STUDI PEMODELAN RESERVOIR PADA
“LAPANGAN-IX” PT. PERTAMINA EP CEPU
LAPORAN TUGAS AKHIR
Oleh :
Enricho Arifinka Alhazmi
101316012
FAKULTAS TEKNOLOGI EKSPLORASI DAN PRODUKSI
PROGRAM STUDI TEKNIK PERMINYAKAN
UNIVERSITAS PERTAMINA
JULI 2020
Universitas Pertamina - i
LEMBAR PENGESAHAN
Judul Tugas Akhir
: Studi Pemodelan Reservoir Pada “Lapangan-IX”
PT. Pertamina EP Cepu
Nama Mahasiswa
: Enricho Arifinka Alhazmi
Nomor Induk Mahasiswa
: 101316012
Program Studi
: Teknik Perminyakan
Fakultas
: Fakultas Teknologi Eksplorasi dan Produksi
Tanggal Lulus Sidang Tugas Akhir : 7 September 2020
Jakarta, 21 Agustus 2020
MENGESAHKAN
Pembimbing I :
Iwan Setya Budi, M.T.
NIP. 116158
Pembimbing II :
Agus Rudiyono, S.T., M.T., MBA.
NIP. 116110
MENGETAHUI,
Ketua Program Studi
Dr. Astra Agus Pramana D.N., S.Si., M.Sc
NIP. 116111
Universitas Pertamina - ii
LEMBAR PERNYATAAN
Dengan ini saya menyatakan bahwa Tugas Akhir berjudul
Studi Pemodelan Reservoir
Pada “Lapangan-IX” PT. Pertamina EP Cepu
ini adalah benar-benar merupakan hasil
karya saya sendiri dan tidak mengandung materi yang ditulis oleh orang lain kecuali telah
dikutip sebagai referensi yang sumbernya telah dituliskan secara jelas sesuai dengan kaidah
penulisan karya ilmiah.
Apabila dikemudian hari ditemukan adanya kecurangan dalam karya ini, saya bersedia
menerima sanksi dari Universitas Pertamina sesuai dengan peraturan yang berlaku. Demi
pengembangan ilmu pengetahuan, saya menyetujui untuk memberikan kepada Universitas
Pertamina hak bebas royalti noneksklusif (
non-exclusive royalty-free right
) atas Tugas Akhir
ini beserta perangkat yang ada. Dengan hak bebas royalti noneksklusif ini Universitas
Pertamina berhak menyimpan, mengalih media/format-kan, mengelola dalam bentuk
pangkatan data (
database
), merawat, dan mempublikasikan Tugas Akhir saya selama tetap
mencantumkan nama saya sebagai penulis/pencipta dan sebagai pemilik Hak Cipta.
Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya.
Jakarta, 21 Agustus 2020
Yang membuat pernyataan,
Universitas Pertamina - iii
ABSTRAK
Enricho Arifinka Alhazmi. 101316012. Studi Pemodelan Reservoir Pada “Lapangan-IX” PT. Pertamina EP Cepu.
Penelitian ini tentang perancangan
framework
atau alur kerja yang digunakan untuk
memodelkan suatu reservoir, dengan tujuan untuk menentukan rekomendasi
framework
pada proses manajemen
hand-over
untuk suatu lapangan minyak dan gas yang akan
dilakukan proyek pengembangan. Metode yang digunakan adalah metode teori dasar atau
studi literatur dengan bentuk penelitian kualitatif. Hasilnya menunjukkan bahwa pada
Lapangan-IX dapat menggunakan rekomendasi
framework
4 berdasarkan data-data
subsurface
yang tersedia, dengan melakukan modifikasi pada
framework
lapangan referensi
yang relevan dan sesuai.
Kata kunci : Pemodelan Reservoir, Manajemen
Hand-Over
, Data
Subsurface,
Modifikasi
Framework
ABSTRACT
Enricho Arifinka Alhazmi. 101316012. Reservoir Modelling Studies at “IX-Field” PT. Pertamina EP Cepu.
This research is about to construct a framework or workflow that can be used to modeling a reservoir, with purposes to define the framework recommendation for the oil and gas field which will perform on hand-over management development projects. This research used basic theoretical or literature study methods with qualitative research formed. The result of this research shows by modifying relevant and similarity reference fields that IX-Field shall be able to use the 4th framework based on available subsurfaces data.
Keywords : Reservoir Modeling, Hand-over Management, Subsurface Data, Framework Modification
Universitas Pertamina - iv
KATA PENGANTAR
Dengan menyebut nama Allah Yang Maha Pengasih lagi Maha Penyayang, puji dan
syukur saya panjatkan kepada Allah swt. atas berkat dan rahmat-Nya penulis dapat
menyelesaikan penelitian tugas akhir ini dengan judul:
STUDI PEMODELAN
RESERVOIR PADA “LAPANGAN-IX” PT. PERTAMINA EP CEPU
. Penulisan
laporan tugas akhir ini dalam rangka untuk memenuhi salah satu mata kuliah sebagai
persyaratan untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik dari Program Studi Teknik
Perminyakan Fakultas Teknologi Eksplorasi dan Produksi Universitas Pertamina.
Dengan selesainya penelitian tugas akhir ini, penulis mengucapkan terimakasih yang
setinggi-tingginya yang telah berkenan memberikan arahan dan masukan dalam penyusunan
laporan ini. Pada kesempatan ini, penulis juga mengucapkan terimakasih dan penghargaan
yang sebesar-besarnya, kepada:
1.
Yth. Bpk. Dr. Astra Agus Pramana DN., S.Si., M.Sc
, selaku Kepala Program Studi
Teknik Perminyakan.
2.
Yth. Bpk. Iwan Setya Budi, M.T
, selaku Dosen Pembimbing 1 Program Studi
Teknik Perminyakan Universitas Pertamina.
3.
Yth. Bpk. Agus Rudiyono, S.T, M.T, MBA.,
selaku Dosen Pembimbing 2 Program
Studi Teknik Perminyakan Universitas Pertamina.
4.
Yth. Ibu Ludovika Jannoke, M.Sc.
, selaku Dosen Wali Program Studi Teknik
Perminyakan Universitas Pertamina.
5.
Yth. Bpk Nor Hidayatullah
, selaku pembimbing selama menyusun tugas akhir di
PT. Pertamina EP Cepu.
6.
Karyawan dan kru-kru PT. Pertamina EP Cepu yang telah membantu selama
penelitian tugas akhir.
7.
Keluarga khususnya ayah dan ibu, atas doa dan dukungannya selama ini.
8.
Teman-teman yang sudah membantu selama penelitian dan penyusunan laporan
tugas akhir ini, terutama teman-teman Kost Mami dan Tokesik.
9.
Yth. Bapak dan Ibu dosen beserta staf pengajar Universitas Pertamina.
10. Semua pihak yang telah membantu kelancaran dalam penulisan laporan ini.
Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan laporan ini masih terdapat banyak
kekurangan, untuk itu penulis mengharapkan masukan dan saran dari pembaca demi
kesempurnaan laporan ini.
