Download - Formation Evaluation
NEUTRON LOG
Paper ini diajukan sebagai laporan presentasi Neutron Logging dalam hal menyelesaikan matakuliah Penilaian Formasi
OLEH :
Kelompok 2
Deny Fatryanto
Rista Ika
Gerald
Arief
S1 Teknik Perminyakan Non Regular 03
STT Migas Balikpapan
Tahun 2012/2013
Latar Belakang
Dugaan adanya potensi hidrokarbon pada suatu area didapat dari penelitian geologi
dan geofisika (seismic, magnetic, dan gravitasi). Data yang diperlukan untuk
membuktikan ada atau tidaknya potensi hidrokarbon pada suatu area yaitu data
permukaan (peta geologi dan measured stratigrafi / stratigrafi terukur) dan data di
bawah permukaan (seismic, logging, coring dan cutting). Dari data permukaan
seismic kemudian dilakukan untuk mendapatkan data di bawah permukaan berupa
litologi batuan. Jika litologi batuan mengindikasikan adanya suatu reservoir, maka
untuk membuktikan ada tidaknya hidrokarbon dilakukan pemboran lubang sumur
serta serangkaian pengukuran di dalam sumur (logging) dan evaluasi data hasil
rekaman untuk memastikan ada tidaknya kandungan hidrokarbon di bawah tanah.
Logging yaitu suatu kegiatan / proses perekaman sifat – sifat fisik batuan reservoir
dengan menggunakan wireline log.
Salah satu faktor untuk menentukan kualitas sumur adalah dengan melakukan
penilaian formasi batuan (evaluasi formasi). Penilaian formasi adalah suatu proses
analisis ciri dan sifat batuan di bawah tanah dengan menggunakan hasi pengukuran
lubang sumur
Dalam industri migas, logging merupakan salah satu cara untuk mendapatkan data
sifat-sifat fisik batuan dengan resolusi vertikal yang baik. Dari segi biaya, logging
juga lebih murah dibandingkan dengan core (batuan inti). Beberapa sifat fisik
batuan yang diukur selama logging antara lain : intensitas sinar gamma, resistivitas,
densitas, kandungan hidrogen (hydrogen index), dan kecepatan gelombang seismik
pada batuan. Dalam pekerjaan eksplorasi, log digunakan untuk melakukan korelasi
zona-zona prospektif. Data logging juga digunakan untuk mengidentifikasi zona-
zona produktif, menentukan kandungan fluida dalam reservoir serta memperkirakan
cadangan hidrokarbon. Manfaat logging adalah untuk mendapatkan data yang
akurat dari kegiatan eksplorasi, sehingga pelaksanaan logging tidak bisa dilewatkan.
Tidak ada alasan sebuah perusahaan tidak melakukan logging, karena biaya logging
hanya 5 % dari jumlah keseluruhan biaya eksplorasi (Harsono,1997).
Pengertian 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.
Sejarah dan Era Logging
Geofisika well logging pertama kali dikembangkan untuk industri minyak bumi oleh
Marcel dan Conrard Schlumberger pada tahun 1927.
Schlumberger bersaudara ini mengembangkan alat Resistivitas untuk mendeteksi
perbedaan dalam porositas dari batupasir untuk lapangan minyak di Merkwiller-
Pechelbronn, di Perancis bagian Timur.
Instrumen yang digunakan untuk well logging ini disebut sonde. Sonde ini
diberhentikan dalam lubang bor pada interval periodik tertentu dan resistivitasnya
langsung dicatat di dalam kertas grafik. Pada tahun 1929 log resistivitas elektrik
dikenalkan pada skala komersial di Venezuela, Amerika Serikat dan Rusia. Dalam
perkembangan selanjutnya well logging digunakan untuk korelasi dan identifikasi
hydrocarbon. Perekam data filmnya kemudian dikembangkan pada tahun 1936
dengan kurva SN,LN dan LAT. Untuk penentuan kedalaman dalam geofisika well
logging dikembangkan pada tahun 1930. Kemudian log gamma ray dan log neutron
mulai digunakan pada tahun 1941.
Era Log sendiri dapat dibagi menjadi 3 era , yaitu :
1. Tahun 1925-1945 , adalah ES (Electrical Survey) Log , Log ini dijalankan dengan
tool yang sederhana dan susah untuk di interpresentasikan
2. Tahun 1945-1970 , dimana peralatan utama telah ditingkatkan. Resolusi semakin baik
dan penetrasi lubang semakin bervariasi. Variasi acoustic dan Nuclear
dikembangkan sehingga kemampuan dan akurasi bertambah.
3. Era ketiga dimulai sekitar tahun 1970 , dimana kedatangan komputer memungkin
analisa data yang jauh lebih baik . Logging truck sudah dilengkapi dengan komputer
memungkinkan perhitungan hasil logging di wellsite. Disaat yang sama , logging
mulai bisa dikombinasikan,sehingga satu set logging bisa dilakukan pada sekali
jalan.
