peranan iptek nuklir dalam eksplorasi...

12
SEMINAR NASIONAL II SDM TEKNOLOGI NUKLIR YOGY AKARTA, 21-22 DESEMBER 2006 ISSN 1978-0176 PERANAN IPTEK NUKLIR DALAM EKSPLORASI HIDROKARBON EKO BUDI LELONO, ISNAWATI Puslitbang Teknologi Minyak dan Gas Bumi "LEMIGAS, Jl. Cileduk Raya kav. 109, Jakarta Telp.021-7394662, Faksimili 021-7394662 ekob [email protected] Abstrak PERANAN IPTEK NUKLIR DALAM EKSPLORASI HIDROKARBON. Perkembangan Iptek Nuklir berpengaruh terhadap teknik eksplorasi hidrokarbon, antara lain terbukti dengan adanya penggunaan isotop radioaktif untuk menentukan umur absolute batuan. Penentuan umur batuan yang pada awalnya menggunakan fosil penunjuk umur (baik mikro maupun makro-fosil) yang menghasilkan umur relatif batuan, belakangan ini diperkaya dengan metode perhitungan peluruhan mineral radioaktif untuk menentukan umur absolute batuan, sehingga posisi stratigrafi suatu lapisan batuan (batuan induk dan reservoir) dapat ditentukan dengan pasti. Sementara itu, aplikasi teknologi nuklir juga dipergunakan dalam survey sumur pemboran eksplorasi yang antara lain dikenal dengan Nuclear Magnetic Resonance (NMR) yang membantu ahli geologi dalam mengukur porositas dan permiabilitas secara langsung di lapangan, sehingga dapat memprediksi keberadaan hidrokarbon. Dari sisi sedimentologi, iptek nuklir juga diaplikasikan dalam laboratorium X Ray Diffraction (XRD Laboratory) untuk menentukan jenis mineral penyusun batuan dan laboratorium Scanning Electron Microscope (SEM Laboratory) untuk mengetahui porositas batuan. Kedua hal tersebut membantu ahli eksplorasi dalam menyusun manajemen reservoir. Kata kunci: hidrokarbon Abstract THE ROLE OF THE NUCLEAR SCIENCE AND TECHNOLOGY IN HYDROCARBON EXPLORATION. The development of the nuclear science and technology influences the method of hydrocarbon exploration as shown by the use of radioactive isotope to determine the absolute age of the rock. Traditionally, the age determination relies on the occurrence of index fossil, both micro and macro forms, to define the relative age of the rock. The absolute age is basically defined based on the calculation of the decay of the selected radioactive mineral. By referring to its absolute age, the rock (source rock or reservoir) can be precisely put in the certain stratigraphic level. On the other hand, the nuclear technology- so called nmr (nuclear magnetic resonance) - is applied in the well exploration survey to measure the porosity and the permeability of the rock for predicting the existence of hydrocarbon. From the sedimentological view point, the nuclear technology is used in X-ray diffraction (XRD) laboratory to identifY mineral in the reservoir rock. In addition, it is also applied in scanning electron microscope (SEM) laboratory for estimating the porosity of reservoir. These kinds of information are required by the explorationist to create reservoir management. Keyword: hydrocarbon PENDAHULUAN Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi, khususnya teknologi nuklir banyak berpengaruh terhadap kegiatan eksplorasi hidrokarbon. Banyak metode yang terkait dengan kegiatan eksplorasi dikembangkan, sehingga analisis dan interpretasi yang dibuat lebih akurat. Beberapa metode yang menjadi standar dalam kegiatan eksplorasi antara lain Eko Budi Lelono dkk 207 Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir - BATAN

Upload: others

Post on 09-Feb-2020

28 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: PERANAN IPTEK NUKLIR DALAM EKSPLORASI ...digilib.batan.go.id/ppin/katalog/file/1978-0176-2006-207.pdfdengan menggunakan mikroskop polarisasi perbesaran 1000 kali, yang dikenal dengan

SEMINAR NASIONAL IISDM TEKNOLOGI NUKLIR

YOGY AKARTA, 21-22 DESEMBER 2006ISSN 1978-0176

PERANAN IPTEK NUKLIR DALAM EKSPLORASIHIDROKARBON

EKO BUDI LELONO, ISNAWATI

Puslitbang Teknologi Minyak dan Gas Bumi "LEMIGAS,Jl. Cileduk Raya kav. 109, Jakarta

Telp.021-7394662, Faksimili 021-7394662ekob [email protected]

