MIGRASI MINYAK DAN GAS BUMI
MIGRASI MINYAK DAN GAS BUMI
Oleh :
Lailatul Maghfiroh (13640046)
I. PENDAHULUAN
Dalam geologi minyak bumi, migrasi diartikan sebagai pergerakan minyak
dan gas di bawah permukaan. Migrasi primer merupakan sebutan untuk tahapan
dari proses migrasi, berupa ekspulsi hidrokarbon dari source rock(batuan
sumber) yang berbutir halus dan berpermeabelitas rendah ke carrier bed yang
memiliki permeabelitas lebih tinggi.
Minyak bumi dan gas bumi bermigrasi karena disebabkan penguburan,
kenaikan volume, pemadatan dan pemisahan. Yang perlu diketahui air, minyak
dan gas hanya akan bermigrasi melalui zona yang cukup permeabel dimana
ruang antara partikel batuan saling berhubungan dan cukup besar sehingga
memungkinkan gerakan fluida ke jalur trap. Selain itu, migrasi utama minyak
dari sumber ke reservoir adalah sebagai berikut:
1. Air mengalir menuju energi potensial terendah
2. Lumpur clay sering memiliki tekanan tidak normal karena mereka
sangat lambat dalam melepas air.
3. Jalan
dari
migrasi
selama
pemadatan
adalah
batupasir,
ketidakselarasan, rekahan ataupun patahan, dan biothermal terumbu
Untuk lebih memahami tentang migrasi minyak dan gas bumi, maka dalam
paper ini akan di bahas tentang migrasi minyak dan gas bumi, proses dan jenis –
jenis migrasinya.
II. PEMBAHASAN
A. Definisi Migrasi
Migrasi adalah proses dari minyak dan gas bumi menjauh dari source rock.
Proses ini menempuh jarak yang jauh dan waktu yang sangat lama, mungkin
beberapa kilometer selama jutaan tahun. Migrasi ini disebabkan oleh
penguburan, pemadatan, dan peningkatan volume dan pemisahan dari
konsituen source rock. Harus ada ruang (porositas) dalam batuan untuk
memungkinkan pergerakan. Selain itu harus ada permeabilitas dalam batuan
untuk memungkinkan adanya aliran.
Migrasi didefinisikan sebagai pergerakan minyak dan gas di bawah
permukaan. Migrasi primer merupakan sebutan untuk tahapan dari proses
migrasi, berupa ekspulsi hidrokarbon dari source rock(batuan sumber) yang
berbutir halus dan berpermeabelitas rendah ke carrier bed yang memiliki
permeabelitas
lebih tinggi. Akumulasi merupakan pengumpulan dari
hidrokarbon yang telah bermigrasi dalam keadaan yang secara relatif diam
dalam waktu yang lama. Trap merupakan istilah dimana migrasi terhenti dan
akumulasi terjadi.
Jika minyakbumi berasal dari bahan organik dan tersebar dalam batuan
sumber, kemungkinan bentuk fisik minyakbumi yang terbentuk adalah berupa
tetes-tetes kecil. Karena itu untuk terjadinya suatu akumulasi diperlukan
pengkonsentrasian, antara lain keluarnya tetes-tetes tersebut dari reservoir dan
kemudian bergerak ke perangkap. Koesoemadinata (1980) menyatakan ada
beberapa faktor tertentu sebagai sumber tenaga untuk terjadinya migrasi
minyakbumi baik primer maupun sekunder, yaitu kompaksi, tegangan
permukaan, gravitasi pelampungan (buoyancy), tekanan hidrostatik, tekanan
gas, sedimentasi, dan gradien hidrodinamik.
B. Syarat Fisika Untuk Migrasi
Ada dua syarat fisika untuk minyak bermigrasi, diantaranya yaitu:
1. Perbedaan tetes dengan fasa kontinu: kapilaritas/tegangan permukaan
menghalang – halangi bergeraknya tetes.
2. Kapilaritas tetes dalam pori/kontriksi: dalam keadaan statis pada tiap
tonjolan terdapat keseimbangan tekanan sebelah – menyebelah selaput
pemisah fasa.
Jika mulai masuk dalam kontriksi maka terjadilah keadaan seperti
Gambar 1.
A
B
Gambar 1. Diagram lubang pori memperlihatkan hubungan kapilaritas
A. Tetes minyak dalam keadaan tidak bergerak
B. Tetes minyak dalam keadaan ditekan untuk bergerak
C. Sumber Tenaga Untuk Migrasi
Selain gradien hidrodinamik dan daya pelampungan, masih ada beberapa
sumber tenaga lain untuk menggerakkan migrasi. Harus dibedakan antara
mekanismenya sendiri dengan suber penggerak.
