teori dasar logging (geofisika)
TRANSCRIPT
BAB III
TEORI DASAR LOGGING
Logging merupakan metode pengukuran besaran-
besaran fisik batuan reservoir terhadap kedalaman
lubang bor. Sesuai dengan tujuan logging yaitu
menentukan besaran-besaran fisik batuan reservoir
(porositas, saturasi air formasi, ketebalan formasi
produktif, lithologi batuan) maka dasar dari logging
itu sendiri adalah sifat-sifat fisik atau petrofisik
dari batuan reservoir itu sendiri, yaitu sifat listrik,
sifat radioaktif, dan sifat rambat suara (gelombang)
elastis dari batuan reservoir.
3.1. Jenis-Jenis Logging
Berdasarkan kemampuan, kegunaan, dan prinsip kerja
maka jenis logging ini dibagi menjadi log listrik, log
radioaktif, log sonic, dan log caliper.
3.1.1. Log Listrik
Log listrik merupakan suatu plot antara sifat-
sifat listrik lapisan yang ditembus lubang bor dengan
kedalaman. Sifat-sifat ini diukur dengan berbagai
variasi konfigurasi elektrode yang diturunkan ke dalam
lubang bor. Untuk batuan yang pori-porinya terisi
mineral-mineral air asin atau clay maka akan
menghantarkan listrik dan mempunyai resistivity yang
rendah dibandingkan dengan pori-pori yang terisi
minyak, gas maupun air tawar. Oleh karena itu lumpur
pemboran yang banyak mengandung garam akan bersifat
konduktif dan sebaliknya.
Untuk formasi clean sand yang mengandung air
garam, tahanan formasinya dapat dinyatakan dengan suatu
faktor tahanan formasi (F), yang dinyatakan dengan
persamaan :
Ro = F x Rw ………………………………………………………. (3-1)
dimana :
F = faktor formasi
Ro = tahanan formasi dengan saturasi air formasi
100 %
Rw = tahanan air garam (air formasi)
Hubungan antara tahanan formasi, porositas dan
faktor sementasi dikemukakan oleh G.E. Archie dan
Humble sebagai berikut :
Persamaan Archie : F = Ф-m ………………….……….………
(3-2)
Persamaan Humble : F = 0,62 x Ф-2,15 ……….
………………... (3-3)
dimana :
m = faktor sementasi batuan
F = faktor formasi
Ф = porositas
Resistivity Index (I) adalah perbandingan antara
tahanan listrik batuan sebenarnya (Rt) dengan tahanan
yang dijenuhi air formasi 100 % (Ro), yaitu sesuai
dengan persamaan berikut :
………………………………………………………. (3-4)
dimana :
n = eksponen saturasi, untuk batupasir besarnya
sama dengan 2.
Untuk formasi clean sand, terdapat hubungan antara
saturasi air formasi (Sw), porositas (Ф), tahanan
formasi sebenarnya (Rt), tahanan air formasi (Rw) serta
eksponen saturasi (n). Secara matematis hubungan ini
dapat dinyatakan sebagai berikut :
……………………….…… (3-5)
Pada umumnya log listrik dapat dibedakan menjadi dua
jenis:
Spontaneous Potensial Log (SP Log)
Resistivity Log
3.1.1.1. Spontaneous Potensial Log (SP Log)
Kurva spontaneous potensial (SP) merupakan hasil
pencatatan alat logging karena adanya perbedaan
potensial antara elektroda yang bergerak dalam lubang
sumur dengan elektroda tetap di permukaan terhadap
kedalaman lubang sumur.
Spontaneous potensial ini merupakan sirkuit
sederhana yang terdiri dari dua buah elektroda dan
sebuah galvanometer. Sebuah elektroda (M) diturunkan
kedalam lubang sumur dan elektroda yang lain (N)
ditanamkan di permukaan. Disamping itu masih juga
terdapat sebuah baterai dan sebuah potensiometer untuk
mengatur potensial diantara kedua elektroda tersebut.
Bentuk defleksi positif ataupun negatif terjadi karena
adanya perbedaan salinitas antara kandungan dalam
batuan dengan lumpur. Bentuk ini disebabkan oleh karena
adanya hubungan antara arus listrik dengan gaya-gaya
elektromagnetik (elektrokimia dan elektrokinetik) dalam
batuan. Gambaran skematis dari gejala SP pada formasi
degan resistivity tinggi dapat dilihat pada gambar 3.1.
Gambar 3.1. Gambaran Skematis dari Gejala SP padaFormasi dengan Resistivity Tinggi
(Adi Harsono:”Evaluasi Formasi dan Aplikasi Log”, Schlumberger, Edisi-8,Jakarta, 1 Mei 1997)
Adapun komponen elektromagnetik dari SP tersebut adalah
sebagai berikut:
A. Elektrokimia, dibagi menjadi dua bagian,yaitu:
Membran Potensial, terjadi karena adanya struktur
dan muatan maka lapisan shale bersifat permeable
terhadap kation Na+ dan kedap terhadap anion Cl-.
Jika lapisan shale memisahkan dua larutan yang
mempunyai perbedaan konsentrasi NaCl, maka kation Na+
bergerak menembus shale dari larutan yang mempunyai
konsentrasi tinggi ke larutan yang mempunyai
konsentrasi rendah, sehingga terjadi suatu
potensial.
Liquid Junction Potential, terjadi karena adanya
perbedaan salinitas antara air filtrat dengan air
formasi, sehingga kation Na+ dan ion Cl- dapat saling
berpindah selama ion Cl- mempunyai mobilitas yang
lebih besar dari Na+, maka terjadi aliran muatan
negatif Cl- dari larutan yang berkonsentrasi tinggi
ke larutan yang berkonsentrasi rendah.
B. Elektrokinetik
Potensial elektrokinetik merupakan hasil suatu
aliran elektrolit yang melewati unsure-unsur dalam
media berpori. Besarnya elektrokinetik ini
tergantung dari perbedaan tekanan yang menghasilkan
aliran dan tahanan dari elektrolit pada suatu media
porous. Potensial elektrolit disini dapat diabaikan
karena pada umumnya perbadaan tekanan hidrostatik
lumpur dengan tekanan formasi tidak begitu besar dan
untuk lapisan shale pengaruh filtrasi dari alir
lumpur kecil.
Jika pengaruh SP log melalui lapisan cukup tebal
dan kondisinya bersih dari clay, maka defleksi kurva
SP akan mencapai maksimum. Defleksi SP yang demikian
disebut statik SP atau SSP, yang dapat dituliskan
dalam persamaan sebagai berikut:
……………..…………………………………
(3-6)
dimana :
SSP = statik spontaneous potensial, mv
Kc = konstanta lithologi batuan
= , dalam oF
= , dalam oC
Rmfeq = tahanan filtrat air lumpur, ohm-m
Rweq = tahanan air formasi, ohm-m
SP log berguna untuk mendeteksi lapisan-lapisan
yang porous dan permeabel, menentukan batas-batas
lapisan, menentukan harga tahanan air formasi (Rw) dan
dapat juga untuk korelasi batuan dari beberapa sumur
di dekatnya.
Defleksi kurva SP selalu dibaca dari shale base
line yang mana bentuk dan besar defleksi tersebut
dapat dipengaruhi oleh ketebalan lapisan batuan
formasi, tahanan lapisan batuan, tahanan shale dalam
lapisan batuan, diameter lubang bor, dan invasi air
filtrat lumpur. Satuan ukuran dalam spontaneous
potensial adalah millivolt (mv).
3.1.1.2. Resistivity Log (Log Tahanan Jenis)
Resistivity log adalah suatu alat yang dapat
mengukur tahanan batuan formasi beserta isinya, yang
mana tahanan ini tergantung pada porositas efektif,
salinitas air formasi, dan banyaknya hidrokarbon dalam
pori-pori batuan. Gambar resistivity log dapat dilihat
pada gambar 3.2.
