STUDI HUBUNGAN PERMEABILITAS DENGAN POROSITAS PADA RESERVOIR KARBONAT FORMASI BATURAJA DAN KUJUNG TESIS

(1)

STUDI HUBUNGAN PERMEABILITAS DENGAN POROSITAS

PADA RESERVOIR KARBONAT

FORMASI BATURAJA DAN KUJUNG

TESIS

Karya tulis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister dari

Institut Teknologi Bandung

Oleh

ANDRI LUTHFI LUKMAN HAKIM

NIM : 222 04 001

Program Studi Teknik Perminyakan

INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG

2007

(2)

i

ABSTRAK

STUDI HUBUNGAN PERMEABILITAS DENGAN

POROSITAS PADA RESERVOIR KARBONAT

FORMASI BATURAJA DAN KUJUNG

Oleh

Andri Luthfi Lukman Hakim NIM : 222 04 001

Permeabilitas merupakan sebuah parameter petrofisika yang telah terbukti sangat sulit untuk diprediksi, terutama pada batuan dengan tingkat heterogenitas yang cukup tinggi. Batuan karbonat merupakan batuan yang memiliki sifat fisik yang beragam (heterogen) terutama pada distribusi butir dan pori.

Penelitian ini mencoba mengaplikasikan beberapa persamaan yang telah ada (modifikasi K-C) pada reservoir karbonat dan mencoba untuk memperoleh sebuah korelasi empiris yang dapat mewakili distribusi permeabilitas pada batuan karbonat.

Metode hydraulic flow unit dengan modifikasi pengelompokan fasies (zonasi FZI di plot kembali dalam bentuk plot konvensional) menghasilkan perkiraan permeabilitas yang lebih baik dibandingkan dengan metode HFU.

Pada Metode HFU dengan pengelompokan fasies ini persamaan untuk zona fracture dibuat terpisah dari persamaan yang akan digunakan untuk setiap fasies dan hasilnya lebih baik dari metode yang dikemukakan oleh Wyllie-Rose.

Metode yang dikembangkan oleh Wyllie-Rose, dimana korelasi yang digunakan merupakan korelasi yang diperoleh dari Lapangan T, mendapatkan hasil yang dapat digunakan pada lapangan K dan menunjukan nilai perkiraan permeabilitas yang berada pada trend nilai permeabilitas core.

Persamaan yang diperoleh untuk memperkirakan permeabilitas pada sumur yang tidak mempunyai data core adalah:

2 35 . 2 150 wirr S k= φ

dimana k dalam milidarcy, danφ dalam fraksi, ditentukan dari porositas log yang telah ditransform.

(3)

ABSTRACT

STUDY ON POROSITY AND PERMEABILITY

CORRELATION IN CARBONATE RESERVOIR AT

BATURAJA AND KUJUNG FORMATION

Oleh

Andri Luthfi Lukman Hakim NIM : 222 04 001

Permeability is one of petrophysics parameter of which is proven quite difficult to determined, especially in carbonate rocks with really high degree of heterogeneity. Carbonates are rocks that have physical characteristic which is heterogeneous especially in pore and grain distribution.

This research tries to apply some equations presented in literature before (K-C modification) in carbonate reservoir and tries to obtain an empirical correlation that can represent permeability distribution in carbonate reservoirs.

Hydraulic flow unit with facies grouping modification (re-plotting FZI zone in conventional plot form) creates permeability estimation which is more accurate compared to HFU method.

In this facies grouping, the equation used for fractured zone separately made from the equation used for each facies and therefore, and also the result is better than using the method of Wyllie-Rose.

The method generated by Willie-Rose, using a correlation derived from Field T, obtains a result that can be used in Field K and shows permeability value estimation which is in the core permeability value trend.

The obtained equation for estimating permeability of a well without a core data may be written as follows:

2 35 . 2 150 wirr S k= φ

Where k in milidarcy, andφ in fraction, determined from transformed porosity log.

(4)

iii

STUDI HUBUNGAN PERMEABILITAS DENGAN POROSITAS

PADA RESERVOIR KARBONAT

FORMASI BATURAJA DAN KUJUNG

Oleh

Andri Luthfi Lukman Hakim

NIM : 222 04 001

Program Studi Teknik Perminyakan Institut Teknologi Bandung

Menyetujui Tim Pembimbing

Tanggal, Juni 2007 Pembimbing I

(Dr. Ir. Asep Kurnia Permadi)

Pembimbing II

(5)

PEDOMAN PENGGUNAAN TESIS

Tesis S2 yang tidak dipublikasikan terdaftar dan tersedia di Perpustakaan Institut Teknologi Bandung, dan terbuka untuk umum dengan ketentuan bahwa hak cipta ada pada pengarang dengan mengikuti aturan HaKI yang berlaku di Institut Teknologi Bandung. Referensi kepustakaan diperkenankan dicatat, tetapi pengutipan atau peringkasan hanya dapat dilakukan seizin pengarang dan harus disertai dengan kebiasaan ilmiah untuk menyebutkan sumbernya.

