Materi Penilaian Formasi [PDF]

Citation preview

BAB IV PENILAIAN FORMASI 4.1. TUJUAN PENILAIN FORMASI Penilaian formasi dilakukan setelah terdapat lubang pemboran yang membuktikan terdapatnya hidrokarbon pada cekungan tersebut. Beberapa data berikut ini diperlukan untuk menentukan kebijaksanaan dan keputusan. 1.



Ahli geofisika memerlukan data time-depth yang diperlukan untuk mengkalibrasi data konvensional seismik dan VSP survey.



2.



Geologist memerlukan data stratigrafi dari formasi, struktur dan kenampakan struktur, mineralogi dari formasi yang ditembus oleh lubang pemboran.



3.



Reservoir engineer, memerlukan data vertikal maupun horizontal baik porositas maupun permeabilitas, kandungan fluida serta recoverability.



4.



Production engineer memerlukan data karakteristik batuan serta fluida dan kondisi tekanan dari reservoir tersebut, sehingga dapat meramal kondisi produksi pada perioda berikutnya. Secara umum logging dapat melakukan pengukuran parameter-parameter



berikut ini : 1.



Porositas, baik primer maupun sekunder.



2.



Permeabilitas.



3.



Saturasi air dan kemampuan bergeraknya hidrokarbon.



4.



Tipe hidrokarbon.



5.



Lithologi.



6.



Kemiringan formasi dan struktur.



7.



Lingkungan sedimentasi.



8.



Waktu tempuh (travel time) gelombang pada formasi.



4.2. METODE PENILAIAN FORMASI Secara keseluruhan jenis dari penilaian formasi dapat dirangkum seperti terlihat pada table 4.1. Tabel 4.1 Jenis dari Penilain Formasi Phase



Activity



Formation Evaluation Methods



Exploration Drilling



Define Structure Drill Well



Logging Primary Evaluation



Log Well Log Analysis Testing



Analysis Feedback



Core Analysis Refinement of



Exploitation Secondary



Model Log Analysis Producing Hydrocarbons Production Logging



Seismic Data, Gravity,Magnetics Mud Logging, Coring Measurement While Drilling Openhole Logs Sidewall Cores Wireline Formation Testing Drillsteam Testing Vertical Seismic Profile Laboratory Studies Seismic Log-core Integration Log-seismic Integration Material Balance Analysis Production Log Analysis



Recovery



Abandonment



Log-inject Log Water or Gas Injection Economic Decisions



Flood Efficiency Analysis Micro-rock Property Analysis



Berikut ini akan dijelaskan sekilas tentang teknik yang sering digunakan dalam operasi penilaian formasi. 4.2.1. Mud Logging Yaitu dengan mengamati, meneliti dan mencatat kondisi lumpur yang disirkulasikan dalam pemboran dengan mengamati cutting hasil pemboran atau kandungan hidrokarbon yang ikut terbawa aliran lumpur dengan menggunakan beberapa jenis peralatan. 4.2.2. Coring Yaitu dengan mengambil contoh batuan formasi melalui operasi coring pada dinding bor. Pada proses pengambilan core ini menggunakan peralatan khusus. Tujuan dari pengambilan sampel core ini adalah untuk mengetahui sifat fisik dari batuan reservoir, yaitu porositas, permeabilitas, kebasahan serta saturasi fluida yang terdapat dalam batuan. 4.2.3. Measurement While Drilling (MWD) Dewasa ini karakteristik formasi dapat diukur selama pemboran sedang berlangsung (measurement while drilling, MWD). Alat ini biasanya digunakan untuk pemboran sumur-sumur berarah atau miring, sehingga dapat mengurangi operasi tripping dan dapat menghemat waktu pemboran. 4.2.4. Testing Formation testing adalah salah satu cara untuk membuktikan ada tidaknya hidrokarbon dalam formasi tersebut, bila terdapat aliran hidrokarbon pada saat dilakukan drillstem test. Drillstem test (DST) menyediakan data tidak hanya kandungan hidrokarbon namun juga memberikan data besarnya reservoir dan kemampuan produksi suatu reservoir.



Gambar 4.1. Struktur Penilaian Formasi



4.3. LOGGING Logging merupakan metode pengukuran besaran-besaran fisik batuan reservoir terhadap kedalaman lubang bor. Sesuai dengan tujuan logging yaitu menentukan besaran-besaran fisik batuan reservoir (porositas, saturasi air formasi, ketebalan formasi produktif, lithologi batuan) maka dasar dari logging itu sendiri adalah sifat-sifat fisik atau petrofisik dari batuan reservoir itu sendiri, yaitu sifat listrik, sifat radioaktif, dan sifat rambat suara (gelombang) elastis dari batuan reservoir, atau perekaman kontinyu sebagai fungsi kedalaman menyangkut variasi data karakteristik formasi yang dilewati pemboran. Dibedakan antara hasil perekaman yang lewat waktu yaitu bila perekaman dilakukan sesudah pemboran berhenti dan mata bor sudah dicabut dan perekaman selagi membor (Measurement While Drilling = MWD) bila perekaman dilakukan langsung pada saat mata bor menembus formasi. 4.3.1. LOGGING WHILE DRILLING Logging while drilling (LWD) merupakan suatu metode pengambilan data log dimana logging dilakukan bersamaan dengan pemboran (Harsono,1997). Hal ini dikarenakan alat logging tersebut ditempatkan di dalam drill collar. Pada LWD,



