Dalam kurun waktu sekitar dua dekade, serangkaian teknologi pemodelan tiga-dimensi sangat rumit yang menggambarkan kondisi bawah tanah secara tepat untuk memenuhi kebutuhan telah dikembangkan oleh para ahli. Model geologi membutuhkan perluasan metode-metode tradisi lama dan ini membuat proses pemodelannya tetap menantang secara teknik. Para akhli geologi selalu mengenal kebutuhan memandang bumi sebagai suatu yang multidimensi. Persyaratan untuk karakternya dan pemodelannya, sebaiknya sebagai berikut: Kegiatan industri, terutama industri perminyakan, membutuhkan kreasi suatu sistem yang interaktif antara model tetap dan model sementara keadaan fisik bagian-bagian kerak bumi (Google, 2011), yaitu kemampuan memodelkan dan memvisualisasikan secara efektif geometri batuan dan satuan waktu-stratigrafi. Interpertasi antara observasi berkas yang menumpuk membutuhkan pengetahuan geologi untuk meniru secara cermat lingkungan geologi yang sebenarnya. Metode-metode pengulangan yang melibatkan penilaian dan perbaikan yang progresif semakin menambah waktu dan biaya untuk menciptakan model-model bawah-tanah.
Tidak seperti komunitas pengguna berbasis industri sumberdaya yang lama, maka banyak pengguna yang potensial saat ini di mana model dan visualnya tidak mampu menginterpertasi data geosains dasar atau mengevaluasi jasa interpertasi alternatif. Mereka ini mungkin tidak mampu membedakan antara teori dan fakta. Singkatnya, pengguna baru tersebut jelas sangat menginginkan “solusi bukan data” dan informasi yang mudah dimengerti. Pengguna-pengguna ini dapat diklasifikasikan berdasarkan kemampuan menerima informasi sebagai klien yang “pandai” dan “praktis”. Klien yang “pandai” tersebut adalah mereka yang dapat menerima dan menginterpertasi atau mengevaluasi berkaitan dengan data yang banyak, sedangkan klien yang “praktis” pengguna yang tidak mau repot yang menginginkan jawaban yang relatif sederhana dan ringkas.
4.2 Proses Pemodelan Geolog i
Langkah-langkah dalam pemodelan geologi secara sederhana diperlihatkan dalam Gambar 4.1 (Turner dan Gable, 2011). Data mentah yang dikumpulkan dari berbagai sumber dapat dibedakan dalam dua jenis, yaitu data tetap dan sifat data. Yang pertama digunakan untuk membuat model geometri 3D seperti terlihat pada sisi kiri gambar. Pemodelan geometri melibatkan dua hal, yaitu pengembangan representasi geometri yang tepat dari kerangka-kerja dasar-dasar geologi, dan pembagian berurutan atau pemisahan kerangka-kerja untuk menyediakan kontrol penyelesaian analitis dalam model numerik yang digunakan dalam model prakiraan. Tanda panah horisontal menghubungkan pemisahan dan operasi pemodelan analitis.
22 Batuan Inti Penyimpan Minyak dan Gas Bumi
4.2.1 Model Geometri
Pengembangan secara geometri yang tepat mewakili kerangka kerja geologi, cocok memvisualisasikan untuk membantu menjelaskan dan kontrol distribusi nyata serta perambatan sifat-sifat batuan yang dibutuhkan untuk pemodelan. Pemahaman kerangka-kerja yang diselesaikan dengan menerapkan berbagai jenis data (Google, 2011), termasuk (a) lubang bor dan data sederhana yang terisolasi, (b) permukaan (segitiga, segiempat), (c) kisi 2D dan lubang-kecil (grid and mesh), dan (d) berbagai model iso-volumetrik yang dibuat dari berbagai permukaan, potongan melintang, dan kisi-lubang.
4.2.2 Model Stratig rafi Berlapis
Lingkungan geologi sedimenter dimodelkan dengan membuat permukaan-permukaan yang didefinisikan sebagai lapisan antar-muka (interface), permukaannya ditumpuk sesuai dengan urutan stratigrafinya, yang memisahkan antara permukaan-permukaan sebagai satuan geologi. Pembuatan permukaan individual biasanya dilanjutkan oleh salah satu dari: 1. menggunakan pengamatan lubang-bor untuk menciptakan permukaan segitiga yang jelas, 2. menerapkan pembentukan permukaan dan prosedur pengkonturan pengamatan
Gambar 4.1
Skema proses pemodelan geologi (Turn er d an Gable, 2011)
23 Batuan Inti Penyimpan Minyak dan Gas Bumi
lubang-bor, dan 3. mengembangkan serangkaian potongan-melintang yang mudah diinterpertasi antara lubangbor-lubangbor. Tanpa memperhatikan metode yang digunakan, tetap ada beberapa masalah. Permukaan-permukaan yang dibuat secara terpisah bisa saja saling berpotongan yang tidak mungkin dapat diselesaikan secara geologi. Peninjauan ulang secara hati-hati dan penampilan semua permukaan biasanya dibutuhkan pada area erosi atau bukan pengendapan. Sementara itu, menentukan volume yang mewakili lokasi secara cermat pada kontak permukaan yang sudah diketahui juga penting. Ada hal yang sama sukarnya, tetapi langkahnya sama pentingnya adalah menentukan di mana letak isopach kontur nol pada satuan stratigrafi. Karena beberapa sistem perangkat lunak membutuhkan semua permukaan muncul di seluruh domain model, maka permukaan harus diperluas dengan satuan “ketebalan nol” yang menyebabkan masalah pada penampilan yang benar. Terbatasnya pendekatan ini adalah geometri hanya dapat diwakili oleh satu fungsi yang punya satu harga, Z (x,y).