Jakarta, 17 Desember 2020
Universitas Pertamina - v
DAFTAR ISI
LEMBAR PENGESAHAN ... i LEMBAR PERNYATAAN ... ii ABSTRAK ... iii KATA PENGANTAR... iv DAFTAR ISI ... vDAFTAR TABEL ... vii
DAFTAR GAMBAR ... viii
BAB I PENDAHULUAN ... 1 1.1 Latar Belakang ... 1 1.2 Rumusan Masalah ... 2 1.3 Batasan Masalah ... 2 1.4 Tujuan Penelitian ... 2 1.5 Manfaat Penelitian ... 2 1.6 Lokasi Penelitian ... 3
1.7 Waktu Pelaksanaan Penelitian ... 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 5
2.1 Konsep Pemodelan Reservoir ... 5
4.2 Proses Dalam Pemodelan Reservoir ... 6
2.3 Data Seismik ... 7
2.3.1 Horizon Seismik ... 7
2.3.2 Patahan atau Sesar ... 8
2.3.3 Surface Intersection Lines ... 8
2.3.4 Velocity Model... 9 2.4 Data Sumur ... 9 2.4.1 Wellbore Path ... 10 2.4.2 Log CPI ... 11 2.4.3 Deskripsi Core... 12 2.4.4 Core Photographs... 12
2.4.5 Data Core Plug ... 12
2.4.6 Zonasi Reservoir ... 13
2.4.7 Data Tekanan Sumur ... 13
2.5 Data Fluida Reservoir... 14
2.6 Well Test... 14
Universitas Pertamina - vi
2.7.1 Special Seismic Cubes dan Seismic Test Lines ... 15
2.7.2 Data SCAL ... 15
2.7.3 Borehole Image Logs and Interpretations ... 15
2.8 Model Konseptual ... 15
2.9 Karakterisasi Batuan Karbonat ... 17
2.9.1 Diagenesis Batuan Karbonat... 17
2.9.2 Lingkungan Pengendapan Batuan Karbonat ... 18
2.9.3 Klasifikasi Batuan Karbonat... 19
2.10 Referensi Framework Lapangan Tabnak ... 19
2.11 Referensi Framework Lapangan J ... 20
2.12 Referensi Framework Lapangan B ... 22
BAB III METODE PENELITIAN ... 24
3.1 Bentuk Penelitian ... 24
3.2 Metode Pengumpulan Data ... 25
3.3 Metode Analisis Data ... 26
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 27
4.1 Field Overview ... 27
4.2 Ketidakpastian Data Lapangan ... 28
4.3 Analisis Data ... 29
4.4 Analisis Modifikasi Framework Pemodelan ... 36
4.5 Rekomendasi Framework Pemodelan... 39
4.6 Evaluasi Framework Rekomendasi pada Lapangan-IX ... 46
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 49
5.1 Kesimpulan ... 49
5.2 Saran ... 49
Universitas Pertamina - vii
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1 Waktu Pelaksanaan Penelitian... 4
Tabel 4.1 Klasifikasi Data Subsurface Framework Pemodelan Reservoir... 30
Tabel 4.2 Klasifikasi Kelompok Data Geofisika... 30
Tabel 4.3 Klasifikasi Kelompok Data Geologi & Petrofisika ... 34
Tabel 4.4 Klasifikasi Kelompok Data Reservoir ... 36
Tabel 4.5 Keunggulan Framework Rekomendasi ... 45
Universitas Pertamina - viii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Hubungan dalam Studi Reservoir (Cosentino, 2001) ... 5
Gambar 2.2 Alur Proses Pemodelan Reservoir (Ringrose & Bentley, 2015) ... 6
Gambar 2.3 Garis Horizon Seismik dalam Pemodelan (Cannon, 2018) ... 7
Gambar 2.4 Contoh Patahan dalam Model Geologi (Cannon, 2018) ... 8
Gambar 2.5 Model Interpretasi Seismik (Ringrose & Bentley, 2015) ... 8
Gambar 2.6 Contoh Perbedaan Fungsi Velocity dalam Konversi Kedalaman (Cannon, 2018) .... 9
Gambar 2.7 Wellbore Path (Cannon, 2018) ... 10
Gambar 2.8 Litologi Batuan dalam Log CPI (Cannon, 2018) ... 11
Gambar 2.9 Contoh Core Photographs (Ringrose & Bentley, 2015) ... 12
Gambar 2.10 Perbandingan Korelasi Lithostratigraphy dan Sequence Stratigraphy (Ringrose & Bentley, 2015)... 13
Gambar 2.11 Contoh Model Konseptual (Cannon, 2018) ... 16
Gambar 2.12 Proses Diagenesis Batuan Karbonat (Chorquette & Pray, 1970) ... 17
Gambar 2.13 Lingkungan Pengendapan Batuan Karbonat (Link, 1950) ... 18
Gambar 2.14 Klasifikasi Batuan Karbonat (Dunham, 1962) ... 19
Gambar 2.15 Framework Pemodelan Reservoir Statis Lapangan Tabnak, Iran (Mahjour, 2019) ... 20
Gambar 2.16 (a) Framework Pemodelan Reservoir Statis pada Lapangan J. (b) Framework Pemodelan Reservoir Dinamis Lapangan J. (Habib, 2016) ... 21
Gambar 2.17 Framework Pemodelan Reservoir pada Lapangan B (Benetatos, 2019) ... 23
Gambar 3.1 Prosedur Penelitian Tugas Akhir Secara Garis Besar ... 24
Gambar 3.2 Workflow Pembuatan Rekomendasi Framework Pemodelan ... 25
Gambar 4.1 Peta Lapangan-IX ... 27
Gambar 4.2 Workflow Analisis Ketidakpastian untuk Pemodelan Reservoir (Mahjour, 2019) ... 28
Gambar 4.3 Contoh Data Elektromagnetik (dggs.alaska.gov) ... 31
Gambar 4.4 Contoh Data Magnetik (dggs.alaska.gov) ... 32
Gambar 4.5 Contoh Data Radiometrik (dggs.alaska.gov) ... 32
Gambar 4.6 Contoh Data Gravitasi (dggs.alaska.gov) ... 33
Gambar 4.7 Contoh Data Core dari ɸ, k & GR (Tariq, 2012) ... 34
Gambar 4.8 Framework Pemodelan Reservoir (Dadang Rukmana BPMIGAS) ... 37
Gambar 4.9 Contoh Model Struktural dan Stratigrafi (Benetatos, 2019) ... 40
Gambar 4.10 Contoh Model Persebaran Fasies (Benetatos, 2019) ... 40
Gambar 4.11 Contoh Model Rekahan (Mahjour, 2019) ... 41
Gambar 4.12 Contoh Model Flow Unit (Mahjour, 2019) ... 41
Gambar 4.13 Contoh Model Properti Permeabilitas Horizontal (Mahjour, 2019) ... 41
Gambar 4.14 Contoh Model Dinamis 3D (Benetatos, 2019) ... 42
Gambar 4.15 Contoh Kurva Kr vs SW (Benetatos,2019) ... 43
Gambar 4.16 Contoh Kurva Production Rate (Benetatos, 2019) ... 43
Gambar 4.17 Contoh Kurva Cumulative Production (Benetatos, 2019) ... 43
Gambar 4.18 Rekomendasi Framework Pemodelan Reservoir ... 44
Universitas Pertamina - 1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Indonesia memiliki potensi minyak dan gas bumi yang sangat besar dan melimpah, oleh karena itu harus dimanfaatkan dengan maksimal. Lapangan IX berpotensi memiliki cadangan gas yang cukup besar yaitu 1.9 triliun standar kaki kubik (TSCF) pada 2018. Rata-rata produksi gas per-hari mencapai 330 juta standar kaki kubik (MMSCFD) dengan kandungan gas CO2 dan gas H2S. Proyek lapangan ini mulai beroperasi pada tahun 2019, dan akan mulai berproduksi pada tahun 2021. Tentunya dengan nilai cadangan sangat besar ini diperlukan tingkat efisiensi yang baik selama proses pengembangan lapangan.
Potensi hidrokarbon di bawah permukaan bumi dapat diperkirakan dengan analisa geologi dan seismik di permukaan. Akan tetapi, belum ada solusi nyata yang dapat memastikan selain melakukan pengukuran di dalam sumur dan melakukan evaluasi formasi dari data hasil rekaman untuk memastikan kandungan hidrokarbon yang terdapat di bawah permukaan bumi saat ini. Evaluasi dilakukan pada formasi dengan cara menganalisis struktur geologi terhadap sifat fisik batuan di sekitar sumur. Hasil yang didapatkan dari evaluasi ini, yaitu berupa jenis reservoir pada formasi, data porositas batuan, permeabilitas dan juga kandungan hidrokarbon dari batuan yang berada di sekitar sumur pada setiap kedalaman.
Dari hasil evaluasi formasi yang telah dilakukan, kemudian dapat diketahui struktur bawah permukaan serta zona potensi kandungan hidrokarbon yang dapat diperoleh pada suatu lapangan tersebut. Salah satu faktor penting dalam pengembangan serta perencanaan produksi minyak dan gas bumi dari suatu reservoir adalah memperkirakan cadangan awal suatu lapangan. Setelah diketahui perkiraan cadangan awal, kemudian dapat diperkirakan juga keekonomian suatu lapangan tersebut untuk diproduksikan serta dari keekonomian tersebut yang menjadi faktor penting dalam kelayakan lapangan tersebut untuk diproduksikan.
Dalam kegiatan eksplorasi suatu lapangan, diperlukan data bawah permukaan untuk mendukung pembuatan sebuah model seperti data tes sumur dan juga data karakterisasi fluida reservoir. Hal ini menjadi faktor penentu keberhasilan dalam membuat model reservoir dalam proyek pengembangan suatu lapangan. Dengan keterbatasan data yang didapat, harus memaksimalkan data yang diperoleh dengan membuat model reservoir sebaik mungkin. Untuk itu penelitian ini dibuat dengan judul “Studi Pemodelan Reservoir Pada Lapangan-IX
PT. Pertamina EP Cepu” dengan maksud dan tujuan untuk mengetahui rekomendasi
proses-proses pemodelan reservoir dengan keterbatasan data yang diperoleh dapat dibuat suatu model reservoir yang efektif dan efisien dengan pendekatan multidisiplin terutama pada aspek geologi, geofisika dan ilmu reservoir.
Universitas Pertamina - 2
1.2
Rumusan Masalah
Pada penulisan tugas akhir ini adapun masalah utama yang dianalisis yaitu sebagai berikut:
1. Bagaimana rekomendasi framework pemodelan reservoir yang sesuai untuk Lapangan-IX?
2. Bagaimana pengaruh kelengkapan data subsurface Lapangan-IX dengan pemilihan rekomendasi framework?
3. Apakah rekomendasi framework yang dibuat dapat diaplikasikan pada lapangan minyak dan gas lainnya?
1.3
Batasan Masalah
Batasan masalah penelitian ini adalah ruang lingkup dari studi yang lebih
ditekankan pada tahapan dari pemodelan reservoir, diantaranya :
1. Studi penelitian dibatasi pada proses-proses untuk membuat model suatu lapangan, dan tidak menjelaskan tentang metode yang digunakan.
