1.
Gambar II.2
Gambar II.3 Gambar II.4.
Gambar II.5.
Gambar II.6.
Gambar III.1.
Gambar III.2.
Tatanan pola cekungan sedimen Tersier Sumatra Selatan masa kini (modifikasi Pertamina BPPKA, 1996) Tatanan lempeng mikro dan batuan dasar Pulau Sumatra, dimodifikasi dari Pulunggono dan Cameron, 1984 (Barber dan rekan, 2005) Kolom litostratigrafi cekungan Sumatra Selatan, subcekungan Palembang (Pertamina-BPPKA, 1996) Peta paleotopografi masa Paleogen yang digabungkan dengan elemen- struktur regional jaman Miosen Awal memperlihatkan daerah tinggian dan depresi di daerah Rimau (Firmansyah dan rekan, 2007) Elemen-elemen struktur masa kini didalam Cekungan Sumatra Selatan. Daerah blok Rimau (berwarna hijau muda) termasuk dalam Antiklinorium Palembang Utara dan dicirikan oleh struktur Iliran-Kluang (modifikasi setelah Pertamina-BPPKA, 1997 oleh Argakoesoemah dan Kamal, 2004). Kolom litostratigrafi dan episode tektonik cekungan Sumatra Selatan, sub cekungan Palembang Utara (Kamal dan rekan, 2005). (a) diskontinuitas atribut seismik yang memperlihatkan bagian yang hilang pada garis merah umumnya mencirikan sesar pada rejim tensional. (b) perulangan karakter atribut seismik pada garis merah yang umumnya mencirikan sesar pada rejim kompresi. (a) unit lapisan 1, 2 dan 3 diendapkan sebelum terjadinya sesar yang dicirikan oleh ketebalan yang sama pada bagian hanging wall (HW) dan footwall (FW), sedangkan unit lapisan 4 diendapkan saat berlangsungnya pensesaran dicirikan dengan perbedaan ketebalan pada bagian footwall (FW) dengan hanging wall (HW). (b) unit lapisan 5 diendapkan setelah pensesaran yang mengontrol pengendapan lapisan 4 berhenti dan kemudian tersesarkan pada saat pengendapan lapisan 6 selama
viii
8 9
13
14 18
18
19
21
22
terjadinya reaktivasi sesar. (Hill, 2003). Gambar III.3.
Gambar III.9.
Conto interpretasi struktur patahan pada penampang seismik Sintetik seismogram lintasan seismik 1053-84 melewati sumur Jmk-1. Conto ideal cekungan half-graben dengan karakter refleksi seismik yang ideal mencerminkan setiap tahapan endapan rift. (Prosser, 1993). Model tektonostratigrafi dan stratigrafi sikuen pada sumur Jmk-1. Model korelasi stratigrafi regional arah baratdayatimurlaut dengan datum pada MFS-10. Sesar IliranKluang terdapat diantara sumur Stb-1 dan Tbn-3. Karakter refleksi seismik untuk sikuen Pre-Rift, SynRift, Sag, Post-Rift. Peta struktur kedalaman batuan dasar
34
Gambar III.10.
Visualisasi 3-Dimensi tatanan struktur geologi.
34
Gambar III.11.
Rekonstruksi penambang seimbang dengan metoda inclined shear Algoritma perhitungan strain (Gibbs, 1983)
37
Gambar III.4. Gambar III.5.
Gambar III.6. Gambar III.7.
Gambar III.8.
Gambar III.12. Gambar IV.1.
Gambar IV.2. Gambar IV.3. Gambar IV.4. Gambar IV.5. Gambar IV.6. Gambar IV.7.
Gambar IV.8.
Gambar IV.9.
Gambar IV.10.
Sebaran sesar daerah blok Rimau pada peta struktur batuan dasar. Sesar berarah baratlaut-tenggara merupakan sesar utama. Struktur cebakan pada lapangan minyak yang telah ditemukan erat kaitannya dengan pola sesar. Sebaran sesar daerah blok Rimau pada peta struktur batuan dasar. Sebaran sesar daerah blok Rimau pada peta struktur permukaan SB-7 Sebaran sesar daerah blok Rimau pada peta struktur permukaan SB-10. Sebaran sesar daerah blok Rimau pada peta struktur permukaan MFS-10. Sebaran sesar daerah blok Rimau pada peta struktur permukaan SB-11. Geometri pola struktur pada sistim rift memperlihatkan beberapa jenis geometri yang juga mempengaruhi geometri cekungan rift (Hill, 2003). Penampang palinspatik seismik A – A’ melewati bagian utara blok Rimau atau sebelah barat Tinggian Iliran. Penampang palinspatik seismik B – B’ melewati bagian tengah blok Rimau atau sebelah tengah Tinggian Iliran. Penampang palinspatik seismik C – C’ melewati bagian timur blok Rimau atau sebelah timur Tinggian
ix
23 25 27
29 30
32
37 40
40 41 41 42 42 43
45
46
47
Iliran. Gambar IV.11.
48
Gambar IV.12.
