Petrofisika dan Wireline Logging

                             Selamat pagi Indonesia, salam sejahtera untuk kita semua, hari ini tanggal 21 Februari 2012 Jatinangor terlihat gersang. Pagi ini terlintas keinginan menulis sesuatu yang lain dari biasanya, biar ada sedikit penyegaran maksudnya. Semoga tulisan kali ini tidak membosankan, terlebih dapat bermanfaat bagi kita semua. Tulisan ini berisi tentang hubungan umum Petrofisik dan Wireline Logging. Petrofisik merupakan suatu sinergis proses yang mengintegrasikan beberapa bidang-bidang untuk dapat  mengetahui karakteristik dari batuan,  seperti sistem pori-pori dan cairan. Data-data tersebut dapat diperoleh melalui Wireline Loggin,  sedangkan hasil yang diperoleh dari pekerjaan logging adalah bentuk kurva yang diplot terhadap kedalaman yang merupakan respon dari alat logging terhadap sifat fisik batuan yang dikenal dengan nama log. Log sumur dengan kabel dapat dibedakan menjadi log listrik, log akustik, log radioaktif dan log elektromagnetik. Kepentingan Utama  Log  Analysis sendiri dapat dirangkum sebagai berikut,

•  Penentukan interval kedalaman lapisan reservoir yang layak  untuk dilakukan DST (Drill Stem Test ) atau UKL (Uji Kandung Lapisan)

•  Penentuan Run Casing dalam operasi pemboran

•  Perhitungan Sumberdaya maupun Cadangan migas

•  Penentuan Fluid Contacts

•  Studi Reservoir maupun studi G&G

Dari berbagai hasil data yang di dapatkan dari log dan kita interpretasikan dapat memberikan banyak informasi seperti litologi, porositas, ketebalan reservoir, saturasi air, permeabilitas, jenis fluida, fluid contacts, ukuran lubang sumur dan lain-lain. Pada pembahasan kali ini saya lebih fokus terhadap jenis dari elektrik logging yang dapat memberikan informasi tentang karakteristik-karakteristik suatu batuan. Jenis-jenis elektrik logging antara lain,

a) Log Spontaneous Potensial (SP). Kurva SP merupakan suatu catatan perbedaan potensial antara elektroda yang bergerak di dalam lubang bor pada kedalaman tertentu dengan potensial yang bersifat tetap dari elektroda di permukaan. Satuannya berupa  milivolt/mV, (Asquith, 1982). Sedangkan Sclumberger (1989) memberikan pengertian bahwa kurva SP  adalah suatu catatan perbedaan arus listrik yang terjadi secara ilmiah dari suatu formasi batuan. Log SP pada dasarnya berguna untuk membedakan zona permeable dan zona impermeable berdasarkan defleksi kurva SP. Pada zona impermeable kurva SP akan cenderung membentuk garis lurus yang menerus (shale base line), sedangkan pada zona yang permeable kurva SP akan membentuk defleksi baik positip (ke kanan) maupun negatif (ke kiri).

Defleksi kurva log SP bisa positif dan bisa negatif, tergantung dari salinitas air formasi. Jika salinitas air formasi lebih besar dari filtrat lumpur, maka defleksi kurva akan negatif (ke kiri). Sedangkan bila salinitas air formasi lebih kecil dari filtrat lumpur, maka defleksi akan positif (ke kanan). Jika salinitas air formasi dan filtrat lumpur relatif sama, maka defleksi akan kecil dan tidak nyata. Secara garis besar log SP berfungsi untuk,

• Memeriksa lapisan permeable.

• Mencari batas-batas lapisan permeable  dan memungkinkan korelasi dari lapisan.

• Menentukan nilai resistivitas air formasi (RW).

• Memberikan indikasi kualitatif dari lapisan serpih.

b) Log Caliper. Log ini digunakan untuk mengukur diameter lubang bor yang sesungguhnya sehingga dapat merefleksikan lapisan permeable dan lapisan yang impermeable. Pada lapisan yang permeable diameter lubang bor akan semakin kecil karena terbentukya kerak lumpur (mud cake) pada dinding lubang bor. Sedangkan pada lapisan yang impermeable diameter lubang bor akan bertambah besar karena ada dinding yang runtuh (vug). Interpretasi kualitatif yang dapat dilakukan berdasarkan data log caliper,

• Menentukan lapisan permeabel dan bukan impermeabel.

