13
BAB III Dasar Teori BAB III DASAR TEORI 3.1 Analisa Log Analisa log sumuran merupakan salah satu metoda yang sangat penting dan berguna dalam karakterisasi suatu reservoir. Metoda ini sangat membantu dalam penentuan litologi, porositas, saturasi air dan permeabilitas. Selain itu juga dapat digunakan untuk menentukan zona produktif, menentukan jenis fluida dalam reservoir serta untuk perhitungan cadangan hidrokarbon. 3.1.1 Log Gamma Ray Log gamma ray mengukur radioaktivitas alami yang terdapat pada suatu lapisan. Besar kecilnya radioaktivitas yang terukur menunjukkan jumlah kandungan shale pada lapisan. Hal ini dikarenakan unsur-unsur radioaktif alami banyak terdapat pada shale. Semakin besar kandungan shale pada suatu formasi atau batuan, maka akan memberikan nilai pembacaan gamma ray yang semakin tinggi. Batupasir dan batugamping umumnya memiliki radioaktivitas yang rendah, sehingga memberikan pembacaan gamma ray yang rendah. Oleh karena itu log gamma ray ini bisa digunakan untuk menentukan jenis litologi dari suatu lapisan. Selain itu, log gamma ray juga bisa digunakan untuk menentukan zona permeabel dan non permeabel berdasarkan volum shale (Vshale). Secara umum, zona permeabel akan ditunjukkan oleh jumlah Vshale yang lebih sedikit dibandingkan zona non permeabel. Volume shale dapat dihitung menggunakan rumus berikut : …..………………(Persamaan 2.1) Dimana : Vsh = Volume shale GR log = Nilai gamma ray yang terbaca dari suatu formasi. Vsh = (GR R log log – GR R min min )/(GR R max GR R mi n ) ma mi 14

BAB III DASAR TEORI - · PDF file3.1 Analisa Log Analisa log sumuran merupakan salah satu metoda yang sangat penting dan ... Rt = Resistivitas formasi (true resistivity)

  • Upload
    vandieu

  • View
    218

  • Download
    4

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: BAB III DASAR TEORI -  · PDF file3.1 Analisa Log Analisa log sumuran merupakan salah satu metoda yang sangat penting dan ... Rt = Resistivitas formasi (true resistivity)

BAB III Dasar Teori

BAB III

DASAR TEORI

3.1 Analisa Log

Analisa log sumuran merupakan salah satu metoda yang sangat penting dan

berguna dalam karakterisasi suatu reservoir. Metoda ini sangat membantu dalam

penentuan litologi, porositas, saturasi air dan permeabilitas. Selain itu juga dapat

digunakan untuk menentukan zona produktif, menentukan jenis fluida dalam reservoir

serta untuk perhitungan cadangan hidrokarbon.

3.1.1 Log Gamma Ray

Log gamma ray mengukur radioaktivitas alami yang terdapat pada suatu lapisan.

Besar kecilnya radioaktivitas yang terukur menunjukkan jumlah kandungan shale pada

lapisan. Hal ini dikarenakan unsur-unsur radioaktif alami banyak terdapat pada shale.

Semakin besar kandungan shale pada suatu formasi atau batuan, maka akan memberikan

nilai pembacaan gamma ray yang semakin tinggi. Batupasir dan batugamping umumnya

memiliki radioaktivitas yang rendah, sehingga memberikan pembacaan gamma ray yang

rendah. Oleh karena itu log gamma ray ini bisa digunakan untuk menentukan jenis

litologi dari suatu lapisan.

Selain itu, log gamma ray juga bisa digunakan untuk menentukan zona permeabel

dan non permeabel berdasarkan volum shale (Vshale). Secara umum, zona permeabel

akan ditunjukkan oleh jumlah Vshale yang lebih sedikit dibandingkan zona non

permeabel. Volume shale dapat dihitung menggunakan rumus berikut :

…..………………(Persamaan 2.1)

Dimana :

Vsh = Volume shale

GRlog = Nilai gamma ray yang terbaca dari suatu formasi.

VVsshh == ((GGRRloglog –– GGRRminmin))//((GGRRmaxx –– GGRRminn)) ma mi

14

Page 2: BAB III DASAR TEORI -  · PDF file3.1 Analisa Log Analisa log sumuran merupakan salah satu metoda yang sangat penting dan ... Rt = Resistivitas formasi (true resistivity)

BAB III Dasar Teori

GRmin = Nilai gamma ray minimum.

