PEMODELAN SINTETIK GAYA BERAT MIKRO SELA

Teks penuh

(1)

Pemodelan Sintetik Gaya Berat Mikro Selang Waktu Lubang Bor

Menggunakan BHGM AP2009 Sebagai Studi Kelayakan Untuk Keperluan

Monitoring dan Eksplorasi Hidrokarbon

Oleh :

Andika Perbawa1), Indah Hermansyah Putri1)

1) Teknik Geofisika – Institut Teknologi Bandung

_______________________________________________________________________________________ SARI

Dalam peningkatan produksi migas di suatu lapangan dilakukan suatu usaha yang

dinamakan EOR (Enhance Oil Recovery). EOR dapat berupa injeksi air, uap, bahan kimia

bahkan mikrobakteri. Namun sulit untuk mengetahui daerah mana saja yang terpengaruh injeksi

serta ke mana saja penyebarannya. Metode gaya berat selang waktu saat ini sudah digunakan

dalam memantau pergerakan fluida di dalam reservoir serta menentukkan posisi terbaik untuk

sumur pengembangkan atau sumur injeksi. Metode gaya berat mikro selang waktu lubang bor

merupakan suatu metode pengembangan dari metode gaya berat selang waktu dimana

akuisisinya dilakukan di dalam lubang bor.

Metode ini bermula tahun 1950-an dan akan terus berkembang hingga sekarang. Ide dari

metode ini adalah mengukur perubahan anomali gaya berat di lubang bor karena terjadinya

perubahan densitas di dalam reservoir yang disebabkan oleh pergantian minyak oleh air atau uap.

Dengan menggunakan program BHGM AP2009, kita dalam melakukan pemodelan ke depan dan

menganalisis anomali gaya berat selang waktunya. Pendekatan yang digunakan adalah model

(2)

dalam program maka, model anomali densitas yang dibuat dalam program ini dapat berupa

model dengan sebaran densitas heterogen.

Hasilnya, kita dapat memperkirakan berapa ketebalan, besar geometri, posisi dari

anomali serta mengajukan saran kepada tim lapangan dimana posisi paling baik dalam

melakukan pengambilan data gaya berat lubang bor. Dengan mengkombinasikan metode ini

dengan metode gaya berat di permukaan maka kegiatan pemantauan dan eksplorasi hidrokarbon

akan menjadi lebih mudah diidentifikasi. Dengan mengimplementasikan metode ini diharapkan

tingkat keberhasilan EOR semakin tinggi.

Kata kunci : Anomali gaya berat, gaya berat lubang bor, BHGM AP2009.

_______________________________________________________________________________________ PENDAHULUAN

Dewasa ini, perkembangan keilmuan

geofisika semakin meningkat dengan pesat.

Berbagai metode geofisika tumbuh seiring

dengan perkembangan zaman dan teknologi.

Bukan hanya dari segi perangkat lunak

dalam mengolah data geofisika namun

instrumentasinya pun turut berkembang

dengan pesat. Baik dalam industri migas dan

tambang mineral, metode geofisika tidak

hanya digunakan dalam tahap eksplorasi

semata melainkan dalam tahap monitoring

atau pemantauan kondisi lapangan.

Khusus untuk pemantauan gayaberat

di suatu lokasi dalam selang waktu tertentu

dan dikenal sebagai metode gayaberat

selang waktu, orde yang digunakan dapat

mencapai orde mikroGal. Untuk mengukur

metode gayaberat selang waktu diperlukan

akuisisi minimal dua kali (Kadir dan

Setianingsih, 2003). Adapun target bodi

anomali dalam gayaberat selang waktu ini

dapat berupa perubahan densitas akibat

pergantian massa di dalam reservoir yang

merepresentasikan aliran fluida dalam

(3)

Metode gayaberat selang waktu

permukaan sudah lazim digunakan dalam

memantau pergerakan fluida di dalam

reservoir migas. Namun sekarang mulai

dikembangkan metode gayaberat selang

waktu lain untuk memantau pergerakan

fluida tersebut melalui skema baru yaitu

metode gayaberat lubang bor (Borehole

Gravity). Idenya adalah dengan menangkap

respon gayaberat yang diukur di dalam

lubang bor sehingga diharapkan resolusi

vertikal dan ketebalan area yang terjadi

perubahan densitas akan terpetakan lebih

baik daripada pengukuran yang dilakukan di

permukaan.