Gambar 3.2. Kurva Resistivity Log(Adi Harsono:”Evaluasi Formasi dan Aplikasi Log”, Schlumberger, Edisi-8,
Jakarta, 1 Mei 1997)A. Normal Log
Skema rangkaian dasar normal log dapat dilihat
pada gambar 3.3, dengan menganggap bahwa pengukurannya
pada medium yang mengelilingi electrode-elektrode
adalah homogen dengan tahanan batuan sebesar R ohm-
meter. Elektroda A dan B merupakan elektroda potensial
, sedangkan M dan N merupakan elektroda arus. Setiap
potensial (V) ditransmisikan mengalir melingkar keluar
melalui formasi den besarnya potensial tersebut
adalah:
………………………………………………… (3-7)
dimana:
R = tahanan formasi, ohm-m
i = intensitas arus konstan dari elektroda A,
Amp
AM = jarak antara elektroda A dan M, in
π = konstanta = 3.14
Jarak antara A ke M disebut spacing, dimana
untuk normal log ini terdiri dari dua spacing, yaitu:
Short normal device, dengan spacing 16 inchi
Long normal device, dengan spacing 64 inchi
Pemilihan spacing ini tergantung dari jarak
penyelidikan yang dikehendaki. Short normal device
digunakan untuk mengukur resistivitas pada zona
terinvasi, sedang long normal device digunakan untuk
mengukur resistivitas formasi yang tidak terinvasi
filtrat lumpur atau true resistivity (Rt).
B. Lateral Log
Tujuan log ini adalah untuk mengukur Rt, yaitu
resistivity formasi yang terinvasi. Skema dasar dari
lateral log device dapat dilihat pada gambar 3.4. Alat
ini terdiri dari dua elektrode arus A dan B serta dua
elektrode potensial M dan N. Jarak spasi M dan N
adalah 32 inch, sedang jarak A dan O adalah 18,8 inch.
Titik O merupakan titik referensi dari pengukuran
terhadap kedalaman, sedangkan elektrode B diletakkan
jauh dipermukaan. Arus listrik yang konstan dialirkan
melalui elektrode A, sedangkan perbedaan potensial
antara M dan N di tempatkan pada permukaan lingkaran
yang berpusat di titik A. Perbedaan potensial yang
dipindahkan ke elektrode M dan N adalah :
.................................
.................................... (3-8)
Persamaan (3-8) diturunkan dengan anggapan bahwa
formasinya homogen dan lapisan cukup tebal. Apabila
arus yang diberikan (i) konstan maka besarnya
potensial yang dicatat pada referensi O adalah
sebanding dengan besarnya resistivitas formasi (R)
dengan syarat anggapan tersebut dipenuhi dan pengaruh
diameter lubang bor diabaikan.
Pada kenyataannya nilai resistivity yang dicatat
oleh resistivity log adalah resistivity semu bukan
resistivity yang sebenarnya (Rt). Hal ini disebabkan
pengukuran dipengaruhi oleh diameter lubang bor (d),
ketebalan formasi (e), tahanan lumpur (Rm), diameter
invasi air filtrat Lumpur (Di), tahanan zone invaded
(Ri) dan uninvaded (Rt), tahanan lapisan batuan diatas
dan dibawahnya (Rs). Pembacaan yang baik didapatkan
dalam lapisan tebal dengan resistivity relative
tinggi. Log ini digunakan secara optimal di dalam
susunan sand dan shale yang tebal dengan ketebalan
dari 10 ft dan range resistivity optimum setara 1-500
ohm-m.
Gambar 3.3. Skema Rangkaian Dasar Normal Log(”Resistivity Measurement Tools”, Schlumberger, October 1984)
Gambar 3.4. Skema Rangkaian Dasar Lateral Log(”Resistivity Measurement Tools”, Schlumberger, October 1984)
C. Induction Log
Pengukuran tahanan listrik menggunakan log
resistivity memerlukan lumpur yang konduktif sebagai
penghantar arus dalam formasi. Oleh sebab itu tidak
satu pun peralatan pengukuran resistivity diatas dapat
digunakan pada kondisi lubang bor kosong, terisi
minyak, gas, oil base mud dan fresh water serta udara.
Untuk mengatasi ini maka dikembangkan peralatan
terfokuskan yang dapat berfungsi dalam kondisi
tersebut. Rangkaian peralatan dari dasar Induction log
secara skematis dapat dilihat pada gambar 3.5.
Prinsip kerjanya adalah sebagai berikut, arus
bolak-balik dengan frekuensi tinggi ( 20000 cps)
yang mempunyai intensitas konstan dialirkan melalui
transmitter coil yang ditempatkan pada insulating
sehingga menimbulkan arus induksi didalam formasi.
Medan magnet ini akan menimbulkan arus berputar yang
akan menginduksi potensial dalam receiver coil. Coil
kedua ini ditempatkan pada mandrel yang sama dengan
jarak tertentu dari coil pertama. Besarnya signal yang
dihasilkan receiver akan diukur dan dicatat di
permukaan yang besarnya tergantung pada konduktivitas
formasi yang terletak diantara kedua coil tersebut.
Nilai konduktifitas formasi (Cf) berbanding terbalik
dengan nilai resistivity.
Gambar 3.5. Skema Rangkaian Dasar Induction Log(Gatlin, C. :”Petroleum Engineering Drilling and Well Completion”,
Prentice Hall Inc., New York, 1962)
Tujuan utama dari induction log adalah
menghasilkan suatu daerah investigasi yang jauh didalam
lapisan-lapisan tipis untuk menentukan harga Rt.
Induction log dapat diturunkan didalam semua jenis
lumpur dengan syarat sumur belum dicasing. Hasil
terbaik dari induction log adalah dalam suatu kondisi
sebagai berikut, didalam susunan shale dengan Rt lebih
kecil dari 100 ohm-m dan ketebalan lapisan lebih besar
dari 20 m, Rxo lebih besar dari Rt dan jika Rxo lebih
kecil dari Rt maka induction log akan kurang memberikan
hasil yang memuaskan. Induction log tidak sensitif
terhadap perubahan Rt bila resistivitynya tinggi.
Perbedaan resistivity sekitar 400-500 ohm-m tidak dapat
dideteksi. Kondisi yang baik untuk operasi induction
log ini adalah menggunakan lumpur yang tidak banyak
mengandung garam (Rmf > Rw) serta pada formasi dengan Rt
kurang dari 100 ohm-m tapi akan lebih baik lagi jika
kurang dari 50 ohm-m.
Induction log ini mempunyai beberapa kelebihan
dari log-log sebelumnya, antara lain :
1. Batas lapisan dapat dideliniasikan dengan baik dan
resistivity yang diukur tidak dipengaruhi oleh batas
tersebut.
2. Dalam fresh mud, pengukuran Rt hanya memerlukan
koreksi yang sederhana atau tidak memerlukan sama
sekali.
3. Dapat dikombinasikan dengan SP log dan Kurva Normal
sehingga dapat melengkapi informasi yang diperoleh.
D. Laterolog (Guard Log)
Pengukuran dengan laterolog adalah untuk
memperkecil pengaruh lubang bor, lapisan yang
berbatasan dan pengukuran lapisan yang tipis serta
kondisi lumpur yang konduktif atau salt mud.
