Prediksi potensi kandungan minyak bumi tidak hanya dapat dilakukan secara fisika dan kimia saja, melainkan dapat dilakukan secara biologi. Metode prediksi biologi ini, digunakan untuk mengidentifikasi kandungan minyak bumi dan gas alam pada wilayah yang tidak memiliki data geofisika, atau wilayah yang tidak memungkinkan untuk dilakukan studi geofisika.
Metode deteksi ini tentu saja menggunakan organisme (makhluk hidup). Akan tetapi organisme yang digunakan tidak semuanya hewan. Tetapi, organisme bersel tunggal dari kingdom archaebacteria, bacteria, dan protista. Organisme-organisme ini adalah:
- Methane oxidizing bacteria (Bakteri pengoksidasi metana), seperti: Methylococcus, Methylomonas, Methylobacter, Methylocyctis, Methylosinus, Methylobacterium
- Ethane/Propane/Butane oxidizing bacteria (Bakteri pengoksidasi etana/propana/butana), seperti: Mycobacteria, Flavobacteria, Nocardia, dan Pseudomonas
- Bakteri thermopillic pada reservoir minyak. Bakteri primitif ini biasa hidup pada reservoir seperti Archaeoglobus spp
- Alga Protosalvinia (Foerstia). sebagai indikator adanya shale oil (minyak serpih)
- Benthic Foraminifera. Benthic Foraminifera adalah protozoa alias organisme bersel tunggal yang memiliki membran inti sel yang menyerupai hewan. Ada berbagai spesies Foraminifera yang dapat menjadi indikator lokasi source rock alias batuan sumber yang mengandung minyak bumi, seperti: Bolivina, Uvigerina, Globobulimina, dan Fursenkoina
- Ostracods. Ini merupakan hewan tak bertulang belakang yang tergabung dalam filum Arthropoda, subfilum Crustacea (udang-udangan) berukuran 0.2–1mm yang hidup di laut dan danau. Ostracods bergerak dengan antena
Sekarang, kita coba bahas satu-persatu:
Methane oxidizing bacteria
Bakteri jenis ini banyak ditemukan pada lapisan tanah yang banyak mengandung hidrokarbon, terutama gas alam dan minyak bumi ringan. Metana (CH3 atau C1) adalah senyawa terbesar yang menyusun minyak bumi ringan dan gas alam. Metana (CH3) memiliki berat jenis yang ringan sehingga mudah untuk bermigrasi ke permukaan tanah, yang menyebabkan bakteri ini dapat tumbuh dan berkembang.
Minyak bumi dan gas alam sendiri terbentuk dari sedimentasi batuan oleh temperatur dan tekanan tinggi, proses ini biasa disebut sebagai proses thermogenic. Proses thermogenic ini memproduksi metana dan sejumlah hidrokarbon jenuh melalui reaksi irreversible dari bahan-bahan organik atau kerogen.
Meski telah diaplikasikan sejak era Soviet pada 1930an, deteksi keberadaan minyak bumi dengan bakteri jenis ini dianggap tidak efektif. Hal ini disebabkan karena bakteri pengoksidasi metana dapat tumbuh dan berkembang pada tanah yang tidak memiliki potensi kandungan minyak bumi dan gas alam, terlebih siklus metana adalah siklus yang umum terjadi di permukaan tanah.
Ethane/propane/butane/long hydrocarbon oxydizing bacteria
Berbeda dengan metana yang dapat ditemukan pada tanah yang tidak mengandung hidrokarbon. Hidrokarbon yang lebih berat seperti etana, propana, butana, dll (C2, C3, iC4, dll) hanya dapat ditemukan pada tanah yang memiliki kandungan hidrokarbon. Bakteri-bakteri ini mengoksidasi n-alkana yang memiliki panjang 2 hingga 8 atom karbon.
Bakteri ini mengurai etana, propana, butana, dll menjadi alcohols, lalu aldehydes dan terakhir menjadi acetate. Bakteri ini jumlahnya akan bertambah jika rantai karbon alkana seiring dengan pertambahan panjang rantai karbon. Jadi, bakteri pengoksidasi hidrokarbon kompleks dapat dijadikan indikator potensi kandungan minyak bumi.
Bakteri thermopillic pada reservoir minyak
Reservoir minyak bumi kerap memiliki temperatur ekstrim dan kedalaman yang sangat dalam di laut lepas. Pada kondisi ini, tidak banyak organisme yang hidup. Organisme yang dapat hidup pada kondisi ini adalah organisme thermophilic. Bakteri thermophilic ini dapat melakukan oksidasi metana secara aerobik dan katabolisme hidrokarbon C2+.
