Fisika dan Pengeboran Minyak Bumi

MINYAK bumi tidak ditemukan di suatu kolam besar di dalam goa bawah tanah seperti yang ditunjukkan di beberapa film. Minyak bumi ditemukan dalam lapisan batuan bersedimen. Batuan ini terbentuk dari butiran pasir yang mengeras dan memiliki semacam pori-pori yang sangat kecil. Kebanyakan lapisan ini ditemukan pada kedalaman satu sampai enam mil di bawah tanah.

Kadang-kadang minyak bumi akan menyembur keluar saat dilakukan pengeboran. Akan tetapi, hal ini sangat berbahaya dan minyak akan terbuang percuma, bahkan menimbulkan polusi. Oleh karena itu, dilakukan usaha pencegahan supaya minyak tidak menyembur keluar pada saat pengeboran berlangsung.

Setelah sumur minyak dibor sampai kedalaman tertentu untuk mencari cadangan minyak, pengeboran untuk sementara dihentikan untuk memeriksa apakah sudah mencapai lapisan yang mengandung minyak. Lalu, bagaimanakah cara mengetahui apakah lapisan itu mengandung minyak bumi? Para ahli kemudian menyadari fisika dapat membantu menjawab pertanyaan ini!

Kebanyakan batuan tidak dapat menghantarkan listrik. Tetapi, di beberapa tempat terdapat air yang meresap dalam pori-pori yang sangat kecil yang terdapat dalam lapisan batuan. Kadang air yang mengandung garam meresap masuk ke dalam lapisan batuan berpori-pori ini. Air yang mengandung garam dapat menghantarkan listrik dengan baik. Oleh karena itu, batuan berpori yang mengandung air garam dapat menghantarkan listrik dengan baik.

Batuan dengan kerapatan tinggi tidak dapat menyimpan air di dalamnya sehingga kemampuan menghantar listrik atau konduktivitasnya rendah. Batuan yang berpori-pori jika mengandung minyak bumi atau gas alam di dalamnya akan memiliki konduktivitas yang rendah juga, karena hidrokarbon tidak dapat menghantarkan listrik dengan baik.

Konduktivitas lapisan batuan inilah yang kemudian diukur untuk mengetahui bahan apa yang terkandung dalam lapisan batuan sewaktu melakukan pengeboran. Metode ini disebut "electrical logging" yang dikembangkan pertama kali oleh Conrad dan Marcel Schlumberger pada tahun 1920-an.

Bagaimana prinsip kerja metode ini secara sederhana akan dibahas sebagai berikut. Di permukaan tanah dialirkan arus listrik searah yang besarnya konstan menuju elektroda A yang dimasukkan ke dalam sumur minyak. Sebuah elektroda B yang dihubungkan dengan voltmeter ditempatkan pada jarak tertentu dari elektroda A. Perhatikan gambar

Voltmeter yang terhubung pada elektroda B digunakan untuk mengukur potensial di titik tersebut. Potensial di titik ini berbanding lurus dengan besar arus listrik yang melalui elektroda A. Potensial ini berbanding terbalik dengan konduktivitas lapisan batuan di tempat itu dan jarak antara kedua elektroda.

Dengan mengukur potensial dan diketahuinya besar arus listrik yang dialirkan pada elektroda A serta jarak antara kedua elektroda, maka besarnya konduktivas lapisan tersebut dapat diketahui. Biasanya yang dipergunakan adalah nilai resistivitas atau kemampuan menghambat arus listrik, yaitu kebalikan dari nilai konduktivitasnya.

Nilai resistivitas yang diperoleh kemudian digambarkan dalam grafik dalam arah mendatar, sedangkan arah vertikal menunjukkan kedalaman lapisan. Grafik ini disebut electric log dan dari sini dapat diperkirakan kedalaman lapisan yang diduga mengandung minyak atau gas. Lapisan yang mengandung minyak atau gas yang terletak di antara dua lapisan yang mengandung air garam akan terlihat memiliki resistivitas yang jauh lebih tinggi.

Saat ini metode untuk mengetahui keberadaan minyak dalam tanah telah jauh berkembang. Salah satunya adalah dengan menggunakan prinsip bahwa gelombang suara merambat dengan kecepatan yang berbeda saat melalui lapisan tertentu. Para ahli kemudian menggunakan sonar untuk mengetahui apa yang ada dalam lapisan tanah.

Metode lain adalah dengan prinsip bahwa radiasi bahan radioaktif lebih mudah menembus lapisan batuan yang mengandung bahan tertentu. Dengan memasukkan bahan radioaktif ke dalam sumur minyak dan mengukur radiasi yang dipancarkannya dapat diperkirakan apa yang terkandung dalam lapisan batuan itu.

Berbagai metode pengukuran ini biasanya dipakai secara bersama-sama dan hasilnya digunakan untuk memperkirakan apa yang terkandung dalam lapisan batuan di lokasi pengeboran.

Iwan Halim S