studi awal identifikasi gas hidrat menggunakan metode ... · proses sedimentasi turbidit merupakan...
TRANSCRIPT
Seminar Nasional ke-II FTG Universitas Padjadjaran
68
Studi awal Identifikasi Gas hidrat menggunakan metode seismik di
Lapangan YF, Selat Makassar
Alfian B. 1)
, Yusi Firmansyah2)
, Edy Sunardi 1Pertamina UTC
2Fakultas Teknik Geologi, Universitas Padjadjaran Bandung, Indonesia
Abstrak
Gas hidrat merupakan suatu senyawa dimana molekul gas terperangkap di dalam
sel sel kristal yang terbentuk dari molekul air yang dipertahankan dalam bentuk hidrat
oleh adanya ikatan hydrogen. Gas hidrat stabil dalam rentang kondisi tekanan dan suhu
yang luas, sebagai contoh, metana hidrat stabil pada tekanan 20 nPa hingga 2 GPa dalam
suhu 70 sampai 350 K. Morfologi dari kristal yang terbentuk pun sangat beragam dan
ditentukan oleh komposisi serta kondisi pertumbuhan kristal (Makogon et al., 2007).
Studi gas hidrat ini bertujuan untuk memperoleh suatu gambaran terhadap potensi Gas
Hidrat Metana di Selat Makassar dan sekitarnya. Pemahaman ini sebagai langkah awal
untuk studi potensi Gas Hidrat Metana Nasional. Data yang digunakan meliputi data
seismik 3D. Target horizon yang diinterpretasi yaitu top gas hidrat. Interpretasi seismik
dilakukan juga dengan menggunakan atribut seismik. Peta struktur waktu menggunakan
metode interpolasi konvergen dengan ukuran Grid 50 x 50, menghasilkan area yang
berpotensi terdapat gas hidrat. Analisa AVO beserta attributnya dengan menggunakan
data gather pada area berpotensi dilakukan untuk menganalisa keberadaan gas. Metode
yang dilakukan adalah membagi data gather menjadi dua pada proses atribut amplitudo
yaitu Near Stack dan Far Stack, selanjutnya dilakukan proses pengurangan antara data Far
Stack - Near Stack. Dimana dari proses tersebut akan diperoleh nilai negatif yang
menggambarkan AVO pada area studi termasuk kedalam tipe kelas III. Hasil yang
diperoleh dari proses tersebut digabungkan kedalam peta struktur untuk mendapatkan
anomali area yang berpotensi keterdapatan gas hidrat.
Kata Kunci : Lapangan YF, Gas Hydrat, Seismic Attribute.
1. PENDAHULUAN
1.1 Tinjauan Geologi Selat Makassar
Selat Makasar terletak diantara
Kalimantan bagian timur dan Sulawesi
bagian barat, dan secara geologi
memisahkan bagian yang stabil dari inti
Lempeng Eurasia di bagian barat dan
daerah yang paling aktif sebagai hasil dari
pertemuan tiga lempeng di bagian timur.
Kerangka Cekungan dan Element Morpho-
tectonic, memperlihatkan struktur yang
dikontrol oleh pola belah ketupat (Gambar
1). Hal yang paling umum diterima dari
peneliti terdahulu adalah Kalimantan
bagian timur dan Sulawesi bagian barat
pernah merupakan satu kesatuan lempeng
(Katili 1978; Hamilton 1979, Guntoro
1998), dimana pemisahan keduanya terjadi
melalui pembukaan Selat Makasar yang
terbuka sekitar Eosen.
Gambar 1. Kerangka Cekungan dan Element Morpho-
tectonic, memperlihatkan struktur yang dikontrol oleh
pola belah ketupat
Seminar Nasional ke-II FTG Universitas Padjadjaran
69
1.2 Tektonik dan Stratigrafi
Cekungan Makasar bagian utara
dimana studi akan dilaksanakan
merupakan bagian dari cekungan yang
terletak dari lepas pantai Sulawesi bagian
barat. Secara tektonik daerah ini dibatasi
oleh sesar-sesar yang cukup komplek dan
sangat rumit, yaitu Paternoster fault dan
kompleks dari Mamuju thrust faults
(Bergman et al 1998). Perkembangan dari
struktur ini sendiri diperkirakan memiliki
fase tektonik dan penyebab yang berbeda.
