PENILAIAN FORMASI

I.1 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

(logging). Penilaian formasi dapat dilakukan dengan interpretasi pintas / quick look atau

dengan menggunakan software. Interpretasi pintas / quick look adalah membuat suatu

evaluasi log pada zona bersih (clean formation) dengan cepat di lapangan tanpa

menggunakan koreksi dampak lingkungan lubang bor. 

Penilaian formasi dilakukan dengan interpretasi memakai 3 log, yaitu:

1. Log yang menunjukan zona permeable :

Log SP ( Spontaneous Potential Log )

Log GR ( Gamma Ray Log )

2. Log yang mengukur resistivitas formasi :

IDL / LLD ( Log Deep Resistivity )

ILM / LLM ( Log Medium Resistivity )

MSFL ( Micro Resistivity Log )

3. Log yang mengukur porositas :

Log Density ( RHOB )

Log Neutron ( NPHI )

Log Sonic ( DT )

BAB II

DASAR TEORI

II.1 Teori Dasar 

Untuk memastikan ada tidaknya suatu reservoir yang prospek di bawah permukaan

diperlukan adanya pengukuran terhadap lubang bor (logging). Logging yaitu suatu

proses pengukuran (perekaman) sifat – sifat fisik batuan dengan menggunakan wireline

log. Dari hasil logging akan didapatkan data log yaitu berupa kurva – kurva yang

mengindikasikan sifat – sifat fisik di suatu lapisan batuan dari defleksi kurva – kurva

tersebut. Untuk mengetahui seberapa prospek zona yang diukur maka perlu dilakukan

adanya suatu evaluasi formasi atau penilaina formasi yang dapat dilakukan dengan

interpretasi pintas (quick look) atau denga menggunakan software.

Penilaian formasi adalah suatu proses analisis ciri dan sifat batuan di bawah tanah

dengan menggunakan hasil pengukuran lubang sumur (logging) yang digunakan untuk

menentukan kualitas sumur.

Tujuan utama evaluasi formasi yaitu :

• Identifikasi reservoir

• Perkiraan cadangan hidrokarbon di tempat

• Perkiraan perolehan hidrokarbon

Penilaian formasi salah satunya dapat dilakukan dengan interpretasi secara pintas (quick

look). Penilaian formasi dilakukan dengan interpretasi memakai 3 log, yaitu:

1. Log yang menunjukan zona permeable

Log SP ( Spontaneous Potential Log )

Log GR ( Gamma Ray Log )

2. Log yang mengukur resistivitas formasi

IDL / LLD (Log Deep Resistivity )

ILM / LLM (Log Medium Resistivity)

MSFL (Micro Resistivity Log)

3. Log yang mengukur porositas

Log Density (RHOB)

Log Neutron (NPHI)

Log Sonic (DT)

Logging dilakukan dengan memasukkan suatu alat ke dalam lubang bor, dimana lubang

bor tersebut memiliki kondisi yang tertentu. Sehingga defleksi kurva – kurva log yang

dihasilkan sangat dipengaruhi oleh kondisi lubang bor tersebut dan Lumpur yang

digunakan.

II.2 Log - log Yang menunjukan Zona Permeabilitas

II.2.1 Log SP (Spontaneous Potential Log )

Log SP merupakan rekaman nilai beda potensial (millivolt) yang timbul dari suatu

elektroda yang bergerak di dalam lubang bor dan elektroda yang tetap / berada di

permukaan. Elektroda ini bergerak melewati berbagai jenis batuan yang berbeda sifat

dan kandungan fluidanya.

Perbedaan salinitas antara Lumpur dan fluida di dalam batuan menyebabkan terjadinya

defleksi negative dan positif kurva SP yang melewati suatu batuan permeable. Defleksi

terbentuk akibat adanya hubungan antara arus listrik dengan gaya – gaya elektromotif

( elektrokimia dan elektrokinetik ) dalam formasi.

Pada Lapisan lempung / shale, Kurva SP menunjukan garis lurus yang disebut “Shale

Base Line” ( SBL ) atau garis dasar serpih. Pada formasi yang permeable kurva SP

menjauh dari shale base line dan mencapai garis konstan pada lapisan permeable yang

cukup tebal. Penyimpangan SP dapat ke kiri atau ke kanan tergantung pada kadar garam

dari air formasi dan filtrate Lumpur.

