!
Permana Citra Adi dan Angga DirezzaEksplorasi PT.PERTAMINA EP
Email: permana.adi@pertamina ep.com ;angga.direzza@pertamina ep.com
Prediksi tekanan pori sebelum proses pengeboran menjadi hal yang sangat penting karena dapat merepresentasikan efektifitas tutupan, pemetaan migrasi hidrokarbon, serta analisa konfigurasi tutupan dan geometri cekungan. Disisi lain penentuan tekanan pori dapat membantu dalam pembuatan desain programcasingdan lumpur. Pada daerah Matindok, tekanan pori diturunkan dari kecepatan seismik 2D yang diperoleh dari hasil pemodelan kecepatan interval dengan menggunakan metodeCoherency Inversion, dimana metode coherency inversion mampu untuk memprediksi kecepatan interval lebih akurat untuk daerah yang berstruktur kompleks yang memiliki kurvamoveout yang non hiperbolik. Dengan menggunakan beberapa persamaan empirik, tekanan pori diraih dengan menurunkan densitas sebagai fungsi kedalaman, Total Stress (S), dan tekanan hidrostatik (PH) yang selanjutnya tekanan pori ini akan digunakan untuk melihat adanya zona overpressure dan melihat efektifitas tutupan.
!
Pengetahuan akan kondisi tekanan pori pada formasi sebelum dilakukan pengeboran sangat membantu untuk memprediksi adanya “drilling hazard” . Tekanan pori dapat diprediksi dari kecepatan elastik gelombang seismik yang di ubah dengan persamaan empiris menjadi tekanan pori. Untuk prediksi tekanan pori sebelum pengeboran, kecepatan gelombang seismik yang dihasilkan dari hasil prosesing sebenarnya tersedia, hanya saja resolusi dari kecepatannya kurang baik karena diasumsikan raypathnya simetris dan didekati dengan kurva hiperbola sehingga kecepatan yang diperoleh untuk kepentingan prediksi tekanan pori menjadi kurang akurat. Metode coherency inversionmampu untuk mengakomodasi event event yang
non hyperbolic NMO curve, metode ini mampu untuk memprediksi kecepatan interval lebih akurat.
Data kecepatan seismik yang akurat sangatlah diperlukan untuk melakukan transform dari kecepatan ke tekanan pori. Pendekatan dan rumus empiris yang digunakan adalah metode Eaton (1975) dan Bowers (1995) untuk memprediksikan tekanan pori dari kecepatan. Parameter perhitungan dan hasil prediksi tekanan pori akan dikalibrasi dengan sumur terdekat. Jika tidak ada data sumur, maka prediksi tekanan pori ini akan di gunakan dan dikoreksi selama pengeboran.
Sebelum dilakukan prediksi tekanan pori pada daerah usulan pemboran, penulis ingin terlebih dahulu mendapatkan gambaran bawah permukaan yang tepat baik secaraimagemaupun secara posisi baik horizantal maupun vertikal dan juga mendapatkan model kecepatan interval yang akurat yang nantinya akan digunakan dalam penentuan tekanan pori. ProsesPre stack depth migration
(PSDM) merupakan salah satu metode yang sangat baik untuk memperbaiki gambaran bawah permukaan dan mendapatkan model kecepatan interval yang akurat. Kecepatan yang diperoleh dari hasil prosesing seismik kurang memiliki resolusi yang baik. Kecepatan didapatkan daristacking velocityyang diberi bobot menjadi kecepatan migrasi atau Vrms yang kemudian diubah menjadi kecepatan interval dengan menggunakan metode Dix. Metode Dix ini menggunakan asumsi lapisannya datar, sudut datang kecil, raypathnya simetris, dan hiperbolik. Dengan menggunakan metoda Dix ini kecepatan akan selalu naik seiring dengan peningkatan kedalaman sehingga metode Dix ini memiliki kelemahan jika terdapat pembalikan kecepatan yang cukup besar, begitu juga untuk daerah yang berstruktur kompeks dimana kurva moveout
nya tidak hiperbolik prediksi kecepatannya menjadi tidak tepat dan berakibat pada gambaran bawah permukaan yang terbentuk pun menjadi tidak benar.
