SOURCE ROCK
MAKALAH GEOLOGI MIGAS
Disusun sebagai Syarat mengikuti Mata Kuliah Geologi MigasJurusan Teknik Pertambangan Fakultas Teknik
Universitas Sriwijaya
Oleh
Zul Fahmi 03111002003Ahmad Firmansyah 03111002019Daniel Rama Putra 03111002024Rodiatul Mardiyah 03111002069
UNIVERSITAS SRIWIJAYA
FAKULTAS TEKNIK
JURUSAN TEKNIK PERTAMBANGAN
2013
BAB I
PENDAHULUAN
I.1 Latar Belakang
Hidrokarbon adalah sumber daya energi yang penting peranannya dalam mendukung
perekonomian negara. Di Indonesia terdapat lebih dari enam puluh cekungan sedimen,
baik yang ada di lepas pantai maupun di darat. Saat ini batuan sedimen laut dalam menda-
pat perhatian karena berpotensi sebagai reservoir hidrokarbon, seperti yang telah
dibuktikan di Cekungan Kutai, Brunei, Tarakan, Sumatra Utara, Jawa Timur, dan
Cekungan Palawan (Kusumastuti drr., 2001; Guritno drr., 2003)
Dalam sistem petroleum, selain reservoir, unsur yang juga penting adalah batuan
sumber hidrokarbon atau batuan induk. Sedangkan dalam eksplorasi konvensional ada
kecenderungan kegiatan eksplorasi lebih banyak dilakukan untuk menentukan jenis
perangkap hidrokarbon, dan sedikit dilakukan studi terperinci mengenai batuan sumber
asal hidrokarbon tersebut.
Agar minyak dan gas Bumi dapat terbentuk dan tersimpan dalam perut Bumi untuk
kemudian ditemukan oleh manusia, dibutuhkan syarat-syarat tertentu. Syarat-syarat itu di
antaranya:
1. Terdapatnya batuan induk atau source rock, yaitu batuan sedimen yang mengandung
material organik
2. Adanya migrasi, yaitu proses berpindahnya minyak dan gas Bumi yang terbentuk di
source rock menuju lapisan resorvoir
3. Adanya batuan resorvoir yang merupakan batuan sedimen berpori, sehingga minyak
dan gas Bumi dapat tersimpan di daerah tersebut
4. Adanya perangkap minyak dan gas Bumi atau yang biasa disebut oil trap, yaitu
bentukan yang menyebabkan minyak dan gas Bumi terperangkap di dalamnya
5. Terdapatnya batuan penutup yang merupakan batuan sedimen kedap air, yang
menyebabkan minyak dan gas Bumi tidak bisa keluar lagi sampai saatnya ditemukan
oleh manusia.
Dalam makalah ini, kami akan membahas yang pertama sekali yaitu tentang batuan
induk (sorce rock). Secara umum, source rock di defenisikan sebagai batuan karbonat
yang berasal dari zat-zat organic yang terendapkan oleh batuan sedimen. Sehingga tidak
terjadi siklus carbon seperti selayaknya. Justru karbonat terendapkan dan menjadi batu.
Contoh dari batuan source rock adalah batu gamping, dan kini telah di temukan
hidrokarbon yang terbentuk dari batu bara.
I.2 Tujuan
Tujuan dari pembuatan tugas ini adalah untuk mengetahui, memahami dan
mempelajari mengenai batuan apa saja yang termasuk batuan induk ( source rock ), proses
pembentukannya, serta jenis dan cara meganalisanya, sehingga kita dapat menerapkan
pada kegiatan pertambangan.
BAB II
PEMBAHASAN
II. 1 Pengertian Source Rock
Ada beberapa pengertian dari batuan induk ataupun sorce rock yaitu sebagai berikut :
a. Batuan induk (Source rocks) adalah batuan sedimen berbutir halus yang memiliki
kapabilitas sebagai sumber hidrokarbon (Waples, 1985)
b. Pengertian batuan induk adalah batuan sedimen yang sedang, akan, atau telah
menghasilkan hidrokarbon (Tissot and Welte, 1984 vide Peter and Cassa, 1994).
c. Source rock adalah batuan karbonat yang berasal dari zat-zat organic yang
terendapkan oleh batuan sedimen. Sehingga tidak terjadi siklus carbon seperti
selayaknya. Justru karbonat terendapkan dan menjadi batu
Jadi, dapat kita simpulkan bahwa batuan induk itu adalah batuan sedimen yang bisa
menghasilkan hidrokarbon. Pada bukti yang terdapat pada data-data geokimia,
hidrokarbon berasal dari material organik yang terkubur dalam batuan sedimen yang
disebut batuan induk. Untuk mengetahui dan memperkirakan distribusi dan jenis dari
batuan induk dalam ruang dan waktu, sangat penting untuk mengetahui sumber biologis
dari petroleum. Lapisan batuan induk (source beds) terbentuk ketika sebagian kecil dari
karbon organik yang bersikulasi dalam siklus karbon di bumi tekubur dalam lingkungan
sedimentasi dimana oksidasi terhalang untuk dapat berlangsung.
