What is Petroleum System?

Petroleum system merupakan konsep yang menyatukan beberapa elemen berbeda dan proses geologi minyak bumi yang merupakan kondisi dimana akumulasi dari hidrokarbon di bawah permukaan bumi dapat terbentuk. Aplikasi dari konsep tersebut digunakan dalam melakukan kegiatan pencarian migas yaitu eksplorasi yang merupakan kegiatan mencari dan menemukan sumber daya hidrokarbon didalam suatu cekungan. Petroleum system meliputi gabungan antara elemen (source rock, reservoir rock, cap rock) dan proses (maturation, migration dan accumulation).
Komponen tersebut berkaitan satu sama lain sehingga jika ada salah satu komponen yang kurang dalam petroleum system maka hidrokarbon tidak akan terbentuk atau terakumulasi. Elemen-elemen penting dan proses harus berada pada waktu yang tepat sehingga bahan organik atau jasad renik yang terdapat di dalam source rock dapat diubah menjadi suatu akumulasi hidrokarbon.

1. Maturation
Proses pematangan atau perubahan secara biologi, fisika dan kimia dari kerogen menjadi migas (oil generation). Hidrokarbon berasal dari bahan-bahan organik yang terkandung di dalam sedimen. Bahan organik tersebut terdiri dari mikroalga dan mikroorganisme yang terendapkan di lingkungan perairan khususnya di dasar laut. Selama proses pengendapan, material organik tersebut terus terkubur bersama sedimen dan material tersebut rusak akibat proses oksidasi. Sisa dari material yang tertinggal menganndung kerogen, yang selama pengendapan sedimen akibat dari tekanan dan temperatur yang tinggi dalam waktu yang sangat lama, berubah menjadi hidrokarbon oleh proses thermal cracking.
Kerogen yang masih immature berubah menjadi minyak pada temperatur diatas 50-70 oC. Sekitar temperatur 120-150 oC minyak menghasilkan wet gas lalu dry gas. Oil Window berada di dua kisaran temperatur tersebut yang biasanya terdapat di kedalaman 1000 dan 4000 meter.

Jenis hidrokarbon yang terbentuk terhadap kedalaman lapisan

2. Source Rock (Batuan Induk)
Source rock adalah kelompok batuan shale atau batuan karbonat yang berwarna hitam hingga coklat yang memiliki kadar organik (kerogen) yang tinggi dan mampu menghasilkan migas. Kerogen adalah bahan-bahan organik yang dapat menghasilkan migas. Batuan bisa dianggap sebagai source rock jika mengandung material organik yang mencukupi, setidaknya 0,5% organik carbon dan 100 ppm material organik yang dapat terekstraksi oleh solvent. Untuk memastikan apakah source rock tersebut potensial mengandung minyak, dapat dianalisa dengan proses pyrolisis dengan meningkatkan temperatur pada sampel batuan (Metode Rock Eval). Sehingga source rock dapat diidentifikasi pada waktu proses pemboran berlangsung.

3. Migration
Adalah proses perpindahan fluida hidrokarbon yang menjauhi source rock. Migrasi ini disebabkan oleh penguburan (burial), pemadatan (compaction) serta peningkatan volume yang berasal dari maturation dan gravitational separation. Karena hidrokarbon yang terbentuk di source rock umumnya akan bergerak ke daerah yang bertekanan lebih rendah. Proses migrasi dibagi menjadi tiga, yakni:
a. Primer : Proses perpindahan hidrokarbon dari source rock ke batuan reservoir lapisan penyalur (carrier bed).
b. Sekunder : Proses perpindahan hidrokarbon dari lapisan penyalur (carrier bed) ke tempat akumulasi migas.
c. Tersier : Proses perpindahan hidrokarbon dari tempat akumulasi migas ke lapisan batuan yang berada di atasnya. Hal ini terjadi akibat gejala tektonik seperti patahan, yang dapat menyebabkan rekahan pada cap rock.

Proses Migrasi dari Source Rock ke Reservoir Rock

4. Reservoir Rock
Adalah batuan porous dan permeable sebagai tempat terakumulasinya hidrokarbon dan air di bawah permukaan tanah yang memiliki satu sistem tekanan tertentu. Reservoir yang terisi hidrokarbon umumnya terbagi menjadi banyak layer (lapisan). Jenis reservoir yang terdiri dari banyak lapisan disebut juga multi-layer reservoir. Umumnya batuan reservoir terbentuk dari batuan pasir dan batuan karbonat. Namun saat ini, telah ditemukan reservoir minyak yang berada di batuan shale, tepatnya di batuan yang juga merupakan source rocknya. Akibat penemuan ini, sekitar tahun 2012-2013 muncul fenomena "The New Oil Order". Fenomena ini menyebabkan melimpahnya supply minyak mentah dunia yang menyebabkan harga minyak dunia turun hingga mencapai USD 28 / bbl.

5. Cap rock
Lapisan di atas reservoir rock yang memiliki porositas dan permeabilitas yang buruk (impermeable) seperti chalks, shale atau batuan evaporit sehingga mencegah hidrokarbon bermigrasi ke permukaan. Biasanya berbentuk konkaf terbalik.

6. Trap (Perangkap)
Keberadaan suatu reservoir yang mengandung hidrokarbon mengindikasikan adanya Trap (perangkap) yang mampu menahan hidrokarbon bermigrasi. Trap adalah suatu kondisi alam yang menjebak migas, sehingga migas tidak dapat bergerak dan terakumulasi di dalam reservoir rock. Klasifikasi trap yakni:
a. Perangkap Struktur : terjadi karena perubahan bentuk (deformasi) dari batuan seperti antiklin atau patahan. Trap yang berbentuk bulat dinamakan dome.
b. Perangkap Stratigrafi : terbentuk akibat dari variasi facies, batuan menjadi impermeabel secara lateral. Contohnya pinch-out dan carbonate reef.
c. Perangkap Kombinasi : contohnya antiklin yang tererosi, perangkap yang berasosiasi dengan kubah garam (saltdome).

Jenis-Jenis Perangkap