aplikasi well logging dalam evaluasi formasi
Post on 07-Jul-2018
261 Views
Preview:
TRANSCRIPT
-
8/18/2019 Aplikasi Well Logging Dalam Evaluasi Formasi
1/25
Aplikasi Well Logging dalam Evaluasi Formasi
BAB 1PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
Saat ini teknologi di dalam eksplorasi dan eksploitasi minyak dan gas bumi telah berkembang
dengan pesat. Hal tersebut sangat diperlukan mengingat harga minyak dan gas bumi yang semakin
meningkat sehingga perlu dilakukan eksplorasi terhadap sumur minyak baru maupun peningkatan
produksi terhadap sumur minyak yang telah ada sebelumnya.
Sebelum dilakukan pengeboran kita harus melakukan evaluasi formasi untuk mengetahui
karakteristik formasi batuan yang akan di bor. Berbagai macam metode digunakan untuk mengetahui
karakteristik formasi baik melalui analisis batu inti, analisis cutting , maupun analisis data well logging .
Analisis well logging saat ini banyak digunakan karena biayanya yang relatif lebih murah dan kualitasdatanya yang akurat. Untuk itu perlu dilakukan pembahasan mengenai “Aplikasi Well Logging di
dalam Evaluasi Formasi”.
1.2 Maksud dan Tujuan
1.2.1 Maksud
Maksud dari penulisan referat ini adalah untuk mengetahui aplikasi well logging di dalam evaluasi
formasi.
1.2.2 Tujuan
Tujuan penulisan referat ini adalah sebagai berikut:
1. Untuk mengetahui apa yang dimaksud dengan evaluasi formasi
2. Untuk mengetahui apa itu well logging
3. Untuk mengetahui jenis-jenis log dan karakteristiknya
4. Untuk mengetahui kegunaan data well logging tersebut dalam mengidentifikasi reservoar,memperkirakan litologi, memperkirakan kandungan fluida, menghitung porositas, menghitung
permeabelitas, dan menghitung saturasi.
1.3 Rumusan Masalah
Dalam referat ini yang akan dibahas adalah:
1. Apa yang dimaksud dengan well logging
2. Apa yang dimaksud dengan evaluasi formasi3. Jenis-jenis log dan karakteristiknya
4. Aplikasi data well logging tersebut dalam mengidentifikasi reservoar, memperkirakan litologi,
memperkirakan kandungan fluida, menghitung porositas, menghitung permeabelitas, dan
-
8/18/2019 Aplikasi Well Logging Dalam Evaluasi Formasi
2/25
menghitung saturasi
BAB IIEVALUASI FORMASI
2.1 Ruang Lingkup Evaluasi Formasi
Evaluasi formasi batuan adalah suatu proses analisis ciri dan sifat batuan di bawah tanah dengan
menggunakan hasil pengukuran lubang sumur (Harsono, 1997). Evaluasi formasi membutuhkan
berbagai macam pengukuran dan analisis yang saling melengkapi satu sama lain. Tujuan utama dari
evaluasi formasi adalah untuk mengidentifikasi reservoar, memperkirakan cadangan hidrokarbon,
dan memperkirakan perolehan hidrokarbon (Harsono, 1997).
2.2 Metode –Metode Evaluasi Formasi
Evaluasi formasi umumnya dilakukan secara berurutan dan sistematis. Daerah yang dianggap
berpotensi mengandung hidrokarbon awalnya ditentukan melalui survei seismik, gravitasi, dan
magnetik (Bateman, 1985). Setelah daerah tersebut dibor selanjutnya dilakukan mud logging danmeasurements while drilling (MWD) ; setelah itu bisa dilakukan pengambilan batu inti (Bateman,
1985). Saat mata bor tersebut telah mencapai kedalaman tertentu maka logging dapat dilakukan.
Penjelasan mengenai metode – metode yang digunakan dalam evaluasi formasi adalah sebagai
berikut :
2.2.1 Mud Logging
Mud logging merupakan proses mensirkulasikan dan memantau perpindahan mud dan cutting pada
sumur selama pemboran (Bateman, 1985). Menurut Darling (2005) terdapat dua tugas utama dari
seorang mud logger yaitu :
1. Memantau parameter pengeboran dan memantau sirkulasi gas/cairan/padatan dari sumur agar
pengeboran dapat berjalan dengan aman dan lancar.
2. 2. Menyediakan informasi sebagai bahan evaluasi bagi petroleum engineering department.
Mud-logging unit akan menghasilkan mud log yang akan dikirim ke kantor pusat perusahaan minyak.
Menurut Darling (2005), mud log tersebut meliputi:
Pembacaan gas yang diperoleh dari detektor gas atau kromatograf
Pengecekan terhadap ketidakhadiran gas beracun (H S, SO )
Laporan analisis cutting yang telah dideskripsi secara lengkap
Rate of Penetration (ROP)
Indikasi keberadaan hidrokarbon yang terdapat di dalam sampel
Mud log merupakan alat yang berharga untuk petrofisis dan geolog di dalam mengambil keputusan
dan melakukan evaluasi. Darling (2005) menyatakan bahwa mud log digunakan untuk hal – hal
berikut ini:
Identifikasi tipe formasi dan litologi yang dibor
2 2
-
8/18/2019 Aplikasi Well Logging Dalam Evaluasi Formasi
3/25
Identifikasi zona yang porous dan permeabel
Picking of coring, casing , atau batas kedalaman pengeboran akhir
Memastikan keberadaan hidrokarbon sampai pada tahap membedakan jenis hidrokarbon
tersebut apakah minyak atau gas
Deskripsi Cutting
Pekerjaan lain dari seorang mud logger adalah melakukan deskripsi cutting . Cutting merupakan
material hasil hancuran batuan oleh mata bor yang dibawa oleh lumpur pemboran ke permukaan
(Bateman,1985). Sebagian sampel dimasukkan ke dalam plastik polyethene sebagai sampel basah
sementara sebagian sampel lain yang telah dicuci dan dikeringkan dikenal sebagai sampel kering.
Sampel yang telah dibersihkan diamati di bawah mikroskop yang ada di mud-logging unit . Hasil
deskripsi kemudian diserahkan ke kantor pusat pengolahan data.
Agar informasi tersebut berguna maka ada standar deskripsi baku yang harus dilakukan. Darling
(2005) menyatakan bahwa deskripsi tersebut harus meliputi:
Sifat butir
Tekstur
Tipe
Warna
Roundness dan sphericity
Sortasi
Kekerasan
Ukuran
Kehadiran mineral jejak (misalnya pirit, kalsit, dolomit, siderit)
Tipe partikel karbonat
Partikel skeletal (fosil, foraminifera)
Partikel non-skeletal (lithoclast, agregat, rounded particles)
Porositas dan permeabelitas
Tipe porositas (intergranular, fracture, vuggy )
Permeabelitas (permeabelitas rendah, menengah, atau tinggi)
Deteksi Hidrokarbon
Dapat dilakukan melalui natural fluorescence, solvent cut, acetone test, visible staining , dan analisis
odor
2.2.2 Coring
Coring merupakan metode yang digunakan untuk mengambil batu inti (core) dari dalam lubang bor
(Bateman,1985). Coring penting untuk mengkalibrasi model petrofisik dan mendapat informasi yang
tidak diperoleh melalui log.
Setelah pengeboran, core (biasanya 0,5 m setiap 10 menit) dibungkus dan dijaga agar tetap awet.
-
8/18/2019 Aplikasi Well Logging Dalam Evaluasi Formasi
4/25
Core tersebut mewakili kondisi batuan tempatnya semula berada dan relatif tidak mengalami
gangguan sehingga banyak informasi yang bisa didapat. Informasi penting yang bisa didapat oleh
seorang petrofisis dari data core tersebut menurut Darling (2005) antara lain:
Homogenitas reservoar
Tipe sementasi dan distribusi dari porositas dan permeabilitas
Kehadiran hidrokarbon dari bau dan pengujian dengan sinar ultravioletTipe mineral
Kehadiran fracture dan orientasinya
Kenampakan dip
Keterbatasan Analisis Core
Data core tidak selalu akurat, menurut Darling (2005) ada sejumlah alasan yang menyebabkan hal
tersebut yaitu:
ü Suatu core diambil pada water leg , dimana proses diagenesis mungkin saja terjadi, hal ini
menyebabkan core tidak selalu dapat mewakili oil atau gas leg di reservoar.
ü Coring dan proses pemulihannya menyebabkan tejadinya perubahan tekanan dan suhu batuan
sehingga bisa menyebabkan terjadinya perubahan struktur pada batuan tersebut
ü Proses penyumbatan, pembersihan, dan pengeringan dapat mengubah wettability dari sumbat
sehingga membuatnya tidak bisa merepresentasikan kondisi di bawah lubang bor.
ü Pengukuran resistivitas sumbat pada suhu lingkungan dengan menggunakan udara sebagai fluida
yang tidak basah (nonwetting fluid) bisa tidak merepresentasikan kondisi reservoar.