Abstrak

PERANAN IPTEK NUKLIR DALAM EKSPLORASI HIDROKARBON. Perkembangan Iptek Nuklirberpengaruh terhadap teknik eksplorasi hidrokarbon, antara lain terbukti dengan adanya penggunaan isotopradioaktif untuk menentukan umur absolute batuan. Penentuan umur batuan yang pada awalnyamenggunakan fosil penunjuk umur (baik mikro maupun makro-fosil) yang menghasilkan umur relatif batuan,belakangan ini diperkaya dengan metode perhitungan peluruhan mineral radioaktif untuk menentukan umurabsolute batuan, sehingga posisi stratigrafi suatu lapisan batuan (batuan induk dan reservoir) dapatditentukan dengan pasti. Sementara itu, aplikasi teknologi nuklir juga dipergunakan dalam survey sumurpemboran eksplorasi yang antara lain dikenal dengan Nuclear Magnetic Resonance (NMR) yang membantuahli geologi dalam mengukur porositas dan permiabilitas secara langsung di lapangan, sehingga dapatmemprediksi keberadaan hidrokarbon. Dari sisi sedimentologi, iptek nuklir juga diaplikasikan dalamlaboratorium X Ray Diffraction (XRD Laboratory) untuk menentukan jenis mineral penyusun batuan danlaboratorium Scanning Electron Microscope (SEM Laboratory) untuk mengetahui porositas batuan. Keduahal tersebut membantu ahli eksplorasi dalam menyusun manajemen reservoir.

Kata kunci: hidrokarbon

Abstract

THE ROLE OF THE NUCLEAR SCIENCE AND TECHNOLOGY IN HYDROCARBON

EXPLORATION. The development of the nuclear science and technology influences the method ofhydrocarbon exploration as shown by the use of radioactive isotope to determine the absolute age of therock. Traditionally, the age determination relies on the occurrence of index fossil, both micro and macroforms, to define the relative age of the rock. The absolute age is basically defined based on the calculation ofthe decay of the selected radioactive mineral. By referring to its absolute age, the rock (source rock orreservoir) can be precisely put in the certain stratigraphic level. On the other hand, the nuclear technology­so called nmr (nuclear magnetic resonance) - is applied in the well exploration survey to measure theporosity and the permeability of the rock for predicting the existence of hydrocarbon. From thesedimentological view point, the nuclear technology is used in X-ray diffraction (XRD) laboratory to identifYmineral in the reservoir rock. In addition, it is also applied in scanning electron microscope (SEM)laboratory for estimating the porosity of reservoir. These kinds of information are required by theexplorationist to create reservoir management.

Keyword: hydrocarbon

PENDAHULUAN

Perkembangan ilmu pengetahuan danteknologi, khususnya teknologi nuklir banyakberpengaruh terhadap kegiatan eksplorasi

hidrokarbon. Banyak metode yang terkaitdengan kegiatan eksplorasi dikembangkan,sehingga analisis dan interpretasi yang dibuatlebih akurat. Beberapa metode yang menjadistandar dalam kegiatan eksplorasi antara lain

Eko Budi Lelono dkk 207 Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir - BATAN

Page 2: PERANAN IPTEK NUKLIR DALAM EKSPLORASI ...digilib.batan.go.id/ppin/katalog/file/1978-0176-2006-207.pdfdengan menggunakan mikroskop polarisasi perbesaran 1000 kali, yang dikenal dengan

Strontium Isotope Stratigraphy (SIS), ScanningElectron Microscope (SEM), X Ray Diffraction(XRD) dan logging menggunakan teknikNuclear Magnetic Resonance (NMR).Puslibang Teknologi Minyak dan Gas Bumi"LEMIGAS", yang merupakan satu-satunyalembaga litbang di bidang migas milikpemerintah telah melengkapi sebagianlaboratoriumnya dengan peralatan berbasisteknologi nuklir yang umumnya didatangkandari negara-negara maju melalui kerja sarnabilateral dengan pemerintah Indonesia.Peralatan tersebut yang dimaksudkan untukmendukung kegiatan eksplorasi migas antaralain adalah SEM dan XRD. Agar peralatantersebut berfungsi maksimal, maka LEMIGAStelah mengirimkan pegawainya ke luar negeriuntuk berlatih mengoperasikannya. Bahkan adapegawai yang menempuh pendidikan S-2 danS-3 di luar negeri dengan topik yang terkaitdengan penggunaan iptek nuklir dalammenunjang kegiatas eksplorasi migas. Peralatanyang terkait dengan iptek nuklir ini digunakandalam kegiatan litbang yang dibiayaipemerintah lewat DIPA atau yang dikenalsebagai in-house research, maupun kegiatankomersial berupa pelayanan jasa teknologi(commercial work) melalui PNBP mengingatLEMIGAS adalah lembaga litbang bersifatswadana, sehingga diijinkan untuk mencaripendapatan (income) dari pihak luar(pengguna). Sejauh ini, pengalamanmenunjukkan bahwa penggunaan peralatanberbasis nuklir ini memberikan nilai tambahkelitbangan sebagai hasil in-house research.Disisi lain, penggunaan peralatan berbasis ipteknuklir meningkatkan kemampuan LEMIGASsebagai lembaga penyedia jasa litbang Gasateknologi) yang dapat dipercaya. Dalam bidangLingkungan Kesehatan dan Keselamatan Kerja(LK3), Puslitbang Teknologi Migas"LEMIGAS" telah menerapkan sistemmanajemen lingkungan yang tertuang dalamOHSAS 18001, yang juga mencakuppencegahan dan penanggulangan bahaya radiasiyang mungkin terjadi akibat kebocoran yangtimbul dari penggunaan peralatan berbasisnuklir tersebut.