Guntoro (1999) menginterpretasikan
adanya dua hipotesa pembentukan struktur
ini. Patahan Paternoster berkaitan dengan
proses rifting yang diikuti pemisahan
(spreading) di Selat Makasar yang
terbentuk pada waktu Eosen, atau bahkan
beberapa peneliti menginterpretasikan
sebagai bagian dari suatu sistim sesar yang
merupakan sebuah suture di Kalimantan.
Sedangkan hipotesa lainnya mengacu
kepada adanya kolisi dari Indo- Australia
terhadap Busur Banda pada waktu Pliosen.
Sedangkan Mamuju thrust series berkaitan
dengan kolisi dari mikrokontinen Banggai
Sula terhadap Sulawesi pada waktu
Miosen tengah, dan kemungkinan diikuti
pula oleh pembetukan sub cekungan Bugis
Pare-Pare (Gambar 18). Bukti ini
menunjukkan daerah ini merupakan
sebuah poly history basins.
Gambar 2. Pola struktur di Cekungan Makasar
Selatan
1.3 Penemuan Gas Hidrat di
cekungan Makassar Utara.
Jackson (2004) melakukan analisis
geofisika untuk menemukan deposit gas
hidrat di cekungan Makassar utara,
Indonesia. Deposit gas hidrat ini
ditemukan di utara selat Makassar, di
antara Pulau Kalimantan dan Sulawesi.
Dengan menggunakan pendekatan
geofisika, yaitu dengan menggunakan BSR
(Bottom Stimulating reflector) yang
diinterpretasi dari multi-client 2D seismic
(Gambar 19). Data seismik didapat dari
pengukuran pada area seluas 100.000 km2,
dengan data BSR secara spesifik yang
didapat yaitu 21.000 km. BSR sendiri
dapat diidentifikasi pada area seluas 8.000
km2 pada foldbelt di kedalaman lautan
Sulawesi Barat. Sedimen yang ditemukan
di foldbelt Sulawesi barat berasal dari
Mahakam delta sampi akhir Plieocene
ketika peristiwa tektonik di Sulawesi
membalikkan arah transport sedimen dari
timur ke barat. Peristiwa tektonik yang
sama juga bertanggung jawab terhadap
awal mula terbentuknya west-verging fault
propagation folds yang membentuk
foldbelt. Foldbelt ini terdiri dari sejumlah
thurst sheets yang membentuk struktur
anticlinal panjang dan menginisiasi
terbentuknya cekungan kecil (mini-basin).
Gambar 3. Base Gas Hydrat pada Cekungan South
Makassar
Proses pengendapan yang terdiri atas
rangkaian proses turbiditi ―spill and fill”
memberikan dua efek signifikan terhadap
akumulasi gas hidrat di foldbelt Sulawesi
Barat (Gambar 20). Pertama, aliran turbidit
yang membawa material berbutir kasar
menyediakan sebuah reservoir yang efektif
Seminar Nasional ke-II FTG Universitas Padjadjaran
70
untuk pembentukan hidrat, terutama
berperan sebagai media transport untuk
migrasi gas serta sebagai penyuplai air
tetap. Kedua, aliran turbidit akan
membawa material tumbuhan (terriginous)
dari daratan sebagai sumber material
organik untuk bakteri yang memproduksi
metana di kedalaman laut (proses
pembentukan gas bigenik), dimana gas
metana ini dibutuhkan untuk pembentukan
gas hidrat (Jackson, 2004).
Gambar 4. Proses sedimentasi turbidit merupakan
play konvensional pada area lepas pantai
Cekungan Kutai
2. Metode Penelitian dan Hasil
Studi geofisika ditujukan untuk
menganalisa keberadaan gas Hydrat pada
daerah studi di Selat Makasar. Keberadaan
data seismik 3D (Tiga Dimensi)
diharapkan dapat memberikan informasi
mengenai prospek daerah studi di Selat
Makasar. Langkah-langkah yang
dilakukan berupa analisis kualitas data
seismik, analisis data processing, analisis
advance processing, interpretasi seismik,
pembuatan peta struktur waktu serta
penentuan daerah potensi gas hydrat
dengan menggunakan pendekatan AVO
dengan metode far - near stack.
