· Posisi Lusi mud volcano:
· Kedudukan Regional:
· Sejarah Tektonik dari Ekstensi ke Transpresi:
· Komposisi sedimen Misen-Resen:
· Belum sepenuhnya geologi bawah permukaan Lusi disepakati:
· Studi yang dilaksanakan untuk memperelas tatanan batuan yang dicapi oleh sumur BJP-1:
· Satuan termuda, Geologi bawah permukaan Lusi Mv:
· Pengendapan sediman halus yang cepat:
· Kandungan Gas dari urutan lapisan di atas:
· Terdapatnya Jejak Minyak:
· Diketemukannya Lapisan pasir volkanik dari Formasi Kalibeng Atas:
· Karakteristik fisik Lapisan Pasifr Volkanik:
· Pendapat lapisan pasir volkanik sebetulnya terdiri dari batuan beku ekstrusif:
· Penentuan sebagai batuan volkanik dan volkanoklastik:
· Sekuen volkanik dan klastika volkanik:
· Sedimen menjadi semakin gampingan:
· Kandungan lgas latar belakang yang rendah dibandingkan dengan Lempung Kalibeng:
· Tidak jelas perbedaan pada karakteristik seismik:
· Lapisan terumbu karbonat sebagai sasaran pemboran sumur BJP-1:
· Karekteristik lapisan Karbonat Kujung:
· Perkiraan karbonat menumpuk korelasi dengan beberapa sumur eksplorasi di sekitar Lusi:
· Satuan karbonat yang menumpuk ditentukan umurnya 16 juta tahun:
· Penegasan satuan karbonat di bawah Lusi Sebagai Formasi Tuban berumur Miosen Tengah, atau batu kapur formasi Rancak (22-15 Juta tahun):
· Lebih mendalami satuan batugamping di Porong-1:
· Ketidak pastian apakah sumur BJP-1 menembus Karbonat Miosen?
· Dugaan terjadinya hilangnya lumpur sirkulasi (lost mud circulation), dugaan berada pada zona karbonat, dan sanggahan karbonat masih berada lebih dalam:
· Bukti yang ditampilkan dari meningkatnya kandungan H2S saat terjadinya tendangan lumpur (mud kick), implikasi kedudukan karbonat sudah dekat:
· Asumsi Sumur BJP-1 sampai pada batas batuan karbonat:
· Perkiraan data seismik lapisan karbonat meluas sampai kedalaman 3500m:
· Ketidak pastian dari Anatomi Lusi mud volcano yaitu terkait asal usul semburan air:
· Lumpur diekstrusi terutama campuran sederhana lumpur dan air
· Ketidakpastian utama adalah terhadap asal mula dari semburan air
· Model air Lusi juga berasal dari lempung Kalibeng Atas:
· Volume lumpur terlalu besar bila sepenuhnya beral dari Formasi Kalibeng:
· Pandangan air terutama berasal dari Karbonat Miosen dan dari sumber hidrotermal yang lebih dalam:
· Pemilihan Opsi air yang disemburkan Lusi terutama dari Formasi Karbonat Miosen:
Posisi Geografi Lusi mud volcano:
Lusi mud volcano (7 ° 31'37,8"S, 112° 42' 42,4" E) terletak di kota Sidoarjo, ~ 25 km sebelah selatan dari Surabaya, kota terbesar di Jawa Timur, Indonesia.
Kedudukan Regional:
Lusi berada pada Cekungan Jawa Timur, (East Java Basin), merupakan suatu cekungan busur belakang berarah barat-timur dimana telah mengalami tahap pembalikan struktur (east-west trending inverted back-arc basin).
Sejarah Tektonik dari Ekstensi ke Transpresi:
Sebelumnya mengalami suatu periode tektonik ekstensi selama Paleogen (underwent extension during the Paleogene).
Selanjutnya telah diaktifkan kembali pada awal Miosen Awal sampai Resen (reactivated during the early Miocene-Recent ) (Kusumastuti et al, 2000;. Kusumastuti et al, 2002;. Shara et al.,
2005).