Dix merumuskan kecepatan untuk model berlapis sebagai berikut:
Dengan demikian kecepatan interval didapat sbb :
Metoda Dix sangat terbatas karena tidak memperhitungkan efek dari adanya struktur pada saatmoveout.Metoda yang lebih baik untuk mendapatkan kecepatan pada daerah yang terkena struktur adalah dengan cara pemodelan, salah satunya adalah metoda coherency inversion yang diperkenalkan oleh Landa & Koren (1991). Metoda
coherency inversion dilakukan untuk memprediksi nilai kecepatan interval yang lebih akurat menggunakan
raytracinguntuk mendapatkan kurva moveoutyang tepat. Metode ini dilakukan dengan membuatsemblance velocity
di sepanjang horizon interpretasi untuk mencari kemiripan yang paling tinggi dari setiap tras dalam kisaran window
tertentu sehingga dapat membuat CMP gather menjadi lurus. Metode ini mampu mengoreksi nilai kecepatan untuk event event yang kurva moveoutnya tidak hiperbola dan juga mampu mereduksi error hanya menjadi 1% saja dari yang sebelumnya 30 % jika menggunakan Dix. Metoda
coherency inversion dilakukan pada tahap awal pembentukan model kecepatan, proses ini sangat penting karena akan menentukan baik tidaknya kecepatan interval yang kita raih. Penentuan kecepatan dilakukan secara coba coba sampai didapatkan kondisi dimana CMPgatherlurus, namun demikian untuk kasus seperti di daerah Matindok yang memiliki struktur kompleks, trend dari semblance velocitypun harus diperhatikan agar kecepatan yang diraih maksimal dan secara konsep geologi dapat dipertanggung jawabkan.
Hasil dari coherency inversion akan diiterasi dengan menggunakanmodel based tomographysampai didapatkan
residual semblance horizontal dan vertikal yang nol atau mendekati nol dan flat gather tentunya. Penulis merekomendasikan melakukan iterasi maksimal 3 kali saja, jika lebih dari angka itu sebaiknya kembali ke tahap
coherency inversionmemperbaiki model yang dibentuk. Setelah mendapatkan kecepatan interval dengan resolusi yang baik, maka perkiraan untuk penentuan tekanan pori dapat dilakukan.
Tekanan pori didefinisikan sebagai tekanan yang timbul akibat adanya fluida yang mengisi pori batuan. Tekanan hidrostatik (PH) adalah tekanan yang diakibatkan oleh berat
" # $. Prosescoherency inversionuntuk memprediksi kecepatan interval untuk horizon biru. Trend kecepatan perlu diperhatikan dalam pemilihan nilai semblance. Pemilihan kecepatan yang benar akan terlihat dari bentuk
gatheryang lurus.
" # %. Final Velocity Interval hasil dari coherency inversion dan telah dilakukan iterasi sebanyak 3 kali.Terlihat pada penampang kecepatan interval (Vint) efek dari perubahan kecepatan secara lateral (tanda elips putus putus) telah dikoreksi tidak seperti pada penampang kecepatan RMS (Vrms).
" # &. Skematik raypath yang diasumsikan dengan metode Dix adalah simetris dan tidak memperhitungkan pembelokan raypath saat mengenai lapisan yang berbeda kecepatan, sehingga kecepatan moveout yang sebenarnya akan lebih cepat dari kecepatan moveout yang diprediksi. (Fagin,1999)
Gambar 2. Metode coherency inversion, kurva moveout
dihitung dan dibentuk melalui perhitungan semblance di sepanjang model yang dibentuk dari horizon interpretasi (Fagin,1999)
'
dari kolom fluida. Didefinisikan secara empiris sbb :
)
3
gz
P
H=
ρ
fdimana z, ρf, g adalah tinggi kolom fluida, densitas fluida dan percepatan gravitasi. Densitas fluida sangat bergantung pada jenis fluidanya tidak bergantung pada bentuk dan ukuran fluidanya. Overburden pressure(S) adalah tekanan yang timbul akibat berat dari matriks batuan dan fluida yang mengisi pori pada formasi, dirumuskan sbb :
∫
dimana ρbadalahbulk densitysebagi fungsi kedalaman. Tekanan efektif ataudifferential stressadalah tekanan yang bekerja pada kerangka batuan, dirumuskan sbb :
)
Nilai σ akan mengontrol proses kompaksi dari batuan sedimen. Tidak semua batuan mengalami kompaksi yang normal, ada kalanya batuan terganggu pada saat proses kompaksi, sehingga akan menurunkan nilai σ dan mengakibatkan terjadinya overpressure atau geopressure.
Geopressure dapat terjadi karena tekanan porinya terganggu dan memiliki nilai yang lebih besar dari tekanan hidrostatiknya. Zona overpressure hanya berlaku untuk litologi shale, karena batuan ini hanya terdiri dari dua komponen saja yaitu air dan butiran shale yang seragam.
