UNIVERSITAS DIPONEGORO EVALUASI BATUAN INDUK FORMASI TANJUNG BERDASARKAN DATA GEOKIMIA HIDROKARBON PADA LAPANGAN ‘ROSSA’ DI CEKUNGAN MAKASSAR SELATAN, INDONESIA TUGAS AKHIR
Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana Strata-1
OCTAROSA ASTRI PONJASARI 21100112140054
FAKULTAS TEKNIK DEPARTEMEN TEKNIK GEOLOGI
UNIVERSITAS DIPONEGORO i
ii
HALAMAN PERNYATAAN ORISINALITAS
Skripsi ini adalah hasil karya saya sendiri, dan semua sumber baik yang dikutip maupun dirujuk telah saya nyatakan dengan benar.
NAMA
: OCTAROSA ASTRI PONJASARI
NIM
: 21100112140054
Tanda Tangan : Tanggal
:1 Maret 2017
iii
HALAMAN PERNYATAAN ORISINALITAS
Skripsi ini adalah hasil karya saya sendiri, dan semua sumber baik yang dikutip maupun dirujuk telah saya nyatakan dengan benar
NAMA
: OCTAROSA ASTRI PONJASARI
NIM
: 21100112140054
Tanda Tangan
:
Tanggal
: 1 Maret 2017
iv
HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI TUGAS AKHIR UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS
Sebagai sivitas akademika Universitas Diponegoro, saya yang bertanda tangan dibawah ini: Nama NIM Departemen Fakultas Jenis Karya
: Octarosa Astri Ponjasari : 21100112140054 : Teknik Geologi : Teknik : Skripsi
Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada Universitas Diponegoro Hak Bebas Royalti Noneksklusif (None-exclusive Royalty Free Right) atas karya ilmiah saya yang berjudul : “Evaluasi Batuan Induk Formasi Tanjung Berdasarkan Data Geokimia Hidrokarbon pada Lapangan “ROSSA” di Cekungan Makassar Selatan, Indonesia” Beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti/ Noneksklusif ini Universitas Diponegoro berhak menyimpa n, mengalihmedia/formatkan, mengelola dalam bentuk pangkalan data (database), merawat dan mempublikasikan tugas akhir saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis/ pencipta dan sebagai pemilik Hak Cipta. Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya.
Dibuat di Pada Tanggal
: Semarang : 1 Maret 2017
Yang menyatakan
Octarosa Astri Ponjasari
v
KATA PENGANTAR
Terdapat dua cekungan di Selat Makassar yaitu Cekungan Makassar Utara yang dibatasi Platform Paternosfer dan Cekungan Makassar Selatan. Produksi minyak dan gas bumi banyak terdapat di Cekungan Makassar Utara sedangkan pada Cekungan Makassar Selatan kurang produktif. Terjadinya penemuan hidrokarbon di Cekungan Makassar Selatan menunjukan adanya sistem petroleum aktif di Lapangan “ROSSA” yang berada di kedalaman sekitar 200 feet dan sedang dikembangkan mengenai potensi keterdapatan hidrokarbon. Dalam Laporan Tugas Akhir ini, peneliti berusaha memberikan gambaran secara umum mengenai studi evaluasi batuan induk pada Lapangan ROSSA, khususnya sumur P1, M1 dan MK1 sehingga dapat mengeatahui kebenaran adanya hidrokarbon pada Cekungan Makassar Selatan. Selain itu, juga diharapkan pada studi ini dapat menjadi pertimbangan untuk menentukan strategi pengembangan Lapangan ROSSA. Studi data geokimia contoh minyak dan batuan meliputi fisik dan unsur kimia yang berasal dari tiga sumur yaitu tiga contoh batuan dari tiap sumur dan satu contoh minyak. Contoh minyak ataupun batuan tersebut didapatkan dari hasil pengeboran inti batuan pada Cekungan Makassar Selatan. Data minyak dan batuan yang diuji dari sumur berdasarkan kekayaan karbon organik total (TOC), Rock Eval Pyrolisis (REP), pantulan vitrinit (Ro), Kromatografi Gas (GC) serta Kromatografi Gas Spektometri Massa (GC-MS). Data biomarker yang digunakan dalam penelitian dibatasi hanya pada ion massa yang umum digunakan yaitu triterpana (m/z 191) dan sterana (m/z 217). Berdasarkan data-data tersebut maka selanjutnya dilakukan analisis penentuan materia l asal dan lingkungan pengendapan.