Strontium Isotope Stratigraphy (Sis).

Secara konvensional ahli geologi seringmenggunakan fosil mikro untuk menyusun

SEMINAR NASIONAL IISDMTEKNOLOGINUKLIR

YOGYAKARTA,21-22DESEMBER2006ISSN 1978-0176

stratigrafi suatu daerah, yang dikenal sebagaibiostratigrafi. Umur lapisan batuan yangditentukan berdasarkan kemunculan fosilindeks tertentu bersifat relatif, artinya berkisardari satu umur absolut sampai umur absolutlainnya (Lampiran 1). Misalnya kemunculanspesies foraminifera besar Spiroclypeusleupoldi pada suatu batuan menunjukkan bahwabatuan tersebut berumur Miosen awal yangberkisar antara 14 juta sampai 22,5 juta tahunyang lalu (Ma). Dengan demikian kisaranumurnya mencapai 8,5 juta tahun, yang berartirelatif panjang. Penerapan iptek berbasis nuklirdalam penentuan umur batuan memberikanumur absolut batuan tersebut, sehinggamembantu ahli geologi menempatkan batuansecara pasti dalam suatu runtunan stratigrafi.Salah satu metode yang dikembangkan daripenerapan iptek nuklir ini adalah StronsiumIsotope Stratigraphy (SIS). Sayangnyaperalatan yang menunjang studi SIS belumtersedia di LEMIGAS. Sehingga selama iniuntuk keperluan analisis SIS, samples dikirimkepada pihak penyedia jasa yang memilikiperalatan tersebut.

Gambar 1.ForaminiferaBesarYangDitemukanPada SayatanBatuan

Pada awalnya sebelum iptek nuklirditerapkan, penentuan umur batuan mengacupada kemunculan mikro fosil, baik yang hidupdi darat sepert foraminifera dan nanoplangtonmaupun di laut seperti polen dan spora (Gambar1). Selain itu juga, ahli stratigrafi terdahulumenggunakan makro fosil untuk menentukanumur suatu batuan sedimen seperti fosil daun,buah, tulang dan lain sebagainya. Fosil-fosil

Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir - BATAN 208 Eko Budi Lelono dkk

Page 3: PERANAN IPTEK NUKLIR DALAM EKSPLORASI ...digilib.batan.go.id/ppin/katalog/file/1978-0176-2006-207.pdfdengan menggunakan mikroskop polarisasi perbesaran 1000 kali, yang dikenal dengan

SEMINAR NASIONAL IISDM TEKNOLOGI NUKLIR

YOGY AKART A, 21-22 DESEMBER 2006ISSN 1978-0176

tersebut seeara alamiah terawetkan dalam suatubatuan sedimen yang diendapkan pada satukurun waktu tertentu.

Fosil-fosil ini hanya ditemukan padakisaran umur stratigrafi tertentu dan disebutsebagai fosil indeks. Lampiran 2memperlihatkan kisaran fosil indeksforaminifera besar dalam kisaran umur geologiTersier. Dengan demikian ditemukannya fosilindeks dalam suatu batuan sedimen dapatdijadikan dasar dalam menentukan umur batuantersebut, tentu saja berupa kisaran umur sepertidieontohkan pada Lampiran 2. Metode ini terusdipakai dan dikembangkan sampai saat ini. Paraahli biostratigrafi berusaha menemukan fosilindeks baru yang memungkinkannya

mempersempit kisaran umur batuan, sehinggamampu memisahkan lapisan batuan menjadibagian-bagian yang lebih kecil.

Hal ini sangat diperlukan dalampekerjaan korelasi stratigrafi lapisan batuanyang menjadi obyek penelitian seperti lapisanreservoir dan batuan induk, dari satu lokasi kelokasi lain atau dari satu sumur ke sumur lainsehingga diketahui penyebaran lapisan tersebutseeara lateral dan vertikal (Gambar 2).Informasi tentang penyebaran lapisan reservoirseeara lateral dan vertikal akan mempengaruhiperhitungan eadangan hidrokarbon yangterdapat di suatu daerah tertentu danmenentukan strategi eksplorasi ke depan.