2.2.3 Well Logging
Well logging merupakan perekaman karakteristik dari suatu formasi batuan yang diperoleh melalui
pengukuran pada sumur bor (Ellis & Singer,2008). Data yang dihasilkan disebut sebagai well log .
Berdasarkan proses kerjanya, logging dibagi menjadi dua jenis yaitu wireline logging dan logging
while drilling bor (Ellis & Singer,2008). Wireline logging dilakukan ketika pemboran telah berhenti dan
kabel digunakan sebagai alat untuk mentransmisikan data. Pada logging while drilling , logging dapat
dilakukan bersamaan dengan pemboran. Logging jenis ini tidak menggunakan kabel untuk
mentransmisikan data. Saat ini logging while drilling lebih banyak digunakan karena lebih praktis
sehingga waktu yang diperlukan lebih efisien walaupun masih memiliki kekurangan berupa transmisi
data yang tidak secepat wireline logging.
2.3 Tujuan dari Evaluasi Formasi
Tujuan dari evaluasi formasi menurut Ellis & Singer (2008) adalah sebagai berikut:
1. Menentukan ada tidaknya hidrokarbon
-
8/18/2019 Aplikasi Well Logging Dalam Evaluasi Formasi
5/25
Hal yang pertama kali dilakukan adalah menentukan apakah di formasi batuan tersebut terdapat
hidrokarbon, setelah itu ditentukan jenisnya, minyak atau gas
1. Menentukan dimana tepatnya hidrokarbon tersebut berada
Evaluasi formasi diharapkan mampu menjelaskan pada kedalaman berapa hidrokarbon tersebut
berada dan pada lapisan batuan apa saja
1. Menentukan berapa banyak kandungan hidrokarbon tersebut di dalam formasi
Berapa banyak hidrokarbon yang terdapat di dalam formasi harus bisa diketahui. Aspek paling
penting untuk mengetahui kandungan hidrokarbon adalah dengan menentukan porositas batuan
karena hidrokarbon terdapat di dalam pori – pori batuan.
1. Menentukan apakah hidrokarbon tersebut potensial untuk diproduksi atau tidak
Untuk menentukan potensial atau tidaknya hidrokarbon yang berada di dalam formasi batuan
membutuhkan banyak parameter yang harus diketahui. Parameter yang paling penting adalah
permeabilitas batuan, faktor kunci lainnya adalah oil viscosity .
Evaluasi formasi dilakukan dengan mengkorelasikan data – data yang berasal dari sumur bor.
Evaluasi formasi menyediakan nilai porositas dan saturasi hidrokarbon sebagai fungsi kedalaman
dengan menggunakan informasi geologi lokal dan sifat fluida yang terakumulasi di dalam reservoar
bor (Ellis & Singer,2008). Variasi formasi batuan bawah permukaan yang sangat luas menyebabkan
berbagai peralatan logging harus digunakan untuk memperoleh hasil yang ideal bor (Ellis &Singer,2008).
BAB IIIPENGERTIAN WELL LOGGING
3.1 Pengertian Log dan Well Logging
Log adalah suatu grafik kedalaman (bisa juga waktu), dari satu set data yang menunjukkan
parameter yang diukur secara berkesinambungan di dalam sebuah sumur (Harsono, 1997).
Kegiatan untuk mendapatkan data log disebut ‘logging ’ Logging memberikan data yang diperlukan
untuk mengevaluasi secara kuantitatif banyaknya hidrokarbon di lapisan pada situasi dan kondisi
sesungguhnya. Kurva log memberikan informasi yang dibutuhkan untuk mengetahui sifat – sifat
batuan dan cairan.
Well logging dalam bahasa Prancis disebut carrotage electrique yang berarti “electrical coring”, hal
itu merupakan definisi awal dari well logging ketika pertama kali ditemukan pada tahun 1927. Saat ini
well logging diartikan sebagai “perekaman karakteristik dari suatu formasi batuan yang diperoleh
melalui pengukuran pada sumur bor” (Ellis & Singer,2008). Well logging mempunyai makna yang
berbeda untuk setiap orang bor (Ellis & Singer,2008). Bagi seorang geolog, well logging merupakan
teknik pemetaan untuk kepentingan eksplorasi bawah permukaan. Bagi seorang petrofisisis, well
logging digunakan untuk mengevaluasi potensi produksi hidrokarbon dari suatu reservoar. Bagi
seorang geofisisis, well logging digunakan untuk melengkapi data yang diperoleh melalui seismik.
-
8/18/2019 Aplikasi Well Logging Dalam Evaluasi Formasi
6/25
Seorang reservoir enginer menggunakan well log sebagai data pelengkap untuk membuat simulator.
Kegunaan utama dari well logging adalah untuk mengkorelasikan pola – pola electrical conductivity
yang sama dari satu sumur ke sumur lain kadang – kadang untuk area yang sangat luas bor (Ellis &
Singer,2008). Saat ini teknologi well logging terus berkembang sehingga dapat digunakan untuk
menghitung potensi hidrokarbon yang terdapat di dalam suatu formasi batuan.
Log adalah suatu grafik kedalaman (bisa juga waktu), dari satu set data yang menunjukkanparameter yang diukur secara berkesinambungan di dalam sebuah sumur (Harsono, 1997). Log
elektrik pertama kali digunakan pada 5 September 1927 oleh H. Doll dan Schlumberger bersaudara
pada lapangan minyak kecil di Pechelbronn, Alsace, sebuah propinsi di timur laut Prancis (Ellis &
Singer,2008). Log terus mengalami perkembangan dari waktu ke waktu. Pada tahun 1929 log
resistivitas mulai digunakan, disusul dengan kehadiran log SP tiga tahun kemudian, selanjutnya log
neutron digunakan pada tahun 1941 disusul oleh kehadiran mikrolog,laterolog, dan log sonic pada
tahun 1950-an (Schlumberger,1989).
3.2 Macam – macam metode yang digunakan untuk memperoleh data log
Ellis & Singer (2008) membagi metode yang digunakan untuk memperoleh data log menjadi dua
macam, yaitu:
3.2.1 Wireline Logging
Pada wireline logging , hasil pengukuran akan dikirim ke permukaan melalui kabel (wire). Instrumen –
instrumen yang terdapat pada alat ini (lihat gambar 3.1) adalah:
1. Mobile laboratory
2. Borehole
3. Wireline
4. Sonde (lihat gambar 3.2)
Gambar 3.1 Alat-alat yang digunakan dalam wireline logging
(Ellis & Singer,2008 dengan modifikasi).
Untuk menjalankan wireline logging , lubang bor harus dibersihkan dan distabilkan terlebih dahulu
sebelum peralatan logging dipasang (Bateman,1985). Hal yang pertama kali dilakukan adalah
mengulurkan kabel ke dalam lubang bor hingga kedalaman maksimum lubang bor tersebut
(Bateman,1985). Sebagian besar log bekerja ketika kabel tersebut ditarik dari bawah ke atas lubang
bor. Kabel tersebut berfungsi sebagai transmiter data sekaligus sebagai penjaga agar alat logging
berada pada posisi yang diinginkan (Bateman,1985). Bagian luar kabel tersusun atas galvanized
steel sedangkan bagian dalamnya diisi oleh konduktor listrik (Ellis & Singer,2008). Kabel tersebut
digulung dengan menggunakan motorized drum yang digerakkan secara manual selama logging berlangsung (Ellis & Singer,2008). Drum tersebut menggulung kabel dengan kecepatan antara 300
m/jam (1000 ft/jam) hingga 1800 m/jam (6000 ft/jam) tergantung pada jenis alat yang digunakan
(Ellis & Singer,2008). Kabel logging mempunyai penanda kedalaman (misalnya tiap 25 m) yang dicek
-
8/18/2019 Aplikasi Well Logging Dalam Evaluasi Formasi
7/25
secara mekanik namun koreksi kedalaman harus dilakukan akibat tegangan kabel dan pengaruh
listrik (Bateman,1985).
Biaya sewa rig yang mahal dan logging pada sumur bor yang harus dilakukan dengan seketika
membuat alat logging modern saat ini dirancang agar bisa menjalankan beberapa fungsi sekaligus.
Rangkaian triple-combo yang dimiliki oleh Schlumberger misalnya dapat mengukur resistivitas,
densitas, mikroresistivitas, neutron, dan gamma ray sekaligus (Harsono,1997). Apabila rangkaiantersebut ditambahi dengan alat Sonik maka rangkaian yang dihasilkan disebut rangkaian super-
combo (Harsono,1997). Kedua rangkaian tersebut mampu bekerja dengan kecepatan 1800 ft/jam
(Harsono,1997).
Data yang didapat melalui berbagai alat logging yang berbeda tersebut kemudian diolah oleh CSU
(Cyber service unit). CSU merupakan sistem logging komputer terpadu di lapangan yang dibuat
untuk kepentingan logging dengan menggunakan program komputer yang dinamakan cyberpack
(Harsono,1997). Sistem komputer CSU merekam, memproses dan menyimpan data logging dalam
bentuk digital dengan format LIS (Log Information Standard), DLIS (Digital Log-Interchange
Standard) atau ACSII (Harsono,1997). CSU juga berfungsi menampilkan data log dalam bentuk
grafik (Harsono,1997).