Secara garis besar , tujuan atau hal yang ingin kita dapatkan ketika melakukan
logging antara lain :
Identifikasi tipe formasi dan litologi yang dibor
Identifikasi zona yang porous dan permeabel
Memastikan keberadaan hidrokarbon sampai pada tahap membedakan jenis
hidrokarbon tersebut apakah minyak atau gas
Neutron Log
Neutron log adalah salah satu dari sekian teknik logging yang menggunakan prinsip
radioaktif. Radioaktivitas pertama kali ditemukan pada tahun 1896 oleh ilmuwan
Perancis Henri Becquerel ketika sedang bekerja dengan material fosforen. Material
semacam ini akan berpendar di tempat gelap setelah sebelumnya mendapat paparan
cahaya, dan dia berfikir pendaran yang dihasilkan tabung katode oleh sinar-X
mungkin berhubungan dengan fosforesensi. Karenanya ia membungkus sebuah
pelat foto dengan kertas hitam dan menempatkan beragam material fosforen
diatasnya. Kesemuanya tidak menunjukkan hasil sampai ketika ia menggunakan
garam uranium. Terjadi bintik hitam pekat pada pelat foto ketika ia menggunakan
garam uranium tesebut.
Pada dasarnya neutron log direncanakan untuk menentukan porositas total
batuan tanpa melihat apakah pori-porinya diisi oleh hidrokarbon atau air formasi.
Log ini dapat digunakan untuk kondisi cased hole maupun open hole, tetapi
yang umum dipakai adalah open hole karena untuk penggunaan cased hole harus
dikoreksi. Log ini dapat digunakan pada semua jenis lumpur maupun gas filled hole.
Variasi ukuran lubang bor dan semen di belakang casing akan mengurangi ketelitian
neutron log.
Log neutron merekam Hidrogen index (HI) dari formasi. HI merupakan
indikator kelimpahan kandungan hidrogen dalam formasi. Satuan pengukuran
dinyatakan dalam satuan PU (Porosity Unit) (Rider, 1996). Prinsip kerja dari log ini
adalah menembakan partikel neutron berenergi tinggi ke dalam formasi, tumbukan
neutron dengan atom H (dengan asumsi atom H berasal dari HC atau air) akan
menyebabkan energi neutron melemah, kemudian detektor akan mengukur jumlah
partikel neutron yang kembali dari formasi. Semakin banyak atom H dalam formasi,
maka partikel neutron yang kembali akan semakin sedikit. Batubara pada log
neutron biasanya akan memberikan respon defleksi yang relatif lebih besar
dibandingkan dengan batupasir, karena batubra lebih kompak (densitas batuan
besar) daripada batupasir.
Besarnya porositas batuan sama dengan jumlah energi netron yang hilang,
karena atom hidrogen berkonsentrasi pada pori yang terisi fluida (water atau oil).
Pori yang terisi oleh gas akan memiliki pola kurva log netron akan lebih rendah dari
yang seharusnya (gas effect). Hal ini terjadi karena konsentrasi hidrogen dalam gas
lebih kecil dibandingkan pada minyak dan air.
Prinsip Kerja
Sumber pelepas atom neutron dan dua detektor perekam dipasang pada suatu alat
dan ditempelkan pada dinding sumur.
Atom neutron ditembakkan ke formasi sehingga menabrak atom-atom yang
dikandung oleh batuan, atom-atom yang bertabrakan tersebut akan melemah
energinya.
Gambar 1 , Alat density dan Neutron
Detector akan menghitung atom neutron yang kembali dari formasi sehingga dapat
diketahui banyaknya atom H dalam formasi, semakin banyak atom H dalam formasi
maka atom H yang kembali semakin sedikit.
Fungsi neutron log:
1. Untuk menentukan porositas total.
2. Untuk mendeteksi adanya formasi gas setelah dikombinasikan porosity tool
lainnya (Density Log).
3. Untuk penentuan korelasi batuan
Faktor yang berpengaruh terhadap kurva ØN adalah:
1. Shale / clay.
Mempunyai porositas yang besar (sekitar 30% - 50% - ØN), tetapi
permeabilitasnya mendekati 0 dimana pori – porinya jenuh oleh air asin.
Menunjukan porositas yang besar karena shale mengandung ion H yang
besar.
2. Kekompakan Batuan
Batuan kompak dimana mempunyai porositas mendekati 0% berpengaruh
menurunkan harga ØN hingga harga minimum.
3. Kandungan Air Asin / Tawar
Kandungan air asin / tawar dalam batuan akan memperbesar ØN ke harga
mendekati porositas yang sebenarnya.
4. Kandungan Minyak
Karena prosentase air sedikit dalam batuan yang didominasi minyak, maka
ØN batuan akan turun.
