Energy Research Competition IYEC 2016
Peserta dari Geofisika, Fisika, FMIPA, Universitas Gadjah Mada
SEISMIK PASIF: FENOMENA GELOMBANG BERFREKUENSI RENDAH PENANDA KEBERADAAN RESERVOIR MINYAK DAN GAS BUMI DALAM
EXPLORASI HIDROKARBON
Afta Hanifan Zakiyyan, Herlina Widhi Hutami, Muhammad Imam Faisal, Saraswati Wahyuningtyas Universitas Gadjah Mada
aftahanifanzakiyyan@gmail.com, herlinawidhi@gmail.com, imamfaisal71@gmail.com, saraswatiwahyuningtyas331202@gmail.com
ABSTRAK
Indonesia merupakan negara dengan potensi minyak dan gas bumi yang melimpah (Sudiartono, 2014). Potensi yang melimpah ini tentunya menguntungkan, mengingat tingginya jumlah penduduk dan hal ini berbanding lurus dengan kebutuhan akan energi, khususnya energi minyak dan gas bumi. Untuk memenuhi kebutuhan energi ini, diperlukan kegiatan eksplorasi minyak dan gas bumi. Namun, kegiatan eksplorasi bukanlah perkara yang mudah, dibutuhkan biaya yang tidak sedikit serta waktu yang lama untuk dapat mengetahui keberadaan hidrokarbon di suatu daerah menggunakan kajian geologi dan geofisika. Salah satu metode geofisika yang umum digunakan untuk mengetahui keberadaan hidrokarbon yaitu metode seismik aktif, dimana hasil dari metode ini berupa struktur bawah permukaan yang menggambarkan keberadaan wadah hidrokarbon (perangkap/trap). Namun dari hal ini tidak sedikit pula dari wadah tersebut yang kosong (dry hole). Yang dapat menimbulkan kerugian yang sangat besar. Bagi perusahaan yang mengerjakan hal tersebut dan tentunya negara Indonesia. Oleh karena itu, dikembangkanlah metode alternatif yang disebut metode seismik pasif, yaitu sebuah teknologi baru yang diharap dapat mendeteksi keberadaan hidrokarbon di suatu daerah secara langsung. Parameter yang digunakan dalam seismik pasif berupa anomali frekuensi rendah yang berkisar antara 1 hingga 6 Hz. Nilai anomali frekuensi rendah ini tidak akan muncul pada reservoir yang tidak memiliki hidrokarbon. Apabila peta persebaran anomali frekuensi rendah serta data geologi dapat diketahui maka perhitungan cadangan awal pada daerah tersebut dapat diprediksikan. Metode seismik pasif juga cukup efektif untuk digunakan pada daerah dengan topografi yang sulit dikarenakan alat utama yang digunakan berupa seismometer dengan sensitifitas yang tinggi. Dilihat dari kondisi saat ini dimana harga minyak hampir menyentuh US $35 per barrel, metode seismik pasif ini memberikan peluang yang baik dalam kegiatan eksplorasi, karena selain harganya yang lebih murah (dari pada seismik aktif) metode ini juga dapat mendeteksi keberadaan hidrokarbon secara langsung
(Direct Hidrokarbon Indicator) pada suatu daerah. Atas dasar tersebut seismik pasif dapat mengetahui keberadaan hidrokarbon sehingga rasio didapatkannya dry hole akan berkurang.
Kata kunci: dry hole, seismik pasif, teknologi baru, frekuensi rendah,
Pendahuluan
Harga minyak yang cenderung semakin turun membuat beberapa kegiatan explorasi minyak dan gas menjadi tersendat. Hal ini menjadi ironis karena kebutuhan energy terus meningkat seiring waktu. Jadi bias dikatakan bahwa explorasi harus terus berjalan. Seiring dengan fenomena tersebut maka seismik pasif merupakan alternatif yang cukup menjanjikan karena dari segi biaya, seismik pasif lebih murah dari pada explorasi seismik konvensional.
