Studi Evaluasi Data Logging Dan Sifat

Abstrak—Penelitian untuk menganalisa parameter petrofisika zona reservoir pada sumur Walakpa 1 lapangan Alaska dilakukan sebagai upaya pencarian cadangan hidrokarbon. Dalam penelitian ini dilakukan analisa terhadap data log untuk menentukan permeabilitas batuan, menentukan zona reservoir, menghitung porositas efektif formasi, serta menghitung saturasi air sebagai informasi nilai optimis kandungan hidrokarbon didalam lapisan reservoir. Penentuan zona reservoir didasarkan pada kecocokan hasil analisa permeabilitas batuan dengan zona cross over yang ditunjukkan oleh log neutron dan log densitas. Perhitungan porositas efektif dilakukan untuk mengetahui seberapa besar pori-pori batuan penyusun reservoir serta digunakan dalam menentukan kandungan fluida dari perhitungan saturasi air. Dari analisa yang telah dilakukan, didapatkan lapisan reservoir berada pada kedalaman 157.5-158.5 feet. Nilai rata-rata porositas efektif lapisan sebesar 0.1288. Saturasi air lapisan reservoir didapatkan nilai persebarannya berada pada rentang 0.4-0.8 dan rata-ratanya sebesar 0.594768 atau sebesar 59.4768 %. Hal ini menunjukkan hasil optimis hidokarbon karena saturasi airnya lebih besar dari 50% yang artinya saturasi hidrokarbon sebesar atau 40.5232 % didalam fromasi tersebut.

Kata Kunci— Posositas Efektif, Saturasi air, Well log.

I. PENDAHULUAN

Indonesia sebagai negara dengan jumlah penduduk lebih dari dua ratus juta jiwa memiliki kebutuhan yang sangat besar terhadap energi untuk membantu menjalankan kehidupannya. Bentuk energi yang umum digunakan saat ini berasal dari bahan-bahan hidrokarbon yang didapatkan dari eksploitasi bawah permukaan bumi. Namun seiring dengan bertambahnya kebutuhan tersebut, cadangan hidrokarbon di Indonesia semakin menipis yang menyebabkan produksi hidrokarbon juga semakin berkurang. Salah satu produk hasil olahan hidrokarbon yang sangat dibutuhkan adalah minyak bumi. Menurut data Kementerian Energi dan Sumber Daya Mineral (ESDM) pada tahun 2011, cadangan minyak bumi Indonesia secara total mencapai 7,73227 miliar barel, namun hanya sekitar 4,03957 miliar barel yang sudah terbukti. Menurut Statistical Review of World Energy

2013, cadangan minyak Indonesia akan habis pada tahun 2024 jika tidak ada tambahan cadangan minyak terbukti.

Untuk mencari cadangan minyak yang cukup besar di Indonesia , maka perlu dilakukan eksplorasi secara besar-besaran serta menyiapkan sumberdaya manusia yang berkompeten dalam hal eksplorasi. Eksplorasi mempunyai peran penting dalam produksi minyak bumi. Salah satu cara eksplorasi minyak bumi adalah menggunakan ilmu geofisika yang mempelajari struktur bawah permukaan dengan menggunakan pendekatan-pendekatan fisika. Salah satu metode eksplorasi minyak bumi adalah analisa data sumur bor (Well-Log). Analisa Well-Log merupakan metode pencarian reservoir yang menggunakan suatu data grafik kedalaman (terkadang waktu) yang menggambarkan parameter-parameter fisika hasil pengukuran didalam sebuah sumur pengeboran.

Dalam menentukan zona rervoar perlu diperhatikan beberapa parameter petrofisika batuan seperti permeabilitas, porositas, dan saturasi air. Untuk mencari ketiganya memerlukan beberapa tahap analisa data Well-Log. Penentuan zona permeable batuan pada sebuah formasi dapat dilakukan dengan melihat parameter-parameter pengukuran data log dan informasi geologi daerah setempat. Nilai porositas juga dapat dilihat dari data log porositas pada data log, namun untuk mencari besar porositas efektif dari sebuah lapisan reservoir perlu dilakukan perhitungan dan koreksi. Sedangkan untuk menentukan saturasi air (Sw) pada sebuah formasi memerlukan perhitungan lebih lanjut dari data-data log yang telah ada dan parameter-parameter petrofisika yang mendukung. Perhitungan saturasi air juga mengalami perkembangan dan modivikasi dari perumusan dasarnya dikarenakan untuk beberapa kasus formasi batuan tertentu, Perhitungan saturasi air membutuhkan parameter dan formula yang berbeda. Persamaan yang biasa dikenal dalam perhitungan saturasi air adalah persamaan Archie, persamaan Simandoux, persamaan Indonesia, dan persamaan Rasio-Resistivitas.