4.2.3 Model B ukan Strati grafi
Daerah yang memiliki struktur geologi kompleks, atau tanpa urutan perlapisan, harus dimodelkan dengan teknik lain. Salah satu pendekatan adalah dengan mengembangkan serangkaian bentuk yang kompleks pula termasuk volume yang diperoleh dari sejumlah interpertasi potongan-melintang. Volume individual harus berbagi permukaan yang menempel sehingga tidak ada lagi ruang kosong atau volume yang tumpang-tindih. Ada beberapa produk yang
Gambar 4.2
24 Batuan Inti Penyimpan Minyak dan Gas Bumi menyediakan kemampuan pembentukan model. Suatu pendekatan alternatif mulai dengan seluruh volume regional dan kemudian dibagi menjadi daerah-daerah dengan serangkaian permukaan-permukaan yang saling memotong mewakili ketidakterusan utama seperti zona geser atau patahan. Pada Gambar 4.2 diperagakan konsep ini sebagai pembentukan geometri padat. Berbagai daerah dapat dianggap memiliki sifat-sifat material yang jelas dengan anisotropi terorientasi atau gradien, sedangkan permukaan yang tidak menerus diberi lebar dan sifat-sifat yang unik. Pembatasan pendekatan ini adalah semua geometri harus dinyatakan tertutup, volume yang kedap udara. Geometri yang tidak bermacam-macam, seperti sebuah bidang patahan yang berhenti di dalam volume atau lubang bor diwakili sebagai garis volume nol, tidak dapat diwakili.
4.2.4 Model Patahan
Strata batuan pada sisi lain suatu patahan bisa mempunyai ketebalan yang sama atau berbeda, dan karakternya tergantung pada jenis patahan dan hubungan sementara antara proses pengendapan dan proses patahan. Sejumlah alat pemodelan telah diusulkan untuk membantu pembentukan model di bawah asumsi spesifik. Patahan bisa saja menjadi saluran aliran
fluida, atau kadang-kadang malah bertindak menjadi penghalang aliran. Ini pun dapat menambah anisotropi untuk distribusi secara tepat oleh model numerikal. Vertikal atau hampir vertikal, patahan dan zona yang hampir horisontal dapat didefinisikan dengan menambah permukaan pada model stratigrafi yang sudah ada. Ini menambah semakin kompleksnya pembentukan model, yang sebaliknya menjadi langkah langsung. Patahan yang sedikit miring menimbulkan kesukaran pemodelan yang lebih besar.
4.2.5 Disk retisass i
Distribusi yang tepat biasanya dimodelkan dengan menerapkan metode diskretisasi dengan membagi kerangka-kerja objek menjadi serangkaian elemen-elemen kecil. Ada teori suatu badan berkaitan dengan desain dan konstruksi kisi yang tepat untuk persyaratan model yang berbeda
Ada dua jenis kisi, struktur dan tidak struktur. Telah ada produk komersial yang tergantung terutama pada ukuran kisi dan terstruktur. Sementara model 3D membutuhkan ukuran kisi volumetrik, perbedaan di antara pendekatan diilustrasikan dalam Gambar 4.3
25 Batuan Inti Penyimpan Minyak dan Gas Bumi
4.2.6 Kisi Terst rukt ur
Suatu kisi seluler teratur, seperti pada Gambar 4.3B, merupakan model yang paling umum. Suatu volume 3D dibagi menjadi elemen volume diskrit atau “voxel” yang biasanya berbentuk kubus biasa. Kalau selnya ukurannya kecil sekali, maka informasi rinci tentang geometri yang penting bisa saja hilang, tetapi sebenarnya sel yang kecil menghasilkan berkas model yang besar sekali. Sel “quadratree” (Gambar 4.3C) memberikanfleksibilitas tinggi pada penyesuaian resolusigrid yang dibutuhkan dalam 3D, representasioctree memberikan kegunaan yang sama. Lapisan sedimen lebih jelas secara lateral daripada secara vertikal, sehingga ada model komersial yang menawarkan “voxel”geoseluler.