2. Data yang digunakan pada penelitian ini hanya berfokus pada daftar atau list ketersediaan data Lapangan-IX yang tersedia dengan lapangan referensi yang relevan.
3. Penelitian ini tidak menganalisis hasil keekonomian pada suatu model reservoir.
1.4
Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian dari pelaksanaan tugas akhir ini, yaitu:
1. Mengetahui dan mempelajari bagaimana mengaplikasikan framework pemodelan reservoir dalam suatu lapangan.
2. Mengetahui dan mempelajari pengaruh dari kelengkapan data dengan pemilihan rekomendasi framework.
3. Mengetahui dan mempelajari apakah rekomendasi framework dapat diaplikasikan untuk lapangan minyak dan gas lainnya.
1.5
Manfaat Penelitian
Universitas Pertamina - 3 A) Untuk pihak perusahaan :
1. Menjalin kerjasama dan relasi yang baik antara perusahaan dengan universitas.
2. Hasil dari analisa dan penelitian yang dilakukan selama menjalankan tugas akhir dapat menjadi bahan masukan bagi perusahaan.
B) Untuk pihak universitas :
1. Menjalin kerjasama dan relasi yang baik antara universitas dengan perusahaan.
2. Universitas dapat menjadikan mahasiswa yang melakukan penelitian tugas akhir sebagai referensi dan rujukan keilmuan baik dari pelatihan maupun materi-materi yang didapatkan dari kegiatan tugas akhir yang dilakukan.
3. Universitas dapat menjadikan mahasiswa yang melakukan penelitian tugas akhir sebagai pedoman untuk menghasilkan sarjana dengan lulusan yang handal serta memiliki pengalaman pada bidang yang diminatinya.
C) Untuk pihak mahasiswa :
1. Mahasiswa mendapatkan ilmu baru yang tidak didapatkan selama perkuliahan, baik akademis maupun non akademis serta mendapat pengetahuan akan budaya organisasi yang baik.
2. Mahasiswa dapat mengetahui kehidupan nyata dalam dunia kerja di perusahaan minyak dan gas, sehingga mahasiswa dapat mengaplikasikan ilmu yang telah didapatkan dari perkuliahan di dalam dunia kerja yang sesungguhnya.
3. Mahasiswa dapat mengetahui proses dalam penyelesaian masalah yang dihadapi mulai dari masalah pokok hingga penyelesaian masalah yang dilakukan secara kritis, serta memahami standar kerja dan profesionalisme.
4. Mahasiswa dapat menjadikan tugas akhir yang dilakukan di perusahaan minyak dan gas sebagai persiapan sebelum terjun ke dunia profesi yang sesungguhnya setelah lulus dari perkuliahan.
1.6
Lokasi Penelitian
Penelitian tugas akhir ini dilakukan di tempat sebagai berikut: Nama Perusahaan : PT. Pertamina EP Cepu
Alamat : Patra Jasa Office Tower, 5,6,7,8 & 13th floors Jln. Gatot Subroto Kav. 32-34, Jakarta Selatan (12950)
Telepon : +62-21-52900 900 Fax : +62-21-52900 597
Universitas Pertamina - 4 Website : http://pepc.pertamina.com/
Penempatan : Operation Subsurface Reservoir Engineer
1.7
Waktu Pelaksanaan Penelitian
Penulis telah melakukan kegiatan Tugas Akhir di PT. Pertamina EP Cepu selama lebih kuran 7 (tujuh) bulan, terhitung sejak bulan Februari 2020 sampai dengan Juni 2020. Demi kelancaran Tugas Akhir, penulis telah melalui beberapa tahapan yang harus dilalui. Tahapan-tahapan yang dimaksud penulis, yaitu:
Tabel 1.1 Waktu Pelaksanaan Penelitian
1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 Melengkapi persyaratan administrasi serta
konsultasi tema tugas akhir 2 Studi Literatur 3 Pengolahan data 4 Konsultasi pengolahan data 5 Evaluasi dan validasi data 6 Presentasi tugas akhir
7 Penyelesaian serta revisi penyusunan laporan tugas akhir
8 Pendaftaran serta sidang tugas akhir
Agustus Mei Juni Juli
Universitas Pertamina - 5
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1
Konsep Pemodelan Reservoir
Pemodelan reservoir pada industri minyak dan gas memiliki tujuan untuk memperkirakan cadangan dan pembuatan keputusan (decision making) dalam kegiatan pengembangan lapangan. Pada umumnya model reservoir dibagi menjadi dua kelompok, yaitu model geologi dan simulasi reservoir. Model geologi sendiri dibuat oleh geologist dan geophysicist untuk menyediakan deskripsi statis dari reservoir sebelum memasuki proses produksi. Sedangkan model simulasi reservoir sendiri dibuat oleh reservoir engineer untuk melakukan simulasi aliran fluida yang berada di dalam reservoir selama produksi dengan berbagai macam metode.
Gambar 2.1 Hubungan dalam Studi Reservoir (Cosentino, 2001)
Secara umum pengertian pemodelan reservoir adalah proses memodelkan kondisi reservoir secara matematik dengan mengintegrasikan berbagai data yang ada (geologi, geofisik, petrofisik, reservoir, produksi, dan sebagainya) untuk memperoleh kinerja reservoir dengan teliti pada berbagai kondisi sumur dan skenario produksi sehingga akan diperoleh perkiraan yang baik terhadap rencana/tahapan pengembangan suatu lapangan selanjutnya. Proses pemodelan reservoir dimulai dari parameter-parameter seperti hasil pemodelan geologi reservoir (3D property), pengolahan data (reservoir, produksi dan sebagainya), initialization, history matching, PI matching, penentuan constraint (economic limit), penentuan skenario pengembangan lapangan dan prediksi.
Universitas Pertamina - 6
4.2
Proses Dalam Pemodelan Reservoir
Proses pembuatan model yang dilakukan dengan menggunakan geostatistik dimulai dengan proses input data hasil dari interpretasi seismik, analisa petrofisik dan geologi, sampai dengan upscaling grid model untuk proses simulasi reservoir. Proses-proses tersebut harus dilakukan secara sistematis untuk menghasilkan model yang akurat dan relevan.
Gambar 2.2 Alur Proses Pemodelan Reservoir (Ringrose & Bentley, 2015)
Proses keseluruhan dalam pembuatan model reservoir yang mencakup pengolahan data-data dan sebagai input untuk pemodelan, pemodelan struktur dan fault untuk menentukan geometri dari model reservoir, pembuatan sub-zone untuk membagi lapisan model menjadi lebih detail berdasarkan hasil interpretasi petrofisik dan korelasi antar sumur, pembuatan grid model (single porosity atau dual porosity), proses scale-up well log, analisa dan proses pembagian per fasies variogram, analisa fasies dan pemodelan fasies, pemodelan porositas dan distribusi vshale, pemodelan dan penentuan permeabilitas, validasi property, dan scale-up coarse model.
Universitas Pertamina - 7
2.3
Data Seismik
Pada umumnya data seismik memberikan informasi tentang inter-well yang berupa interpretasi horizon seismik dalam 2D maupun 3D. Pekerjaan seorang interpret adalah untuk menyediakan kunci pemetaan horizon dan patahan dari beberapa struktur geological model framework yang dapat dibangun. Input data dari horizon dan patahan dapat diinterpretasikan dalam waktu dan kedalaman dengan velocity model. Saat hasil yang telah selesai dalam 2D, sangat dianjurkan untuk menggambarkan data dalam hasil 3D dan memastikan apakah ada data yang tidak konsisten.
2.3.1 Horizon Seismik
Gambar 2.3 Garis Horizon Seismik dalam Pemodelan (Cannon, 2018)
Data waktu horizon dari interpretasi seismik diambil dari database ke input data project, termasuk data kedalaman yang dikonversi dari data horizon. Pada dasarnya data mempunyai X, Y (lokasi) dan Z (kedalaman) atau satuan waktu, hal ini dipetakan dengan algoritma conventional deterministic seperti grid yang konvergen, metode spline atau kriging, yang menciptakan peta kontur permukaan dari horizon. Peta ini dapat terikat dengan sumur atau data patahan yang dibutuhkan. Seperti proses-proses pemodelan lainnya, masalah proses ini yaitu seringnya trial and error untuk mendapatkan hasil “best looking”. Proses mengedit biasanya dibutuhkan untuk mendapatkan model permukaan yang berguna.
Universitas Pertamina - 8
2.3.2 Patahan atau Sesar
Pada umumnya proses input dari pemodelan patahan ini terdiri dari fault sticks atau pemetaan polygons. Waktu interpretasi fault sticks terdiri dari garis interseksi antara fault plane dan seismic section, dimana fault exclusion polygon adalah area di peta dimana terdapat gap di dalam interpretasi permukaan. Pemodelan patahan ini menjadi tantangan yang tidak sedikit dalam data seismik, karena banyaknya ketidakpastian seperti seismic processing, migration velocities, dan picking dari kualitas buruk data yang tidak kontinu. Patahan sering diinterpretasikan dalam besaran kedalaman yang dikonversi dari satuan waktu.
