Daerah penelitian terletak di Sub-cekungan Madura yang merupakan bagian dari
Cekungan Jawa Timur. Penamaan Sub-cekungan Madura yang digunakan mengacu
pada penamaan sub-cekungan yang secara geografis terletak tepat di selatan Pulau
Madura. Cekungan Jawa Timur merupakan cekungan busur belakang (backarc
basin) berumur Tersier yang menjadi salah satu target utama kegiatan eksplorasi
dan pengembangan hidrokarbon di Indonesia. Sub-cekungan Madura selain
terkenal memiliki zona overpressure juga dikenal kompleks dari segi sejarah
tektonik dan pengendapan sedimennya. Penelitian ini mengkaji hubungan antara
pembentukan overpressure dan pengaruh kegiatan tektonik. Penelitian tentang
peran tektonik dalam pembentukan overpressure dan pembuatan peta penyebaran
tekanan pori dan overpressure dalam skala regional di Cekungan Jawa Timur
maupun di Sub-cekungan Madura belum pernah dilakukan sebelumnya.
Keberadaan zona overpressure di daerah penelitian terlihat jelas dari integrasi
seluruh data sumur yang tersedia. Data yang digunakan dalam penelitian ini berasal
dari 30 sumur eksplorasi dan seismik 2 Dimensi (2D) lepas pantai yang terdiri dari
data seismik SEGY dan data navigasi sepanjang kurang lebih 5.900 km. Penggunaan
berat lumpur pada pengeboran sumur yang jauh melebihi tekanan hidrostatis
merupakan indikasi awal keberadaan zona overpressure. Hampir seluruh sumur di
daerah penelitian mengalami kondisi overpressure. Berdasarkan hasil analisis data
pengukuran tekanan pori secara langsung maupun tidak langsung dan indikasi dari
laporan pengeboran lainnya, overpressure terjadi di lokasi daratan maupun lepas
pantai. Meskipun terdapat variasi yang cukup besar untuk kedalaman awal dari
zona overpressure, secara garis besar kedalaman awal dari zona overpressure di
daerah penelitian bervariasi di kedalaman 300-1400 meter TVDSS pada interval
Plistosen hingga Resen.
Berdasarkan data seismik, pola struktur dari sebuah rift basin yang kemudian
mengalami tektonik kompresional dan inversi terlihat cukup jelas di daerah
penelitian. Rifting terlihat jelas di bagian timur pada interval di bawah Kujung.
Pelipatan dan sesar naik sebagai akibat dari tektonik kompresional terlihat di utara
dan selatan terutama di bagian barat pada interval Kujung hingga Resen. Pengaruh
tektonik kompresional berkurang ke arah timur. Secara garis besar struktur bawah
permukaan daerah penelitian terdiri dari tinggian di sisi utara dan selatan dengan
arah barat-timur. Kedua tinggian dipisahkan oleh dalaman memanjang yang iii
dipisahkan oleh punggungan. Pola struktur ini terlihat jelas terbentuk akibat dari
tektonik kompresional dengan arah utara-selatan. Peta ketebalan sedimen
memperlihatkan pusat pengendapan pada Oligosen Awal hingga Miosen Akhir
berada di bagian utara yang berubah ke arah tengah dimulai dari bagian barat
setelah masa Miosen Akhir hingga Resen. Bagian tengah yang pada awalnya
merupakan tinggian mengalami penurunan dan menjadi pusat pengendapan baru
dengan sedimen yang tebal terutama di bagian barat akibat dari kegiatan inversi
pada masa Plio-Plistosen hingga Resen.
Analisis kuantitatif tegasan vertikal (Sv), tegasan horizontal minimum (Shmin) dan
tegasan horizontal maksimum (SHmax) beserta penyebarannya pada horizon
Plistosen memperlihatkan pola memanjang dengan arah barat-timur mengikuti pola
struktur kedalaman. Besaran ketiga tegasan secara garis besar meningkat ke arah
tengah daerah penelitian dengan besaran maksimum di bagian timur. Perkiraan
kondisi tegasan bawah permukaan diperoleh berdasarkan rasio antara tegasan
horizontal minimum dengan tegasan vertikal yang memperlihatkan harga rata-rata
? 1 (Shmin/Sv ? 1) dan rasio antara tegasan horizontal maksimum dan tegasan
vertikal yang memperlihatkan besaran rasio rata-rata ? 1 (SHmax/Sv ? 1). Kedua rasio
memberikan indikasi kondisi tegasan bawah permukaan sesar geser (SHmax ? Sv ?
Shmin) untuk horison Plistosen.
Kedalaman awal overpressure di daerah penelitian tidak berhubungan dengan suhu,
kematangan batuan induk, dan diagenesa mineral lempung. Kematangan batuan
induk dan diagenesa mineral lempung diprediksi berkontribusi terhadap terjadinya
hard overpressure. Hampir seluruh sumur memiliki zona overpressure yang
berhubungan langsung dengan laju pengendapan yang melebihi 1000 meter/juta
tahun pada masa Plistosen – Resen dan pada saat yang bersamaan berlangsung
tektonik kompresional yang diperlihatkan oleh besaran tegasan horizontal
maksimum yang lebih besar dibandingkan dengan tegasan vertikal. Tektonik
kompresional yang sangat aktif pada masa Plistosen – Resen merupakan penyebab
utama terjadinya overpressure di daerah penelitian yang terlihat dari rasio besaran
tegasan horizontal maksimum terhadap besaran tegasan vertikal ? 1 (SHmax/Sv ? 1).
Penelitian ini menghasilkan metode baru dalam prediksi besaran tekanan pori untuk
daerah yang dipengaruhi oleh tektonik kompresional yang dilakukan dengan
menggunakan tegasan rata-rata dan hubungan antara kecepatan dan tegasan efektif
rata-rata. Metoda baru ini merupakan validasi dari pengaruh tektonik kompresional
terhadap terjadinya overpressure. Metode baru ini memberikan prediksi akurat
yang lebih mendekati data dari pengukuran tekanan pori langsung maupun tidak
langsung. Hasil prediksi tekanan pori dengan metode baru di daerah penelitian
memberikan gambaran penyebaran tekanan pori dan overpressure pada horison
Plistosen yang mengikuti pola struktur yaitu memanjang dengan arah barat timur
dan meningkat ke arah dalaman.