Metode seismik pasif untuk mencari keberadaan hidrokarbon merupakan suatu cara yang baru di Indonesia. Metode ini memanfaatkan gelombang seismik mikro yang terpancar dari sumber. Eksplorasi dengan seismik pasif bermula pada tahun 1990, yaitu ketika suatu alat mikroseismik untuk keperluan militer menemukan suatu fenomena frekuensi rendah yang sangat tinggi diatas sebuah top reservoir hidrokarbon. Kemudian dari fenomena tersebut mulai dilakukan penelitian pada beberapa reservoir di daerah yang berbeda. Ternyata respon anomali frekuensi rendah juga di temukan pada reservoir hidrokarbon di tempat yang berbeda, baik
secara lokasi maupun geologinya, namun tidak ditemukan pada reservoir yang tidak memiliki hidrokarbon (Suryanto dan Wahyudi, 2008). Berdasarkan fenomena tersebut maka dikembangkanlah suatu teknologi untuk dapat mendeteksi hidrokarbon secara langsung.
Dasar Teori
Prinsip dasar dari metode microseismik didasarkan pada prinsip non-linier dari suatu fluida dalam medium berpori. Hidrokarbon sebagai suatu sistem pori dalam batuan reservoir dapat dideteksi sebagai deformasi karakteristik dari spektrum noise bumi alami dalam jangkau frekuensi yang rendah, yaitu antara 2–4 Hz. Sinyal seismik frekuensi rendah ini direkam secara pasif di permukaan bumi dengan seismometer yang sangat sensitif dan secara spektroskopi dianalisis untuk menghasilkan sebuah spektrum tertentu yang unik, yang dapat digunakan sebagai indikator keberadaan hidrokarbon secara langsung (Wahyudi, 2009).
Mikroseismik hidrokarbon diyakini sebagai peristiwa osilasi harmonik dari
Gambar 1. Satu set alat mikroseismik suatu fluida hidrokarbon dalam skala pori
yang terjadi di dalam reservoir. Osilasi tersebut dipicu oleh suatu gaya luar seperti gelombang seismik mikro laut (sea microseism) serta gelombang seismik frekuensi rendah lainnya dari berbagai aktivitas geodinamik, Besar nilai frekuensi pada reservoir berisi hidrokarbon sebesar 3Hz (Holzner, dkk. 2007).
Dengan asumsi berupa peristiwa osilasi harmonik dari fluida hidrokarbon maka diambil asumsi pula untuk megabaikan faktor gravitasi sehingga kesetimbangan dapat terjaga. Maka dari itu model osilasi dapat diestimasikan dengan persamaan pegas: dan massa: 𝑚 =2 3𝑟 2𝜋ℎ𝜌 𝑙
Maka respon frekuensi dapat dengan
persamaan 𝑣 = 1 2𝜋√ 𝑓 𝑚 = 1 2𝜋ℎ√ 6𝛾 𝑟𝜌𝑙 Dengan table masukan bi-conical
Maka didapatkan nilai respon frekuensi batuan berpori berisi minyak yaitu sekitar 3Hz. (Holzner, dkk. 2007).
Instrument dan Akuisisi Data
Pengukuran seismik pasif secara umum dibutuhkan minimal satu buah seismometer broadband 3 komponen (up-down, north-south, east-west) dengan sensitivitas yang tinggi, 1500 V/m/s, jangkauan frekuensi 0,03 - 50Hz, samping rate 100Hz, dan dibutuhkan waktu minimal 3 jam (bukan angka baku) untuk 1 titik pengukuran seismik pasif. Namun, untuk daerah yang yang cenderung tinggi akan noise, waktu pengukuran bisa di
tambahkan hingga dirasa cukup. Selain itu, untuk pengukuran seismik pasif juga diperlukan data tambahan berupa 2 sumur pemboran. Masing-masing sumur berisifat oil/gas field dan dry hole. Pengukuran seismik pasif di dekat kedua sumur ini akan dijadikan sebagai referensi awal untuk mengetahui lokasi keberadaan reservoir hidrokarbon.
