PEETUA CEMETATIO EXPOET (m) TAPA ADAYA CLEA ZOE DA WATER BEARIG PADA RESERVOAR KARBOAT Oleh : Widya Utama, Puguh Hiskia, Benny ugroho Ardhiansyah, Septa Erik Prabawa Program Studi Geofisika Jurusan Fisika, F-MIPA, Institut Teknologi Sepuluh opember Surabaya Gd. G-404 Kampus ITS Sukolilo Jl. Arief Rachman Hakim, Keputih Sukolilo, Surabaya 60111. e-mail : widya@physics.its.ac.id, benny_na@physics.its.ac.id, eriek_ans@physics.its.ac.id ABSTRAK Pada penelitian ini digunakan data logging pada reservoar karbonat dari tiga sumur uji di lapangan Geofisika ITS. Data yang digunakan dalam penelitian ini adalah SSP (static spontaneous potential), temperatur R mf, porositas (#), dan ILDRT (% 0 ) yang terukur pada berbagai kedalaman di beberapa sumur uji.. Penelitian ini bertujuan untuk menentukan cementation exponent (m) pada masing-masing sumur uji yang tidak didukung adanya clean zone dan water bearing. Penentuan nilai m tersebut dilakukan melalui pendekatan perhitungan formation resistivity factor (F) melalui data R W yang didapat dari perumusan SSP. Dengan menggunakan relasi antara ILDRT (% 0 ) dengan R W (% W ) akan didapatkan nilai formation resistivity factor (F). Dari hubungan antara nilai formation resisitivity factor (F) dan porositas (#), didapatkan nilai cementation exponent (m) yang menunjukkan parameter dinamika fluida (permeabilitas) pada masing-masing sumur. Parameter tersebut akan berkontribusi pada penentuan nilai S W yang pada akhirnya menentukan kualitas reservoar. Keywords : cementation exponent, porosity, formation factor, clean zone, water bearing, reservoar karbonat PEDAHULUA Masalah yang sering muncul pada analisa formasi adalah penentuan cementation exponent (m). Jika mengunakan Metode yang biasa digunakan, yaitu rumus dasar Archie, suatu formasi harus mempunyai clean zone dan water bearing. Kondisi tersebut harus terpenuhi karena rumus dasar Archie menganggap bahwa nilai Sw 1 pada clean zone dan water bearing. Masalah baru akan muncul ketika pada formasi yang dijadikan obyek penelitian tidak ditemukan adanya clean zone dan water bearing. Jika tetap menggunakan rumus Archie, akan menjadi mustahil untuk bisa menentukan nilai cementation exponent. Berdasarkan alasan tersebut penelitian ini diharapkan mampu untuk menganalisa dan menentukan cementation exponent dengan cara lain yang hasilnya sesuai dengan persamaan Archie pada zona karbonat (berkisar antara 1,8 2,2). Penelitian ini merupakan penelitian dasar dengan data yang telah terambil dengan analisa data yang sesuai dengan teori, kesahihan data dilihat dari bentuk nilai kedekatan data dengan nilai cementation exponent yang ada pada persamaan Archie. DASAR TEORI Data log membantu menentukan karakteristik fisik dari batuan, seperti litologi, porositas dan permeabilitas. Selain itu data log juga digunakan untuk mengidentifikasi zona produktif, menentukan kedalaman dan ketebalan zona tersebut, untuk membedakan antara minyak, gas atau air dalam sebuah reservoar, dan untuk mengestimasi cadangan hidrokarbon.
