FORMASI GAS SHALE BARNETT DAN MARCELLUS

Shale Gas merupakan salah satu bentuk hidrokarbon nonkonvensional. Yaitu berupa Gas yang terdapat di batuan shale. Batuan ini memiliki ciri kecilnya porositas dan permeabilitasnya. Oleh karenanya diperlukan teknis khusus untuk memproduksikannya (menambangnya). Untuk Hidrokarbon Nonkonvensional akan saya bahas di artikel tersendiri di blog ini. Berikut 2 formasi shale gas yang  cukup terkenal di Amerika Serikat, yaitu Formasi Barnett dan Formasi Marcellus.

1. Formasi Barnett

Formasi Barnett terletak di Bend Arch-Fort Worth Basin. Batuan sedimen yang terendapkan pada masa Missisipian (354-323 juta tahun yang lalu) menyusun formasi ini yang terletak di Texas. Fort Worth merupakan kota tempat dimana formasi ini membentang, formasi ini membentang 13.000 km2 dan terdapat pada 27 county (setara dengan Kabupaten). Formasi ini terbukti memiliki kandungan gas sebesar 2.5 × 1012 cuft dan diduga memiliki 30 × 1012 cuft sumberdaya gas alam. Minyak bumi juga ditemukan di formasi ini dalam jumlah yang kecil.

Formasi Barnett shale gas ini merupakan “tight gas reservoir” sehingga sangat sulit untuk memperoleh gas tersebut. Hampir-hampir saja tidak mungkin untuk memproduksi gas ini. Tetapi dengan menggunakan teknologi hydraulic fracturing dan pemboran horizontal dan dengan naiknya harga gas maka memproduksikan gas ini menjadi mungkin.

Bagian utama dari lapangan ini adalah perkotaan sehingga menghambat pengembangan lapangan ini. Pengembang dapat mengebor di daerah yang tidak mengganggu kegiatan lain. Sehingga pemerintah daerah dapat memperoleh royalti akan eksploitasi sumberdaya alam ini. Beberapa jalan yang digunakan pengembang di daerah pedesaan tidak dirancang untuk dilewati oleh truk-truk berat sehingga terjadi banyak kerusakan di daerah tersebut. Para penduduk dan pemerintah daerah setempat juga meminta kompensasi akan rusaknya jalan ini.

 

Gambar 1

Gambar 1. Peta Lokasi Formasi Barnett

 

Sejarah

Pada akhir abad ke-19, John W. Barnett yang tinggal di San Saba menamai aliran sungai dengan nama Barnett. Ahli geologi selama pemetaan geologi pada awal abad ke-20 menemukan lapisan serpih tebal hitam yang kaya akan kandungan organik dalam singkapan dekat sungai. Sehingga serpih-serpih itu dinamai Barnett.

 

Well Completion

Hydraulic Fracturing dan pengeboran horisontal merupakan dua hal yang sedang dikembangkan di lapangan Barnett ini.

  • Pemboran Horisontal

Karena lapangan Barnett ini sebagian besar terletak di bawah kota Fort Worth, maka teknologi Pemboran Horisontal ini sangat cocok dikembangkan di lapangan Barnett ini. Hal ini disebabkan karena pemboran horisontal memungkin pemboran di bawah bandara atau sekolah atau tempat publik yang ramai lainnya. Teknologi ini telah menarik sejumlah perusahaan gas lainnya untuk melakukan eksploitasi di lapangan ini.

        Pada pemboran horisontal selain jangkauan yang panjang, pemboran horisontal juga dapat meningkatkan produksi untuk reservoir tight gas ini. Fracture yang ada dilewati gas untuk keluar dari batuan dan menuju lubang sumur. Pemboran horisontal menyebabkan lebih banyak fracture, sehingga lebih banyak gas yang dapat diproduksi.

        Pengeboran horisontal pada lapangan Barnett ini yang memanjang ke selatan sampai pada county (setara dengan kabupaten) Jhonson, Hill, dan Bosque dengan tingkat keberhasilan 100% sampai sumur selesai.

  • Hydraulic Fracturing

Campuran air, pasir dan bahan kimia tambahan dipompakan ke dalam lubang sumur dengan tekanan yang cukup untuk membentuk rekahan (fracture) di sekitar formasi. Hal ini dilakukan untuk reservoir dengan permeabilitas rendah seperti pada reservoir tight gas ini. Sehingga gas dapat diproduksi dengan baik. Tanpa hydraulic fracturing ini, reservoir gas ini tidak akan dapat diproduksi secara ekonomis.

        Terjadi potensi konflik di beberapa bagian lapangan Barnet. Konflik penggunaan air untuk hydraulic fracturing dengan konsumsi untuk kegiatan lain seperti pertanian dan air minum. Hal ini merupakan hasil pengamatan dari para ilmuwan dari Jackson School of Geoscience dari University of Texas di Austin yang telah bekerja sama dengan pengembang lapangan di Barnett.