Semarang, 1 Maret 2017
Peneliti
vi
UCAPAN TERIMAKASIH
Puji syukur ke hadirat Allah S.W.T., berkat rahmat, hidayah dan pertolonga nNya, peneliti dapat menyelesaikan skripsi Strata-1 ini. Laporan tugas akhir ini, dapat diselesaikan berkat bantuan berbagai pihak. Untuk itu penyusun ingin mengucapka n rasa terimakasih yang besar kepada yang terhormat: 1. Kedua orangtua, Mama Sulastri dan Papa Agus Suyoto, kakak Elfana Yolanda Putri dan mas Topan Biki yang telah memberikan kasih sayang, perhatian, semangat dan doa kepada peneliti. 2. Bapak Najib, S.T., M.Eng., Ph.D selaku Ketua Departemen Teknik Geologi, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro 3. Bapak Ir. Henarno Pudjihardjo MT selaku dosen wali peneliti di Departemen Teknik Geologi, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro 4. Bapak Ir. Hadi Nugroho, Dipl. EGS, MT selaku pembimbing ke-1 peneliti dan Bapak Reddy Setyawan, ST., MT selaku dosen pembimbing ke-2 yang telah mengajarkan dan membimbing dengan penuh kesabaran dalam menyelesa ika n Tugas Akhir ini. 5. Semua dosen Departemen Teknik Geologi UNDIP yang telah mencurahka n segenap ilmunya kepada penulis selama penulis menempuh perkuliahan. 6. Bapak Dedi Ariyono selaku pembimbing Tugas Akhir di Mubadala Petroleum Indonesia yang selalu sabar mengajarkan peneliti dan telah menyisakan waktu untuk memberikan arahan pengerjaan Tugas Akhir. 7. Bapak Yuyus Kusnandar selaku Manager Department Exploration, Mba Nadia, Mas Rahadian, Mas Baskara, Mba Chrisna sebagai Geologist yang selalu memberikan masukan kepada peneliti, serta seluruh pihak HRD dan pegawai yang telah memberikan kesempatan peneliti untuk melaksanakan Tugas Akhir di Mubadala Petroleum Indonesia. 8. Setyo Mardani, Nency Preptisa, Diah Wijitianti, Siti Rofikoh yang telah meluangkan waktunya untuk berbagi keluh kesah, menjadi sumber inspirasi dan motivasi dalam menyelesaikan Tugas Akhir. 9. Lukluk Mahya, Dita Febriani, Anindya Estiandari, Yoga Adhitama, Enrico dan Adi Danu yang selalu memberikan masukan kepada peneliti dari kesulitan yang dihadapi selama pengerjaan Tugas Akhir. 10. Seluruh teman-teman Teknik Geologi Universitas Diponegoro khususnya angkatan 2012 yang selalu memberikan semangat, kritik dan saran selama penelitian Tugas Akhir ini. Penulis berharap semoga laporan skripsi ini dapat bermanfaat dan menjadi sumbanga n pemikiran bagi semua pihak kedepannya. Semarang, 1 Maret 2017 Penulis
vii
ABSTRAK Terjadinya penemuan hidrokarbon di Cekungan Makassar Selatan menunjukka n adanya sistem petroleum aktif di Lapangan “ROSSA” yang berada di kedalaman sekitar 200 kaki dan sedang dikembangkan mengenai potensi keterdapatan hidrokarbon. Untuk mengetahui kualitas dan kematangan hidrokarbon tersebut, maka dilakukan adanya analisis geokimia pada batuan induk agar dapat menghasilkan suatu pemahaman yang baik dalam menginterpretasikan potensi hidrokarbon pada Lapangan “ROSSA” Pada pengerjaan tugas akhir ini, diperlukan beberapa metode penelitia n diantaranya adalah metode deskriptif dan metode analisis. Metode deskriptif yaitu metode yang didapatkan dari studi literatur yang berhubungan dengan daerah penelitian. Studi literatur ini berupa data geologi regional, atau referensi tentang objek penelitian. Metode kedua ialah metode analisis yang digunakan dalam penelitia n sebagai berikut: Pertama, analisis data geokimia menggunakan metode Total Organic Carbon (TOC), Rock Eval Pyrolysis (REP), pantulan vitrinit (Ro). Kedua, analisis biomarker dengan menggunakan metode GC dan GCMS untuk mengetahui asal material organik. Dari hasil analisis kuantitas, kualitas dan kematangan batuan induk, Formasi Tanjung memiliki kekayaan material organik sebagai batuan induk yang cukup baik yaitu sebesar 0.5 mg/g – 6.09 mg/g dan indeks hidrogen 124 wt% - 293 wt% yang menunjukkan kecenderungan menghasilkan minyak dan gas yang berasal dari kerogen tipe II dan tipe III. Formasi Tanjung memiliki kematangan pada tahap awal (early mature) yaitu dengan nilai Ro sebesar 0.5% dan Tmaks 437°C. Nilai Pr/Ph sebesar 2,1 dan Pr/n C17 sebesar 1,6 menunjukan batuan induk berasal dari karakteristik fluviodeltaik. Dari data Pr/nC17 vs Pr/Ph menunjukan bahwa sumber material organik penghasil dari batuan induk penghasil minyak bumi berasal dari tumbuhan tingkat tinggi sedangkan lingkungan pengendapan batuan induk penghasil minyak bumi bersifat suboksik. Kata kunci: geokimia, hidrokarbon, batuan induk, Cekungan Makassar Selatan.