pengukuran dilakukan secara real time oleh measurement while drilling (Harsono,1997). Alat LWD terdiri dari tiga bagian yaitu: sensor logging bawah lubang bor, sebuah sistem transmisi data, dan sebuah penghubung permukaan. Sensor logging ditempatkan di belakang drill bit, tepatnya pada drill collars (lengan yang berfungsi memperkuat drill string) dan aktif selama pemboran dilakukan (Bateman,1985). Sinyal kemudian dikirim ke permukaan dalam format digital melalui pulse telemetry melewati lumpur pemboran dan kemudian ditangkap oleh receiver yang ada di permukaan (Harsono,1997). Sinyal tersebut lalu dikonversi dan log tetap bergerak dengan pelan selama proses pemboran. Logging berlangsung sangat lama sesudah pemboran dari beberapa menit hingga beberapa jam tergantung pada kecepatan pemboran dan jarak antara bit dengan sensor di bawah lubang bor (Harsono,1997). Layanan yang saat ini disediakan oleh perusahaan penyedia jasa LWD meliputi gamma ray, resistivity, densitas, neutron, survei lanjutan (misalnya sonik). Tipe log tersebut sama (tapi tidak identik) dengan log sejenis yang digunakan pada wireline logging. Secara umum, log LWD dapat digunakan sama baiknya dengan log wireline logging dan dapat diinterpretasikan dengan cara yang sama pula (Darling,2005). Meskipun demikian, karakteristik pembacaan dan kualitas data kedua log tersebut sedikit berbeda. 4.3.2. WIRELINE LOGGING Log adalah suatu grafik kedalaman (atau waktu), dari satu set data yang menunjukkan parameter yang diukur secara berkesinambungan di dalam sebuah sumur (Harsono, 1997). Log diperoleh dari operasi logging di sumur terbuka yang umumnya dimulai dari kedalaman maksimum (total depth) sampai dengan sepatu selubung (casing shoe). Kurva log mampu memberikan informasi tentang sifatsifat batuan dan cairan pada situasi dan kondisi yang sesungguhnya di dalam sumur. Operasi logging yang baik memiliki interval yang tidak terlalu panjang sehingga dapat di peroleh informasi yang lebih akurat dan menghindari keterbukaan lapisan formasi yang terlalu lama terhadap sistem lumpur.



Prinsip dasar wireline log adalah mengukur parameter sifat-sifat fisik dari suatu formasi pada setiap kedalaman secara kontinyu dari sumur pemboran. Adapun sifat-sifat fisik yang diukur adalah potensial listrik batuan/kelistrikan, tahanan jenis batuan, radioaktivitas, kecepatan rambat gelombang elastis, kerapatan formasi (densitas), dan kemiringan lapisan batuan, serta kekompakan formasi yang kesemuanya tercermin dari lubang bor. Secara kualitatif dengan data sifat-sifat fisik tersebut kita dapat menentukan jenis litologi dan jenis fluida pada formasi yang tertembus sumur. Sedangkan secara kuantitatif dapat memberikan data-data untuk menentukan ketebalan, porositas, permeabilitas, kejenuhan fluida, dan densitas hidrokarbon. 4.4. JENIS-JENIS LOGGING Berdasarkan kemampuan, kegunaan, dan prinsip kerja maka jenis logging ini dibagi menjadi log listrik, log radioaktif, log sonic, dan log caliper. 4.4.1. LOG LISTRIK Log listrik merupakan suatu plot antara sifat-sifat listrik lapisan yang ditembus lubang bor dengan kedalaman. Sifat-sifat ini diukur dengan berbagai variasi konfigurasi elektrode yang diturunkan ke dalam lubang bor. Untuk batuan yang pori-porinya terisi mineral-mineral air asin atau clay maka akan menghantarkan listrik dan mempunyai resistivity yang rendah dibandingkan dengan pori-pori yang terisi minyak, gas maupun air tawar. Oleh karena itu lumpur pemboran yang banyak mengandung garam akan bersifat konduktif dan sebaliknya. Untuk formasi clean sand yang mengandung air garam, tahanan formasinya dapat dinyatakan dengan suatu faktor tahanan formasi (F), yang dinyatakan dengan persamaan : Ro = F x Rw



………………………………………………………. (4-1)



dimana : F = faktor formasi Ro = tahanan formasi dengan saturasi air formasi 100 % Rw = tahanan air garam (air formasi)



Hubungan antara tahanan formasi, porositas dan faktor sementasi dikemukakan oleh G.E. Archie dan Humble sebagai berikut : Persamaan Archie



:F = Ф-m ………………………………………(4-2)



Persamaan Humble



:F = 0,62 x Ф-2,15 ……….……………………..(4-3)



dimana : m



= faktor sementasi batuan



F



= faktor formasi



Ф



= porositas



Resistivity Index (I) adalah perbandingan antara tahanan listrik batuan sebenarnya (Rt) dengan tahanan yang dijenuhi air formasi 100 % (Ro), yaitu sesuai dengan persamaan berikut : I 



Rt 1  Ro Sw



n



……………………..……………….………………. (4-4)



dimana : n = eksponen saturasi, untuk batupasir besarnya sama dengan 2. Untuk formasi clean sand, terdapat hubungan antara saturasi air formasi (Sw), porositas (Ф), tahanan formasi sebenarnya (Rt), tahanan air formasi (Rw) serta eksponen saturasi (n). Secara matematis hubungan ini dapat dinyatakan sebagai berikut : Sw  n



Ro n Rw  F n Rw    m ………………………….…… (4-5)   Rt Rt Rt



Pada umumnya log listrik dapat dibedakan menjadi dua jenis: 



Spontaneous Potensial Log (SP Log)







Resistivity Log



4.4.1.1.Spontaneous Potensial Log (SP Log) Kurva spontaneous potensial (SP) merupakan hasil pencatatan alat logging karena adanya perbedaan potensial antara elektroda yang bergerak dalam lubang sumur dengan elektroda tetap di permukaan terhadap kedalaman lubang sumur.



Spontaneous potensial ini merupakan sirkuit sederhana yang terdiri dari dua buah elektroda dan sebuah galvanometer. Sebuah elektroda (M) diturunkan kedalam lubang sumur dan elektroda yang lain (N) ditanamkan di permukaan. Disamping itu masih juga terdapat sebuah baterai dan sebuah potensiometer untuk mengatur potensial diantara kedua elektroda tersebut. Bentuk defleksi positif ataupun negatif terjadi karena adanya perbedaan salinitas antara kandungan dalam batuan dengan lumpur. Bentuk ini disebabkan oleh karena adanya hubungan antara arus listrik dengan gaya-gaya elektromagnetik (elektrokimia dan elektrokinetik) dalam batuan. Gambaran skematis dari gejala SP pada formasi degan resistivity tinggi dapat dilihat pada gambar 4.4



Gambar 4.4. Gambaran Skematis dari Gejala SP pada Formasi dengan Resistivity Tinggi (Adi Harsono:”Evaluasi Formasi dan Aplikasi Log”, Schlumberger, Edisi-8, Jakarta, 1 Mei 1997)



Adapun komponen elektromagnetik dari SP tersebut adalah sebagai berikut: A.