Ada beberapa istilah mengenai batuan induk yang harus kita pahami, antara lain :
a. Batuan Induk efektif (effective source rocks) adalah batuan sedimen yang sudah
menghasilkan dan mengeluarkan (expelled) hidrokarbon
b. Batuan induk yang mungkin (possible source rocks) adalah batuan sedimen yang
potensi sumbernya belum dievaluasi, tetapi mungkin telah menghasilkan dan
mengeluarkan hidrokarbon
c. Batuan Induk potensial (potential source rocks) adalah batuan sedimen yang belum
matang (immature) yang kapabilitasnya dalam menghasilkan dan mengeluarkan
hidrokarbon diketahui jika tingkat kematangan termal menjadi lebih tinggi.
TABEL II.1
Kategori Batuan Induk & Kapasitas Sumbernya (waples, 1985)
Kategori Batuan
Induk
Kapasitas Sumber
Asal *
Kapasitas sumber
tersisa
Hidrokarbon yang
dihasilkan
Possible GO tidak terukur tidak terukur
Potential GO GO Tidak ada
Effective GO G GO-G
Effective Tidak ada Tidak ada Tidak ada
• GO tidak perlu sama untuk semua batuan; G = diukur sebagai kapasitas sumber yang
tersisa; GO = tidak dapat diukur langsung dari sampel yang HC generated; tapi dari
immature source rocks, dimana GO dan G adalah identik
• GO-G = HC generated
Batuan karbonat adalah semua batuan yang terdiri dari garam karbonat. Dalam
prakteknya adalah terutama batugamping dan dolomit. Karbonat mempunyai
keistimewaan dalam cara terbentuknya, yaitu hanya dari larutan, praktis tidak ada
sebagai detritus daratan. Pembentukan batuan karbonat secara kimia, tetapi yang penting
adalah turut sertanya organisme di dalam batuan karbonat.
Ada 5 (lima) mekanisme penting yang dapat menerangkan bagaimana terjadinya
pengendapan CaCO3 dan bertambahnya CO2 yang dapat terlarut dalam air (Blatt,
1982), yaitu :
1. Bertambahnya suhu dan penguapan. Dari semua gas yang ada, hanya sedikit yang
dapat larut dalam air panas dan hal ini yang menyebabkan mengapa batuan karbonat
terbentuk hanya pada laut di daerah tropis dan subtropis, jarang didapatkan pada
daerah dingin dekat kutub atau pada daerah laut dalam.
2. Pergerakan air. Bergerak air yang disebabkan oleh angin atau badai akan
mengakibatkan kalsium dari organisme pembentuk karang dan lumpur karbonat
bergerak berpindah ke atas permukaan air.
3. Penambahan salinitas. Karbon dioksida kurang larut dalam air garam bila
dibandingkan dengan daya larutnya dalam air tawar, sehingga dengan bertambahnya
salinitas akan menyebabkan karbon dioksida terbebas. Bertambahnya salinitas
biasanya akibat dari penguapan dan dapat menambah jumlah kalsium sebanding
dengan jumlah ion karbon.
4. Aktivitas organik. Alga dan koral mempunyai proses yang berbeda satu sama lain
namun saling membutuhkan dimana alga menghirup karbon dioksida dan akan
mengeluarkan oksigen selama berlangsungnya proses fotosintesa, sedangkan koral
menghirup O2 dan akan mengeluarkan CO2.
5. Perubahan tekanan. Air hujan mengandung sejumlah karbon dioksida mengikat
jumlah udara yang banyak, selanjutnya air hujan tersebut masuk dan melewati zona
tanah dengan tekanan karbon dioksida lebih besar dibandingkan di atmosfir,
akibatnya air tanah menjadi kaya akan karbon dioksida. Bila air tanah tersebut masuk
ke dalam sebuah gua maka karbon akan larut dalam air dan menyebabkan
terbentuknya kenampakan seperti stalaktit dan stalagmit.
Hal lain adalah terbentuknya tekstur klastik pada batuan karbonat sebagai
fragmentasi atau pembentukan sekunder (contoh : oolith), dan pengendapannya
menyerupai detritus.