2.1 Bagan Alir
Pada saat studi berlangsung bagan alir
mengalami penyesuaian dikarenakan
ketersediaan data yang terbatas. Bagan alir
analisis geofisika yang sudah dimodifikasi
dapat dilihat pada gambar 2.1.
Gambar 5. Bagan alir analisis geofisika pada
daerah studi di Selat Makasar.
2.2 Ketersediaan Data
Data seismik yang terdapat di Selat
Makasar terdiri atas data seismik 3D (Tiga
Dimensi). Sementara pada gambar 2.3
memperlihatkan peta dasar (base map) dari
data seismik 3D beserta sumur yang
letaknya berada diluar area seismik 3D.
Sistem koordinat yang digunakan adalah
UTM (Universal Transverse Mercator)
WGS 8
2.3 Seismic Data Processing
Data yang digunakan pada penelitian
kali ini merupakan data seismik 3D laut
yang diambil dengan arah Utara - Selatan
di Selat Makasar. Data seismik 3D yang
digunakan dalam studi ini memiliki ukuran
yang sangat besar, sehingga data pada
penelitian ini tidak diolah dari data
mentah. Pada penelitian ini dilakukan
proses demultiple ulang agar multiple yang
masih ditemukan pada data lebih dapat
ditekan lagi. Karena seperti diketahui, data
seismik laut memberikan data multiple
yang cukup banyak. Ditambah, lapisan
hidrat gas dan lapisan free-gas di
bawahnya dengan ketebalan yang kecil
menghasilkan efek multiple pada data
seismik. Setelah melakukan demultiple,
dilakukan picking ulang untuk
menganalisa kecepatan. Proses input data
gather dapat dilihat pada gambar 6
Seminar Nasional ke-II FTG Universitas Padjadjaran
71
Dalam dunia geofisika, penelitian
hidrat gas banyak dilakukan dengan
metoda seismik, karena kehadiran hidrat
gas mengakibatkan anomali yang sangat
jelas pada penampang stack seismik.
Identifikasi hidrat gas, bahkan dapat
dimulai sebelum memperoleh penampang
stack, yaitu ketika melakukan velocity
analysis (gambar 7) pada tahap seismic
data processing. Pada Gambar 7, terlihat
tampilan semblance kecepatan data
seismik daerah penelitian pada proses
picking untuk analisa kecepatan yang
terletak disebelah kiri pada gambar. Trend
kecepatan pada semblance menunjukkan
anomali, dimana trend gradien yang
biasanya atau seharusnya positif, bernilai
negatif pada time 0.5-1 ms. Anomali yang
jarang terjadi pada data seismik. Hal ini
biasanya terjadi ketika kontras AI negatif
akibat lapisan di atas memiliki kecepatan
dan densitas yang jauh lebih besar
dibandingkan lapisan di bawahnya.
Anomali yang sangat besar tersebut sangat
memungkinkan dijadikan sebagai indikasi
kehadiran zat dengan densitas besar di pori
lapisan batuan atas tadi, misalnya
kehadiran hidrat gas.
Gambar 6. Hasil input data gather
Gambar 7. Semblance dan gather kecepatan
pada CDP no. 7057 dalam tahap velocity
analisis
Hasil pengolahan data seismik mentah
kemudian di-stack. Dari data 3D dengan ±
6000 crossline dan ± 3800 inline,
kehadiran hidrat gas tampak hampir di
seluruh penampang stack arah crossline.
Gambar 8 adalah gambar penampang
stack, salah satu penampang yang
menunjukkan kehadiran hidrat gas, yang
diwakili oleh BSR, di daerah penelitian.