Prinsip kerjanya adalah sebagai berikut (lihat
gambar 3.6.), suatu arus Io yang konstan dialirkan
melalui elektrode Ao lewat elektrode A1 dan A2 dimana
arus tersebut diatur secara otomatis oleh kontak
pengontrol sehingga dua pasang elektrode penerima M1M2
dan M’1M’2 mempunyai potensial yang sama. Selisih
potensial diukur diantara salah satu elektrode penerima
dengan electrode dipermukaan. Jika perbedaan antara
potensial pasangan M’1M’2 dan M1M2 dibuat nol, maka tidak
ada arus yang mengalir dari Ao. Disini arus listrik
dari Ao dipaksa mengalir horizontal kearah formasi.
Ada beberapa jenis laterolog, yaitu jenis
Laterolog 7, Laterolog 3, dan Laterolog 8. Perbedaan
dari ketiga jenis laterolog tersebut hanya terdapat
pada jumlah elektrodenya, dan ketebalan lapisan yang
dideteksi berbeda. Alat ini mengukur harga Rt terutama
pada kondisi pengukuran Rt dengan Induction Log
mengalami kesulitan (banyak kesalahan). Laterolog ini
hanya dapat digunakan dalam jenis lumpur water base
mud. Dianjurkan pada kondisi Rt/Rm dan Rt/Rs besar (salt
mud, resistivity tinggi yaitu lebih besar dari 100 ohm-
m) dan tidak berfungsi di dalam oil base mud, inverted
mud, lubang berisi gas, atau sumur sudah dicasing.
Gambar 3.6. Skema Alat Laterolog(Adi Harsono:”Evaluasi Formasi dan Aplikasi Log”, Schlumberger, Edisi-8,
Jakarta, 1 Mei 1997)
E. Microresistivity Log
Log ini dirancang untuk mengukur resistivity
formasi pada flush zone (Rxo) dan sebagai indikator
lapisan porous permeable yang ditandai oleh adanya mud
cake. Hasil pembacaan Rxo dipengaruhi oleh tahanan mud
cake(Rmc) dan ketebalan mud cake (hmc). Ketebalan dari
mud cake dapat dideteksi dari besar kecilnya diameter
lubang bor yang direkam oleh caliper log. Alat
microresistivity log yang sering digunakan, yaitu:
Microlog (ML), Microlaterolog (MLL), Proximity Log
(PL), MicroSpherical Focused Log (MSFL).
Microlog (ML)
Microlog dirancang untuk mengukur secara tepat
lapisan tipis dan permeabel, karena dengan pengukuran
ini dapat ditentukan secara tepat net pay dalam suatu
interval total. Pada prinsipnya microlog menggunakan
tiga electrode dengan ukuran kecil yang dipasang
didalam lempeng (pad) karet, dengan tujuan agar tetap
dapat mengikuti variasi bentuk lubang bor. Alat ini
mempunyai tiga electrode yang mempunyai jarak 1 inch.
Elektrode-elektrode tersebut yaitu A0, M1, dan M2 yang
dipasang pada salah satu baris pada rubber (lihat
gambar 3.7.)
Gambar 3.7. Skema Posisi Microlog di Dalam Sumur(”Resistivity Measurement Tools”, Schlumberger, October 1984)
Pada elektrode A0 diberikan arus listrik tertentu
kemudian potensialnya diukur pada elektrode M1 dan M2
yang dicatat dipermukaan oleh Galvanometer. Pada saat
pengukuran, ketiga elektrode tersebut ditempatkan pada
dinding lubang bor dengan menggunakan pegas yang dapat
dikembangkan antara 6 inch sampai 16 inch.
Ada dua sistem pengukuran yang umum dilakukan :
1. Sistem A0M1M2 yang merupakan short lateral/inverse
(R1x1) dengan spacing A0O = 1 ½ inch, dimana O adalah
titik tengah antara M1 dan M2. Pada sistem ini arus
listrik yang diberikan dari Ao kemudian diukur
perbedaan potensialnya pada titik antara elektrode M1
dan M2. Sistem inverse pada intinya mengukur
resistivity mud cake pada lapisan permeable.
2. Sistem A0M2 merupakan micronormal dengan spacing AM2
= 2 inch. Sistem ini mempumyai investigasi
pengukuran lebih kurang dua kali lebih jauh dari
sistem A0M1M2 dan pada sistem ini arus listrik yang
diberikan dari A0 diukur perbedaan potensialnya pada
M2. Micronormal digunakan untuk mengukur resistivity
dari flush zone (Rxo). Adanya mud cake inilah yang
menyebabkan terjadinya pemisahan dari kedua kurva
microlog tersebut. Lapisan porous permeable ini
ditandai dengan adanya mud cake pada permukaan
dinding lubang bor yang dinyatakan oleh munculnya
separasi dari dua kurva microlog.
Microlog tidak akan memberikan keterangan yang
berarti jika arus yang dipancarkan hanya berada di
sekitar mud cake (short circuit). Hal ini dapat terjadi
jika resistivity formasi sangat tinggi dan tidak
berfungsi pada keadaan oil base mud. Separasi dua kurva
positif jika R2” > R1”x1” dan fluida hidrokarbon yang
terkandung dalam batuan porous tersebut merupakan
hidrokarbon air tawar. Separasi negatif dapat terjadi
jika R2” < R1”x1” dan fluida yang terkandung biasanya air
asin. Bila SP log tidak menghasilkan kurva yang baik,
microlog dapat digunakan untuk menentukan letak
lapisan-lapisan yang porous dan permeabel.
Kriteria yang harus dipertimbangkan agar
pengukuran microlog optimum yang pertama sebagai
indikator lapisan porous permeabel didalam susunan
sand-shale dengan range tahanan batuan formasi 1 – 200
ohm-m, porositas batuan lebih besar dari 15 %, Rxo/Rmc
lebih kecil dari 15, ketebalan mud cake kurang dari ½
inch dan kedalaman invasi lumpur lebih besar atau sama
dengan 4 inch.
Microlog juga bermanfaat dalam memperkirakan
porositas, menghitung faktor formasi (F), melokasikan
lapisan permeable dan memperkirakan water-oil contact
dibawah kondisi tertentu. Dan juga mencarikan batasan
yang akurat dari batas lapisan dan deliniasi dari zone
produktif dan zone non produktif.
Microlaterolog (MLL)
Alat ini digunakan untuk menentukan Rxo pada batuan
yang keras, dimana lumpur yang digunakan mempunyai
kadar garam yang tinggi. Sehingga dengan mengetahui Rxo
maka harga F bisa ditentukan berdasarkan F = Rxo/Rmf
sehingga selanjutnya besarnya porositas efektif dapat
ditentukan. MLL hanya merekam satu kurva yaitu tahanan
flush zone (Rxo). Alat ini mempunyai 4 elektrode yaitu
sebuah elektrode pusat (Ao) dan 3 elektrode cincin M1,
M2, dan A1 yang letaknya konsentris terhadap Ao, seperti
yang ditunjukkan dalam gambar 3.8.
Gambar 3.8. Distribusi Arus dan Posisi Elektrode MLLdidalam Lubang Bor
(Adi Harsono:”Evaluasi Formasi dan Aplikasi Log”, Schlumberger, Edisi-8,Jakarta, 1 Mei 1997)
Cara kerja MLL pada prinsipnya sama dengan
laterolog, yaitu sejumlah arus konstan Io yang
diketahui intensitasnya dialirkan melalui elektrode
pusat Ao dan lainnya dialirkan melalui elektrode paling
luar A1. Kemudian arus listrik secara otomatis dan
kontinyu diatur sedemikian rupa sehingga perbedaan
potensial antara elektrode M1 dan M2 praktis sama
dengan nol sehingga tidak ada arus yang mengalir dari
Ao tapi dari M1 dan M2. Jadi arus dari Ao dipaksa
mengalir horizontal kearah formasi. Resistivity yang
diukur adalah sebanding dengan potensial yang dicatat.
