Panduan Praktikum - GMB Pe - Perhitungan Volumetrik (Estimasi Cadangan) [PDF]

Citation preview

Modul Praktikum Geologi Migas



Untuk Mahasiswa Teknik Geologi, Geofisika dan Perminyakan



Disusun oleh: Rian Cahya Rohmana, M.Eng. Epo Prasetya Kusumah, MSc.



Program Studi Teknik Geologi Fakultas Teknologi Eksplorasi dan Produksi Universitas Pertamina



Praktikum Geologi Minyak dan Gas Bumi, 2018



Daftar Isi 1 Modul 1 Sistem Minyak Bumi (Petroleum System).................................................................... 4 1.1



Petroleum System Element ................................................................................................. 4



1.1.1



Source Rock ........................................................................................................................ 4



1.1.2



Reservoar Hidrokarbon ................................................................................................ 5



1.1.3



Batuan penutup (seal rock)........................................................................................... 6



1.1.4



Batuan Overburden ....................................................................................................... 7



1.2



Petroleum System Process ..................................................................................................... 7



1.2.1



Trap Formation .................................................................................................................. 7



1.2.2



Maturation and Expulsion ................................................................................................. 8



1.2.3



Migrasi – Akumulasi Hidrokarbon ............................................................................... 8



1.3



Petroleum System Event Chart .............................................................................................. 9



1.4



Contoh Kasus Sistem Minyak Bumi Cekungan Sumatera Selatan ..................................... 9



1.5



Latihan Interpretasi Sistem Minyak Bumi......................................................................... 12



2 Modul 2 Burial History .................................................................................................................. 15 2.1



Pendahuluan ........................................................................................................................ 15



2.2



Latihan: Membuat Burial History ....................................................................................... 16



3 Modul 3 Common Risk Segment (CRS) ........................................................................................ 20



4



5



6 2



3.1



Pendahuluan ........................................................................................................................ 20



3.2



Latihan: Membuat Peta CRS................................................................................................ 21



Modul 4 Analisis Log ................................................................................................................. 22 4.1



Pendahuluan ........................................................................................................................ 22



4.2



Bagian - Bagian data well log .............................................................................................. 22



4.3



Format skala Kolom log (Track)......................................................................................... 25



4.4



Jenis–Jenis data log .............................................................................................................. 26



4.5



Evaluasi Formasi ................................................................................................................. 36



4.6



Jenis Evaluasi Formasi ........................................................................................................ 37



4.6.1



Analisis Log - Kualitatif ............................................................................................... 37



4.6.2



Analisis Log – Kuantitatif ............................................................................................ 39



4.7



Latihan Analisis log – Kualitatif .......................................................................................... 43



4.8



Latihan Analisis log – Kwantitatif ...................................................................................... 43



Modul 5 Pemetaan Bawah Permukaan ................................................................................. 44 5.1



Pendahuluan ........................................................................................................................ 44



5.2



Tujuan Pemetaan Bawah Permukaan ................................................................................ 46



5.3



Prinsip – Prinsip Peta Bawah Permukaan ......................................................................... 47



5.4



Latihan Membuat Peta Bawah Permukaan ....................................................................... 49



Modul 6 Perhitungan Volumetric (Estimasi Cadangan) .................................................... 50



Praktikum Geologi Minyak dan Gas Bumi, 2018



3



6.1



Pengertian Resources (Sumberdaya) dan Reserves (Cadangan) ...................................... 50



6.2



Perhitungan Volume Bulk (Vb) atau Gross Rock Volume (GRV) ..................................... 51



6.2.1



Metode Volumetrik Sederhana, Trapezoidal, dan Frustum Piramidal.................... 52



6.2.2



Metode Kurva Area-Depth .......................................................................................... 54



6.3



Perhitungan Cadangan Hidrokarbon ................................................................................. 55



6.4



Latihan Estimasi Cadangan Hidrokarbon.......................................................................... 57



Praktikum Geologi Minyak dan Gas Bumi, 2018



6 Modul 6 Perhitungan Volumetric (Estimasi Cadangan) 6.1 Pengertian Resources (Sumberdaya) dan Reserves (Cadangan) Petroleum Resources Management System (secara global dikenal dengan PRMS) (SPE, 2011) adalah sistem terintegrasi yang menyediakan dasar untuk klasifikasi dan pengkategorian untuk semua sumberdaya (resources) dan candangan (reserves) minyak dan gas bumi (petroleum). PRMS didasarkan pada perbedaan yang jelas antara: (1) proyek pengembangan yang telah (atau akan) dilaksanakan untuk mendapatkan petroleum dari satu atau lebih akumulasi dan, khususnya, peluang komersialitas dari proyek tersebut dan (2) kisaran ketidakpastian (uncertainty) pada kuantitas petroleum yang diprediksi akan diproduksi dan dijual di masa mendatang dari proyek pengembangan tersebut. Kedua faktor tersebut digambarkan pada kerangka klasifikasi resource sistem PRMS (Gambar 6.1).