II.2 Proses Pengendapan Ganggang dan Pemasakan Batuan Induk
Source rock kaya akan kandungan unsur atom karbon (C) yang didapat dari
cangkang - cangkang fosil yang terendapkan di batuan itu. Karbon inilah yang akan
menjadi unsur utama dalam rantai penyusun ikatan kimia hidrokarbon. Hidrokarbon
membentuk salah satu elemen penting dari sebuah kerja sistem petroleum. Hidrokarbon
adalah batuan sedimen yang kaya akan kandungan material organik yang mungkin telah
tersimpan dalam berbagai lingkungan termasuk laut air dalam, lakustrin, dan delta bahan
organik tersebut misalnya ganggang. Jadi ganggang ini bisa saja ganggang air tawar,
maupun ganggang air laut. Tentu saja batuan yang mengandung karbon ini bisa batuan
hasil pengendapan di danau, di delta, maupun di dasar laut. Batuan yang mengandung
banyak karbonnya ini yang disebut Source Rock (batuan induk) yang kaya mengandung
unsur karbon (high TOC-Total Organic Karbon). Berikut adalah ilustrasi pengendapan
ganggang (Gambar 2.1).
Gambar 2.1
Gambar 2.1
Proses pengendapan ganggang.
Setelah ganggang mati dan berkumpul menjadi batuan induk, maka batuan induk ini
akan terkubur di bawah batuan-batua lainnya yang beralngsung dalam kurun waktu yang
lama dan juga tertutp oleh bataun reservoir. Kemudian source rock itu akan dimasak
oleh panas bumi yang disebut dengan istilah geothermal. Ilustrasinya seperti berikut :
Gambar 2.2
Proses Pemasakan Batuan Induk.
Seperti yang sudah disinggung sebelumnya bahwa pematangan source rock (batuan
induk) ini karena adanya proses pemanasan dari panasa bumi. Juga diketahui semakin
dalam batuan induk akan semakin panas dan akhirnya menghasilkan minyak. Proses
pemasakan ini tergantung suhunya dan karena suhu ini tergantung dari besarnya gradien
geothermalnya maka setiap daerah tidak sama tingkat kematangannya. Daerah yang
dingin adalah daerah yang gradien geothermalnya rendah, sedangkan daerah yang panas
memiliki gradien geothermal tinggi. Berikut grafik pemansan source rock.
Gambar 2.3
Grafik Pematangan Source Rock
Karbon atau zat arang merupakan unsur kimia yang mempunyai simbol C dan
nomor atom 6 pada tabel periodik. Sebagai unsur golongan 14 pada tabel periodik,
karbon merupakan unsur non-logam dan bervalensi 4 (tetravalen), yang berarti bahwa
terdapat empat elektron yang dapat digunakan untuk membentuk ikatan kovalen.
Terdapat tiga macam isotop karbon yang ditemukan secara alami, yakni 12C dan 13C
yang stabil, dan 14C yang bersifat radioaktif dengan waktu paruh peluruhannya sekitar
5730 tahun. Karbon merupakan salah satu dari di antara beberapa unsur yang diketahui
keberadaannya sejak zaman kuno. Istilah "karbon" berasal dari bahasa Latin carbo, yang
berarti batu bara.
Karbon memiliki beberapa jenis alotrop, yang paling terkenal adalah grafit, intan,
dan karbon amorf. Sifat-sifat fisika karbon bervariasi bergantung pada jenis alotropnya.
Sebagai contohnya, intan berwarna transparan, manakala grafit berwarna hitam dan
kusam. Intan merupakan salah satu materi terkeras di dunia, manakala grafit cukup
lunak untuk meninggalkan bekasnya pada kertas. Intan memiliki konduktivitas listik
yang sangat rendah, sedangkan grafit adalah konduktor listrik yang sangat baik. Di
bawah kondisi normal, intan memiliki konduktivitas termal yang tertinggi di antara
materi-materi lain yang diketahui. Semua alotrop karbon berbentuk padat dalam kondisi
normal, tetapi grafit merupakan alotrop yang paling stabil secara termodinamik di antara
alotrop-alotrop lainnya.
Adapun karakteristik carbon memiliki berbagai bentuk alotrop yang berbeda-beda,
meliputi intan yang merupakan bahan terkeras di dunia sampai dengan grafit yang
merupakan salah satu bahan terlunak. Karbon juga memiliki afinitas untuk berikatan
dengan atom kecil lainnya, sehingga dapat membentuk berbagai senyawa dengan atom
tersebut. Oleh karenanya, karbon dapat berikatan dengan atom lain (termasuk dengan
karbon sendiri) membentuk hampir 10 juta jenis senyawa yang berbeda. Karbon juga
memiliki titik lebur dan titik sublimasi yang tertinggi di antara semua unsur kimia. Pada
tekanan atmosfer, karbon tidak memiliki titik lebur karena titik tripelnya ada pada 10,8
± 0,2 MPa dan 4600 ± 300 K, sehingga ia akan menyublim sekitar 3900 K.
Karbon dapat menyublim dalam busur karbon yang memiliki temperatur sekitar
5800 K, sehingga tak peduli dalam bentuk alotrop apapun, karbon akan tetap berbentuk
padat pada suhu yang lebih tinggi daripada titik lebur logam tungsten ataupun renium.