Design survey untuk akuisisi data mikroseismik dapat dilakukan dengan gridding atau dapat menyebar. Keuntungan apabila design berupa grid yaitu sebaran data yang diperoleh akan lebih rapi dan hasil pengukuran dapat dipetakan secara lateral. Jarak antar titik untuk metode seismik pasif ini adalah optional yang disesuaikan dengan target pengukuran.
Hasil dan Pembahasan
Teknologi seismik pasif telah dilakukan di beberapa negara dengan potensi hidrokarbon yang cukup tinggi, antara lain:
1. Abu Dhabi
Penggunaan seismik pasif pernah dilakukan di suatu lapangan minyak 50 km arah barat daya dari Abu Dhabi. Penelitian dilakukan di dua lokasi, lokasi 1 berada di dekat oil field, lokasi 2 berada di tempat yang jauh dari oil field. Hasil pengolah seismik pasif menunjukan rentang frekuensi yang berkisar antara 0,15 Hz – 0,4Hz, dimana puncak atau peak terletak pada posisi 0,25 Hz untuk microseism, dan
2,5 Hz untuk mikrotremor. Akan tetapi, muncul double frequency microseism peak dikarenakan terdapat shallow water sehingga terjadi pemantulan dan penyebaran energi Munculnya anomali frekuensi rendah dengan puncak frekuensinya sebesar 2,5 Hz menunjukan adanya hidrokarbon di lokasi tersebut (Ali, dkk 2007). Sumur A Sumur B A1 A2 A3 A4 A5 A6 B1 B2 B3 B5 B4 B6 Sumur A Sumur B
Gambar 2. Proses akuisisi data di lapangan
Gambar 3. Titik pengukuran yang menyebar (kiri) dan membentuk grid (kanan)
Gambar 4. Hasil pengolahan yang menunjukkan adanya anomali frekuensi rendah 2-4Hz (Ali, dkk.2007)
2. Mexico
Penelitian seismik pasif juga pernah dilakukan di Cekungan Burgos, Timur Laut Mexico. Pada cekungan ini terdapat sebuah reservoir gas yang sangat tebal, sehingga cukup sesuai untuk membuktikan keberadaan anomali frekuensi rendah diatas suatu zona reservoir. Untuk mendapatkan anomali frekuensi rendah tersebut, maka dilakukan pengukuran seismik pasif di pada area yang cukup luas.
Setelah dilakukan pengolahan maka diambil 2 buah titik yang memiliki respon cukup berbeda, yaitu titik 70139 (zona hidrokarbon) dan 70575 (zona tidak potensi hidrokarbon). Titik 70139 menunjukan respon anomali frekuensi rendah dengan spekrum amplitudo yang
tinggi, yang menandakan dibawah titik tersebut memiliki potensi hidrokarbon yang cukup besar. Sedangkan pada titik
70575 respon anomali frekuensi rendahnya memiliki spektrum amplitudo yang rendah, hal ini dikarenakan di bawah titik tersebut tidak terdapat hydrocarbon.
Gambar 5. Lokasi pengukuran pasif seismic untuk mencari hidrokarbon yang dilakukan (Saenger, dkk 2009)
Gambar 6. Hasil analisa spectrum amplitude vs frekuensi pada titik 70139 (zona hidrokarbon) dan 70575 (zona non hidrokarbon) (Saenger,dkk. 2009)
Bila dilakukan pemetaan frekuensi pada tiap titik pengukuran, dapat diketahui bahwa daerah selatan penelitian memiliki potensi akan hidrokarbon yang tinggi, sedangkan daerah utara penelitian tidak memiliki potensi akan adanya hidrokarbon. (Saenger, dkk. 2009)
3. Brazil
Penelitian seismik pasif juga dilakukan pada daerah Potiguar Basin,
rovinsi Borborema, di timurlaut Brazil. Penelitian ini meliputi 2 buah lintasan survey dengan masign-masing panjang lintasan 33 km dan 48 km, dengan total titik mencapai 18 titik. Hasil analisa spektrum amplitudo pada tiap-tiap titik
menunjukan fenomena anomali frekuensi rendah 2-4 Hz muncul pada daerah terduga memiliki potensi hidrokarbon yang tinggi,yaitu pada titik MS09, MS10, MS11, MS12, MS13 . (Afonso, E, dkk. 2010).