Gambar 2.4 Contoh Patahan dalam Model Geologi (Cannon, 2018)
2.3.3
Surface Intersection Lines
Garis interseksi permukaan ini biasanya menjadi garis semi singkapan erosif, garis pemotongan top-lap atau down-lap yang merupakan hasil interpretasi dari waktu dan biasanya dikenal sebagai tipe data “fault boundary”.
Universitas Pertamina - 9
2.3.4
Velocity Model
Pada umumnya model velocity ini dimasukkan dalam data penyimpanan sebagai suatu fungsi dan grid. Data ini dapat dimuat dalam proyek, apabila konversi nilai kedalaman dapat menunjang sebagai bagian dari implementasi pemodelan. Informasi nilai konversi kedalaman dari permukaan dan patahan disajikan sebagai alternatif. Terdapat dua sumber utama dari informasi model ini yaitu data sumur dan data seismic imaging. Dari data sumur didapat parameter seperti properti elastis (Vinnt), interval kedalaman tertentu (Vint), atau rata-rata interval layer (Vave). Properti elastis didapat dari log sonic dan rata-rata interval layer didapat dari vertical seismic profiles (VSP). Sedangkan, data velocity dari gambar seismik adalah fungsi dari pengukuran tidak langsung selama proses data seismik.
Gambar 2.6 Contoh Perbedaan Fungsi Velocity dalam Konversi Kedalaman (Cannon, 2018)
2.4
Data Sumur
Data sumur ini harus memberikan informasi mengenai sumur dan biasanya berasal dari data “grid” yang tidak biasa pada daerah yang menjadi titik optimis. Konsistensi dalam semua aspek-aspek pada data ini sangat penting, terutama dalam proyek yang dimana mungkin terdapat banyak sumur termasuk nama sumur yang konsisten dan informasi tentang datum harus dilakukan pengecekan sebelum diisi. Database yang berbeda akan menjadi perbedaan dalam input dan output database dan pengalaman dari operator menjadi sangat penting dalam mengolah efisiensi data.
Universitas Pertamina - 10
2.4.1 Wellbore Path
Dalam sekali quality-controlled, harus tersedia data survei yang digunakan sekarang. Keunikan dari data wellbore path menjadi esensi tersendiri. Jika dalam mengedit sebuah data sangat diperlukan, maka untuk menghindari penggunaan yang salah nantinya, data versi lama harus ditandai atau dihapus. Data sumur ini harus terdiri dari lokasi (x, y, z) dan lokasi permukaan, selain itu survei wellbore ini dapat berupa sebagai measured depth (MD), azimuth dan kemiringan dari titik vertikal sumur.
Gambar 2.7 Wellbore Path (Cannon, 2018)
Metode kalkulasi yang tepat untuk menentukan MD sampai true vertical depth (TVD) juga harus ditetapkan, seperti minimum curvature atau metode cubic spline. Metode ini digunakan untuk mendapatkan efek dari bagaimana data well log selaras dengan survei trayektori, metode cubic spline ditujukan untuk kalkulasi TVD dalam ketidakpastian ketika MD sudah didapat. Minimum curvature adalah kebalikan dan mungkin memberikan ketidakpastian dalam kalkulasi TVD. Apabila data log dan trayektori menggunakan metode yang berbeda, maka kesalahan dari kemiringan akan meningkat dengan panjang dari sumurnya. Ketidakpastian kedalaman dalam pemodelan merupakan satu dari masalah yang sering terhubung dengan permukaan sampai sumur.
Universitas Pertamina - 11
2.4.2 Log CPI
Sumber utama dari data properti reservoir yaitu interpretasi petrofisik dari porositas dan saturasi air. Terdapat beberapa penamaan dan kurva computer-processed interpretation (CPI) yang harus ada dalam database pemodelan, bersamaan dengan penamaan konvensi. Banyak kurva yang mungkin tidak tersedia pada sebagian database perusahaan dan dibutuhkan untuk dibuat dan dimasukkan dalam data proyek apabila dibutuhkan.
Gambar 2.8 Litologi Batuan dalam Log CPI (Cannon, 2018)
Seorang reservoir engineer harus dapat mencari bagaimana perbedaan interpretasi log yang dihasilkan, data log yang utama dibutuhkan untuk sebuah model reservoir yaitu log fasies, log porositas, log permeabilitas, dan log saturasi air. Beberapa pemahaman dari ketidakpastian yang menghubungkan dari interpretasi juga harus dipastikan sebagai tambahan. Anggota tim petrophysicist harus bisa untuk memberikan hasil interpretasinya, bagaimanapun juga tidak akan mungkin jika menggunakan data sejarah lapangan.
Universitas Pertamina - 12
2.4.3 Deskripsi Core
Deskripsi core digunakan untuk analisis geologi dan beberapa yang harus terdapat dalam deskripsi core, antara lain :
a) Deskripsi sedimentologi core dalam skala 1:50
b) Deskripsi core struktural dengan high-resolution biasanya dalam skala 1:40 untuk pemodelan rekahan.
c) Deskripsi kalibrasi log secara umum berskala 1:200 untuk core dan log properti petrofisik seperti porositas dan permeabilitas.
2.4.4
Core Photographs
Core photographs menjadi representasi kedalaman selama proses logging pada core tersebut. Gambar core menjadi data permanen dengan material core yang dapat diakses berulang kali dan dalam penanganan sering terganggu. Sangat penting untuk membuat pergeseran kurva core atau log dan dimasukkan dalam database yang relevan. Hal ini dapat digunakan pada semua database core yang konsisten.
Gambar 2.9 Contoh Core Photographs (Ringrose & Bentley, 2015)
2.4.5 Data
Core Plug
Hasil pengukuran dari data core plug atau routine core analysis (RCAL) harus disatukan sesuai dengan database dari pemodelan reservoir. Nomor plug menunjukkan perbandingan dengan core photographs. Pada pengukuran yang tidak
Universitas Pertamina - 13 benar, maka tidak harus dimasukkan dalam data pemodelan reservoir karena dapat menimbulkan ketidakpastian.
Pengukuran core tidak sama dengan pengukuran log, karena itu pengukuran harus mempertimbangkan sebagai diskrit daripada data yang kontinu untuk menghindari interpolasi angka saat memasukkan data. Pada analisis data dan pemodelan properti selanjutnya, pengukuran core plug harus diubah mendekati inkremen kedalamannya sesuai dalam CPI dan atau composite data.
2.4.6 Zonasi Reservoir
Data zonasi reservoir ini berbeda-beda pada setiap perusahaan tergantung dari kebijakannya, contohnya perbedaan dalam pendekatan stratigrafi geologi dengan urutan zonasi petrofisik. Skala pada zonasi harus terintegrasi sesuai dengan panduan, biasanya dari interpretasi seismik dengan penampang stratigrafi seperti lithostratigraphy dan sequence stratigraphy yang menginterpretasikan field-wide horizons.
Gambar 2.10 Perbandingan Korelasi Lithostratigraphy dan Sequence Stratigraphy (Ringrose & Bentley, 2015)
2.4.7 Data Tekanan Sumur
Data tekanan reservoir ini harus dimasukkan dalam database, data ini sering tidak komplit dan harus dicek validitasnya. Sangat penting untuk mempertimbangkan
Universitas Pertamina - 14 hasil dengan konteks stratigrafinya terutama saat membandingkan data dari beberapa sumur. Data tekanan harus dicatat dengan satuan yang konsisten, misalkan dalam bar per meter (b/ma atau b/mg) atau dalam pounds per square inch (psia atau psig) dimana “a” menunjukkan dalam keadaan atmosfer dan “g” dalam gauge.
2.5
Data Fluida Reservoir
Data fluida minyak dan gas dibutuhkan untuk evaluasi properti dari fluida yang terproduksi saat di kondisi reservoir, di dalam tubing, di dalam proses fasilitas dan di dalam transportasi pipa. Properti PVT (pressure-volume-temperature) dapat ditentukan untuk mengetahui jenis fluida reservoir dan juga parameter-parameter berikut :
a) Komposisi fluida reservoir
b) Tekanan saturasi saat kondisi temperatur reservoir c) Densitas minyak dan gas
d) Viskositas minyak dan gas
e) Kelarutan gas dalam minyak (gor, rs) f) Kandungan liquid dari reservoir gas
g) Faktor volume formasi (bo, bg, bw) dari minyak, gas dan air dari kondisi reservoir sampai kondisi permukaan
h) Variasi komposisi dengan kedalaman i) Komposisi kesetimbangan fasa.
Volume fluida reservoir biasanya dituliskan dalam volume stock-tank, dan faktor volume formasi merupakan titik kritis. Biasanya faktor volume formasi ini dapat ditentukan dengan simulasi equation of state (EOS), dalam hal ini membutuhkan data eksperimen sebagai parameternya.
2.6
Well Test
Data tes sumur ini dapat digunakan untuk menentukan permeabilitas efektif dan terdapat berbagai tipe yaitu sebagai berikut :
a) Transient well test (DST) raw data: tekanan dan laju alir.
b) Transient well tests: Interval perforasi dan data inti interpretasi.
c) Transient well test interpretation: Ketebalan permeabilitas, skin, batas-batas.
d) Production log (PLT) interpretation: Laju alir minyak, gas dan air dalam sumur, distribusi profil tekanan.