MLL hanya dapat digunakan dalam kondisi water base
mud khususnya salt mud, dan tidak berfungsi didalam oil
base mud, inverted emulsion mud serta keadaan lubang
bor yang terisi gas atau sudah dicasing. Jika invasi
lumpur dangkal (kurang dari 4 inch) MLL mungkin
mengukur tahanan batuan zone uninvaded (Rt) karena MLL
digunakan untuk daerah penyelidikan sampai 4 inch.
Ketebalan mud cake juga mempengaruhi pembacaan harga
Rxo.
Proximity Log (PL)
Proximity Log pada prinsipnya adalah sama dengan
ML ataupun MLL, akan tetapi PL dirancang untuk mengukur
daerah yang lebih dalam lagi yaitu pada penyelidikan 16
inch dan tidak tergantung pada ketebalan mud cake yang
terbentuk.
Proximity Log mempunyai beberapa karakteristik,
yaitu: dapat mengukur Rxo tanpa dipengaruhi oleh mud
cake sampai ketebalan mud cake ¾ - 1 inch, mempunyai
radius investigasi yang lebih besar dari ML maupun MLL,
kurang sensistif terhadap ketidakhomogenan lubang bor,
biasanya alat ini diturunkan bersama-sama dengan ML
untuk mendeteksi adanya mud cake.
Dalam pembacaan PL banyak dipengaruhi oleh
besarnya harga tahanan batuan zone uninvaded (Rt). Oleh
karena itu harus diadakan koreksi. Hasil pembacaan
proximity log (RPL) dinyatakan dalam persamaan sebagai
berikut :
RPL ………………………………..……….. (3-9)
dimana J adalah faktor pseudogeometric dari zone
invaded. Harga J merupakan fungsi dari diameter invasi
(Di). Sebagai harga pendekatan, jika Di > 40 inch harga
J mendekati 1 (satu). Jika Di < 40 inch maka harga RPL
berada diantara Rxo dan Rt, biasanya lebih mendekati
harga Rxo. PL akan mengukur Rt jika invasi filtrat
lumpur sangat dangkal, sehingga secara praktis harga
RPL = Rt. Operasi pengukuran dengan alat ini akan
memperoleh hasil yang optimum pada kondisi batuan
invaded karbonat atau sand, range tahanan batuannya 0.5
– 100 ohm-m, invasi lumpur dalam, dan ketebalan mud
cake lebih kecil dari ¾ inch.
MicroSpherical Focused Log (MSFL)
MSFL biasanya di-run bersama dengan alat log induksi
atau laterolog. Serupa dengan alat microlog, pengukuran
terhadap MSFL dibuat dengan sebuah bantalan elektroda
khusus yang ditekan ke dinding lubang bor dengan batuan
sebuah kaliper. Pada bantalan tersebut dipasang suatu
rangkaian bingkai logam yang konsentrik (lihat gambar
3.9.) disebut elektroda yag mempunyai fungsi
memancarkan, mengfokuskan, dan menerima kembali arus
istrik yang hamper sama dengan cara kerja elektroda
laterolog. Bantalan pada MSFL ini kecil dan
elektrodenya berdekatan sehingga hanya beberapa inchi
dari formasi dekat lubang bor yang diselidiki yang
mengakibatkan kita mempunyai suatu pengukuran dari
resistivity didaerah rembesan. Pengukuran terhadap
diameter lubang bor secara bersamaan oleh caliper yang
merupakan bagian tak terpisahkan dari alat MSFL.
Gambar 3.9. Penampang Bantalan MSFL(”Resistivity Measurement Tools”, Schlumberger, October 1984)
3.1.2. Log Radioaktif
Log radioaktif dapat digunakan pada sumur yang
dicasing (cased hole) maupun yang tidak dicasing (open
hole). Keuntungan dari log radioaktif ini dibandingkan
dengan log listrik adalah tidak banyak dipengaruhi oleh
keadaan lubang bor dan jenis lumpur. Dari tujuan
pengukuran, Log Radioaktif dapat dibedakan menjadi:
alat pengukur lithologi seperti Gamma Ray Log, alat
pengukur porositas seperti Neutron Log dan Density Log.
Hasil pengukuran alat porositas dapat digunakan pula
untuk mengidentifikasi lithologi dengan hasil yang
memadai.
3.1.2.1. Gamma Ray Log
Prinsip pengukurannya adalah mendeteksi arus yang
ditimbulkan oleh ionisasi yang terjadi karena adanya
interaksi sinar gamma dari formasi dengan gas ideal
yang terdapat didalam kamar ionisasi yang ditempatkan
pada sonde. Besarnya arus yang diberikan sebanding
dengan intensitas sinar gamma yang bersangkutan.
Didalam formasi hampir semua batuan sedimen
mempunyai sifat radioaktif yang tinggi, terutama
terkonsentrasi pada mineral clay. Formasi yang bersih
(clean formasi) biasanya mengandung sifat radioaktif
yang kecil, kecuali lapisan tersebut mengandung
mineral-mineral tertentu yang bersifat radioaktif atau
lapisan berisi air asin yang mengandung garam-garam
potassium yang terlarutkan (sangat jarang), sehingga
harga sinar gamma akan tinggi.
Dengan adanya perbedaan sifat radioaktif dari
setiap batuan, maka dapat digunakan untuk membedakan
jenis batuan yang terdapat pada suatu formasi. Selain
itu pada formasi shaly sand, sifat radioaktif ini dapat
digunakan untuk mengevaluasi kadar kandungan clay yang
dapat berkaitan dengan penilaian produktif suatu
lapisan berdasarkan intrepretasi data logging. Besarnya
volume shale dihitung dengan menggunakan rumus berikut:
…………………………..…………………... (3-10)
dimana :
GRlog = hasil pembacaan GR log pada lapisan yang
bersangkutan
GRmax = hasil pembacaan GR log maksimal pada
lapisan shale
GRmin = hasil pembacaan GR log maksimal pada
lapisan non shale
Dengan pertimbangan adanya efek densitas formasi,
maka untuk formasi dengan kandungan satu mineral, gamma
ray yang terbaca pada log adalah :
……………………………………………….…… (3-11)
dimana :
ρ1 = densitas dari mineral radioaktif
V1 = volume batuan mineral
A1 = faktor perimbangan radioaktif dari
mineral
= konsentrasi berat dari mineral
Untuk formasi yang mengandung lebih dari satu
mineral radioaktif, respon GR adalah penjumlahan dari
beberapa mineral tersebut dengan menggunakan persamaan
(3-12). Sedangkan untuk formasi dengan kandungan dua
mineral radioaktif, densitas dan kekuatannya berbeda,
serta keberadaannya dalam jumlah yang berbeda maka GR
yang terbaca pada log adalah :
……..………………………………..…… (3-12)
persamaan (3-12) diatas dapat disamakan dengan
mengalikan dengan ρb sehingga persamaannya dapat
ditulis menjadi :
.GR = B1 V1 + B2 V2 …………………………………………… (3-13)
dimana :
B1 = ρ1 A1
B2 = ρ2 A2
Secara khusus Gamma Ray Log berguna untuk
identifikasi lapisan permeabel disaat SP Log tidak
berfungsi karena formasi yang resistif atau bila kurva
SP kehilangan karakternya (Rmf = Rw), atau ketika SP
tidak dapat merekam karena lumpur yang yang digunakan
tidak konduktif (oil base mud). Hal tersebut dapat
dilihat pada gambar 3.10. Selain itu Gamma Ray Log juga
dapat digunakan untuk mendeteksi dan evaluasi terhadap
mineral radioaktif (potassium dan uranium), mendeteksi
mineral tidak radioaktif (batubara), dan dapat juga
untuk korelasi antar sumur.