Berbagai jenis sumber penggerak yang mungkin ialah:
a. Kompaksi
b. Tegangan permukaan
c. Gravitasi pelampungan
d. Tekanan hidrostatik
e. Tekanan gas
f. Sedimentasi
g. Gradien hidrodinamik
D. Penyebab Minyak Bermigrasi
Ada empat sebab kenapa minyak bermigrasi, diantaranya yaitu:
1) Pengkuburan - sebagai batuan yang terkubur jauh di dalam bumi, maka
tekanan pun akan besar karena tekanan batuan diatasnya yang kompak
sehingga menghasilkan kekuatan mendorong dan meremas yang besar
untuk mendesak air, minyak dan gas bumi sehingga keluar dari source
rock.
2) Kenaikan Volume - Pematangan cairan atau gas dari padat,
menyebabkan peningkatan volume yang signifikan yang menyebabkan
rekahan dari source rock. Hidrokarbon yang dihasilkan akan berpindah
keatas melalui rekahan yang ada.
3) Pemadatan - pemadatan dari dasar source rock oleh beban batuan
diatasnya memberikan tekanan yang menyebabkan mereka akan
bergerak, dan mencari jalur yang termudah yaitu (melalui dasar yang
paling berpori atau rekahan dan patahan yang ada) berpindah ke tempat
yang memiliki tekanan lebih rendah yaitu berada di tempat yang lebih
dangkal dari sebelumnya.
4) Pemisahan - Gravitasi pemisahan gas, minyak dan air mengambil tempat
dalam batuan reservoir yang biasanya airnya jenuh. Akibatnya, minyak
bumi akan selalu mencoba naik sampai mereka terjebak atau lolos ke
permukaan bumi (rembesan minyak). Yang perlu diketahui air, minyak
dan gas hanya akan bermigrasi melalui zona yang cukup permeabel
dimana ruang antara partikel batuan saling berhubungan dan cukup besar
sehingga memungkinkan gerakan fluida ke jalur trap.
E. Mekanisme Migrasi
Ada beberapa mekanisme migrasi yang telah diajukan, namun masih belum
ada yang memuaskan. Beberapa mekanisme tersebut ialah:
1. Dengan Pertolongan Air
Air membawa minyak untuk bergerak:
a) Sebagai Droplet, yaitu tetes – tetes kecil yang dibawa arus air.
b) Sebagai Micelle, adanya gugusan hidroxil atau karboxil pada ujung
suatu molekul yang bertindak hidrofil sedangkan ujung lainnya
hidrofob, dapat melarutkan hidrokarbon. Hal ini dapat dipersamakan
dengan sabun/deterjen. Partikel semacam itu, dimana suatu tetes kecil
dikelilingi oleh ujung – ujung yang hidrofil disebut micelle. Karena air
dan minyak larut (1 fasa), maka tak ada lagi tegangan permukaan dan
kapilaritas tak berlaku lagi, dan minyak sebagai tetes – tetes kecil dalam
bentuk emulsi atau koloid dapat mengalir ke luar pada waktu
kompaksi/migrasi primer.
c) Pelarutan zat induk minyak (non hidrokarbon) dalam air
Hunt (1980) mengusulkan kemungkinan bahwa migrasi terjadi bukan
dalam bentuk hidrokarbon/minyak bumi yang jelas mengalami
kesulitan, tetapi dalam bentuk zat induknya (proto-petrolium), seperti
keton asam dan ester yang mudah larut dalam air. Keberatan terhadap
teori ini adalah bahwa kadar persenyawaan organik ini dalam batuan
induk sangat rendah sekali, selain zat tersebut mempunyai afinitas untuk
di absorbsi pada permukaan mineral. Masalah lain adalah bagaimana dia
akan dalam perangkap. Mungkin begitu zat tersebut menanggalkan
gugusan hidroksilnya dan menjadi hidrokarbon, begitu zat itu terjebak
sebagai akumulasi.
2. Tanpa Pertolongan Air
Gelembung atau tetes minyak bergerak relatif terhadap air yang boleh
dikatakan statis.
a) Gerakan kapilaris
Adanya perbedaan tegangan permukaan antara air dengan minyak,
menyebabkan air masuk ke pori – pori halus, sedangkan minyak pori –
pori yang kasar. Hal ini dapat dibayangkan pada bidang antar lapisan
batuan penyalur dan batuan induk, atau tetes – tetes minyak keluar dari
serpih seperti kulit manusia yang sedang berkeringat. Proses ini disebut
pula imbibisi. Cara migrasi semacam ini dapat terjadi pada migrasi
primer dimana kompaksi telah berhenti.
b) Pelarutan dalam gas dan ekspansi gas
Minyak dapat larut dalam gas, terutama pada temperatur dan tekanan
tinggi. Gas diketahui dapat bermigrasi lebih leluasa melalui batuan
berhubung dengan tegangan permukaannya yang kecil. Menurut
Sokolov (1964), difusi molekul gas melalui batuan serpih sangat besar.