Komposisi sedimen Misen-Resen:
Urutan sedimen berumur Miosen-Resen dari Cekungan Jawa Timur di wilayah sekitar Lusi, terdiri dari:
· klastik pasir karbonat laut dangkal (shallow marine clastic sand carbonates),
· lumpur laut (marine Muds),
· sedimen klastik volkanik (volcaniclastic sediments) dan
· satuan-satuan vulkanik (volcanic units) yang berasal dari kompleks vulkanik Penanggungan (Penanggungan volcanic complex) di dekatya (terletak 15 kilometer di selatan-barat dari Lusi).
Belum sepenuhnya disepakati tatanan geologi bawah permukaan Lusi :
Meskipun telah banyak dilakukan studi-studi geologi gunung lumpur Lusi (untuk yang komprehensif antara lain Davies et al., 2007; Mazzini et al, 2007;. Istadi et al, 2009.; Tingay et al., 2010).
Namun hingga kini masih banyak terdapat variasi dan ketidakpastian berkaitan dengan geologi bawah permukaan (remain numerous variations and uncertainties with regards to the subsurface geology).
Studi yang dilaksanakan untuk memperelas tatanan batuan yang dicapai oleh sumur BJP-1:
Di sini, penulis telah menggunakan hasil-hasil yang telah diterbitkan (existing published results), serta analisis rinci data log lumpur (detailed analysis of mud log data).
Untuk menggambarkan satuan batuan yang dicapai oleh lubang bor BJP-1 (to describe the lithologies encountered by the BJP-1 borehole).
Termasuk menyoroti terhadap adanya kesalahan umum dari satuan batuan dan formasi dilaporkan (highlighting common errors in reported lithologies and formations).
Satuan termuda, Geologi bawah permukaan Lusi Mv:
Satuan termuda pada geologi bawah permukaan di bawah gunung lumpur Lusi (youngest units in the subsurface geology under the Lusi mud volcano) terdiri dari batuan klastik (clastic rocks) dengan urutan sebagai berikut (seperti yang ditembus oleh BJP-1 bor.
Gambar 1, Lapindo dan Schlumberger, 2006; Davies dkk, 2007;.. Mazzini et al, 2007; Tingay, 2010).
· (i) Alluvium Holosen (Holocene aluvium), terdiri dari selang seling pasir, serpih dan batuan volkaniklastik (alternating sands, shales and volcaniclastics) (0-290m, <0,6 Jt).
· (ii) Pleistosen-Holosen Formasi Pucangan (Pleistocene-Holocene Pucangan Formation), terdiri dari selang-seling pasir, lanau dan serpih (alternating sands, silts and shales) dari kedalaman 290 sampai ke ~ 520m. Selanjutnya serpih dengan sedikit pasir tipis (shales with rare thin sands) dari 520-900m (0,6-1,1 Ma).
· (iii) Pleistosen terdiri dari smektit-ilit lempung biru (smectite-illite blue clays) Kalibeng Atas (900-1870m) dengan sedikit batulanau tipis dan batulanau dolomitik (thin siltstones and dolomitic siltstones) (1,1-1,7 Ma).
Pengendapan sediman halus yang cepat:
Berkaitan dengan generasi overpressure dan analisis, sangat penting untuk dicatat bahwa urutan klastik yang secara keseluruhan didominasi berbutir halus (the clastic sequences are overall predominately fine grained) (hampir secara eksklusif lempung di bawah kedalaman 520m) dimana dengan cepat telah diendapkan (rapidly deposited) (rata-rata 1100 m /Jt).
Kandungan Gas dari urutan lapisan di atas:
Selanjutnya, pembacaan gas yang tinggi yang diamati di seluruh urutan ini, dengan jumlah pembacaan gas latar belakang gas biasanya 2-12% total gas;
Terdiri dari (Lapindo dan Schlumberger, 2006; Adams, 2006).:
Metana 20000-110000 ppm;
Etana 3000-14000 ppm;
Propana 1000-3000 ppm;
200-1000 ppm untuk kedua iso-butana dan N-butane;
80-200 pentana ppm dan 0 ppm H2S
Terdapatnya Jejak Minyak:
Unit ini juga sering terdapat pemotongan minyak yang kuat dan menunjukkan jejak minyak (trace oil shows) (Lapindo dan Schlumberger, 2006).