Elektrokimia, dibagi menjadi dua bagian,yaitu: 



Membran Potensial, terjadi karena adanya struktur dan muatan maka lapisan shale bersifat permeable terhadap kation Na+ dan kedap terhadap anion Cl-. Jika lapisan shale memisahkan dua larutan yang mempunyai perbedaan konsentrasi NaCl, maka kation Na+ bergerak menembus shale dari larutan yang mempunyai konsentrasi tinggi ke larutan yang mempunyai konsentrasi rendah, sehingga terjadi suatu potensial.







Liquid Junction Potential, terjadi karena adanya perbedaan salinitas antara air filtrat dengan air formasi, sehingga kation Na+ dan ion Cldapat saling berpindah selama ion Cl- mempunyai mobilitas yang lebih besar dari Na+, maka terjadi aliran muatan negatif Cl- dari larutan yang berkonsentrasi tinggi ke larutan yang berkonsentrasi rendah.



B.



Elektrokinetik Potensial elektrokinetik merupakan hasil suatu aliran elektrolit yang melewati unsure-unsur dalam media berpori. Besarnya elektrokinetik ini tergantung dari perbedaan tekanan yang menghasilkan aliran dan tahanan dari elektrolit pada suatu media porous. Potensial elektrolit disini dapat diabaikan karena pada umumnya perbadaan tekanan hidrostatik lumpur dengan tekanan formasi tidak begitu besar dan untuk lapisan shale pengaruh filtrasi dari alir lumpur kecil. Jika pengaruh SP log melalui lapisan cukup tebal dan kondisinya bersih dari clay, maka defleksi kurva SP akan mencapai maksimum. Defleksi SP yang demikian disebut statik SP atau SSP, yang dapat dituliskan dalam persamaan sebagai berikut: SSP   K c log



Rmfeq Rweq



……………..……………………………… (4-



6) dimana : SSP



= statik spontaneous potensial, mv



Kc



= konstanta lithologi batuan = 61   0.133  T  , dalam oF = 65   0.24  T  , dalam oC



Rmfeq = tahanan filtrat air lumpur, ohm-m Rweq



= tahanan air formasi, ohm-m



SP log berguna untuk mendeteksi lapisan-lapisan yang porous dan permeabel, menentukan batas-batas lapisan, menentukan harga tahanan air formasi (Rw) dan dapat juga untuk korelasi batuan dari beberapa sumur di dekatnya. Defleksi kurva SP selalu dibaca dari shale base line yang mana bentuk dan besar defleksi tersebut dapat dipengaruhi oleh ketebalan lapisan batuan formasi, tahanan lapisan batuan, tahanan shale dalam lapisan batuan, diameter lubang bor, dan invasi air filtrat lumpur. Satuan ukuran dalam spontaneous potensial adalah millivolt (mv). 4.4.1.2.Resistivity Log (Log Tahanan Jenis) Resistivity log adalah suatu alat yang dapat mengukur tahanan batuan formasi beserta isinya, yang mana tahanan ini tergantung pada porositas efektif, salinitas air formasi, dan banyaknya hidrokarbon dalam pori-pori batuan. A.



Normal Log Skema rangkaian dasar normal log dapat dilihat pada gambar 4.6, dengan



menganggap bahwa pengukurannya pada medium yang mengelilingi electrodeelektrode adalah homogen dengan tahanan batuan sebesar R ohm-meter. Elektroda A dan B merupakan elektroda potensial , sedangkan M dan N merupakan elektroda arus. Setiap potensial (V) ditransmisikan mengalir melingkar keluar melalui formasi den besarnya potensial tersebut adalah: V 



Ri …………………….……………………………… (4-7) 4 ( AM )



dimana: R



= tahanan formasi, ohm-m



i



= intensitas arus konstan dari elektroda A, Amp



AM



= jarak antara elektroda A dan M, in



π



= konstanta = 3.14



Jarak antara A ke M disebut spacing, dimana untuk normal log ini terdiri dari dua spacing, yaitu: 



Short normal device, dengan spacing 16 inch.







Long normal device, dengan spacing 64 inchi Pemilihan spacing ini tergantung dari jarak penyelidikan yang dikehendaki.



Short normal device digunakan untuk mengukur resistivitas pada zona terinvasi, sedang long normal device digunakan untuk mengukur resistivitas formasi yang tidak terinvasi filtrat lumpur atau true resistivity (Rt). B.



Lateral Log Tujuan log ini adalah untuk mengukur Rt, yaitu resistivity formasi yang



terinvasi. Alat ini terdiri dari dua elektrode arus A dan B serta dua elektrode potensial M dan N. Jarak spasi M dan N adalah 32 inch, sedang jarak A dan O adalah 18,8 inch. Titik O merupakan titik referensi dari pengukuran terhadap kedalaman, sedangkan elektrode B diletakkan jauh dipermukaan. Arus listrik yang konstan dialirkan melalui elektrode A, sedangkan perbedaan potensial antara M dan N di tempatkan pada permukaan lingkaran yang berpusat di titik A. Perbedaan potensial yang dipindahkan ke elektrode M dan N adalah : V 



Ri  1 1     ........................................................................ (4-8) 4  AM AN 



Persamaan (4-8) diturunkan dengan anggapan bahwa formasinya homogen dan lapisan cukup tebal. Apabila arus yang diberikan (i) konstan maka besarnya potensial yang dicatat pada referensi O adalah sebanding dengan besarnya resistivitas formasi (R) dengan syarat anggapan tersebut dipenuhi dan pengaruh diameter lubang bor diabaikan. Pada kenyataannya nilai resistivity yang dicatat oleh resistivity log adalah resistivity semu bukan resistivity yang sebenarnya (Rt). Hal ini disebabkan pengukuran dipengaruhi oleh diameter lubang bor (d), ketebalan formasi (e), tahanan lumpur (Rm), diameter invasi air filtrat Lumpur (Di), tahanan zone invaded (Ri) dan uninvaded (Rt), tahanan lapisan batuan diatas dan dibawahnya (Rs). Pembacaan yang baik didapatkan dalam lapisan tebal dengan resistivity relative tinggi. Log ini digunakan secara optimal di dalam susunan sand dan shale yang tebal dengan ketebalan dari 10 ft dan range resistivity optimum setara 1-500 ohm-m.



C.