Gambar 8. Lokasi penelitian pasif seismik oleh Afonso, E, dkk. 2010
Gambar 9. Lokasi titik-titik pengukuran pasif seismik, (Alfonso, E, dkk. 2010)
Gambar 7. Peta persebaran frekuensi (Saenger, dkk 2009)
4. Indonesia
Penelitian seismik pasif juga mulai dikembangkan di Indonesia, antara lain dilakukan pada Blok Tebing, cekungan Sumatra Selatan (Muharram, dkk, 2011). Setelah dilakukan analisa hasil pengukuran seismik pasif pada lapangan ini juga ditemukan adanya anomali frekuensi rendah, yang diduga sebagai tempat hidrokarbon berada.
Setelah diketahui frekuensi pada tiap titik, maka dibuat peta persebaran frekeunsi untuk mengetahui keberadaan
hidrokabon pada lapangan tebing. Berdasarkan peta persebaran tersebut anomali frekuensi rendah berada pada daerah yang ditandai dengan warna merah, yaitu pada titik L4-10 dan L8-14.
Gambar 10. Hasil analisa spectrum amplitude yang Menunjukan adanya anomaly frekuensi rendah pada daerah prospek hidrokarbon (Afonso, E, dkk. 2010)
Gambar 11. Hasil analisa spectrum amplitude yang menunjukkan adanya anomali frekuensi rendah pada daerah prospek
Hidrokarbon (Muharram, dkk, 2011)
Gambar 12. Peta persebaran frekuensi daerah penelitian. Keberadaan anomali frekuensi rendah yang menunjukkan adanya hidrokarbon, ditandai dengan dengan warna merah (Muharram, dkk 2011)
Pengukuran seismik pasif di daerah lain di Indonesia juga pernah dilakukan di Muara Sijunjung, Sumatra Barat (Franky dkk, 2011). Di daerah tesebut dilakukan pengukuran sebanyak 12 titik, yang melewati 2 buah sumur yang digunakan sebagai referensi. Hasil dari pengolahan juga menunjukan adanya anomali frekuensi rendah sebagai penanda keberadaan hidrokarbon di lokasi penelitian.
Analisa Anomali
Fenomena seismik pasif yang telah di lakukan pada beberapa lokasi di atas menunjukkan suatu fenomena yang sama yaitu munculnya anomali frekeunsi rendah berkisar 1-6 Hz. Fenomena ini hanya muncul pada reservoir yang berisi hidrokarbon. Dilihat dari penelitian pada daerah Meksiko, Brazil, Abu Dhabi, dan beberapa lokasi di Indonesia. Kesemua lokasi tersebut memiliki beberapa kesamaan baik dari cara akuisisi maupun hasil. Dari segi akuisisinya seismik pasif dilakukan diantara 2 sumur yang mana satu sumur memiliki potensi hidrokarbon dan satu sumur lainnya tidak memiliki potensi hidrokarbon. Setelah dilakukan Gambar 13. Design survey pengukuran pasif
Seismik
Gambar 14. Pada persebaran frekuensi daerah penelitian. Keberadaan anomali frekuensi rendah yang menunjukkan adanya hidrokarbon ditandai dengan warna merah. (Franky, dkk. 2011)
pengukuran didapatkan hasil yang sama disemua lokasi yaitu anomali frekuensi rendah. Sehingga dari beberapa refrensi tersebut dapat disimpulkan bahwa fenomena frekuensi rendah akan muncul di atas zona hidrokarbon. Menurut analisa kami seismik pasif menawarkan suatu inovasi yang baru dalam dunia migas di Indonesia. Karena dengan melakukan seismik pasif dapat diketahui keberadaan hidrokarbon pada suatu daerah sehingga menggurangi pengeboran dry hole. Hasil analisa pasif seismik dapat digunakan sebagai refrensi untuk menetukan titik pengeboran dan diharapkan mengurangi ditemukannya dry hole.