Gambar 2. Korelasi Lapisan Batuan Berdasarkan Analisis Biostratigrafi

Penerapan metode SIS menghasilkanumur batuan seeara absolut, sehingga ahlistratigrafi seeara tepat dapat menempatkanposisi suatu lapisan batuan dalam suatu susunanstratigrafi. Hal ini bermanfaat dalam melakukankorelasi batuan terutama reservoir dan batuaninduk sehingga dapat diketahui penyebarannyaseeara pasti. Analisis SIS dilakukan terhadapmaterial karbonat yang banyak mengandungunsur Stronsium. Material karbonat umurnnyaterdapat pada batuan sedimen yang terbentuk dilingkungan laut. Seperti diketahui Stronsium(Sr) adalah komponen larutan terbanyak kesembilan di dalam air laut dengan konsentrasimeneapai 8 mg/liter. Seeara geokimia elemenini berkelakuan seperti Ca. Ketika batuankarbonat terbentuk di lingkungan laut, Srmembentuk kristal dalam batuan yang jumlah

meneapai ribuan ppm. Elemen Sr yangterbentuk dalam batuan tidak mengalamipemisahan isotopik (isotopic fractionation),sehingga perbandingan 87Sr/86Sr seearalangsung menggambarkan kondisi air laut padasaat itu. Perbandingan 87Sr/ 86Sr bersifatseragam di semua tempat di dunia.Perbandingan 87Sr/86Sr ini dapat diketahuidengan menggunakan pereonto batuankarbonat. Perubahan perbandingan 87Sr/86Srsepanjang waktu geologi berhasil diamati olehpeneliti terdahulu seperti Me Arthur (200 I),Hodell dkk (1991) dan Denison (1990).Perubahan ini digambarkan dalam kurvafluktuasi perbandingan 87Sr/86Sr yangumurnnya berlaku universal, antara lain kurvaMe Arthur (0-509 juta tahun), kurva Hodell(6,4-24 juta tahun) dan kurva Mobil (12-36 juta

Eko Budi Lelono dkk 209 Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir - BATAN

Page 4: PERANAN IPTEK NUKLIR DALAM EKSPLORASI ...digilib.batan.go.id/ppin/katalog/file/1978-0176-2006-207.pdfdengan menggunakan mikroskop polarisasi perbesaran 1000 kali, yang dikenal dengan

tahun). Diantara kurva perbandingan 87Sr/86Sr,kurva Mc Arthur mencakup waktu geologiterpanjang (Gambar 3).

Penentuan umur batuan dengan metodeSIS pada prinsipnya adalah dengan mem­plotkan harga perbandingan 87Sr/86Sr yang

0.71'1950

0.70000

0.10850

<h

~ 0.70600

l'0.70750

a.70To(!

SEMINAR NASIONAL IISDM TEKNOLOGI NUKLIR

YOGYAKARTA, 21-22 DESEMBER 2006ISSN 1978-0176

diperoleh dari pengukuran di laboratorium padakurva-kurva tersebut diatas, sehingga diperolehumur batuan yang diteliti. Lampiran 3memperlihatkan perbandingan antarapenampang stratigrafi berdasarkan indeksforaminifera besar dengan penampangstratigrafi berdasarkan 87Sr/86Sr ratio.

o :fOSSO

o 25 50 75 100 125 150 115 200 225 250

Numerical Age. Ma

Gambar 3. Kurva perbandingan 87Sr/86Sryang diusulkan Me Arthur (2001)

SEM dan XRD

Untuk mendapatkan informasi tentangsifat fisik batuan, laboratorium eksplorasiLEMIGAS dilengkapi dengan peralatanberbasis teknologi nuklir seperti scanningelectron microscope (SEM) dan X raydiffraction (XRD). SEM dimaksudkan untukmengetahui porositas yang terbentuk dalam satubatuan, terutama yang diduga sebagai reservoir,yaitu berupa rongga primer maupun sekunder.Sementara itu, XRD memberikan data terkaitjenis mineral penyusun batuan. Sebenarnyasecara konvensional data tentang porositas danjenis mineral penyusun batuan dapat ditentukandengan menggunakan mikroskop polarisasiperbesaran 1000 kali, yang dikenal dengananalisis petrografi. Petrografi dilakukanterhadap sayatan tipis suatu perconto batuan(Gambar 4). Meskipun demikian, ahlisedimentologi merasa perlu untuk mengetahuisegala hal terkait dengan kondisi fisik batuansecara lebih detil.