Diketemukannya Lapisan pasir volkanik dari Formasi Kalibeng Atas:
Urutan klastik Pleistosen-Holosen di BJP-1 didasari oleh suatu satuan yang sering dilaporkan sebagai Kalibeng Atas "pasir volkanik" (Upper Kalibeng “volcaniclastic sands”) yang memanjang dari 1870m sampai ke ~ kedalaman 2830m (Lapindo dan Schlumberger, 2006; Davies et al, 2007;. Mazzini et al. 2007;. Tanikawa et al, 2010).
Hal ini menarik untuk dicatat bahwa urutan ini belum pernah dilaporkan sebelumnya dalam ofset sumur, dengan lempung Kalibeng Atas pada sumur Porong-1 (7km ENE dari Lusi) meluas
sampai ke karbonat yang mendasari (dengan minor batulaau, pasir dan batuan klastikvolkanik;. Kusumastuti et al, 2002).
Unit ini awalnya telah ditafsirkan sebagai "pasir klastik volkanik" oleh logger lumpur di tempat, dan kemudian diulang di sebagian besar publikasi yang mengamati bencana Lusi.
Karakteristik fisik Lapisan Pasir Volkanik:
· Satuan ini sangat keras (tingkat penetrasi pengeboran 5-20 kaki/jam),
· memiliki kepadatan yang tinggi (high density) (2,55-2,65 g/cm3),
· kecepatan sonik cepat (fast sonic velocity) (DT = 60-65 mikrodetik/ft),
· resistivitas dalam tinggi (high deep resistivity) (~ 20 Ohm-m) dan disarankan mempunyai porositas yang sangat rendah (very low porosity) (1-10%;
Gambar 1, Istadi et al, 2009.; Sawolo et al, 2009;. Tanikawa et al, 2010;. Tingay, 2010)
Pendapat lapisan pasir volkanik sebetulnya terdiri dari batuan beku ekstrusif:
Namun, analisis ulang rinci dari sisi dinding inti (detailed reanalysis of sidewall cores) dan potongan pemboran mengungkapkan bahwa satuan ini sebenarnya didominasi oleh batuan beku ekstrusif (extrusive igneous rocks) terutama andesit, dasit dan padat tufa (primarily andesites, dacites and welded tuffs) yang digiling menjadi fragmen sebagian besar berukuran pasir oleh proses pengeboran.
Dengan demikian, terjadi kekeliruan sehingga ditafsirkan oleh logger lumpur sebagai pasir klastik volkanik (volcani clastic sands) (Tingay, 2010).
Penentuan sebagai batuan volkanik dan volkanoklastik:
Oleh karena itu, satuan ini sekarang ditafsirkan sebagai terbentuk dengan cepat (sekitar 1,7-3,0 Jt) berporositas rendah dari volkanik dan batuan volkaniklastik pada Pliosen-Pleistosen Awal.
Sekuen volkanik dan klastika volkanik:
Urutan volkanik dan klastik volkanik (The volcanic and volcaniclastic sequences) yang ditembus lobang sumur BJP-1 juga diamati adanya potongan minyak dan menunjukkan paparan minyak (strong oil cuts and trace-poor oil shows), serta total pembacaan gas yang signifikan (significant total gas readings,), meskipun memiliki porositas rendah dan tidak adanya kandungan yang umum dari bahan organik (low porosities and general absence of organic material) (Lapindo dan Schlumberger, 2006).
Selain itu, ada beberapa batuan yang ditafsirkan sebagai klastikvolkanik, mungkin karena sebagai endapan lahar, serta sedikit lapisan lempung tipis, batulanau dan karbonat.
Sedimen menjadi semakin gampingan:
Memang, satuan ini menjadi semakin gampingan (increasingly calcareous) dari sekitar kedalaman 2600m, dan satuan bawah 220m ditafsirkan sebagai batuan volkaniklastik gampingan (Lapindo dan Schlumberger, 2006).