Sistem komputer terbaru yang digunakan oleh Schlumberger adalah MAXIS (Multiasking Acquisition
and Imaging System). Sistem ini mampu mentransmisikan data lebih cepat dari sistem CSU. Tidak
seperti sistem logging lainnya, sistem MAXIS mempunyai kemampuan menampilkan gambar atau
citra berwarna dari data-data yang diukur dengan alat-alat logging generasi baru (Harsono,1997).
Gambar atau citra data ini mempermudah karakterisasi reservoar dan interpretasi data di lapangan.
Gambar 3.2 Berbagai jenis alat logging.
Dari kiri ke kanan, dipmeter, alat sonik, alat densitas, dan dipmeter dengan banyak elektroda
( (Ellis & Singer,2008).
Darling (2005) menyebutkan sejumlah kelebihan wireline logging sebagai
berikut:
Mampu melakukan pengukuran terhadap kedalaman logging secara otomatis
Kecepatan transmisi datanya lebih cepat daripada LWD, mampu mencapai 3 Mb/detik.
Wireline logging juga mempunyai sejumlah kekurangan (Darling,2005) yaitu:
Sulit digunakan pada horizontal & high deviated well karena menggunakan kabel
Informasi yang didapat bukan merupakan real-time data
3.2.2 Logging While Drilling
Logging while drilling (LWD) merupakan suatu metode pengambilan data log dimana logging
-
8/18/2019 Aplikasi Well Logging Dalam Evaluasi Formasi
8/25
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 (lihat gambar 3.3). 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.
Menurut Darling (2005), alat LWD mempunyai sejumlah keunggulan dibandingkan dengan wireline
logging yaitu:
Data yang didapat berupa real-time information
Informasi tersebut dibutuhkan untuk membuat keputusan penting selama pemboran dilakukan
seperti menentukan arah dari mata bor atau mengatur casing .
Informasi yang didapat tersimpan lebih aman
Hal ini karena informasi tersebut disimpan di dalam sebuah memori khusus yang tetap dapat tetap
diakses walaupun terjadi gangguan pada sumur.
Dapat digunakan untuk melintas lintasan yang sulit
LWD tidak menggunakan kabel sehingga dapat digunakan untuk menempuh lintasan yang sulit
dijangkau oleh wireline logging seperti pada sumur horizontal atau sumur bercabang banyak (high
deviated well).
Menyediakan data awal apabila terjadi hole washing-out atau invasi
Data LWD dapat disimpan dengan menggunakan memori yang ada pada alat dan baru dilepas ketika
telah sampai ke permukaan atau ditransmisikan sebagai pulsa pada mud column secara real-time
pada saat pemboran berlangsung (Harsono,1997). Berkaitan dengan hal tersebut terdapat Darling
-
8/18/2019 Aplikasi Well Logging Dalam Evaluasi Formasi
9/25
(2005) menyebutkan sejumlah kelemahan dari LWD yang membuat penggunaannya menjadi
terbatas yaitu:
Mode pemboran: Data hanya bisa ditransmisikan apabila ada lumpur yang dipompa melewati
drillstring .
Daya tahan baterai: tergantung pada alat yang digunakan pada string, biasanya hanya dapat
bekerja antara 40-90 jamUkuran memori: Sebagian besar LWD mempunyai ukuran memori yang terbatas hingga beberapa
megabit. Apabila memorinya penuh maka data akan mulai direkam di atas data yang sudah ada
sebelumnya. Berdasarkan sejumlah parameter yang direkam, memori tersebut penuh antara 20-
120 jam
Kesalahan alat: Hal ini bisa menyebabkan data tidak dapat direkam atau data tidak dapat
ditransmisikan.
Kecepatan data: Data ditransmisikan tanpa kabel, hal ini membuat kecepatannya menjadi sangat
lambat yaitu berkisar antara 0,5-12 bit/s jauh dibawah wireline logging yang bisa mencapai 3
Mb/s.
Gambar 3.3 Alat LWD
BAB IV MACAM – MACAM LOG
4.1 Log Natural Gamma Ray
Sesuai dengan namanya, Log Gamma Ray merespon radiasi gamma alami pada suatu formasi
batuan (Ellis & Singer,2008). Pada formasi batuan sedimen, log ini biasanya mencerminkan
kandungan unsur radioaktif di dalam formasi. Hal ini dikarenakan elemen radioaktif cenderung untuk
terkonsentrasi di dalam lempung dan serpih. Formasi bersih biasanya mempunyai tingkat radioaktif
yang sangat rendah, kecuali apabila formasi tersebut terkena kontaminasi radioaktif misalnya dari
debu volkanik atau granit (Schlumberger,1989)
Log GR dapat digunakan pada sumur yang telah di-casing (Schlumberger,1989). Log GR juga sering
digunakan bersama-sama dengan log SP (lihat gambar 4.1) atau dapat juga digunakan sebagai
pengganti log SP pada sumur yang dibor dengan menggunakan salt mud , udara, atau oil-base mud
(Schlumberger,1989). Log ini dapat digunakan untuk korelasi sumur secara umum
Gambar 4.1 Perbandingan antara kurva Gamma Ray dengan kurva SP dan Caliper (Ellis &
Singer,2008)
Karakteristik Gamma Ray
Gamma ray dihasilkan oleh gelombang elektromagnetik berenergi tinggi yang dikeluarkan secara
spontan oleh elemen radioaktif (Schlumberger,1989). Hampir semua radiasi gamma yang ditemukan
di bumi berasal dari isotop potassium yang mempunyai berat atom 40 (K ) serta unsur radioaktif
uranium dan thorium (Schlumberger,1989).
Setiap unsur tersebut menghasilkan gamma rays dengan jumlah dan energi yang berbeda untuk
40
-
8/18/2019 Aplikasi Well Logging Dalam Evaluasi Formasi
10/25
masing – masing unsur. Potassium (K40) mengeluarkan gamma ray sebagai energi tunggal pada
1,46 MeV, sedangkan uranium dan thorium mengeluarkan berbagai variasi gamma ray (Ellis &
Singer,2008) (lihat gambar 4,2).
Gambar 4.2 Distribusi sinar gamma dari tiga unsur radioaktif yang berbeda
(Ellis & Singer,2008).
Untuk melewati suatu materi, gamma ray bertumbukan dengan atom dari zat penyusun formasi (Ellis
& Singer,2008). Gamma ray akan kehilangan energinya setiap kali mengalami tumbukan, Setelah
energinya hilang, gamma ray diabsorbsi oleh atom formasi melalui suatu proses yang disebut efek
fotoelektrik (Ellis & Singer,2008). Jadi gamma ray diabsorbsi secara gradual dan energinya
mengalami reduksi setiap kali melewati formasi. Laju absorbsi berbeda sesuai dengan densitas
formasi (Schlumberger,1989). Formasi dengan jumlah unsur radioktif yang sama per unit volum tapi
mempunyai densitas yang berbeda akan menunjukkan perbedaan tingkat radioaktivitas Formasi
yang densitasnya lebih rendah akan terlihat sedikit lebih radioaktif. Respon GR log setelah dilakukan
koreksi terhadap lubang bor dan sebagainya sebanding dengan berat konsentrasi unsur radioaktif
yang ada di dalam formasi (Schlumberger,1989).
Persamaan yang digunakan adalah sebagai berikut:
Dimana
= densitas mineral radioaktif
= bulk volume factors mineral
= proportionally factors corresponding mineral radioaktif
= bulk density formasi
Peralatan
GR sonde memiliki detektor untuk mengukur radiasi gamma yang terjadi pada formasi di dekat
sonde. Detektor scintillation umumnya digunakan untuk pengukuran ini (Schlumberger,1989).
Detektor ini lebih efisien dibandingkan dengan detektor Geiger-Mueller yang digunakan di masa lalu
(Schlumberger,1989). Panjang detektor ini hanya beberapa inchi sehingga detil formasi bisa
diperoleh dengan baik.
4.2 Spectral Gamma Ray Log
Sama seperti GR log, spectral gamma ray log mengukur radioaktivitas alami dari formasi. Namun
berbeda dengan GR log yang hanya mengukur radioakivitas total, log ini dapat membedakankonsentrasi unsur potassium, uranium, dan thorium di dalam formasi batuan (Schlumberger,1989).
Prinsip Pengukuran
-
8/18/2019 Aplikasi Well Logging Dalam Evaluasi Formasi
11/25
Log spektral menggunakan detektor sodium iodide scintillation (Schlumberger,1989). Sinar gamma
yang dikeluarkan oleh formasi jarang yang langsung ditangkap oleh detektor. Hal ini disebabkan
karena sinar tersebut menyebar dan kehilangan energinya melalui tiga jenis interaksi dengan
formasi; efek fotoelektrik, hamburan compton, dan produksi berpasangan (Ellis & Singer,2008).
Karena tiga jenis interaksi tersebut dan respon dari detektor sodium iodide scintillation, kurva yang
dihasilkan mengalami degradasi sehingga menjadi lebih lentur.