Penentuan saturasi air menjadi sangat penting dalam analisa sebuah formasi yang diduga reservoir. Hal ini dikarenakan terakumulasinya minyak dan gas bumi dalam sebuah reservoir selalu diiringi dengan banyakya jumlah air didalam batuan tersebut. Hal ini akan berguna untuk mengetahui seberapa besar potensi hidrokarbon tersebut dapat diproduksi.

Berdasarkan latar belakan diatas, maka perlu dilakukan penelitian sebagai pembelajaran untuk menentukan zona permeable, menentukan porositas efektif dari sebuah lapisan reservoir, menghitung saturasi air dalam lapisan reservoir tersebut, serta mengetahui potensi hidrokarbon yang terkandung dalam reservoir. Hal ini guna menunjang pembelajaran mahasiswa dalam melakukan analisa yang tepat dari sebuah data log sumur pengeboran.

II. GEOLOGI REGIONAL

Data log sumur yang digunakan dalam penelitian ini menggunakan sumur Walakpa 1 pada daerah penelitian

Studi Evaluasi Data Logging Dan Sifat Petrofisika

Untuk Menentukan Zona Hidrokarbon Pada Sumur

Walakpa-1, Lapangan Alaska

Asdi Prasetyo, Sungkono Jurusan Fisika, Fakultas MIPA, Institut

Teknologi Sepuluh Nopember Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111

NPRA (National Petroleum Reserve Alaska). Daerah ini berada pada daerah barat Alaska bagian utara (North Slope Alaska). Area penelitian ini mencakup luasan wilayah sebesar 93.240 km2 _{seperti yang ditunjukkan pada gambar 1.}

Gambar 1. Peta letak daerah penelitian National Petroleum Reserve Alaska

Sumur Walakpa nomor 1 terletak pada jarak 15 mil sebelah selatan Barrow, Alaska. Posisi sumur Walakpa 1 ditunjukkan pada gambar 2. Sumur ini tergolong cukup tua karena berdasarkan data geological report sumur tersebut,

proses pengeboran mulai dilakukan pada tanggal 25 Desember 1979. Setelah pengeboran selesai pada tanggal 23 Januari 1980, kedalaman total yang diperoleh dari sumur ini adalah 3.666 feet.

Gamba 2. Peta index area penelitian di NPRA. Gambar lingkaran nomor 3 menunjukkan posisi sumur Walakpa 1

Formasi penyusun daerah pengeboran Walakpa 1 dari data stratigrafi yang ada menunjukkan formasinya terdiri dari Torok Formation, Pebble Shale (Walakpa Sandstone), Kingak Formation, Sag River Sandstone, Shublik Formation.

Tabel 1. Data lapisan stratigrafi penyusun daerah pengeboran sumur Walakpa 1

III. METODE

Pengolahan data Well log pada penelitian ini menggunakan software Ms. Excel, Interactive Petrophysics 3.5, dan Matlab. Data yang digunakan data WALAKPA 1 denga format file *.LAS yang dapat diakses dari alamat

www.energy.cr.usgs.gov. Dari data tersebut akan dilakukan analisa parameter petrofisika untuk menentukan lapisan reservoir dan prospeknya untuk eksploitasi minyak dan gas bumi. Beberapa tahapan diantaranya adalah identifikasi awal lapisan reservoir dengan menentukan zona permeable dan tidak permeable serta analisa zona cross over pada data log porositas. Selanjutnya dilakukan perhitungan porositas efektif dan perhitungan saturasi air dari lapisan reservoir yang telah ditentukan. Persamaan untuk menentukan saturasi air yang digunakan dalam penelitian ini menggunakan persamaan Archie.