Dua parameter utama yang ditentukan dari pengukuran log pada sebuah sumur adalah porositas dan ruang pori yang terisi hidrokarbon. Parameter yang digunakan dalam intrepetasi log ditentukan secara langsung dan secara tidak langsung, pengukurannya dilakukan oleh satu dari tiga tipe yang umum digunakan dalam logging antara lain : electrical, nuclear dan accoustic atau sonic. Penamaan tersebut berdasarkan pada sumber yang digunakan dalam pengukuran. Sumber yang berbeda akan menghasilkan log yang terdiri dari satu atau lebih kurva yang berhubungan dengan beberapa parameter di dalam batuan di sekitar lubang bor. Porositas Porositas didefinisikan sebagai perbandingan antara ruang pori pada batuan dengan volume total batuan. Biasanya diekspresikan dalam satuan (1.0) atau dalam persen (%). Porositas diukur dengan menggunakan sonic, density, dan, neutron. Porositas direpresentasikan dalam PHI dengan ditambahkan awalan atau akhiran yang menunjukkan metode pengukurannya, misalnya, DPHI atau PHID untuk density porosity. Ada tiga jenis porositas dalam log, yaitu sonic porosity, density porosity, dan neutron-density porosity (Sudarmo, Yan, 2003) 2 2 + D D {gas} (1) 2 D D 2 {fluida minyak} (2) ma b DE ma f (3) dengan : PHI (neutron porosity) DE D porosity density D porosity neutron-density ma density matriks (gr/cm 3 ) f densitas fluida (gr/cm 3 ) b RHOB bulk density (gr/cm 3 ) Volume Kandungan Lempung (V clay ) Pada tiap zona dihitung besarnya kandungan clay shale, dengan mengunakan persamaan. (Hendrayana, Yana, 1997) GRlog GRmin V clay GRmax GRmin (4) dengan : V clay volume clay (gr/cm 3 ) GR log GR pada kedalaman tertentu (API) GR min GR minimum (carbonat) GR max GR maximum (shale) GR Gamma Ray Harga V clay bervariasi : 0 F V clay F 1 Resisitivitas Secara umum, matrik batuan dan hidrokarbon (gas dan minyak) dalam pori batuan adalah sangat resistif. Resistivitas formasi, dalam satuan ohm-meter tergantung pada jumlah dan salinitas air yang terdapat pada formasi dan konektifitas antar pori yang mampu mengalirkan aliran listrik. Resistivitas direpresentasikan dengan simbol R, biasanya dengan tambahan huruf kecil yang mengindikasikan tipe resistivitas tertentu, misalnya R W untuk resistivitas air atau R t untuk resistivitas sesungguhnya. Besarnya R W (resistivitas air formasi) dihitung dengan menggunakan chart (SLB) atau dengan menggunakan perumusan : Rmf new SSP -K log Rw (5) dengan : K 60 + (0,133 x formation temperature) ( temp _ permk + 6,77) R mf new R mf x ( ) temp _ baru + 6,77 R mf new resisitivitas mud filtrate baru R mf resisitivitas mud filtrate pd permukaan R w resistivitas air formasi SSP static spontaneous potential Saturasi Fluida Saturasi fluida adalah presentase dari ruang pori pada batuan yang terisi fluida tertentu (gas, minyak, atau, air). Saturasi fluida biasanya dinyatakan dalam saturasi air (S W ), yang diekspresikan dalam persen. Saturasi hidrokarbon ditentukan dari pengurangan terhadap besarnya saturasi air.
Setelah R w didapat, maka langkah selanjutnya adalah menghitung besarnya S W. S W dapat dihitung dengan menggunakan Schlumberger chart atau menggunakan perumusan Archie, yakni: S W Rw F Rt (6) Persamaan Archie : a F m (7) dengan : S W saturasi air formasi pada uninvaded zone F faktor resisitivitas formasi R W resisitivitas air formasi R t resisitivitas formasi sebernarnya m cementation exponent METODOLOGI Metodologi dari Analisa data log dan penentuan cementation exponent dalam penelitian ini secara umum dapat digambarkan sebagai berikut : Langkah-langkah dalam metodologi penelitian ini dilakukan dan akan dijelaskan sebagai berikut : Kurva log Kurva log Identifikasi Zona Reservoar Menentukan K, SSP, R mf, R W Menentukan cementation exponent Menentukan Faktor Formasi Menentukan S w Kurva log didapatkan dari