METODELOGI

Untuk mengetahui respon anomali

gayaberat lubang bor, penulis membuat

program pemodelan ke depan yang diberi

nama BHGM AP2009 (Borehole Gravity

Measurements Andika Perbawa 2009)

(Perbawa, 2009) dengan menggunakan

bahasa pemrograman Matlab. Program yang

dibuat merupakan program yang user

friendly karena didesain sedemikian rupa

sehingga user dapat melakukan input data

dan memilih parameter pengukuran dengan

mudah.

Penulis membuat program ini untuk

melihat respon dari anomali gayaberat

lubang bor lebih mudah dan cepat karena

tidak perlu melakukan eksekusi program

berulang kali. Untuk melakukan analisis

amplitudo dari respon anomali gayaberat

maka data output dari program ini dapat

diolah melalui software lain seperti

Microsoft® Excel. Konsep perhitungan

anomali gayaberat dalam program ini

menggunakan pendekatan model anomali

oleh suatu prisma tegak segi empat (Plouff,

1976). Setiap kotak adalah sebangun dan

identik baik grid horizontal maupun vertikal

oleh karena itu, pemakai harus mendesain

terlebih dahulu bodi anomali agar sesuai

(4)

pemakai bisa berupa bodi dengan densitas

yang homogen dan dapat juga yang

heterogen.

Setelah program berhasil dibuat,

penulis mencoba untuk menganalisis respon

gayaberat dalam lubang bor untuk

posisi-posisi pengukuran tertentu. Dengan cara

seperti itu, penulis dapat melihat sensitifitas

dari pengukuran gayaberat di dalam lubang

bor. Akhirnya penulis dapat mengetahui

seberapa layakkah metode ini digunakan

dalam usaha eksplorasi maupun monitoring

pergerakan fluida bawah permukaan akibat

efek dari injeksi maupun produksi.

PEMBUATAN DAN PENGUJIAN PROGRAM BHGM AP2009

Pada tampilah GUI di Gambar 1,

nampak tombol – tombol yang digunakan

untuk melakukan input parameter maupun

untuk melakukan eksekusi program.

Sebelum memulai program ini, Hendaknya

user memodelkan dahulu bentuk anomali

gayaberatnya dengan koordinat pusat prisma

sebagai posisi anomalinya. Kita dapat

meng-Quality Control model tersebut dengan

menekan tombol “show model”. Setelah itu,

user dapat memasukkan input parameter

pengukuran sesuai dengan yang diinginkan,

kemudian melihat respon gayaberatnya pada

tombol “plot BHGM”. Setelah itu, data

gayaberat lubang bor dapat disimpan dengan

nama file yang dapat user tulis sendiri.

(5)

Gambar 1.Graphic User Interface (GUI) dari BHGM AP2009.

(6)

Untuk menguji apakah program

BHGM AP2009 sudah benar dan layak

digunakan atau tidak maka penulis

membandingkannya dengan program yang

sudah popular digunakan saat ini yaitu

Geomodel. Langkah pengujiannya yaitu

dengan membandingkan nilai gayaberat

dalam satu lintasan sepanjang 4000 meter,

dengan bodi berukuran panjang = 1000

meter, tebal = 200 meter dan strike = 200

meter ditunjukkan oleh Gambar 3. Respon

gayaberat yang terukur oleh program

BHGM AP2009 ditunjukkan oleh Gambar 4

sedangkan oleh program Geomodel

ditunjukkan oleh Gambar 5.

Gambar 3. Penampang bodi anomali dengan panjang = 1000 m, tebal = 200 m, dan strike ke arah y (tegak lurus kertas) = 200 m.

(7)

Gambar 5. Penampang dan respon gayaberat menggunakan Geomodel.

Dari kedua respon diatas, dicuplik

data anomali gayaberat setiap 50 meter

sepanjang penampang kemudian dihitung

RMSerror-nya antara BHGM AP2009 dan

Geomodel dan didapat error sebesar: 0,04

μGal. Dengan error yang sekecil itu maka

kita dapat meyakini bahwa program BHGM

AP2009 ini layak digunakan dan dapat

dipercayai kebenaran perhitungannya.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Untuk pemodelan sintetik dengan

lubang bor akan dibagi menjadi dua buah

skenario, yaitu model perlapisan dan model

sesar. Kedua model tersebut akan

menunjukkan kelebihan metode gayaberat

lubang bor dalam mengidentifikasi geometri

bodi. Pada model perlapisan, akan

ditunjukkan apakah metode gayaberat mikro

selang waktu lubang bor ini dapat digunakan

untuk membedakan dua buah bodi secara

vertikal dan seberapa jauh jarak yang bisa

diidentifikasi. Model dibuat dengan

ketebalan yang berbeda-beda dan dengan

jarak antara kedua bodi yang berbeda pula,

sehingga dapat diidentifikasi seberapa besar

pengaruh ketebalan bodi terhadap jarak

antara kedua bodi.