Universitas Pertamina - 15
2.7
Specialist Data
2.7.1
Special Seismic Cubes
dan
Seismic Test Lines
Data-data ini yaitu termasuk coherence, inverted, 4D, dan pre-stack depth-migrated cubes. Data ini harus dimasukkan dalam database proyek dengan data standar refleksi seismik untuk mempermudah visualisasi dan interpretasi.
2.7.2 Data SCAL
Data special core analysis (SCAL) biasanya digunakan untuk menginterpretasikan parameter petrofisik dan untuk pengukuran dinamis. Data ini secara rutin termasuk parameter “Archie” yaitu a, m dan n, cation exchange capacity (CEC), tekanan kapiler, wetabilitas dan permeabilitas relatif. Nilai ini digunakan untuk data analisis petrofisik dari reservoir dan kemudian untuk pemodelan dinamis. Jika dalam pemodelan statis menggunakan software pemodelan saturasi 3D, data ini akan diperlukan seperti dalam software khusus analisis data ini.
2.7.3
Borehole Image Logs and Interpretations
Pada umumnya data ini tidak dipublikasikan melalui website, dan disimpan dalam CD atau kaset sebagai kebijakan dari perusahaan tersendiri karena ukuran yang besar dan juga proses pengambilannya. Secara teori, interpretasi data ini (kedalaman, dip, dip azimuth, tipe dip) harus dimasukkan ke dalam database pemodelan reservoir.
2.8
Model Konseptual
Setelah mengambil dan mengevaluasi data, selanjutnya harus membuat model konseptual dari lapangan sehingga dapat menggambarkan bagaimana model dari lapangan tersebut. Ada beberapa faktor yang mempengaruhi hasil dari model konseptual ini, seperti model struktural, model stratigrafi, model pengendapan, model properti, dan juga model “plumbing”.
Universitas Pertamina - 16 Secara umum data seismik diinterpretasikan dengan gross model struktural. Parameter ini harus terdapat dalam model reservoir dan harus ada perbandingan antara interpretasi struktur seismik dengan model patahan. Interpretasi seismik juga menghasilkan korelasi horizon dengan skala yang besar yang membentuk dasar dari model stratigrafi. Kunci utama dari model ini yaitu lingkungan pengendapan keseluruhan dan lingkungan pengendapan yang terdapat di lapangan tersebut. Interpretasi dari core, log, dan seismik secara umum menunjukkan reservoir klastik yang menandakan adanya lingkungan pengendapan terestrial, laut atau laut dalam. Secara umum reservoir karbonat menunjukkan adanya fasies platform, ramp dan terumbu karang. Masing-masing reservoir dapat dimodelkan dalam software, tetapi apakah reservoir tersebut terdapat aliran atau tidak dengan parameter dari alirannya dan tipe dari batuan reservoir.
Gambar 2.11 Contoh Model Konseptual (Cannon, 2018)
Model properti harus diidentifikasi dan dapat berpengaruh pada “trend” di data sebelum memulai pemodelan geostatistik. Hal ini biasanya dapat diamati dalam data porositas, contohnya adalah penurunan dengan meningkatkan kedalaman karena faktor kompaksi dan diagenesis. Perbedaan dari porositas dan permeabilitas antara zona hidrokarbon dengan zona akuifer adalah hal yang biasa, hal ini harus ditangani dengan membagi data ketika proses observasi sebelum melakukan pemodelan geostatistik. Selanjutnya, pada model “plumbing” menunjukkan aliran dalam bentuk diagram terutama dimana kontras pada permeabilitas antara perbedaan sistem reservoir yang berpengaruh dalam mekanisme pendorong, terutama saat adanya akuifer atau saat koning mungkin terjadi pada sumur horizontal.
Universitas Pertamina - 17
2.9
Karakterisasi Batuan Karbonat
Reservoir yang terdiri dari batuan karbonat memiliki komposisi pembentuk batuan dari garam karbonat. Batuan ini memiliki material pembentuk berupa organisme yang sangat berperan sebagai CaCO3. Organisme yang membentuk batuan ini dapat terdiri dari ganggang, koral, mollusca, dan masih banyak organisme pembentuk batuan karbonat lainnya.
2.9.1 Diagenesis Batuan Karbonat
Diagenesis dapat diartikan sebagai proses mengubah atau membentuk endapan menjadi satuan sedimen melalui tekanan dan suhu yang sangat kecil. Pada umumnya proses diagenesis batuan karbonat ini terjadi dengan beberapa proses, diantaranya pelarutan, kompaksi, sementasi, rekristalisasi, dan dolomitisasi.
Proses pelarutan dari batuan karbonat menggunakan air dalam jumlah yang besar dengan tingkat kejenuhan yang tinggi. Proses ini perlu memperhatikan beberapa faktor seperti ukuran butir, bentuk butir, matriks, dan sifat kerangka yang akan menghasilkan ruang kosong. Proses kedua yaitu kompaksi, dimana merupakan proses berkurangnya volume rongga antara batuan karena akibat beban dari batuan penyusun di atasnya, hal ini menyebabkan porositas menjadi berkurang. Kemudian proses sementasi, dimana merupakan proses mengisi antara ruang atau rongga kosong akibat dari proses pelarutan. Semen yang digunakan dapat dibagi menjadi tiga berdasarkan bentuknya, yaitu granular atau blocky, drusy, dan jarum (Fibrous dan Rim-Cement).
Universitas Pertamina - 18 Proses selanjutnya yaitu rekristalisasi, proses ini dapat terjadi apabila terdapat zat-zat yang dapat diendapkan kembali pada tempat asalnya dengan tidak merubah komposisinya. Proses dolomitisasi, merupakan proses dimana mineral akan menggantikan mineral lainnya yang akan merubah komposisi aslinya, misalnya mineral kalsit menjadi anhidrit atau dolomit.
2.9.2 Lingkungan Pengendapan Batuan Karbonat
Batuan karbonat ini memiliki tiga lingkungan pengendapan yang terdiri dari shelf, slope, dan basin. Pada lingkungan shelf, batuan karbonat terendapkan berupa lime mud, gypsum dan dolomit pada kedalaman air yang dangkal biasanya kurang dari 100 ft. Pada lingkungan pengendapan slope, batuan karbonat memiliki material pembentuk gamping pasiran dan pecahan terumbu akibat dari gelombang serta pengendapan di daerah ini. Terumbu di daerah pengendapan slope tergolong sebagai reservoir yang baik dan disebut sebagai terumbu talus (talus reef).
Pada lingkungan pengendapan terakhir yaitu basin, material pembentuk yang sering ditemui mempunyai butiran yang baik dan biasanya berupa lime mud, dimana memiliki tingkat permeabilitas yang kurang untuk memproduksikan bentuk seperti alga atau cocolith. Hal ini dikarenakan kedalaman air pada daerah ini cukup besar dan jarang terjadinya sirkulasi air.
Universitas Pertamina - 19
2.9.3 Klasifikasi Batuan Karbonat
Pada klasifikasi batuan karbonat menurut Dunham (1962), batuan karbonat diklasifikasikan menjadi enam fasies. Pertama yaitu mudstone, fasies ini memiliki butiran yang halus dengan jumlah fragmen kurang dari 10%. Kedua yaitu wackestone, fasies ini memiliki karakteristik butiran yang sangat halus, tetapi masih dengan fragmen klastik yang lebih besar dari 10% yang tidak dominan.
Gambar 2.14 Klasifikasi Batuan Karbonat (Dunham, 1962)
Klasifikasi ketiga yaitu packestone, fasies ini memiliki karakteristik yang ditandai dengan adanya lumpur karbonat tapi masih didominasi dengan butiran. Keempat yaitu grainstone, merupakan fasies batugamping yang penyusun batuannya terdiri dari butiran dengan ukuran lebih dari 2 mm dengan tidak adanya matriks. Kelima yaitu boundstone, merupakan fasies batugamping dengan material penyusun organisme dengan fabrik atau bisa dibilang komponennya saling terikat satu sama lainnya. Klasifikasi terakhir yaitu Klasifikasi terakhir yaitu crystalline, merupakan fasies yang memiliki karakteristik yang tidak melihatkan tekstur dari pengendapannya.
2.10 Referensi Framework Lapangan Tabnak
Pada Gambar 2.15, merupakan framework yang ada di lapangan Tabnak, Iran yang berisikan proses-proses untuk membuat model statis. Dalam pemodelan statis ini menggunakan konsep flow unit pada formasi lapangan fractured carbonate. Proses-proses pada pemodelan ini terbagi menjadi tujuh tahap untuk lapangan ini, diantaranya:
1. Menentukan lokasi sumur dan fault, kemudian menerapkan konsep flow unit dan data petrofisika untuk membuat model struktural, flow unit, dan petrofisik.
2. Pada pemodelan struktural berdasarkan layering dari stratigrafi untuk mendapatkan grid geostatistik yang sesuai berdasarkan heterogenitas reservoir yang diketahui.