Pada aplikasinya log SP digunakan sebagai berikut :

1. Untuk identifikasi lapisan – lapisan yang permeable

2. Mencari batas – batas lapisan permeable dan korelsi antar sumur berdasarkan batas

lapisan itu

3. Menentukan nilai resistivitas air formasi, Rw

4. Memberikan indikasi kualitatif lapisan serpih / sebagai clay indicator

5. sebagai reference kedalaman untuk semua log

II.2.1.1 Prinsip Kerja Log SP

Pengukuran log SP dilakukan dengan cara menurunkan / memasang suatu alat / tool ke

dalam lubang dan di permukaan. Dimana suatu elektroda diturunkan ke dalam lubang

sumur lalu alat tersebut akan merekam potensial listrik pada berbagai titik dengan

reference potensial elektroda di permukaan tanah. Lumpur yang digunakan harus

bersifat conductif. Logging speed yang dicapai alat ini bisa mencapai 1500 m/hr. 

II.2.1.2 Kelebihan dan Kekurangan Log SP

Log SP memiliki kelebihan – kelebihan sebagai berikut :

1. Bereaksi hanya pada lapisan permeable 

2. Mudah pengukurannya

3. Sebagai indicator lapisan permeable dan non permeable 

4. Dapat menentukan batas antara lapisan permeable dan non permeable

Adapun kekurangan – kekurangan dari log SP yaitu :

1. Tidak bekerja pada oil base mud

2. Tidak bereaksi bila Rmf = Rw

3. Dapat terpengaruh arus listrik

4. Tidak berfungsi baik pada formasi karbonat

II.2.2 Log GR (Gamma Ray)

Log Gamma Ray (GR) merupakan hasil suatu pengukuran yang menunjukan besaran

intensitas radioaktif yang ada dalam formasi. Log GR biasanya ditampilkan pada kolom

pertama, bersama – sama dengan kurva log SP dan Calliper. Biasanya diskala dari kiri ke

kanan dalam 0 – 100 atau 0 – 150 GAPI.

Pengukuran GR dilakukan dengan jalan memasukkan alat detektor ke dalam lubang bor.

Formasi ytang mengandung unsur – unsur radioaktif akan memancarkan radiasi

radioaktif dimana intensitasnya akan diterima oleh detektor dan dicatat dipermukaan.

Oleh karena unsur – unsur radioaktif ( pothasium ) banyak terkandung dalam lapisan

shale / clay, maka Log GR sangat berguna berguna untuk mengetahui besar / kecilnya

kandungan shale dalam lapisan permeable. Dengan menarik garis GR yang mempunyai

harga maksimum dan minimum pada suatu penampang log maka kurva log GR yang

jatuh diantara kedua garis tersebut merupakan indikasi adanya lapisan shaly.

Adapun kegunaan log GR secara keseluruhan diantaranya yaitu : 

• Evaluasi kandungan serpih Vsh ( volume lempung )

• Menentukan lapisan permeable

• Evaluasi bijih mineral yang radioaktif 

• Evaluasi lapisan mineral yang bukan radioaktif 

• Korelasi log pada sumur berselubung

• Korelasi antar sumur

II.2.2.1 Prinsip Kerja log GR

Di alam terdapat banyak bahan dasar yang secara alamiah mengandung radioaktifitas,

yaitu Uranium (U), Thorium (Tho) dan Potasium (K). Radioaktifitas GR berasal ketiga

unsur radioaktif tersebut yang secara kontinyu memancarkan GR dalam bentuk pulsa –

pulsa energi radiasi tinggi. Sinar gamma ini mampu menembus batuan dan dideteksi

oleh sensor sinar gamma yang umumnya berupa detektor sintilasi. Setiap GR yang

terdeteksi akan menimbulkan pulsa listrik pada detektor. Parameter yang direkam

adalah jumlah dari pulsa yang tercatat per satuan waktu (cacah GR). 