Walaupun karbon secara termodinamika mudah teroksidasi, karbon lebih sulit
teroksidasi daripada senyawa lainnya (seperti besi dan tembaga).
II.3 Jenis-Jenis dan Syarat-Syarat Sebagai Batuan Induk (source rock)
Dalam geologi minyak bumi, batu mengacu pada batuan sumber dari mana
hidrokarbon telah dihasilkan atau mampu dihasilkan. Mereka membentuk salah satu
elemen penting dari sebuah kerja sistem petroleum . Mereka adalah organik sedimen
yang kaya yang mungkin telah disimpan dalam berbagai lingkungan termasuk laut air
dalam, lakustrin dan delta . serpih minyak dapat dianggap sebagai source rock organik
kaya tapi belum matang dari mana minyak sedikit atau tidak telah dihasilkan dan
dikeluarkan.
Batuan induk (source rock) diklasifikasikan dari jenis kerogen bahwa mereka
mengandung, yang pada gilirannya mengatur jenis hidrokarbon yang akan dihasilkan :
a. Tipe 1 batuan sumber terbentuk dari alga masih diendapkan di bawah anoksik kondisi
di dalam danau : mereka cenderung menghasilkan minyak mentah lilin ketika
diberikan stres termal selama penguburan yang mendalam
b. Tipe 2 sumber batuan terbentuk dari plankton laut dan bakteri tetap dipertahankan
dalam kondisi anoxic di lingkungan laut: mereka menghasilkan baik minyak dan gas
ketika termal retak selama penguburan dalam.
c. Tipe 3 batuan sumber terbentuk dari bahan tanaman darat yang telah diurai oleh
bakteri dan jamur dalam kondisi oxic atau sub-oxic: mereka cenderung menghasilkan
sebagian besar gas dengan minyak ringan terkait ketika termal retak selama
penguburan dalam. Kebanyakan serpih bara dan hitam legam umumnya Tipe 3
batuan sumber.
Semua batuan induk tersebut berpotensial memproduksi minyak dan gas kecuali tipe
III yang khusus memproduksi gas. Jenis-jenis dan kejadian dari ketiga tope batuan induk
tersebut dapat dilihat pada gambar. Adapun salah satu contoh dari batuan induk adalah
batu gamping.
GAMBAR 4
Gambar 2.4.
Jenis-Jenis Source Rock Yang Utama Dan Kejadiannya
Batuan sumber tertentu yang disebut sebagai 'kelas dunia', yang berarti bahwa
mereka tidak hanya dari kualitas yang sangat tinggi tetapi juga tebal dan distribusi
geografis yang luas. Contoh:
a. Devon Tengah untuk menurunkan minyak Mississipian anoksik luas laut dan tempat
tidur sumber gas di Benua Tengah dan Appalachia : (misalnya serpih Bakken dari
Basin Williston , yang Shale Antrim dari Cekungan Michigan , yang Shale Marcellus
dari Appalachian Basin ).
b. Kimmeridge tanah liat - ini Jurassic atas laut batulumpur atau setara stratigrafi yang
dihasilkan sebagian besar minyak yang ditemukan di Laut Utara dan Laut Norwegia
c. La Luna serpih - Pembentukan Turonian dihasilkan sebagian besar minyak di
Venezuela
d. Akhir Karbon bara - bara yang dihasilkan dari usia ini sebagian besar gas di selatan
Laut Utara, Cekungan Belanda dan barat laut Jerman Basin
e. Pembentukan Hanifah - Jurassic atas ini kaya karbonat Unit dilaminasi telah
bersumber minyak di raksasa Ghawar lapangan di Arab Saudi
Sedangkan Peter dan Cassa (1994) membagi atas 5 jenis batuan induk, yaitu :
a. Poor source rock 0 – 0.5 % TOC
b. Fair source rock 0.5 – 1 % TOC
c. Good source rock 1-2 % TOC
d. Very good source rock 2-4% TOC
e. Excellent >4 % TOC
Adapun syarat-syarat sebagai batuan induk yaitu
a. Mengandung kadar organik yang tinggi
b. Mempunyai jenis kerogen yang berpotensi menghasilkan hidrokarbon dan telah
mencapai kematangan tertentu sehingga dapat menghasilkan hidrokarbon.
Untuk keperluan identifikasi batuan induk, maka parameter yang dinilai dalam
penginterpretasiannya adalah:
Kuantitas (quantity) yang dapat diperoleh dengan mengetahui persentase jumlah
material organik di dalam batuan sedimen.18
Kualitas (quality) /Jenis kerogen. Kualitas/Jenis diketahui dengan Indeks Hidrogen
yang dimiliki oleh batuan induk. Dengan mengetahui besarnya maka tipe
kerogennya dapat diketahui sehingga produk yang dihasilkan pada puncak
pematangan dapat pula diketahui.