Koefisien difusi metan = 10-4 sampai 10-9 cm/sekon. Karena adanya suatu
pembebasan tekanan (pressure realese) di sesuatu tempat, maka gas
berexpansi dan membawa minyak bumi sebagai larutan. Ada pula
kemungkinan, minyak bumi yang bergerak membentuk suatu selaput
pada gelombung – gelembung gas. Juga gas campur minyak
mempertinggi mobilitas minyak (memperkecil tegangan permukaan).
Teori pelarutan dalam gas kembali diusulkan sebagai mekanisme utama
untuk migrasi primer oleh Neglia (1979). Dia berpendapat dari
cekungan sedimen selama zat organiknya mengandung hidrogen. Suatu
proses pelarutan hidrokarbon cair terjadi dalam gas bertekanan tinggi
dan mengekstraksi minyak bumi dari batuan induk. Gas merembas
melalui rekahan – rekahan mikro dalam batuan induk.
Mekanisme ini dapat terjadi pada migrasi primer maupun sekunder.
c) Teori pelampungan (buoyancy)
Karena perbedaan berat jenis minyak bumi dan air, maka suatu
gumpalan minyak akan selalu melambung mencari tempat yang tinggi.
Hal ini hanya dapat terjadi jika suatu fasa menerus yang cukup besar
dapat terbentuk sehingga tekanan ke atas yang terjadi dapat mengarungi
Pc. Adanya
suatu
sentakan
(triggering
action)
memungkinkan
terbentuknya suatu gumpalan dari tetes – tetes minyak yang tersebar
disana – sini. Gumpalan kemudian bergerak ke atas mengikuti
kemiringan penyekat batuan reservoir, dan tetes – tetes minyak yang ada
di jalannya akan ikut tertarik dan membuat gumpalan tersebut suatu fasa
menerus yang lebih besar dan mempercepat lagi gerakan.
Mekanisme ini hanya mungkinterjadi dalam lapisan penyalur dalam
taraf migrasi sekunder. Cara bermigrasi ini sangat berkaitan dengan teori
akumulasi Gussow.
d) Teori gerakkan hidrolik
Gerakan hidrolik terjadi terutama karena adanya air yang terperas ke
luar oleh kompaksi, ataupun karena gradien hidrodinamik. Sebetulnya
teori ini sangat berkaitan dengan teori akumulasi King Hubbert. Dalam
hal ini air yang bergerak, mendorong suatu gumpalan minyal untuk
bergerak dalam arah yang sama. Jelas pula disini bahwa suatu fasa
menerus yang cukup besar harus tercapai dulu sebelum tekanan kapiler
dapat diimbangi/diarungi. Arah gerakan ini tidak selalu ke atas
kemiringan (undip), tetapi dapat juga menuruni kemiringan.
e) Teori pengaliran minyak bumi melalui matrik zat organik/kerogen
Masalah kapilaritas sebagai pengahalang utama untuk migrasi adalah
disebabkan bahwa batuan pada umumnya dan batuan induk bersifat
nidrofil atau aleofobe, tidak dibasahi minyak. Hal ini tidak jadi masalah
jika migrasi terjadi melalui jaringan kerogen yang bersifat kontinu
dalam batuan.
F. Jenis – Jenis Migrasi
1. Migrasi Primer
Migrasi primer yaitu perpindahan hidrokarbon dari source rock ke
karier bed. Migrasi primer berjalan lambat karena minyak bumi harus cukup
untuk keluar dari batuan induk yang memiliki permeabilitas matrik yang
rendah. Migrasi primer berakhir ketika hidrokarbon telah mencapai
“permeable conduit” atau “carrier bed” untuk terjadinya migrasi sekunder.
Gambar 1. Migrasi Primer
Saat ini, ada tiga mekanisme migrasi primer yang membawa
perhatian serius bagi kebanyakan ahli geokimia petroleum, yaitu difusi,
ekspulsi fasa minyak, dan pelarutan dalam gas.
Difusi sebagai mekanisme aktif dalam migrasi hidrokarbon, terjadi
secara terbatas pada batuan sumber yang tipis atau pada tepian unit batuan
sumber yang tebal. Pengkonsentrasian diperlukan untuk memungkinkan
terjadinya migrasi primer, dimana difusi dapat menyebabkan akumulasi
hidrokarbon dalam ukuran yang cukup besar.
Ekspulsi hidrokarbon dalam kaitannya dengan migrasi primer terjadi
dalam fasa hidrofobik. Ini terjadi pada umumnya sebagai hasil perekahan
mikro selama pergerakan hidrokarbon. Ketika tekanan dalam batuan sudah
melebihi kekuatannya menahan tekanan, perekahan mikro terjadi, terutama
pada bidang lemah dari batuan tersebut, seperti bidang perlapisan. Sehingga
batuan yang terlaminasi mungkin menghasilkan hidrokarbon dengan tingkat
efisiensi yang lebih tinggi daripada batuan yang masif.