GRmax = Nilai gamma ray maksimum.

Gambar 3.1 Respon gamma ray terhadap beberapa jenis litologi (Asquith dan Krygowski,

2004)

3.1.2 Log Densitas

Log densitas merupakan log yang mengukur densitas elektron suatu formasi. Log

densitas digunakan untuk menentukan porositas batuan, mengidentifikasi mineral

evaporit, zona gas-bearing, densitas hidrokarbon serta mengevaluasi reservoar batupasir

lempungan (shaly sand) dan litologi yang kompleks (Schlumberger, 1972 op cit. Asquith

dan Krygowski, 2004).

Penentuan porositas berdasarkan log densitas dapat dilakukan dengan menggunakan

persamaan berikut (Schlumberger, 1989):

………………….......(Persamaan 2.2) ΦD = (ρmaa m – ρbb ) / (ρmaa – ρff ) m

Dimana :

ΦD = Porositas berdasarkan log densitas.

15

Page 3: BAB III DASAR TEORI -  · PDF file3.1 Analisa Log Analisa log sumuran merupakan salah satu metoda yang sangat penting dan ... Rt = Resistivitas formasi (true resistivity)

BAB III Dasar Teori

ρma = Densitas matriks ( tabel 3. 1).

ρb = Densitas bulk dari formasi.

ρf f = Densitas fluida (1.1 untuk salt mud, 1.0 untuk fresh mud, 0.7 untuk gas)

Dalam penelitian ini, perhitungan porositas densitas menggunakan persamaan dari

Schlumberger, 1975 untuk batupasir yang lempungan (shaly sand), yaitu :

.........................................(Persamaan 2.3)

ΦD corr = ΦD - ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡Φ45,0

*13,0* VshNclay

Dimana :

ΦD corr = Porositas densitas setelah dikoreksi terhadap shale.

ΦD = Porositas densitas sebelum dikoreksi terhadap shale.

ΦNclay = Porositas neutron dari shale

Vsh = Volume shale

Lithologi Densitas Matriks (g/cm3)

Batupasir 2.644

Batugamping 2.710

Dolomit 2.877

Anhydrit 2.960

Salt /garam 2.040

Tabel 3.1. Densitas matriks dari beberapa litologi

(Halliburton, 1991 op cit. Asquith dan Krygowski, 2004).

16

Page 4: BAB III DASAR TEORI -  · PDF file3.1 Analisa Log Analisa log sumuran merupakan salah satu metoda yang sangat penting dan ... Rt = Resistivitas formasi (true resistivity)

BAB III Dasar Teori

3.1.3 Log Neutron

Log neutron merupakan log porositas yang mengukur jumlah ion hidrogen pada

suatu formasi. Pada formasi yang bersih (clean formation) porositas yang terhitung oleh

log neutron adalah jumlah pori yang terisi oleh cairan / liquid-filled porosity (ΦN / NPHI

/ PHIN). Apabila pori yang ada terisi oleh gas, maka neutron porositas yang terhitung

akan lebih kecil. Hal ini terjadi karena gas memiliki jumlah ion hidrogen yang lebih

sedikit dibandingkan air maupun minyak. Gejala penurunan nilai porositas neutron ini

disebut gas effect.

Selain gas effect, ada juga shale effect yang dapat mempengaruhi nilai porositas

neutron. Shale effect adalah gejala penaikan nilai porositas neutron yang terjadi akibat

kandungan shale. Hal ini terjadi karena ion hidrogen pada struktur lempung dan air yang

terikat dalam lempung ikut terhitung sebagai ion hidrogen seperti dalam pori.

Shale effect ini bisa dikurangi dengan cara mengkoreksi log neutron yang terbaca

terhadap jumlah shale yang ada. Ini dapat dilakukan dengan menggunakan persamaan

sebagai berikut (Schlumberger, 1975 op cit. Asquith dan Gibson, 1982):

..........................................(Persamaan 2.4)

ΦN corr = ΦN - ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡Φ45,0

*3,0* VshNclay

Dimana :

ΦN corr = Porositas neutron terkoreksi terhadap shale.

ΦN = Porositas neutron sebelum dikoreksi terhadap shale.

ΦNclay = Porositas neutron dari shale.