Gelombang energi yang dideteksi dibagi menjadi tiga jendela energi yaitu W1, W2, dan W3; dimana
tiap – tiap jendela merefleksikan karakter dari tiga jenis radioaktivitas yang berbeda. Dengan
mengetahui respon alat dan jumlah yang dihitung pada tiap jendela kita dapat mendeterminasi
banyaknya thorium 232, uranium 238, dan potassium 40 yang ada di dalam formasi
(Schlumberger,1989).
Tampilan Log
Log spektral merekam jumlah potassium, thorium, dan uranium yang ada di dalam formasi
(Schlumberger,1989). Unsur – unsur tersebut biasanya ditampilkan di dalam Track 2 dan 3 dari log .
Konsentrasi thorium dan uranium ditampilkan dalam bentuk berat per juta (bpj) sedangkan
konsentrasi potassium ditampilkan dalam bentuk persentase (Schlumberger,1989).
Jumlah total ketiga unsur radioaktif tersebut direkam di dalam kurva GR yang ditampilkan di Track 1
(Schlumberger,1989). Respon total tersebut dideterminasi berdasarkan kombinasi linear dari
konsentrasi potassium, uranium, dan thorium (Schlumberger,1989). Kurva GR standar ditampilkan
dalam bentuk API units. Jika diperlukan, nilai CGR juga bisa ditampilkan (lihat gambar 4.3). Nilai
tersebut merupakan jumlah sinar gamma yang berasal dari potassium dan thorium saja, tanpa
uranium (Schlumberger,1989).
Gambar 4.3 Tampilan log Spektral Gamma Ray
(Ellis & Singer,2008).
4.3 Log SP
Log SP adalah rekaman perbedaan potensial listrik antara elektroda di permukaan yang tetap
dengan elektroda yang terdapat di dalam lubang bor yang bergerak turun naik (Harsono,1997).
Potensial listrik tersebut disebut ‘potentiels spontanes’, atau ‘spontaneous potentials’ oleh Conrad
Schlumberger dan H.G. Doll yang menemukannya (Rider,1996). Supaya SP dapat berfungsi, lubang
harus diisi oleh lumpur konduktif.
Secara alamiah, karena perbedaan kandungan garam air, arus listrik hanya mengalir di sekeliling
perbatasan formasi di dalam lubang bor (Harsono,1997). Pada lapisan serpih, tidak ada aliran listrik
sehingga potensialnya konstan. Hal ini menyebabkan kurva SP-nya menjadi rata dan menghasilkangaris yang disebut sebagai garis dasar serpih (shale base line) (lihat gambar 4.4). Kurva SP akan
menunjukkan karakteristik yang berbeda untuk tiap jenis litologi (lihat gambar 4.5)
-
8/18/2019 Aplikasi Well Logging Dalam Evaluasi Formasi
12/25
Gambar 4.4 Pergerakan kurva SP di dalam lubang bor
(Dewan dalam Ellis & Singer,2008 dengan modifikasi)
Saat mendekati lapisan permeabel, kurva SP akan mengalami defleksi ke kiri (negatif) atau ke kanan
(positif). Defleksi ini dipengaruhi oleh salinitas relatif dari air formasi dan lumpur penyaring
(Harsono,1997). Jika salinitas air formasi lebih besar daripada salinitas lumpur penyaring maka
defleksi akan mengarah ke kiri sebaliknya apabila salinitas lumpur penyaring yang lebih besar
daripada salinitas air formasi maka defleksi akan mengarah ke kanan (Harsono,1997).
Penurunan kurva SP tidak pernah tajam saat melewati dua lapisan yang berbeda melainkan selalu
mempunyai sudut kemiringan (Harsono,1997). Jika lapisan permeabel itu cukup tebal maka kurva SP
menjadi konstan bergerak mendekati nilai maksimumnya sebaliknya bila memasuki lapisan serpih
lain maka kurva akan bergerak kembali ke nilai serpih secara teratur (Harsono,1997).
Kurva SP tidak dapat direkam di dalam lubang bor yang diisi dengan lumpur non-konduktif, hal inikarena lumpur tersebut tidak dapat menghantarkan arus listrik antara elektroda dan formasi
(Harsono,1997). Selanjutnya apabila resistivitas antara lumpur penyaring dan air formasi hampir
sama, defleksi akan sangat kecil dan kurva SP menjadi tidak begitu berguna (Harsono,1997).
Gambar 4.5 Kenampakan kurva SP terhadap berbagai variasi litologi
(Asquith dalam Ellis & Singer,2008)
4.4 Log Densitas
Log densitas merekam bulk density formasi batuan (Schlumberger,1989). Bulk density merupakan
densitas total dari batuan meliputi matriks padat dan fluida yang mengisi pori. Secara geologi, bulk
density merupakan fungsi dari densitas mineral yang membentuk batuan tersebut dan volume fluida
bebas yang menyertainya (Rider,1996). Sebagai contoh, batupasir tanpa porositas mempunyai bulk
density 2,65g/cm , densitasnya murni berasal dari kuarsa. Apabila porositasnya 10%, bulk density
batupasir tersebut tinggal 2,49g/cm , hasil rata – rata dari 90% butir kuarsa (densitasnya 2,65g/cm )
dan 10% air (densitasnya 1,0g/cm ) (Rider,1996).
Prinsip Kerja
Sebuah sumber radioaktif yang diarahkan ke dinding bor mengeluarkan sinar gamma berenergi
sedang ke dalam formasi (Schlumberger,1989). Sinar gamma tersebut bertumbukan dengan
elektron yang ada di dalam formasi. Pada tiap kali tumbukan, sinar gamma kehilangan sebagian
energinya yang diserap oleh elektron (Schlumberger,1989). Sinar gamma tersebut terus bergerak
dengan energinya yang tersisa. Jenis interaksi ini dikenal sebagai hamburan Compton
(Schlumberger,1989). Hamburan sinar gamma tersebut kemudian ditangkap oleh detektor yang
ditempatkan di dekat sumber sinar gamma. Jumlah sinar gamma yang kembali tersebut kemudian
digunakan sebagai indikator dari densitas formasi (Schlumberger,1989).
3
3 3
3
-
8/18/2019 Aplikasi Well Logging Dalam Evaluasi Formasi
13/25
Nilai hamburan Compton dipengaruhi oleh jumlah elektron yang di dalam formasi
(Schlumberger,1989). Sebagai akibatnya, respon density tool dibedakan berdasarkan densitas
elektronnya (jumlah elektron tiap centimeter kubik). Densitas elektron berhubungan dengan true bulk
density yang bergantung pada densitas matriks batuan, porositas formasi, dan densitas fluida yang
mengisi pori (Schlumberger,1989).
Perlengkapan
Untuk mengurangi pengaruh dari mud column, maka detektor dan skidmounted source harus
dipasangi perisai (Schlumberger,1989). Sebuah koreksi diperlukan ketika kontak antara skid dan
formasi tidak sempurna. Jika hanya ada satu detektor yang digunakan, koreksi tidak mudah untuk
dilakukan karena pengoreksian bergantung pada ketebalan, berat, dan komposisi mudcake atau
mud interposed di antara skid dan formasi (Schlumberger,1989).
Pada formation density logging (FDC), digunakan dua buah detektor dengan ruang dan kedalaman
yang berbeda (Schlumberger,1989). Dengan demikian maka koreksi dapat lebih mudah dilakukan.
4.5 Log Neutron
Log Neutron digunakan untuk mendeliniasi formasi yang porous dan mendeterminasi porositasnya
(Schlumberger,1989). Log ini mendeteksi keberadaan hidrogen di dalam formasi. Jadi pada formasi
bersih dimana pori – pori telah terisi oleh air atau minyak, log neutron merefleksikan porositas yang
terisi oleh fluida (Schlumberger,1989).
Zona gas juga dapat diidentifikasi dengan membandingkan hasil pengukuran log neutron dengan log
porositas lainnya atau analisis core (Schlumberger,1989). Kombinasi log neutron dengan satu atau
lebih log porositas lainnya dapat menghasilkan nilai porositas dan identifikasi litologi yang lebih
akurat dibandingkan dengan evaluasi kandungan serpih (Schlumberger,1989).
Prinsip Kerja
Neutron merupakan bagian dari atom yang tidak memiliki muatan namun massanya ekuivalen
dengan inti hidrogen (Schlumberger,1989). Neutron berinteraksi dengan material lain melalui dua
cara, yaitu melalui kolisi dan absorbsi: kolisi umumnya terjadi pada tingkat energi tinggi sedangkan
absorbsi terjadi pada tingkat energi yang lebih rendah (Schlumberger,1989).
Jumlah energi yang hilang setiap kali terjadi kolisi tergantung pada massa relatif inti yang
betumbukan dengan neutron tersebut (Schlumberger,1989). Kehilangan energi terbesar terjadi
apabila neutron bertumbukan dengan material lain yang memiliki massa sama dengannya, misalnya
inti hidrogen (Schlumberger,1989) . Tumbukan dengan inti yang berat tidak akan terlalu
memperlambat laju dari neutron. Jadi, penurunan terbesar jumlah neutron yang kembali ditentukan
oleh seberapa besar kandungan air di dalam formasi batuan tersebut (Schlumberger,1989).
