Gamma Ray Log

Log Gamma ray adalah suatu kurva dimana kurva tersebut menunjukan besaran intensitas radioaktif yang ada dalam formasi, sehingga log gamma ray berguna untuk mendeteksi/mengevaluasi endapan-endapan mineral radioaktif seperti potassium/bijih alumunium.Sumber radioaktif batuanberasal dari uranium (U), Thorium (Th) dan Potassium (K). Ketiga unsur tersebut memancarkan sinar alpha, sinar beta, dan sinar gamma. Gamma ray mempunyai energi gelombang elektromagnetik yang tinggi dan mampu menembus material padat sehingga dapat digunakan pada sumur yang sudah terpasang casing.  Shale dan terutama marine shale mempunyai emisi sinar gamma yang lebih tinggi dibandingkan dengan sandstone, limestone dan dolomite. Dengan adanya perbadaan tersebut gamma ray log ini dapat digunakan untuk membedakan antara shale dan non shale sehingga gamma ray sering disebut sebagai lithology log. Prinsip Kerja Alat detektor dimasukkan ke dalam lubang bor. Formasi yang mengandung unsur-unsur radioaktif akan memancarkan radiasi dimana intensitasnya akan diterima oleh detektor dan dicatat di permukaan. Di dalam detector sinar gamma tidak dapat diukur secara langsung tetapi melalui prosesionisasi/disintegrasi yaitu proses pelepasan elektron-elektron dari atom yang sebelumnya netral, dimana pelepasan elektron ini akan menimbulkan arus listrik yang dideteksi oleh alat.

Apa fungsi dari Gamma Ray?1. Menentukan lapisan permeabel2. Mengidentifikasi lithologi, korelasi antar formasi3. Menentukan volume serpih4. Menentukan lapisan shale dan non shale5. Mendeteksi adanya mineral radioaktif

Faktor apa saja yang berpengaruh dalam Gamma Ray?1. Diameter lubang bor dan lumpur didalamnyaApabila diameter lubang bor > 8'', respon GR akan dipengaruhi oleh lumpur sehingga ada sebagian sinar gamma yang terserap oleh lumpur (respon GR menurun).2. Lumpur yang ada di dalam lubang borApabila lumpur yang digunakan > 10 lb/gall maka perlu dilakukan koreksi.3. CasingCasing akan menurunkan intensitas radioaktif sekitar 30 %4. SemenSemen dibuat dari limestone dan shale, sebagian sinar gamma akan terserap oleh semen.

Contoh Log Gamma Ray

Gamma Ray Log adalah metoda untuk mengukur radiasi sinar gamma yang dihasilkan

oleh unsur-unsur radioaktif yang terdapat dalam lapisan batuan di sepanjang lubang

bor.

Unsur radioaktif yang terdapat dalam lapisan batuan tersebut diantaranya Uranium,

Thorium, Potassium, Radium, dll.

Unsur radioaktif umumnya banyak terdapat dalam shale dan sedikit sekali terdapat

dalam sandstone, limestone, dolomite, coal, gypsum, dll. Oleh karena itu shale akan

memberikan response gamma ray yang sangat signifikan dibandingkan dengan batuan

yang lainnya.

Jika kita berekerja di sebuah cekungan dengan lingkungan pengendapan fluvio-

deltaic atau channel system dimana biasanya sistem perlapisannya terdiri dari

sandstone atau shale (sand-shale interbeds), maka log gamma ray ini akan sangat

membantu didalam evaluasi formasi (Formation Evaluation- FE).

Seperti halnya logging yang lainnya, pengukuran gamma ray log dilakukan dengan

menurunkan instrument gamma ray log kedalam lubang bor dan merekam radiasi sinar

gamma untuk setiap interval tertentu. Biasanya interval perekaman gamma ray (baca:

resolusi vertikal) sebesar 0.5 feet.

Dikarenakan sinar gamma dapat menembus logam dan semen, maka logging gamma

ray dapat dilakukan pada lubang bor yang telah dipasang casing ataupun telah

dilakukan cementing. Walaupun terjadi atenuasi sinar gamma karena casing dan semen,

akan tetapi energinya masih cukup kuat untuk mengukur sifat radiasi gamma pada

formasi batuan disampingnya.