3.1 Identifikasi Awal Lapisan Reservoir

Sebagai identifikasi awal dalam penelitian ini, dilakukan dua tahap yaitu menentukan zona permeable dan tidak permeable kemudian melakukan analisa zona cross over pada data log porositas. Dari dua identifikasi tersebut aka didapatkan lapisan yang diduga sebagai reservoir yang digunakan untuk menentukan parameter petrofisika selanjutnya.

3.1.1 Penentuan zona permeabel dan tidak permeabel Pada tahapan ini digunakan data log Gamma Ray, log

Caliper, log SP, dan log Bitsize. Untuk interpretasi kualitatif lapisan permeable maupun tidak permeable, dapat dilakukan dengan meencocokkan keempat data log tersebut terhadap sifatnya masing-masing yang memberikan penafsiran terhadap permeabilitas batuan.

V shale =

GR

log

−

GR

min

GR

max

−

GR

min

………. ……..(2.1) Selain menggunakan log gamma ray bisa juga dilakuka perhitungan menggunakan log SP sebagai berikut:

V

_{sh SP}

=1−

SP

log

SSP

………..

(2.2) Dengan:

GRlog :pembacaan gamma ray pada tiap interval kedalaman

GRmin : pembacaan gamma ray pada lapisan non shale GRmax : pembacaan gamma ray pada lapisan shale SP log : pembacaan kurva SP pada formasi yang dimaksud SSP : harga pembacaan pada kurva SP maksimal 3.1.2 Identifikasi Zona Cross Over

Setelah dilakuka interpretasi kualitatif dan kuantitatif dari lapisan permeable dan tidak permeable. Maka hasil tersebut digunakan sebagai acuan untuk tahap selanjutnya dalam mengidentifikasi lapisan reservoir.

Pada tahap ini dilakukan identifikasi zona cross over dari data log densitas dan log neutron. Tampilan log densitas dari kiri ke kanan satuannya semakin besar. Sedangkan log neutron dari kiri ke kanan satuan porositasnya semakin kecil. Log densitas akan cenderung defleksi ke kiri dan log neutron cenderung defleksi ke kanan. Sedangkan untuk lapisan yang mengandung air, kurva kedua log tersebut akan membentuk separasi positif.

Dari interpretasi dari zona cross over, selanjutnya dilakukan pencocokan dengan hasil identifikasi zona permeable dan tidak permeable. Hal ini dilakukan agar penentuan lapisan reservoir lebih akurat.

3.2 Menghitung Porositas Effektif

Setelah didapatkan lapisan reservoir maka selanjutnya adalah menghitung porositas efektif batuan (

❑

_eff ) yang dapat ditentukan menggunakan persamaan berikut:

❑

_eff =

❑

tot

−(

V

s h ale

.

❑

s h ale

)

……….

………(2.3) Keterangan

❑

_tot : porositas total batuan

V

_{s h ale} : Volume Shale

❑

_{s h ale} : Porositas rata-rata lapisan shale pada sumur

Untuk menghitung tiga parameter tersebut akan dijelaskan sebagai berikut:

a) Menghitung porositas total batuan dapat menggunakan persamaan :

❑

_tot

=

√

❑

n

2

−

❑

_D2

2

……….…..…………

(2.4)

Keterangan :

❑

_n : Porositas Neutron

❑

_D : Porositas Densitas

Besar porositas densitas batuan dapat dihitung sebagai berikut:

❑

_D =

❑

matriks

−

❑

bulk

❑

_matriks

−

❑

_fluida

……….(2.5) Keterangan:

❑

_matriks : densitas matriks (digunakan pada sands = 2.65 g/cc)

❑

_bulk : densitas pengukuran

❑

_fluida : densitas fluida (digunakan untuk air = 1 g/cc)

b) menghitung V shale dapat dilakukan dengan menggunakan persamaan 2.1 menggunakan data log gamma ray.

c) menghitung porositas shale dapat dilakukan melalui tahap-tahap berikut:

 Dengan menggunakan software IP 3.5, dilakukan analisa lapisan yang mengandung shale dengan melihat defleksi log GR dan log SP. Dari analisa yang dilakukan didapatkan kedalaman lapisan

shale berada pada kedalaman 1700-1730 feet.