Sedangkan untuk model sesar, akan

(8)

selang waktu lubang bor ini dapat

mengidentifikasi satu bodi dengan bodi yang

lainnya baik ke arah vertikal maupun

horizontal dan seberapa besar pengaruh satu

bodi dengan bodi yang lainnya. Pada

pemodelan ini akan diterapkan sebagian dari

konsep seismik atribut yaitu atribut

amplitudo yang fungsinya untuk

memperjelas geometri dari bodi anomali.

a. Hasil dan analisis untuk model

perlapisan

Untuk model perlapisan, bodi

yang dibuat berupa dua buah

lapisan yang horizontal dengan

geometri panjang sebesar 400 m,

lebar sebesar 100 m dan tebal dari

20 m hingga 160 m. Jarak antar

kedua bodi pun berbeda – beda.

Lubang bor diposisikan di

tengah-tengah bodi anomali sehingga

respon yang diukur adalah respon

gayaberat yang maksimum. Ilustrasi

surveynya ditunjukkan oleh Gambar

6. Sedangkan hasil dari pemodelan

ini secara umum ditunjukkan oleh

Gambar 7 dan Gambar 8 di bawah

ini.

(9)

Gambar 7. Log gayaberat lubang bor untuk model perlapisan. Untuk jarak 80 m, separasi bodi berdasarkan respon anomali dapat dibedakan dengan baik.

Gambar 8. Log gayaberat lubang bor untuk model perlapisan dengan jarak 20 m. Bentuk seperti di atas adalah batas minimum bahwa kedua perlapisan dapat dipisahkan.

Dengan cara pengukuran

seperti ditunjukkan oleh Gambar 7

dan 8 maka dilakukan pula

pengukuran untuk berbagai bodi

anomali dengan ketebalan dan jarak

(10)

beda. Sampling interval

pengukuran harus jauh lebih kecil

daripada ketebalan bodi maupun

jarak antar bodi. Hal ini

dimaksudkan untuk menghindari

aliasing data.

Berdasarkan hasil pemodelan

sintetik di atas dapat dianalisa

bahwa semakin jauh jarak antar

kedua bodi, maka batas base dari

bodi yang berada di atas dan top

dari bodi yang berada dibawahnya

dapat diidentifikasi lebih jelas. Hal

ini terjadi karena pengaruh

superposisi dari respon gayaberat

satu bodi terhadap bodi yang

lainnya sangat kecil. Di satu sisi,

suatu titik akan mengalami harga

yang negatif besar akibat bodi di

atasnya sedangkan kontribusi harga

positif dari bodi di bawahnya

sangat kecil sekali, begitu pun

sebaliknya. Hasil crossplot antara

jarak antar bodi dengan ketebalan

bodi ditunjukkan oleh Gambar 9 di

bawah ini.

(11)

Zona merah pada Gambar 9

menunjukkan zona kritis jarak antar

bodi yang masih dapat teridentifikasi

pada ketebalan tertentu. Zona biru di

atas zona merah menunjukkan jarak

yang aman agar batas kedua lapisan

teridentifikasi dengan jelas.

Sedangkan zona kuning di bawah

zona merah menunjukkan jarak yang

tidak dapat memperlihatkan batas

lapisan dengan jelas. Hal ini berlaku

untuk model perlapisan pada paper

ini.

b. Hasil dan analisis untuk model sesar

Hasil pemodelan untuk bodi

anomali yang terpisah baik secara

horizontal dan vertikal yang

ditunjukkan oleh Gambar 10. Dalam

geologi, keadaan seperti ini

merepresentasikan suatu bodi yang

terjadi pada keadaan patahan (fault).

Geometri dari bodi memiliki

panjang,x lebar x tebal (200x60x40)

meter.