3.1.2.2. Neutron Log
Neutron Log direncanakan untuk menentukan
porositas total batuan tanpa melihat atau memandang
apakah pori-pori diisi oleh hidrokarbon maupun air
formasi. Neutron terdapat didalam inti elemen, kecuali
hidrokarbon. Neutron merupakan partikel netral yang
mempunyai massa sama dengan atom hidrogen.
Gambar 3.10. Respon Gamma Ray pada Suatu Formasi(Dewan, T.J.:”Essential of Modern Open-Hole Log Interpretation”, Pennwell
Publishing Company, Tulsa-Oklahoma, USA, 1983)
Prinsip kerja dari neutron log adalah sebagai
berikut, energi tinggi dari neutron dipancarkan secara
kontinyu dari sebuah sumber radioaktif yang ditempatkan
didalam sonde logging yang diletakkan pada jarak
spacing pendek sekitar 10-18 inch dari detektor gamma
ray. Pada operasi logging, neutron meninggalkan
sumbernya dengan energi tinggi, tetapi dengan cepat
akan berkurang karena bertumbukan dengan inti-inti
elemen didalam formasi. Semua inti-inti elemen turut
serta dalam pengurangan energi ini, tetapi yang paling
dominan adalah atom dengan massa atom yang sama dengan
neutron yaitu hidrogen. Setelah energi neutron banyak
berkurang kemudian neutron tersebut akan menyebar
didalam formasi tanpa kehilangan energi lagi sampai
tertangkap dan terintegrasi dengan inti-inti elemen
batuan formasi, seperti klorine dan silikon. Inti-inti
ini akan terangsang untuk memancarkan sinar gamma.
Kemudian detektor sinar gamma akan merekam radiasi
sinar gamma tersebut.
Bila kerapatan dialam formasi cukup tinggi, yaitu
mengandung air, minyak dan gas atau didalam lapisan
shale maka energi neutron akan diperlambat pada jarak
yang sangat dekat dengan sumber dan akibatnya hanya
sedikit radiasi sinar gamma yang direkam oleh detektor.
Hal ini yang menjadi dasar hubungan antara jumlah sinar
gamma per detik dengan porositas. Hubungan ini
menunjukkan apabila jumlah sinar gamma per detik cukup
tinggi maka porositasnya rendah. Proses pelemahan
partikel neutron dapat dilihat pada gambar 3.11.
Porositas dari neutron log ( ) dalam satuan limestone
dapat dihitung dengan menggunakan persamaan dibawah
ini:
.....…………………………….…… (3-14)
dimana:
= porositas terbaca pada kurva neutron
log
Terdapat beberapa jenis neutron log yang dapat
digunakan, yaitu:
Thermal neutron log, digunakan secara optimal untuk
formasi non shaly yang mengandung liquid dengan
porositas antara 1 % – 10 %.
Sidewall neutron porosity log (SNP), yang mempunyai
kondisi optimum pada formasi non shaly yang
mengandung liquid dengan porositas kurang dari 30%.
Compensated neutron log (CNL), merupakan
pengembangan dari kedua alat sebelumnya.
3.1.2.3. Density Log
Tujuan utama dari density log adalah menentukan
porositas dengan mengukur density bulk batuan,
disamping itu dapat juga digunakan untuk mendeteksi
adanya hidrokarbon atau air, digunakan besama-sama
dengan neutron log, juga menentukan densitas
hidrokarbon (ρh) dan membantu didalam evaluasi lapisan
shaly.
Gambar 3.11. Proses Pelemahan Partikel Neutron(Adi Harsono:”Evaluasi Formasi dan Aplikasi Log”, Schlumberger, Edisi-8,
Jakarta, 1 Mei 1997)
Prinsip kerja density log adalah dengan jalan
memancarkan sinar gamma dari sumber radiasi sinar gamma
yang diletakkan pada dinding lubang bor. Pada saat
sinar gamma menembus batuan, sinar tersebut akan
bertumbukkan dengan elektron pada batuan tersebut, yang
mengakibatkan sinar gamma akan kehilangan sebagian dari
energinya dan yang sebagian lagi akan dipantulkan
kembali, yang kemudian akan ditangkap oleh detektor
yang diletakkan diatas sumber radiasi. Intensitas sinar
gamma yang dipantulkan tergantung dari densitas batuan
formasi. Skema rangkaian dasar density log dapat
dilihat pada gambar 3.12. Berkurangnya energi sinar
gamma tersebut sesuai dengan persamaan:
……………………………….............…………. (3-
15)
dimana:
No = intensitas sumber energi
Nt = intensitas sinar gamma yang ditangkap
detektor
ρ = densitas batuam formasi
k = konstanta
S = jarak yang ditembus sinar gamma
Gambar 3.12. Skema Rangkaian Dasar Density Log(Dewan, T.J.:”Essential of Modern Open-Hole Log Interpretation”, Pennwell
Publishing Company, Tulsa-Oklahoma, USA, 1983)
Sinar gamma yang menyebar dan mencapai detektor
dihitung dan akan menunjukkan besarnya densitas batuan
formasi. Formasi dengan densitas tinggi akan
menghasilkan jumlah elektron yang rendah pada detektor.
Densitas elektron merupakan hal yang penting disini,
hal ini disebabkan yang diukur adalah densitas
elektron, yaitu jumlah elektron per cm3. Densitas
elektron akan berhubungan dengan densitas batuan
sebenarnya, ρb yang besarnya tergantung pada densitas
matrik, porositas dan densitas fluida yang mengisi
pori-porinya. Kondisi penggunaan untuk density log
adalah pada formasi dengan densitas rendah dimana tidak
ada pembatasan penggunaan lumpur bor tetapi tidak dapat
digunakan pada lubang bor yang sudah di casing. Kurva
density log hanya terpengaruh sedikit oleh salinitas
maupun ukuran lubang bor.
Kondisi optimum dari density log adalah pada
formasi unconsolidated sand dengan porositas 20 % - 40
%. Kondisi optimum ini akan diperoleh dengan baik
apabila operasi penurunan peralatan kedalam lubang bor
dilakukan secara perlahan agar alat tetap menempel pada
dinding bor, sehingga pada rangkaian tersebut biasanya
dilengkapi dengan spring.
Hubungan antara densitas batuan sebebnarnya dengan
porositas dan lithologi batuan dapat dinyatakan dalam
persamaan berikut:
…………………….....………………………….... (3-16)
dimana:
ρb = densitas batuan (dari hasil pembacaan log),
gr/cc
ρf = densitas fluida rata-rata, gr/cc
= 1 untuk fresh water, 1.1 untuk salt water
ρma = densitas matrik batuan (dapat dilihat pada
tabel III-1), gr/cc
= porositas dari density log , fraksi
Tabel III-1. Harga Density Matrik Batuan(Adi Harsono:”Evaluasi Formasi dan Aplikasi Log”, Schlumberger, Edisi-8,
Jakarta, 1 Mei 1997)
Adanya pengotoran clay dalam formasi akan
mempengaruhi ketelitian, oleh karena itu dalam
pembacaan ρb perlu dikoreksi. Sehingga persamaan dapat
ditulis sebagai berikut:
………………….. (3-
17)
dimana:
ρclay = densitas clay, gr/cc
Vclay = volume clay, %
3.1.3. Sonic Log
Log ini merupakan jenis log yang digunakan untuk
mengukur porositas, selain density log dan neutron log
dengan cara mengukur interval transite time (Δt), yaitu
waktu yang dibutuhkan oleh gelombang suara untuk
merambat didalam batuan formasi sejauh 1 ft. Peralatan
sonic log menggunakan sebuah transmitter (pemancar
gelombang suara) dan dua buah receiver (penerima).
Jarak antar keduanya adalah 1 ft.