Induction Log Pengukuran tahanan listrik menggunakan log resistivity memerlukan lumpur



yang konduktif sebagai penghantar arus dalam formasi. Oleh sebab itu tidak satu pun peralatan pengukuran resistivity diatas dapat digunakan pada kondisi lubang bor kosong, terisi minyak, gas, oil base mud dan fresh water serta udara. Untuk mengatasi ini maka dikembangkan peralatan terfokuskan yang dapat berfungsi dalam kondisi tersebut. Prinsip kerjanya adalah sebagai berikut, arus bolak-balik dengan frekuensi tinggi (20000 cps) yang mempunyai intensitas konstan dialirkan melalui transmitter coil yang ditempatkan pada insulating sehingga menimbulkan arus induksi didalam formasi. Medan magnet ini akan menimbulkan arus berputar yang akan menginduksi potensial dalam receiver coil. Coil kedua ini ditempatkan pada mandrel yang sama dengan jarak tertentu dari coil pertama. Besarnya signal yang dihasilkan receiver akan diukur dan dicatat di permukaan yang besarnya tergantung pada konduktivitas formasi yang terletak diantara kedua coil tersebut. Nilai konduktifitas formasi (Cf) berbanding terbalik dengan nilai resistivity. Tujuan utama dari induction log adalah menghasilkan suatu daerah investigasi yang jauh didalam lapisan-lapisan tipis untuk menentukan harga Rt. Induction log dapat diturunkan didalam semua jenis lumpur dengan syarat sumur belum dicasing. Kondisi yang baik untuk operasi induction log ini adalah menggunakan lumpur yang tidak banyak mengandung garam (Rmf > Rw) serta pada formasi dengan Rt kurang dari 100 ohm-m tapi akan lebih baik lagi jika kurang dari 50 ohm-m. Induction log ini mempunyai beberapa kelebihan dari loglog sebelumnya, antara lain : 1.



Batas lapisan dapat dideliniasikan dengan baik dan resistivity yang diukur tidak dipengaruhi oleh batas tersebut.



2.



Dalam fresh mud, pengukuran Rt hanya memerlukan koreksi yang sederhana atau tidak memerlukan sama sekali.



3.



Dapat dikombinasikan dengan SP log dan Kurva Normal sehingga dapat melengkapi informasi yang diperoleh.



D.



Laterolog (Guard Log) Pengukuran dengan laterolog adalah untuk memperkecil pengaruh lubang



bor, lapisan yang berbatasan dan pengukuran lapisan yang tipis serta kondisi lumpur yang konduktif atau salt mud. Prinsip kerjanya adalah sebagai berikut (lihat gambar 4.9.), suatu arus Io yang konstan dialirkan melalui elektrode Ao lewat elektrode A1 dan A2 dimana arus tersebut diatur secara otomatis oleh kontak pengontrol sehingga dua pasang elektrode penerima M1M2 dan M’1M’2 mempunyai potensial yang sama. Selisih potensial diukur diantara salah satu elektrode penerima dengan electrode dipermukaan. Jika perbedaan antara potensial pasangan M’1M’2 dan M1M2 dibuat nol, maka tidak ada arus yang mengalir dari Ao. Disini arus listrik dari Ao dipaksa mengalir horizontal kearah formasi. Ada beberapa jenis laterolog, yaitu jenis Laterolog 7, Laterolog 3, dan Laterolog 8. Perbedaan dari ketiga jenis laterolog tersebut hanya terdapat pada jumlah elektrodenya, dan ketebalan lapisan yang dideteksi berbeda. Alat ini mengukur harga Rt terutama pada kondisi pengukuran Rt dengan Induction Log mengalami kesulitan (banyak kesalahan). Laterolog ini hanya dapat digunakan dalam jenis lumpur water base mud. Dianjurkan pada kondisi Rt/Rm dan Rt/Rs besar (salt mud, resistivity tinggi yaitu lebih besar dari 100 ohm-m) dan tidak berfungsi di dalam oil base mud, inverted mud, lubang berisi gas, atau sumur sudah dicasing. E.



Microresistivity Log Log ini dirancang untuk mengukur resistivity formasi pada flush zone (Rxo)



dan sebagai indikator lapisan porous permeable yang ditandai oleh adanya mud cake. Hasil pembacaan Rxo dipengaruhi oleh tahanan mud cake(Rmc) dan ketebalan mud cake (hmc). Ketebalan dari mud cake dapat dideteksi dari besar kecilnya diameter lubang bor yang direkam oleh caliper log. Alat microresistivity log yang sering digunakan, yaitu: Microlog (ML), Microlaterolog (MLL), Proximity Log (PL), MicroSpherical Focused Log (MSFL).



4.4.2. LOG RADIOAKTIF Log radioaktif dapat digunakan pada sumur yang dicasing (cased hole) maupun yang tidak dicasing (open hole). Keuntungan dari log radioaktif ini dibandingkan dengan log listrik adalah tidak banyak dipengaruhi oleh keadaan lubang bor dan jenis lumpur. Dari tujuan pengukuran, Log Radioaktif dapat dibedakan menjadi: alat pengukur lithologi seperti Gamma Ray Log, alat pengukur porositas seperti Neutron Log dan Density Log. Hasil pengukuran alat porositas dapat digunakan pula untuk mengidentifikasi lithologi dengan hasil yang memadai. 4.4.2.1. Gamma Ray Log Prinsip pengukurannya adalah mendeteksi arus yang ditimbulkan oleh ionisasi yang terjadi karena adanya interaksi sinar gamma dari formasi dengan gas ideal yang terdapat didalam kamar ionisasi yang ditempatkan pada sonde. Besarnya arus yang diberikan sebanding dengan intensitas sinar gamma yang bersangkutan. Didalam formasi hampir semua batuan sedimen mempunyai sifat radioaktif yang tinggi, terutama terkonsentrasi pada mineral clay. Formasi yang bersih (clean formasi) biasanya mengandung sifat radioaktif yang kecil, kecuali lapisan tersebut mengandung mineral-mineral tertentu yang bersifat radioaktif atau lapisan berisi air asin yang mengandung garam-garam potassium yang terlarutkan (sangat jarang), sehingga harga sinar gamma akan tinggi. Dengan adanya perbedaan sifat radioaktif dari setiap batuan, maka dapat digunakan untuk membedakan jenis batuan yang terdapat pada suatu formasi. Selain itu pada formasi shaly sand, sifat radioaktif ini dapat digunakan untuk mengevaluasi kadar kandungan clay yang dapat berkaitan dengan penilaian produktif suatu lapisan berdasarkan intrepretasi data logging. Besarnya volume shale dihitung dengan menggunakan rumus berikut: Vsh 



dimana :