Dalam waktu beberapa mikrodetik, neutron yang telah diperlambat melalui kolisi akan bergerak
menyebar secara acak tanpa kehilangan banyak energi (Schlumberger,1989). Neutron tersebut baru
-
8/18/2019 Aplikasi Well Logging Dalam Evaluasi Formasi
14/25
akan berhenti apabila ditangkap oleh inti dari atom seperti klorin, hidrogen, atau silikon
(Schlumberger,1989).
Saat konsentrasi hidrogen di dalam material yang mengelilingi sumber neutron besar, sebagian
besar neutron akan bergerak semakin lambat dan dapat ditangkap pada jarak yang dekat dengan
sumber (Schlumberger,1989). Sebaliknya, apabila konsentrasi hidrogennya sedikit, neutron akan
bergerak jauh dari sumbernya baru kemudian ditangkap oleh inti atom lain (lihat gambar 4.6).Berdasarkan hal tersebut maka kandungan hidrogen di dalam suatu formasi batuan dapat ditentukan
(Schlumberger,1989).
Gambar 4.6 Skema cara kerja log neutron
Peralatan
Peralatan logging neutron meliputi GNT (gamma neutron tool) tool series, dan SNP (sidewall neutron
porosity) tool (Harsono,1997). GNT merupakan detektor yang sensitif terhadap energi tinggi sinar gamma dan panas dari neutron. GNT dapat digunakan pada lubang bor dengan atau tanpa casing
(Harsono,1997). Meskipun perlengkapan ini respon utamanya adalah terhadap porositas, GNT juga
bisa mendeteksi pengaruh akibat salinitas fluida, suhu, tekanan, ukuran lubang bor, mudcake,
standoff , dan berat lumpur (Harsono,1997).
Pada peralatan SNP, detektornya hanya mampu mendeteksi neutron yang memiliki energi sekitar 0,4
eV (epitermal). Harsono (2007) menyebutkan sejumlah keunggulan SNP dibandingkan dengan NGT
yaitu:
Efek lubang bor lebih sedikit
Neutron yang diukur adalah neutron epithermal, hal ini mengurangi efek negatif dari penyerap
neutron thermal kuat (seperti boron dan klorin) pada air formasi dan matriks.
Koreksi yang diperlukan dilakukan secara otomatis oleh instrumen yang ada di permukaan
SNP menghasilkan pengukuran yang baik pada lubang kosong
Perlengkapan SNP dirancang hanya bisa dioperasikan pada open holes, baik yang terisi oleh cairan
maupun yang kosong. Diameter minimal lubang bor yang diperlukan adalah 5 inchi (Harsono,1997).
Tampilan Log
Gambar 4.6 Tampilan log densitas dan log neutron (Ellis & Singer,2008).
4.6 Log Resistivitas
Log resistivitas adalah rekaman tahanan jenis formasi ketika dilewati oleh kuat arus listrik, dinyatakan
dalam ohmmeter (Schlumberger,1989). Resistivitas ini mencerminkan batuan dan fluida yang
terkandung di dalam pori-porinya. Reservoar yang berisi hidrokarbon akan mempunyai tahanan jenis
lebih tinggi (lebih dari 10 ohmmeter), sedangkan apabila terisi oleh air formasi yang mempunyai
salinitas ringgi maka harga tahanan jenisnya hanya beberapa ohmmeter (Schlumberger,1989).
-
8/18/2019 Aplikasi Well Logging Dalam Evaluasi Formasi
15/25
Suatu formasi yang porositasnya sangat kecil (tight) juga akan menghasilkan tahanan jenis yang
sangat tinggi karena tidak mengandung fluida konduktif yang dapat menjadi konduktor alat listrik
(Schlumberger,1989). Menurut jenis alatnya, log ini dibagi menjadi dua yaitu laterolog, dipakai untuk
pemboran yang menggunakan lumpur pemboran yang konduktif dan induksi yang digunakan untuk
pemboran yang menggunakan lumpur pemboran yang fresh mud (Harsono,1997). Berdasarkan
jangkauan pengukuran alatnya, log ini dibagi menjadi tiga yaitu dangkal (1-6 inci), medium (1,5-3
feet) dan dalam (>3 feet).
1. Alat Laterolog
Alat DLT memfokuskan arus listrik secara lateral ke dalam formasi dalam bentuk lembaran tipis
(Harsono,1997). Ini dicapai dengan menggunakan arus pengawal (bucking current) yang berfungsi
untuk mengawal arus utama (measured current) masuk ke dalam formasi sedalam-dalamnya.
Dengan mengukur tegangan listrik yang diperlukan untuk menghasilkan arus listrik utama yang
besarnya tetap, resistivitasnya dapat dihitung dengan hukum Ohm (Schlumberger,1989).
Sebenarnya alat DLT terdiri dari dua bagian, bagian pertama mempunyai elektroda yang berjarak
sedemikian rupa untuk memaksa arus utama masuk sejauh mungkin ke dalam formasi dan
mengukur LLd, resistivitas laterolog dalam (Harsono,1997). Bagian lain mempunyai elektroda yang
berjarak sedemikian rupa membiarkan arus utama terbuka sedikit, dan mengukur LLs, resistivitas
laterolog dangkal (Harsono,1997). Hal ini tercapai karena arus yang dipancarkan adalah arus bolak-
balik dengan frekuensi yang berbeda. Arus LLd menggunakan frekuensi 28kHz sedangkan frekuensi
arus LLs adalah 35 kHz (Harsono,1997).
Bila alat DLT mendekati formasi dengan resistivitas sangat tinggi atau selubung baja, bentuk arus
DLT akan terpengaruh (Harsono,1997). Hal ini akan mengakibatkan pembacaan yang terlalu tinggi
pada LLd. Pengaruh ini dikenal dengan sebutan efek Groningen (Harsono,1997).
DLT generasi baru telah dilengkapi dengan suatu rangkaian elektronik yang mampu mendeteksi
dampak Groningen ini dengan menampilkan kurva LLg (Harsono,1997). Bila terdapat efek
Groningan biasanya pembacaan LLg tidak sama dengan LLd pada jarak anatara titik sensor dan
torpedo kabel logging (Harsono,1997).
1. Alat Induksi
Terdapat beberapa jenis alat Induksi yaitu: IRT (Induction Resistivity Tool), DIT-D (Dual Induction
Type-D), dan DIT-E (Dual Induction Type-E) (Harsono,1997). Alat-alat tersebut menghasilkan jenis
log yang berbeda pula. IRT menghasilkan ISF (Induction Spherically Focussed), DIT-D menghasilkan
DIL (Dual Induction Log) sedangkan DIT-E menghasilkan PI (Pahsor Induction) (Harsono,1997).
Prinsip ISF Log
Sonde terdiri dari dua set kumparan yang disusun dalam batangan fiberglass non-konduktif
(Harsono,1997). Suatu rangkaian osilator menghasilkan arus konstan pada kumparan pemancar.
-
8/18/2019 Aplikasi Well Logging Dalam Evaluasi Formasi
16/25
Berdasarkan hukum fisika kita tahu bahwa bila suatu kumparan dialiri arus listrik bolak-balik akan
menghasilkan medan magnet, sebaliknya medan magnet akan menimbulkan arus listrik pada
kumparan (Harsono,1997). Hal ini menyebabkan arus listrik yang mengalir dalam kumparan alat
induksi ini menghasilkan medan magnet di sekeliling sonde (Harsono,1997). Medan magnet ini akan
menhasilkan arus eddy di dalam formasi di sekitar alat sesuai dengan hukum Faraday.
Formasi konduktif di sekitar alat bereaksi seperti kumparan-kumparan kecil (Harsono,1997). Bisadibayangkan terdapat berjuta-juta kumparan kecil di dalam kimparan yang menghasilkan arus eddy
terinduksi (Harsono,1997). Arus eddy selanjutnya menghasilkan medan magnet sendiri yang
dideteksi oleh kumparan penerima. Kekuatan dari arus pada penerima sebanding dengan kekuatan
dari medan magnet yang dihasilkan dan sebanding dengan arus eddy dan juga konduktivitas dari
formasi (Harsono,1997).
Perbandingan antara pengukuran Laterolog dan Induksi
Hampir setiap alat pengukur resistivitas saat ini dilengkapi dengan alat pemfokus. Alat tersebut
berfungsi untuk mengurangi pengaruh akibat fluida lubang bor dan lapisan di sekitarnya
(Harsono,1997). Dua jenis alat pungukur resistivitas yang ada saat ini: induksi dan laterolog memiliki
karakteristik masing-masing yang membuatnya digunakan untuk situasi yang berbeda
(Harsono,1997).
Log induksi biasanya direkomendasikan untuk lubang bor yang yang menggunakan lumpur bor
konduktif sedang, non-konduktif (misalnya oil-base muds) dan pada lubang bor yang hanya berisi
udara (Harsono,1997). Sementara itu laterolog direkomendasikan pada lubang bor yang
menggunakan lumpur bor sangat konduktif (misalnya salt muds) (Harsono,1997).
