Fajrul Hani 2104107010004
1. Jelaskan prinsip dasar Geofisika lubang bor dan bagaimana metode ini digunakan dalam eksplorasi mineral.
Jawaban:
Geofisika lubang bor merupakan suatu proses pencatatan secara terus menerus berbagai sifat fisik, kimia, listrik, atau sifat lain dari batuan atau campuran fluida yang ditembus dengan mengebor sumur ke dalam mantel bumi. Logging juga mencakup kontrol lubang bor untuk mengetahui kondisi teknis, pengambilan sampel formasi, dan coring dinding samping. Proses pencatatan melibatkan sejumlah elemen, yang secara skematis digambarkan pada Gambar 1. Pencatatan parameter geofisika secara kontinu di sepanjang lubang bor menghasilkan log geofisika. Nilai pengukuran diplot secara terus menerus terhadap kedalaman di dalam sumur.
Dalam eksplorasi mineral, metode borehole geophysics sangat baik dalam mengidentifikasi keterdapatan mineral beserta kedalamannya dengan memanfaatkan parameter geofisika, seperti sifat elektrik batuan, densitas batuan dan radiasi sinar gamma. Salah satu contohnya, eksplorasi batubara menggunakan borehole geophysics.
Gambar 1. Skema borehole geophysics
Referensi: Liu, H. (2017). Principles and applications of well logging. Springer.
2. Apa perbedaan antara logging listrik dan logging gamma-ray dalam konteks geofisika lubang bor?
Jawaban:
Log listrik mengukur sifat listrik dari formasi dan cairan di sekitar lubang bor.
Log ini mencakup pengukuran potensial spontan, resistansi satu titik, dan resistivitas normal. Log elektrik dikumpulkan di lubang bor terbuka yang diisi dengan air atau lumpur dan digunakan untuk mengidentifikasi litologi dan salinitas. Perbedaan salinitas antara fluida lubang bor dan formasi diperlukan untuk menggunakan log potensial spontan untuk evaluasi litologi dan kualitas air. Log resistansi satu titik-yang mengukur
resistansi listrik antara elektroda di permukaan dan elektroda pada probe di lubang bor- berguna untuk menggambarkan rekahan selain litologi.
Sedangkan log gamma mengukur total emisi gamma yang dihasilkan oleh isotop kalium, thorium, dan uranium yang terjadi secara alami. Probe gamma mengubah sinar gamma yang dipancarkan dari formasi menjadi pulsa elektronik dengan menggunakan kristal scintillator. Emisi gamma dicatat dalam hitungan per detik (cps) yang, dalam beberapa kasus, dinyatakan dalam unit API (American Petroleum Institute) standar.
Referensi: Williams, J. H., & Paillet, F. L. (2023). Geophysical Logging for Hydrogeology. The Groundwater Project.
3. Bagaimana geofisika lubang bor dapat membantu dalam menentukan keberadaan dan kualitas air tanah?
Jawaban:
Gambar 2. Comparison of lithology, gamma and short normal resistivity logs collected from a mud-filled borehole in coastal sediments
Dalam banyak studi akuifer, interpretasi data log melibatkan litologi dan kualitas air yang memenuhi formasi. Log elektrik dan log konduktivitas induksi merespons kandungan lempung formasi dan kandungan padatan terlarut dari air pori, dan oleh karena itu biasanya dikumpulkan dan diinterpretasikan bersama dengan log gamma untuk memisahkan kedua efek ini. Sebuah contoh sederhana dari penerapan log listrik dan gamma untuk penggambaran intrusi air asin pada akuifer sedimen pantai di Mesir (Paillet, 1991; Paillet & Crowder, 1996) disajikan pada Gambar 2.
Data log resistivitas normal yang dikumpulkan di dalam lubang bor yang berisi lumpur merespons salinitas dan kandungan lempung di dalam akuifer yang tidak terkonsolidasi. Pengaruh salinitas yang terkait dengan intrusi air asin dan keberadaan zona kaya lempung dipisahkan dengan menggunakan log gamma sebagai indikator lempung. Untuk membantu analisis, log resistivitas dibalik dan ditumpangkan pada log gamma dan amplitudonya disesuaikan agar sesuai dengan variasi jejak log gamma.