Gambar 4. Sayatan Tipis Batuan Untuk AnalisisPetrografi

Oleh karena itu kehadiran peralatanberbasis nuklir seperti SEM clan XRD sangatberguna karena mampu memberi informasi jauhlebih detil dari pada sekedar analisismikroskopis. SEM sanggup memperbesarimage puluhan ribu kali sehingga strukturdalam batuan terlihat dengan jelas termasukporositas (Gambar 5). Sebaliknya metode XRDmampu memberi informasi tentang jenis

Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir - BATAN 210 Eko Budi Lelono dkk

Page 5: PERANAN IPTEK NUKLIR DALAM EKSPLORASI ...digilib.batan.go.id/ppin/katalog/file/1978-0176-2006-207.pdfdengan menggunakan mikroskop polarisasi perbesaran 1000 kali, yang dikenal dengan

SEMINAR NASIONAL IISDMTEKNOLOGINUKLIRYOGYAKARTA,21-22DESEMBER2006ISSN 1978-0176

mineral yang menyusun batuan sedimenberbutir halus seperti serpih dan lempung.

Gambar5. KondisiGeometriPori BatuanMenggunakanSEM

Informasi ini sangat penting antara lainsebagai usaha pencegahan terhadapkemungkinan terjadi penjepitan pipa bor akibatmenembus lapisan serpih atau lempung yangtersusun oleh mineral yang berdaya serap tinggiseperti . Gambar 6 memperlihatkan diagramyang menunjukkan komposisi mineralpenyusun batuan sedimen hasil pengukuranmenggunakan metode XRD.

NMR

Nuclear Magnetic Resonance (NMR)adalah suatu alat menggunakan magnet untukmempengaruhi dan mengukur momentum intiatom elemen tertentu. Istilah nuklir ditujukanpada inti atom dan resonansi magnetik adalahpengaruh magnet pada inti tersebut. Sehinggalogging NMR berdasarkan atas gerakan intiatom hidrogen (proton) yang terdapat padafluida (air dan hidrokarbon) dalam suatulapisan. Inti atom mempunyai momentummagnetik sehingga dapat berputar (spinning)seperti batang magnet yang berputar (Gambar7). Jika medan magnet diterapkan, inti,magnetik cenderung untuk meluruskan diridengan arah medan. Hal ini menghasilkanmagnetisasi total atau polarisasi yang sebandingdengan besamya medan magnet yang diberikan.Jika medan magnet tersebut diubah, hargakeseimbangan barn dari polarisasi proton tidakstabil dan membutuhkan beberapa waktu untukmencapai keseimbangan tergantung padajumlah atom hidrogen yang tergantung dalammaterial. Proses untuk mendekati hargakeseimbangan polarisasi disebut relaksasi.

Gambar6. KomposisiMineralDalamBatuanBerdasarkanXRD

Dengan demikian dapat disimpulkanbahwa jika dibandingkan dengan hanyamenggunakan metode konvensional sepertipetrografi, maka penggunaan peralatan berbasisiptek nuklir untuk menganalisis sifat fisikbatuan termasuk SEM dan XRD memberikannilai tambah dalam menunjang kegiataneksplorasi migas.

L...•

Eko Budi Lelono dkk

l....L-IH

"Z9

211

Gambar7. IntiAtomHidrogenBertingkahLakuSepertiBatangMagnetYangBerputar(Giroskop)

Parameter yang terukur adalah amplitudosinyal dan waktu relaksasi sinyal. Amplitudosinyal bergantung pada jumlah inti atomhidrogen yang ada pada batuan. Makin besarjumlah atom hidrogen, amplitudo makin besar.Waktu relaksasi bergantung pada ukuran pori­pori batuan. Pori-pori besar memberikan wakturelaksasi yang panjang dan mencerminkanbanyaknya fluida yang terkandung pada suatulapisan. Relaksasi dari komponen yang paralel

Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir - BATAN

Page 6: PERANAN IPTEK NUKLIR DALAM EKSPLORASI ...digilib.batan.go.id/ppin/katalog/file/1978-0176-2006-207.pdfdengan menggunakan mikroskop polarisasi perbesaran 1000 kali, yang dikenal dengan

dengan medan disebut relaksasi longitudinaldan ditandai dengan Tl. Relaksasi darikomponen yang tegak lurns disebut relaksasitransversal (T2) yang menggambarkan waktuyang dibutuhkan untuk relaksasi.

Ada 2 tipe alat NMR yang digunakansekarang, yaitu MRIL (Magnetic ResonanceImager Log) yang dibuat oleh NUMAR Corp.dan CMR (Combinable Magnetic Resonance)yang dikembangkan oleh Schlumberger.Perbedaannya adalah sensor CMR ditempelkanpada dinding sumur selama pengukuran,sehingga tidak terpengaruh oleh salinitaslumpur pemboran.