Bila pada transmitter dipancarkan gelombang suara,
maka gelombang tersebut akan merambat kedalam batuan
formasi dengan kecepatan tertentu yang akan tergantung
pada sifat elastisitas batuan, kandungan fluida,
porositas dan tekanan formasi. Kemudian gelombang ini
akan terpantul kembali menuju lubang bor dan akan
diterima oleh kedua receiver. Selisih waktu penerimaan
ini direkam oleh log dengan satuan microsecond per feet
(μsec/ft) yang dapat dikonversikan dari kecepatan
rambat gelombang suara dalan ft/sec.
Interval transite time (Δt) suatu batuan formasi
tergantung dari lithologi dan porositasnya. Sehingga
bila lithologinya diketahui maka tinggal tergantung
pada porositasnya. Pada tabel III-2. dapat dilihat
beberapa harga transite time matrik (Δtma) dengan
berbagai lithologi.
Tabel III-2. Transite Time Matrik untuk Beberapa JenisBatuan
(Adi Harsono:”Evaluasi Formasi dan Aplikasi Log”, Schlumberger, Edisi-8,Jakarta, 1 Mei 1997)
Untuk menghitung porositas sonic dari pembacaan
log Δt harus terdapat hubungan antara transit time
dengan porositas. Seorang sarjana teknik, Wyllie
mengajukan persamaan waktu rata-rata yang merupakan
hubungan linier antara waktu dan porositas. Persamaan
tesebut dapat dilihat dibawah ini :
...................................
........................................... (3-18)
dimana :
Δtlog = transite time yang dibaca dari log, μsec/ft
Δtf = transite time fluida, μsec/ft
= 189 μsec/ft untuk air dengan kecepatan 5300
ft/sec
Δtma = transite time matrik batuan (lihat table
III-2), μsec/ft
ФS = porositas dari sonic log, fraksi
Selain digunakan untuk menentukan porositas
batuan, Sonic log juga dapat digunakan sebagai
indentifikasi lithologi.
3.1.4. Caliper Log
Caliper log merupakan suatu kurva yang memberikan
gambaran kondisi (diameter) dan lithologi terhadap
kedalaman lubang bor. Peralatan dasar caliper log dapat
dilihat pada gambar 3.13. Untuk menyesuaikan dengan
kondisi lubang bor, peralatan caliper log dilengkapi
dengan pegas yang dapat mengembang secara fleksibel.
Ujung paling bawah dari pegas tersebut dihubungkan
dengan rod. Posisi rod ini tergantung pada kompresi
dari spring dan ukuran lubang bor.
Manfaat caliper log sangat banyak, yang paling
utama adalah untuk menghitung volume lubang bor guna
menentukan volume semen pada operasi cementing, selain
itu dapat berguna untuk pemilihan bagian gauge yang
tepat untuk setting packer (misalnya operasi DST),
interpretasi log listrik akan mengalami kesalahan
apabila asumsi ukuran lubang bor sebanding dengan
ukuran pahat (bit) oleh karena itu perlu diketahui
ukuran lubang bor dengan sebenarnya, perhitungan
kecepatan lumpur di annulus yang berhubungan dengan
pengangkatan cutting, untuk korelasi lithologi karena
caliper log dapat membedakan lapisan permeabel dengan
lapisan consolidated.
Gambar 3.13. Skema Peralatan Dasar Caliper Log(Lynch J. S.:”Formation Evaluation”, Harper & Row Publisher, New York,
Evanston and London, First Edition, 1962)
3.2. Interpretasi Logging
Lapisan prospek dapat teridentifikasi degan
melakukan interpretasi logging. Interpretasi logging
ini dibagi menjadi interpretasi kualitatif dan
interpretasi kuantitatif. Interpretasi kualitatif
dilakukan untuk mengidentifikasi lapisan porous
permeabel dan ada tidaknya fluida. Sedangkan
interpretasi kuantitatif dilakukan untuk menentukan
harga Vclay, Φ, Rfluida, Sw dan permeability batuan.
Simbol-simbol yang digunakan dalam interpretasi log
dapat dilihat pada gambar 3.14.
3.2.1. Interpretasi Kualitatif
Setelah selesai melakukan logging maka selanjutnya
yang akan dikerjakan adalah melakukan interpretasi
terhadap data pengukuran secara kualitatif guna
memperkirakan kemungkinan adanya lapisan porous
permeabel dan ada tidaknya fluida. Untuk memperoleh
hasil yang lebih akurat harus dilakukan pengamatan
terhadap log yang kemudian satu sama lainnya
dibandingkan. Tujuan dari interpretasi kualitatif
adalah identifikasi lithologi dan fluida hidrokarbon
yang meliputi identifikasi lapisan porous permeabel,
ketebalan dan batas lapisan, serta kandungan fluidanya.
Penentuan jenis batuan atau mineral didasarkan
pada plot data berbagai log porositas, seperti plot
antara log density-neutron dan log sonic-neutron.
Sedangkan lapisan berpori dapat ditentukan berdasarkan
pengamatan terhadap log SP, log resitivity, log
caliper, dan log gamma ray. Penentuan jenis lithologi,
apakah shale atau batupasir atau batu gamping ataupun
merupakan seri pasir shale didasarkan pada defleksi
kurva SP, GR, resistivity, dan konduktivitynya. Adapun
fluida hidrokarbon dapat ditentukan pada pengamatan log
induction dan FDC-CNL dengan berdasarkan sifat air,
minyak, atau gas.
Gambar 3.14. Simbol-Simbol yang Digunakan padaInterpretasi Log
(“Log Interpretation Charts”, Schlumberger Educational Services, USA,1991)
3.2.1.1. Identifikasi Lapisan Porous Permeabel
Untuk identifikasi lapisan permeabel dapat diketahui
dengan: defleksi SP, separasi resistivity, separasi
microlog, caliper log, dan gamma ray log. Adapun
masing-masing log diatas dapat diketahui sebagai
berikut :
1. Defleksi SP : bilamana lumpur pemboran mempunyai
perbedaan salinitas dengan air formasi (terutama
untuk lumpur air tawar), lapisan permeabel umumnya
ditunjukkan dengan adanya penambahan defleksi
negatif (kekiri) dari shale base line.
2. Separasi resistivity : adanya invasi dan lapisan
permeabel sering ditunjukkan dengan adanya separasi
antara kurva resistivity investigasi rendah.
3. Separasi microlog : proses invasi pada lapisan
permeabel akan mengakibatkan terjadinya mud cake
pada dinding lubang bor. Dua kurva pembacaan akibat
adanya mud cake oleh microlog menimbulkan separasi
pada lapisan permeabel dapat dideteksi oleh adanya
separasi positif (micro inverse lebih kecil daripada
micro normal).
4. Caliper log : dalam kondisi lubang bor yang baik
umumnya caliper log dapat digunakan untuk mendeteksi
adanya ketebalan mud cake, sehingga dapat memberikan
pendeteksian lapisan permeabel.
5. Gamma Ray log : formasi mengandung unsur-unsur
radioaktif akan memancarkan radioaktif dimana
intensitasnya akan terekam pada defleksi kurva gamma
ray log, pada umumnya defleksi kurva yang membesar
menunjukkan intensitas yang besar adalah lapisan
shale/clay, sedangkan defleksi menunjukkan
intensitas radioaktif rendah menunjukkan lapisan
permeabel.
3.2.1.2. Identifikasi Ketebalan dan Batas Lapisan
Ketebalan lapisan batuan dibedakan atas dua, yaitu
ketebalan kotor (gross thickness) dan ketebalan bersih
(net thickness). Ketebalan kotor (gross thickeness)
merupakan tebal lapisan yang dihitung dari puncak
lapisan sampai dasar lapisan dari suatu lapisan batuan.
Sedangkan ketebalan bersih (net thickness) merupakan
tebal lapisan yang dihitung atas ketebalan dari bagian-
bagian permeabel dalam suatu lapisan.
