Dua sumur di cekungan yang sama sama-sama menghasilkan minyak. Apakah minyaknya berasal dari batuan induk yang sama? Pertanyaan seperti ini dijawab dengan biomarker—molekul fosil di dalam minyak bumi yang dianalisis menggunakan GC-MS (Gas Chromatography–Mass Spectrometry). Artikel ini menjelaskan apa itu biomarker, cara membacanya, parameter yang paling sering dipakai, dan bagaimana hasilnya membantu keputusan eksplorasi.
Apa itu biomarker?
Biomarker (biological marker) adalah senyawa organik di dalam minyak bumi, bitumen, atau batuan yang kerangka molekulnya masih menyerupai molekul asal di organisme hidup. Contohnya:
- Sterana — turunan sterol dari membran sel organisme eukariot seperti alga dan tumbuhan.
- Hopana — turunan hopanoid dari membran sel bakteri.
- Pristana dan fitana — turunan rantai fitol klorofil.
- Oleanane — turunan senyawa khas tumbuhan berbunga (angiospermae).
Karena strukturnya relatif stabil selama jutaan tahun, pola biomarker menjadi semacam sidik jari yang menyimpan informasi tentang organisme sumber, lingkungan pengendapan, dan sejarah pemanasan batuan induknya.
Dari sampel ke kromatogram
Minyak atau ekstrak batuan tidak langsung dimasukkan ke GC-MS. Umumnya sampel diekstrak (untuk batuan), lalu dipisahkan menjadi fraksi saturat, aromatik, resin, dan aspalten (SARA). Fraksi saturat dan aromatik kemudian dianalisis dengan GC untuk melihat profil n-alkana, dan dengan GC-MS untuk membaca biomarker.
Membaca m/z 191 dan m/z 217
Spektrometer massa memecah setiap molekul menjadi fragmen. Dengan memantau fragmen tertentu, analis bisa “menyaring” satu kelompok senyawa dari ribuan senyawa lain:
| Ion yang dipantau | Kelompok senyawa | Contoh informasi |
|---|---|---|
| m/z 191 | Terpana: hopana, tricyclic terpana, oleanane, gammacerane | Masukan bakteri, tumbuhan berbunga, salinitas/stratifikasi, kematangan (Ts/Tm) |
| m/z 217 | Sterana C27, C28, C29 | Sumber alga laut vs tumbuhan darat, kematangan (isomerisasi 20S/20R) |
Parameter biomarker yang paling sering dipakai
| Parameter | Indikasi umum |
|---|---|
| Pristana/Fitana (Pr/Ph) | < 1 cenderung lingkungan anoksik (sering laut atau karbonat); > 3 cenderung bahan organik darat dalam kondisi oksik |
| Distribusi sterana C27–C28–C29 | C27 dominan cenderung alga laut; C29 dominan cenderung tumbuhan darat (dengan pengecualian) |
| Indeks oleanane | Kontribusi tumbuhan berbunga; umum pada minyak berumur Kapur Akhir–Tersier, termasuk banyak minyak delta di Asia Tenggara |
| Indeks gammacerane | Kolom air terstratifikasi, sering berkaitan dengan salinitas tinggi atau danau |
| Ts/Tm | Naik seiring kematangan, tetapi juga dipengaruhi litologi batuan induk |
| Sterana C29 20S/(20S+20R) | Kematangan; mencapai kesetimbangan sekitar 0,52–0,55 |
| Hilangnya n-alkana, munculnya 25-norhopana | Biodegradasi oleh bakteri di reservoir |
Baca juga: Panduan Memilih Analisis Geokimia · Menilai Batuan Induk (Source Rock)
Ringkasan indikasi mengikuti Peters, Walters & Moldowan (2005), The Biomarker Guide.
Contoh penerapan dalam eksplorasi
1. Korelasi minyak–batuan induk
Biomarker minyak dari sumur dibandingkan dengan biomarker ekstrak beberapa calon batuan induk. Batuan induk yang polanya paling mirip menjadi kandidat sumber utama. Hasil ini penting untuk memetakan “dapur” hidrokarbon dan arah migrasinya.
2. Korelasi minyak–minyak
Bila dua lapangan berdekatan menghasilkan minyak dengan sidik jari berbeda, kemungkinan ada lebih dari satu sistem petroleum di cekungan tersebut—informasi berharga untuk menentukan target berikutnya.
3. Membaca lingkungan pengendapan
Di Indonesia, misalnya, banyak minyak di Sumatra bersumber dari batuan induk lakustrin (danau) berumur Tersier, sementara banyak minyak di cekungan delta Kalimantan Timur berasosiasi dengan bahan organik tumbuhan darat yang kaya oleanane. Pola biomarker membantu membedakan keduanya.
4. Melacak asal rembesan atau tumpahan minyak
Sidik jari biomarker relatif tahan terhadap pelapukan ringan, sehingga rembesan di permukaan atau tumpahan minyak dapat dibandingkan dengan sampel acuan untuk menelusuri sumbernya.
Kapan sampel layak dianalisis GC-MS?
GC-MS lebih mahal dan lebih lama dibanding screening geokimia. Karena itu sampel batuan biasanya dipilih bertahap: TOC → Rock-Eval → ekstraksi dan SARA → GC → GC-MS untuk sampel kunci. Sampel minyak dan rembesan biasanya bisa langsung masuk ke tahap pemisahan fraksi.
Butuh korelasi minyak–batuan induk?
BSILAB menyediakan rangkaian ekstraksi, pemisahan SARA, GC, dan GC-MS biomarker.
Pertanyaan yang sering diajukan
Apa itu biomarker minyak bumi?
Biomarker minyak bumi adalah molekul fosil seperti sterana, hopana, dan isoprenoid yang strukturnya masih mencerminkan organisme asalnya. Polanya dianalisis dengan GC-MS untuk mengetahui sumber bahan organik, lingkungan pengendapan batuan induk, tingkat kematangan, dan biodegradasi minyak.
Untuk apa korelasi minyak dan batuan induk dilakukan?
Korelasi minyak dan batuan induk dilakukan untuk mengetahui batuan induk mana yang menghasilkan minyak di sebuah lapangan. Informasi ini membantu memetakan sistem petroleum, memperkirakan arah migrasi hidrokarbon, dan memilih target eksplorasi berikutnya dengan risiko lebih rendah.
Apa arti rasio pristana/fitana?
Rasio pristana terhadap fitana (Pr/Ph) dipakai sebagai petunjuk kondisi oksigen saat bahan organik diendapkan. Nilai di bawah 1 cenderung menunjukkan lingkungan anoksik, sedangkan nilai di atas 3 cenderung menunjukkan bahan organik darat dalam kondisi oksik. Rasio ini juga dipengaruhi kematangan.
Apakah GC saja cukup tanpa GC-MS?
GC cukup untuk melihat profil n-alkana, rasio pristana/fitana, dan tanda biodegradasi secara cepat. Namun untuk korelasi minyak–batuan induk dan penentuan lingkungan pengendapan yang meyakinkan, biomarker sterana dan terpana dari GC-MS hampir selalu diperlukan.
Rujukan: Peters, K.E., Walters, C.C. & Moldowan, J.M. (2005). The Biomarker Guide, edisi ke-2. Cambridge University Press. · Tissot, B.P. & Welte, D.H. (1984). Petroleum Formation and Occurrence. Springer.