Kedua log dibelokkan dengan cara yang sama ketika mereka merespons perubahan, di bawah 34 m (111,55 kaki) di mana peningkatan salinitas menyebabkan jejak log terpisah. Kedua log mulai saling melacak satu sama lain pada kedalaman 58 m (190 kaki) di mana lubang bor menembus sedimen yang lebih terkonsolidasi dengan porositas yang menurun.
Referensi: Williams, J. H., & Paillet, F. L. (2023). Geophysical Logging for Hydrogeology. The Groundwater Project.
4. Sebutkan dan jelaskan tiga jenis logging geofisika yang umum digunakan dalam survei lubang bor.
Jawaban:
Jenis logging yang sering digunakan dalam survei lubang bor adalah electrical logging, sonic logs, dan nuclear logs. Electrical logging merupakan jenis log yang memanfaatkan property fisik batuan seperti kemampuan batuan dalam menghambat batuan atau resistivitas batuan. Sonic logs merupakan jenis log yang memanfaatkan property fisik batuan seperti modulus elastisitas ataupun densitas batuan yang dapat mempengaruhi cepat rambat gelombang suara (gelombang akustik). Sedangkan nuclear logs merupakan jenis log yang memanfaatkan unsur radioaktid alami yang dikandung dalam formasi batuan.
Referensi : Liu, H. (2017). Principles and applications of well logging. Springer.
5. Apa yang dimaksud dengan resistivitas dalam logging geofisika dan bagaimana parameter ini diukur di dalam lubang bor?
Jawaban:
Resistivitas merupakan suatu property fisik batuan, dimana setiap batuan memiliki kemampuan untuk menghambat aliran arus listrik. Dalam metode well logging, log resistivitas konvensional seringkali digunakan. Perangkat ini terdiri dari susunan elektroda dan beberapa instrumentasi sederhana. Salah satu susunan elektroda tersebut adalah short normal. Short normal adalah alat pengukur dua elektroda yang mengalirkan arus dari elektroda pada alat melalui lumpur dan masuk ke dalam formasi, seperti yang digambarkan pada Gambar 3. Schlumberger short normal menggunakan
jarak 16″. Desain penyelidikan yang lebih dalam menggunakan spasi 64″. Titik terdalam di mana pengukuran dilakukan adalah di tengah-tengah antara A dan M. Titik ini dianggap sebagai titik nol untuk perangkat. Radius investigasi hampir sama dengan dua kali jarak elektroda. Hubungan matematis untuk pengaturan elektroda jenis ini digambarkan sebagai berikut:
R = K*V/I
Resistivitas sama dengan K dikali tegangan dibagi arus. Arus, seperti yang sudah dinyatakan sebelumnya, adalah konstan. Konstanta proporsionalitas (K) terkait dengan jarak elektroda dan faktor geometris alat pengukur dan formasi. Satu-satunya variabel adalah tegangan. Defleksi jejak log, yang merespons perubahan tegangan, dengan demikian dapat diskalakan dalam satuan resistivitas (ohm-m).
Gambar 3. Skema pengukuran Log Resistivitas
Referensi: Liu, H. (2017). Principles and applications of well logging. Springer.
6. Bagaimana metode logging seismik digunakan dalam geofisika lubang bor dan apa manfaatnya?
Jawaban:
Metode logging seismik yang biasa digunakan dalam geofisika lubang bor adalah Downhole Seismic (DS), Metode Downhole Seismic (DS) adalah suatu metode geofisika bagian seismik yang outputnya berupa pembacaan atau interpretasi struktur lapisan bawah permukaan bumi yang berupa sifat material tanah dan batuan dengan memanfaatkan gelombang seismik langsung (direct wave) yaitu gelombang P (pressure) dan S (shear), kemudian dicari kecepatan gelombang dalam fungsi kedalaman. Berdasarkan hubungan kecepatan dengan kedalaman maka akan diketahui struktur lapisan dan jenis material penyusun setiap lapisan.
