Porositas dapat dihitung secara tidak langsung menggunakan pendekatan
well logging. Porositas berpengaruh terhadap densitas batuan dan keterdapatan
hidrokarbon atau air formasi mempengaruhi porositas batuan. Terdapat banyak log yang dapat dipakai untuk menghitung porositas batuan seperti Photoelectric (PE), Densitas, Neutron, Nuclear Magnetic Resonance, dan Sonik. Kurva log yang umum dipakai dalam perhitungan porositas yaitu log densitas dan log neutron.
4.2.1 Log Densitas
Menurut Rider (2002) log densitas adalah rekaman densitas keseluruhan (bulk
density) batuan. Bulk density ini mencakup densitas matriks dan fluida di
32 menyusun batuan dan volume fluida bebas di dalam pori-pori. Contohnya, densitas batupasir kuarsa tanpa porositas memiliki bernilai 2,65 g/cc yaitu densitas dari kuarsa itu sendiri. Kehadiran air dalam porositas batupasir ini akan menghasilkan nilai densitas sebesar 2,49 g/cc.
Prinsip pengukuran alat ini adalah membombardir formasi batuan dengan sinar gamma ray berenergi menengah sampai tinggi (0,2–2,0 MeV) dan mengukur attenuasi antara sumber energi dengan detektor (Gambar 4.5). Peristiwa attenuasi ini disebut dengan penghamburan Compton (Compton
scattering) dimana terdapat elektron formasi yang terhambur keluar karena
energi sinar gamma. Hubungan antara elektron yang terhambur keluar ini merupakan gambaran mengenai densitas elektron dalam formasi yang secara langsung berhubungan dengan densitas batuan. Menurut Rider (2002) di dalam formasi yang memiliki densitas tinggi penghamburan elektron jarang dan hanya sedikit yang sampai ke alat detektor sebaliknya di dalam batuan yang berdensitas rendah penghamburan elektron lebih banyak terjadi.
Dari gambar tampak adanya 2 (dua) jenis detektor. Detektor yang letaknya lebih jauh dari sumber radiasi disebut detektor sumbu pendek, sedangkan yang letaknya lebih jauh dari sumber radiasi disebut detektor sumbu panjang. Detektor sumbu panjang memegang peranan penting dalam pengukuran densitas, sedangkan detektor sumbu pendek sangat dipengaruhi oleh kerak lumpur. Dengan adanya detektor sumbu pendek ini, maka kompensasi terhadap adanya kerak lumpur dapat dilakukan terhadap hasil logging. Densitas yang dibaca oleh tiap detektor tidak akan sama. Jika kerak lumpur lebih berat daripada formasi, maka densitas yang terbaca lebih tinggi, begitu sebaliknya. Perbedaan nilai densitas antara sumbu panjang dengan sumbu pendek memberikan besarnya koreksi yang harus ditambahkan atau dikurangkan kepada detektor sumbu panjang.
33 Log densitas dapat digunakan secara kualitatif dan kuantitatif. Secara kuantitatif log ini digunakan dalam perhitungan porositas densitas dari hubungan persamaan bulk density batuan.
ρb= porositas (Φ) x densitas fluida + (1-Φ) densitas matriks ………. (4.2) Dengan menurunkan persamaan tadi didapatkan perhitungan porositas
porositas (Φ) = ρma- ρb
pb-ρf
………. (4.3)
Keterangan:
ρma= densitas matrik batuan
ρb = bulk density (dibaca dari log densitas) ρf = densitas fluida
Selain dalam perhitungan porositas log densitas juga digunakan untuk menghitung impedansi akustik dikombinasikan dengan log sonik. Secara kualitatif log densitas digunakan untuk interpretasi litologi, identifikasi mineral, identifikasi overpressure, dan rekahan.
Gambar 4.5 Prinsip pengukuran logging densitas (a) dan alat logging densitas (b) (Serra, 2004).
4.2.2 Batasan Log Densitas
Seperti proses logging lain logging densitas mempunyai keterbatasan alat dan variabelnya. Batasan dari logging ini antara lain:
a. Lubang buruk
Lubang yang buruk akan memberikan nilai log yang tidak pasti meskipun sudah menggunakan sistem dua detektor.