Vsh = Volume shale.

Penentuan porositas efektif pada penelitian ini menggunakan kombinasi log

densitas dan neutron. Berikut ini adalah persamaan yang dapat digunakan untuk

menghitung porositas efektif (Schlumberger, 1975 op cit. Asquith dan Gibson, 1982) :

...............................................(Persamaan 2.5) ΦN-D = 2

22 DcorrNcorr Φ+Φ

17

Page 5: BAB III DASAR TEORI -  · PDF file3.1 Analisa Log Analisa log sumuran merupakan salah satu metoda yang sangat penting dan ... Rt = Resistivitas formasi (true resistivity)

BAB III Dasar Teori

3.1.4 Log Sonik

Log sonik merupakan log porositas yang mengukur lamanya waktu (interval

transit time / Δt) yang diperlukan gelombang suara kompresional untuk menempuh jarak

satu kaki dalam suatu formasi (Schlumberger, 1989). Lamanya waktu tempuh (Δt) ini

biasa disajikan dalam satuan microsecond per foot (µsec/ft).

Berikut ini adalah persamaan untuk menghitung porositas sonik (Wyllie dkk., 1958 op

cit. Asquith dan Krygowski, 2004) :

………………...(Persamaan 2.6) Φs = ( Δtlog – Δtma ) / (Δtf – Δtma )

Untuk suatu formasi dengan kandungan shale yang besar (shaly), pada

perhitungan porositas sonik perlu dilakukan koreksi terhadap shale yang ada. Ini dapat

dilakukan dengan persamaan sebagai berikut (Dresser Atlas, 1979 op cit. Asquith dan

Krygowski, 2004) :

............Persamaan 2.7 Φs corr = Φs – Vsh * ( Δtsh – Δtma ) / (Δtf – Δtma )

Dimana:

Φs = Porositas sonik

Φs corr = Porositas sonik setelah dikoreksi terhadap shale.

Δtma = Interval transit time matriks (table 3. 2).

Δtlog = Interval transit time formasi.

Δtsh = Interval transit time shale.

Δtf = Interval transit time fluida (fresh mud = 189; salt mud = 185).

18

Page 6: BAB III DASAR TEORI -  · PDF file3.1 Analisa Log Analisa log sumuran merupakan salah satu metoda yang sangat penting dan ... Rt = Resistivitas formasi (true resistivity)

BAB III Dasar Teori

Litologi Δtma (μsec/ft)

Batupasir 55.5 – 51.0

Batugamping 47.6

Dolomit 43.5

Anhidrit 50

Salt / garam 66.7

Casing (Iron) 57

Tabel 3. 2. Interval transit time untuk berbagai matriks

(Schlumberger, 1972 op cit. Asquith dan Krygowski, 2004).

Interval transit time suatu formasi akan bertambah seiring dengan keberadaan

hidrokarbon. Jika efek hidrokarbon ini tidak dikoreksi terlebih dahulu, porositas sonik

yang terhitung akan menjadi lebih besar. Koreksi efek hidrokarbon dapat dilakukan

dengan menggunakan persamaan berikut (Hilchie, 1978 op cit. Asquit dan Krygowski,

2004) :

Φ = Φsonic * 0.7 (gas)

Φ = Φsonic * 0.9 (minyak) …………….........………….(Persamaan 2.8)

3.1.5 Log Resistivitas

Log resistivitas adalah log yang mengukur resistivitas suatu formasi. Resistivitas

formasi dapat diukur menggunakan induksi maupun elektroda seperti laterolog, mikrolog

dan mikrolaterolog.

Kegunaan log resistivitas adalah untuk membedakan zona hidrokarbon dan air

(hydrocarbon-water bearing), menentukan zona yang permeabel dan menentukan

porositas resistivitas. Matriks dan butiran dalam batuan dianggap sebagai insulator atau

non konduktif (buruk dalam mengalirkan arus listrik), sehingga kemampuan suatu batuan

untuk mengalirkan listrik sangat berhubungan dengan jumlah air (konduktif) dalam pori.

Semakin banyak jumlah air yang terdapat dalam pori maka semakin kecil resistivitas

19

Page 7: BAB III DASAR TEORI -  · PDF file3.1 Analisa Log Analisa log sumuran merupakan salah satu metoda yang sangat penting dan ... Rt = Resistivitas formasi (true resistivity)

BAB III Dasar Teori

yang terhitung. Sebaliknya, semakin banyak jumlah hidrokarbon yang terdapat dalam

pori maka semakin besar resistivitas yang terhitung. Hal ini dikarenakan hidrokarbon

merupakan insulator atau non konduktif seperti halnya matriks dan butiran.