BSR yang dihasilkan sangat jelas dan
menerus. Penampang stack hasil
pengolahan data seismik cekungan
Makassar mengindikasikan kehadiran
anomali amplitude yang disebabkan
kehadiran lapisan yang diisi oleh fluida
berdensitas besar, yang di bawahnya
terdapat lapisan yang diisi oleh fluida
berdensitas kecil. Anomali ini
menyebabkan nilai kontras AI bernilai
negatif dan diwakili oleh amplitude positif.
Gambar 8. Penampang stack 3D daerah
Karama
2.4 Seismic Data Advance Processing
Untuk mengetahui keberadaan anomali
amplitude yang dilihat pada penampang
stack pada gambar-gambar di atas adalah
BSR yang diakibatkan oleh hidrat gas,
maka data stack seismik diolah lebih lanjut
menggunakan metode seismic attributes.
Atribut yang digunakan dalam
mengidentifikasi BSR akibat hidrat gas
adalah Instantaneous Phase. Atribut
Instantaneous Phase lazimnya digunakan
untuk melihat struktur dan
kemenerusannya secara lebih detail. Hal
ini diakibatkan keterbatasan resolusi
seismik yang dapat menyebabkan
kesalahan pada penarikan horison,
terutama jika struktur akibat patahan yang
Seminar Nasional ke-II FTG Universitas Padjadjaran
72
tidak di-gain. Kesalahan lain yang dapat
muncul selanjutnya adalah kesalahan
interpretasi.
Pada gambar 9 merupakan penampang
stack hasil pengolahan data seismik lanjut
menggunakan atribut instantaneous phase.
Pada gambar 9, dapat dilihat jelas bahwa
yang diduga sebagai BSR hidrat gas
memang memiliki struktur yang sejajar
dan menyerupai seafloor. Selain itu, BSR
muncul memotong struktur lapisan di
sekitarnya. Hasil ini sesuai dengan teori
bahwa hidrat gas dikontrol oleh suhu dan
tekanan, sehingga tidak mengikuti struktur
lapisan yang ada.
Gambar 9. Interpretasi Seismik pada arbitrary
line dengan menggunakan atribute
Instantaneous phase
2.5 Interpretasi Seismik
Tujuan dari interpretasi seismik adalah
untuk mendapatkan model geometri yang
tepat. Untuk itu, horizon dan patahan
diinterpretasi berdasarkan data seismik 3D
baik konvensional maupun atributnya
(Instantaneous phase). Asumsi penarikan
horizon pada data seismik kali ini adalah
menggunakan konsep litostatigrafi, bahwa
kemenerusan horizon menunjukkan
kesamaan litologi yang sama. Pada studi
kali ini, ada satu target horizon yang
diinterpretasi yaitu top gas hidrat (Gambar
10 hingga 13). Beberapa atribut seismik
yang digunakan dibuat untuk melihat
kemenerusan horizon sehingga
memudahkan untuk melakukan pickingan.
Dengan menggunakan atribut ini
diharapkan tingkat keyakinan penarikan
pickingan menjadi meningkat.
Gambar 10. Interpretasi Seismik pada arbitrary
line
Gambar 11. Interpretasi Seismik pada arbitrary
line
Gambar 12. Interpretasi Seismik pada arbitrary
line dengan menggunakan atribute cosine of
phase
Gambar 2.13 Time slice Amplitude dan Cosine
Phase attributes di kedalaman 2500 msec.
2.5 Peta Struktur Waktu
Peta Struktur waktu untuk horizon top
gas hydrat diperoleh dari hasil interpretasi
seismik kemudian dibuat menjadi peta
struktur waktu menggunakan metode
interpolasi konvergen dengan ukuran Grid
50 x 50 (Gambar 14 a). Dari peta struktur
Seminar Nasional ke-II FTG Universitas Padjadjaran
73
kemudian dibuat peta atribut
menggunakan RMS amplitude dan
Sweetness. (2.13vb dan 2.13 c).