Overpressure biasanya diakibatkan oleh kompaksi yang cukup cepat pada batuan yang permeabilitasnya rendah sehingga air yang ada didalamnya tidak dapat keluar dan terperangkap didalamnya yang berakibat terjadinya penyimpang tekanan dari tekanan hidrostatiknya. Zona
overpressure akan memiliki nilai tekanan efektif yang kecil dan memiliki porositas yang besar, sehingga dengan besarnya porositas akan mengakibatkan penurunan pada kecepatan. Hubungan inilah yang sering digunakan untuk memprediksi tekanan pori menggunakan data seismik. Proses prediksi tekanan pori dari kecepatan interval diawali dengan perhitungan densitas sebagi fungsi dari kedalaman dengan menggunakan metode Gardner yang secara empiris hubungannya dapat ditulis sbb :
)
dimana ρ(h) merupakan nilai rata rata densitas sedimen berdasarkan kedalamannya. Nilai densitas ini akan digunakan pada saat perhitungan S. Contoh dari penggunaandifferential stressuntuk prediksi tekanan pori telah dilakukan oleh Eaton (1975) dan Bowers (1995). Eaton dan Bowers membuat hubungan empiris antara kecepatan dengandifferential stresssbb :
)
dimana v0merupakan kecepatan dari sedimen yang belum terkompaksi namun tersaturasi fluida (air) dalam kasus ini diambil kecepatan 1500 m/s. Nilai A dan B menggunakan nilai teoritis dimana nilai A=4.4567 dan B=0.8168. dengan demikian differential stress dapat ditentukan sbb :
(
(
)
/
)
1/)
8
)
Dengan didapatkannya nilai S dan σ, maka tekanan pori dapat diprediksi dengan menggunakan persamaan (5).
Gambar 5. Profil tekanan pada cekungan klastik. Saat terjadi gangguan pada proses kompaksi maka tekanan pori akan lebih besar dari tekanan hidrostatik yang mengakibatkan menurunnya nilai tekanan efektif dan menyebabkan terjadinya geopressure atau overpressure
Analisa tekanan pori pada sumur acuan M 01 dilakukan untuk melihat kemungkinan adanya zona overpressure
pada daerah penelitian, dan dijadikan sebagai acuan pada daerah target jika terdapat pola seperti yang terdapat pada sumur acuan. Dari gambar 7 dapat diketahui bahwa zona
overpressure terdapat pada kedalaman 1700 2000 mss yaitu pada litologi shale yang diperlihatkan oleh penurunan trend sonic dalam satu litologi yang sama. Dari hasil prediksi dengan menggunakan persamaan Traugott,Eatons dan Bowers,dapat terlihat bahwa untuk zonaoverpressure
terjadi kenaikan tekanan pori yang nilainya menjadi lebih besar dari nilai tekanan hidrostatiknya. Data hasil uji kandungan lapisan (UKL) pada sumur ini menunjukkan 3064 psi pada kedalaman 2131 mss. Saat diplot pada kurva tekanan hasil prediksi memperlihatkan nilai yang cocok. Hal ini bisa dijadikan sebagai validasi dari penggunaan metode Traugott,Eatons dan Bowers untuk memprediksi tekanan
Hasil migrasi domain kedalaman (PSDM) menggunakan kecepatan interval hasil daricoherency inversion dan telah diiterasi sebanyak 3 kali dengan menggunakan metode
model based tomography memperlihatkan bahwa model kecepatan yang diraih sudah cukup baik. Hal ini terlihat dari nilaisemblance residual horizontal dan vertikal yang mendekati nol, begitu juga dengan depth gather yang memperlihatkan bentuk yang lurus. Dengan menggunakan model kecepatan interval yang tepat, image dari suatu penampang seismik dapat diperbaharui dan juga mendapatkan model kecepatan interval yang dapat digunakan untuk prediksi tekanan pori
Tekanan efektif yang dihasilkan dari transform kecepatan interval dengan menggunakan metode Eatons dan Bowers menunjukkan bahwa untuk daerah prospek M 0A menunjukkan nilai tekanan efektif yang lebih rendah dari sekitarnya pada zona shale yang berada tepat diatas zona target yang berupa batugamping. Rendahnya tekanan efektif ini kemungkinan besar berhubungan dengan adanya zona overpressure pada shale yang cukup tebal. Hal ini mirip dengan apa yang terjadi pada sumur acuan M 01. Tekanan pori yang dihasilkan menunjukkan untuk daerah prospek M 0A menunjukkan peningkatan tekanan pori dari atas ke bawah sampai dengan shale, kemudian saat masuk ke zona batugamping tekanan porinya menurun. Nilai tekanan pori yang lebih rendah pada zona objektif batugamping dari batuan penutupnya berupa shale dapat mengindikasikan bahwa shale ini memiliki kapasitas sebagai batuan penutup yang baik. Seperti diketahui bahwa fluida akan bergerak dari tekanan yang tinggi ke tekanan yang rendah. Jika tekanan pada reservoir lebih rendah dari " # *. Analisa overpressure pada sumur acuan M 01.