Universitas Pertamina - 20 3. Pada pemodelan flow unit menggunakan metode pendekatan Super-K (nilai permeabilitas flow unit yang terbesar), dan metode Sequential Indicator Simulation (SIS) untuk flow unit yang lainnya.
4. Pada pemodelan petrofisik, untuk model porositas, permeabilitas, dan NTG berdasarkan pada flow unit. Dengan menggunakan Sequential Gaussian Simulation (SGS) menggunakan teknik kriging.
5. Pada pemodelan rekahan (fracture) menggunakan metode Discrete Fracture Network (DFN) untuk mengetahui distribusi persebaran rekahannya.
6. Setelah itu prosedur upscaling untuk mengurangi waktu simulasi, diperlukan model reservoir dengan resolusi yang tinggi.
7. Tahap terakhir pembuatan serta validasi model sebagai base case berdasarkan konsistensi geologi dan statistik.
Gambar 2.15 Framework Pemodelan Reservoir Statis Lapangan Tabnak, Iran (Mahjour, 2019)
2.11 Referensi Framework Lapangan J
Framework lapangan J seperti yang terliihat pada Gambar 4.10, menurut Wouter van der Zee dkk. (2011) dirancang oleh Baker Hughes Reservoir Development Services (RDS). Framework ini memungkinkan untuk evaluasi lapangan yang lebih detail dan kompleks yang mana tidak biasanya digunakan untuk industri minyak dan gas. Menurut Doublet dkk. (1995), studi reservoir minyak dan gas yang jelek dapat mengakibatkan masalah dalam operasi
Universitas Pertamina - 21 sebagaimana ketidakseimbangan ekonomi, seperti rendahnya nilai recovery factor, inkonsistensi dalam properti reservoir secara vertikal maupun lateral, low reservoir energy.
Beberapa masalah operasi yang berkaitan dengan reservoir ini termasuk, buruknya komplesi atau stimulasi, water break through di awal, buruknya sweep efficiency pada reservoir, buruknya kualitas data, dan terjadinya channeling dari injeksi fluida yang disebabkan rate injeksi yang berlebihan. Pada framework ini terlihat tahapan yang penting dalam studi reservoir dalam menghadapi ketidakpastian model reservoir untuk memperpanjang jangka waktu proyek lapangan.
Gambar 2.16(a) Framework Pemodelan Reservoir Statis pada Lapangan J. (b) Framework Pemodelan Reservoir Dinamis Lapangan J. (Habib, 2016)
Lapangan J akan dilakukan optimasi dengan melakukan update pada model reservoirnya menggunakan framework tersebut. Pada lapangan ini menurut Cosentino (2001), aspek terpenting adalah pemodelan patahan (fault) karena akan berdampak langsung kepada reservoir fluid flow, sehingga mempengaruhi model dinamis pada masa yang akan datang. Akan tetapi, data yang tersedia harus memberikan gambaran yang jelas mengenai fault network, dan
(a)
Universitas Pertamina - 22 dalam kasus ini data seismik harus dikalibrasi dengan data log sumur dan data produksi lapangan.
Tahap selanjutnya sama dengan pemodelan pada umumnya, seperti pemodelan stratigrafi dan pemodelan fasies. Pemodelan properti menjadi faktor penting dalam pengembangan lapangan ini, pada dasarnya model ini melibatkan studi kuantitatif ruang pori batuan reservoir karena dapat membentuk dasar dari reservoir fluid flow. Menurut Worthington dan Cosentino (2005), porositas dan saturasi fluida adalah parameter penting yang mengontrol jumlah hidrokarbon dalam reservoir dalam pemodelan properti, serta permeabilitas yang mengontrol kapasitas reservoir fluid flow. Sebelum masuk ke tahap pemodelan dinamis, dengan model-model statis yang sudah ada dapat dilakukan estimasi cadangan. Kemudian tahap selanjutnya dilakukan grid coarsening dan upscaling, untuk mempermudah pada saat tahap pemodelan dinamis.
Pada pemodelan dinamis, hasil dari model geologi sangat menentukan tingkat keberhasilan untuk simulasi reservoir. Seperti yang terlihat di Gambar 4.10, pada proses inisialisasi dilakukan dengan input atau memasukkan data inisial saturasi dan persebaran tekanan. Proses ini dibutuhkan untuk mengecek kembali validasi estimasi cadangan yang didapat dari model statis. Kemudian masuk history matching, dimana dilakukan kalibrasi model berdasarkan data tekanan dan produksi. Apabila lapangan belum berproduksi, maka langsung masuk ke proses forecasting untuk mendapatkan prediksi nilai keekonomian lapangan tersebut.
2.12 Referensi Framework Lapangan B
Pada referensi framework ketiga yang terlihat pada Gambar 4.11, digunakan pada lapangan di Beijing, China. Framework ini diaplikasikan untuk pemodelan lapangan fractured carbonate, diawali dengan membuat database dan pengecekan kualitas data. Pembuatan model statis ini berdasarkan studi reservoir “tradisional” dengan mengutip referensi yang pada umumnya terdapat proses-proses untuk membuat sebuah model reservoir.
Universitas Pertamina - 23 Gambar 2.17Framework Pemodelan Reservoir pada Lapangan B (Benetatos, 2019)
Pada framework ini menjelaskan proses-proses yang pada dasarnya sama dan umum untuk membuat sebuah model reservoir. Setelah membuat database dan pengecekan kualitas, yaitu pembuatan model stratigrafi berdasarkan stratigraphic marker yang diinterpretasikan dari well trajectories dengan seismic horizon. Korelasi stratigrafi disini menggambarkan struktur dari dalam reservoir hingga ke luar reservoir. Kemudian model struktural dibuat dengan mengkombinasikan data tekanan dengan log sumur yang dapat menggambarkan hydrocabon water contacts dan sangat berpengaruh untuk strategi pengembangan lapangan.
Selanjutnya model fasies pada lapangan ini menggunakan karakterisasi petrofisik dengan penggunakaan data batuan dan log sumur. Sehingga didapat dari model ini persebaran fasies dan distribusi nilai petrofisiknya seperti porositas, saturasiair, dan permeabilitas absolut yang dapat digunakan untuk memodelkan properi petrofisiknya. Setelah model-model geologi terintegrasi dengan baik maka dapat dilakukan perhitungan estimasi cadangan berdasarkan model statis, serta proses upscaling untuk grid dan properti model reservoir. Pada proses pemodelan dinamis juga pada framework ini prosesnya sama dan umum digunakan seperti proses inisialisasi, hisory matching sampai production forecasting.
Universitas Pertamina - 24
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1
Bentuk Penelitian
Pada penelitian tugas akhir ini bentuk penelitian yang digunakan penulis yaitu penelitian kualitatif. Menurut Mohamed, Abdul Majid & Ahmad (2010), penelitian kualitatif lebih tertuju pada elemen manusia, objek, dan institusi, serta hubungan atau interaksi di antara elemen-elemen tersebut, dalam upaya memahami suatu peristiwa, perilaku, atau fenomena. Bentuk penelitian kualitatif menekankan bahwa data yang didapat tidak berupa angka, sehingga tidak terdapat data-data statistik maupun perhitungan. Penulis menggunakan bentuk penelitian kualitatif, karena penelitian ini yang dilakukan pada suatu objek yaitu model dari reservoir dan data yang digunakan tidak berupa angka melainkan data studi referensi yang terdapat di lapangan.
Pelaksanaan penelitian tugas akhir ini dilakukan di PT Pertamina EP Cepu, dengan tujuan utama pada penelitian akhir ini yaitu untuk menentukan rekomendasi untuk proses handover pada suatu lapangan minyak dan gas untuk dilakukan pengembangan lapangan. Proses penelitian tugas akhir ini dilakukan secara bertahap dan sistematis untuk mempermudah penelitian. Pada tahap pertama penelitian ini, penulis melakukan studi literatur dengan mengacu pada buku serta jurnal yang terkait dengan pemodelan reservoir. Tahap selanjutnya yaitu pengumpulan data berupa data pemodelan reservoir statis dan pemodelan reservoir dinamis. Data-data yang didapat selanjutnya pada tahap terakhir akan dilakukan analisis yang akan menentukan screening model reservoir untuk proses handover pada suatu lapangan. Secara garis besar tahapan prosedur penelitian tugas akhir ini ditunjukkan pada Gambar 3.1 secara sistematis dan berurutan.
Gambar 3.1 Prosedur Penelitian Tugas Akhir Secara Garis Besar Studi Literatur Pengumpulan data-data lapangan
Melakukan penelitian dan proses analisis
data Menentukan rekomendasi dengan metode screening Merumuskan dan merancang hasil penelitian Penulisan hasil penelitian dan kesimpulan
Universitas Pertamina - 25
3.2
Metode Pengumpulan Data
Penelitian kualitatif dapat dibedakan menjadi lima tipe utama menurut Johnson (2005: 8), yaitu fenomenologi, etnografi, studi kasus, teori dasar, dan historis. Penelitian tugas akhir ini dilakukan dengan metode teori dasar dengan tujuan untuk menentukan rekomendasi framework dari pemodelan reservoir berdasarkan beberapa jurnal serta buku yang dipakai sebagai literatur. Metode teori dasar ini digunakan penulis untuk menguatkan teori yang sudah ada dengan mengkaji dan menganalisis prinsip serta teori yang sudah ada yang kemudian membuat kesimpulan dari prinsip dasar teori tersebut.