• Mengetahui volume lubang, untuk keperluan perencanaan atau melakukan penyemenan.

c) Log Sinar Gamma (GR). Dasar dari gamma ray adalah perekaman sifat radioaktifitas alami bumi. Radioaktifitas GR berasal dari tiga unsur yang terdapat dalam batuan, yaitu Uranium (U), Thorium (Th) dan Potasium  yang secara kontinu memancarkan GR dalam bentuk pulsa-pulsa energi radiasi tinggi. Sinar Gamma ini mampu  menembus batuan dan dideteksi oleh sensor sinar gamma yang umumnya berupa detektor scintillasi. Setiap gamma ray yang terdeteksi akan menimbulkan pulsa listrik pada detektor. Parameter yang direkam adalah jumlah  dari pulsa yang tercatat per satuan waktu. Pada batuan sedimen, log  sinar gamma ini mendeteksi adanya kandungan mineral lempung. Hal ini disebabkan unsur - unsur radioaktif cenderung terkonsentrasi pada matereial yang berbutir halus sampai sangat halus. Bila tidak ada log SP, maka log sinar gamma dapat digunakan untuk mendeteksi lapisan shale dan non shale untuk tujuan korelasi.

Pada lapisan permeable dan bersih dari shale, log sinar gamma menunjukan intensitas yang sangat rendah, kecuali lapisan-lapisan tersebut mengandung mineral-mineral radioaktif atau garam-garam radioaktif. Dua formasi yang  mempunyai material radioaktidf yang sama tetapi densitasnya berbeda, maka akan berbeda pula tingkat radioaktivitasnya. Densitas yang kecil akan mempunyai kandungan radioktif yag lebih banyak.

d) Log Densitas. Log densitas adalah kurva yang menunjukan besarnya densitas batuan yang ditembus oleh mata bor. Alat log densiti dirancang untuk memberikan tanggapan terhadap gejala fotolistrik dan Hamburan Campton.

                         Pada kejadian ini dimana sinar gamma bertumbukan dengan elektron dari atom di dalam batuan, proton akan kehilangan tenaga (energi), karena proses tumbukan dan dihamburkan dengan arah yang tidak sama dengan arah awal, sedangkan energi photon yang hilang sebetulnya diserap oleh elektron sehingga elektron dapat melepaskan diri dari ikatan atom menjadi atom bebas. Photon yang dihamburkan ini masih mampu menumbuk elektron-elektron keluar selama proses tumbukan sampai ahirnya photon yang sudah melemah tersebut terserap secara keseluruhan sebagai akibat dari gejala fotolistrik. Jumlah elektron yang ditendang keluar oleh photon merupakan fungsi dari tenaga photon dan jenis mineral.

                         Sumber radiasi sinar gamma yang digunakan adalah CO  atau  Cs yang ditempatkan pada suatu batang  yang digeser sepanjang lubang bor, kemudian dipantulkan dan diterima detektor. Densitas yang diukur oleh alat sebagai akibat dari hamburan compton adalah densitas elektron (jumlah dari elektron per satuan volume), sehingga dapat dicari hubungan  antara densitas elektron dengan densitas formasi. Adanya koreksi diakibatkan oleh ketidakteraturan lubang bor. Harga bulk density pada formasi yang mengandung gas biasanya kecil terutama bila invasinya tidak terlalu dalam. Rendahnya harga density dari suatu formasi akan menaikan harga porositas dari log densitas. Berikut Kegunaan dari log densitas,

• Mengetahui porositas batuan dengan mengukur densitas dari elektron yang ada    pada formasi.

• Identifikasi mineral evaporit.

• Mendeteksi zona gas.

• Menentukan densitas hidrokarbon.

e) Log Sonic. Sonic log merupakan log akustik dengan prinsip kerja mengukur waktu tempuh gelombang bunyi pada jarak tertentu didalam lapisan batuan. Peralatan sonic log terdiri dari satu atau lebil transmiter dan satu atau lebih receiver. Satuan sonic log adalah mikro second per foot yang merupakan hasil dari keceptan gelombang bunyi yang  mencapai receiver dalam forrmasi. Sonic log merupkan log porositas dan biasanya di run bersama-sama dengan induktion log, gamma ray log, atau SP log.