Kematangan (maturity). Dengan mengetahui tingkat kematangan suatu batuan maka
dapat diperkirakan kemampuan batuan tersebut untuk menggenerasikan minyak atau
gas bumi. Tingkat kematangan suatu batuan dapat diketahui dengan pemantulan
vitrinit (% Ro), indeks alterasi termal (TAI) dan temperatur maksimum pada
pirolisis (Tmax).
II.4 Faktor Terbentuknya Source Rock
Untuk menjadi source rock ada 3 faktor yang mempengaruhi, yaitu :
1. TOC ( total organic karbon ) merupakan kuantitas dari karbon organic yang
terendapkan dalam batuan tersebut. Semakin tinggi nilai OC maka akan semakin baik
source rock tersebut dan kemungkinan terbentuknya hidrokarbon akan semakin
tinggi. TOC yang dapat menghasilkan adalah di atas 1 % .
2. Kerogen merupakan kualitas dari carbon organic yang terendapkan dala batuan
tersebut. Komposisi kerogen juga dipengaruhi proses pematangan termal (katagenesis
dan metagenesis) yang mengubah kerogen tersebut.
Gambar 2.5
Proses Pematangan Termal
Keunikan molekul kerogen :
a. Struktur Jaringan (patchwork structures): Kombinasi random dari banyak fragmen
molekul kecil.
b. Karakter kimia dan fisika kerogen dipengaruhi oleh tipe molekul biogenik dan
transformasi diagenetik molekul organik tersebut .
Kerogen akan menentukan hidrokarbon yang akan di bentuk. Kerogen ada beberapa
tipe . diantaranya :
a. Kerogen tipe I
▪ Terbentuk di perairan dangkal
▪ Berasal dari algae yang bersipat lipid
▪ H/C > 1.5 dan O/C < 0,1
▪ Menghasikan minyak
b. Kerogen tipe II
▪ Terbentuk di marine sedimen
▪ Berasal dari algae dan protozo
▪ H/C antara 1,2 – 1,5 dan O/C antara 0,1-0,3
▪ Menghasilkan minyak dan gas
c. Kerogen tipe III
▪ Terbentuk di daratan
▪ Berasal dari tumbuhan daratan
▪ H/C < 1,0 dan O/C > 0,3
▪ Menghasilkan gas
d. Kerogen tipe IV
▪ Telah mengalami oksidasi sebelum terendapkan , sehingga kandungan karbon telah
terurai sebelum terendapkan
▪ Tidak menghasilkan hidrokarbon
3. Maturity atau pematangan adalah proses perubahan zat-zat organic menjadi
hidrokarbon. Proses pematangan di akibatkan kenaikan suhu di dalam permukaan
bumi. Dimana maturity di bagi 3 yaitu antara lain :
a. Immature adalah sourcerock yang belum mengalami perubahan menjadi
hidrokarbon
b. Mature adalah source rock yang sedang mengalami perubahan menjadi
hidrokarbon
c. Overmature adalah source rock yang telah mengalami pematangan menjadi
hidrokarbon.
4. EOM atau zat organik yang dapat diekstraksikan (extractable organic matter),
merupakan hidrokaron dan nonhidrokarbon yang dapat dilarutkan dalam CS2 atau
bitumina. Volume dan sifat dari EOM menunjukkan sifat batuan induk. Pada
umumnya ekstrak dari batuan induk susunan kimianya harus mengandung susunan
utama dari minyak mentah.
II. 5 Analisis dan Evaluasi Batuan Induk
Ada 5 hal yang akan di perhatikan dalam analisis dan evaluasi batuan induk, yaitu :
1. Transformasi material organik
Menurut Waples (1985), hidrokarbon berasal dari material organik tumbuhan
yang telah mati pada masa lampau dengan proses pembentukan yang sangat rumit.
Sampai saat ini, beberapa bagian daripada proses pembentukan hidrokarbon masih
belum dapat dimengerti. Namun secara garis besar diketahui bahwa material organik
ini berasal dari tumbuhan dan alga yang terlindungi dengan baik pada sedimen
berbutir halus yang terendapkan pada daerah tanpa oksigen (anoksik). Kandungan
organik ini akan berubah oleh adanya reaksi kimia dan biologi pada suhu yang rendah
(diagenesis) yang terjadi selama proses transportasi dan pengendapan.
Perubahan kimia pada tahapan ini akan berkurang dengan hilangnya kandungan
oksigen (O2) dari material organik dalam bentuk air (H2O) dan karbondioksida
(CO2). Material organik yang selama diagenesis berubah menjadi molekul yang lebih
besar dinamakan kerogen. Dengan bertambahnya kedalaman, porositas dan
permeabilitas sedimen akan menurun, sementara suhu akan naik. Perubahan ini
menyebabkan terhentinya aktivitas mikroba secara bertahap, dan pada akhirnya
proses diagenesis organik akan terhenti. Dengan naiknya suhu, maka reaksi termal
menjadi semakin penting.