Gambar 6.1. Kerangka klasifikasi sumberdaya (resources) petroleum



Setiap proyek diklasifikasikan sesuai dengan tingkat keintensifan/status proyek tersebut yang secara umum berhubungan dengan peluang komersialnya. Terdapat tiga kelas yaitu Reserves (Cadangan), Contingent Resources (Sumber Daya Kontingen), dan Prospective Resources (Sumber Daya Prospektif). Pengertian resources yaitu estimasi seluruh jumlah/volume petroleum yang terkandung di dalam reservoar (initially-in-place), sedangkan 50



Praktikum Geologi Minyak dan Gas Bumi, 2018



reserves adalah jumlah/volume petroleum yang diantisipasi dapat diambil secara komersial dari akumulasi yang telah teridentifikasi. Contingent resources adalah estimasi jumlah/volume petroleum yang potensial untuk diambil namun tidak dianggap komersial, sebagai contoh: akumulasi yang pada saat itu tidak memiliki pasar, atau saat recovery komersial bergantung pada perkembangan teknologi baru, atau saat evaluasi akumulasi masih berada di tahap awal. Prospective Resources adalah estimasi jumlah/volume petroleum yang potensial diambil dari akumulasi namun belum diketahui kepastian keberadaan akumulasinya. Setiap estimasi jumlah resources pada suatu akumulasi pasti memiliki ketidakpastian teknikal dan komersial dan umumnya dinyatakan sebagai kisaran. Kisaran ketidakpastian (uncertainty) merepresentasikan kisaran dari potensial volume yang dapat diambil pada suatu akumulasi atau hasil potensial pada suatu proyek, yaitu estimasi rendah (low estimate), terbaik (best estimate), dan tinggi (high estimate). Istilah ‘best estimate’ digunakan sebagai estimasi yang paling mendekati jumlah aktual yang dapat diambil dari akumulasi di antara waktu perhitungan dan saat sumur ditinggalkan. Reserves memiliki tiga estimasi yang dinamakan sebagai Cadangan 1P (jumlah volume Proved, jumlah estimasi volume terendah), 2P (jumlah volume Proved ditambah Probable, jumlah estimasi volume terbaik), dan 3P (jumlah volume Proved ditambah Probable ditambah Possible, jumlah estimasi volume tertinggi). Kategori yang sama untuk Contingent Resources adalah 1C, 2C, dan 3C, sedangkan istilah estimasi rendah, estimasi terbaik, dan estimasi tinggi digunakan untuk Prospective Resources. Sistem ini juga mengakomodasi kemampuan untuk mengkategorikan dan melaporkan jumlah Reserves secara bertahap sebagai Proved, Probable, dan Possible daripada menggunakan 1P, 2P, dan 3P. 6.2 Perhitungan Volume Bulk (Vb) atau Gross Rock Volume (GRV) Perhitungan cadangan hidrokarbon merupakan langkah akhir dalam seluruh rangkaian pemetaan bawah permukaan, dari hasil perhitungan cadangan ini akan dipertimbangkan apakah reservoar tersebut layak untuk dikembangkan atau tidak. Nilai yang akan diidentifikasi dalam perhitungan cadangan, yakni Original Oil in Place (OOIP) atau Original Gas in Place (OGIP) yakni jumlah minyak dan/atau gas yang terdapat dalam reservoar, serta nilai Recoverable Reserve (RR) yaitu jumlah minyak dan ataupun gas yang dapat diambil dari suatu tubuh batuan reservoar di bawah permukaan. Sebelum melakukan perhitungan cadangan, terdapat parameter yang harus diketahui, yakni Volume Bulk (Vb) dari reservoar atau yang disebut juga sebagai Gross Rock Volume (GRV), merupakan fungsi dari luas dan ketebalan reservoar. Ukuran dan bentuk reservoar digambarkan dengan saksama dari data seismik dan dapat juga diperoleh secara mandiri dari data log yang dikumpulkan dalam satu atau banyak sumur. Korelasi log dari banyak sumur di lapangan dan data dipmeter akan sangat membantu 51