Momper (1789) dalam Rondeel (2001) menyatakan bahwa dalam
banyak kasus tidak ada perekahan mikro atau ekspulsi yang terjadi sebelum
jumlah bitumen yang dihasilkan batuan sumber mencapai batas ambang
tertentu.
Mills (1923) dan Sokolov (1964) dalam Koesoemadinata (1980)
sehubungan dengan pelarutan minyakbumi dalam gas dan ekspansi gas,
menyatakan bahwa minyak dapat larut dalam gas, terutama pada temperatur
dan tekanan tinggi. Gas diketahui dapat bermigrasi dengan lebih leluasa
melalui batuan bergubung tegangan permukaannya yang kecil. Karena suatu
pembebasan tekanan, maka gas berekspansi dan membawa minyakbumi
terlarut. Rondeel (2001) menyatakan bahwa mekanisme pelarutan ini hanya
terjadi bergantung pada keberadaan gas yang dipengaruhi oleh tingkat
katagenesis dan kapabilitas batuan sumber untuk menghasilkan gas.
Jarak dari migrasi primer hidrokarbon pendek. Migrasi primer terjadi
dengan lambat dan sulit, dikarenakan batuan sumber yang memiliki
permeabelitas yang rendah. Migrasi primer akan terhenti ketika hidrokarbon
mencapai tingkat permeabelitas yang memungkinkan terjadinya migrasi
sekunder. Migrasi primer dapat terjadi baik secara lateral, ke atas dan ke
bawah bergantung pada karakteristik carrier bed yang ada di dekat batuan
sumber.
2. Migrasi Sekunder
Migrasi sekunder yaitu perpindahan hidrokarbon dari carier bed ke
jebakan atau trap. Problem yang sering dihadapi adalah pore throat lebih
kecil dibanding oil stringers, karenanya oil stringrs akan tertahan. untuk
dapat bergerak, maka “bouyancy” >>>“capillary-entry pressure (setelah
akumulasi tercapai). Jika capillary-entry pressur >>> buoyancy, maka
migrasi sekunder .Akan terhenti hingga capillary-entry presure tereduksi dan
Buoyant force meningkat.
Gambar 2. Migrasi Sekunder
Ketika hidrokarbon berhasil keluar dari batuan sumber dan mengalami
migrasi sekunder, pergerakan dari hidrokarbon akan dipengaruhi oleh gaya
pelampungan (bouyancy). Teori pelampungan (dalam Koesoemadinata,
1980) menerangkan mekanisme pergerakan minyak bumi karena adanya
perbedaan berat jenis minyakbumi dan air. Suatu gumpalan minyak dalam air
akan selalu melambung mencari tempat yang lebih tinggi. Gumpalan ini
kemudian bergerak ke atas mengikuti kemiringan penyekat batuan reservoir.
Berlawanan dari gaya pelampungan adalah tekanan kapilaritas (Rondeel,
2001). Semakin besar pori dari suatu batuan, semakin kecil tekanan
kapilaritasnya, dan semakin kecil pori dari suatu batuan, semakin besar
tekanan kapilaritasnya. Gaya pelampungan bekerja untuk mengerakan
hidrokarbon, tetapi tekanan kapilaritas melawan gaya pelampungan tersebut.
Sehingga apabila gaya pelampungan yang bekerja lebih kecil dari pada
tekanan kapilaritas, maka migrasi dari hidrokarbon tidak akan terjadi. Aliran
hidrodinamik yang merupakan gaya ketiga yang mengerakan hidrokarbon
dapat mengubah pergerakan dari hidrokarbon, tetapi hal ini kurang
memperngaruhi dasar bahwa gaya pelampungan dan tekanan kapilaritas
merupakan faktor utama yang menentukan pergerakan dari hidrokarbon.
Migrasi sekunder
terjadi pada arah yang dipengaruhi oleh gaya
pelampungan yang paling besar. Pergerakan ini awalnya menuju ke arah atas,
dan lalu mengikuti kemiringan carrier bed apabila hidrokarbon menemui
lapisan dengan permeabelitas kurang di atas carrier bed. Keberadaan
struktur dan perubahan fasies mungkin menyebabkan tekanan kapilaritas
lebih dominan daripada gaya pelampungan, sehingga arah migrasi mungkin
akan berubah, dan atau terhenti.
3. Migrasi Tersier
Migrasi tersier terjadi jika ada kebocoran (leakage) pada cap rocks yang
menutupi reservoir. Cap rocks dengan pori-pori yang lebih kecil dari batuan
dibawahnya, mampu menahan pergerakan naik dari minyak bumi. Pengisian
yang progresif menyebabkan akumulasi meningkat, dapat menyebabkan
bouyancy >>> capillary-entry pressure Fractures dan faults dapat
menyebabkan kebocoran.