Referensi: Heriyanto, Muhammad. (2015). “INTERPRETASI DATA METODE EKSPLORASI GEOFISIKA : SEISMIK DOWNHOLE”. ITB, Bandung.
7. Jelaskan bagaimana analisis data geofisika lubang bor dapat digunakan untuk menentukan struktur bawah permukaan tanah.
Jawaban:
Setiap data geofisika lubang bor disajikan dalam bentuk grafik, analisis data tersebut berdasarkan respon log yang diukur terhadap kedalaman. Respon log memiliki karakteristik tersendiri yang merepresentasikan kondisi bawah permukaan. Semisal pada identifikasi lapisan batubara sebagaimana yang ditunjukkan pada Gambar 4, log GR dan log density biasanya memiliki nilai yang rendah sebagaimana ditampilkan pada grafik dengan kurva yang menyimpang kekiri, sedangkan nilai log LLD dan log AC yang memiliki nilai tinggi dengan kurva yang menyimpang ke kanan.
Gambar 4. Lapisan batubara berdasarkan data Well Logging
Referensi: Shi, J.X., Zeng, L.B., Dong, S.Q., et al., 2020. Identification of coal structures using geophysical logging data in Qinshui Basin, China: investigation by kernel Fisher discriminant analysis. Int. J. Coal Geol.
8. Apa itu self-potential (SP) logging dan bagaimana metode ini dapat digunakan untuk mendeteksi mineralisasi sulfida?
Jawaban:
Log spontaneous potential (atau SP) merupakan log yang merekam nilai potensial bumi yang terjadi secara alami antara elektroda yang dapat digerakkan di dalam lubang bor dan elektroda permukaan yang tetap. Potensial tersebut sama sekali tidak diinduksi oleh peralatan pengukur pasif. Karena alasan ini, SP juga disebut sebagai “potensial diri atau self-potential”. Metode ini dapat digunakan dalam identifikasi mineralisasi sulfida dengan melihat respon nilai self-potential yang terukur, karena property fisik mineral berupa self-potential tersebut memiliki nilai range tersendiri.
9. Diskusikan keuntungan dan keterbatasan penggunaan metode geofisika lubang bor dibandingkan dengan metode eksplorasi geofisika lainnya.
Jawaban:
Salah satu keuntungan borehole geophysics adalah resolusi vertikal yang sangat baik, dikarenakan parameter geofisika yang diukur langsung dengan kedalaman lubang bor. Sehingga metode borehole geophysics dianggap lebih presisi, sedangkan metode eksplorasi geofisika yang diukur permukaan umumnya tidak memiliki resolusi vertikal yang lebih baik dari metode borehole geophysics, namun kelebihannya adalah harga survei nya yang relatif murah dan bersifat non-destruktif. Berkebalikan dengan metode borehole geophysics yang relatif lebih mahal dan bersifat destruktif.
10. Bagaimana data dari geofisika lubang bor dapat diintegrasikan dengan data geologi permukaan untuk interpretasi yang lebih komprehensif?
Jawaban:
Data borehole geophysics yang diintegrasikan dengan data geologi merupakan suatu hal yang penting. Hal ini dikarenakan oleh parameter geofisika dalam data log tidak serta merta dapat diinterpretasi tanpa dipertimbangkannya geologi regional.
Dengan integrasi kedua data ini, dapat diperoleh suatu interpretasi yang komprehensif.
11. Apa yang dimaksud dengan log densitas dan bagaimana informasi ini berguna dalam eksplorasi minyak dan gas?
Jawaban:
Log densitas adalah log yang memanfaatkan sumber radioaktif untuk menentukan densitas batuan. Metode ini memberikan data tentang densitas curah dan porositas batuan di sepanjang lubang bor. Semisal pada batubara, nilai-nilai untuk densitas dan porositas batu bara berbeda secara signifikan dengan formasi batuan di sekitarnya.
Log densitas formasi mengukur densitas curah formasi. Penggunaan utamanya adalah untuk mendapatkan porositas total formasi. Dalam eksplorasi hidrokarbon, log ini juga berguna untuk mendeteksi formasi yang mengandung gas dan mengenali evaporit.