Praktikum Geologi Minyak dan Gas Bumi, 2018



dalam menentukan ukuran, bentuk, dan batasan dari perangkap bawah permukaan. Terdapat beberapa metode atau pendekatan untuk menghitung nilai GRV diantaranya yaitu: 1. Perhitungan volume berbasis peta:  Volumetrik sederhana, trapezoidal, dan frustum piramidal  Kurva area-depth (luas-kedalaman)  Volumetrik isochore 2. Perhitungan volume berbasis geocellular 3. Perhitungan volume berbasi produksi 6.2.1



Metode Volumetrik Sederhana, Trapezoidal, dan Frustum Piramidal Metode perhitungan volumetrik ini membutuhkan peta top dan bottom kedalaman



reservoar, peta ketebalan reservoar dan OWC. Perhitungan volumetrik sederhana tidak memperhitungkan bentuk reservoar di setiap kolom ketebalan h, sehingga rumus yang dipakai adalah: VB = An * h, dimana: h



= Tebal reservoar dari dua interval kontur yang berdekatan.



An



= Luas daerah yang dikelilingi kontur ke-n, terhitung dari kontur ke-nol (kontur yang



mempunyai ketebalan formasi nol). Volume bulk total reservoar tersebut adalah penjumlahan semua hasil perhitungan Vb di setiap kolom h dari batas OWC hingga puncak reservoar (Gambar 6.2). Apabila ketinggian hidrokarbon melebihi ketebalan reservoar, maka harus dikurangi volume bidang di bawah batas bottom reservoar (Gambar 6.3).



Gambar 6.2. Metode volumetrik sederhana (ketinggian hidrokarbon < ketebalan reservoar).



52



Praktikum Geologi Minyak dan Gas Bumi, 2018



Gambar 6.3. Metode volumetrik sederhana (ketinggian hidrokarbon > ketebalan reservoar).



Sedangkan



perhitungan



volumetrik



trapezoidal



dan



frustum



piramid



memperhitungkan bentuk dari reservoar di setiap kolom ketebalan h, sehingga perhitungan dilakukan setelah mengetahui perbandingan luas area bagian bawah (An) dengan area di atas nya (An+1) sesuai dengan interval h (ketebalan) yang dipakai. Jika rasio perbandingan dari An/An+1 > 0,5; maka memakai rumus volume bulk frustum piramid. Jika rasio perbandingan dari An/An+1 < 0,5; maka memakai rumus volume bulk trapezoidal. Frustum Piramid: VB = h/3 [An + An+1 + (An+ An+1)0,5] Trapezoidal: VB = h/2 [An + An+1] ,dimana: Vbi



= Elemen Vb antara dua garis kontur isochore yang berdekatan, masing-masing dengan luas An dan An+1.



h



= Tebal reservoar dari dua interval kontur yang berdekatan.



An



= Luas daerah yang dikelilingi kontur ke-n, terhitung dari kontur ke-nol (kontur yang mempunyai ketebalan formasi nol).



An+1



= Luas daerah yang dikelilingi oleh kontur ke-n+1.



Volume total dari seri frustum piramid adalah:



Dimana volume total dari seri trapezoid adalah:



Total volume adalah rata-rata dari estimasi kedua nilai volume tersebut:



53



Praktikum Geologi Minyak dan Gas Bumi, 2018



6.2.2



Metode Kurva Area-Depth



Metode kurva area-depth ini menggunakan sifat matematika integral, dimana integral dari volume adalah area dikali dengan kedalaman (A.dh). Nilai area yang melingkupi setiap kontur kedalaman di plot pada diagram (Gambar 6.4). Volume bulk / GRV didapatkan dengan menghitung luas area pada diagram plot tersebut (daerah abu-abu pada Gambar 6.5).



Gambar 6.4. Plot data pada kurva area-depth untuk menghitung GRV (dibatasi oleh HydrocabonWater Contact)



Apabila ketinggian kolom hidrokarbon > ketebalan reservoar maka luas area keseluruhan dikurangi dengan luas area bagian bawah (Gambar 6.5). Apabila reseroar berisi gas dan minyak, maka kedua volume hidrokarbon tersebut dapat dihitung dengan cara pengurangan hingga di dapatkan luas area yg diinginkan. (Gambar 6.6).



Gambar 6.5. Volume GRV berasal dari pengurangan seluruh luas area Vol 1 + Vol 2 (daerah warna hijau dan kuning) dengan area di bawah batas formasi yaitu Vol 2 (daerah warna kuning).



54



Praktikum Geologi Minyak dan Gas Bumi, 2018



Gambar 6.6. Volume GRV gas adalah luas area Vol 3 (daerah warna merah), sedangkan volume GRV minyak adalah luas area Vol 1 (daerah warna hijau).