Alat untuk mengukur GR ada dua macam, yaitu :

1. Standart Gammaray Tool (SGT)

2. Natural Gammaray Spectometry Tool (NGT)

SGT mengukur semua GR alamiah yang timbul, depth of investigation SGT kira – kira 10

inchi dan vertical resolutionnya 10 inchi sedangkan NGT selain mengukur semua GR,

juga mengukur energi GR dan menentukan konsentrasi 3 macam elemen radiaktif yang

biasa ada di alam yaitu ; Uranium (Ur235/238), Potassium (isotop 19K40), Thorium (Th

232) dimana depth of investigationnya kira – kira 15 inchi dan vertical resolutionnya 15

inchi. Adapun alat lain yang digunakan yaitu Induced Gammaray Tools, dalam alat ini

dipasang sebuah sumber radioaktif yang memancarkan gammaray dengan energi tinggi.

Contohnya adalah alat density log, seperti ; FDC – Formation Density Compensated, dan

LDT – Litho Density Tool.

II.3 Log – log Yang Mengukur Zona Resistivitas 

Log resistivitas mengukur nilai resistivitas batuan ( solid dan fluida di dalamnya ) yang

diperlukan untuk menentukan nilai saturasi air.

Log pada zona resistivitas ada tiga macam, yaitu :

1. Log Deep Resistivity 

Log Deep Resistivity yaitu Log yang digunakan untuk mengukur resistivitas pada zona

uninvated / zona yang tidak terinfasirentangnya sekitar > 3 feet, dimana log ini terbagi

menjadi dua maca berdasarkan lumpur yang digunakan saat pemboran, yaitu :

- Induction Deep Log ( ILD ), yang mana digunakan jika lumpur yang digunakan fresh

water base mud ( air tawar )

- Lateral Deep Log ( LLD ), yang mana digunakan jika lumpur yang digunakan salt water

mud ( air asin ) 

2. Log Medium Resistivity

Log Medium Resistivity yaitu log yang digunakan untuk mengukur resistivitas pada zona

transisi rentangnya sekitar 1.5 – 3 feet. Log ini terdiri dari dua macam, yaitu :

- Induction Medium Log ( ILM ), yang mana digunakan jika lumpur yang digunakan water

base mud

- Lateral Medium Log ( LLM ), yang mana digunakan jika lumpur yang digunakan salt

water mud 

3. Log Shallow Resistivity (MSFL dan SFLU)

Log Shallow Resistivity biasa menggunakan log MSFL, yang digunakan untuk mengukur

resistivitas pada zona yang terinfasi mud filtrate rentangnya sekitar 1 – 6 feet. 

Pada aplikasinya semua kurva log deep, medium, dan shallow direkam memakai

electrodes atau coils yang dipasang pada mandrel silindris, dan ditempatkan kurang

lebih secara centralized dalam lubang sumur. Alat micro resistivitas memakai sensor

yang dipasang pada tapak / pad yang dipaksa menempel pada dinding lubang selama

survey.

II.3.1 Log Induction

Log Induction yaitu log yang bekerja pada lumpur air tawar dengan resistivitas formasi <

200 0hm – m, dan Rmf / Rw > 2.0. Alat induction menentukan resistivitas dengan cara

mengukur konduktivitas batuan. Dalam kumparan transmitter dialirkan arus bolak balik

berfrekuensi tinggi dengan amplitude konstan yang akan menimbulkan medan magnet

dalam batuan. Medan magnet ini menimbulkan arus Eddy atau arus Foucault pada

gambar di bawah. Besarnya arus ini sama dengan konduktivitas batuan. 

Dapat diketahui bahwa lebih baik menggunakan alat induction log jika :

Rmf / Rw > 2.5

Rt < 200 ohm – m

Tebal lapisan lebih dari 10 feet

Bila porositas ada di bawah garis Rw, Tapi Rmf / Rw masih > 2.5 maka alat lateralog di

anjurkan untuk dipakai.

II.3.2 Lateral Log

Alat lateral log yang direkayasa untuk mengukur resistivitas batuan yang dibor dengan

salty mud atau Lumpur yang sangat konduktif serta dipakai untuk mendeteksi zona –

zona yang mengandung hidrokarbon. Selain dengan salty mud, log lateral akan bekerja

denga baik pada resistivitas formasi yang > 200 ohm – m dengan Rmf / Rw < 2.0,

dimana besarnya lubang bor > 12 inchi, dengan ketebalan lapisan kurang dari 10 feet

serta deep invasion ( > 40 inchi ).