Alat induksi, karena sangat sensitif terhadap konduktivitas baik digunakan pada formasi batuan
dengan resistivitas rendah sampai sedang (Harsono,1997). Sedangkan laterolog karena
menggunakan peralatan yang sensitif terhadap resistivitas sangat akurat digunakan pada formasi
dengan resistivitas sedang sampai tinggi (Harsono,1997).
.
BAB V
5.1 Mengidentifikasi Reservoar
Indikator yang paling dapat dipercaya terhadap keberadaan reservoar adalah dengan melihat
pergerakan dari log densitas dan log neutron, yaitu ketika log densitas bergerak ke kiri (densitas
rendah) dan bersinggungan atau bersilangan dengan kurva neutron (Darling, 2005). Pada reservoar
klastik, hampir tiap keberadaan reservoar dihubungkan dengan log gamma ray. Pada sejumlah kecil
reservoar, log GR tidak dapat digunakan sebagai indikator pasir karena kehadiran mineral radioaktif
di dalam pasir. Serpih dapat dengan jelas dikenali sebagai suatu zona ketika log densitas berada di
sebelah kanan dari log neutron, dicirikan dengan nilai unit porositas sebesar 6 atau lebih (Darling,
2005).
-
8/18/2019 Aplikasi Well Logging Dalam Evaluasi Formasi
17/25
Jadi crossover antara log densitas dan log neutron lebih baik digunakan untuk mengidentifikasi
reservoar. Zona gas akan menunjukkan nilai crossover yang lebih besar daripada zona air dan
minyak (Darling, 2005). Log densitas dan log neutron merupakan hasil pengukuran statistik (diukur
berdasarkan waktu kedatangan sinar gamma pada detektor yang bersifat acak) sehingga
tampilannya dapat tetap meliuk-liuk walaupun berada pada litologi yang homogen (Darling, 2005).
Oleh karena itu sangat berbahaya apabila kita membuat aturan ketat bahwa kurva densitas harus
berpotongan dengan kurva neutron untuk menyatakan bahwa lapisan tersebut adalah net sand.
Untuk sebagian besar reservoar, Darling (2005) menyarankan aturan – aturan berikut ini:
Menentukan pembacaan rata-rata GR pada clean sand (GR ) dan nilai serpih (GR ). Jangan
gunakan nilai pembacaan terbesar yang teramati tapi gunakan kenampakan secara umum yang
teramati.
Menentukan volume serpih, V sebagai (GR-GR )/(GR -GR ). Dengan membandingkan V
terhadap respon densitas dan neutron, tentukan nilai V yang akan digunakan sebagai cutoff .
Umumnya nilai cutoff adalah 50%.
Jika GR tidak dapat digunakan sebagai indikator pasir, lakukan langkah yang sama seperti pada
pengukuran net sand lalu gunakan nilai porosity cutoff .
5.2 Mengidentifikasi jenis fluida dan kontak antar fluida
Perhitungan porositas tergantung pada jenis fluida yang ada di dalam formasi sehingga penting bagi
kita untuk tahu mengenai prinsip keberadaan dan kontak fluida tersebut di dalam formasi (Darling,
2005). Jika tersedia informasi regional mengenai posisi gas/oil contact (GOC) atau oil/water contact
(OWC), hubungkan kedalaman OWC atau GWC tersebut terhadap kedalaman sumur yang kita amati
lalu tandai posisinya pada log (Darling, 2005).
Hal pertama yang dilakukan adalah membandingkan densitas dan pembacaan paling besar dari log
resistivitas untuk mengetahui kehadiran hirokarbon. Pada classic response, resistivitas dan densitas
akan terlihat seperti tremline (bergerak searah ke kiri atau ke kanan) untuk pasir yang mengandung
air dan membentuk kenampakan seperti cermin ( bergerak berlawanan arah, yang satu ke kiri dan
yang satu kanan) pada pasir yang mengandung hidrokarbon (Darling, 2005). Meskipun demikian
Menurut Darling (2005) tidak semua zona air dan hidrokarbon tidak menunjukkan kenampakan
seperti itu karena:
Ketika salinitas air formasi sangat tinggi, resistivitas clean sand juga akan turun
Pada shally sand zones yang mempunyai proporsi zat konduktif tinggi, resestivitasnya akan tetap
kecil walaupun berfungsi sebagai reservoar.
Jika pasir tersebut merupakan laminasi tipis yang terletak diantara serpih, maka resistivitasnya
akan tertutupi oleh resistivitas serpih sehingga nilainya akan tetap kecil
Jika sumur telah dibor dengan jauh melebihi kesetimbangan normal (very high overbalance) makainvasi dapat menutupi respon hidrokarbon
Bila air formasi sangat murni (Rw tinggi) resistivitasnya dapat terlihat seperti hidrokarbon padahal
merupakan water-bearing zones.
sa sh
sh sa sh sa sh
sh
-
8/18/2019 Aplikasi Well Logging Dalam Evaluasi Formasi
18/25
Sangat penting untuk melihat nilai absolut dari resistivitas dibandingkan sekedar melihat
kenampakan kurva densitas. Bila resistiviasnya lebih besar daripada resistivitas air maka apapun
bentuk kurvanya kita patut menduga bahwa di daerah itu berpotensi mengandung hidrokarbon
(Darling,2005).
Apabila kita masih ragu di daerah tersebut ada hidrokarbon atau tidak maka kita bisa mengujinya
dengan data mud log . Meskipun demikian data mud log tidak selalu bisa digunakan untukmengetahui keberadaan hidrokarbon, khususnya bila pasirnya tipis dan overbalance tinggi (Darling,
2005). Selain itu beberapa gas minor akan terlihat hanya sebagai water bearing (Darling, 2005).
Seperti yang telah dinyatakan di awal, zona gas akan mempunyai crossover kurva neutron dan
densitas yang lebih besar daripada zona minyak (Darling, 2005). Pada very clean porous sand , GOC
akan relatif lebih mudah untuk diidentifikasi. Meskipun demikian, GOC hanya teridentifikasi dengan
benar pada sekitar 50% kasus (Darling,2005). Secondary gas caps yang muncul pada depleted
reservoir biasanya tidak bisa diidentifikasi dengan menggunakan cara ini (Darling, 2005).. Formation
pressure plots lebih bisa diandalkan untuk mengidentifikasi GOC namun biasanya hanya berguna
pada virgin reservoirs (Darling, 2005) . Berbagai variasi crossplot diusulkan di masa lalu untuk
mengidentifikasi zona gas meliputi log GR, densitas, neutron, dan sonik namun semuanya tidak bisa
dijadikan sebagai acuan (Darling,2005). Pada depleted reservoir gas telah keluar melalui solution
dari zona minyak dan tidak bisa lagi mencapai kesetimbangan (Darling, 2005). Gas akan tetap dalam
bentuk football-sized pockets yang dikelilingi oleh minyak. Pada situasi seperti ini log dasar tidak
akan bisa memberikan jawaban yang tepat (Darling, 2005).
Cara yang paling tepat untuk mengidentifikasi zona gas adalah dengan menggunakan shear sonic log yang dikombinasikan dengan compressional sonic (Darling, 2005). Jika compressional velocity
(Vp) / shear velocity (Vs) diplotkan terhadap Vp, deviasi akan terlihat pada zona gas karena Vp lebih
dipengaruhi oleh gas dibandingkan Vs (Darling, 2005).
5.3 Menghitung Porositas
Menurut Schlumberger (1989), porositas dapat dihitung dari log densitas dengan menggunakan
persamaan:
ɸ =
dengan
rho = densitas matriks (g/cc)
rho = densitas fluida (g/cc)
Alat densitas bekerja dengan menginjeksikan sinar gamma ke dalam formasi batuan yang kemudian
menghasilkan efek Compton scattering (Schlumberger,1989). Sinar gamma tersebut kemudian
dideteksi oleh dua buah detektor. Terdapat perbedaan densitas elektron yang disebabkan oleh
perbedaan mineral sehingga sebaiknya dilakukan kalibrasi terhadap hasil pengukuran densitas.
m
f
-
8/18/2019 Aplikasi Well Logging Dalam Evaluasi Formasi
19/25
Koreksi tersebut sebenarnya sangat kecil (kurang dari 1%) sehingga tidak terlalu menjadi masalah
(Schlumberger,1989).
Pada batupasir, rhom memiliki kisaran nilai antara 2,65 sampai 2,67 g/cc. Bila data core regional
tersedia, nilai tersebut dapat diambil dari nilai rata-rata pengukuran pada conventional core plugs
(Schlumberger,1989). Densitas fluida (rhom) tergantung pada tipe lumpur pemboran, sifat fluida
yang ada di formasi, dan sebagian invasi yang terlihat pada log densitas (Schlumberger,1989).
Untuk menguji kelayakan nilai yang digunakan, Darling (2005) menyarankan tes berikut:
Bila informasi regional tersedia, zona porositas rata-rata dapat dibandingkan dengan offset sumur.