        Kegiatan hydraulic fracturing ini juga menimbulkan kritik dari berbagai pihak yang menuding hydraulic fracturing dapat menimbulkan ancaman bagi air dan kualitas udara di sekitarnya dengan mengutip berbagai bukti ilmiah.

Gambar 2

Gambar 2. Produksi Gas Formasi Barnett tiap Tahunnya

 

Dampak Ekonomi

Sejak September 2008, pemilik tanah di kabupaten-kabupaten (county) di bagian selatan mendapat ganti rugi tanah sebesar $200 – $28.000 per acre ($ 500-69,000 /ha, yang terakhir dibayar oleh  Vantage Energy pada musim gugur 2008) dengan pembayaran royalti dalam rentang 18 – 25%.

100.000 sewa baru tercatat di Kabupaten (County) Tarrant pada tahun 2007 seperti yang ditulis pada artikel telegram Fort Worth Star. Ketentuan sewa terbaru termasuk $15.000 per acre ($37.000/ha) dan royalti 25% untuk pemilik tanah di Ryan Place, Heights Mistletoe, dan Berkley di sebelah selatan Fort Worth dan royalti 25% untuk beberapa pemilik rumah di sebelah selatan Arlington.

Advokasi kelompok industri pengeboran mengklaim bahwa pada tahun 2015 Barnett mungkin akan bertanggung jawab untuk lebih dari 108.000 pekerjaan. Penerimaan pajak dapat berasal dari biaya pembersihan untuk bahan hasil sampingan yang beracun dari pemboran gas, seperti benzena dan bahan alami radioaktif.

 

Kontroversi

Beberapa masyarakat yang tinggal di daerah dimana terdapat sumur gas mengeluhkan akan terjadinya kemungkinan kecelakaan besar. Dan sebagian menyatakan bahwa kecelakaan telah terjadi termasuk yang menyebabkan korban jiwa. Beberapa kelompok pecinta lingkungan dan penduduk utara Texas juga mempermasalahkan kualitas udara dan air di sekitar lokasi pemboran dan pipa transmisi gas.

2. Formasi Marcellus

Diberi nama Marcellus karena singkapannya dekat dengan desa Marcellus. Merupakan batuan sedimen yang terendapkan di lingkungan marine (laut) yang diketemukan di bagian timur Amerika Utara. Formasi ini meluas hampir di seluruh cekungan Appalachian. Batuan shale ini mengandung cadangan gas alam yang sebagian besar belum dimanfaatkan. Permintaan yang tinggi di Pantai Timur Amerika Serikat ini membuat formasi ini sangat menarik untuk dikembangkan.

Secara stratigrafi, formasi Marcellus merupakan lapisan terbawah dari Devonian Age Hamilton Group dan dibagi menjadi beberapa sub-unit. Selain batuan serpih hitam merupakan lithology yang paling mendominasi, juga terdapat shale yang ringan dan interbedded limestone akibat variasi permukaan laut selama pengendapannya pada sekitar 400 juta tahun yang lalu. Serpih hitam diendapkan dalam kedalaman air tanpa oksigen dan jarang terdapat fosil. Kebanyakan fosil terletak di bagian batuan gamping (limestone). Batuan serpih hitam ini mengandung bijih besi yang digunakan untuk pembangunan ekonomi daerah setempat dan juga uranium serta mineral pyrite yang berbahaya bagi lingkungan.

Gambar 3

Gambar 3. Batuan Shale (Serpih) Marcellus

 

Geologi

  • Deskripsi

Gambar 4

Gambar 4. Peta Lokasi Formasi Marcellus

 

Formasi Marcellus ini ditemukan di seluruh wilayah dataran tinggi Allegheny dari utara Cekungan Appalachian Amerika Utara. Formasi ini juga memanjang dari Danau Southern-Tier dan Finger New York, di utara dan barat Pennsylvania, Ohio timur, melalui barat Maryland dan hampir seluruh West Virginia. Batuan dari formasi ini meluas di Pennsylvania timur meluas ke Sungai Delaware sampai barat New Jersey, juga terdapat sebagian kecil di Kentucky dan Tenesse di bawah danau Erie dan juga melintas ke perbatasan Kanada, membentang antara Port Stanley dan Long Point ke St. Thomas di Ontario Selatan.

Formasi Marcellus terdiri dari batuan serpih hitam yang mungkin mengandung hamparan batuan gamping (limestone) dan mengandung mineral pyrite (FeS2) dan syderite (FeCO3). Struktur sedimennya cukup berkembang dengan baik. Batuan serpih ini layaknya batuan serpih lainnya, ia mudah untuk pecah.

         Mineral Pyrite sangat berlimpah di bagian dekat dasar lapisan. Batuan Marcellus ini juga mengandung Uranium. Dan peluruhan radioaktif Uranium membuatnya berubah menjadi unsur Radon.