Memperbanyak atau menerbitkan sebagian atau seluruh tesis haruslah seizin Direktur Program Pascasarjana, Institut Teknologi Bandung.

(6)

Kupersembahkan untuk orang tuaku tercinta Rudi Rosadi Day, S.H., istriku Fenny Afianti, dan anakku tercinta, Rayhan Rabbani Hakim.

(7)

KATA PENGANTAR

Segala puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT, karena dengan izin dari-Nya serta dibarengi kerja keras, laporan studi tesis ini dapat diselesaikan. Shalawat dan salam semoga tercurah kepada junjungan kita Nabi Muhammad SAW.

Dalam menyelesaikan laporan ini, Saya telah banyak menerima bantuan dari berbagai pihak. Untuk itu saya ingin menyampaikan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Bapak Dr. Asep Kurnia Permadi, Dr. Taufan Marhaendrajana, selaku pembimbing yang telah meluangkan waktu dan memberikan berbagai masukan tentang materi yang dibahas dalam laporan ini serta wawasan yang telah diberikannya.

2. Sekertaris jurusan Teknik Perminyakan, Program Studi Magister, ITB, Dr. Arsegianto, Prof. Dr. Pudji Permadi, dan seluruh Staf Dosen, Tata Usaha (Pak Acep, mba Sari, pa Oman, ibu Tuti) dan Karyawan yang tidak dapat disebutkan satu persatu.

3. Orang tua, keluarga ku tercinta (Fenny dan Rayhan), yang senantiasa menemani dan menyemangatiku.

4. Rekan-rekan S2, Deddy, Amega, Listy, Triyono, terima kasih sudah menemani lembur dan memberikan masukan serta ide-ide dalam menyusun laporan ini. Elok, Hanna, dan Ema, terima kasih atas kebersamaan serta dukungannya.

Akhir kata, segala kritik dan saran diharapkan oleh penulis guna perbaikan dalam pembuatan laporan-laporan berikutnya .

Bandung, Juni 2007 Penulis

Andri Luthfi L. Hakim 222.04001

(8)

vii

DAFTAR ISI

Hal.

ABSTRAK ... i

ABSTRACT ... ii

LEMBAR PENGESAHAN ... iii

PEDOMAN PENGGUNAAN TESIS ... iv

LEMBAR DEDIKASI ... v

KATA PENGANTAR ... vi

DAFTAR ISI ... vii

DAFTAR GAMBAR ... ix

DAFTAR TABEL... xii

DAFTAR SINGKATAN DAN SIMBOL ... xiii

Bab I Pendahuluan ... 1

I.1 Latar Belakang Penelitian... 1

I.2 Tujuan Penelitian... 2

I.3 Metodologi Penelitian... 2

I.4 Lokasi Daerah Penelitian... 3

I.5 Hasil Yang Diharapkan ... 3

I.6 Sistematika Penulisan Tesis... 3

Bab II Tinjauan Pustaka... 5

II.1 Model Permeabilitas Kozeny-Carman ... 6

II.2 Model Permeabilitas Wyllie – Rose... 10

II.3 Model Permeabilitas HFU... 11

II.4 Carbonate Reservoir... 14

II.5 Fungsi Matematika, Statistik Dan Geology Dalam Karakteristik Aliran ... 19

Bab III Metodologi Penelitian ... 21

III.1 Permeabilitas dan Porositas ... 21

III.2 Irreducible Water Saturation ... 22

(9)

III.3.1 Hydraulic Flow Unit ... 22

III.3.2 Irreducible Water Saturation (Swirr)... 24

Bab IV Geologi Daerah Penelitian ... 25

IV.1 Geologi Lapangan T ... 25

IV.2 Geologi Lapangan K ... 28

Bab V Analisis Data Dan Hasil Penelitian ... 31

V.1 Persiapan Data ... 31

V.1.1 Data Core ... 31

V.1.2 Data Petrografi ... 33

V.2 Analisis Hubungan Porositas Permeabilitas ... 40

V.2.1 Hubungan Porositas Permeabilitas Metode Konvensional ... 40

V.2.2 Hubungan Porositas Permeabilitas Metode Hydraulic Flow Unit ... 43

V.2.3 Hubungan Porositas Permeabilitas Metode Irreducible Water Saturation... 64

Bab VI Kesimpulan Dan Saran... 71

VI.1 Kesimpulan ... 71

VI.2 Saran ... 72

(10)

ix

DAFTAR GAMBAR

Gambar Hal.