Sonde pada alat resistivity ini memiliki elektroda penyangga (bucking electrode) untuk

memfokuskan arus survey dan memaksanya mengalir dalam arah yang tegak lurus

terhadap sonde. Arus yang terfokuskan ini memungkinkan pengukuran dilakukan pada

batuan dengan arah yang lebih pasti.

Ini merupakan perbaikan terhadap pengukuran yang memakai arus yang tidak terfokus,

yaitu alat ES (Electrical Survey) yang terdahlu, dimana arus survey lebih suka mengalir

dalam Lumpur karena resistivitas lumpur yang lebih rendah dari resistivitas batuan.

Alat Lateral log dipakai untuk survey dalam sumur berisi mud ber – resistivitas rendah

serta dalam batuan yang resistivitasnya tinggi. Alat Lateralog dapat secara akurat

mengukur resistivitas batuan dalam kisaran 0.2 – 40000 ohm-m.

II.4 Log - log Yang Mengukur Zona Porositas 

Untuk mengukur besarnya porositas pada suatu zona tertentu, digunakan tiga macam

log, yaitu :

II.4.1 Log Densitas

Log density merupakan kurva yang menunjukan nilai densitas (bulk density) batuan yang

ditembus lubang bor, dinyatakan dalam gr / cc. Besaran densitas ini selanjutnya

digunakan untuk menentukan nilai porositas batuan tersebut. Log density bersama -

sama dengan log neutron digunakan untuk mendeteksi adanya hidrokarbon.

Alat density yang modern juga mengukur PEF (Photo Electric Effect) yang berguna untuk

menentukan lithologi batuan, mengidentifikasi adanya heavy minerals dan untuk

mengevaluasi clay

Alat ini bekerja dari suatu sumber radioaktif dari alat pengukur dipancarkan sinar gamma

denga intensitas energi tertentu (umumnya 0.66 mev) menembus formasi / batuan.

Batuan terbentuk dari butiran mineral – mineral yang tersusun dari atom – atom yang

terdiri dari proton dan electron. Partikel sinar gamma akan membentur electron –

electron dsalam batuan, sehingga mengalami pengurangan energi (loose energi). Energi

yang kembali (setelah mengalami benturan) akan diterima oleh detector, terpasang

dalam sebuah protector berbentuk silinder sepanjang 3 ft,yang selalu menempel pada

dinding sumur. Intensitas energi yang diterima pada dasarnya berbanding terbalik

dengan kepadatan electron. Makin lemah energi yang lembali maka makin banyak

electron – electron dalam batuan, yang berarti makin banyak / padat butiran / mineral

penyusun batuan per satuan volume. 

Besarkecilnya energi yang diterima oleh detector tergantung dari :

• Densitas matriks batuan

• Porositas batuan

• Densitas kandungan yang ada dalam batuan 

II.4.2 Log Neutron

Log porositas yang bersama – sama dengan dengan log densitas digunakan untuk

menentukan porositas dan kandungan fluida yang ada di dalamnya. Alat neutron dipakai

untuk menentuka primary porosity batuan, yaitu ruang pori – pori batuan yang terisi air,

minyak bumi, atau gas. 

Cara kerja alat ini yaitu sumber radioaktif Am241Be memancarkan partikel neutron

kedalam batuan dengan energi kira – kira 5 Mev. Setelah partikel neutron berbenturan

dengan batuan, energi neutron ini berkurang sampai ke level 0.1 – 10 eV (level

ephitermal). Karena massa hidrogen yang sama dengan massa neutron, atom hidrogen

punya kemampuan paling besar dalam memperlambat partikel neutron dibanding atom-

atom lain dalam batuan. Kemudian partikel–partikel neutron yang kembali ditangkap dan

dihitung oleh detektor dalam alat pengukur. Kecepatan detektor dalam menghitung

partikel–partikel neutron dipengaruhi oleh adanya konsentrasi hidrogen. 