GRlog  GRmin GRmax  GRmin



…………………………..…………………... (4-9)



GRlog = hasil pembacaan GR log pada lapisan yang bersangkutan GRmax = hasil pembacaan GR log maksimal pada lapisan shale GRmin = hasil pembacaan GR log maksimal pada lapisan non shale Dengan pertimbangan adanya efek densitas formasi, maka untuk formasi dengan kandungan satu mineral, gamma ray yang terbaca pada log adalah : GR 



1  V1 A1 b



……………………………………………….…… (4-



10) dimana : ρ1



= densitas dari mineral radioaktif



V1



= volume batuan mineral



A1



= faktor perimbangan radioaktif dari mineral



1V1 b



= konsentrasi berat dari mineral



Untuk formasi yang mengandung lebih dari satu mineral radioaktif, respon GR adalah penjumlahan dari beberapa mineral tersebut dengan menggunakan persamaan (4-11). Sedangkan untuk formasi dengan kandungan dua mineral radioaktif, densitas dan kekuatannya berbeda, serta keberadaannya dalam jumlah yang berbeda maka GR yang terbaca pada log adalah : GR 



1V1 V A1  1 1 A1 ……..………………………………..…… (4-11) b b



Persamaan (4-11) diatas dapat disamakan dengan mengalikan dengan ρb sehingga persamaannya dapat ditulis menjadi : GR = B1 V1 + B2 V2 ……………………………………………… (4-12) dimana : B1 = ρ1 A1 B2 = ρ2 A2 Secara khusus Gamma Ray Log berguna untuk identifikasi lapisan permeabel disaat SP Log tidak berfungsi karena formasi yang resistif atau bila kurva SP kehilangan karakternya (Rmf = Rw), atau ketika SP tidak dapat merekam karena lumpur yang yang digunakan tidak konduktif (oil base mud). Hal



tersebut dapat dilihat pada gambar 3.10. Selain itu Gamma Ray Log juga dapat digunakan untuk mendeteksi dan evaluasi terhadap mineral radioaktif (potassium dan uranium), mendeteksi mineral tidak radioaktif (batubara), dan dapat juga untuk korelasi antar sumur. 4.4.2.2. Neutron Log Neutron Log direncanakan untuk menentukan porositas total batuan tanpa melihat atau memandang apakah pori-pori diisi oleh hidrokarbon maupun air formasi. Neutron terdapat didalam inti elemen, kecuali hidrokarbon. Neutron merupakan partikel netral yang mempunyai massa sama dengan atom hidrogen. Prinsip kerja dari neutron log adalah sebagai berikut, energi tinggi dari neutron dipancarkan secara kontinyu dari sebuah sumber radioaktif yang ditempatkan didalam sonde logging yang diletakkan pada jarak spacing pendek sekitar 10-18 inch dari detektor gamma ray. Pada operasi logging, neutron meninggalkan sumbernya dengan energi tinggi, tetapi dengan cepat akan berkurang karena bertumbukan dengan inti-inti elemen didalam formasi. Semua inti-inti elemen turut serta dalam pengurangan energi ini, tetapi yang paling dominan adalah atom dengan massa atom yang sama dengan neutron yaitu hidrogen. Setelah energi neutron banyak berkurang kemudian neutron tersebut akan menyebar didalam formasi tanpa kehilangan energi lagi sampai tertangkap dan terintegrasi dengan inti-inti elemen batuan formasi, seperti klorine dan silikon. Inti-inti ini akan terangsang untuk memancarkan sinar gamma. Kemudian detektor sinar gamma akan merekam radiasi sinar gamma tersebut. Bila kerapatan didalam formasi cukup tinggi, yaitu mengandung air, minyak dan gas atau didalam lapisan shale maka energi neutron akan diperlambat pada jarak yang sangat dekat dengan sumber dan akibatnya hanya sedikit radiasi sinar gamma yang direkam oleh detektor. Porositas dari neutron log (  N ) dalam satuan limestone dapat dihitung dengan menggunakan persamaan dibawah ini:  N  1.02   NLog   0.0425 .....…………………….…… (4-13)



dimana:



 NLog = porositas terbaca pada kurva neutron log



Terdapat beberapa jenis neutron log yang dapat digunakan, yaitu: 



Thermal neutron log, digunakan secara optimal untuk formasi non shaly yang mengandung liquid dengan porositas antara 1 % – 10 %.







Sidewall neutron porosity log (SNP), yang mempunyai kondisi optimum pada formasi non shaly yang mengandung liquid dengan porositas kurang dari 30%.







Compensated neutron log (CNL), merupakan pengembangan dari kedua alat sebelumnya.



4.4.2.3. Density Log Tujuan utama dari density log adalah menentukan porositas dengan mengukur density bulk batuan, disamping itu dapat juga digunakan untuk mendeteksi adanya hidrokarbon atau air, digunakan besama-sama dengan neutron log, juga menentukan densitas hidrokarbon (ρh) dan membantu didalam evaluasi lapisan shaly. Prinsip kerja density log adalah dengan jalan memancarkan sinar gamma dari sumber radiasi sinar gamma yang diletakkan pada dinding lubang bor. Pada saat sinar gamma menembus batuan, sinar tersebut akan bertumbukkan dengan elektron pada batuan tersebut, yang mengakibatkan sinar gamma akan kehilangan sebagian dari energinya dan yang sebagian lagi akan dipantulkan kembali, yang kemudian akan ditangkap oleh detektor yang diletakkan diatas sumber radiasi. Intensitas sinar gamma yang dipantulkan tergantung dari densitas batuan formasi. Berkurangnya energi sinar gamma tersebut sesuai dengan persamaan: ln