Dengan mengetahui resistivitas air formasi (Rw), porositas (Φ), dan faktor

tortuositas (a), saturasi / kejenuhan air (Sw) dapat diketahui dengan menggunakan rumus

Archie sebagai berikut :

...................................................(Persamaan 2.9) Sw = (F x Rw / Rt) 1/n

Dimana :

Sw = Saturasi air

Rw = Resistivitas air formasi

Rt = Resistivitas formasi (true resistivity)

n = Eksponen kejenuhan ( 1,8 - 2,5)

F = Faktor formasi = a / Φ m

a = Faktor tortuosity (1,0)

m = Faktor sementasi (2,0)

Nilai Rw bisa ditentukan menggunakan beberapa metode, seperti :

• Pickett Plot

• Rwa (apparent water resistivity)

• Log SP (Spontaneous Potential)

• Tes air formasi (formation water test)

Dalam penelitian ini, hanya metode Rwa dan Pickett plot saja yang dapat dilakukan. Ini

dikarenakan untuk log SP dan tes air formasi (formation water test) tidak tersedia.

20

Page 8: BAB III DASAR TEORI -  · PDF file3.1 Analisa Log Analisa log sumuran merupakan salah satu metoda yang sangat penting dan ... Rt = Resistivitas formasi (true resistivity)

BAB III Dasar Teori

3.1.6 Plot M-N dan MID (mineral identification)

Plot M-N dan MID bisa digunakan untuk mengetahui jenis litologi dan mineral dari

suatu formasi. Untuk membuat plot M-N dan MID ini diperlukan data-data dari log

sonik, neutron dan densitas.

Berikut ini adalah rumus (Schlumberger, 1989) yang dapat digunakan untuk menghitung

nilai M dan N :

...….(Persamaan 2.10)

Dimana :

Δtlog = Interval transit time formasi

Δtf = Interval transit time fluida (fresh mud = 189; salt mud = 185)

ρb = Densitas bulk dari formasi.

ρf f = Densitas fluida (1.1 untuk salt mud, 1.0 untuk fresh mud, 0.7 untuk gas)

ФNf = Porositas neutron dari fluida (1,0).

ФN = Porositas neutron dari formasi.

Sedangkan untuk membuat plot MID, digunakan persamaan (Schlumberger, 1989)

sebagai berikut :

........................................(Persamaan 2.11)

Dimana :

ρmaa = Apparent densitas. Δtmaa = Apparent transit time matriks.

NN == ((((ФФNfNf -- ФФNN)) // ((ρρbb –– ρρff))))

MM == ((((∆∆ttff -- ∆∆tt)) // ((ρρbb –– ρρff)))) 00..0011

ρmaa

Δtmaa = (Δtlog- Ф*Δtf)/(1- Ф)

maa == ((ρb - Ф*ρf)/(1- Ф)

21

Page 9: BAB III DASAR TEORI -  · PDF file3.1 Analisa Log Analisa log sumuran merupakan salah satu metoda yang sangat penting dan ... Rt = Resistivitas formasi (true resistivity)

BAB III Dasar Teori

Gambar 3.2 Identifikasi litologi menggunakan plot M-N.

(Schlumberger, 1989)

Gambar 3.3 Identifikasi mineral berdasarkan plot MID (Schlumberger, 1986).

22

Page 10: BAB III DASAR TEORI -  · PDF file3.1 Analisa Log Analisa log sumuran merupakan salah satu metoda yang sangat penting dan ... Rt = Resistivitas formasi (true resistivity)

BAB III Dasar Teori

3.2 Sekuen Stratigrafi

Berdasarkan Posamentier, 1988, sekuen stratigrafi dapat berarti sebuah studi

tentang hubungan antar batuan secara kronostratigrafi yang mengalami perulangan

(siklus), yang dibatasi oleh permukaan erosi, lapisan non-pengendapan (non deposition),

maupun oleh keselarasan.