Oleh :
Lailatul Maghfiroh (13640046)
I. PENDAHULUAN
Dalam geologi minyak bumi, migrasi diartikan sebagai pergerakan minyak
dan gas di bawah permukaan. Migrasi primer merupakan sebutan untuk tahapan
dari proses migrasi, berupa ekspulsi hidrokarbon dari source rock(batuan
sumber) yang berbutir halus dan berpermeabelitas rendah ke carrier bed yang
memiliki permeabelitas lebih tinggi.
Minyak bumi dan gas bumi bermigrasi karena disebabkan penguburan,
kenaikan volume, pemadatan dan pemisahan. Yang perlu diketahui air, minyak
dan gas hanya akan bermigrasi melalui zona yang cukup permeabel dimana
ruang antara partikel batuan saling berhubungan dan cukup besar sehingga
memungkinkan gerakan fluida ke jalur trap. Selain itu, migrasi utama minyak
dari sumber ke reservoir adalah sebagai berikut:
1. Air mengalir menuju energi potensial terendah
2. Lumpur clay sering memiliki tekanan tidak normal karena mereka
sangat lambat dalam melepas air.
3. Jalan
dari
migrasi
selama
pemadatan
adalah
batupasir,
ketidakselarasan, rekahan ataupun patahan, dan biothermal terumbu
Untuk lebih memahami tentang migrasi minyak dan gas bumi, maka dalam
paper ini akan di bahas tentang migrasi minyak dan gas bumi, proses dan jenis –
jenis migrasinya.
II. PEMBAHASAN
A. Definisi Migrasi
Migrasi adalah proses dari minyak dan gas bumi menjauh dari source rock.
Proses ini menempuh jarak yang jauh dan waktu yang sangat lama, mungkin
beberapa kilometer selama jutaan tahun. Migrasi ini disebabkan oleh
penguburan, pemadatan, dan peningkatan volume dan pemisahan dari
konsituen source rock. Harus ada ruang (porositas) dalam batuan untuk
memungkinkan pergerakan. Selain itu harus ada permeabilitas dalam batuan
untuk memungkinkan adanya aliran.
Migrasi didefinisikan sebagai pergerakan minyak dan gas di bawah
permukaan. Migrasi primer merupakan sebutan untuk tahapan dari proses
migrasi, berupa ekspulsi hidrokarbon dari source rock(batuan sumber) yang
berbutir halus dan berpermeabelitas rendah ke carrier bed yang memiliki
permeabelitas
lebih tinggi. Akumulasi merupakan pengumpulan dari
hidrokarbon yang telah bermigrasi dalam keadaan yang secara relatif diam
dalam waktu yang lama. Trap merupakan istilah dimana migrasi terhenti dan
akumulasi terjadi.
Jika minyakbumi berasal dari bahan organik dan tersebar dalam batuan
sumber, kemungkinan bentuk fisik minyakbumi yang terbentuk adalah berupa
tetes-tetes kecil. Karena itu untuk terjadinya suatu akumulasi diperlukan
pengkonsentrasian, antara lain keluarnya tetes-tetes tersebut dari reservoir dan
kemudian bergerak ke perangkap. Koesoemadinata (1980) menyatakan ada
beberapa faktor tertentu sebagai sumber tenaga untuk terjadinya migrasi
minyakbumi baik primer maupun sekunder, yaitu kompaksi, tegangan
permukaan, gravitasi pelampungan (buoyancy), tekanan hidrostatik, tekanan
gas, sedimentasi, dan gradien hidrodinamik.
B. Syarat Fisika Untuk Migrasi
Ada dua syarat fisika untuk minyak bermigrasi, diantaranya yaitu:
1. Perbedaan tetes dengan fasa kontinu: kapilaritas/tegangan permukaan
menghalang – halangi bergeraknya tetes.
2. Kapilaritas tetes dalam pori/kontriksi: dalam keadaan statis pada tiap
tonjolan terdapat keseimbangan tekanan sebelah – menyebelah selaput
pemisah fasa.
Jika mulai masuk dalam kontriksi maka terjadilah keadaan seperti
Gambar 1.
A
B
Gambar 1. Diagram lubang pori memperlihatkan hubungan kapilaritas
A. Tetes minyak dalam keadaan tidak bergerak
B. Tetes minyak dalam keadaan ditekan untuk bergerak
C. Sumber Tenaga Untuk Migrasi
Selain gradien hidrodinamik dan daya pelampungan, masih ada beberapa
sumber tenaga lain untuk menggerakkan migrasi. Harus dibedakan antara
mekanismenya sendiri dengan suber penggerak.