Alat logging NMR seperti ditunjukkanpada Gambar 8. Sensomya berbentuk skid yangterdiri dari 2 magnet permanen dan satu elemenyang berfungsi sebagai pemancar gelombangelektromagnetik frekuensi radio (RF) dan jugasebagai penerima sinyal (Gambar 9). Keduamagnet permanen menghasilkan medan magnet1000 kali lebih kuat dari medan magnet bumi.

,.~""Penyam"lrog

14 ,t

B&gIoo

Sektronik ---!

Gambar 8. Alat CMR, Panjangnya 14 Kaki DanDapat Disambung Dengan Log Lainnya.

SEMINAR NASIONAL IISDM TEKNOLOGI NUKLIR

YOGYAKARTA, 21-22 DESEMBER 2006ISSN 1978-0176

Ant-(.'f''')

fRF)

D.'J¢r<3h

ll!o tNul:llr

t__ --"'" _-1675", I17 em}

Gambar 9. Sensor CMR, Terdiri Dari MagnetPermanen Dan Antena Sebagai Pemancar dan

Penerima.

Ada 4 tahap pengukuran NMR (Gambar10 a, b, c dan d):1. Penjajaran proton (Gambar lOa)

Magnet permanen menimbulkan medanmagnet Bo yang digunakan untuk menjajarkanproton. Penjajaran memakan waktu beberapadetik dan akan tetap terjajarkan kecuali jikadiganggu.2. Perebahan spin (Gambar lOb)

Proton-proton yang telah dijajarkan,direbahkan dengan mengirimkan medanmagnetik terisolasi Bo, yang tegak lurnsdengan medan magnet Bo untuk waktutertentu. Untuk perebahan diperlukan frekuensisebesar:

f= g Bo.

dengan: f = frekuensi B 1 atau frekuensiLarmor

g = tetapan giromagnetik ratio inti3. Presisi dan defase (Gambar 1Oc)

Pada saat direbahkan 900 dari arah Bo

proton mengitari bidang yang tegak lurnsterhadap Bo (berpresisi) dengan frekuensiyang berbeda, karena medan magnet Bo tidakhomogen. Sehingga mereka kehilangan energidan meluruh. Fase ini disebut defase danwaktu peluruhannya disebut T2*.4. Pemfokusan kembali (Gambar 10d)

Dilakukan dengan cara mengirimkanpulsa 1800 yaitu sarna dengan pulsa 900 tetapiduakali lebih lama. Proton akan berpresisiberbalik. Karena frekuensinya berbeda, proton

Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir - BATAN 212 Eko Budi Lelono dkk

Page 7: PERANAN IPTEK NUKLIR DALAM EKSPLORASI ...digilib.batan.go.id/ppin/katalog/file/1978-0176-2006-207.pdfdengan menggunakan mikroskop polarisasi perbesaran 1000 kali, yang dikenal dengan

SEMINARNASIONALIISDM TEKNOLOGI NUKLIRYOGYAKART A, 21-22 DESEMBER 2006ISSN 1978-0176

akan kembali dengan kecepatan berbedabeda.Pulsa 1800 dapat dilakukan berulang kali,biasanya beberapa ratus kali dalam satupengukuran NMR. Seluruh urutan pulsa 900

dan 1800 disebut urutan CPMG (Carr, Purcell,Meiboom dan Gill) untuk menghormati

penemunya. Waktu peluruhan amplitudodisebut waktu relaksasi transversal (T2).Setelah beberapa waktu T2, proton akankembali ke keadaan keseimbangannya sejajarterhadap Bo setelah urutan CPMG terjadi.Proses ini disebut relaksasi longitudinal (TI) .

Gambar 10. Dasar pengukuran NMR. (a). Penjajaran proton. (b). Perebahan spin. (c). Presisi defase (d).Pemfokusan kembali

Log NMR mendapat sambutan yang baikdari para ahli sebagai alat petrofisika untukevaluasi kualitas reservoar. Log NMR dapatdigunakan sebagai metoda untuk menentukanporositas; permeabilitas dan saturasi airirreducible.

Distribusi waktu relaksasi T2

berhubungan langsung dengan ukuran pori-pori.Rongga pori yang besar menghasilkan T2 yanglebih panjang, dan sebaliknya. Karenakecepatan relaksasi bergantung pada berapasering proton dapat bertumbukan denganpermukaan butiran. Hal ini bergantung padaluas permukaan dan volume (SlY). Pori-poribesar (SlY kecil) tumbukan lebih jarang terjadi,dan sebaliknya.

l/T2 = p2(SIY)

permeabilitasporositas NMRrata-rata logaritmik dari T2konstanta (4 untuk batu pasir

dan 0,1 untuk karbonat)Kelebihan lain dari log NMR adalah

alatnya pendek dan ringan serta dapatdikombinasikan dengan alat log lain sepertiresistivitas, densitas dan neutron. Contoh hasilrekaman dari log NMR diperlihatkan padaGambar 11.