No    k  S ……………………………….............…………. (4-14) Nt



dimana: No



= intensitas sumber energi



Nt



= intensitas sinar gamma yang ditangkap detektor



ρ



= densitas batuam formasi



k



= konstanta



S



= jarak yang ditembus sinar gamma Kondisi penggunaan untuk density log adalah pada formasi dengan



densitas rendah dimana tidak ada pembatasan penggunaan lumpur bor tetapi tidak dapat digunakan pada lubang bor yang sudah di casing. Kurva density log hanya terpengaruh sedikit oleh salinitas maupun ukuran lubang bor. Kondisi optimum dari density log adalah pada formasi unconsolidated sand dengan porositas 20 % 40 %. Kondisi optimum ini akan diperoleh dengan baik apabila operasi penurunan peralatan kedalam lubang bor dilakukan secara perlahan agar alat tetap menempel pada dinding bor, sehingga pada rangkaian tersebut biasanya dilengkapi dengan spring. Hubungan antara densitas batuan sebebnarnya dengan porositas dan lithologi batuan dapat dinyatakan dalam persamaan berikut: D 



 ma   b ……………….……………………….... (4-15)  ma   f



dimana: ρb



= densitas batuan (dari hasil pembacaan log), gr/cc



ρf



= densitas fluida rata-rata, gr/cc = 1 untuk fresh water, 1.1 untuk salt water



ρma



= densitas matrik batuan (dapat dilihat pada tabel III-1),gr/cc = porositas dari density log , fraksi



Adanya pengotoran clay dalam formasi akan mempengaruhi ketelitian, oleh karena itu dalam pembacaan ρb perlu dikoreksi. Sehingga persamaan dapat ditulis sebagai berikut:  b   D . f  Vclay . clay  1   D  Vclay    ma



dimana: ρclay



= densitas clay, gr/cc



Vclay



= volume clay, %



4.4.3. LOG SONIC



……….. (4-16)



Log ini merupakan jenis log yang digunakan untuk mengukur porositas, selain density log dan neutron log dengan cara mengukur interval transite time (Δt), yaitu waktu yang dibutuhkan oleh gelombang suara untuk merambat didalam batuan formasi sejauh 1 ft. Peralatan sonic log menggunakan sebuah transmitter (pemancar gelombang suara) dan dua buah receiver (penerima). Jarak antar keduanya adalah 1 ft. Bila pada transmitter dipancarkan gelombang suara, maka gelombang tersebut akan merambat kedalam batuan formasi dengan kecepatan tertentu yang akan tergantung pada sifat elastisitas batuan, kandungan fluida, porositas dan tekanan formasi. Kemudian gelombang ini akan terpantul kembali menuju lubang bor dan akan diterima oleh kedua receiver. Selisih waktu penerimaan ini direkam oleh log dengan satuan microsecond per feet (μsec/ft) yang dapat dikonversikan dari kecepatan rambat gelombang suara dalan ft/sec. Interval transite time (Δt) suatu batuan formasi tergantung dari lithologi dan porositasnya. Sehingga bila lithologinya diketahui maka tinggal tergantung pada porositasnya. Pada tabel III-2. dapat dilihat beberapa harga transite time matrik (Δtma) dengan berbagai lithologi. Untuk menghitung porositas sonic dari pembacaan log Δt harus terdapat hubungan antara transit time dengan porositas. Seorang sarjana teknik, Wyllie mengajukan persamaan waktu rata-rata yang merupakan hubungan linier antara waktu dan porositas. Persamaan tesebut dapat dilihat dibawah ini : S 



t log  t ma t f  t ma



............................................................................. (4-17)



dimana : Δtlog



= transite time yang dibaca dari log, μsec/ft



Δtf



= transite time fluida, μsec/ft = 189 μsec/ft untuk air dengan kecepatan 5300 ft/sec



Δtma



= transite time matrik batuan (lihat table III-2), μsec/ft



ФS



= porositas dari sonic log, fraksi



Selain digunakan untuk menentukan porositas batuan, Sonic log juga dapat digunakan sebagai indentifikasi lithologi.



4.4.4. LOG CALIPER Caliper log merupakan suatu kurva yang memberikan gambaran kondisi (diameter) dan lithologi terhadap kedalaman lubang bor. Peralatan dasar caliper log dapat dilihat pada gambar 4.13. Untuk menyesuaikan dengan kondisi lubang bor, peralatan caliper log dilengkapi dengan pegas yang dapat mengembang secara fleksibel. Ujung paling bawah dari pegas tersebut dihubungkan dengan rod. Posisi rod ini tergantung pada kompresi dari spring dan ukuran lubang bor. Manfaat caliper log sangat banyak, yang paling utama adalah untuk menghitung volume lubang bor guna menentukan volume semen pada operasi cementing, selain itu dapat berguna untuk pemilihan bagian gauge yang tepat untuk setting packer (misalnya operasi DST), interpretasi log listrik akan mengalami kesalahan apabila asumsi ukuran lubang bor sebanding dengan ukuran pahat (bit) oleh karena itu perlu diketahui ukuran lubang bor dengan sebenarnya, perhitungan



kecepatan



lumpur



di



annulus



yang



berhubungan



dengan



pengangkatan cutting, untuk korelasi lithologi karena caliper log dapat membedakan lapisan permeabel dengan lapisan consolidated. 4.5. OPEN HOLE LOGGING Open hole logging dipakai untuk mengetahui keadaan formasi di bawah permukaan. Logging dilakukan sebelum dilakukannya pemasangan casing pada lubang bor. Atribut formasi yang umum yang mungkin diketahui yaitu: 1.



Kapasitas simpan (storage capacity) dan formasi, dimana normalnya termasuk porositas dan kejenuhan fluida



2.



Sifat dari fluida, termasuk densitas, gas oil ratio, API gravity, resistivitas air dan kegaraman, suhu dan tekanan



3.



Seting geologi, dimana termasuk kemiringan stratigrafi atau struktur, karakteristik fasies, dan heterogenitas dan reservoir



4.6. CASING HOLE LOGGING Case hole logging merupakan proses logging yang dilakukan setelah dilakukan pemasangan casing pada lubang bor. Terdapat beberapa alasan mengapa case hole logging dilakukan: 1.



Sebagai pengukuran tambahan dari pengukuran yang dilakukan pada open hole. Sangatlah penting untuk melakukan pengukuran tambahan ini dikarenakan kondisi sumur yang memungkinkan ketidakakuratan data open hole, atau adanya pengukuran yang tak semestinya pada beberapa zona saat open hole



2.



Untuk memonitor perubahan yang terjadi pada formasi yang terjadi pada saat terakhir casing telah dipasang.