Seperti yang disebutkan diatas bahwa gammar ray log mengukur radiasi gamma yang

dihasilkan oleh unsur-unsur radio aktif seperti Uranium, Thorium, Potassium dan

Radium. Dengan demikian besaran gamma ray log yang terdapat didalam rekaman

merupakan jumlah total dari radiasi yang dihasilkan oleh semua unsur radioaktif yang

ada di dalam batuan. Untuk memisahkan jenis-jenis bahan radioaktif yang berpengaruh

pada bacaan gamma ray dilakukan gamma ray spectroscopy. Karena pada hakikatnya

besarnya energy dan intensitas setiap material radioaktif tersebut berbeda-beda.

Spectroscopy ini penting dilakukan ketika kita berhadapan dengan batuan non-shale

yang memungkinkan untuk memiliki unsur radioaktif, seperti mineralisasi uranium pada

sandstone, potassium feldsfar atau uranium yang mungkin terdapat pada coal dan

dolomite.

Gamma ray log memiliki satuan API (American Petroleum Institute), dimana tipikal

kisaran API biasanya berkisar antara 0 s/d 150. Walaupun terdapat juga suatu kasus

dengan nilai gamma ray sampai 200 API untuk jenis organic rich shale.

Gambar dibawah ini menunjukkan contoh interpretasi lapisan batuan untuk

mendiskriminasi sandstone dari shale dengan menggunakan log gamma ray.

Adapted from kgs.ku.edu

Dikarenakan log gamma ray memiliki kapabilitas untuk mengukur derajat kandungan

shale di dalam lapisan batuan, maka didalam industri migas gamma ray log kerap kali

digunakan untuk memprediksi besaran volume shale atau dikenal dengan Vshaledengan

formulasi:

Gambar dibawah ini menunjukkan

teknis perhitungan Vshale untuk shale A dari sebuah gamma ray log. Perhatikan bahwa

penentuan nilai-nilai tersebut bersifat interpretatif.

Adapted from kgs.ku.edu

Gamma ray log memiliki kegunaan lain diantaranya untuk melakukan well to well

correlation dan penentuan Sequence Boundary (SB), yakni dengan

mengidentifikasi Maximum Flooding Surface (MFS) sebagai spike dengan nilai gamma

ray yang tinggi.Well to well correlation ini biasanya dilakukan dengan melibatkan log-

log yang lainnya seperti sonic, density, porositas, dll.

Adapted from

strata.geol.sc.edu

Log Densitas (Density Log)

Log densitas merekam secara menerus dari bulk density formasi. Densitas yang diukur merupakan

semua densitas dari batuan termasuk batubara. Secara geologi bulk density adalah fungsi dari densitas dari

mineral-mineral pembentuk batuan (misalnya matriks) dan volume dari fluida bebas yang mengisi pori (Rider,

1996). Prinsip pengukuran log densitas adalah menembakan sinar gamma yang membawa partikel foton ke

dalam formasi batuan, partikel-partikel foton akan bertumbukan dengan elektron yang ada dalam formasi.

Banyaknya energi sinar gamma yang hilang setiap kali bertumbukan menunjukkan densitas elektron dalam

formasi yang mengindikasikan densitas formasi.

Masuknya sinar gamma ke dalam batuan akan menyebabkan benturan antara sinar gamma dan

elektron sehingga terjadi pengurangan energi pada sinar gamma tersebut. Sisa energi sinar gamma ini direkam

detektor sinar gamma. Semakin lemah energi yang diterima detektor, maka semakin banyak jumlah elektron di

dalam batuan yang berarti semakin padat butiran penyusun batuan per satuan volume yang menjadi indikasi

densitas batuan.

Log Neutron (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 (wateratau 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.

b. Log Listrik

Log listrik digunakan untuk mengetahui sifat kelistrikan batuan serta jenis kandungan yang ada dalam

pori-porinya.