Pada banyak kasus, tidak ada lompatan nilai porositas yang teramati melewati kontak. Sebuah
pengecualian dimana ada nilai porositas yang melewati OWC merupakan efek diagenetik yang
bisa saja terjadi.
Pada batupasir umumnya porositasnya tidak lebih dari 36%.
Hal yang perlu diingat adalah bahwa porositas yang dihitung dengan menggunakan log densitas
merupakan nilai porositas total sehingga air yang terikat di dalam pori-pori lempung ( clay-bound
water) tetap termasuk di dalamnya (Darling, 2005). Untuk itu hasil pengukuran log densitas perlu
dibandingkan dengan hasil analisis batu inti yang relatif lebih bisa menghilangkan pengaruh clay-
bound water .
Dalam menghitung porositas, penting untuk memeriksa zona yang mengalami washout sehingga
nilai densitasnya menjadi sangat tinggi tak menentu dan mengakibatkan nilai porositas tinggi yang
tidak realistis (Darling, 2005). Pada sejumlah kasus zona tersebut dapat dikenali dari karakternya
yang soft dan mempunyai porositas tinggi. Meskipun demikian, pada sejumlah kasus perlu dilakukan
pengeditan data log densitas secara manual dengan menggunakan persamaan tertentu (Darling,
2005). Menurut Schlumberger (1989), estimasi yang paling baik pada water-bearing section adalah
dengan menggunakan resistivitas sebenarnya (Rt) dan persamaan Archie sebagai berikut:
R = R * ɸ *
atau
S = [(R /R )*ɸ ]
dengan:
Rw = resistivitas air formasi
M = eksponen dari sementasi atau porositas
Sw = saturasi air
N = eksponen saturasi
t w-m
w t w m (-1/n)
-
8/18/2019 Aplikasi Well Logging Dalam Evaluasi Formasi
20/25
Pada porositas efektif, pengukurannya agak berbeda. Pengertian porositas efektif agak berbeda
untuk tiap orang namun menurut Darling (2005), “porositas efektif adalah porositas total dikurangi
dengan clay-bound water .“ Persamaan untuk menghitung porositas efektif adalah sebagai berikut:
ɸ = ɸ * (1 – C*V )
Dengan C merupakan faktor yang tergantung pada porositas serpih dan CEC (caution exchange
capacity). Nilai C dapat diperoleh dengan menghitung porositas total dari serpih murni (Vsh=1) dan
mengatur agar ɸ menjadi nol (Darling, 2005). Meskipun demikian sejumlah ahli meragukan apakah
pengkoreksian dengan menggunakan asusmsi pada serpih non-reservoar bisa digunakan pada
serpih yang bercampur pasir di reservoar (Darling, 2005). Hal ini menyebabkan sejumlah ahli tidak
merekomendasikan penghitungan porositas efektif sebagai bagian dari quicklook evaluation (Darling,
2005).
Darling (2005) mengemukakan sejumlah alasan mengenai kelemahan penggunaan crossplot log
densitas dan neutron di dalam menghitung porositas sebagai berikut:
Log neutron dan densitas merupakan statistical devices dan sangat dipengaruhi oleh kecepatan
logging , kondisi detektor, kekuatan sumber, dan efek lubang bor. Kesalahan ketika dua buah alat
yang bersifat acak tersebut dikomparasikan jauh lebih besar daripada ketika digunakan sendiri-
sendiri.
Neutron dipengaruhi oleh kehadiran atom klorin di dalam formasi. Klorin terdapat di dalam air
formasi dan pada mineral lempung. Hal ini menyebabkan porositas yang dibaca oleh log neutron
hanya akurat pada daerah yang tidak mengandung kedua hal tersebut.
Neutron juga dipengaruhi oleh kehadiran gas tertentu
5.4 Menghitung Permeabilitas
Permeabilitas merupakan kemampuan lapisan untuk melewatkan suatu fluida (Darling, 2005). Agar
permeabel, suatu batuan harus mempunyai porositas yang saling berhubungan (vugs, capillaries,
fissures, atau fractures). Ukuran pori, bentuk dan kontinuitas mempengaruhi permeabilitas formasi
(Darling, 2005).
Satuan permeabilitas adalah darcy. Satu darcy adalah kemampuan lapisan untuk melewatkan satu
kubik centimeter per detik fluida dengan viskositas satu centipose melewati area seluas satu
sentimeter persegi dibawah tekanan sebesar satu atmosfer per sentimeter (Schlumberger,1989).
Satu darcy merupakan unit yang sangat besar sehingga pada prakteknya satuan milidarcy (md) lebih
sering digunakan (Schlumberger,1989).
Permeabelitas formasi batuan sangat bervariasi dari 0,1 md sampai lebih dari 10.000 md
(Schlumberger,1989). Penentuan batas minimal permeabelitas untuk kepentingan komersial
dipengaruhi oleh sejumlah faktor yaitu: produksi minyak atau gas, viskositas hidrokarbon, tekanan
formasi, saturasi air, harga minyak dan gas, kedalaman sumur, dan lain-lain (Schlumberger,1989).
Saat dua atau lebih fluida yang tidak bisa menyatu (misalnya air dan minyak) hadir dalam formasi
eff total sh
eff
-
8/18/2019 Aplikasi Well Logging Dalam Evaluasi Formasi
21/25
batuan, kedua fluida tersebut bergerak saling mengganggu (Schlumberger,1989). Permeabelitas
efektif aliran minyak (ko) atau aliran air (kw) kemudian menjadi berkurang (Schlumberger,1989).
Selain itu jumlah permeabelitas efektif selalu lebih rendah atau sama dengan jumlah permeabilitas
absolut (k). Permeabelitas efektif tidak hanya dipengaruhi oleh batuan itu sendiri tetapi juga
dipengaruhi oleh jumlah dan karakteristik fluida yang ada di dalam pori batuan (Schlumberger,1989).
Permeabilitas relatif merupakan rasio permeabelitas efektif terhadap permeabilitas absolut(Schlumberger,1989). Jadi permeabelitas relatif dari air (krw) sebanding dengan kw/k sedangkan
permeabelitas minyak (kro) setara dengan ko/k (Schlumberger,1989). Hal tersebut menjelaskan
mengapa permeabelitas relatif biasanya dinyatakan dalam persentase atau pecahan dan nilainya
tidak pernah melebihi 1 atau 100% (Schlumberger,1989).
Pada sejumlah kasus, terdapat hubungan antara nilai porositas dengan permeabelitas. Hal tersebut
mendorong sejumlah peneliti untuk merumuskan hubungan antara kedua faktor tersebut dalam
bentuk persamaan. Wyllie dan Rose menngeluarkan persamaan k = Cɸ* / (Swi) y yang dirumuskan
berdasarkan hubungan antara permeabelitas dan irreducible water saturation (Schlumberger,1989).
Ketergantungan permeabelitas terhadap porositas tidak dijelaskan melalui persamaan tersebut
(Schlumberger,1989).
Berdasarkan persamaan Wyllie dan Rose tersebut sejumlah peneliti mengeluarkan berbagai macam
persamaan yang bisa digunakan untuk menghitung permeabelitas berdasarkan porositas dan
irreducible water saturation yang didapat dari data well log sebagai berikut:
Tixier
k = 250 (ɸ /S )
Timur
k = 100 (ɸ /S )
Coastes-Dumanoir
k = (300/w ) (ɸ /S )
Coates
k = 70 ɸ (1-S ) / S
dengan
k = permeabelitas
ɸ = porositas
S = irreducible water saturation
1/2 3wi
1/2 2,25wi
1/2 4 3 wiw
1/2e
2wi wi
wi
-
8/18/2019 Aplikasi Well Logging Dalam Evaluasi Formasi
22/25
w = parameter tekstural yang berhubungan dengan eksponen sementasi dan saturasi, w
Jika irreducible water saturation telah dapat ditentukan maka permeabelitas efektif dan
permeabelitas relatif bisa dihitung. Hubungan tersebut diusulkan oleh Park Jones yang
mengeluarkan perhitungan yang masuk akal untuk shaly dan shaly sand (Schlumberger,1989)
K = [(S -S )/(1-S )]
dan
K = (S -S ) /(1-S )
Dimana K dan K merupakan permeabelitas relatif untuk air dan minyak; S merupakan irreducible
water saturation; dan S merupakan saturasi air sebenarnya. Saturasi air menunjukkan porositas
yang berasosiasi dengan pasir bersih, non-shaly rock matrix (Schlumberger,1989).
Permeabelitas efektif air dan minyak dapat dihitung dengan persamaan berikut:
k = k k
dan
k = k k
dimana k dan k merupakan permeabelitas efektif air dan minyak (md) dan k merupakan
permeabelitas absolut atau permeabelitas intrinsik batuan.