Selama masa hidup suatu sumur,



perubahan saturasi dari ruang pori oleh minyak, gas atau air dapat dipengaruhi oleh adanya proses produksi. Ketika perubahan ini terjadi, evaluasi dan sebab perubahan ini mungkin diperlukan untuk merancang strategi recovery daripada hidrokarbon 3.



Untuk menyediakan kedalaman referensi antara pengukuran open hole dan case hole



4.7. ESTIMASI RESEREVE Hasil akhir dari hasil analisa log adalah untuk menentukan reserve hidrokarbon di reservoir. Pada sub bab ini akan dijelaskan secara matematis dan filosofi dari estimasi reserve. 4.7.1. Perkiraan Oil-Gas In Place Sebuah silinder mempunyai volume V dan porositas Φ serta saturasi air Sw. maka : BVHC = Φ (1 − Sw).......……………………………………………...(4-18) dimana: BVHC = bulk volume hidrocarbon, V



= volume batuan total



Sw



= saturasi air



Φ



= porositas



Sedangkan kenyataan bentuk reservoir yang dimiliki adalah tidak beraturan, maka untuk menentukan volume reservoir dengan menggunakan persamaan : OIP 







h, A



 1  S w  dh  dA



………………....…………(4-19)



dimana: h



= tebal lapisan reservoir yang produktif



A



= luas reservoir



Bila harga h dalam feet dan A dalam acre, maka harga OIP dapat dinyatakan dalam acre-ft. Bila dinyatakan dalam besaran volume dapat dikonversikan dengan menggunakan faktor berikut ini : 1 foot



= 7757.79 barrels/acre



1 meter = 10000 cubic meter/hectare 4.7.2. Perkiraan Reserve Konversi dari OIP ke reserve yang dapat diambil (recoverable reserve) tergantung dari dua buah data tambahan yaitu Recovery Factor (RF) dan Formation Volume Factor (B). Kedua faktor tersebut tidak dapat ditentukan dari pembacaan log. RF tergantung pada jenis reservoir dan mekanisme pendorong. Sedangkan B adalah fungsi dari sifat fisik hidrokarbon. Reserve ditentukan dengan menggunakan persamaan



 C h  1  S w   N  A  RF  b   ............................................................(420) 4.8. INTERPRETASI LOG Lapisan prospek dapat teridentifikasi degan melakukan interpretasi logging. Interpretasi logging ini dibagi menjadi interpretasi kualitatif dan interpretasi kuantitatif. Interpretasi kualitatif dilakukan untuk mengidentifikasi lapisan porous permeabel dan ada tidaknya fluida. Sedangkan interpretasi kuantitatif dilakukan untuk menentukan harga Vclay, Φ, Rfluida, Sw dan permeability batuan.



4.8.1. Interpretasi Kualitatif Interpretasi log kualitatif guna memperkirakan kemungkinan adanya lapisan porous permeabel dan ada tidaknya fluida. Untuk memperoleh hasil yang lebih akurat harus dilakukan pengamatan terhadap log yang kemudian satu sama lainnya dibandingkan. Tujuan dari interpretasi kualitatif adalah identifikasi lithologi dan fluida hidrokarbon yang meliputi identifikasi lapisan porous permeabel, ketebalan dan batas lapisan, serta kandungan fluidanya. Penentuan jenis batuan atau mineral didasarkan pada plot data berbagai log porositas, seperti plot antara log density-neutron dan log sonic-neutron. Sedangkan lapisan berpori dapat ditentukan berdasarkan pengamatan terhadap log SP, log resitivity, log caliper, dan log gamma ray. Penentuan jenis lithologi, apakah shale atau batupasir atau batu gamping ataupun merupakan seri pasir shale didasarkan pada defleksi kurva SP, GR, resistivity, dan konduktivitynya. Adapun fluida hidrokarbon dapat ditentukan pada pengamatan log induction dan FDCCNL dengan berdasarkan sifat air, minyak, atau gas. 4.8.1.1. Identifikasi Lapisan Porous Permeabel Untuk identifikasi lapisan permeabel dapat diketahui dengan: defleksi SP, separasi resistivity, separasi microlog, caliper log, dan gamma ray log. Adapun masing-masing log diatas dapat diketahui sebagai berikut : 1. Defleksi SP : bilamana lumpur pemboran mempunyai perbedaan salinitas dengan air formasi (terutama untuk lumpur air tawar), lapisan permeabel umumnya ditunjukkan dengan adanya penambahan defleksi negatif (kekiri) dari shale base line. 2. Separasi resistivity : adanya invasi dan lapisan permeabel sering ditunjukkan dengan adanya separasi antara kurva resistivity investigasi rendah. 3. Separasi microlog : proses invasi pada lapisan permeabel akan mengakibatkan terjadinya mud cake pada dinding lubang bor. Dua kurva pembacaan akibat adanya mud cake oleh microlog menimbulkan separasi pada lapisan permeabel dapat dideteksi oleh adanya separasi positif (micro inverse lebih kecil daripada micro normal).



4. Caliper log : dalam kondisi lubang bor yang baik umumnya caliper log dapat digunakan untuk mendeteksi adanya ketebalan mud cake, sehingga dapat memberikan pendeteksian lapisan permeabel. 5. Gamma Ray log : formasi mengandung unsur-unsur radioaktif akan memancarkan radioaktif dimana intensitasnya akan terekam pada defleksi kurva gamma ray log, pada umumnya defleksi kurva yang membesar menunjukkan intensitas yang besar adalah lapisan shale/clay, sedangkan defleksi menunjukkan intensitas radioaktif rendah menunjukkan lapisan permeabel. 4.8.1.2. Identifikasi Ketebalan dan Batas Lapisan Ketebalan lapisan batuan dibedakan atas dua, yaitu ketebalan kotor (gross thickness) dan ketebalan bersih (net thickness). Ketebalan kotor (gross thickeness) merupakan tebal lapisan yang dihitung dari puncak lapisan sampai dasar lapisan dari suatu lapisan batuan. Sedangkan ketebalan bersih (net thickness) merupakan tebal lapisan yang dihitung atas ketebalan dari bagian-bagian permeabel dalam suatu lapisan. Adapun penggunaan kedua jenis ketebalan tersebut juga mempunyai tujuan yang berbeda, dimana pembuatan ketebalan kotor (gross isopach map) adalah untuk mengetahui



batas-batas



penyebaran suatu lapisan batuan



secara



menyeluruh, dimana pada umumnya digunakan untuk maksud-maksud kegiatan eksplorasi. Sedangkan penggunaan ketebalan bersih adalah untuk maksud-maksud perhitungan cadangan. Peta yang menggambarkan penyebaran ketebalan bersih disebut peta “net sand isopach”. Jenis log yang dapat digunakan untuk menentukan ketebalan lapisan adalah: SP log, kurva resistivity, kurva microresistivity, dan gamma ray log. Adapun dari defleksi kurva log – log tersebut: 1. SP log, yang terpenting dapat membedakan lapisan shale dan lapisan permeabel. 2. Kurva resistivity, alat yang terbaik adalah laterolog dan induction log.