 Pindahkan data log WALAKPA 1 pada kedalaman 1700-1730 feet kedalam Ms. Excel untuk dilakukan perhitungan porositas shale.

 Sebelum meghitung porositas shale, perlu ditentukan terlebih dahulu porositas densitas (

❑

_D

¿

pada lapisan shale ini dengan menggunakan persamaan 2.4.

 Dengan menggunakan hasil perhitungan porositas densitas, maka selanjutnya menghitung porositas total (

❑

tot ) pada lapisan shale dengan

menggunakan persamaan 2.3.

 Porositas shale (

❑

_{s h ale}

¿

didapatkan dari rata-rata porositas total (

❑

tot

¿

pada lapisan

shale.

Setelah didapatkan nilai porositas total (

❑

tot ), volume shale (Vshale), dan porositas shale (

❑

s h ale

¿

maka

sudah dapat dihitung porositas efektif (

❑

eff

¿

dari

formasi reservoir.

S

w

=

Sw : Saturasi air pada zona tak terinvasi

a : Faktor tortuositas m : Eksponen sementasi

n : Eksponen saturasi (1.8 – 2.5, umum digunakan 2)

Φ : Porositas

Rw : Resistivitas air formasi

Rt : Resistivitas formasi yang sebenarnya

Faktor tortuosity pada praktikum ini digunakan sebesar 0.81, sedangkan nilai sementasi (m) dan eksponen saturasi (n) yang digunakan masing-masing adalah 2. Resistivitas formasi sebenarnya dapat dilihat dari log

resistivitas (ILD). Porositas

Namun untuk menghitung nilai saturasi air formasi masih belum dapat dilakukan karena belum mengetahui besar resistivitas air formasi (Rw).

Untuk menentukan resistivitas air formasi, terdapat beberapa metode namun dalam praktikum inidigunakan metode picket plot. Dimana metode ini dilakukan dengan membuat crossplot antara data Rt dan porositas efektif (

❑

_eff

¿

. Persamaan regresi untuk clean sand diberikan oleh:

Log () =

-1

m

log

(

R

t

)

−

n

log

(

S

w

)

+

log

(

a . R

w

)

…..(2.7)

Dari persamaan regresi linier tersebut maka perlu dicari nilai Rw, karena harga intercept merupakan log (a . Rw) ketika saturasi airnya 100%. Dan slopenya merupakan

−1

Eksponen sementasi

. untuk menentukan nilai Rw formasi dapat dijelaskan melalui langkah-langkah sebagai berikut:

 Menentukan Rw berdasarkan persamaan berikut ini:

R

_w

=

R

t

.

ϕ

m

a

………

.(2.8) Dikarenakan jumlah Rw harus 1, maka Rt pada zona reservoir dan porositas efektifnya harus dirata-rata terlebih dahulu.

 Memasukkan parameter-parameter pada persamaan regresi 2.6.

 Ploting Rt pada sumbu x dan porositas pada sumbu y pada kertas log.

 Ploting garis regresi dari persamaan diatas.

#misal: nilai Rt regresi = 0.01 sampai 1000 dan menentukan zona permeable dan tidak permeable. Analisa ini dilakukan untuk mengetahui lapisa mana yang memiliki permeabilitas tinggi. Hal ini dikarena reservoir adalah zona yang dimana hidokarbon menempati ruang didalam formasi batuan serta terdapat ruang untuk mengalir. Maka jika sebuah formasi memiliki permeabilitas yang tinggi, kemungkinan terisinya zat lain selain batuan seperti fluida, gas, dan minyak akan semakin besar.

Interpretasi lapisan permeable dilakukan dengan analisa log GR, log Caliper, log Bitsize, serta log SP. Pembacaan log gamma ray jika semakin kecil kurvanya maka menunjukkan lapisan semain bersifat permeable. Sebaliknya jika log GR menunjukkan kurva yang tinggi maka semakin tidak permeable. Pada banyak kasus, kita belum bisa menyatakan sebuah lapisan bersifat permeable atau impermeable hanya berdasarkan data log GR. Sehingga dilakukan analisa data log lain yakni log SP sebagai penunjang interpretasi dari log GR. Pada log SP terdapat pola kemenerusan pada kurva, dan ini dibuat sebuah garis yang dinamakan shale base line. Dimana garis ini merupakan acuan untuk menginterpretasikan permeabilitias batuan berdasarkan data log SP, jika kurva log SP menunjukkan defleksi maka menunjukkan lapisan tersebut bersifat permeable. Semakin tinggi defleksinya maka membantu interpretasi kuantitatif lapisan permeable dan impermeable. Hasil interpretasi lapisan permeable dan impermeable seperti ditunjukkan pada gambar 3. Daerah yang dilingkari warna merah merupakan zona permeable yang diidentifikasi sebagai reservoir yang akan dicocokkan dengan zona cross over log porositas.