-Ray
W e
34 b. Kandungan serpih
Serpih memenegaruhi pegukuran densitas sebesar jumlah volumenya. Koreksi terhadap serpih perlu dilakukan untuk memperoleh densitas sesungguhnya. c. Hidrokarbon
Jika terdapat hidrokarbon maka densitas air (pf) dalam rumus diatas mungkin perlu dirubah untuk memperoleh porositas densitas. Kehadiran hidrokarbon terutama gas akan mengurangi densitas formasi yang berakibat terhadap besarnya nilai porositas.
d. Lumpur barit
Barit dalam lumpur seringkali dapat dideteksi oleh penyimpangan yang tajam dari defleksi kurva ke kanan. Namun kehadiran barit menjadi adanya indikasi rekahan dalam batuan karbonat.
4.2.3 Log Neutron
Menurut Rider (2002) log neutron adalah rekaman reaksi formasi batuan terhadap bombardir neutron berkecepatan tinggi. Neutron memiliki massa yang hampir sama dengan atom hidrogen dan menurut hukum fisika neutron yang menumbuk dengan atom lain dengan massa yang sama akan mengalami penurunan kecepatan. Log neutron ini merekam jumlah neutron yang tertangkap kembali oleh detektor sehingga berhubungan dengan indeks hidrogen formasi.
Porositas dari log ini berhubungan dengan indeks hidrogen batuan. Jika dalam batuan terdapat banyak air, maka porositas akan berkurang dan nilai kurva log neutron akan tinggi. Jika terdapat porositas yang banyak di dalam batuan nilai kurva log neutron batuan menjadi rendah. Porositas dari log ini dinyatakan dalam
35
Gambar 4.6 Alat logging Compensated Neutron Logging. Alat ini terdiri atas pendeteksi neutron dual
spacing. Rasio dari counting rate kedua detektor menghasilkan neutron porosity index (Serra, 2004).
Alat logging neutron memiliki sumber zat kimia yang memancarkan neutron dengan energi 4MeV. Dengan energi sebesar ini, maka kecepatan luncur dari neutron ini adalah 2800 cm/µsec (Gambar 4.6).
Respon alat logging neutron mencerminkan banyaknya atom hidrogen di dalam formasi batuan. Karenya minyak dan air mempunyai jumlah hidrogen per unit volume yang hampir sama, maka log neutron akan memberikan respon porositas fluida dalam formasi bersih. Namun pada formasi lempung yang mengandung atom-atom hidrogen dalam susunan molekulnya, porositas yang terukur akan terlihat seolah-oleh lebih tinggi. Hal ini disebabkan karena alat
logging neutron tidak dapat membedakan atom hidrogen yang terikat pada
mineral batuan.
Log neutron akan memberikan respon porositas yang lebih rendah daripada porositas formasi sesungguhnya pada daerah gas yang cukup dekat dengan dinding sumur. Hal ini disebabkan karena gas memiliki atom hidrogen yang lebih rendah daripada air dan minyak.
36 4.2.4 Batasan Log Neutron
Seperti proses logging lain logging neutron mempunyai keterbatasan alat dan variabelnya. Batasan dari logging ini antara lain:
a. Serpih dan air-terikat (bound water)
Alat neutron melihat semua atom hidrogen dalam formasi. Alat neutron akan melihat air-terikat berasosiasi dengan serpih. Karna serpih umumnya memiliki HI, maka pada formasi serpihan (shaly formation) porositas yang terbaca dari log ini akan lebih besar daripada porositas yang sebenarnya.
Selain itu kehadiran mineral hidrat lain sepertih gypsum akan menghasilkan nilai porositas neutron yang lebih tinggi daripada porositas sesungguhnya. Hal ini cukup signifikan dalam perhitungan petrofisika.
b. Tipe fluida
Residu minyak menyebabkan porositas neutron membaca lebih rendah karena nilai HI hidrokarbon yang rendah. Gas menyebabkan bacaan porositas neutron sangat rendah karena nilai HI gas yang jauh lebih kecil daripada air dan minyak.