pengolahan data lapangan yang berupa *.LAS (data digital) dengan menggunakan software yang telah ditentukan. Data lapangan yang diperoleh dari logging sebenarnya berupa kurva log. Kemudian untuk memudahkan proses analisa log, maka dari kurva log dikonversikan ke dalam data digital (*.LAS), jadi kita bisa menganalisa data log dengan menggunakan software apa saja, yaitu dengan mengkonversikannya kembali ke dalam bentuk kurva log yang siap untuk dianalisa dan diintrepetasikan. Kurva log yang digunakan adalah : Gamma Ray (GR) Spontaneous Potential (SP) Resistivity (R t atau ILDRT) eutron atau PHI Density atau RHOB Identifikasi Zona Reservoar Dari kurva log GR dan kurva SP dilakukan identifikasi zona reservoar. Lapisan sand ditunjukkan dengan harga GR yang rendah, sedangkan lapisan clay/shale ditunjukkan dengan harga GR yang tinggi. Defleksi pada kurva SP mengindikasikan adanya lapisan yang permeabel, yang merupakan lapisan reservoar. Menetukan K, SSP, R mf, R W Penentuan K, SSP, R mf, dan R W dapat dilihat pada persamaan 5, sehingga dari perhitungan tersebut akan didapatkan beberapa besaran yang digunakan dalam penelitian ini. Menentukan cementation exponent Penentuan cementation exponent dilakukan pada litologi yang clean zone dan tanpa water bearing, sehingga digunakan persamaan Archie log R w log Rt m (8) log Menentukan Formation Faktor Penentuan faktor formasi digunakan persamaan yang ada pada 12, dimana litologi di lapisan reservoar pada sumur GEO-1, GEO-2 dan GEO-3 adalah karbonat. Menentukan S w
Penentuan S w didasari karena R w dihitung pada daerah yang tanpa water bearing zona atau daerah yang tidak mengandung air, sehingga diharapkan akan memperoleh nilai S W. AALISA DA PEMBAHASA Evaluasi dan analisa data log pada beberapa sumur uji di lapangan Geofisika ITS (GEO-1, GEO-2, dan GEO-3). Ketiga sumur terletak pada struktur geologi yang sama. Sumur GEO-1 adalah sumur wild cat (sumur taruhan), sedangkan sumur GEO-2 dan GEO-3 adalah sumur deliniasi (sumur pengembangan). Interpretasi untuk sumur: Sumur GEO-1 Tabel 1 merupakan data-data log yang terambil dengan analisanya. Zona reservoar karbonat tanpa clean zone dan tanpa water bearing terdapat pada kedalaman 3290 3301 ft. Resisitivitas yang terambil berkisar antara 9 29 ohm-m merupakan variasi dengan rentang yang jauh pada zona yang sama. Porositas efektif dari zona tersebut berkisar pada ± V/V. sehingga cementation exponent pada sumur GEO-1 bila dirata-ratakan mendapatkan 2,22, yang bila dibandingkan dengan plot grafik porositas dengan faktor formasi akan mendapatkan selisih yang sama. Ini menunjukkan bahwa cementation exponent yang teranalisa mengikuti persamaan Archie pada zona karbonat, dengan saturation indeks (S W ) rata-rata 0,64. Sumur GEO-2 Tabel 2 merupakan data-data log yang terambil dengan analisanya. Zona reservoar karbonat tanpa clean zone dan tanpa water bearing terdapat pada kedalaman 3324 3326 ft. Resisitivitas yang terambil berkisar antara 73 120 ohm-m merupakan variasi dengan rentang yang jauh pada zona yang sama. Sedangkan porositas efektif yang terambil dari zona tersebut berkisar pada ± 0,08 V/V. sehingga cementation exponent pada sumur GEO-1 bila dirata-ratakan mendapatkan 2,43 (pembulatan dengan dua digit di belakang koma), yang bila dibandingkan dengan plot grafik porositas dengan faktor formasi akan mendapatkan selisih yang sama. Ini menunjukkan bahwa cementation exponent yang teranalisa mengikuti persamaan Archie pada zona karbonat. Dengan saturation indeks (S W ) rata-rata 0,77. Sumur GEO-3 Tabel 3 merupakan data-data log yang terambil dengan analisanya. Zona reservoar karbonat tanpa clean zone dan tanpa water bearing terdapat pada kedalaman 3452 3465 ft. Resisitivitas yang terambil berkisar antara 19 46 ohm-m merupakan variasi dengan rentang yang