Selama fase berikutnya (katagenesis), kerogen mulai memisah menjadi molekul
yang lebih kecil dan mudah bergerak. Pada tahap perubahan akhir (metagenesis),
produk pokoknya akan terdiri dari molekul gas yang lebih kecil. Kerogen yang
terbentuk dari material organik yang berbeda, atau pada kondisi diagenetik yang
berbeda, akan memiliki perbedaan secara kimia satu sama lain. Adanya perbedaan ini
juga akan memberi perbedaan pada karakteristik hidrokarbon yang dihasilkan.
2. Preservasi material organik
Batuan induk, yang dicirikan oleh jumlah kandungan organik tipe tertentu akan
terendapkan pada konisi tertentu. Kondisi yang tepat untuk pembentukan sedimen
yang kaya kandungan organik adalah sebagai berikut:
- Suplai detritus yang kaya material organik dalam jumlah yang banyak
- Terlindungi dari proses oksidasi biogenik/ abiogenik
- Sedimentasi pada daerah dengan energi rendah
- Transportasi yang cepat menuju permukaan pengendapan
Kondisi anoksik (depleted oxygen) diperlukan dalam preservasi material organik
pada suatu lingkungan pengendapan, dikarenakan kondisi lingkungan ini akan
membatasi aktivitas bakteri aerobik dan organisme biturbasi yang sangat berperan
dalam pengrusakan material organik. Kondisi anoksik berkembang dimana kebutuhan
oksigen lebih besar daripada suplai oksigen. Oksigen biasanya dikonsumsi oleh
proses pembusukan (degradasi) zat organik yang telah mati, dimana kebutuhan
oksigen amat besar pada area dimana produktivitas organik yang tinggi. Pada
lingkungan berair (aquatic), suplai oksigen dikontrol oleh sirkulasi air yang
mengandung oksigen dan berkurang pada kondisi pada dasar air yang stagnan.
3. Analisis kerogen
Material organik akan terpendam dalam sedimen (batuan induk) dalam bentuk
yang disebut kerogen. Pengukuran geokimia dapat digunakan untuk menentukan
kadar dan tingkat kematangan termal batuan ini. Pengukuran potensi untuk
menghasilkan hidrokarbon ditentukan oleh pengukuran Total Organic Carbon (TOC)
dan pyrolysis yield. Batuan dengan pyrolysis yield lebih besar dari 5 kg/ ton disebut
batuan induk efektif. Untuk peralatan geokimia yang lebih modern lagi, seperti gas
chromatography dan studi isotop dapat digunakan untuk menentukan produk
hidrokarbon dan juga untuk aplikasi lain, seperti korelasi batuan induk dengan
minyak bumi.
Deskripsi kerogen secara visual (optical) juga dapat menjadi petunjuk yang
berguna untuk mengetahui potensi dan tipe hidrokarbon. Dari pengamatan secara
mikroskopik pada cahaya refeksi (reflected light), kerogen dapat diklasifikasikan
kepada grup exinite, vitrinite, and inertinite. Grup exinite terdiri dari maseral dengan
potensi minyak yang signifikan, sementara grup vitrinit adalah penghasil gas
(gasprone). Grup intertinit tidak mempunyai potensi untuk menghasilkan
hidrokarbon. Pengukuran dari vitrinite reflectance sering digunakan untuk
pengukuran index kematangan thermal.
TABEL II.2
Potensi sumber dari Immature Kerogen Berdasarkan Indeks Hidrogen
Hidrogen Indeks (mg HCg/TOC Principal Product Relative Quantity
< 150 gas Small150-300 Oil + gas Small300-450 Oil Moderate450-600 Oil Large
> 600 Oil Very Large
4. Indikator kematangan termal
Vitrinite reflectance adalah indicator kematangan batuan induk yang paling sering
digunakan, dilambangkan dengan Ro (Reflectance in oil). Nilai Ro untuk mengukur
partikel-partikel vitrinite yang ada dalam sampel amat bervariasi. Untuk menjamin
kebenaran pengukuran, maka penentuan nilai Ro diperlukan secara berulang pada
sampel yang sama. Bila distribusi dari vitrinite reflectance adalah bimodal, maka ada
kemungkinan telah terjadi reworking. Skala vitrnite relectance yang telah
dikalibrasikan oleh berbagai parameter kematangan yang lain oleh studi minyak dan
gas adalah sebagai berikut:
- Ro < 0.55 belum matang (immature)
- 0.55 < Ro < 0.8 telah menghasilkan minyak dan gas bumi
- 0.8 < Ro < 1.0 minyak berubah menjadi gas bumi (zona kondensat gas)
- 1.0 < Ro < 2.5 dry gas
Vitrinite reflectance adalah indikator kematangan termal yang sangat baik pada
Ro antara 0.7 dan 0.8. Salah satu penggunaan vitrinite reflectance yang juga penting
dalam analisis cekungan (basin analysis) adalah kalibrasi sejarah termal (thermal
history) dan sejarah pengendapan (burial history) dengan tingkat kematangan pada
masa sekarang.