kanan. Sedangkan untuk lapisan yang mengandung air, kurva kedua log tersebut akan membentuk separasi positif. Jika antara kurva log densitas dan log neutron terjadi penyilangan (cross over) maka daerah inilah yang diidentifikasi sebagai reservoir. Setelah ditampilkan data log neutron dan log densitas, dicari zona cross over apakah cocok dengan hasil interpretasi lapisan permeable dan impermeable.

Setelah dilakukan analisa, didapatkan lapisan reservoir pada kedalaman 157.5-158.5 feet. Hal ketika dilakukan perbandingan dari analisa zona cross over

terhadap interpretasi lapisan permeable dan impermeable ternyata terdapat kecocokan. Zona cross over pada log porositas ditunjukkan oleh gambar 4.

Gambar 3. Interpretasi kualitatif dan kuantitatif lapisan permeable dan tidak permeable pada data Walakpa 1.

Gambar 4. Zona cross over pada kedalaman 2073-2088 feet sumur Walakpa 1.

4.2 Porositas Efektif lapisan Reserfoir

Sebelum mengetahui hasil perhitungan porositas efektif menggunakan persamaan 2.3, terlebih dahulu dicarai besarnya porositas total batuan, volume shale, dan porositas

shale.

Untuk menentukan porositas total batuan sebelumnya dicari terlebih dahulu porositas densitas menggunakan persamaan 2.5 dimana

❑

matriks yang digunakan untuk

kasus ini menggunakan densitas pada pasir yaitu sebesar 2,65 g/cc.

❑

bulk dapat dilihat langsung dari data log

densitas (RHOB) pada data WALAKPA 1. Sedangkan nilai

❑

_fluida menggunakan densitas air yakni sebesar 1 g/cc. Sehingga dari perhitungan yang dilakukan didapatkan rata-rata persebaran nilai porositas densitas pada lapisan reservoir sebesar 0.170039. Dari hasil perhitungan porositas densitas diatas, maka dapat digunakan untuk menghitung porositas total dengan menggunakan nilai pada log neutron. Setelah dilakukan perhitungan didapatkan persebaran nilai porositas total dengan rata-rata 0.175628.

Kemudian untuk menghitung porositas shale, ditentukan terlebih dahulu lapisan pada sumur WALAKPA 1 yang diduga banyak mengandung shale. Dari hasil analisa yang telah dilakukan menggunakan software IP 3.5 didapakan lapisan shale terbanyak berada pada kedalaman 1700-1730 feet. Dikedalaman inilah yang dihitung porositas

shale nya sesuai dengan langkah-langkah yang telah dijelaskan pada bab metodologi percobaan. Dan didapatkan hasil bahwa bersar porositas shale sebesar 0.265728.

Setelah seluruh parameter yang digunakan untuk menghitung porositas efektif diketahui, maka dilakukan perhitungan menggunakan persamaan 2.3 dan didapatkan rata-rata nilai porositas efektif lapisan reservoir sebesar 0.128825. Kurva persebaran porositas efektif pada lapisan reservoir sebagai berikut:

0.09 0.1 0.110.120.130.140.150.16 1565.0

1570.0 1575.0 1580.0 1585.0 1590.0

Porositas Efektif

D

e

p

th

Grafik 1. Kurva persebaran porositas efektif pada lapisan reservoir pada kedalaman 157.5-158.5 feet sumur Walakpa 1.