Penampang palinspatik seismik D – D’ melewati bagian tengah blok Rimau dan sejajar dengan arah dip cekungan dari Tinggian Iliran ke Graben Jemakur. Rekonstruksi penampang seimbang A-A’.
Gambar IV.13.
Rekonstruksi penampang seimbang B-B’.
52
Gambar IV.14.
Rekonstruksi penampang seimbang C-C’.
53
Gambar IV.15.
Rekonstruksi penampang seimbang D-D’.
54
Gambar IV.16.
Histogram analisis strain daerah Rimau.
58
Gambar IV.17.
Peta isopah SB-7 ke SB-1 menunjukan perkembangan cekungan didaerah penelitian pada masa Mid Syn-Rift. Peta isopah SB-10 ke MFS-10 menunjukan lokasi daerah sagging didaerah penelitian pada masa Mid Post-Rift. Peta isopah SB-11 - SB-1 menunjukan mulai terbentuknya daerah tinggian lokal dan daerah cekungan yang membusur pada arah baratlauttenggara pada masa Late Post-Rift. Interpretasi pada penampang seismik komposit memperlihatkan tiga bagian utama unit tektonostratigrafi yang dapat dikenali dengan baik sebagai pre-rift, syn-rift dan post-rift. Selain itu penampang menunjukan sesar-sesar tipe ekstensional, inversi dan strike-slip. Citra SRTM menunjukan lineasi sesar Iliran-Kluang.
61
Model ideal dari pembentukan pola struktur yang berkaitan dengan deformasi strike-slip. Baik struktur depresi dan struktur pop-up dapat dihasilkan oleh satu sistem sesar strike-slip yang sama (dimodifikasi dari Christie-Blick dan Biddle, 1985). Rekonstruksi tektogenesa dan evolusi tektonik Tersier Asia Tenggara , Heidrick, T.L dan Aulia, K., (1996). Model evolusi komplek sesar Iliran-Kluang didaerah sebelah barat Tinggian Iliran berdasarkan penampang palinspatik A-A’ berarah timurlaut-baratdaya dan merujuk pada konsep tektonik strike-slip cekungan Sumatra Selatan (dimodifikasi dari ITB-Medco E&P Indonesia, 2006). Model evolusi komplek sesar Iliran-Kluang melintasi Tinggian Iliran dan sebagian Graben Jemakur berdasarkan penampang palinspatik D-D’ berarah baratlaut-tenggara dan merujuk pada konsep tektonik
66
Gambar IV.18.
Gambar IV.19.
Gambar IV.20.
Gambar IV.21. Gambar IV.22.
Gambar IV.23.
Gambar IV.24.
Gambar IV.25.
x
51
61
62
63
65
68
70
71
Gambar IV.26.
Gambar IV.27. Gambar IV.28.
Gambar IV.29.
Gambar IV.30.
Gambar IV.31. Gambar IV.32.
Gambar IV.33. Gambar IV.34. Gambar IV.35. Gambar IV.36.
strike-slip cekungan Sumatra Selatan (dimodifikasi dari ITB-Medco E&P Indonesia, 2006). Kartun diagram blok yang menggambarkan ringkasan evolusi cekungan dan struktur Iliran-Kluang di daerah Rimau. Konsep play eksplorasi reservoir rekahan batuan dasar. Diagram fence arah baratlaut-tenggara (dip) dan arah timurlaut-baratdaya (strike) memotong area eksplorasi Tinggian Iliran. Tatanan batuan dasar Pra Tersier Sumatra (Barber dan rekan, 2005) dan zonasi lempeng mikro pulau Sumatra (Metcalfe, 1996). Singkapan batuan metamorf mesozoikum (A) memperlihatkan kekar yang intesif dan kenampakan kekar pada batuan teroboson granitik (B) mesozoikum. Batuan ini merupakan bagian dari lempeng mikro Malaya Timur. Indikasi rekahan pada batuan dasar metamorf sumur Rjk-1 di Tinggian Iliran. Peta distribusi Formasi Lemat. Zona merah merupakan daerah singkapan batuan dasar, zona kuning merupakan daerah endapan kontinen dan zona coklat merupakan daerah endapan lakustrin sebagai batuan induk. Lintasan BT-BT’ dalam peta migrasi masa resen pada level batupasir Formasi Talang Akar. Pemodelan kematangan vitrinit (Ro) pada lintasan BT-BT’. Pemodelan saturasi dan ekspulsi hidrokarbon menuju carrier beds. Konsep lateral migrasi hidrokarbon kedalam rekahan batuan dasar dari titik onlap carrier beds (McNaughton,1953).
xi
72
74 75
75
76
77 78
79 80 81 81
DAFTAR TABEL Halaman
Tabel IV.1.
Perhitungan strain penampang palinspatik A – A’.
56
Tabel IV.2.
Perhitungan strain penampang palinspatik B – B’.
56
Tabel IV.3.
Perhitungan strain penampang palinspatik C – C’.
56
Tabel IV.4.
Perhitungan strain penampang palinspatik D – D’.
57
Tabel IV.5.
Perbandingan nilai strain pada empat penampang palinspatik. Kotak warna merah merupakan nilai shortening, kotak warna hijau merupakan nilai extensional.
57
xii