5. Akumulasi dan pembentukan minyak bumi
Hidrokarbon terbentuk ketika batuan induk telah menghasilkan dan mengeluarkan
hidrokarbon. Hidrokarbon ini seterusnya akan mengalir melalui lapisan pembawa
(carrier bed) menuju perangkap (trap). Hidrokarbon dihasilkan sebagai reaksi dari
perpecahan kimiawi kerogen (chemical breakdown) bersamaan dengan bertambahnya
suhu. Dengan keluarnya hidrokarbon dari batuan induk, maka sisa kerogen akan
berubah menjadi residu karbon. Suhu dan waktu adalah faktor terpenting dari
pecahnya kerogen. Keluarnya hidrokarbon dari batuan induk kemungkinan terjadi
akibat adanya perpecahan mikro (micro-fracturing) pada batuan induk setelah terjadi
overpressure akibat terbentuknya hidrokarbon.
Batuan induk yang miskin tidak akan menciptakan cukup minyak untuk
mengakibatkan ekspulsi hidrokarbon. Pada tingkat kematangan yang lebih lanjut,
maka minyak akan akan berubah menjadi gas yang lebih mudah untuk lepas dari
batuan induk. Untuk batuan induk yang kaya, efisiensi dari pengeluaran minyak
cukup tinggi (60 – 90 %). Lepasnya hidrokarbon dari batuan induk ke lapisan
pembawa (carrier bed) disebut juga migrasi primer (primary migration). Perpindahan
hidrokarbon melalui lapisan pembawa yang porous dan permeable menuju perangkap
(traps) disebut juga migrasi sekunder (secondary migration). Kekuatan utama dibalik
migrasi sekunder adalah adanya buoyancy yang diakibatkan oleh adanya perbedaan
densitas antara minyak (atau gas) dan air pada pori pori batuan.
Sedangkan yang menahan buoyancy ini adalah tekanan kapiler (capillary
pressure). Tekanan kapiler akan semakin naik dengan semakin kecilnya pori pori
batuan. Selama migrasi sekunder (secondary migration), hidrokarbon cenderung
mengalir melalui jaringan pori pori batuan yang saling berhubungan pada lapisan
penghantar (carrier bed) daripada meliputi volume lapisan penghantar secara
keseluruhan. Perpindahan akan terhenti pada saat hidrokarbon melalui pori batuan
yang lebih kecil dimana tekanan kapiler (capillary pressure) akan lebih besar dari
gaya buoyancy dari kolom minyak. Sistem pori ini disebut juga sebagai lapisan
penutup (seal) dengan tinggi maksimum kolom minyak yang dapat ditahan oleh
lapisan penutup (seal) dapat dihitung. Hidrokarbon cenderung untuk pindah searah
dengan kemiringan (true dip) pada bagian atas dari lapisan penghantar (carrier bed).
Oleh karena itu peta struktur kontur dapat digunakan untk mebuat model arah
migrasi. Selama migrasi yang panjang (sebagai contoh pada foreland basin),
hidrokarbon akan mengalir terpusat pada tinggian regional (regional high).
Hilangnya hidrokarbon pada saat migrasi sekunder (secondary migration) sangat
sulit untuk dihitung. Akhirnya, hidrokarbon akan terperangkap dalam reservoar yang
yang disemuti oleh lapisan penghambat (seal). Hidrokarbon ini akan berubah secara
fisik dan kimia oleh proses biodegradasi, water washing, deeasphalting dan alterasi
termal pada perangkap tersebut
II.6 Potensi Batuan Induk Contoh-Contoh Formasi Batuan Yang Mengandung Source Rock
Di Cekungan Sumatera Selatan.
Batuan Induk yang potensial berasal dai batulempung hitam Formasi Lahat, lignit
(batubara), batulempung Formasi Talang Akar dan Batulempung Formasi Gumai.
FOrmasi Lahat mengalami perubahan fasies yag cepat kea rah lateral sehingga dapat
bertindak sebagai batuan induk yang baik dengan kandungan material organiknya 1.2 -
5%.
Formasi Lahat diendapkan dibagian graben dan dibagian tengah Subsekungan
Palembeng. Landaian suhu berkisar 4.8 – 5.5o C/100 m, sehingga kedalaman
pembentukan minyak yang komersil terdapat pada kedalaman 2000 – 3000 m.
Fomasi yang paling banyak menghasilkan minyak yang diketahui hingga saat ini
adalah Formasi Talang Akar, dengan kandungan material organic yang berkisar 0.5 –
1.5%. Diperkirakan dibagia tengah cekungan Formasi Talang Akar telah encapai
tingkatan lewat matang. Minyak di Cekungan Sumatera Selatan berasal dai batuan
induk yang mengandung kerogen wax.