4.3 Saturasi Air Lapisan Hidrokarbon

Dari hasil perhitungan porositas efektif pada lapisan reservoir, selanjutnya dilakukan perhitungan saturasi air berdasarkan persamaan Archie. Penggunaan persamaan ini dikarenakan pada laporan geologi sumur Walakpa 1, lapisan reservoirnya terdiri dari lapisan batu pasir. Dari persamaan Archie 2.6, terdapat beberapa parameter selain porositas efektif yang harus dicari nilainya yakni resistivitas air formasi. Untuk menentukan resistivitas air formasi menggunakan metode picket plot dikarenakan pada data Walakpa 1 tidak diketahui temperatur formasinya. Parameter petrofisika yang dihitung antara lain porositas, saturasi air, dan permeabilitas. Berdasarkan metode Pickett plot, nilai resistivitas air formasi pada reservoir Walakpa 1 sebesar 0.4759 Ωm.

Setelah parameter-parameter yang digunakan untuk perhitungan saturasi air dengan persamaan Archie, maka

Reservoir pada kedalaman

perhitungan dapat dilakukan. Berikut ini disajikan kurva persebaran nilai saturasi air lapisan reservoir pada kedalaman 157.5-158.5 feet.

0.4 0.5 0.6 0.7 0.8

1560.0 1570.0 1580.0 1590.0

Sw

Sw

D

e

p

th

Grafik 2. Kurva persebaran nilai saturasi air lapisan reservoir pada kedalaman 157.5-158.5 feet sumur Walakpa 1.

Dari perhitungan saturasi air lapisan reservoir didapatkan nilai persebaran saturasi airnya berada pada rentang 0.4-0.8 dan rata-ratanya sebesar 0.594768 atau sebesar 59.4768 %. Persebaran saturasi air menunjukkan hasil yang optimis menemukan hidokarbon karena nilai saturasi air lebih besar dari 50%. Dari nilai saturasi air tersebut memberikan gambaran bahwa saturasi hidrokarbon pada lapisan reservoir yang digunakan adalah 0.405232 atau 40.5232 % didalam formasi reservoir pada kedalaman

1574.5-1586.5feet sumur WALAKPA 1.

KESIMPULAN

Dari penelitian yang telah dilakukan, didapatkan bberapa kesimpulan sebagai berikut:

I. Lapisan reservoir didapatkan pada kedalaman 157.5-158.5 feet berdasarkan kecocokan zona cross over dari log porositas terhadap interprestasi lapisan permeable dan impermeable.

II. nilai porositas efektif lapisan reservoir yang didapatkan dari perhitungkan didapatkan rata-rata sebesar 0.128825.

III. dari perhitungan saturasi air lapisan reservoir didapatkan nilai persebaran saturasi airnya berada pada rentang 0.4-0.8 dan rata-ratanya sebesar 0.594768 atau sebesar 59.4768 %

IV. Persebaran saturasi air menunjukkan hasil yang optimis menemukan hidokarbon karena nilai saturasi air lebih besar dari 50%. Dari nilai saturasi air tersebut memberikan gambaran bahwa saturasi hidrokarbon pada lapisan reservoir yang digunakan adalah 0.405232 atau 40.5232 % didalam formasi reservoir pada kedalaman 1574.5-1586.5 feet sumur WALAKPA 1.

UCAPAN TERIMA KASIH

Penulis mengucapkan terima kasih kepada dosen dan asisten pengampu matakuliah Well Log dan semua pihak yang telah membantu dalam pembuatan jurnal ini.

DAFTAR PUSTAKA

[1] Departmen of Natural Resources. 2008. “Regional Geologi of the North Slope of Alaska”. USA.

[2] Harsono, Adi. 1997. “Evaluasi Formasi dan Aplikasi Log”. Schlumberger Oil Services: Jakarta.

[3] Herbas, Javier. 2009.“Identification of Potential Reservoir sands within the Torok Formation in a northern portion of the National Petroleum Reserve – Alaska”. McGill University : Canada.

[4] Irawan, Deni dan Utama, Widya. 2009. “Analisis Data Well Log (Porositas, Saturasi Air, dan Permeabilitas) untuk menentukan Zona Hidrokarbon, Studi Kasus: Lapangan ”ITS” Daerah Cekungan Jawa Barat Utara”. Jurnal Fisika dan Aplikasinya Vol. 5, No. 1.

[5] Rider, M. 1996. “The Geological Interpretation of Well Logs 2nd Edition”. Interprint Ltd, Malta.