6.3 Perhitungan Cadangan Hidrokarbon Setelah mendapatkan nilai GRV atau volume bulk maka perhitungan OOIP atau OGIP dapat dilakukan. Peta ketebalan batupasir bersih (netsand isochore map) dan peta struktur kedalaman yang diintegrasi dengan batas kontak fluida (OWC, GWC dan GOC) untuk mendapatkan peta kolom minyak dan gas (net oil dan net gas pay), dimana peta ini digunakan secara langsung untuk menghitung luas dan volume reservoar yang terisi oleh hidrokarbon.



Gambar 6.7. Alur perhitungan untuk mendapatkan Net Rock Volume (NRV) dan Net Pore Volume dan Hydrocarbon Pore Volume (HCPV) pada suatu reservoar



55



Praktikum Geologi Minyak dan Gas Bumi, 2018



Gambar 6.8. Besaran nilai cadangan petroleum-in-place di dalam reservoar yang sederhana di bawah permukaan



Rumus untuk mendapatkan nilai OOIP (pada tekanan dan temperatur permukaan) dalam terminologi volume stock tank barrels adalah sebagai berikut: OOIP = C x Φ x (1- Sw) x h x A x FVF ,dimana: C = konstanta yang memperhitungkan sistem satuan yang digunakan untuk h dan A. Tabel 6.1 memperlihatkan daftar nilai C untuk satuan Inggris dan metrik pada reservoar minyak dan gas. Φ = besar porositas reservoar. Sw = saturasi air. h = ketebalan pay bersih. A = luas area reservoir yang mengandung hidrokarbon. FVF (Faktor Volume Formasi/Formation Volume Factors): fungsi dari properti hidrokarbon. Volume minyak yang dapat didapatkan pada saat di permukaan memiliki jumlah yang lebih sedikit dari volume minyak di dalam formasi akibat dari gas yang larut dalam minyak pada kondisi di dalam reservoar. Penyusutan ini dihitung sebagai faktor volume formasi minyak, Bo. Sedangkan faktor volume formasi gas, Bg bergantung pada tekanan dan temperature formasi dan faktor supercompressibility (Z) untuk kasus gas tertentu. Pada umumnya, Bg memiliki nilai pecahan kecil yaitu jumlah gas yang dapat didapatkan di permukaan akan menjadi berpuluhpuluh atau beratus-ratus kali lipat daripada gas yang hadir pada kondisi di dalam formasi.



56



Praktikum Geologi Minyak dan Gas Bumi, 2018



Tabel 6.1. Satuan pengali konstanta C untuk Cadangan



Gunakan C =



Apabila Satuan A



Satuan h



7.7579 x 10-3 43.56 x 10-6 10 x 10-3 10 x 10-3



acres acres hektar (ha) hektar (ha)



feet feet meter (m) meter (m)



MMSTB BCF MM m3



= 106 = 109 = 106



Jenis Hidrokarbon minyak gas minyak gas



Satuan Cadangan MMSTB BCF MM m3 MM m3



stock tank barrels standard cubic feet meter kubik



6.4 Latihan Estimasi Cadangan Hidrokarbon 1. Plot data pada kurva area-depth dan tabel perhitungannya. Hitung GRV dari Reservoar Z dengan metode kurva area-depth, batas OWC ada pada kedalaman 1435 meter. 2. Buat peta struktur kedalaman top dan bottom formasi X dengan interval kontur 10 m dan peta isochore dengan interval kontur 5 m. Hitung OOIP hidrokarbon pada Formasi X dengan satuan stock tank barrel. OWC berada di kedalaman 425 meter. Rasio NTG (Net to Gross) reservoar konstan di nilai 0,8. Nilai porositas reservoar konstan pada 25%, nilai saturasi air (Sw) pada reservoar adalah 0,2, dan nilai FVF untuk minyak (Bo) adalah 1,24 bbl/STB.



57



Peta Struktur Kedalaman Reservoar Z



U



1404 1410 1420 1430 440



1



1 km



Peta Struktur Kedalaman Top Formasi X



U Well-7 440 Well-3 430 Well-1



Well-6



Well-2 400



430



410



Well-4B Well-4



425 Well-5



435



Dry Well



440



Discovery Well



1 km



Peta Struktur Kedalaman Bottom Formasi X



U Well-7 440 Well-3 430 Well-1



Well-6



Well-2 410



435



428



Well-4B Well-4



430 Well-5



440



Dry Well



440



Discovery Well



1 km



Peta Isochore Formasi X



U 0 0



10



5



18



5 5 0



Dry Well



Discovery Well



1 km