Berbagai jenis sumber penggerak yang mungkin ialah:
a. Kompaksi
b. Tegangan permukaan
c. Gravitasi pelampungan
d. Tekanan hidrostatik
e. Tekanan gas
f. Sedimentasi
g. Gradien hidrodinamik
D. Penyebab Minyak Bermigrasi
Ada empat sebab kenapa minyak bermigrasi, diantaranya yaitu:
1) Pengkuburan - sebagai batuan yang terkubur jauh di dalam bumi, maka
tekanan pun akan besar karena tekanan batuan diatasnya yang kompak
sehingga menghasilkan kekuatan mendorong dan meremas yang besar
untuk mendesak air, minyak dan gas bumi sehingga keluar dari source
rock.
2) Kenaikan Volume - Pematangan cairan atau gas dari padat,
menyebabkan peningkatan volume yang signifikan yang menyebabkan
rekahan dari source rock. Hidrokarbon yang dihasilkan akan berpindah
keatas melalui rekahan yang ada.
3) Pemadatan - pemadatan dari dasar source rock oleh beban batuan
diatasnya memberikan tekanan yang menyebabkan mereka akan
bergerak, dan mencari jalur yang termudah yaitu (melalui dasar yang
paling berpori atau rekahan dan patahan yang ada) berpindah ke tempat
yang memiliki tekanan lebih rendah yaitu berada di tempat yang lebih
dangkal dari sebelumnya.
4) Pemisahan - Gravitasi pemisahan gas, minyak dan air mengambil tempat
dalam batuan reservoir yang biasanya airnya jenuh. Akibatnya, minyak
bumi akan selalu mencoba naik sampai mereka terjebak atau lolos ke
permukaan bumi (rembesan minyak). Yang perlu diketahui air, minyak
dan gas hanya akan bermigrasi melalui zona yang cukup permeabel
dimana ruang antara partikel batuan saling berhubungan dan cukup besar
sehingga memungkinkan gerakan fluida ke jalur trap.
E. Mekanisme Migrasi
Ada beberapa mekanisme migrasi yang telah diajukan, namun masih belum
ada yang memuaskan. Beberapa mekanisme tersebut ialah:
1. Dengan Pertolongan Air
Air membawa minyak untuk bergerak:
a) Sebagai Droplet, yaitu tetes – tetes kecil yang dibawa arus air.
b) Sebagai Micelle, adanya gugusan hidroxil atau karboxil pada ujung
suatu molekul yang bertindak hidrofil sedangkan ujung lainnya
hidrofob, dapat melarutkan hidrokarbon. Hal ini dapat dipersamakan
dengan sabun/deterjen. Partikel semacam itu, dimana suatu tetes kecil
dikelilingi oleh ujung – ujung yang hidrofil disebut micelle. Karena air
dan minyak larut (1 fasa), maka tak ada lagi tegangan permukaan dan
kapilaritas tak berlaku lagi, dan minyak sebagai tetes – tetes kecil dalam
bentuk emulsi atau koloid dapat mengalir ke luar pada waktu
kompaksi/migrasi primer.
c) Pelarutan zat induk minyak (non hidrokarbon) dalam air
Hunt (1980) mengusulkan kemungkinan bahwa migrasi terjadi bukan
dalam bentuk hidrokarbon/minyak bumi yang jelas mengalami
kesulitan, tetapi dalam bentuk zat induknya (proto-petrolium), seperti
keton asam dan ester yang mudah larut dalam air. Keberatan terhadap
teori ini adalah bahwa kadar persenyawaan organik ini dalam batuan
induk sangat rendah sekali, selain zat tersebut mempunyai afinitas untuk
di absorbsi pada permukaan mineral. Masalah lain adalah bagaimana dia
akan dalam perangkap. Mungkin begitu zat tersebut menanggalkan
gugusan hidroksilnya dan menjadi hidrokarbon, begitu zat itu terjebak
sebagai akumulasi.
2. Tanpa Pertolongan Air
Gelembung atau tetes minyak bergerak relatif terhadap air yang boleh
dikatakan statis.
a) Gerakan kapilaris
Adanya perbedaan tegangan permukaan antara air dengan minyak,
menyebabkan air masuk ke pori – pori halus, sedangkan minyak pori –
pori yang kasar. Hal ini dapat dibayangkan pada bidang antar lapisan
batuan penyalur dan batuan induk, atau tetes – tetes minyak keluar dari
serpih seperti kulit manusia yang sedang berkeringat. Proses ini disebut
pula imbibisi. Cara migrasi semacam ini dapat terjadi pada migrasi
primer dimana kompaksi telah berhenti.
b) Pelarutan dalam gas dan ekspansi gas
Minyak dapat larut dalam gas, terutama pada temperatur dan tekanan
tinggi. Gas diketahui dapat bermigrasi lebih leluasa melalui batuan
berhubung dengan tegangan permukaannya yang kecil. Menurut
Sokolov (1964), difusi molekul gas melalui batuan serpih sangat besar.