Penelitian ini dilakukan dengan mengumpulkan data berdasarkan hasil observasi, studi lapangan, perbandingan antara parameter-parameter inti dari pemodelan reservoir, sejarah lapangan, serta overview lapangan. Hipotesis data berupa rekomendasi didapat berdasarkan studi literatur yang berkaitan dengan pemodelan reservoir. Dengan mengumpulkan berbagai informasi-informasi lapangan yang relevan dengan studi pemodelan reservoir karbonat. Berdasarkan informasi lapangan yang didapatkan, penulis melakukan analisis data serta meneliti data dengan menggabungkan data yang didapat dari literatur yang mungkin relevan dengan tema laporan tugas akhir ini, karena reservoir karbonat ini karakteristiknya berbeda dengan reservoir klastik pada umumnya dan dengan keterbatasan data yang didapat.
Universitas Pertamina - 26
3.3
Metode Analisis Data
Pada penelitian tugas akhir ini, metode yang digunakan penulis adalah menganalisis data yang mencakup data petrofisik, data fluida, data well test, data geologi, dan data yang berkaitan dengan pemodelan reservoir berdasarkan studi literatur dari berbagai jurnal-jurnal serta buku. Oleh karena itu, penulis melakukan analisis data dengan proses induktif atau menganalisis penelitian yang dilakukan ini berasal dari data-data lapangan yang didapat saja. Penulis melakukan tahapan-tahapan analisis yang dinyatakan oleh Miles dan Huberman (2007:20), bahwa analisis ini dilakukan dengan tiga tahapan yang bersamaan, yaitu reduksi data, penyajian data, dan penarikan kesimpulan/verifikasi. Berikut penjelasan mengenai ketiga tahap tersebut dalam penelitian tugas akhir ini :
1. Tahap pertama yaitu reduksi data, dimana data-data lapangan dan framework yang telah dikumpulkan dari lapangan referensi akan direduksi dengan memodifikasi dan memilih data-data yang relevan saja dengan lapangan penelitian ini secara teliti dan terperinci sampai diperoleh data pokok atau data yang signifikan.
2. Tahap kedua yaitu penyajian data, dimana data-data yang telah dipilih dan direduksi yang kemudian disajikan dalam bentuk deskripsi, gambar, atau tabel yang mendukung argumen dalam penelitian berdasarkan dari aspek yang diteliti dalam rumusan masalah.
3. Tahap terakhir yaitu penarikan kesimpulan atau verifikasi, dimana dalam penelitian ini penarikan kesimpulan sendiri dilakukan secara bertahap dengan mengambil kesimpulan sementara. Kemudian dengan bertambahnya data-data, verifikasi data dilakukan dengan mengevaluasi data-data yang ada untuk memperkuat hasil akhir dari kesimpulan yang dibuat pada penelitian ini yaitu berupa rekomendasi framework untuk lapangan penelitian.
Universitas Pertamina - 27
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1
Field Overview
Lapangan IX memiliki formasi top carbonat, terbentuk pada umur Oligo-Miosen. Pada lapangan ini terdapat 6 existing wells, dimana sudah dalam tahap proses produksi sampai saat ini. Formasi karbonat pada lapangan ini memiliki dimensi 10 km x 1 km x 1 km. Pada umumnya reservoir karbonat sendiri memiliki tingkat heterogenitas yang kompleks dari proses sedimentasi dan juga diagenesis batuan. Karakterisasi batuan juga diperlukan untuk mempermudah mengetahui hubungan antara porositas dan permeabilitas dari batuan karbonat, karakterisasi pada batuan karbonat juga biasanya berbeda dengan batuan silisiklastik.
Reservoir gas karbonat ini terletak pada kedalaman 5000-6000 TVDSS. Potensi cadangan pada lapangan ini ditunjukkan dengan nilai OOIP sebesar 580 MMBO dan nilai OGIP sebesar 1965.4 MMSCF. Ketebalan minyak pada reservoir sebesar 150 ft dengan estimasi kedalaman dari permukaan sekitar 6692 ft TVDSS. Berdasarkan hasil tes sumur yang didapat pada lapangan ini, nilai rata-rata porositas sebesar 20%, kemudian nilai rata-rata permeabilitas sebesar 48 mD dan nilai rata-rata saturasi air sebesar 15%. Lapangan ini juga memiliki reservoir dengan nilai maksimum bottom hole temperature (BHT) sebesar 260 oF, serta nilai tekanan gas initial sebesar 2948 psi dengan kandungan konten gas H2S 1.5% dan CO2 34%.
Universitas Pertamina - 28
4.2
Ketidakpastian Data Lapangan
Dalam mengembangkan suatu lapangan reservoir minyak dan gas, tantangan terbesar dalam membuat suatu model reservoir yaitu keterbatasan data yang dapat diambil dan kemampuan dari sebuah perusahaan tersebut dalam teknologi maupun finansial. Hal tersebut terjadi karena faktor ketidakpastian kondisi subsurface, bisa dari struktur geologi yang sangat kompleks dalam reservoir tersebut maupun banyaknya heterogenitas dari reservoir tersebut. Perkembangan teknologi menjadi faktor penting dalam menyediakan informasi yang presisi mengenai kondisi atau performa reservoir saat pengembangan maupun di masa yang akan datang. Teknologi juga dapat memberikan tolak ukur risiko dalam ketidakpastian kondisi subsurface.
Gambar 4.2 Workflow Analisis Ketidakpastian untuk Pemodelan Reservoir (Mahjour, 2019)
Menurut Mahjour (2019) dalam jurnalnya, analisa ketidakpastian ini dibutuhkan untuk meyakinkan hasil prediksi model reservoir serta dapat diterapkan juga untuk menentukan strategi pengembangan dari lapangan. Berdasarkan tahapan-tahapan pada Gambar 4.2 dapat disimpulkan proses analisis ketidakpastian meliputi :
1. Karakterisasi variabel ketidakpastiannya, seperti distribusi persebaran model, rentang variasi dan jumlah level ketidakpastian untuk parameter statis dan dinamis.
Universitas Pertamina - 29 2. Penyesuaian dari segala tipe ketidakpastian dengan pendekatan statistik.
3. Penggabungan model reservoir dan menjalankan simulasi reservoir.
4. Analisis konsistensi dari model reservoir yang dibuat dengan model referensi.
5. Tahapan ini berlanjut terus menerus sampai hasilnya memenuhi kriteria yang dibutuhkan.
Pada data lapangan referensi yang didapat, contohnya pengembangan dalam proses dan akuisisi seismik dapat mengurangi risiko dalam skala yang besar. Menurut Aylor (1998), 3D seismik dengan resolusi tinggi dapat mengubah kemampuan untuk mengidentifikasi ukuran dan bentuk dari beberapa reservoir. Sedangkan menurut Bogan (2003), Cole (2002), dan Barkved (2003), sekarang perkembangan 4D seismik dapat mengubah perusahaan dengan memberikan informasi prediksi, peta saturasi, dan perubahan tekanan. Akan tetapi, dalam industri minyak dan gas sekarang masih banyak terjadi ketidakpastian dalam menginterpretasikan data seismik.
Prediksi laju alir dan produksi dalam simulasi reservoir sangat bergantung pada tingkat keakuratan dari model geologinya. Beberapa tantangan dalam pembuatan model geologi menurut Jian dkk. (2002) diantaranya, membuat sebuah model dengan ketersediaan dari jumlah informasi subsurface yang sangat terbatas. Kemudian tantangan selanjutnya, yaitu mengidentifikasi flow units dalam reservoir dan heterogenitas reservoir yang berdampak pada fluid flow (contohnya channels dalam sistem fluvial).
4.3
Analisis Data
Dalam pembuatan rekomendasi framework pemodelan reservoir ini, parameter yang diperhatikan adalah klasifikasi data-data subsurface yang digunakan seperti pada Tabel 4.1. Menurut Cosentino (2001), pada dasarnya hubungan dalam studi reservoir dibagi menjadi empat disiplin, yaitu geofisika, geologi, petrofisika, dan reservoir. Disiplin ilmu dalam studi reservoir ini memiliki tujuan dalam pembuatan model reservoir masing-masing, dimana keempatnya saling berintegrasi satu sama lain untuk menghasilkan suatu model reservoir yang baik. Tanpa adanya salah satu dari keempat disiplin ilmu ini, akan berpengaruh pada spesifikasi dari analisa yang digunakan dan mempengaruhi kualitas model yang dihasilkan. Maka dari itu, dalam pembuatan framework ini salah satu parameter penentuannya yaitu ketersediaan data, yang dibagi atau dikelompokkan berdasarkan disiplin ilmunya, yaitu :
Universitas Pertamina - 30 Tabel 4.1 Klasifikasi Data Subsurface Framework Pemodelan Reservoir
A. Data Geofisika
Pada rekomendasi framework ini, parameter yang mempengaruhi yaitu dari keterbatasan data dan juga kemampuan suatu instansi dalam mengambil dan mengolah data menjadi faktor yang sangat penting. Data yang digunakan pada pemodelan reservoir dapat dikategorikan menjadi tiga berdasarkan disiplin ilmunya, yaitu data geofisika, data geologi dan petrofisika, dan data reservoir. Dalam rekomendasi ini dibagi menjadi tiga klasifikasi data dapat dilihat pada Tabel 4.2, yaitu klasifikasi kelompok data geologi yang akan berpengaruh pada pemilihan framework. Pertama yaitu data “Kelas A”, klasifikasi data ini dikategorikan sebagai data sederhana dalam arti data pada kelas ini menjadi data yang sangat penting untuk keberhasilan pembuatan model reservoir. Ketersediaan data pada kelas ini akan mempengaruhi keberhasilan dari pembuatan suatu model, dimana faktor ketidakpastian dalam pembuatan model reservoir yang sangat tinggi.