5. Kandungan Gas
Lapisan mengandung gas adalah paling sedikit mengandung air (kalau ada),
sehingga harga porositasnya mendekati batuan sangat kompak.
Gambar 2 , Respon Neutron diberbagai lithologies
Jenis-jenis neuron log :
1. Thermal Neutron Log, digunakan secara optimal untuk formasi non shaly yang
mengandung liquid dengan porositas antara 1 % – 10 %.
2. Sidewall Neutron Porosity Log (SNP), menggunakan satu detektor ephitermal.
Kondisi optimum operasi pada formasi non shaly yang mengandung liquid
dengan porositas kurang dari 30 %.
3. Compensated Neutron Log Tool (CNT), merupakan pengembangan dari kedua
alat sebelumnya, mencatat pengukuran porositas dari proses thermal dan
ephitermal.
4. Compensated Neutron Tool-G (CNT-G), merupakan perkembangan dari CNT,
menggunakan satu pasang detektor thermal dan detektor ephitermal.
Kelemahan CNT-G adalah kekuatan sumber neutron yang terbatas, hanya 16
Curie dikarenakan faktor keselamatan dan lingkungan.
5. Neutron Porosity Litho-density Tool (NPLT) menggunakan sumber radiasi
neutron buatan yang disebut minitron. NPLT diperkirakan akan menggantikan
CNT dan LDT di masa yang akan datang.
Gambar 3 , Compensated neutron Log Tool
Gambar 4 , Neutron Tool
Gambar 5 , Logging tool setelah dikombinasi (Resistivity , Neutron density) yang dipasang pada geo pilot
Gambar 6 ,Ion Accelator Neutron Generator
Gambar 7 , Tool Evolution
Study Kasus
Gambar 8 ,Hasil pembacaan Neutron Log
Prosedur Perhitungan
1. Tentukan lapisan yang prospek
2. Baca besarnya defleksi kurva Neutron (ØNlog) untuk setiap interval kedalaman
3. Tentukan besarnya harga ØNclay, yaitu porositas yang terbaca pada kurva
Neutron log lapisan clay yang terdekat dengan lapisan prospek (ditentukan
asiten).
4. Hitung besarnya ØN dengan persamaan berikut
N = 1.02 ØNlog + 0.0425
Dimana :
ØN = Porositas terbaca pada kurva NL
0.0425 = Koreksi terhadap limestone formation
5. Hitung besarnya ØN koreksi (ØNc) terhadap kandungan shale / clay dengan
persamaan:
Nc = ØN - (Vclay x ØNclay)
Dimana :
ØN = Porositas neutron
Vclay = Volume clay (dari GR log)
III.2.4. Langkah pehitungan
1. Kedalaman 1201 ft
2. Membaca besarnya defleksi kurva Neutron (ØNlog).
Nilai ØNlog dapat dilihat pada kurva neutron log. Dari kurva didapat nilai
ØNlog adalah sebesar 0,49
3. Menentukan besarnya harga ØNclay
Nilai ØNclay adalah sebesar 0,4315
4. Menghitung besarnya ØN dengan persamaan berikut :
ØN = 1,02 ØNlog + 0,042
= 1,02 x 0,49 + 0,042
= 0.139
5. Menghitung besarnya ØN koreksi (ØNc) terhadap kandungan shale / clay
dengan persamaan:
(ØNc) = ØN - (Vclay x ØNclay)
= 0,3179 –( 1 x 0,4315)
= - 0,114
Kesimpulan
1. Neutron Log adalah salah satu jenis log radioaktif
2. Neutron log pada dasarnya direncanakan untuk menentukan porositas total batuan tanpa memandang apakah pori – porinya diisi oleh hidrokarbon atau air formasi
3. Prinsip kerjanya adalah dengan menembakan neutron ke dalam formasi secara kontinu dan merekam pantulan kembalinya
4. Faktor yang mempengaruhi pembacaan neutron log antara lain : Shale , Kandungan Gas , kekompakan batuan dan casing
5. Jenis tool pada neutron log antar lain Gamma ray neutron Tool (GNT) , Sidewall Neutron Porosity Tool (SNP) , Composated Neutron Tool (CNT) , dan Dual Neutron Tool
6. Pada Perhitungan akan dimasukkan faktor koreksi
Daftar Pustaka
Dr. Paul Glover. Petrophysics MSc Course Note
John T.Dewan, (1983). Essential Of Modern Open-Hole Log Interpretation.PennWells Books
www.halliburton.com , 5 Oktober 2012
Rommy Heraltutong, (2011). Neutron Log . Teknik Perminyakan UPN “Veteran” Yogyakarta
www.slb.com , 5 Oktober 2012
http://www.epgeology.com/petrophysics-f23/density-neutron-log-t451.html , Oktober 2012
http://www.weatherford.com/ , Wireline service , Desember 2012