viii
GLOSARIUM
Carbonat build up :adalah batuan karbonat yang terdiri dari material- material yang organik yang selalu mencari tempat paling tinggi agar bisa lebih dekat matahari, sehingga saling tumpuk menumpuk membentuk build up. Fluvio deltaic
: lingkungan pengendapan yang terdiri dari sistem sungai dan sistem delta, namun lebih dominan kepada sistem sungai
Graben/ terban
:hasil dari patahan pada kulit bumi yang mengalami depresi dan terletak antara dua bagian yang lebih tinggi
Horst/ sembul
: hasil dari terjadinya patahan pada kulit bumi yang mengala mi pengangkatan sehingga menjadi lebih tinggi dibandingkan daerah sekitarnya.
Lowstand
: sikuen stratigrafi paling bawah yang diendapkan pada periode antara muka air laut relatif dengan penaikan muka air laut relative yang terjadi kemudian.
Moldic
: suatu
bentuk
pembubaran
porositas fragmen
sekunder yang cangkang
atau
dikembangkan partikel
lain
oleh untuk
meninggalkan ruang kosong yang sebelumnya ditempati oleh partikel. Onlap
: lapisan yang relatif horizontal berakhir pada permukaan miring atau akhir dari lapisan miring pada permukaan.
Postrift
: proses pengendapan
sedimen berlangsung
setelah terbentuk
cekungan atau sedimentasi pada basin yang sudah stabil. Synrift
: proses pengendapan sedimen berlangsung sebelum terbentuk cekungan
atau
sedimentasi
bersamaan
dengan
aktifitas
pembentukan basin.
ix
Vuggy
: porositas sekunder yang dihasilkan oleh pembubaran fitur besar dalam batuan karbonat yang meninggalkan lubang besar.
x
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ............................................................................................. i LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................... ii HALAMAN PENGESAHAN PENGUJI .............................................................. iii HALAMAN PERNYATAAN ORISINILITAS .................................................... iv HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI ............................ v KATA PENGANTAR ........................................................................................... vi UCAPAN TERIMAKASIH ................................................................................... vii ABSTRAK ............................................................................................................. viii GLOSARIUM ........................................................................................................ ix DAFTAR ISI ......................................................................................................... xi DAFTAR GAMBAR ............................................................................................. xiii DAFTAR TABEL.................................................................................................. xv BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Penelitian ...................................................................... 1.2 Maksud Penelitian.................................................................................. 1.3 Tujuan Penelitian ................................................................................... 1.4 Waktu dan Lokasi Penelitian ................................................................. 1.5 Batasan Masalah Penelitian ................................................................... 1.6 Manfaat Penelitian ................................................................................. 1.7 Penelitian Terdahulu .............................................................................. 1.8 Sistematika Penulisan ............................................................................
1 2 2 2 3 4 4 5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Geologi Regional Cekungan Makassar ................................................. 2.2 Konsep Dasar Geokimia Minyak dan Gas Bumi................................... 2.3 Organofasies........................................................................................... 2.4 Sejarah Pemendaman (Burial History) .................................................
7 14 27 28
BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Objek Penelitian..................................................................................... 3.2 Metode Penelitian .................................................................................. 3.3 Tahap Persiapan Penelitian .................................................................... 3.4 Pengolahan Data dan Analisis Data ......................................................