Kandungan gas latar belakang yang rendah dibandingkan dengan Lempung Kalibeng:
Jumlah pembacaan gas latar belakang yang biasanya 1-6%, dengan keseluruhan jumlah gas umumnya 25-50% lebih rendah dari daripada yang diamati pada lempung Kalibeng (10.000-80.000 ppm metana; 500-5000 pp metana; 190-2100 ppm propana; Butana 50-300 ppm; 10-80 pentana ppm; H2S dekat kedalaman total).
Tidak jelas perbedaan pada karakteristik seismik:
Selain itu, menarik untuk dicatat bahwa urutan vulkanik diamati di bawah Lusi tidak jelas berbeda dalam karakter seismik (the volcanic sequences observed under Lusi are not obviously different in seismic character) (kualitas rendah seismik 2D; Gambar 2).
Setara dengan serpih dan lanau yang diamati di bawah sumur Porong-1 (the equivalent shales and silts observed under Porong-1), meskipun mempunyai kesamaan terhadap kepadatan tinggi dan kecepatan yang cepat (anomalously high densities and fast velocities) (Kusumastuti et al, 2002;. Lapindo dan Schlumberger, 2006;. Mazzini et al, 2007).
Lapisan terumbu karbonat sebagai sasaran pemboran sumur BJP-1:
Target reservoir untuk sumur BJP-1 adalah terumbu karbonat (reefal carbonates), yang awalnya (dan sering karena) sering dilaporkan sebagai karbonat Kujung berumur Oligosen (Oligocene Kujung carbonates) (Davies et al, 2006;.. Mazzini et al, 2007;. Istadi et al, 2009; Tanikawaet al. 2010).
Karekteristik lapisan Karbonat Kujung:
Karbonat Kujung adalah unit reservoir yang umum di lepas pantai Cekungan Jawa Timur produktif (Kujung carbonates are the common reservoir units in the prolific offshore East Java Basin), dan biasanya tidak overpressured (are typically not overpressured ) (Kusumastuti et al, 2002;.. Sharaf et al,
2005; Ramdhan et al., 2013).
Perkiraan karbonat menumpuk korelasi dengan beberapa sumur eksplorasi di sekitar Lusi:
Namun, karbonat di bawah Lusi adalah salah satu dari serangkaian yang terkait dengan penumpukan terumbu karbonat (the carbonates under Lusi are one of a linked series of reefal carbonate build-ups), sepanjang arah ENE-WSW, yang sebelumnya telah ditembus oleh sumur-sumur-Porong 1, Kedeco-11C, Kedeco-11E dan BD (Kusumastuti et al., 2002).
Satuan karbonat yang menumpuk ditentukan umurnya 16 juta tahun:
Sebuah fragmen ganggan merah dari karbonat di bagian atas di dekatnya (A red algal fragment from carbonates at the top of the nearby), dan korelasi stratigrafi, bangunan karbonat di sumur Porong- 1 (stratigraphically equivalent, carbonate build up in the Porong- 1 well) telah ditentukan umur mutlak dengan rasio isotop strontium (carbonate build up in the Porong-1 well was dated by strontium isotope ratios ) yang terbentuk pada ~ 16 Jt (Kusumastuti et al., 2002).
Penegasan satuan karbonat di bawah Lusi Sebagai Formasi Tuban berumur Miosen Tengah, atau batu kapur formasi Rancak (22-15 Juta tahun):
Oleh karena itu, karbonat di bawah Lusi tidak dapat ditentukan sebagai Formasi Kujung berumur Oligosen (the carbonates underneath Lusi can not be the Oligocene Kujung formation), tetapi kemungkinan besar adalah Formasi Tuban Tengah (most likely the Middle Miocene Tuban Formation), dan mungkin setara dengan batu kapur Rancak (possibly equivalents of the Rancak limestone) (22-15 Ma; 192 Kusumastuti et al., 2002; Sharaf et al., 2005; Tingay, 2010).
Lebih mendalami satuan batugamping di Porong-1:
Karbonat yang berada pada dasar 54m dari sumur Porong-1 adalah kapur dolomitik (dolomitized limestone) (dengan sedikit batulempung dan “packstone”), dengan warna abu-abu terang, terdiri dari klastikbio dalam matriks warna abu-abu (light grey in colour, consisting of bioclasts in a grey matrix) (Kusumastuti et al., 2002).