3. Kurva microresistivity, pada kondisi lumpur yang baik dapat memberikan hasil penyebaran yang vertikal. 4. GR log, log ini dapat membedakan adanya shale dan lapisan bukan shale, disamping itu dapat digunakan pada kondisi lubang bor telah dicasing, biasanya dikombinasikan dengan neutron log. 4.8.2. Interpretasi Kuantitatif Didalam analisa logging secara kuantitatif dimaksudkan untuk menentukan lithologi batuan, tahanan jenis air formasi (Rw), evaluasi shaliness, harga porositas (Ф), saturasi air (Sw), dan permeabilitas (K).



Gambar 4.16. Skema Proses Interpretasi Kuantitatif



4.8.2.1.Data Sumur



Data sumur didapat dari pembacaan log dari gamma ray, resistivity, density, neutron dan spontanius potensial. 4.8.2.2. Zonasi Zonasi merupakan zona yang dipilih berdasarkan pengendapan pada lapisan batuan. Zonasi ini dipilih melalui log gamma ray. Cara megetahuinya adalah dari nilai gamma ray yang besar sampai nilai gamma ray yang kecil lalu kembali pada nilai gamma ray yang besar, itu disebut sebagai satu kali pengendapan. Dari sumur yang dilakukan logging dengan log gamma ray didapatkan sebelas layer. Namun yang dinyatakan prospek hanya enam layer. Pemilihan enam layer ini juga dipengaruhi oleh pengukuran dari log Resistivity log, Density log dan Neutron log. Pada layer yang prospek memiliki Gamma Ray log yang rendah dan Resistivity yang tinggi, dan pada Density log dan Neutron Log terdapat crossover yang dapat diindikasikan mengandung Hidrocarbon. 4.8.2.3. Cut-Off Cut off merupakan perpotongan yang dicari pada log Gamma ray. Log untuk menentukan batas shalestone dan sandstone. Dimana jika nilai gamma ray nya tinggi maka diindikasikan sebagai shalestone dengan warna hijau, dan jika gamma ray bernilai rendah maka diindikasikan sebagai sandstone dengan warna kuning. Pencarian cut off yaitu menjumlahkan nilai GR max dan GR min pada log gamma ray lalu dibagi dengan dua. ..........................................................(4-21) 4.8.2.4. V Shale V shale perlu diketahui agar kita dapat mengetahui seberapa besar kandungan shale yang terdapat pada batuan reservoir kita. Dimana nilai V Shale ini mempengaruhi pada porositas kita, semakin besar V Shale maka porositas kita semakin kecil.



Penentuan V Shale diawali dengan menentukan Gr Max dan Gr Min pada lapisan kita, dimana setiap zona memiliki Gr Max dan Gr Min yang berbeda-beda. Kemudian menentukan Gr dari batuan yang ingin kita ketahui V Shalenya. Kemudian dihitung dengan persamaan:



………………………………………(4-22) 4.8.2.5. Porositas Porositas harus ketahui agar kita tahu seberapa besar kemampuan batuanuntuk menyimpan fluida. Pada log untuk menghitung porositas kita harus menentukan nilai Log RHOB dan NPHI. Setelah kita menentukan nilai RHOB, selanjutnya kita menghitung Ø Density dengan persamaan:



………………………………………..(4-23) Setelah mendapatkan Ø Density maka langkah selanjtnya adalah mengoreksi nilai RHOB dengan persamaan :



……….……....(4-24) Lalu mengihitung kembali nilai ØDcorr dengan RHOB Corr dengan persamaan :



……………………………(4-25) Karena pada lapisan mengandung shale sehingga nilai perlu dikoreksi dengan persamaan : ……………………(4-26) Untuk penentuan porositas neutron berdasarkan litologi dan kandungan fluida maka nilai neutron dapat dicari dengan persamaan: Øn = (1.02xNPHI)+0.0425 …………………………………………(4-27)



dimana : NPHI



= porositas yang terbaca pada kurva neutron log



0.0425 = koreksi terhadap limestone formation Setelah didapatkan nilai porositas neutron kita perlu menghitung nilai koreksi terhadap shale dimana volume shale itu didaptkan dari nilai gamma ray log, maka besarnya nilai porositas neutron yang telah dikoreksi terhadap shale dapat diketahui dengan menggunakan persamaan dibawah.



……………………………………...(4-28) dimana: = Volume shale (dari GR Log) = Porositas yang terbaca pada kurva neutron pada lapisan shale



4.8.2.6. Saturasi Air Saturasi air perlu diketahui untuk mengetahui pada zona interest berisi minyak atau air, dengan mengetahui saturasi air maka bisa menentukan persentasi air pada zona tersebut.



……………………………...(4-29) ………………….................................(4-30) …………………………………………......(4-31)



…………………………………………………...(4-32)



……………………………………………...…...(4-33)



…………………………………………...(4-34) ………………………………………………….……...(4-35) ……………………………..…...(4-36)



………………………………………...(4-37) 8.4.2.7. Permeability Permeability batuan perlu diketahui agar kita tau seberapa besar kemampuan batuan untuk mengalirkan fluida.



……………………………….…...(4-38) Apabila yang terdapat pada zona terpilih adalah gas maka persamaan yang digungakan adalah S w  250 x







3



Swirr



…………………………………………………....(4-39)



Dan apabilan zona terpilih merupakan minyak maka persamaan yang digunakan adalah S w  75 x







3



Swirr



………………………………………………………(4-40)



dimana: k



= permeabilitas, mD



SW



= saturasi, fraksi



φ



= porositas, fraksi



(Sw)irr



= irreducible water saturation (SW diatas zone transisi)



C



= tetapan tergantung density hidrokarbon (C = 250 untuk gas)