Gambar 14. (a) Peta Struktur Waktu untuk horizon
Top Gas Hydrat (b) peta Struktur waktu
menggunakan RMS amplitude (c) peta Struktur
waktu menggunakan Sweetness
2.6 Analisa Penampang dengan
pendekatan metode AVO
Untuk lebih memperkuat interpretasi
mengenai hidrat yang ada di daerah studi
merupakan hidrat gas maka langkah
selanjutnya adalah melakukan analisa
AVO. Dikarenakan sumur pada daerah
studi berada diluar wilayah studi dan
memiliki jarak yang sangat jauh sehingga
dilakukan pendekatan AVO dengan
metode far stack-near stack. Dari hasil
metode Far Stack - Near stack diperoleh
nilai negatif dan jika dikaitkan dengan
AVO maka hasil yang diperoleh termasuk
kedalam AVO kelas III. Hasil AVO kelas
III menunjukan adanya keberadaan gas
pada daerah studi. Hasil pendekatan AVO
dengan metode Far Stack - Near Stack
dapat dilihat gambar 15 dan identifikasi
keberadaan gas hydrat dapat dilihat pada
gambar 16
Gambar 15. Pendekatan metode AVO dengan
Metode far stack – Near Stack untuk menentukan
keberadaan gas.
Gambar 16. Identifikasi keberadaan gas
menggunakan metode far stack – Near Stack
3. KESIMPULAN
1. Gas hidrat di wilayah studi dapat
diidentifikasi dengan baik
menggunakan metode seismik.
2. Identifikasi kehadiran hidrat gas
dapat menggunakan metode
seismik dapat dimulai dari tahapan
processing, dimana terdapat
anomali trend kecepatan. Hal ini
dikarenakan kontras AI negatif di
daerah dangkal.
3. Anomali kecepatan RMS dan
interval sedimen yang tersaturasi
hidrat gas dapat digunakan sebagai
identifikasi awal
4. BSR yang ditemukan di
penampang stack maupun
penampang intercept-gradient
merupakan akibat dari kehadiran
hidrat gas, karena memiliki
polaritas berlawanan dengan
polaritas seafloor.
UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis mengucapkan terima kasih
kepada Pertamina UTC yang telah
memberikan izin atas penggunaan data
dalam penelitian ini sehingga penelitian ini
dapat terselesaikan dengan baik.
DAFTAR PUSTAKA
[1]. Davie, M. K., Zatsepina, O. Y.,
& Buffett, B. A. 2004. Methane
solubility in marine hydrate
environments. Marine
Geology, 203(1), 177-184.
[2]. Gao, S., House, W., & Chapman,
W. G. 2005. NMR/MRI study of
clathrate hydrate
mechanisms. The Journal of
Seminar Nasional ke-II FTG Universitas Padjadjaran
74
Physical Chemistry B, 109(41),
19090-19093.
[3]. Katz, D.L., D. Cornell, R.
Kobayashi, F.H. Poetmann, J.A.
Vary, J.R. Elenblass, and C.F.
Weinaug. 1959. Handbook of
Natural Gas Engineering, McGraw-
Hill, New York, 802 pp.
[4]. Kvenvolden, K. A. 1993. Gas
hydrates—geological perspective and
global change. Reviews of
Geophysics, 31(2), 173-187.
[5]. Kvenvolden, K. A. 1995. A review
of the geochemistry of methane in
natural gas hydrate. Organic
Geochemistry, 23(11), 997-1008.
[6]. Pearce, F. 2009. Ice on Fire: The
Next Fossil Fuel. http: //www.
newscientist. com/ article/
mg20227141.100-ice-on-fire-the-
next-fossil-fuel.html. Diakses pada
02/06/2014.
[7]. Lin, C.-C., Tien-Shun Lin, A., Liu,
C.-S., Chen, G.-Y., Liao, W.-Z.,
Schnurle, P., 2009, Geological
controls on BSR occurrences in the
incipient arc-continent collision zone
off southwest taiwan, Marine and
Petroleum Geology 26(7), p. 1118–
1131.
[8]. Makogon, Y. F., Holditch, S. A., &
Makogon, T. Y. 2007. Natural gas-
hydrates—A potential energy source
for the 21st Century. Journal of
Petroleum Science and
Engineering, 56(1), 14-31.