Ie)

dengan :T2 = waktu relaksasi

S = luas permukaan butiranV = volume batuan

Eko Budi Lelono dkk

."'1I

Defuse padabilangan x- Y

213

Pelapukanbilangan x-y

Cd)

p = densitasJumlah pori yang ada pada batuan sarna

dengan volume fluida dari batuan tersebut,yaitu porositas. Log NMR mempunyaikemampuan untuk mengukur permeabilitassecara langsung di lapangan. Permeabilitasditurunkan dari hubungan empiris antaraporositas NMR dan nilai rata-rata T2.

K NMR= C (<1>NMR)4(T2,logfdengan :

KNMR =

<1>NMR=

T2,log =C

Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir - BATAN

Page 8: PERANAN IPTEK NUKLIR DALAM EKSPLORASI ...digilib.batan.go.id/ppin/katalog/file/1978-0176-2006-207.pdfdengan menggunakan mikroskop polarisasi perbesaran 1000 kali, yang dikenal dengan

s.:o::.,:,..., 125 (0 ~I

SEMINARNASIONALIISDM TEKNOLOGI NUKLIR

YOGYAKARTA, 21-22 DESEMBER 2006ISSN 1978-0176

-J\f\Fv

Gambar II. Contoh Hasil Rekaman dari Log Nuclear Magnetic Resonance

KESIMPULAN

Kegiatan eksplorasi migas di Indonesiatelah dimulai sejak jaman prakemerdekaan.Teknologi yang diterapkan pada masa itu relatifsederhana. Kini seiring dengan kemajuan iptek,metode eksplorasi migas berkembang pesat.Bahkan belakangan ini, kegiatan eksplorasimigas memanfaatkan kemajuan iptek nuklirseperti metode Strontium Isotope Stratigraphy(SIS), Scaning Electron Microscope (SEM), XRay Diffraction (XRD) dan Nuclear MagneticResonance (NMR). Metode SIS digunakanuntuk menghitung umur absolut suatu lapisanbatuan, sedangkan metode SEM dipakai untukmelihat porositas batuan reservoir. XRDdimanfaatkan untuk menentukan jenis mineralpenyusun batuan. NMR membantu ahlieksplorasi migas untuk menentukan porositasdan permiabilitas batuan serta keberadaanmigas secara langsung.

Keterkaitan antara perkembangan ipteknuklir dengan perkembangan metode eksplorasisangatlah erat. Di satu sisi kegiatan eksplorasimembutuhkan metode-metode barn untukmeningkatkan nilai keberhasilan dalammenemukan cadangan migas barn yangsemakin lama semakin sulit karena kondisigeologinya yang semakin kompleks. Di sisilain, perkembangan iptek nuklir diharapkan

dapat memberikan kontribusi bempapenemuan-penemuan barn yang memberi nilaitambah dalam kegiatan eksplorasi migas.Peralatan berbasis iptek nuklir yang saat initersedia di pasaran dapat ditingkatkan mutunya,sehingga meningkatkan kepercayaanpenggunanya terhadap teknologi ini.

DAFTAR PUSTAKA

1. BIL KENYON, KLEINBERG, R.,STRALEY,C.,GUBELIN, G., MORRIS, C and A.HARSONO, 1966. "NMR TeknologiLogging Abad ke 21", JTMGB No.5.

2. BROWN, R. J. S. and GAMSON, B. W., 1960.Nuclear Magnetism Logging. Society ofPetroleum Engineers of A/ME vol. 219.

3. DENISON, R. E., 1990. "Strontium IsotopeAges, Chemistry and Petrography of Samplesfrom Lines 41 and 42", Papua New Guinea.GSPNG Unpublished Archive File FI/ R/ 91­47.

4. HERRICK, R. C., COUTURIE, S. H. and BEST,D. L., 1979. "An Improved NuclearMagnetism Logging System and ItsApplication to Formation Evaluation",Society of Petroleum Engineers of AIME8361.

Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir - BATAN 214 Eko Budi Lelono dkk

Page 9: PERANAN IPTEK NUKLIR DALAM EKSPLORASI ...digilib.batan.go.id/ppin/katalog/file/1978-0176-2006-207.pdfdengan menggunakan mikroskop polarisasi perbesaran 1000 kali, yang dikenal dengan

SEMINAR NASIONAL IISDM TEKNOLOGI NUKLIRYOGY AKARTA, 21-22 DESEMBER 2006ISSN 1978-0176

5. HODELL D. A., MUELLER, P. A. andGARRIDO J. R., 1991. Variations in theStrontium Isotopic Compositions of Seawaterduring Neogene. Geology 19, pp. 24-27.

