40 BAB V ANALISIS INTI SESAR V.1 Permeabilitas Batuan Sesar Permeabilitas batuan sesar merupakan atribut kunci untuk manajemen reservoir. Namun, hal tersebut sangat sulit untuk memprediksi permeabilitas batuan sesar untuk sesar bawah permukaan. Dalam penelitian ini, estimasi permeabilitas pada sesar normal di batuan karbonat menggunakan hubungan empiris antara kadar mineral lempung dan permeabilitas batuan sesar. Data XRD untuk menentukan nilai kadar mineral lempung dalam analisis permeabilitas batuan diperoleh dari data riset Geodinamic Research Group ITB tahun 2016 (Gambar V.1 dan Tabel V.1). Adapun jenis mineral lempung yang dimasukkan dalam data kadar mineral lempung pada penelitian ini antara lain Illite, Montmorillonite, dan Halloysite. Gambar V.1 Titik pengambilan sampel untuk analisis XRD di singkapan Batununggal (Geodynamic Research Group ITB, 2016). 2m 0 1 41 Tabel V.1 Data kadar lempung berdasarkan analisis XRD (Geodynamic Research Group ITB, 2016). Nama Sampel Kadar Lempung (%) Fraksi Kadar Lempung Tipe Batuan BTC 1 4,32 0,0432 Coral Ps-Gs (HW) BTC 2 15,23 0,1523 Coral Ps-Gs (HW) BTC 11 5,37 0,0537 Coral Ps-Gs (FW) BTC 12 23,09 0,2309 Coral Ps-Gs (FW) BTC 3 11,41 0,1141 Ws-Ps (HW) BTC 4 6,73 0,0673 Ws-Ps (HW) BTC 9 15,47 0,1547 Ws-Ps (FW) BTC 10 9,73 0,0973 Ws-Ps (FW) BTC 5 12,75 0,1275 Ps-Gs (HW) BTC 6 9,49 0,0949 Ps-Gs (HW) BTC 7 8,75 0,0875 Ps-Gs (FW) BTC 8 11,48 0,1148 Ps-Gs (FW) BTNGL Core 1 Gouge 5,15 0,0515 Coral Ps BTNGL Core 2 Gouge 7,64 0,0764 Ws-Ps BTNGL Core 3 Gouge 18,2 0,1820 Ps-Gs BTNGL Core 4 Gouge 14,88 0,1488 Ps-Gs *FW (Foot Wall); HW (Hanging Wall) Berdasarkan atas kompilasi dari data batuan sesar, dilakukan perhitungan dengan menggunakan data kadar mineral berukuran lempung dan pergeseran sesar untuk mengestimasi permeabilitas batuan sesar secara kuantitatif. Kalibrasi empiris yang dilakukan menggunakan persamaan Manzocchi dkk. (1999), Ž‘‰ - ÙLFv F rátw Ž‘‰:&;:s F ; 9 (2) dimana K f adalah permeabilitas batuan sesar (millidarcys), CCR adalah Clay Content Ratio pada batuan sesar (fraksi 0,0 – 1,0), dan D adalah pergeseran sesar (meter). Kalibrasi tersebut berdasarkan kompilasi dari data yang dilaporkan Manzocchi dkk. (1999) dengan indikasi bahwa tingginya nilai CCR dan D menghasilkan nilai permeabilitas yang rendah pada batuan sesar. Dengan tidak memperhitungkan jarak horizontal sampel terhadap inti sesar, hasil yang diperoleh termuat pada Tabel V.2. Zona sesar dapat dibagi lagi menjadi beberapa elemen yang masing-masing memiliki perbedaan permeabilitas. Arsitektur zona sesar umumnya terdiri dari batuan induk atau batuan utuh (batuan yang tidak berubah), inti sesar (bidang tempat pergeseran terjadi), dan zona kerusakan sesar (daerah di sekitar inti sesar dengan kerapatan rekahan yang lebih tinggi daripada batuan induk). Secara umum, elemen tersebut harus dipertimbangkan untuk 42 melokalisasi zona dengan potensi aliran fluida tertinggi melalui peningkatan permeabilitas di zona kerusakan (Gambar V.2). Tabel V.2 Hasil perhitungan permeabilitas. Nama Sampel CCR D (meter) log Kf Kf (millidarcys) Tipe Batuan BTC 8 0,1148 0,60 -0,429055782 0,372343878 Ps-Gs BTC 7 0,0875 -0,314911778 0,484270731 BTNGL Core 3 Gouge 0,1820 -0,707687494 0,196025471 BTNGL Core 4 Gouge 0,1488 -0,570416932 0,268895211 BTC 5 0,1275 -0,481957019 0,329642334 BTC 6 0,0949 -0,345911644 0,450908431 BTC 10 0,0973 -0,355955929 0,440599572 Ws-Ps BTC 9 0,1547 -0,594864013 0,254176846 BTNGL Core 2 Gouge 0,0764 -0,268325089 0,539106926 BTC 3 0,1141 -0,426136406 0,374855247 BTC 4 0,0673 -0,230052244 0,588772825 BTC 12 0,2309 -0,908675113 0,123402764 Coral Ps BTC 11 0,0537 -0,172713657 0,671871692 BTNGL Core 1 Gouge 0,0515 -0,163422156 0,686400900 BTC 1 0,0432 -0,128326345 0,744172566 BTC 2 0,1523 -0,584922279 0,260062493 Gambar V.2 Permeabilitas yang dinormalisasi di sepanjang zona sesar; a) Zona sesar pita deformasi dengan permeabilitas yang berkurang b) Sesar yang dikembangkan dengan bergeser melintasi zona rekahan. Fault rock yang dibentuk mirip dengan proses pita deformasi tetapi dikelilingi oleh zona kerusakan, lebih permeabel daripada batuan induk. c) Zona breksiasi sesar dengan permeabilitas meningkat (Rawling dkk., 2001). 