II.1 Model Kozeny - Carman, hasil plotnya menunjukan garis yang

hampir linear pada skala log-log ... 9

II.2 Skema identifikasi Flow Zone... 14

II.3 Lingkungan Ideal Perkembangan Modern Carbonate... 15

II.4 Jenis porositas yang berasosiasi dengan jenis fasies... 15

II.5 Lingkungan pengendapan fasies-fasies karbonat... 16

II.6 Tipe porositas primer pada batuan karbonat ... 17

II.7 Porositas primer saat pengendapan sediment modern carbonate ... 18

II.8 Klasisfikasi geologi dan petrofisik untuk ruang pori interpartikel batuan karbonat (Lucia, 1995) ... 18

II.9 Dunham’s Carbonate Clasification ... 19

IV.1 Peta Lokasi Daerah Studi ... 25

IV.2 Kolom stratigrafi umum Cekungan Jawa Barat Utara dengan Target utama Formasi Baturaja dalam Lapangan T... 26

IV.3 Peta lokasi Lapangan “K” ... 29

IV.4 Kolom Stratigrafi Lapangan “K” ... 30

V.1 Sayatan Poles Fasies Reefal Debris ... 35

V.2 Sayatan Petrografi Fasies Reefal Debris (2189.6 m) ... 36

V.3 Sayatan Petrografi Fasies Reefal Debris (2190.6 m) ... 36

V.4 Sayatan Poles Fasies Coral Floatstone-Rudstone (Packestone – Wackstone)... 37

V.5 Sayatan Petrografi Fasies Coral Floatstone-Rudstone (Packestone – Wackstone)... 37

V.6 Sayatan Poles Fasies Coral Boundstone. ... 38

V.7 Sayatan Petrografi Fasies Coral Boundstone... 38

V.8 Semilogaritmik plot untuk hubungan porositas – permeabilitas Lapangan T. ... 40

(11)

V.9 Semilogaritmik plot untuk hubungan porositas – permeabilitas

Lapangan K. ... 41

V.10 Double logaritmik plot untuk hubungan porositas – permeabilitas Lapangan T ... 41

V.11 Double logaritmik plot untuk hubungan porositas – permeabilitas Lapangan K ... 42

V.12 Plot HFU Lapangan T ... 45

V.12 Plot HFU Lapangan K... 46

V.13 Histogram FZI Lapangan T... 47

V.14 Histogram FZI Lapangan T... 48

V.15 Pembagian zonasi HFU pada Lapangan T ... 48

V.16 Pembagian zonasi HFU pada Lapangan K... 49

V.16 Pembagian zonasi HFU pada Lapangan K dengan memisahkan sample core yang memiliki fracture... 49

V.17 Porositas log vs porositas core ... 51

V.18 Porositas transform Lapangan T ... 52

V.19aPerbandingan antara permeabilitas dari data core dengan permeabilitas yang diperkirakan dengan metode HFU ... 53

V.19bPerbandingan antara permeabilitas dari data core dengan permeabilitas hitungan dengan metode HFU pada Sumur T-13 ... 54

V.20 Hubungan porositas – permeabilitas konvensional HFU T1 ... 55

V.23 Perbandingan antara permeabilitas dari data core dengan permeabilitas yang diperkirakan dengan metode HFU dan metode Fasies... 57

V.24 Porositas log vs porositas core... 58

V.25 Porositas transform Lapangan K... 59

V.26 Perbandingan antara permeabilitas dari data core dengan permeabilitas yang diperkirakan dengan metode HFU ... 60

(12)

xi

V.29 Hubungan porositas – permeabilitas konvensional HFU K5... 62

V.32 Perbandingan antara permeabilitas dari data core dengan permeabilitas yang diperkirakan dengan metode HFU dan metode Fasies... 64

V.33 Perbandingan perkiraan permeabilitas dengan menggunakan persamaan W-R dan Timur terhadap permeabilitas core... 65

V.34 Perbandingan permeabilitas W-R terhadap permeabilitas core. ... 66

V.35 Aplikasi perkiraan permeabilitas W-R pada Lapangan K... 67

V.36 Perbandingan perkiraan permeabilitas terhadap permeabilitas core... 68

V.37 Perbandingan hasil perkiraan permeabilitas setiap metode terhadap permeabilitas core ... 69

(13)

DAFTAR TABEL

Tabel Hal.

V.1 Data Core Lapangan T ... 32

V.2 Data Core Lapangan K... 33

V.3 Hasil perhitungan Flow Zone Indicator Lapangan T... 43

V.4 Hasil perhitungan Flow Zone Indicator Lapangan K ... 44

V.5 Frekuensi FZI Lapangan T ... 46

V.6 Frekuensi FZI Lapangan K ... 47

V.7 Asosiasi HFU terhadap Fasies ... 50

(14)

xiii

DAFTAR SINGKATAN DAN SIMBOL

Singkatan

Swirr : Irreducible Water Saturation Fs : Shape factor

HFU : Hydraulic Flow Unit RQI : Reservoir Quality Index FZI : Flow Zone Indicator PhiZ : Normal Porosity

Simbol q : Flow rate, cm3/s r : Jari-jari, cm µ : Viskositas, cp L : Panjang, cm p : Tekanan, Psia k : Permeabilitas, mD kz : Konstanta Kozeny

Ac : Total cross sectional area, cm2

φ : Porositas

Vp : Volume pori Vb : Volume bulk As : Surface area, cm2 svgr : Specific surface area

svp : Internal surface area per unit pore volume