Porositas berkisar hingga 25%, tapi rata-rata 15%, dan kadang-kadang berongga sampai moldik (was occasionally vuggy to moldic) (Kusumastuti et al, 2002).
Karbonat di Porong-1 memiliki kecepatan kompresi yang tinggi (fast compressional velocities) (~ 70 mikrodetik/ft) dan resistivitas tinggi (high resistivity) (biasanya> 5 Ohm-m; Gambar 1).
Batugamping yang ditemui pada sumur Porong-1 mengandung 50% saturasi sisa minyak (residual oil saturations), sementara karbonat Miosen di sumur Kedeco, dan kemungkinan di BJP-1 (karena tidak ada bukti hidrokarbon yang signifikan dari Lusi), sepenuhnya jenuh air (fully water saturated) (Kusumastuti et al. 2002;. Mazzini et al, 2007).
Ketidak pastian apakah sumur BJP-1 menembus Karbonat Miosen?
Dalam hal ini tidak diketahui apakah karbonat Miosen telah ditembus oleh sumur BJP-1 (It is not known whether the Miocene carbonates were penetrated by the BJP-1 well). Para pengebor yang berniat untuk menembus batugamping tersebut sebelum menjalankan casing (Sawolo et al., 2009).
Namun, baik pada data total hilangnya sirkulasi (the well data total loss of circulation) pada kedalaman 2833m, dan tidak ada potongan yang dapat dikembalikan empat meter dari dasar sumur setelah teradi sirkulasi dasar keatas pada 2829m (no cuttings were returned in the bottom four meters of the well following a bottoms-up circulation at 2829m) (Davieset al, 2007;.. Sawolo et al,
2009).
Dugaan terjadinya hilangnya sirkulasi lumpur (lost mud circulation), berada pada zona karbonat, dan sanggahan karbonat masih berada lebih dalam:
Beberapa penulis menafsirkan kehilangan tiba-tiba dari aliran balik sebagai indikasi yang dihadapi adalah karbonat (the sudden loss of returns as being indicative of the carbonates being encountered) (Davies et al., 2007).
Sementara yang lain berpendapat bahwa karbonat berada pada kedalaman yang lebih dalam (others argue that carbonates were yet at some deeper depth) (Istadi dkk., 2009).
Bukti yang ditampilkan dari meningkatnya kandungan H2S saat terjadinya tendangan lumpur, implikasi kedudukan karbonat sudah dekat:
Laporan pengeboran harian mencatat bahwa diamati H2S dengan 25 ppm ketika pengeboran berada pada kedalaman 2813m pada awal 27 Mei 2006, yang diikuti oleh H2S sebesar 500 ppm selama terjadinya tendangan pada 28 Mei (Tabel 1; Adams, 2006).
Sebagaimana diketahui bahwa karbonat adalah satu-satunya sumber dari konsentrasi H2S yang signifikan di Cekungan Jawa Timur (the carbonates are the only known source of significant H2S concentrations in the East Java Basin) (Courteney, 1988;. Davies et al, 2007).
Pelepasan awal H2S ini, dan berikutnya dalam jumlah besar H2S selama teradinya tendangan, mungkin menunjukkan bahwa dasar dari sumur itu sangat dekat dengan karbonat, jika tidak berada di dalamnya (likely indicates that the base of the well was very close to the carbonates, if not inside them).
Kesepakatan total hilang sirkulasi menembus atau dekat dengan Karbonat Miosen:
Terlepas dari itu, telah ada kesepakatan umum bahwa-BJP 1 baik menembus atau sangat dekat dengan karbonat Miosen ketika terjadi total kehilangan sirkulasi pada kedalaman 2833m (there is general agreement that the BJP-1 well either penetrated, or was very close to the Miocene carbonates when total loss of circulation occurred at 2833m depth).
Asumsi Sumur BJP-1 sampai pada batas batuan karbonat:
Oleh karena itu, dalam penelitian ini, diasumsikan bahwa karbonat Miosen yang berlokasi dpada kedalaman ~ 2833m (I assume the Miocene carbonates to be located at ~2833m depth (terminal depth of the BJP-1 well) kedalaman terminal sumur BJP-1).