43 Dalam setiap elemen zona sesar, batuan memiliki perbedaan ukuran butir karena adanya pemadatan secara mekanis dan perubahan kimia. Perubahan yang signifikan terjadi di inti sesar karena adanya pergeseran batuan sehingga membuat ukuran butiran berkurang dan pada inti sesar juga terjadi pengurangan ukuran butiran hingga berukuran lempung yang sangat mengurangi permeabilitas batuan. Pada zona ini kemudian terbentuk semacam penghalang untuk aliran dengan arah tegak lurus menuju sesar tetapi zona kerusakan juga memungkinkan aliran sejajar dengan sesar. Kehadiran sesar pada akhirnya dapat mengubah anisotropi lokal secara signifikan dan stratigrafi mempengaruhi permeabilitas lokal. Berdasarkan pola permeabilitas zona sesar yang terbentuk (Gambar V.3), terlihat ada tiga macam pola perubahan permeabilitas di sepanjang zona sesar. Dengan membandingkan pola terhadap Gambar V.2, stratigrafi Ps-Gs memiliki pola zona sesar deformation band yang memiliki pola penurunan permeabilitas ketika jarak batuan dekat dengan inti sesar. Pola tersebut juga menunjukkan adanya anomali permeabilitas pada sampel BTC 7. Sampel BTC 7 menunjukkan adanya permeabilitas dengan nilai tinggi dari yang seharusnya rendah karena letaknya dekat dengan inti sesar. Anomali permeabilitas ini diduga karena adanya suatu rekahan sehingga permeabilitas menjadi meningkat secara signifikan. Stratigrafi Ws-Ps menunjukkan adanya fluktuasi nilai permeabilitas sepanjang zona sesar di stratigrafi tersebut. Komparasi tersebut menunjukkan pola yang terbentuk cenderung menyerupai transisi dari pola (a) ke pola (c) dengan adanya peningkatan yang drastis pada inti sesar. Peningkatan ini dikarenakan inti sesar sudah cukup terbreksiasi sehingga permeabilitas yang awalnya rendah menjadi tinggi. Stratigrafi yang paling bawah, yaitu Coral Ps-Gs, memiliki pola yang berkebalikan dengan kedua pola sebelumnya. Stratigrafi ini menyerupai pola (c), yang semakin dekat dengan inti sesar maka permeabilitas semakin tinggi. Pola ini merupakan zona batuan yang terbreksiasi oleh sesar sehingga permeabilitasnya meningkat. Pada sampel BTC 1 terlihat nilai permeabilitas yang lebih tinggi dibanding inti sesar. Hal tersebut diduga karena adanya rekahan lain yang turut meningkatkan permeabilitas. Secara umum, terlihat bahwa semakin ke bawah stratigrafi maka permeabilitas pada inti sesar semakin meningkat. Peningkatan tersebut disebabkan adanya perubahan pada inti sesar, dari deformation band menjadi breksiasi sesar. Berdasarkan pengamatan langsung di lapangan, hipotesis ini didukung dengan semakin banyaknya hancuran batuan pada stratigrafi bagian bawah. Dengan kata lain, hancuran batuan terbanyak ada di bagian bawah sedangkan semakin ke atas hancuran batuan semakin sedikit ditemukan. 44 Gambar V.3 Pola permeabilitas pada setiap stratigrafi. BTC 8 BTC 7 BTNGL Core 3 Gouge BTNGL Core 4 Gouge BTC 5 BTC 6 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 01234567 Kf(millidarcys) Jarak Horizontal (m) Permeabilitas Ps-Gs BTC 10 BTC 9 BTNGL Core 2 Gouge BTC 3 BTC 4 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0123456 Kf(millidarcys) Jarak Horizontal (m) Permeabilitas Ws-Ps BTC 12 BTC 11 BTNGL Core 1 Gouge BTC 1 BTC 2 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0123456 Kf(millidarcys) Jarak Horizontal (m) Permeabilitas Coral Ps-Gs CoreCore Hanging WallFoot Wall 1 1 0 0 2 2 1 1 0 2 2 1 1 0 2 2 Core Core 3 Gouge BTNGL Core BTNGL Core Inti Sesar Hanging Wall Foot Wall Hanging Wall Foot Wall 45 V.2 Model dan Persamaan Permeabilitas dengan Pengaruh Jarak Horizontal Berdasarkan asumsi Yielding dkk. (1997), SGR setara dengan konten serpih (Vshale) dari zona hancuran batuan sesar (fault gouge). Asumsi digunakan untuk menghitung nilai SGR pada zona sesar ketika kandungan serpih yang berada tepat di zona tersebut tidak dapat diprediksi secara langsung. Hal tersebut membuat data permeabilitas yang tersedia, tercatat sebagai fungsi dari fraksi serpihan volumetrik dari inti yang dianggap mewakili zona patahan. Dalam persamaan Manzocchi dkk. (1999), diduga bahwa semakin tinggi kadar dari mineral lempung atau mineral-mineral berukuran lempung lainnya pada batuan maka permeabilitas akan semakin rendah. Persamaan tersebut diperoleh dari data yang menunjukkan penurunan umum permeabilitas zona sesar seiring dengan meningkatnya kandungan serpih dan permeabilitas akan memiliki variasi yang besar pada kandungan serpih tertentu. Pada kandungan serpih yang sangat rendah terdapat distribusi bimodal yang tampaknya diatur oleh pergeseran sesar (Antonellini & Aydin, 1994).