Gambar 10. (a) Penampang horizontal, (b) Penampang vertikal. (c) Desain pengukuran gayaberat mikro selang waktu lubang bor untuk model sesar dengan menggunakan 13

(12)

Pengukuran dilakukan

dengan interval 10 meter. Spasi antar

lubang bor sebesar 20 meter. Panjang

pengukuran dilakukan dari

permukaan hingga kedalaman 1500

meter. Dengan desain pengukuran

seperti di atas, maka log gayaberat

yang terukur pada lubang bor akan

ditunjukkan oleh Gambar 11.

Gambar 11. Respon gayaberat diukur pada lubang bor nomor 3, 5, 7, 9 dan 11.

Berdasarkan log respon gayaberat

pada kelima contoh Gambar 11

maka, dapat diidentifikasi bahwa

posisi dari bodi anomali terpisah

dengan baik. Top dari bodi di sebelah

kiri atas berada di kedalaman sekitar

500 meter dan base berada di

kedalaman sekitar 540 meter.

Sedangkan top untuk bodi di sebelah

kanan bawah berada di kedalaman

sekitar 700 meter dan base berada di

kedalaman sekitar 740 meter.

(13)

lubang bor nomor 7, log gayaberat

begitu meragukan. Bila dilihat besar

amplitudonya yang jauh lebih kecil

dibandingkan dengan log lubang bor

yang lainnya, dapat disimpulkan

secara kasar bahwa lubang bor

nomor 7 tidak menembus bodi

anomali.

Bila semua data respon

gayaberat dari ke-13 lubang bor

tersebut diambil maka akan terlihat

suatu kemenerusan seperti yang

ditunjukkan oleh Gambar 13. Warna

merah menunjukkan amplitudo

positif yang merepresentasikan top

dari bodi anomali, sedangkan warna

biru adalah base-nya.

Gambar 12. Penampang gayaberat mikro selang waktu lubang bor untuk model sesar.

Dengan mengadopsi teknik

atribut amplitudo dari

penginterpretasian data seismik

refleksi, maka dapat diubah

penampang respon gayaberat

(14)

yaitu absolut amplitudo dan energi

amplitudo (amplitudo kuadrat).

Ilustrasinya ditunjukkan Gambar 13.

Gambar 13. Penerapan teknik atribut amplitudo pada log gayaberat. (A) menggunakan amplitudo absolut. (B) menggunakan energi amplitudo.

Dalam penerapannya pada model

sesar di atas, metode gayaberat

mikro selang waktu lubang bor

nampaknya tidak mengalami

kesulitan. Batas – batas bodi pun

dapat diidentifikasi dengan mudah.

Log pada lubang bor yang tidak

menembus bodi akan menunjukkan

respon gayaberat yang kecil sekali

dengan lubang bor yang menembus

bodi. Oleh karena itu, efek gaya

tarik-menarik pada Gambar 13 akan

terkonsentrasi di dekat bodi itu

sendiri. Bila dibandingkan dengan

respon di lubang bor yang menembus

bodi, maka respon di lubang bor

yang tidak menembus bodi dapat

diabaikan.

Dengan menerapkan analisis

atribut amplitudo absolut, diperoleh

tampilan penampang yang berbeda.

Top dan base akan direpresentasikan

oleh warna merah yang

menunjukkan nilai maksimum

amplitudo positif. Jika diperhatikan

(15)

amplitudo masih bias atau smearing.

Oleh karena itu, diterapkanlah atribut

energi amplitudo dimana amplitudo

akan diperkuat dengan cara

dikuadratkan sehingga amplitudo

yang kecil akan tetap kecil

sedangkan amplitudo yang besar

akan semakin besar. Dengan teknik

ini , maka proses pengidentifikasian

top dan base menjadi lebih mudah

lagi karena nilai maksimum semakin

fokus di top dan base dari bodi

digunakan dalam pemodelan sintetik

metode gayaberat.

2. Metode gayaberat lubang bor untuk

pengukuran menembus bodi dapat

menunjukkan posisi dan bentuk

geometri bodi anomali, dimana top

dan base dari bodi direpresentasikan

oleh amplitudo maksimum dan

minimum.

3. Spasi pengukuran yang digunakan

harus lebih kecil dari ketebalan bodi

maupun jarak antar bodi.

4. Berdasarkan hasil analisa crossplot

ketebalan bodi terhadap jarak antar

kedua bodi menunjukkan bahwa

semakin tebal bodi anomali, maka

jarak antar bodi yang bisa dipisahkan

oleh gayaberat lubang bor semakin

pendek.