Perkiraan data seismik lapisan karbonat meluas sampai kedalaman 3500m:
Data seismik menunjukkan bahwa karbonat meluas sampai kedalaman sekitar 3500m (Seismic data suggests these carbonates extend to approximately 3500m depth) (Gambar 2; Tingay, 2010).
Ketidak pastian dari Anatomi Lusi mud volcano yaitu terkait asal usul semburan air:
Anatomi Lusi mud volcano telah dipelajari secara ekstensif (The anatomy of the Lusi mud volcano has been extensively studied), namun masih terdapat beberapa ketidakpastian kunci (but several key uncertainties remain) (Mazzini et al, 2007;.. Istadi et al, 2009;. Mazzini et al, 2009; Tingay, 2010).
Lumpur diekstrusi terutama campuran sederhana lumpur dan air (The extruded mud is primarily a simple mixture of clays and water), dengan rasio yang bervariasi dari waktu ke waktu (with ratios that have varied over time) (awalnya lempung 20-40%, tapi terjadi penebalan dari waktu ke waktu menjadi 50-70% lempung pada tahun 2010, Tingay, 2010).
Lempung secara akurat telah diidentifikasi terhadap kandungan fosil foraminifera sebagai berasal dari Formasi Kalibeng atas (The clays have been accurately identified from foraminifera as being from the upper Kalibeng formation).
Namun, ketidakpastian utama adalah terhadap asal mula dari semburan air (However, the key uncertainty is the origin of the erupted waters ,Tingay, 2010).
Model air Lusi juga berasal dari lempung Kalibeng Atas:
Beberapa model untuk semburan Lusi beralasan bahwa semburan air juga terutama (atau setidaknya pada awalnya) bersumber dari lempung Kalibeng Atas yang telah mengalami likuifaksi secara meluas (Several models for the Lusi eruption argue that the erupted waters are also primarily (or at least initially) sourced from the Upper Kalibeng clays that have undergone extensive liquifaction, Mazzini et al, 2007;.. Tanikawa et al, 2010;. Lupi et al, 2013).
Volume lumpur terlalu besar bila sepenuhnya beral dari Formasi Kalibeng:
Namun, yang lain berpendapat bahwa volume lumpur dan kecepatan sangat terlalu besar untuk sepenuhnya bersumber dari lempung Kalibeng (that the mud volume and flow rate is too great to be fully sourced from theKalibeng clays; Davies et al, 2007;. Davies et al, 2008;. Tingay et al, 2008;. Davies et al, 2011a.; Rudolph et al.,
2011).
Pandangan air terutama berasal dari Karbonat Miosen dan dari sumber hidrotermal yang lebih dalam:
Analisis geokimia baru-baru ini dari erupsi gas-gas memberikan kepercayaan bahwa ada kontribusi yang signifikan dari material yang disemburkan berasal dari kedalaman yang lebih besar dari lempung Kalibeng (Recent geochemical analysis of erupted gases suggests that there is a significant contribution of erupted material from depths greater than the Kalibeng clays).
Hal ini menunjukkan bahwa air terutama berasal dari karbonat Miosen (the waters primarily come from the Miocene carbonates), dan mungkin bahkan sumber hidrotermal yang lebih dalam (possibly even a deeper hydrothermal source) (Mazzini et al., 2012).
Pemilihan Opsi air yang disemburkan Lusi terutama dari Formasi Karbonat Miosen:
Oleh karena itu, model yang disukai di sini untuk anatomi saat ini bahwa air yang disemburkan dari Lusi mud volcano terutama berasal bersumber dari karbonat Miosen (the model favoured herein for the current anatomy of the Lusi mud volcano is that erupted waters are primarily sourced from the Miocene carbonates).
Selanjutnya mencapai permukaan melalui jaringan rekahan yang berhubungan dengan reaktivasi zona sesar terdekat yaitu zona patahan Watukosek, (reach the surface via a network of fractures associated with reactivation of a nearby fault zone, ,. Mazzini et al, 2009).
Disamping itu mungkin membuka lubang sumur bagian dari BJP-1 (possibly open sections of the BJP-1 wellbore.).