Tabel 4.2 Klasifikasi Kelompok Data Geofisika
A B C A B C A B C
Seismic 2D Seismic 3D Seismic 4D Data cutting SP log Image log Well Test Producion history Vertical Seismic
Profile (VSP) Electromagnetic Gas reading Log Caliper PVT analysis
Sonic Magnetic GR Log Lod Sonic Reservoir
pressure Checkshot Radiometric Resistivity Log
Gravity Neutron Log
Density Log Mud Log Data Core
Geofisika Geologi & Petrofisika Reservoir
A B C A
Seismic 2D Seismic 3D Seismic 4D Data cutting Vertical Seismic
Profile (VSP) Electromagnetic Gas reading
Sonic Magnetic GR Log
Checkshot Radiometric Resistivity Log
Gravity Neutron Log
Density Log
Universitas Pertamina - 31 Menurut Pedoman Tata Kerja Satuan Kerja Khusus Pelaksanaan Kegiatan Hulu Minyak dan Gas (PTK SKK MIGAS) nomor 37 tahun 2018, dalam revisi yang kedua tentang Plan of Development (POD) menjelaskan tentang ketersediaan minimum data subsurface dari aspek geofisika, geologi dan petrofisika, serta reservoir. Berdasarkan pada PTK SKK MIGAS tersebut, klasifikasi data “Kelas A” sebagian diambil dari data minimum yang ada di dalamnya. Pada kelompok data Geofisika dalam kelas ini berisikan data seismik 2D, sonic, vertical seismic profile (VSP), dan checkshot.
Pada referensi lapangan didapat bahwa data geofisika yang harus terdapat pada model yaitu data seismik. Data seismik dapat berupa 2D, 3D, dan 4D tergantung dari teknologi yang digunakan. Tentunya semakin besar dimensi data seismik semakin akurat data yang dapat diperoleh untuk membuat model. Untuk pembuatan model satu lapangan (full field) disarankan untuk menggunakan seismik dalam 3D atau lebih, karena dapat mengurangi risiko ketidakpastian yang didapat dari kondisi subsurface. Kemudian dalam PTK SKK Migas tersebut juga, pada suatu model struktural harus terdapat data sonic, VSP, atau checkshot yang mencukupi. Oleh karena itu, data-data pada kelas A ini merupakan data yang primer atau minimum data untuk membuat model geologi.
Data kelas B merupakan data sekunder atau data yang tidak harus ada karena selain dari jenis teknologi yang harus canggih, biaya untuk pengambilan data ini juga tidak rendah. Data ini dapat diterapkan pada reservoir yang memiliki tingkat heterogenitas yang cukup tinggi serta struktur geologi yang kompleks. Pertama yaitu data seismik dalam 3D yang dapat menginterpretasikan ukuran dan bentuk dari beberapa reservoir, yang mana merupakan keunggulan informasi yang mungkin tidak dapat diinterpretasikan pada seismik 2D. Data selanjutnya adalah elektromagnetik yang ditunjukkan pada Gambar 4.3, survei data geofisika ini merupakan fungsi dari resistivitas subsurface. Dari hasil rekaman resistivitas ini dapat mengidentifikasi seperti jenis batuan, saturasi, alterasi, temperatur, dan parameter petrofisika lainnya.
Universitas Pertamina - 32 Selanjutnya data magnetik, survei data geofisika ini yang ditunjukkan pada Gambar 4.4 merekam intensitas kemagnetan dari peta lateral pada suatu lapangan atau area optimis dengan memancarkan refleksi gelombang magnetik. Refleksi gelombang magnetik dapat mengidentifikasikan tipe dari batuan, patahan, dan juga alterasi. Selain itu, survei magnetik dalam geofisika ini dapat memberikan informasi mengenai subsurface lainnya hingga kedalaman beberapa kilometer dari permukaan.
Gambar 4.4 Contoh Data Magnetik (dggs.alaska.gov)
Data keempat yaitu data radiometrik, survei data geofisika ini dengan metode memancarkan sinar radioaktif gamma-ray dari permukaan. Jumlah elemen radioaktif yang dipancarkan sinar gamma tingkat rendah ini tidak berbahaya yang dapat digunakan untuk membedakan jenis batuan dengan material permukaannya. Pada Gambar 4.5, area yang cerah berwarna kuning merepresentasikan batuan intrusif dari tingkat radioaktif thorium.
Gambar 4.5 Contoh Data Radiometrik (dggs.alaska.gov)
Selanjutnya yaitu data gravitasi yang terlihat pada Gambar 4.6, survei data geofisika ini merupakan komponen vertikal dari pengukuran medan gravitasi bumi. Survei gravitasi ini
Universitas Pertamina - 33 mengukur intensitas medan gravitasi bumi untuk memetakan secara lateral densitas dari batuan. Variasi lateral densitas batuan ini merupakan refleksi langsung dari tipe-tipe batuan, patahan, lipatan, dan juga alterasi. Contoh dari aplikasi survei ini yaitu, pemetaan dari ketebalan lapisan dari formasi unconsolidated, identifikasi struktur eksplorasi hidrokarbon, dan interpretasi struktur regional.
Gambar 4.6 Contoh Data Gravitasi (dggs.alaska.gov)
Kemudian klasifikasi kelas C dalam kelompok data geofisika yaitu data Seismik dalam 4D. Klasifikasi ini merupakan data tersier atau data pendukung atau pelengkap untuk mendapatkan model geologi yang lebih akurat dan presisi. Sehingga dapat mengurangi risiko ketidakpastian pada model untuk mengetahui performa dalam suatu reservoir. Dalam data seismik 4D ini memiliki keunggulan dengan versi lamanya, yaitu dapat memberikan informasi prediksi, peta saturasi, dan perubahan tekanan. Pada umumnya 4D seismik adalah data 3D seismik yang diperoleh pada perubahan waktu pada satu area yang sama untuk melihat perubahan produksi hidrokarbon terhadap waktu. Perubahan ini dapat diamati dari pergerakan fluida dan saturasi, tekanan, dan temperatur. Akan tetapi, biaya yang mahal serta teknologi yang kurang mencukupi untuk saat ini masih jarang penggunaan dari seismik 4D ini.
B. Data Geologi & Petrofisika
Klasifikasi yang kedua yaitu kelompok data geologi dan petrofisika. Pada Klasifikasi ini juga dibagi menjadi tiga kelas berdasarkan kebutuhan data yang digunakan. Data kelas A merupakan data inti untuk membuat model geologi, seperti data core. Data core ini sangat penting dalam analisa batuan dengan mengambil sampel core pada daerah yang menjadi perhatian atau biasanya di sekitar sumur (sidewall). Sampel core ini dapat dilakukan analisa seperti fluida, tekanan, volume, dan temperatur. Pada umumnya analisa sampel core ini ada 2, yaitu terdiri dari routine core analysis (RCAL) dan special core analysis (SCAL).
Universitas Pertamina - 34 Gambar 4.7 Contoh Data Core dari ɸ, k & GR (Tariq, 2012)
Pengambilan data core ini harus dilakukan secepatnya untuk menghindari sampel core yang sudah mengalami evaporasi dan sudah terkontaminasi fluida pengeboran. Biasanya sampel core yang akan dilakukan analisa disimpan dahulu di dalam suatu barel core sampai nantinya dibutuhkan untuk analisa core. Sampel core diharapkan memiliki kandungan mud atau lumpur yang digunakan untuk pengeboran saat proses pengambilan core, dan juga sampel minyak serta air yang terproduksi pada interval sampel core. Sampel minyak dan air yang ada pada core ini biasanya digunakan untuk mencatat casing, liner, dan completion, serta sumur sebagai produksi inisial, bottom-hole pressure dan temperatur, serta productivity index dari sumur.
Tabel 4.3 Klasifikasi Kelompok Data Geologi & Petrofisika
A B C A
Data cutting SP log Image log Well Test
Gas reading Log Caliper PVT analysis
GR Log Lod Sonic Reservoir
pressure Resistivity Log Neutron Log Density Log Mud Log Data Core