12. Bagaimana metode sonic logging digunakan untuk menentukan karakteristik batuan bawah permukaan?
Jawaban:
Log sonic bekerja dengan memanfaatkan kecepatan rambat gelombang dalam formasi yang dihitung dari waktu yang dibutuhkan untuk menempuh ketebalan formasi tertentu. Karakteristik batuan bawah permukaan dapat diidentifikasi dengan log sonic berdasarkan perbedaan cepat rambat gelombang pada lapisan batuan tersebut, dimana semakin solid lapisan batuan, semakin tinggi cepat rambat gelombangnya, sebaliknya semakin lunak lapisan batuan, maka semakin rendah nilai cepat rambat gelombangnya.
Referensi: Liu, H. (2017). Principles and applications of well logging. Springer.
13. Jelaskan konsep dan aplikasi dari nuclear magnetic resonance (NMR) logging dalam geofisika lubang bor.
Jawaban:
Untuk inti hidrogen, ada beberapa faktor yang mempengaruhi waktu relaksasi termasuk molekul fluida yang bertabrakan satu sama lain dan menjadi padatan, karena waktu relaksasi terkait dengan ukuran pori-pori. Pori-pori yang lebih besar berarti lebih banyak per meabilitas dan peningkatan aliran minyak. Waktu relaksasi tergantung pada ukuran pori-pori. Misalnya, pori-pori kecil mempersingkat waktu relaksasi, dan waktu relaksasi terpendek sesuai dengan air yang terikat lempung dan kapiler. Sebaliknya, pori-pori besar memungkinkan waktu relaksasi yang lama dan mengandung cairan yang paling banyak diproduksi. Oleh karena itu, distribusi waktu relaksasi merupakan ukuran distribusi ukuran pori. Jadi, ukuran yang penting adalah mendeteksi distribusinya.
Sinyal NMR, yang sebanding dengan jumlah inti hidrogen yang ada, dan peluruhan energi merespons waktu relaksasi.
Dibandingkan dengan pencatatan konvensional, NMR telah memecahkan banyak masalah petrofisika yang menantang. Pengembangan teknologi pencatatan sumur NMR telah dimotivasi oleh serangkaian jawaban unik yang dapat diberikan oleh NMR. Secara khusus manfaatnya meliputi:
(1) Pengukuran porositas yang tidak bergantung pada litologi. Alat NMR dapat memberikan porositas total yang tidak bergantung pada litologi karena alat ini hanya merespons hidrogen dalam cairan. Log neuron, tidak seperti NMR, merespon semua hidrogen dalam formasi termasuk yang ada dalam pori dan matriks. Keuntungan lain dari NMR adalah tidak diperlukannya koreksi lingkungan.
(2) Perkiraan produksi/permeabilitas yang berkelanjutan. Berdasarkan data logging NMR, permeabilitas dapat diperkirakan secara kualitatif, jika tidak secara kuantitatif, sementara metode logging konvensional tidak dapat melakukannya.
(3) Log NMR dapat secara langsung memberikan informasi fluida terikat, sedangkan sebagian besar log konvensional tidak bisa.
(4) Viskositas. Data logging NMR memberikan respon terhadap viskositas, sehingga dapat memberikan pengetahuan tentang parameter tersebut, yang sangat penting untuk kemampuan produksi.
Referensi: Liu, H. (2017). Principles and applications of well logging. Springer.
14. Apa itu caliper log dan bagaimana alat ini bekerja dalam pengukuran lubang bor?
Jawaban:
Caliper log merupakan alat berguna dalam mengukur ukuran dan bentuk lubang sumur. Alat mekanik sederhana caliper mengukur profil vertikal diameter lubang sumur. Log kaliper digunakan sebagai kontributor informasi untuk keadaan kondisi litologi
15. Bagaimana pengukuran porositas dilakukan menggunakan metode logging geofisika?
Jawaban:
Salah satu metode yang digunakan dalam pengukuran porositas adalah NMR.