Formasi Gumai mempunyai kandungan material organik yang berkisar 1 – 1.38% di
Subcekungan Jambi, sedangkan di Subcekungan Palembang tidal ada data yang
menunjukan bahwa formasi ini dapat bertindak sebagai batua induk.
Kandungan Material organik pada Formasi Air Benakat berkisar antara 0.5 – 50%,
karena pada Formasi ini banyak mengandung lapisan lignit. Tetapi kadungan rata-
ratanya adalah 1.1%. Temperatur jendela minyak (oil window) adalah 115 oC pada
kedalaman 1700 m, sedangkan jendela gas (gas window) adalah 320 oC pada kedalaman
2500m.
Pada gambar 2.6. ditampilkan kolom stratigrafi dari cekungan Sumatera Selatan.
Sebagaimana telah kita ketahui bahwa salah satu contoh dari batuan induk adalah batu
gamping. Pada kolom tersebut, batu gamping banyak terdapat pada formasi Baturaja dan
Gumai. Selain itu terdapat pasir gampingan pada formasi Talangakar juga terdapat
unsur-unsur gamping pada formasi Air Benakat.
TER
ESTR
IAL
LITH
OR
AL
NER
ITIC
NER
ITIC
DEE
P
AtasTengahBawah
Kas
aiM
uara
Eni
mA
ir B
enak
atG
umai
PA
LEM
BA
NG
TELI
SA
150
- 750
Bat
u R
aja
Tala
ngak
ar
Pasir, lanau, lempung, aluvial.
Kerikil, pasir tuffan, dan lempung konkresi vulkanik, tuff batuapung
Lempung, lempung pasiran, pasir dan lapisan tebal batubara.
Lempung pasiran dan napalan, banyak pasir dengan glaukonit, kadang gampingan.
Kwarter
Plistosen
Pliosen
Mio
sen Tengah
Atas
Mes
ozoi
kum
P
aleo
zoik
um
Paleosen
Laha
t
Batuan beku aneka warna dan batuan sedimen yang termetamorfisir tingkat rendah.
Pra
-ters
ier
Atas
Eos
inO
ligos
en
0 - 3
00 Tuff ungu, hijau, merah dan coklat, lempung tuffan, breksi dan konglomerat.
Bawah
Napal, lempung, serpih, serpih lanauan, kadan-kadang gamping dan pasir tipis, Globigerina biasa terdapat
Napal, gamping terumbu dan gamping lempungan
Pasir, pasir gampingan, lempung, lempung pasiran sedikit batubara, pasir kasar pada dasar penampang di banyak tempat.
2200
0-16
00
- 110
0
KEL
OM
POK
UMUR FORMASI
TEB
AL (m
)
LIITOLOGI
Fasies
Tengah
Bawah
Gambar 2.6.
Kolom Stratigrafi Cekungan Sumatera Selatan
BAB III
PENUTUP
III.1 Kesimpulan
Adapun kesimpulan yang dapat kami peroleh dari makalah ini adalah sebagai berikut :
1. Source rock atau batuan induk itu adalah batuan sedimen yang bisa menghasilkan hidrokarbon yang sangat penting peranannya dalam sumberdaya energy
2. Source rock berasal dari pengendapan ganggang atau fosil-fosil organiak dalam kurun waktu yang sangat lama
3. Source rock mengalami pemanasan dari geothermal, yang akan menghasilkan minyak bumi
4. Adapun syarat-syarat sebagai batuan induk yaitu
a. Mengandung kadar organik yang tinggi
b. Mempunyai jenis kerogen yang berpotensi menghasilkan hidrokarbon dan telah
mencapai kematangan tertentu sehingga dapat menghasilkan hidrokarbon.
5. Untuk menjadi source rock ada 3 faktor yang mempengaruhi, yaitu :
a. TOC (total organic carbon) merupakan kuantitas dari karbon organik yang
terendapkan dalam batuan tersebut. Semakin tinggi nilai OC maka akan semakin
baik source rock tersebut dan kemungkinan terbentuknya hidrokarbon akan
semakin tinggi. TOC yang dapat menghasilkan adalah di atas 1 % .
b. Kerogen merupakan kualitas dari karbon organic yang terendapkan dalam batuan
tersebut. Kerogon akan menentukan hidrokarbon yang akan di bentuk.
c. Maturity atau pematangan adalah proses perubahan zat-zat organik menjadi
hidrokarbon. Proses pematangan diakibatkan kenaikan suhu di dalam permukaan
bumi.
III.2 Saran
Semoga dengan penyusunan makalah ini dapat memberikan kita pemahaman mengenai batuan induk dan bermanfaat untuk ke depannya.