Jika perhitungan langsung tidak bisa dilakukan karena nilai S tidak diketahui maka nilai tersebut
dapat diperkirakan dengan menggunakan nilai S dari reservoar lain yang berdekatan
(Schlumberger,1989). Persamaan yang digunakan adalah sebagai berikut:
S = S (2 – – )
dimana ɸ1 dan S merupakan nilai porositas dan irreducible water saturation dari reservoar yang
telah diketahui sedangkan ɸ2 dan S merupakan nilai porositas dan irreducible water saturationdari reservoar yang belum diketahui (Schlumberger,1989).
Hubungan tersebut dibuat berdasarkan asumsi bahwa variasi porositas dan S merupakan akibat
dari perbedaan ukuran dan sortasi butir (Schlumberger,1989). Cara tersebut tidak valid digunakan
pada konglomerat atau batuan yang mempunyai sistem porositas sekunder (Schlumberger,1989).
5.5 Menghitung Saturasi
Saturasi air merupakan fraksi (atau persentase) volume pori dari batuan reservoar yang terisi olehair (Schlumberger,1989). Selama ini terdapat asumsi umum bahwa volume pori yang tidak terisi oleh
air berarti terisi oleh hidrokarbon (Schlumberger,1989). Mendeterminasi saturasi air dan hidrokarbon
merupakan salah satu tujuan dasar dari well logging.
rw w wi wi 3
ro w wi 2,1
wi 2
rw ro wi
w
w rw
o ro
w o
wi
wi
wi2 wi1
wi1
wi2
wi
-
8/18/2019 Aplikasi Well Logging Dalam Evaluasi Formasi
23/25
Formasi Bersih
Semua determinasi saturasi air dari log resistivitas pada formasi bersih dengan porositas
intergranular yang homogen didasarkan pada persamaan Archie atau turunannya
(Schlumberger,1989). Persamaan tersebut adalah sebagai berikut:
= F R /R
Dimana
R = resistivitas air formasi
R = resistivitas formasi sebenarnya
F = faktor resistivitas formasi
F biasanya didapat dari perhitungan porositas formasi dengan menggunakan persamaan
F = a /
Untuk Sxo, saturasi air pada zona terbilas, persamaan tersebut menjadi :
= F R /R
Dimana
R = resistivitas lumpur penyaring
R = resistivitas zona terbilas
Pada persamaan tersebut, nilai eksponen saturasi n yang biasa digunakan adalah 2
(Schlumberger,1989). Percobaan laboratorium menunjukkan bahwa angka tersebut merupakan nilai
terbaik untuk rata –rata kasus. Nilai a dan m yang digunakan lebih bervariasi: pada karbonat, F = 1/
merupakan yang sering digunakan; pada pasir yang sering digunakan adalah F = 0,62/
(persamaan Humble) atau F = 0,81/ (bentuk sederhana dari persamaan Humble).
Akurasi dari persamaan Archie bergantung pada kualitas parameter fundamental yang dimasukkan
meliputi: R , F, dan R (Schlumberger,1989). Pengukuran resistivitas dalam (induksi atau laterolog)
harus dikoreksi, meliputi lubang bor, ketebalan lapisan dan invasi (Schlumberger,1989). Log
porositas yang paling sesuai (neutron, densitas, atau yang lainnya) atau kombinasi dari pengukuran
porositas dan litologi harus digunakan untuk mendapatkan nilai porositas (Schlumberger,1989).
Akhirnya nilai Rw diperoleh dengan menggunakan berbagai cara: perhitungan dari kurva SP, katalog
air, perhitungan water-bearing formation, dan ukuran sampel air (Schlumberger,1989).
Formasi Serpih
Serpih merupakan salah satu batuan paling penting di dalam analisis log. Selain efek porositas dan
w t
w
t
m
mf xo
mf
xo
2
2,15
2
w t
-
8/18/2019 Aplikasi Well Logging Dalam Evaluasi Formasi
24/25
permeabelitasnya, serpih mempunyai sifat kelistrikan tersendiri yang memberikan pengaruh besar
pada penentuan saturasi fluida (Schlumberger,1989).
Sebagaimana diketahui persamaan Archie yang menghubungkan resistivitas batuan dengan saturasi
air mengasumsikan bahwa air formasi merupakan satu-satunya material konduktif di dalam formasi
(Schlumberger,1989). Kehadiran material konduktif lainnya (misalnya serpih) menyebabkan
persamaan Archie harus dimodifikasi sehingga perlu dikembangkan persamaan baru yangmenghubungkan antara resistivitas batuan dengan saturasi air pada formasi serpih
(Schlumberger,1989). Kehadiran lempung juga menyebabkan definisi atau konsep porositas batuan
menjadi lebih kompleks. Lapisan yang mengikat air pada partikel lempung dapat merepresentasikan
jumlah porositas yang sangat signifikan (Schlumberger,1989). Meskipun demikian, porositas tersebut
tidak bisa menjadi reservoar hidrokarbon. Jadi, serpih dapat mempunyai porositas total yang besar
namun porositas efektifnya sangat rendah sehingga tidak berpotensi menjadi reservoar hidrokarbon
(Schlumberger,1989).
Efek kehadiran serpih terhadap pembacaan log bergantung pada jumlah serpihnya dan sifat fisiknya
(Schlumberger,1989). Hal tersebut juga dipengaruhi oleh bagaimana pendistribusian serpih di dalam
formasi. Dalam Schlumberger (1989) disebutkan bahwa material yang mengandung serpih dapat
terdistribusi di dalam batuan melalui tiga cara yaitu:
1. Serpih dapat hadir dalam bentuk laminasi di antara lapisan pasir. Laminasi serpih tersebut tidak
mempengaruhi porositas dan permeabelitas dari pasir yang melingkupinya. Meskipun demikian,
bila kandungan laminasi serpih tersebut bertambah dan kandungan pori-pori berukuran sedang
berkurang, nilai porositas rata-rata secara keseluruhan akan berkurang.2. Serpih dapat hadir sebagai butiran atau nodul dalam matriks formasi. Matriks serpih tersebut
dikenal dengan istilah serpih struktural. Matriks serpih tersebut biasanya dianggap mempunyai
sifat fisik yang sama dengan laminasi serpih dan serpih masif.
3. Material serpih dapat terdistribusi di antara pasir, secara parsial mengisi ruang antar butir. Serpih
yang terdispersi di dalam pori secara nyata mengurangi permeabelitas formasi.
Semua bentuk distribusi serpih di atas dapat hadir bersamaan di dalam formasi
(Schlumberger,1989). Selama beberapa tahun terakhir berbagai model telah dikembangkan untuk
mengakomodasi kehadiran serpih di dalam formasi. Sebagian besar model tersebut dikembangkan
dengan asumsi bahwa serpih hadir di dalam formasi dalam bentuk yang spesifik (misalnya laminar,
struktural, terdispersi). Semua model yang ada dikembangkan dengan terminologi pasir bersih
menurut Archie ditambah dengan terminologi serpih (Schlumberger,1989).
Dari berbagai model yang dikembangkan, penyelidikan di laboratorium, dan pengalaman di
lapangan, akhirnya ditemukan sebuah persamaan yang dapat digunakan untuk mengakomodir
kehadiran serpih di dalam formasi sebagai berikut:
1/R =[ ( Sw ) / a R (1-Vsh) ] + [ (V S ) / R ]
Dalam persamaan ini R merupakan resistivitas dari lapisan serpih yang berdekatan dan V
t2 2
w sh w sh
sh sh
-
8/18/2019 Aplikasi Well Logging Dalam Evaluasi Formasi
25/25
merupakan fraksi serpih yang didapat dari indikator serpih total (Schlumberger,1989).
BAB VKESIMPULAN
Kesimpulan yang dapat ditarik dari referat ini adalah sebagai berikut:
1. Evaluasi formasi batuan adalah suatu proses analisis ciri dan sifat batuan di bawah tanah dengan
menggunakan hasil pengukuran lubang sumur
2. Well logging merupakan perekaman karakteristik dari suatu formasi batuan yang diperoleh melalui
pengukuran pada sumur bor
3. Terdapat dua metode well logging yaitu wireline logging dan logging while drilling
4. Terdapat beberapa jenis log antara lain log Gamma Ray, log SP, log densitas, log neutron, dan log
resistivitas
5. Aaplikasi well logging dalam evaluasi formasi antara klain adalah untuk mengidentifikasi reservoar,
mengidentifikasi jenis fluida dan kontak antar fluida, menghitung porositas, menentukan
permeabelitas, dan menghitung saturasi
DAFTAR PUSTAKA
Bateman, R.M., 1985, Open-hole Log Analysis & Formation Evaluation, International Human
Resources Development Corporation, Boston.
Darling, T, 2005, Well Logging and Formation Evaluation, Gulf Freeway, Texas.
Ellis, D. V. & Singer, J. M., 2008, Well Logging for Earth Scientist 2nd Edition, Springer, Netherlands.
Harsono, A, 1997, Evaluasi Formasi dan Aplikasi Log , Schlumberger Oilfield Services, Jakarta.
Rider, M, 1996, The Geological Interpretation of Well Logs 2nd Edition, Interprint Ltd, Malta.
Schlumberger, 1989, Log Interpretation Principles/Aplication, Schlumberger Educational Services,
Texas.
top related