jauh pada zona yang sama. Sedangkan porositas efektif yang terambil dari zona tersebut berkisar pada ± V/V. sehingga cementation exponent pada sumur GEO-1 bila dirata-ratakan mendapatkan 2,19, yang bila dibandingkan dengan plot grafik porositas dengan faktor formasi akan mendapatkan selisih yang sama. Ini menunjukkan bahwa cementation exponent yang teranalisa mengikuti persamaan Archie pada zona karbonat. Dengan saturation indeks (S W ) rata-rata 0,50.. Berdasarkan hasil data dan analisa dari berbagai sumur uji tampak bahwa cementation exponent yang teranalisa mengikuti bentuk dari persamaan Archie pada zona karbonat seperti pada persamaan (13). Sehingga pada daerah reservoar karbonat yang clean dan tanpa water bearing mengikuti persamaan Archie meskipun dengan pendekatan. Sedangkan saturation indeks pada masing-masing sumur uji bernilai kurang dari 1, ini menunjukkan semakin memastikan bahwa daerah tersebut merupakan daerah yang clean zone dan tanpa water bearing. KESIMPULA 1. Sumur uji GEO-1 diambil pada kedalaman 3290 3301 ft, sumur uji GEO-2 pada kedalaman 3324 3326 ft, dan sumur uji GEO-3 pada kedalaman 3452 3465 ft. 2. Cementation exponent pada masing-masing sumur uji. Sumur GEO-1 berkisar 2,22, sumur uji GEO-2 berkisar 2,43, dan sumur GEO-3 berkisar 2,19. 3. Faktor formasi pada masing-masing sumur uji. Sumur GEO-1 berkisar 43,24, Sumur
GEO-2 berkisar 418,16, dan Sumur GEO-3 berkisar 24,93. 4. Saturation indeks pada masing-masing sumur uji. Sumur GEO-1 berkisar 0,64, Sumur GEO-2 berkisar 0,77, dan Sumur GEO-3 berkisar 0,50. DAFTAR PUSTAKA Hendrayana, Yana. 1997. Interpretasi Data Well Logging Sumur Terbuka Dengan Metode Interpretasi Schlumberger Menggunakan Elemental Log Analysis (ELA). Jurusan Fisika FMIPA ITS. Surabaya. Schlumberger. 1989. Log Interpretation Principles/Applications. Schlumberger Educational Services. United States of America. Sudarmo, Yan. 2003. Interpretasi Data Log Open Hole. Log Data Management PT. Elnusa Geosains. Jakarta. Utama, Widya; 2002, Etude Experimentale des Gres de Sihapas et de Fountaine Bleue, PhD Disertation, IPGP, Paris, French. ----------
Kedalaman (Feet) TABEL 1. DATA LOG DA AALISA DARI SUMUR GEO-1 R t (Ohm m) SSP (MV) m F S W (V/V) 3290,00000 15,97460 0,118363983-18,99154 1,677819 35,8897 0,766957 3290,50000 19,04060 0,13992962-21,90274 1,909929 42,7811 0,736394 3291,00000 17,53840 0,157235437-24,67490 1,985927 39,4087 0,708425 3291,50000 11,48440 0,173402136-26,98928 1,855247 25,8073 0,685892 3292,00000 8,90790 0,186338788-28,87905 1,783536 20,0189 0,668027 3292,50000 8,59220 0,195371765-30,38083 1,813188 19,3108 0,654164 3293,00000 9,35410 0,197603866-31,43525 1,878332 21,0247 0,644605 3293,50000 12,65950 00340031-32,16920 2,082654 28,4561 0,638036 3294,00000 16,00110 00517848-32,70638 2,22963 35,97 0,633272 3294,50000 18,10530 0,197697603-33,25482 2,286408 40,7032 0,628445 3295,00000 19,15050 0,195070929-33,92072 2,302081 43,056 0,622633 3295,50000 18,97500 0,193426321-34,78666 2,284657 42,6645 0,615154 3296,00000 18,62150 0,196009658-35,37185 2,291762 41,8727 0,610152 3296,50000 18,54080 02851425-35,82602 2,338374 41,6943 0,6063 3297,00000 18,64550 08704517-36,22553 2,384466 41,9328 0,602933 3297,50000 19,58790 08139961-36,49122 2,411812 44,0554 0,600706 3298,00000 21,89170 0639564-36,70921 2,469463 49,2404 0,598886 3298,50000 24,64860 07888284-36,59756 2,556351 55,4455 0,599827 3299,00000 28,68710 11272135-36,49378 2,680546 64,5345 0,600703 3299,50000 30,39450 07131507-36,47156 2,683614 68,3804 0,600896 3300,00000 30,49200 0,193496686-36,14900 2,574352 68,6047 0,603615 3300,50000 29,51260 0,174952099-36,08757 2,406885 66,4059 0,604139 3301,00000 25,41290 0,145755624-35,86847 2,101074 57,1854 0,605997 Rata-rata 2,216874 43,23665 0,636355 Formasi Faktor 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0,12 0,14 0,16 0,17 0,19 0,19 1 1 1 1 1 1 0,19 0,17 0,15 Porosity