4.2.7 Kisi Tidak Terst rukt ur
Kisi tidak terstruktur (lihat Gambar 4.4) tidak dibatasi oleh adanya “node” yang tetap dan muka struktur yang mampu mengkaitkan dengan model elemen terbatas. Kisi tidak terstruktur tiga dimensi yang didasarkan pada segiempat dan segienam biasanya bermanfaat untuk pemodelan patahan dan rekahan yang tidak menerus ini memberikan kebebasan selama pengembangan
Gambar 4.3
26 Batuan Inti Penyimpan Minyak dan Gas Bumi model, tapi akan menambah biaya komputerisasi dan tambahan usaha dalam mengkonstruksi model serta membutuhkan penggunaan perangkat lunak yang canggih.
4.2.8 Model Prakiraan
Sasaran utama pemodelan geometri bawahtanah adalah untuk memberikan kontrol geometri dan distribusi sifat-sifat pada beberapa jenis pemodelan numerik. Dan maksud tujuan pemodelan analitis tersebut adalah untuk prakiraan.
Sisi kanan Gambar 4.1 mengidentifikasi langkah-langkah model prakiraan tersebut. Prakiraan memiliki karakter ekstrapolasi daripada interpertasi, jadi ini melibatkan ketidakpastian dan risiko. Prakiraan mengarah pada pengambilan keputusan. Hasil prakiraan ini sering membutuhkan dukungan visualisasi dan interpertasi yang dapat disajikan dan digunakan oleh `pelanggan` hasil pemodelan tersebut. Model geometri dan prakiraan diperlihatkan pada Gambar 4.1 sebagai cara menyajikan visualisasi dan interpertasi yang diteruskan kepada pelanggan.
4.3 Pemodelan Geolog i Dalam Sistem Pengelolaan Info rmasi
Hasil penyampaian model yang efisien dan juga pemodelan yang efektif tergantung pada penggunaan informasi pengelola yang rumit. Contoh dokumen
Gambar 4.4
27 Batuan Inti Penyimpan Minyak dan Gas Bumi
yang relatif sedikit muncul dari pendekatan yang terintegrasi. Inti teknik pusat mengandung alat teknik yang mendukung pengembangan model kerangka kerja geologi dan pemodelan numerik simulasi prakiraan. Inti teknik dikelilingi oleh empat komponen pendukung (Gambar 4.5). Komponen infrastruktur dibutuhkan untuk menjaga agar sistemnya dapat beroperasi secara mulus. Komponen pengelolaan kerangka kerja menyediakan alat untuk mengakses inti teknik, termasuk menjalin pengguna, dan juga menghubungkan kepada penilaian risiko dan komponen pendukung keputusan yang mengandung alat perangkat lunak untuk penilaian risiko dan pengambilan keputusan. Komponen penyebaran mengatur produksi dan distribusi hasil yang dikembangkan sistem.
Gambar 4.5
Penggabungan data geologi dan pengelolaan informasi (Rosenbaum dan Turner, 2003)
4.4 Paradigma Baru
Para akhli kebumian sekarang berada di mana ketelitian dan kecepatan bukan lagi merupakan bahan saling tukar menukar informasi utama, karena sudah tersedianya komputer canggih dengan sistem kecepatan dan kemampuan penyimpanan yang tidak merupakan halangan. Data akurat dapat disimpan dalam sistem yang besar dan/atau mudah didistribusikan. Data rinci model dapat dibuat untuk memenuhi keinginan penggunanya. Metadata dan
28 Batuan Inti Penyimpan Minyak dan Gas Bumi kamus memungkinkan berbagi data dan model di antara para profesional sebagai kerangka-kerja dan praktek terbaiknya. Hal yang sama dapat dilakukan kepada publik dan investor melalui internet dan mereka membantu memperoleh penyebaran pengetahuan. Sistem yang demikian merupakan dasar dari s istem pemodelan geologi yang akan dilanjutkan. Sedang dalam proses dengan membangun bahasa baru untuk mempelajari dan memprakirakan sistem yang rumit dalam lingkungan terbuka yang akan dibagi.
4.5 Jalan ke Depan
Ada dua sisi data manajemen dan interpertasinya yang tercakup, yaitu: pengumpulan data (data lapangan, data model, database obyek dan masa depan), dan data model terpisah (ketelitian, luas, mudah, dan dalamnya). Ini akan dapat membantu menterjemahkan proses yang sedang berlangsung dari analog (catatan, peta) ke digital (database dan model). Ini semua akan mengurangi usaha dari hari ke hari oleh para akhli sains yang dapat diulangi dan bisa dibagikan dari sistem tersebut. Dengan demikian ketelitian dan konsistensi dapat ditujukan dan dikontrol melalui proses:
Perskalaan; jejak dan data yang diproses pada skala dan ketelitian yang sesuai untuk setiap tampilan, pada sistem yang cocok pada jumlah data yang ada
Stabil; menciptakan model data dan metadata di mana kerangka-kerja atau konsep yang muncul tidak saling mempengaruhi, dan pada landasan yang selalu timbul dan berubah seiring berjalannya waktu.
Membagi; penyimpanan dan pengelolaan data serta interpertasi manakala prosesnya dapat dimutakhirkan dan dijaga sewaktu proses pengerjaan sistem sedang berlangsung, di antara kelompok akhli dan publik.
29 Batuan Inti Penyimpan Minyak dan Gas Bumi