Dua buah detektor thermal dipasang 1 – 2 ft di atas sumber radioaktif. Ratio antara

jumlah jumlah – jumlah pulsa ( Nn / Nf ) merupakan fungsi porositas. Ratio ini

mempunyai pengaruh lubang sumur yang berkurang dan kedalaman penetrasi yang

lebih jauh dibanding dengan sistem satu detektor.

Faktor – faktor yang berpengaruh terhadap Kurva ØN, yaitu :

• Shale / clay

• Kekompakan batuan

• Kandungan air asin / tawar

• Kandungan minyak Kandungan gas

Hal ini tentang defleksi kurva log neutron, semakin ke kanan defleksi kurva maka

semakin banyak hidrokarbon yang terkandung, defleksi yang terjauh maka

mengindikasikan adanya gas.

II.4.3 Log Sonic

Log sonic merupakan log yang digunakan untuk mendapatkan harga porositas batuan

sebagaimana pada log density dan log neutron. Log sonic menggambarkan waktu

kecepatan suara yang dikirimkan / dipancarkan ke dalam formasi hingga ditangkap

kembali oleh receiver.

Kecepatan suara melalui formasi batuan tergantung terutama oleh matriks batuan serta

distribusi porositasnya. Kecepatan suara pada batuan dengan porositas nol dinalakan

kecepatan matriks ( tma ), untuk beberapa batuan :

tma pasir lepas = 55.5 sec / ft

tma batu pasir = 51.0 sec / ft

tma batu gamping = 47.5 sec / ft

tma dolomite = 43.5 sec / ft

Makin tinggi harga t pada log sonic makin besar harga porositas batuan.

II.4.3.1 Faktor – faktor yang Berpengaruh pada Kurva t

a. Shale 

Shale mempunyai porositas besar meski permeabilitas mendekati nol. Sehingga

kandungan shale akan memperbesar nilai t.

b. Kekompakan batuan

Kekompakan memperkecil porositas sehingga akan menurunkan nilai t.

c. Kandungan air

Kandungan air dalam batuan cenderung menyebabkan nilai kurva t membesar.

d. Kandungan minyak 

Air (terutama air asin) mempunyai sifat penghantar suara yang lebih baik disbanding

minyak. Sehingga adanya minyak akan memperkecil nilai t.

e. Kandungan gas

Gas merupakan penghantar suara yang tidak baik, sehingga akan memperkecil nilai t.

II.4.3.2 Aplikasi log Sonic

• Untuk menentukan sonic porosity ( s )

• Untuk menentukan volume of clay ( Vs )

• Bersama log lain untuk menentukan litologi 

• Time – depth relationship

• Menentukan reflection coeficients

• Mechanical properties

• Menentukan kualitas semen CBL – VDL

II.4.3.3 Prinsip Kerja Log Sonic

• Alat sonic mengukur kecepatan suara / sonic dalam formasi

• Transmitter memancarkan suatu “ pressure pulse” berfrekuensi 25 Hz

• Pulsa ini menghasilkan 6 gelombang, yaitu :

Gelombang compressional dan gelombang refraksi shear yang merambat dalam

formasi

Dua gelombang langsung sepanjang sonde dan di dalam mud

Dua gelombang permukaan sepanjang dinding lubang sumur (Pseudo Raleigh dan

Stoneley)

• Laju / kecepatan gelombang – gelombang itu antara 4000 sampai 25 000 ft / sec

tergantung pada litologi

• Sebuah gelombang compressional merambat dari transmitter via mud ke formasi, lalu

merambat dalam formasi, lalumerambat dalam mud lagi untuk mencapai receiver

• Transmitter memancarkan satu pulsa

• Suatu rangkaian electronic mengukur waktu dari pulsa ini sampai waktu dimana “the

first negative excursion” dideteksi oleh near receiver

• Transmitter memancarkan satu pulsa lagi

• Diukur waktu dari pulsa kedua sampai waktu dimana “the first negative excursion”

dideteksi oleh far receiver.

Beda antara kedua waktu tadi lalu dibagi dengan jarak antara receiver – receiver ( span )

sebesar dua ft menghasilkan formation transit times dalam microseconds / ft (sec / ft ).

Compressional transit times bervariasi :

• 40 sec / ft dalam hard formation

• 150 sec / ft dalam soft formation.

http://sidikfajar60.blogspot.com/2010/03/penilaian-formasi.html