Pada setiap kedalaman di dalam sumur, alat NMR menyelidiki sampel batuan yang memiliki berbagai ukuran pori. Peluruhan T2 adalah jumlah sinyal T2 dari proton hidrogen, di banyak pori-pori individu, yang mengendur secara independen. Distribusi T2 secara grafis menunjukkan volume fluida pori yang terkait dengan setiap nilai T2, dan oleh karena itu volume yang terkait dengan setiap pori. Porositas fluida bebas ditentukan dengan menetapkan nilai “Cutoff Time” pada kurva distribusi T2. Nilai ini harus diukur di laboratorium dari sejumlah besar sampel inti yang jenuh air. Untuk sebagian besar batupasir yang bersih, waktu cutoff T2 adalah 33 ms, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 5.
Gambar 5. T2 cutoff time and its distribution
16. Diskusikan pentingnya log suhu dalam memantau kondisi termal di dalam lubang bor.
Jawaban:
Log suhu sangat penting dalam memantau kondisi termal di dalam lubar bor, kondisi termal lubang bor seringkali berasosiasi dengan tekanan yang tinggi, oleh karena itu untuk keamanan lubang bor pentingnya peran log suhu tersebut agar dapat memantau tekanan dari lubang bor.
17. Bagaimana penggunaan borehole imaging tools dapat memberikan visualisasi struktur geologi bawah permukaan?
Jawaban:
Alat pencitraan lubang bor adalah alat kabel beresolusi tinggi yang menghasilkan peta pengukuran fisik batuan yang terpapar pada dinding lubang bor. Alat ini berupa log dua dimensi, dengan kedalaman dan azimuth sebagai variabel independen. Ada tiga teknik pencitraan utama yang saat ini digunakan:
• Pemantulan ultrasonik
• Pemindaian listrik
• Pemindaian optik
Teknik pencitraan optik secara langsung menggambarkan interior lubang bor melalui fotografi atau videografi. Perangkat pencitraan lubang bor akustik dikenal sebagai “televiewer lubang bor ”.
18. Apa yang dimaksud dengan dipmeter log dan bagaimana data ini digunakan dalam analisis struktur geologi?
Jawaban:
Dipmeter log merupakan log yang berguna untuk menentukan sudut terhadap horisontal dan azimuth yang dirujuk ke utara magnetik dan utara geografis dari kemiringan bidang-bidang atau struktur geologi yang terpotong oleh sumur. Bidang- bidang atau struktur geologi ini dapat berupa: batas-batas lapisan; rekahan terbuka atau tertutup; permukaan erosional; sambungan stylolitik. Bidang-bidang tersebut dapat berbentuk planar, atau dapat berhubungan dengan permukaan cembung atau cekung yang memotong sumur.
19. Bagaimana teknologi logging multi-komponen membantu dalam analisis komposisi dan sifat fisik batuan?
Jawaban:
Multi-component induction logging. Metode ini melibatkan penggunaan alat dengan kumparan aksial dan transversal. Dengan menggabungkan kumparan-kumparan ini, dimungkinkan untuk mendapatkan sembilan intensitas medan magnet. Pengukuran ini membantu mengevaluasi parameter geometris yang terkait dengan rekahan hidrolik, seperti tinggi, bukaan, dan panjang. Para peneliti menggunakan simulasi numerik dan metode elemen hingga untuk membuat model perhitungan untuk parameter-parameter ini berdasarkan sinyal pengukuran dari sistem pencatatan induksi multi-komponen.
20. Jelaskan bagaimana metode geofisika lubang bor digunakan dalam pemantauan dan manajemen reservoir hidrokarbon.
Jawaban:
Borehole geophysics merupakan salah satu metode geofisika yang memanfaatkan parameter geofisika yang diukur terhadap kedalaman sumur. Dalam konteks pemantauan dan manajemen reservoir hidrokarbon, beragam data log geofisika digunakan untuk analisa petrofisika. Log GR dan Log SP seringkali digunakan untuk identifikasi formasi batuan seperti shale yang bersifat impermeable yang direpresentasi dengan nilai dari log tersebut yang memiliki nilai besar, sedangkan pada formasi sandstone yang bersifat permeable nilai log tersebut relatif kecil. Log Density dan NPHI seringkali digunakan untuk mengukur porositas formasi reservoir, dan crossplot dari kedua log ini juga dapat menentukan zona prospek hidrokarbon.