Koefisien difusi metan = 10-4 sampai 10-9 cm/sekon. Karena adanya suatu
pembebasan tekanan (pressure realese) di sesuatu tempat, maka gas
berexpansi dan membawa minyak bumi sebagai larutan. Ada pula
kemungkinan, minyak bumi yang bergerak membentuk suatu selaput
pada gelombung – gelembung gas. Juga gas campur minyak
mempertinggi mobilitas minyak (memperkecil tegangan permukaan).
Teori pelarutan dalam gas kembali diusulkan sebagai mekanisme utama
untuk migrasi primer oleh Neglia (1979). Dia berpendapat dari
cekungan sedimen selama zat organiknya mengandung hidrogen. Suatu
proses pelarutan hidrokarbon cair terjadi dalam gas bertekanan tinggi
dan mengekstraksi minyak bumi dari batuan induk. Gas merembas
melalui rekahan – rekahan mikro dalam batuan induk.
Mekanisme ini dapat terjadi pada migrasi primer maupun sekunder.
c) Teori pelampungan (buoyancy)
Karena perbedaan berat jenis minyak bumi dan air, maka suatu
gumpalan minyak akan selalu melambung mencari tempat yang tinggi.
Hal ini hanya dapat terjadi jika suatu fasa menerus yang cukup besar
dapat terbentuk sehingga tekanan ke atas yang terjadi dapat mengarungi
Pc. Adanya
suatu
sentakan
(triggering
action)
memungkinkan
terbentuknya suatu gumpalan dari tetes – tetes minyak yang tersebar
disana – sini. Gumpalan kemudian bergerak ke atas mengikuti
kemiringan penyekat batuan reservoir, dan tetes – tetes minyak yang ada
di jalannya akan ikut tertarik dan membuat gumpalan tersebut suatu fasa
menerus yang lebih besar dan mempercepat lagi gerakan.
Mekanisme ini hanya mungkinterjadi dalam lapisan penyalur dalam
taraf migrasi sekunder. Cara bermigrasi ini sangat berkaitan dengan teori
akumulasi Gussow.
d) Teori gerakkan hidrolik
Gerakan hidrolik terjadi terutama karena adanya air yang terperas ke
luar oleh kompaksi, ataupun karena gradien hidrodinamik. Sebetulnya
teori ini sangat berkaitan dengan teori akumulasi King Hubbert. Dalam
hal ini air yang bergerak, mendorong suatu gumpalan minyal untuk
bergerak dalam arah yang sama. Jelas pula disini bahwa suatu fasa
menerus yang cukup besar harus tercapai dulu sebelum tekanan kapiler
dapat diimbangi/diarungi. Arah gerakan ini tidak selalu ke atas
kemiringan (undip), tetapi dapat juga menuruni kemiringan.
e) Teori pengaliran minyak bumi melalui matrik zat organik/kerogen
Masalah kapilaritas sebagai pengahalang utama untuk migrasi adalah
disebabkan bahwa batuan pada umumnya dan batuan induk bersifat
nidrofil atau aleofobe, tidak dibasahi minyak. Hal ini tidak jadi masalah
jika migrasi terjadi melalui jaringan kerogen yang bersifat kontinu
dalam batuan.
F. Jenis – Jenis Migrasi
1. Migrasi Primer
Migrasi primer yaitu perpindahan hidrokarbon dari source rock ke
karier bed. Migrasi primer berjalan lambat karena minyak bumi harus cukup
untuk keluar dari batuan induk yang memiliki permeabilitas matrik yang
rendah. Migrasi primer berakhir ketika hidrokarbon telah mencapai
“permeable conduit” atau “carrier bed” untuk terjadinya migrasi sekunder.
Gambar 1. Migrasi Primer
Saat ini, ada tiga mekanisme migrasi primer yang membawa
perhatian serius bagi kebanyakan ahli geokimia petroleum, yaitu difusi,
ekspulsi fasa minyak, dan pelarutan dalam gas.
Difusi sebagai mekanisme aktif dalam migrasi hidrokarbon, terjadi
secara terbatas pada batuan sumber yang tipis atau pada tepian unit batuan
sumber yang tebal. Pengkonsentrasian diperlukan untuk memungkinkan
terjadinya migrasi primer, dimana difusi dapat menyebabkan akumulasi
hidrokarbon dalam ukuran yang cukup besar.
Ekspulsi hidrokarbon dalam kaitannya dengan migrasi primer terjadi
dalam fasa hidrofobik. Ini terjadi pada umumnya sebagai hasil perekahan
mikro selama pergerakan hidrokarbon. Ketika tekanan dalam batuan sudah
melebihi kekuatannya menahan tekanan, perekahan mikro terjadi, terutama
pada bidang lemah dari batuan tersebut, seperti bidang perlapisan. Sehingga
batuan yang terlaminasi mungkin menghasilkan hidrokarbon dengan tingkat
efisiensi yang lebih tinggi daripada batuan yang masif.