6. MC ARTHUR J. M., HOWARTH R. J. andBAILEY, T. R., 2001. Strontium IsotopeStratigraphy: LOWEsS Version 3: Best Fit tothe Marine Sr-Isotope Curve for 0-509 Maand Accompanying Look-up Table forDeriving Numerical Age. Journal of Geology109, pp. 155-170.

7. PAUL HULL and COOLIDGE, J. E., 1960."Field Examples of Nuclear MagnetismLogging". Journal of PetroIeun Technology.

8. ROBINSON, J. D., LOREN, J. D., VAJNAr, E.A. and HARTMAN, D. E., 1974."Determining Residual Oil with the NuclearMagnetism Log". Journal of PetroleunTechnology.

TANYAJAWAB

Pertanyaan :

1. Apakah ada teknologi lain yang lebihunggul dari teknologi nuklir dalameksplorasi migas ? (Djati H Salimy)

2. Lebih sering mana penggunaan neutronlogging dan gamma logging?

3. Apakah pemah mendapatkan bahan yangtertua dalam ekplorasi anda ?

Jawaban :

1. Dalam penentuan umur absolute batuanuntuk menunjang kegiatan eksplorasimigas, teknologi nuklir adalah teknologiyang tercanggih. Dengan demikian tidakada teknologi lain yang lebih canggih dariteknologi nuklir untuk menentukan umurabsolute batuan.

2. Logging gamma ray kelihatannya lebihsering dilakukan dari pada logging neutron,karena logging gamma ray memilikiinformasi yang lebih banyak termasuk jenislitologi untuk menentukan reservoir,kualitas porositas dan permeabilitas sertakeberadaan hidrokarbon.

3. Bahan tertua yang pemah dianalisis diLEMIGAS berumur 40-50 juta tahun yanglalu. Batuan tertua di dunia berumur ratusan

juta tahun yang lalu. Dengan demikian saya(LEMIGAS) belum pemah meneliti batuantertua di dunia.

Eko Budi Lelono dkk 215 Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir - BATAN

Page 10: PERANAN IPTEK NUKLIR DALAM EKSPLORASI ...digilib.batan.go.id/ppin/katalog/file/1978-0176-2006-207.pdfdengan menggunakan mikroskop polarisasi perbesaran 1000 kali, yang dikenal dengan

LAMPIRAN 1. STRA TIGRAFI UMUR NEOGEN

Z<»l·-<!:Iw.'__ "<>1i\W"'4~_

tt.',,,,,_ U1\

SEMINAR NASIONAL IISDM TEKNOLOGI NUKLIR

YOGY AKARTA, 21-22 DESEMBER 2006ISSN 1978-0176

Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir - BATAN 216 Eko Budi Lelono dkk

Page 11: PERANAN IPTEK NUKLIR DALAM EKSPLORASI ...digilib.batan.go.id/ppin/katalog/file/1978-0176-2006-207.pdfdengan menggunakan mikroskop polarisasi perbesaran 1000 kali, yang dikenal dengan

SEMINAR NASIONAL IISDM TEKNOLOGI NUKLIR

YOGY AKARTA, 21-22 DESEMBER 2006ISSN 1978-0176

LAMPIRAN 2. KISARAN UMUR FORAMINIFERA BESAR

B

h;otop!('; (nSrf$4Sr) anti Stt'.1t!Qr~pfH;C Rangas01 Jndc;( fonuninitera

~j...•_.~....

L

--'1--

Eko Budi Lelono dkk 217 Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir - BATAN

Page 12: PERANAN IPTEK NUKLIR DALAM EKSPLORASI ...digilib.batan.go.id/ppin/katalog/file/1978-0176-2006-207.pdfdengan menggunakan mikroskop polarisasi perbesaran 1000 kali, yang dikenal dengan

SEMINAR NASIONAL IISDM TEKNOLOGI NUKLIR

YOGY AKARTA, 21-22 DESEMBER 2006ISSN 1978-0176

LAMPlRAN 3. PENAMPANG STRATIGRAFI BERDASARKAN UMUR RELATIF DANABSOLUT

B

j$otop!c (~I${tj.l)$r} if}-O Stratlgrnptt!(: Rangesof bxhn F<:Irmntl1!kra

12

16

·m••-,,--·

0"

lP19-20 II

fd,.,£!

1i ~ .w'"~-1 --7----

Tc

Eocene

PHIITb

Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir - BATAN 218 Eko Budi Lelono dkk