Terlihat adanya penurunan dari pola sonic pada litologi yang sama yaitu shale (ditunjukkan oleh nilai log GR yang sama). Penurunan nilai sonic ini merupakan akibat dari adanya zonaoverpressurepada shale (warna peach). Kurva yang paling kanan memperlihatkan prediksi tekanan pori dengan menggunakan metode Traugott (1997) dimana pada zona overpressure tekanan pori lebih besar dari tekanan hidrostatiknya dan titik merah manunjukkan data UKL yang nilainya 3064 psi pada kedalaman 2131m.
" # +. Penampang seismik hasil migrasi domain kedalaman (PSDM) dengan menggunakan model kecepatan interval hasil daricoherency inversiondan telah di iterasi tiga kali dengan menggunakan model based tomography.
-tekanan penutupnya maka fluida akan terperangkap dengan baik di reservoir tersebut karena terhambat oleh batuan penutupnya yang memiliki tekanan labih besar.
Jika di buat persamaan nilai spesific gravity (SG) yang setara dengan tekanan pori dapat dilihat bahwa untuk zona prospek nilai SG akan semakin meningkat bahkan langsung melonjak naik pada shale. Hal ini diperkirakan adanya overpressure sehingga diperlukan nilai SG yang lebih besar untuk menahan tekanan ini. Saat memasuki zona target berupa batugamping nilai SG menurun kembali, hal ini bisa diindikasikan bahwa pada zona target yang berupa batugamping bisa terjadi loss circulation dimana untuk menanggulanginya bisa dilakukan dengan memberikan nilai SG yang lebih rendah. Namun demikian ini semua merupakan prediksi dari data seismik, sehingga tidak bisa juga kita mempercayai 100% dan selama pengeboran bisa dilakukan pemeriksaan terhadap prediksi ini. Namun prediksi ini dapat dijadikan quick look untuk melihat kondisi tekanan bawah permukaan.
Penggunaan metodecoherency inversionsangat membantu dalam mendapatkan model kecepatan interval yang lebih baik dan lebih benar dibandingkan dengan metoda Dix, sehingga dengan didapatkannya model kecepatan interval yang baik dapat menghasilkan image yang lebih baik pula pada saat di migrasi dalam domain kedalaman (PSDM) dan juga bisa dijadikan input untuk memprediksi tekanan pori dengan lebih baik.
Hasil prediksi tekanan efektif dan tekanan pori pada posisi umur usulan M 0A menunjukkan adanya nilai tekanan efektif yang rendah pada zona shale tepat diatas reservoir yang bisa diindikasikan sebagai adanya zonaoverpressure
seperti yang terdapat pada sumur acuan M 01. namun demikian shale pada posisi ini memiliki sealing capacity
yang baik untuk bisa memerangkap hidrokarbon.
. / 0
Castagna, J. P., 1993, The Leading Edge,&1, 172–179. Dutta, N.C, 2002, Geopressure Prediction Using Seismic
Data : Current Status and The Road Ahead, GEOPHYSICS,(*, 2012 2041
Fagin, Stuart, 1999, Model Based Depth Imaging, Society Of Exploration Geophysicists
Sayers, C.M, G.M. Johnson, and G. Denyer, 2002, Predrill Pore pressure Prediction Using Seismic Data,
GEOPHYSICS,(*21286 1292. 3 !
Penulis mengucapkan terima kasih kepada Eksplorasi PT.PERTAMINA EP dan BPMIGAS yang telah memberikan ijin dalam penggunaan data ini. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada pimpinan dan rekan rekan yang telah mendukung dalam penulisan paper ini.
" # 4. Penampang tekanan efektif hasil prediksi dari kecepatan interval dengan menggunakan metode Eatons dan Bowers. Warna hijau pada posisi usulan sumur M 0A menunjukkan nilai yang lebih rendah dari shale sekitarnya, sehingga diperkirakan rendahnya efektif pressure
berhubungan dengan keberadaan zonaoverpressure.
" # &5. Penampang tekanan pori yang dihasilkan dari hasil perhitungan menunjukkan bahwa nilai tekanan pori untuk zona reservoir pada usulan M 0A lebih rendah tekanannya dari shale yang ada diatasnya. Shale yang berada diatas zona reservoir memiliki sealing capacity