Momper (1789) dalam Rondeel (2001) menyatakan bahwa dalam
banyak kasus tidak ada perekahan mikro atau ekspulsi yang terjadi sebelum
jumlah bitumen yang dihasilkan batuan sumber mencapai batas ambang
tertentu.
Mills (1923) dan Sokolov (1964) dalam Koesoemadinata (1980)
sehubungan dengan pelarutan minyakbumi dalam gas dan ekspansi gas,
menyatakan bahwa minyak dapat larut dalam gas, terutama pada temperatur
dan tekanan tinggi. Gas diketahui dapat bermigrasi dengan lebih leluasa
melalui batuan bergubung tegangan permukaannya yang kecil. Karena suatu
pembebasan tekanan, maka gas berekspansi dan membawa minyakbumi
terlarut. Rondeel (2001) menyatakan bahwa mekanisme pelarutan ini hanya
terjadi bergantung pada keberadaan gas yang dipengaruhi oleh tingkat
katagenesis dan kapabilitas batuan sumber untuk menghasilkan gas.
Jarak dari migrasi primer hidrokarbon pendek. Migrasi primer terjadi
dengan lambat dan sulit, dikarenakan batuan sumber yang memiliki
permeabelitas yang rendah. Migrasi primer akan terhenti ketika hidrokarbon
mencapai tingkat permeabelitas yang memungkinkan terjadinya migrasi
sekunder. Migrasi primer dapat terjadi baik secara lateral, ke atas dan ke
bawah bergantung pada karakteristik carrier bed yang ada di dekat batuan
sumber.
2. Migrasi Sekunder
Migrasi sekunder yaitu perpindahan hidrokarbon dari carier bed ke
jebakan atau trap. Problem yang sering dihadapi adalah pore throat lebih
kecil dibanding oil stringers, karenanya oil stringrs akan tertahan. untuk
dapat bergerak, maka “bouyancy” >>>“capillary-entry pressure (setelah
akumulasi tercapai). Jika capillary-entry pressur >>> buoyancy, maka
migrasi sekunder .Akan terhenti hingga capillary-entry presure tereduksi dan
Buoyant force meningkat.
Gambar 2. Migrasi Sekunder
Ketika hidrokarbon berhasil keluar dari batuan sumber dan mengalami
migrasi sekunder, pergerakan dari hidrokarbon akan dipengaruhi oleh gaya
pelampungan (bouyancy). Teori pelampungan (dalam Koesoemadinata,
1980) menerangkan mekanisme pergerakan minyak bumi karena adanya
perbedaan berat jenis minyakbumi dan air. Suatu gumpalan minyak dalam air
akan selalu melambung mencari tempat yang lebih tinggi. Gumpalan ini
kemudian bergerak ke atas mengikuti kemiringan penyekat batuan reservoir.
Berlawanan dari gaya pelampungan adalah tekanan kapilaritas (Rondeel,
2001). Semakin besar pori dari suatu batuan, semakin kecil tekanan
kapilaritasnya, dan semakin kecil pori dari suatu batuan, semakin besar
tekanan kapilaritasnya. Gaya pelampungan bekerja untuk mengerakan
hidrokarbon, tetapi tekanan kapilaritas melawan gaya pelampungan tersebut.
Sehingga apabila gaya pelampungan yang bekerja lebih kecil dari pada
tekanan kapilaritas, maka migrasi dari hidrokarbon tidak akan terjadi. Aliran
hidrodinamik yang merupakan gaya ketiga yang mengerakan hidrokarbon
dapat mengubah pergerakan dari hidrokarbon, tetapi hal ini kurang
memperngaruhi dasar bahwa gaya pelampungan dan tekanan kapilaritas
merupakan faktor utama yang menentukan pergerakan dari hidrokarbon.
Migrasi sekunder
terjadi pada arah yang dipengaruhi oleh gaya
pelampungan yang paling besar. Pergerakan ini awalnya menuju ke arah atas,
dan lalu mengikuti kemiringan carrier bed apabila hidrokarbon menemui
lapisan dengan permeabelitas kurang di atas carrier bed. Keberadaan
struktur dan perubahan fasies mungkin menyebabkan tekanan kapilaritas
lebih dominan daripada gaya pelampungan, sehingga arah migrasi mungkin
akan berubah, dan atau terhenti.
3. Migrasi Tersier
Migrasi tersier terjadi jika ada kebocoran (leakage) pada cap rocks yang
menutupi reservoir. Cap rocks dengan pori-pori yang lebih kecil dari batuan
dibawahnya, mampu menahan pergerakan naik dari minyak bumi. Pengisian
yang progresif menyebabkan akumulasi meningkat, dapat menyebabkan
bouyancy >>> capillary-entry pressure Fractures dan faults dapat
menyebabkan kebocoran.