                Prinsip kerja alat ini adalah bunyi dengan interval yang teratur dipancarkan dari sebuah sumber bunyi (transmitter) dan alat penerima (receiver) akan mencatat lamanya waktu perambatan bunyi di dalam batuan (Ùt). Lamanya waktu perabatan bunyi tergantung kepada litologi batuan dan porositas batuannya. Bila batuannya kompak dan porositasnya rendah maka harga Ùt akan rendah dan sebaiknya. Log ini dapat digunakan untuk mendeteksi “overpressed zone”, dimana pada daerah ini terdapat banyak air sehingga kecepatan dari waktu rambat bunyi sangat lambat.

f) Log Neutron. Log neutron adalah log porositas dengan cara mengukur konsentrasi ion hidrogen di dalam formasi batuan. Pada lapisan yang bersih dari shale, dimana porositas diiisi oleh air, minyak atau gas, neutron log mengukur porositas batuan yang terisi oleh fluida tersebut.

                Prinsip kerja dari log neutron hampir sama dengan density log, hanya sumbernya saja yang berbeda. Pada log neutron partikel-partikel netral listrik yang mempunyai massa sama atau hampir sama dengan atom hidrogen (disebut neutron) memancarkan energi tinggi secara kontinue pada suatu sumber radioaktif ke dalam fornasi batuan di sekitar lubang bor. Neutron-neutron ini bertabrakan dengan atom-atom hidrogen di dalam formasi. Dalam setiap tabrakan ini neutron mengalami kehilangan sebagian energinya, dan jumlah energ yang hilang akibat tabrakan  bergantung kepada massa relatif dari atom yang bertabrakan dengan neutron tersebut. Jadi besarnya energi neutron yang hilang hampir semuanya bergantung pada banyak atau sedikitnya jumlah hidrogen dalam formasi. Terdapat beberapa faktor yang mempengaruhi porosistas pada kurva neutron,

• Shale/clay. Adanya shale dalam lapisan permeabel akan memperbesar harga porositas neutron

• Kandungan air asin atau air tawar. Adanya kandungan air asin maupun air tawar akan memperbesar harga porositas neutron.

• Kandungan minyak. Sedikitnya prosentase air dalam batuan yang didominir oleh minyak akan menurunkan harga porositas neutron.

• Kandungan gas. Lapisan mengandung gas adalah paling sedikit mengandung air, sehingga kadang-kadang harga porositas neutron mendekati batuan yang kompak yaitu 2 - 6%.

g) Log Resistivity (Induction Logging). Alat logging ini terdiri dari beberapa transmitter dan receiver. Jenis log induksi yang paling sering digunakan adalah Induction Elektrikal Survey (IES). Alat ini terdiri dari enam transmitter dan enam receiver, dimana setiap transmiter mengalirkan arus dengan frekuensi tinggi serta dengan intensitas yang konstan secara bergantian. Arus ini akan menghasilkan medan magnet dan dengan cara induksi akan menghasilkan arus sekunder di dalam formasi batuan. Arus sekunder akan menghasilkan signal yang diterima oleh receiver sebagai arus konduktiviatas, selanjutnya dikonversikan ke dalam resistivity. Pengukuran yang dapat dihasilkan,

• SP

• Short Normal Resistivity  (SN)

• Induction  Log  Resistivity

Kurva Ril dimaksudkan untuk mengetahui harga resistivitas pada “Univaded Zone” atau resistivitas yang sebenarnya dari suatu batuan dengan berbagai jenis kandungan, dimana resistivitas ini disebut “True Resistivity”.

Gbr1.P Inerpretasi Litologi dari Data Wireline Logging

                Untuk pembahasan kali cukup panjang, maaf jika membuat bosan ya kawan, semoga bermanfaat untuk kita semua. Untuk pembahasan yang berhubungan dengan tulisan ini, berikutnya saya akan menulis tentang Interpretasi Log, semoga penulisan tersebut berjalan lancar. Khusus untuk kawanku Randy di rumah, saya minta maaf karena gagasan anda untuk mengulas aspek geologi yang dapat mencirikan kejadian “air bah” belum dapat di rampungkan, banyak sekali kendala booy ! sekian dan terimakasih.