Alga Protosalvinia
Protosalvinia adalah alga prasejarah yang berasal dari zaman devon atas. Diperkirakan Protosalvinia termasuk dalam jenis alga cokelat. Protosalvinia banyak ditemukan pada wilayah yang memiliki kandungan shale oil dan shale gas, seperti di Pennsylvania dan Kentucky, Amerika Serikat. Setelah Protosalvinia mati dan mengendap di dalam tanah, Protosalvinia berubah menjadi batuan yang mengandung hidrokarbon, asam lemak, parafin, serta mineral karbonat berjenis kalsit atau silika.
Karena shale oil (minyak serpih) banyak megandung mineral karbonat, keberadaan fosil Protosalvinia yang memiliki komposisi mirip dapat dijadikan petunjuk adanya shale oil.
Benthic Foraminifera
Benthic Foraminifera telah hidup di bumi sejak 900–600 juta tahun yang lalu. Benthic Foraminifera dapat ditemukan diberbagai wilayah, termasuk di Deep Challenger, Palung Mariana, tempat terdalam di bumi.
Benthic Foraminifera memiliki cangkang yang tersusun dari zat bernama kitin (zat ini juga ditemukan pada jamur). Setelah mati, benthic Foraminifera mengendap dan membentuk batuan.
Cangkang benthic Foraminifera sangat sensitif terhadap perubahan lingkungan. Oleh karena itu, ilmuwan dapat memperkirakan potensi adanya minyak bumi dengan cara mengukur kadar isotop oksigen pada sample benthic Foraminifera, mengukur Foraminiferal Colouration Index (FCI) yang merupakan indeks perubahan warna pada fosil Foraminifer, yang berperan dalam proses pembentukan minyak bumi. Selain itu, perkiraan kematangan termal benthic Foraminifera juga dapat diukur untuk mengetahui kematangan batuan yang membentuk hidrokarbon penyusun minyak bumi.
Ostracods
Ostracods merupakan hewan tak bertulang belakang (invertebrata) yang tergabung dalam filum Arthropoda, subfilum Crustacea (udang-udangan) berukuran 0.2–1mm yang hidup di laut dan danau.
Fosil Ostracods yang banyak ditemukan pada lapisan tanah Cretaceous dapat menunjukkan adanya potensi minyak bumi. Lapisan tanah tersebut terbentuk dari Ostracods yang mati dan tersedimentasi.
Sama seperti benthic Foraminifera, Ostracods juga sensitif terhadap perubahan lingkungan. Untuk mengetahui kematangan batuan yang membentuk hidrokarbon penyusun minyak bumi, thermal maturity estimation Ostracods diukur. Tidak hanya itu, Ostracods juga dapat berubah warna dari cokelat kemerahan menjadi hitam jika menghadapi perubahan temperatur. Minyak bumi sendiri terbentuk dari batuan sedimen yang mengalami perubahan akibat suhu tinggi. Jadi, kandungan minyak bumi dapat ditentukan dari sini.
Tidak hanya mengindikasikan kandungan minyak bumi konvensional, Ostracods juga dapat mengindikasikan minyak bumi non-konvensional seperti tight oil yang merupakan minyak bumi yang terperangkap dalam batuan non-permeable.
Alasan yang menyebabkan organisme (tidak selalu hewan) tersebut dapat menjadi penanda potensi sumber minyak bumi adalah:
- Memiliki kemampuan metabolisme senyawa hidrokarbon
- Memiliki kandungan endapan yang mirip dengan hidrokarbon/batuan indeks penyusun hidrokarbon
- Sensitif terhadap lingkungan sehingga indeks kematangan dapat diukur
- Dapat hidup pada kondisi ekstrim, seperti laut yang dalam atau tempat dengan temperatur tinggi
Referensi:
Using Microorganisms as Prospecting Agents in Oil and Gas Exploration
Microbial Techniques for Hydrocarbon Exploration | IntechOpen
BENTHIC FORAMINIFERA AS INDICATORS OF POTENTIAL PETROLEUM SOURCES
Organic chemistry of Protosalvinia (Foerstia) from the Chattanooga and New Albany Shales
Natural and anthropogenic oil impacts on benthic foraminifera in the southern Gulf of Mexico
Foraminifera
Genesis, distribution, and hydrocarbon implications of ostracod-bearing beds in the Songliao Basin (NE China)
Ostracoda as Indicators of Conditions and Dynamics of Water Ecosystems
More :
The dominant Species Before Humans