31 31 32 40
xi
3.5 Pengolahan Data Software ................................................................. 3.6 Tahap Pembahasan dan Penyusunan ................................................... 3.7 Hipotesis .............................................................................................. 3.8 Diagram Alir Pengerjaan.....................................................................
45 49 49 49
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN PENELITIAN 4.1 Kuantitas Material Organik................................................................. 4.2 Kualitas Material Organik................................................................... 4.3 Kematangan Material Organik ............................................................ 4.4 Lingkungan Pengendapan ................................................................... 4.5 Analisis Biomarker .............................................................................. 4.6 Geokimia dengan Geologi Regional ................................................... 4.7 Korelasi Batuan Induk dan Minyak Bumi........................................... 4.8 Keterdapan Hidrokarbon dan Sejarah Pemendaman ...........................
52 55 57 63 70 74 76 77
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan.......................................................................................... 87 5.2 Saran ................................................................................................... 90 DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 91
xii
DAFTAR GAMBAR Gambar 1.1
Lokasi Lapangan ROSSA di Cekungan Makassar Selatan ............ 3
Gambar 2.1
Struktur geologi pada bagian tenggara Pulau Kalimantan ............. 8
Gambar 2.2
Stratigrafi umum area Lapangan ROSSA ..................................... 10
Gambar 2.3
Berbagai macam bentuk distribusi alkana normal akibat adanya perbedaan asal material alkana normal. A. Distrib us i alkana normal asal material darat, B. Distribusi alkana norma l asal material darat dan alga laut, C dan D. Distribusi alkana normal asal material alga laut (Waples, 1985) ............................ 22
Gambar 3.1
Kromatografi gas pada sumur P1 pada kedalaman 8377 kaki....... 36
Gambar 3.2
Diagram skematik REP.................................................................. 41
Gambar 3.3
Komposisi Litologi pada sumur P1 pada tiap satuan formasi ........ 46
Gambar 3.4
Sejarah termal sumur P1 dengan dua titik terkoreksi dan satu titik tidak terkoreksi ....................................................................... 47
Gambar 3.5
Model sejarah pengendapan pada daerah penelitian berdasarkan data sumur P1 ................................................................................ 48
Gambar 3.6
Diagram alir tahap penelitian.......................................................... 50
Gambar 4.1
Peta sebaran lokasi sumur penelitian lapangan ROSSA ............... 51
Gambar 4.2
Litostratigrafi sumur P1 dengan pengambilam Sembilan sampel batuan pada kedalam 7480 -7900 kaki........................................... 52
Gambar 4.3
Diagram antara Potential Yield (PY) vs Total Organic Carbon (TOC) yang menunjukan kuantitas hidrokarbon yang baik diindikasikan pada sumur P1 dan M1 ........................................... 54
Gambar 4.4
Diagram HI vs Tmaks menunjukkan sumur P1, MK1 dan M1 mempunyai tipe kerogen II dan III ................................................ 57
Gambar 4.5
Diagram suhu maksimal (Tmaks) vs Produstion Index (PI) sumur P1, MK1 dan M1 yang menunjukan terdapat sampel yang telah masuk pada oil window di tingkat kematangan awal ............ 58
Gambar 4.6
Pantulan vitrinit pada sumur P1 di kedalaman 4950 kaki – 9180 kaki menunjukan bagian yang mulai matang sampai sedikit matang ............................................................................................ 59
Gambar 4.7
Kematangan awal Formasi Tanjung pada sumur P1 berdasarkan diagram pantulan vitrinit (Ro) vs Tmaks ....................................... 60
xiii
Gambar 4.8
Hasil kromatografi gas pada sumur P1 kedalaman 8377 kaki....... 66
Gambar 4.9
Diagram Sterana C27 , C28 , dan C29 yang menunjuk a n lingkungan dari komposisi sterol pada organisme.......................... 70