         Kandungan Total Organic Content (TOC) dari batuan ini sebesar kurang dari 1% di bagian timur New York dan 11% di bagian tengah negara bagian. Bitumen juga terkandung dalam batuan serpih yang hitam ini. Dalam Geologi Minyak Bumi, batuan serpih hitam ini dapat merupakan batuan induk yang dapat mengisi batuan reservoir di atasnya.

 

  • Struktur Geologi

Batuan serpih (shale) dari Marcellus dan batuan serpih halusnya dekat bagian tengah dari Formasi Mahantango diklasifikasikan oleh ahli-ahli geologi sebagai pembentuk lereng. Batuan Marcellus dan Mahantango terhampar miring 60 – 75 derajat ke bagian barat menghadap lereng barat Tonolaway Ridge di sayap barat antiklin Gunung Cacapon di timur West Virginia.

 

  • Pengendapan

Di awal orogeny Acadian, seperti pegunungan Acadian yang muncul ke atas, batuan serpih hitam dan abu-abu dari grup Hamilton mulai terakumulasi akibat erosi pegunungan, sedimen diendapkan dari daratan ke lautan.  Batuan serpih ini terendapkan dalam keadaan kekurangan oksigen.

Partikel kecil yang tersuspensi lama di laut eipiric mengalir ke lepas pantai kemudian partikel-partikel ini terendapkan ke foredeep Acadian di Cekungan Appalachian ratusan meter dari pantai pada kedalaman 490 feet di bawah permukaan laut. Kemungkinan lainnya, cekungan mungkin akan dangkal sejauh 160 feet atau kurang, air yang kaya oksigen dari permukaan tidak tercampur dengan air bawah. Endapan Marcellus ini menghasilkan batuan serpih hitam transgresif.

 Formasi Marcellus ini diendapkan ketika tanaman di darat sedang berkembang-kembangnya, sehingga oksigen di atmosfir meningkat dan karbondioksida di atmosfer berkurang juga terjadi hal yang sama di lautan.

  • Umur

Secara geologis, formasi Marcellus ini terbentuk pada massa di tengah zaman Devon di era Paleozoikum dari eon Fanerozoikum. Pengamatan radiometric menunjukkan batuan yang terdapat di Pensylvania berumur 384 juta tahun dan sampel batuan yang terdapat di bagian atas Onondaga berumur 390 ± 0.5 juta tahun.

 

  • Stratigrafi

Gambar 5

Gambar 5. Stratigrafi Batuan Formasi Marcellus

 

Pada tahun 1836 dalam survei geologi Pensylvania, Henry Darwin Rogers mengklasifikasikan Marcellus sebagai “Cadent Lower Black State” pada nomor VIIb. Pada tahun yang sama, dalam survey New York, James Hall menyatakan istilah “Marcellus Shale” pada tahun 1839 pada laporannya yang berjudul “Marcellus Shale in Seneca County”.

  • Ketebalan

Gambar 6

Gambar 6. Penampang Formasi Marcellus

 

Di New Jersey, ketebalan maksimum lapisan Marcellus ini berkisar 890 feet. Di Kanada sampai 40 feet. Di West Virginia setebal 200 feet, di Pensylvania timur ketebalan sampai 790 feet, menipis ke barat sampai ketebalan hanya 49 feet di sepanjang Sungai Ohio dan hanya beberapa meter di Kabupaten (County) Licking.

Gambar 7

Gambar 7. Potongan Geologi Formasi Marcellus

 

Kandungan Gas Formasi Marcellus

Pada top formasi dari group Hamilton menjadi perangkap dari sejumlah gas yang cukup berharga jumlahnya. Gas terbentuk akibat dekomposisi thermogenik dari material organik di bawah tekanan dan suhu yang tinggi setelah endapan batuan tersebut terkubur selama berjuta-juta tahun.

Gas terperangkap dalam pori-pori kecil batuan. Rekahan-rekahan yang terbentuk juga menyimpan gas. Tempat gas lainnya adalah pada butiran-butiran batuan dan karbon yang terkandung dalam batuan serpih.

Pada tahun 2002 United State Geological Survey mengklaim bahwa kandungan gas dalam formasi ini mencapai 1.9 TCF (Terra Cubic Feet). Sedangkan pada April 2009, Departemen Energi USA mengatakan bahwa formasi ini mengandung 262 TCF. Professor Gary Lash mengatakan bahwa ada sekitar 490 TCF gas yang ada dalam Marcellus. Dan dia mengatakan bahwa dengan teknologi seperti sekarang ini, kira-kira 10% (49 TCF) dari sumberdaya gas ini dapat diproduksi.

3. Daftar Pustaka

http://en.wikipedia.org/wiki/Barnett_Shale

http://en.wikipedia.org/wiki/Marcellus_Formation

http://geology.com/research/barnett-shale-gas.shtml

http://thinkprogress.org/romm/2011/08/26/305467/usgs-marcellus-shale-gas-estimates-overestimated-by-80/

http://www.oilandgaslawyerblog.com/2009/02/

Advertisements

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s