Kesimpulan
Kesimpulan yang diperoleh dari studi kali ini yaitu bahwa anomali frekuensi rendah 1 - 6 Hz akan muncul
pada reservoir dengan prospek
hidrokarbon. Semakin tinggi nilai amplitudo pada frekuensi 1 – 6 Hz maka estimasi keberadaan hidrokarbon akan semakin besar.
Metode seismik pasif ini dapat memberikan hasil berupa anomali frekuensi rendah, yang akan muncul diatas suatu reservoir hidrokarbon, dan dapat digunakan sebagai salah satu indikator dari keberadaan hidrokarbon. Sehingga dapat menjadi solusi yang cukup baik dalam
memecahkan masalah dalam pemboran, karena seismik pasif dapat menghindari ditemukannya sumur kering (dry hole).
Ucapan Terima Kasih
Peneliti mengucapkan terima kasih kepada panitia penyelenggara yang telah memberikan kesempatan kepada peneliti untuk berpartisipasi dalam acara. Peneliti juga mengucapkan terima kasih kepada Bapak Wiwit Suryanto, Bapak Wahyudi, Ibu Ade selaku dosen yang membimbing dalam penulisan penelitian ini
Referensi
Ali, M. Y., K. A. Berteussen, J. Small, and B. Barkat, 2007, Alow frequency, seismik pasif experiment over a carbonate reservoir in Abu Dhabi: First Break, 25, 71–73.
Holzner R., and Eschle P., 2007, Interpretation of Hidrokarbon microtremor as nonlinear oscillat ions friven by oceanic background waves, 77th Annual International Meeting SEG, Expanded Abstract.
Panguriseng M., Totong K. Usman, Indra Yuliandri, Wuryadi S, Doddy Priambodo, Wahyudi, Wiwit S. 2011. Integration Of Both Low Frequency Seismik pasif and 2D Seismik Data To Improve HC Reservoir Prediction In Tebing Block, South Sumatra Basin. Makasar. The 36th HAGI and 40th IAGI Annual Convention and Exibition.
Saenger, E.H., Schmalholz, S.M., Lambert, M.A., Nguyen, T.T., Torres, A., Metzger, S., Habiger, R.M., Mueller, T., Rentsch, S., and Mendez-Hernandez E., 2009, A seismik pasif survey over a gas field: Analysis of low frequency anomalies, Geophysics 74, No. 2 pp. O29-O40.
Solehudin, Frangky S. 2011. Identifikasi Hidrokarbon Gas Di Daerah “siluet’ Menggunakan Metode Seismik
pasif 3 Komponen. Makasar. The 36th HAGI and 40th IAGI Annual Convention and Exibition.
Suryanto , Wahyudi, Adriansyah, and Sardjito. 2009. A microseismik survey over Tambun-oilfield, West Java, Indonesia: Maof low-frequency anomalies.
Lampiran
RANCANGAN ANGGARAN
Keterangan :
1. Asumsi anggaran dibuat untuk 15 hari akusisi data lapangan.
2. Alat yang disewa berjumlah 2 buah dan telah lengkap berisi seluruh instrument yang dibutuhkan.
3. Sewa kendaraan diperlukan untuk lokasi antar titik yang jauh dari basecamp. 4. Makan dialokasikan untuk 10 orang porter dan 6 orang pegawai.
5. Pegawai terdiri dari 6 orang dimana tiap orang diberi Rp 500.000 per hari.
No Nama Kegitan @ Jumlah Satuan Anggaran
1 Sewa 2 Alat Rp3,000,000.00 15 Hari Rp45,000,000.00
2 Sewa Kendaraan dan Bensin Rp2,000,000.00 15 Hari Rp30,000,000.00
3 Makan Rp1,500,000.00 15 Hari Rp22,500,000.00
4 Gaji Pegawai Rp3,000,000.00 15 Hari Rp45,000,000.00
5 Porter dan Izin Warga Rp1,000,000.00 15 Hari Rp15,000,000.00
6 Transportasi Pulang dan Pergi Surveyor Rp5,000,000.00 6 Orang Rp30,000,000.00
Rp187,500,000.00 Jumlah Pengeluaran