Log SP (Spontaneous Potential)

Log ini mengukur beda potensial alami antara elektroda yang bergerak dalam lubang bor dengan

elektroda yang berada di permukaan. Penggunaan log SP antara lain untuk mengukur resistivitas air formasi dan

mengindikasikan permeabilitas, selain itu juga digunakan untuk memperkirakan volume shale, mengindikasikan

fasies, dan di beberapa kasus tertentu digunakan untuk korelasi (Rider, 1996). Faktor yang penting untuk

menimbulkan arus SP adalah adanya fluida yang bersifat konduktif dalam lubang bor, adalnya lapisan porous

dan permeabel yang dikelilingi oleh lapisan impermeabel, dan adanya perbedaan salinitas atau tekanan antara

fluida lubang bor dengan fluida formasi (Rider, 1996).

Rekaman log SP pada serpih (shale) relatif konstan dan membentuk garis lurus yang

disebut garis dasar serpih (shale base line). Pada lapisan yang bersifatimpermeable tidak akan

terjadi pencampuran antara Rmf dan Rw sehingga pada log SP kurva akan berbentuk lurus.

Kurva log SP yang melewati lapisan yangporous dan permeabel akan mengalami defleksi

terhadap shale base line.Defleksi menunjukkan negatif (ke arah kiri shale base line) apabila

salinitas fluida dalam lapisan batuan lebih besar daripada salinitas lumpur (Rw < Rmf),

defleksi ini menunjukkan bahwa lapisan ini merupakan saline water formation. Sedangkan

defleksi positif (ke arah kanan shale base line) apabila salinitas fluida dalam lapisan batuan

lebih kecil daripada salinitas lumpur (Rw > Rmf, defleksi ini menunjukkan lapisan

merupakan fresh water formation. Bila pada lapisan permeabel salinitas fluidanya sama

dengan salinitas lumpur maka defleksi kurva SP akan berupa garis lurus seperti pada shale.

Log Resistivitas (Resistivity Log)

Log resistivitas mengukur tahanan jenis batuan atau formasi dan fluida terhadap arus listrik yang

melaluinya.

Ada dua jenis log resistivitas, yaitu:

1. Lateralog

Lateralog Deep (LLD)

Lateralog Shallow (LLS)

Micro Spherically Focused Log (MSFL)

2. Induction

Induction Lateralog Deep (ILD)

Induction Lateralog Medium (ILM)

Spherically Focused Log (SFL)

Secara umum tahanan jenis gas akan lebih besar daripada tahanan jenis minyak, dan tahanan jenis

minyak akan lebih besar daripada air. Batuan yang relatif tidak porous maka akan menunjukkan tahanan jenis

yang rendah. Batuan porous dengan kandungan fluida minyak atau gas akan menunjukkan nilai resistivitas yang

tinggi, kurva ILD/LLD akan berada di sebelah kanan kurva MSFL/SFL dan LLS/LLD. Untuk batuan dengan fluida

air kuva ILD/LLD akan berada di sebelah kiri kurva MSFL/SFL dan ILM/ILS. Batugamping akan memberikan

respon defleksi lebih besar dibandingkan dengan batupasir dan serpih, karena batugamping bersifat kurang

dapat menghantarkan arus listrik

c. Log Akustik (Log Sonik)

Log sonik mengukur kemampuan formasi untuk meneruskan gelombang suara. Secara kuantitatif, log

sonic dapat digunakan untuk mengevaluasi porositas dalam lubang yang terisi fluida, dalam interpretasi seismik

dapat digunakan untuk menentukan interval velocities dan velocity profile selain itu juga dapat dikalibrasi dengan

penampang seismik. Secara kualitatif dapat digunakan untuk mendeterminasi variasi tekstur dari lapisan sand-

shale. Log ini juga dapat digunakan untuk identifikasi litologi, mungkin juga dalam penentuan batuan induk,

kompaksi nornal, overpressure, dan dalam beberapa kasus dapat digunakan untuk identifikasi rekahan

(fractures) (Rider, 1996)