Adapun penggunaan kedua jenis ketebalan tersebut
juga mempunyai tujuan yang berbeda, dimana pembuatan
ketebalan kotor (gross isopach map) adalah untuk
mengetahui batas-batas penyebaran suatu lapisan batuan
secara menyeluruh, dimana pada umumnya digunakan untuk
maksud-maksud kegiatan eksplorasi. Sedangkan penggunaan
ketebalan bersih adalah untuk maksud-maksud perhitungan
cadangan. Peta yang menggambarkan penyebaran ketebalan
bersih disebut peta “net sand isopach”.
Jenis log yang dapat digunakan untuk menentukan
ketebalan lapisan adalah: SP log, kurva resistivity,
kurva microresistivity, dan gamma ray log. Adapun dari
defleksi kurva log – log tersebut:
1. SP log, yang terpenting dapat membedakan lapisan
shale dan lapisan permeabel.
2. Kurva resistivity, alat yang terbaik adalah
laterolog dan induction log.
3. Kurva microresistivity, pada kondisi lumpur yang
baik dapat memberikan hasil penyebaran yang
vertikal.
4. GR log, log ini dapat membedakan adanya shale dan
lapisan bukan shale, disamping itu dapat digunakan
pada kondisi lubang bor telah dicasing, biasanya
dikombinasikan dengan neutron log.
3.2.2. Interpretasi Kuantitatif
Didalam analisa logging secara kuantitatif
dimaksudkan untuk menentukan lithologi batuan, tahanan
jenis air formasi (Rw), evaluasi shaliness, harga
porositas (Ф), saturasi air (Sw), dan permeabilitas
(K).
3.2.2.1. Penentuan Lithologi Batuan
A. M-N Plot
Pengeplotan dari tiga data log porositas (log sonic,
log neutron, dan log density) untuk interpretasi
lithologi dapat dilakukan dengan M-N plot.
Persamaan dari M-N plot ini adalah sebagai berikut:
...............................
....................................... (3-19)
.......................................
........................................... (3-20)
Pada persamaan (3-19) maksudnya dikalikan dengan 0.01
pada harga M adalah untuk mempermudah skala, ФN
dinyatakan dalam unit porosity limestone. Untuk fresh
mud diberikan harga , ρf = 1, dan ФNf = 1. Untuk
lebih jelas mengenai parameter matrik dan fluida serta
harga M dan N pada fresh mud dan salt mud dapat dilihat
pada tabel III-3. Sedangkan untuk mengidentifikasi
mineral dan gas yang terkandung dalam suatu lapisan
dapat dilihat pada gambar 3.15.
Tabel III-3. Harga M dan N untuk Beberapa Mineral(“Log Interpretation Principle/Aplication”, Schlumberger Educational
Services, USA, 1989)
B. Chart Rhob dengan Nphi
Crossplot ini digunakan Untuk menentukan mineral-
mineral clay yang terkandung pada lapisan shale, dengan
memasukkan harga dari density log dan dari
neutron log. Pada chart ini terdapat lima jenis
mineral, yaitu quartz, montmorilonite, illite,
kaolinite, dan chlorite. Hal ini dapat dilihat pada
gambar 3.16.
3.2.2.2. Penentuan Resistivity Air Formasi (Rw)
Tahanan jenis air (Rw) merupakan parameter penting
dalam menentukan harga saturasi air (Sw) batuan selama
menggunakan log listrik. Ada beberapa metode yang
dgunakan untuk menentukan resistivity air formasi,
yaitu:
Gambar 3.15. Plot M-N(“Log Interpretation Chart”, Schlumberger Educational Services, USA,
1991)
A. Analisis Air Formasi
Pengukuran harga Rw ini dilakukan dipermukaan dari
contoh air formasi dengan melakukan pencatatan terhadap
temperatur permukaan. Untuk mendapatkan harga Rw pada
temperatur formasi dimana contoh air formasi tersebut
berasal maka digunakan persamaan:
dalam
oF ......................................... (3-21)
dalam
oC ......................................... (3-22)
Gambar 3.16. Chart Rhob vs Nphi (“Log Interpretation Chart”, Schlumberger Educational Services, USA,
1991)B. Metode SP
Langkah penentuan Rw dari metode ini adalah sebagai
berikut:
Baca SSP pada kurva SP
Menentukan resistivitas filtrat lumpur (Rmf) pada
temperatur formasi:
dalam
oF ...............................................
(3-23)
dalam
oC ................................................
(3-24)
Menentukan Rmfeq
................................
.......................................... (3-25)
Menentukan konstanta SP
dalamoF ..................................................
..... (3-26)
dalamoC ..................................................
....... (3-27)
Menentukan Rweq dari SP
.....................................
............................................. (3-28)
Menentukan Rw dari gambar 3.17. dalam oF atau gambar
3.18. dalam oC
C. Metode Ratio
.........................................
............................................... (3-
29)
Asumsi yang digunakan untuk metode ini adalah sebagai
berikut:
R(LLD) = Rt dan R(MSFL) = Rxo
Formasi bersih (Vcl < 15%)
Rw konstan
Formasi permeabel
Kondisi lubang bor bagus
Rembesan menengah
Sxo = Sw1/5
Gambar 3.17. Grafik SP-2(“Log Interpretation Chart”, Schlumberger Educational Services, USA,
1991)
Gambar 3.18. Grafik SP-2m(“Log Interpretation Chart”, Schlumberger Educational Services, USA,
1991)3.2.2.3. Evaluasi Shaliness
Pada shale 100% gamma ray log dapat mendeteksi
adanya tingkatan radioaktif alam yang tinggi, sehingga
pada tingkatan ini dapat memberikan gambaran adanya
shale, karena shale mengandung radioaktif yang sangat
tinggi. Pada formasi reservoir bersih biasanya
mempunyai tingkatan radioaktif rendah atau dapat
disebut 0% shale. Dalam batuan reservoir shaly
tingkatan radioaktif tergantung dari kandungan shale.
Pada kurva SP adanya shale akan mengakibatkan defleksi
SP akan menurun (kekanan) mulai dari defleksi SP pada
formasi bersih pada formasi air asin begitu pula harga
R (tahanan) juga turun.
Ada beberapa cara untuk menentukan adanya kendungan
shale (Vsh) secara kuantitatif, yaitu sebagai berikut :
a) Vsh SP Log
Harga Vsh dari SP log dapat ditentukan dari rumus:
...............................
........................................ (3-30)
dimana:
SP log = pembacaan kurva SP pada formasi yang
dimaksud
SSP = harga pembacaan pada kurva SP maksimal
Vsh SP akan menjadi rendah pada lapisan yang
mengandung hidrokarbon, karena defleksi SP tidak
sebesar salt water. Oleh karena itu rumus diatas
digunakan pada lapisan pasir yang terisi air yang
mempunyai tahanan batuan rendah sampai menengah
serta baik untuk laminated shale.
b) Vsh Rt (Resistivity)
Tahanan batuan dari campuran antara clay dan mineral
tidak konduktif (quartz) serta tidak dijumpai
adanya porositas tergantung dari tahanan clay dan
isi clay itu sendiri.
...................................................
...... (3-31)
dimana:
Jika harga adalah 0,5 – 1 maka harga
b = 1
Jika harga adalah 0,5 maka harga b =
2
Rsh = tahanan lapisan shale yang berdekatan
dengan lapisan produktif
Rt = tahanan batuan dalam pengamatan
Rmax = tahanan tertinggi pada lapisan
hidrokarbon (umumnya lapisan clean hidrokarbon)
c) Vsh GR (Gamma Ray)
Bila tingkat radioaktif clay konstan dan tidak ada
mineral lain yang radioaktif, maka pembacaan gamma
ray setelah koreksi terhadap kondisi terhadap
kondisi lubang bor dapat dinyatakan sebagai fungsi
linier:
GR = A +
(B.Vsh) ........................................