Gambar 4.10 Diagram Diagram Pr/nC17 vs Ph/nC18 pada sumur P1 menunjukan bahwa contoh minyak berasal dari bahan organik campuran ........................................................................................ 72 Gambar 4.11 Diagram Pr/nC17 vs Pr/Ph dari sampel minyak bumi sumur P1 menunjukan sampel minyak berada pada lingkungan oksik sampai suboksik lakustrin atau laut................................................ 73 Gambar 4.12 Fragmetogram Terpana pada kedalaman 8377 sumur P1 ............. 75 Gambar 4.13 Model organofasies sumur P1 berdasarkan klasifikasi Pepper dan Corvi (1995)............................................................................ 79 Gambar 4.14 Kurva kinetik ekspulsi hidrokarbon pada sumur P1 dimulai pada suhu 135°C .................................................................................... 80 Gambar 4.15 Kurva suhu vs kedalaman pada sumur P1 terdapat tiga titik korelasi Horner Plot ....................................................................... 82 Gambar 4.16 Sejarah pengendapan sumur P1 dengan ekspulsi hidrokarbon pada suhu 135°C kedalaman 2650 m dirandai dengan warna hijau ................................................................................................ 84 Gambar 4.17 Sejarah pengendapan sumur M1 tidak terlihat adanya hidrokarbon yang matang ............................................................... 84 Gambar 4.18 Standard Thermal Stress (STS) sebagai prediksi ekspulsi hidrokarbon pada daerah penelitian................................................ 86
xiv
DAFTAR TABEL Tabel 1.1
Jadwal kegiatan tugas akhir di Mubadala Petroleum .......................... 3
Tabel 2.1
Indikasi batuan yang berpotensi sebagai batuan induk berdasarkan nilai TOC menurut Waples (1985) ..................................................... 17
Tabel 2.2
Tipe kerogen dan kecenderungan jenis hidrokarbon berdasarkan hidrogen indeks dan S2 /S3 (Peters & Cassa, 1994) ............................ 18
Tabel 2.3
Pembagian tipe kerogen (Waples, 1985)............................................ 19
Tabel 2.4
Klasifikasi tingkat kematangan material organic berdasarkan analisis mikroskopis dan Rock Eval Pyrolisys (Peters & Cassa, 1994)................................................................................................... 19
Tabel 2.5
Klasifikasi minyak mentah berdasarkan API Gravity ....................... 20
Tabel 2.6
Klasifikasi minyak bumi berdasarkan kadar sulfur ............................. 21
Tabel 2.8
Klasifikasi berdasarkan biomarker dan prazatnya (Waples, 1985) .... 21
Tabel 2.9
Perbandingan pristana dan fitana sebagai penunjuk lingkunga n pengendapan (Waples, 1985) ............................................................. 23
Tabel 2.10 Klasifikasi lingkungan pengendapan berdasarkan karakter kimia (Peters dan Moldowan , 1993) ........................................................... 26 Tabel 2.11 Klasifikasi organofasies menurut Pepper dan Corvi (1995) .............. 28 Tabel 3.1
contoh data Rock Eval Pyrolisys dan Total Organic Carbon pada sumur P1 yang digunakan pada analisis evaluasi batuan induk.......... 33
Tabel 3.2
Hasil pantulan vitrinit pada sumur P1 ................................................ 34
Tabel 3.3
Bulk Properties contoh minyak pada sumur P1 ................................. 35
Tabel 3.4
Data suhu Lapangan ROSSA di Cekungan Makassar Selatan ........... 37
Tabel 3.5
Ketersediaan data sumur berdasarkan kualitas dan kuantitas pada lapangan ROSSA, Cekungan Makasar Selatan................................... 38
Tabel 3.6
Ketersediaan data sumur berdasarkan biomarker Gas Chromatography (GC) dan Gas Chromatography Mass Spectrometry (GCMS)........................................................................ 38
Tabel 3.7
Data sumur M1, P1 dan MK1 pada Lapangan ROSSA ..................... 39
Tabel 4.1
Nilai Total Organic Carbon dan Rock Eval Pyrolisys pada sumur P1, M1 dan MK1, Cekungan Makassar Selatan ................................. 61
xv
Table 4.2
Ringkasan hasil analisis kualitas, kuantitas dan kematangan berdasarkan nilai TOC dan REP pada usmur P1, M1 dan MK1........ 62
Tabel 4.3
Nilai kromatografi gas sumur P1 dengan contoh minyak pada kedalaman 8377 kaki .......................................................................... 67
Tabel 4.4
Indikator kematangan berdasarkan klasifikasi Tm/Ts Peters dan Moldowan (1993) sumur P1 menunjukan awal kematangan .............. 69
Tabel 4.5
Data suhu bawah sumur dan koreksi Horner Plot pada sumur MK1, M1 dan P1 .......................................................................................... 81
Tabel 5.1
Kesimpulan analisis sumur P1, MK1 dan M1 pada lapangan ROSSA, Cekungan Makasar Selatan.................................................. 89
xvi