5. Analisa atribut amplitudo dapat

menghasilkan respon amplitudo

gayaberat yang lebih fokus dan

mengurangi smearing sehingga batas

dari bodi dapat terlihat lebih jelas.

6. Metode gayaberat mikro selang

waktu lubang bor ini mampu

mengidentifikasi bodi anomali secara

(16)

permukaan saja oleh karena itu,

penyebaran fluida injeksi dalam

reservoir akan terlihat lebih jelas

sehingga kita dapat menentukan

posisi terbaik untuk menempatkan

sumur injeksi baru maupun

menempatkan sumur produksi baru

pada tahapan eksplorasi.

DAFTAR PUSTAKA

Kadir, W.G.A., Setianingsih., 2003,

Penerapan Metode Gayaberat Mikro

4-D Untuk Proses Monitoring: JTM,

10, 170-179.

Perbawa, Andika., 2009. Pemodelan Sintetik

Metode Gaya Berat Mikro Selang

Waktu Lubang Bor. Tugas Akhir

Sarjana. Institut Teknologi Bandung.

Plouff, D., 1976. Gravity and magnetic

fields of polygonal prisms and

application to magnetic terrain

Figur

Gambar 1.  Graphic User Interface (GUI) dari BHGM AP2009.

Gambar 1.

Graphic User Interface (GUI) dari BHGM AP2009. p.5
Gambar 2. Diagram alir program BHGM AP2009.

Gambar 2.

Diagram alir program BHGM AP2009. p.5
Gambar 3. Penampang bodi anomali dengan panjang = 1000 m, tebal = 200 m, dan strike ke arah y (tegak lurus kertas) = 200 m

Gambar 3.

Penampang bodi anomali dengan panjang = 1000 m, tebal = 200 m, dan strike ke arah y (tegak lurus kertas) = 200 m p.6
Gambar 4. Respon gayaberat di permukaan menggunakan program BHGM AP2009.

Gambar 4.

Respon gayaberat di permukaan menggunakan program BHGM AP2009. p.6
Gambar 5. Penampang dan respon gayaberat menggunakan Geomodel.

Gambar 5.

Penampang dan respon gayaberat menggunakan Geomodel. p.7
Gambar 6. Desain akuisisi pada model perlapisan.

Gambar 6.

Desain akuisisi pada model perlapisan. p.8
Gambar 8. Log gayaberat lubang bor untuk model perlapisan dengan jarak 20 m. Bentuk seperti di atas adalah batas minimum bahwa kedua perlapisan dapat dipisahkan

Gambar 8.

Log gayaberat lubang bor untuk model perlapisan dengan jarak 20 m. Bentuk seperti di atas adalah batas minimum bahwa kedua perlapisan dapat dipisahkan p.9
Gambar 7. Log gayaberat lubang bor untuk model perlapisan. Untuk jarak 80 m, separasi bodi berdasarkan respon anomali dapat dibedakan dengan baik

Gambar 7.

Log gayaberat lubang bor untuk model perlapisan. Untuk jarak 80 m, separasi bodi berdasarkan respon anomali dapat dibedakan dengan baik p.9
Gambar 9. Crossplot antara ketebalan bodi dengan jarak antar bodi.

Gambar 9.

Crossplot antara ketebalan bodi dengan jarak antar bodi. p.10
Gambar 10. (a) Penampang horizontal, (b) Penampang vertikal. (c) Desain pengukuran gayaberat mikro selang waktu lubang bor untuk model sesar dengan menggunakan 13 lubang bor yang sejajar

Gambar 10.

(a) Penampang horizontal, (b) Penampang vertikal. (c) Desain pengukuran gayaberat mikro selang waktu lubang bor untuk model sesar dengan menggunakan 13 lubang bor yang sejajar p.11
Gambar 11. Respon gayaberat diukur pada lubang bor nomor 3, 5, 7, 9 dan 11.

Gambar 11.

Respon gayaberat diukur pada lubang bor nomor 3, 5, 7, 9 dan 11. p.12
Gambar 12. Penampang gayaberat mikro selang waktu lubang bor untuk model sesar.

Gambar 12.

Penampang gayaberat mikro selang waktu lubang bor untuk model sesar. p.13
Gambar 13. Penerapan teknik atribut amplitudo pada log gayaberat. (A) menggunakan amplitudo absolut

Gambar 13.

Penerapan teknik atribut amplitudo pada log gayaberat. (A) menggunakan amplitudo absolut p.14

Referensi

Memperbarui...