........................... (3-32)
Yang mana harga Vsh dapat ditulis:
.............................
................................ (3-33)
dimana:
GRlog = pembacaan GR pada tiap interval
kedalaman
GRmin = pembacaan GR pada lapisan non shale
GRmax = pambacaan GR pada lapisan shale
d) Vsh N (Neutron)
Harga Vsh dapat dicari dengan rumus:
.................................
...................................... (3-34)
dimana:
ФN = harga porositas neutron pada
pengamatan
ФNsh = harga porositas neutron dari lapisan
yang berdekatan
3.2.2.4. Penentuan Porositas
Ada beberapa alat untuk menentukan porositas yaitu
neutron log, density log (semua formasi, tapi pada
prinsipnya bekerja pada batuan yang kurang kompak dan
batuan shaly), dan sonic log (dalam batuan keras dan
consolidated atau kompak).
A. Neutron Log
Pembacaan neutron log baik SNP maupun CNL tidak hanya
tergantung pada porositas tetapi juga lithologi dan
kandungan fluidanya. Oleh karena itu penentuan
porositas harus mengetahui lithologinya. Harga dari
porositas neutron (ФN) dapat diketahui dengan
menggunakan persamaan dibawah ini (dalam limestone
unit):
...........................
................................. (3-35)
dimana:
ФNlog = porositas yang terbaca pada kurva neutron
log
0.0425 = koreksi terhadap limestone formation
Lalu besarnya porositas neutron yang telah dikoreksi
terhadap shale (ФNc) dapat diketahui dari persamaan
dibawah ini:
.................................
.................................. (3-36)
dimana:
Vsh = volume shale (dari GR log)
ФNsh = porositas yang terbaca pada kurva neutron
pada lapisan shale
B. Density Log
Dalam menentukan porositas batuan dipengaruhi juga oleh
lithologi kandungan fluida batuan. Porositas dari
density log biasanya dinotasikan dengan ФD yang
mempunyai harga sesuai dengan persamaan dibawah ini:
.......................................
......................................... (3-37)
Lalu besarnya porositas density yang dikoreksi terhadap
shale (ФDc) dapat diketahui dari persamaan dibawah ini:
.................................
.................................. (3-38)
dimana:
Vsh = volume shale (dari GR log)
ФDsh = porositas dari kurva density pada lapisan
shale
ρma = densitas matrik batuan, gr/cc
ρb = densitas bulk yang dibaca pada kurva
density untuk setiap kedalaman yang
dianalisa, gr/cc
ρf = densitas fluida (air), gr/cc
C. Sonic Log
Dalam menentukan porositas, sonic log sama seperti
pada neutron log atau density log. Harga ФS dapat
diketahui juga dengan menggunakan persamaan dibawah
ini:
...................................
...................................... (3-39)
dimana:
Δtlog = transite time yang diperoleh dari pembacaan
defleksi kurva sonik untuk setiap
kedalaman, μ sec/ft
Δtma = transite time matrik batuan, μ sec/ft
Δtf = transite time fluida (air), μ sec/ft
3.2.2.5. Penentuan Saturasi Air Formasi (Sw)
Ada beberapa metode yang digunakan untuk menentukan
harga saturasi air formasi (Sw), diantaranya adalah
persamaan linier Archie, persamaan Indonesia, persamaan
Dual Water, persamaan Waxman-Smith, dan persamaan
Simandoux. Dalam penulisan tugas akhir ini, persamaan
yang digunakan dalam menentukan saturasi air formasi
adalah persamaan Indonesia, persamaan Dual Water, dan
persamaan Simandoux.
A. Persamaan Indonesia
Menentukan volume shale (Vsh)
..................................
....................................... (3-40)
Menentukan porositas dari neutron log
...........................
................................. (3-41)
.................................
.................................. (3-42)
Menentukan porositas dari density log
.............................
....................................................
(3-43)
.................................
.................................. (3-44)
Menentukan porositas dari kombinasi density dan
neutron log
..................................
...................................... (3-45)
Menentukan harga saturasi air pada flush zone (Sxo)
.......................
....................... (3-46)
Menentukan saturasi hidrokarbon sisa (Shr)
.......................................
................................................ (3-47)
Menentukan porositas efektif
.............................
................................... (3-48)
Menentukan saturasi air formasi (Sw)
.........................
......................... (3-49)
B. Persamaan Dual Water
Menentukan volume shale
..................................
....................................... (3-50)
Menentukan porositas koreksi dari neutron dan
density log terhadap shale
.................................
.................................. (3-51)
…………………………………………. (3-52)
Menentukan porositas efektif
No gas:
………………........................................ (3-53)
With gas: …………………………………… (3-54)
Menentukan porositas total didekat lapisan shale
………………………………..…… (3-55)
Menentukan porositas total dan fraksi air ikat pada
lapisan sand
……………………………………………... (3-56)
…………………………………………………….. (3-57)
Menentukan resistivity air bebas didekat lapisan
clean sand
…………………………………………………….. (3-58)
Menentukan resistivity air ikat didekat lapisan
shale
……………………………………………………. (3-59)
Menentukan Rwa didaerah shaly sand
……………………………………………………... (3-60)
Menentukan saturasi air total yang dikoreksi
terhadap shale
……………………………………….…… (3-61)
……………………………………………………. (3-62)
Menentukan saturasi air formasi (Sw)
.......................................
........................................... (3-63)
C. Persamaan Simandoux
Menentukan Indeks Gamma Ray (IGR)
..................................
...................................... (3-64)
Menentukan volume shale (Vsh)
- Older rocks (consolidated):
...............................
.......................................... (3-65)
- Tertiary rocks (unconsolidated):
............................
......................................... (3-66)
Menentukan porositas terkoreksi terhadap shale:
- Porositas dari sonic log
.............
................ (3-67)
dimana :
Δtlog = interval transit time formasi, μsec/ft
Δtma = interval transit time matriks batuan,
μsec/ft
Δtf = interval transit time fluida, μsec/ft (189
μsec/ft untuk fresh mud, 185
μsec/ft untuk salt mud)
Δtsh = interval transit time shale, μsec/ft
Vsh = volume shale
- Porositas dari density log
.........................
...................... (3-68)
dimana:
Vsh = volume shale
ρma = densitas matriks batuan, gr/cc
ρb = densitas bulk, gr/cc
ρf = densitas fluida, gr/cc
ρsh = densitas bulk pada lapisan shale, gr/cc
- Porositas dari kombinasi neutron-density log
.......................
............................ (3-69)
......................
........................... (3-70)
..............................
................................. (3-71)
Menentukan saturasi air formasi
.................
............ (3-72)
dimana:
Rw = resistivity air formasi, ohm-m
Rt = resistivity formasi sebenarnya, ohm-m
Ф = porositas koreksi terhadap volume shale, fraksi
Vsh= volume shale
Rsh= resistivity shale, ohm-m
3.2.2.6. Menentukan Permeability
Selain menghasilkan hasil akhir berupa harga Vsh,
Φe, dan Sw ELANPlus juga mengeluarkan hasil
permeability (K). Permeability yang digunakan pada
tugas akhir ini adalah permeability dari hasil
ELANPlus. Semua data log yang dimasukkan ke ELANPlus
ini diproses oleh ELANPlus itu sendiri yang
menghasilkan output harga permeability yang diinginkan.
Permeability yang dihasilkan ELANPlus dapat dilihat
pada gambar 3.19.
Gambar 3.19. Permeability dari ELANPlus
(“Hasil ELANPlus Geoframe 3.8.1”, Data Consulting Services,Schlumberger, Jakarta, 2003)