Sebuah sekuen pengendapan yang lengkap memiliki sebuah siklus stratigrafi yang

terdiri dari tiga buah pola penumpukan (stacking patterns), yang menunjukkan adanya

siklus regresi dan transgresi (Posamentier dan Vail, 1988 op cit. Posamentier dan Allen,

1999 ). Stacking patterns ini didefinisikan sebagai system tracts, yang terdiri dari :

Lowstand system tracts, Transgressive system tract, dan Highstand s`ystem tracts

(Posamentier dan Vail, 1988).

3.2.1 Lowstand System Tracts (LST)

Lowstand system tracts (gambar 3.4) adalah satuan sistem pengendapan yang terjadi

selama penurunan permukaan air laut (sea level fall) atau pada saat permukaan air laut

naik dengan perlahan. Ini termasuk semua yang diendapkan pada saat akhir turunnya

permukaan air laut sampai saat kenaikan muka air laut (sea level rise) melebihi suplai

sedimen (Posamentier dan Allen, 1999).

Posamentier dan Allen, 1999 membagi LST menjadi LST Awal (Early) dan Akhir

(Late). LST Awal berkembang selama periode turunnya muka air laut, disebut juga

sebagai falling stage systems tract (Nummedal dan Plint, 1998 op cit. Posamentier dan

Allen, 1999) atau forced regressive wedge systems tract (Hunt dan Tucker, 1992 op cit.

Posamentier dan Allen, 1999). LST Akhir berkembang pada saat muka air laut mulai naik

dengan perlahan, ditandai oleh berubahnya forced regression menjadi normal regression

sehingga terbentuk pengendapan agradasional, yang terjadi karena adanya keseimbangan

antara ruang yang tersedia (accommodation space) dan suplai sedimen (sediment supply).

23

Page 11: BAB III DASAR TEORI -  · PDF file3.1 Analisa Log Analisa log sumuran merupakan salah satu metoda yang sangat penting dan ... Rt = Resistivitas formasi (true resistivity)

BAB III Dasar Teori

Gambar 3.4 Lowstand system tracts (Kendall, 2003)

3.2.2 Transgressive System Tracts (TST)

Transgressive system tracts (gambar 3.5) terbentuk pada saat kecepatan kenaikan

muka air laut melebihi suplai sedimen. Ini termasuk semua endapan yang terbentuk pada

saat muka air laut naik (sea level rise) sampai kepada saat terjadinya maximum flooding

surface (Posamentier dan Allen, 1999).

TST dicirikan oleh pola endapan retrogradasional, yang terjadi akibat ruang yang

tersedia (accommodation space) lebih besar daripada suplai sedimen. TST dibatasi oleh

permukaan transgresif (trangressive surface) di bagian bawahnya dan oleh maximum

flooding surface di bagian atasnya. Pola log gamma ray TST adalah bentuk lonceng (bell

shape), dengan suksesi vertikal menghalus dan menipis ke atas (fining & thinning

upward).

Gambar 3.5 Transgressive system tracts (Kendall, 2003)

24

Page 12: BAB III DASAR TEORI -  · PDF file3.1 Analisa Log Analisa log sumuran merupakan salah satu metoda yang sangat penting dan ... Rt = Resistivitas formasi (true resistivity)

BAB III Dasar Teori

3.2.3. Highstand System Tracts (HST)

Highstand system tracts (gambar 3.6) terbentuk selama fase regresif pada saat

suplai sedimen melebihi kecepatan penurunan muka air laut (Posamentier dan Allen,

1999). Ini mengakibatkan ruang yang tersedia (accommodation space) lebih kecil

dibandingkan jumlah suplai sedimen, sehingga membentuk pola pengendapan

progradasional.

HST dibatasi oleh maximum flooding surface di bawahnya, serta batas sekuen

(sekuen boundary) diatasnya (Posamentier dan Vail, 1988). HST dicirikan oleh pola log

gamma ray bentuk corong (funnel shape), dengan suksesi vertikal mengkasar dan

menebal ke atas (coarsening & thickening upward).

Gambar 3.6 Highstand system tracts (Kendall, 2003)

25

Page 13: BAB III DASAR TEORI -  · PDF file3.1 Analisa Log Analisa log sumuran merupakan salah satu metoda yang sangat penting dan ... Rt = Resistivitas formasi (true resistivity)

BAB III Dasar Teori

Gambar 3.7 Respon gamma ray terhadap berbagai ukuran butir.

(Emery 1996 op cit. Kendall, 2003)

26