Kedalaman (Feet) TABEL 2. DATA LOG DA AALISA DARI SUMUR GEO-2 R t (Ohm m) SSP (MV) m F S W (V/V) 3324,00000 78,79700 0,06779-10,62522 2,185187 358,254 0,887252 3324,50000 94,11400 0,08424-12,74322 2,448988 427,919 0,866348 3325,00000 103,47500 0,07986-15,35514 2,434782 470,511 0,841247 3325,50000 117,13500 0,07469-17,89013 2,419717 532,657 0,817582 3326,00000 133,57900 0,07743-19,95291 2,505178 607,471 0,798819 3326,50000 120,48100 0,08551-21,70340 2,564373 547,94 0,783236 3327,00000 89,45900 0,09434-23,36026 2,545074 406,879 0,768768 3327,50000 81,71600 0,09190-24,89990 2,479196 371,685 0,755564 3328,00000 86,19100 0,08969-26,13418 2,476286 392,064 0,745145 3328,50000 90,45200 0,09338-27,05244 2,538786 411,471 0,737488 3329,00000 98,87400 0,09585-27,74678 2,605032 449,811 0,731753 3329,50000 101,77200 0,09960-28,28733 2,661002 463,023 0,72732 3330,00000 94,83100 0,09933-28,52112 2,627329 431,471 0,725415 3330,50000 87,08700 0,09493-28,32688 2,540557 396,261 0,727008 3331,00000 78,88400 0,09264-27,84554 2,472991 358,958 0,730964 3331,50000 76,22800 0,08855-27,24850 2,412742 346,893 0,735898 3332,00000 84,64300 0,08406-26,62012 2,404368 385,211 0,741126 3332,50000 102,39000 0,08118-25,85961 2,446801 466,007 0,747502 3333,00000 103,10400 0,07477-24,80902 2,371882 469,285 0,756398 3333,50000 88,65200 0,07147-23,80988 2,274128 403,531 0,764956 3334,00000 81,63300 0,07208-22,99849 2,250127 371,604 0,771978 3334,50000 78,92700 0,07414-22,43560 2,261639 359,308 0,776888 3335,00000 77,27900 0,07832-21,97519 2,302053 351,827 0,780929 3335,50000 74,99400 0,08159-21,30283 2,327641 341,446 0,786864 3336,00000 73,00100 0,07688-20,63490 2,263261 332,392 0,792805 Rata-rata 2,432765 418,1552 0,77197 700 600 Faktor Formasi 500 400 300 200 100 0 0,0678 0,0799 0,0774 0,0943 0,0897 0,0959 0,0993 0,0926 0,0841 0,0748 0,0721 0,0783 0,0769 Porosity
Kedalaman (Feet) TABEL 3. DATA LOG DA AALISA DARI SUMUR GEO-3 R t (Ohm m) SSP (MV) m F S W (V/V) 3452,00000 23,02610 2624-44,78987 2,03418007 20,554644 0,52782 3452,50000 24,46040 5773-45,18515 2,274266 21,83654095 0,524858 3453,00000 25,15800 654-45,36494 2,34584233 22,46089975 0,52352 3453,50000 25,63900 7286-45,69572 2,41050436 22,89195185 0,521062 3454,00000 26,41010 8191-46,25041 2,49613176 23,58210253 0,516962 3454,50000 28,59570 8036-46,73501 2,54783341 25,5354727 0,513407 3455,00000 33,18030 6927-47,80911 2,58286152 29,63154017 0,505607 3455,50000 38,02070 4183-48,09776 2,48327082 33,95663923 0,503535 3456,00000 44,80230 2919-48,15314 2,50429352 40,01617971 0,503144 3456,50000 46,99960 334-48,14244 2,56854929 41,98171593 0,503228 3457,00000 43,23010 2516-47,93832 2,45061331 38,61739399 0,504702 3457,50000 35,94640 1668-47,46726 2,2685149 32,11314492 0,508111 3458,00000 31,90750 2015-47,04285 2,21357519 28,50696033 0,511202 3458,50000 29,47710 3428-46,54153 2,25392772 26,33744267 0,514877 3459,00000 28,65450 4078-46,91224 2,27742071 25,60426784 0,512169 3459,50000 28,65450 3791-48,09353 2,25845553 25,60607761 0,503618 3460,00000 27,83960 3289-49,74059 2,20567638 24,87962991 0,491932 3460,50000 25,40730 2374-51,88175 2,08562087 22,70754348 0,477143 3461,00000 23,01990 1659-53,96289 1,97685921 20,57527899 0,463196 3461,50000 20,48310 1883-55,38462 1,91345919 18,30917195 0,453905 3462,00000 19,76920 2023-55,56959 1,89809747 17,6722874 0,452716 3462,50000 21,28420 1241-54,75153 1,90154008 19,02793732 0,458036 3463,00000 22,13830 009-53,55394 1,86007609 19,79289475 0,465932 3463,50000 21,21200 0,19628-52,58804 1,80731568 18,96606973 0,472401 3464,00000 19,00690 0,19808-51,81169 1,74972298 16,99564734 0,477667 3464,50000 18,72040 0055-50,81218 1,75378998 16,74064543 0,484531 3465,00000 20,42560 0,19717-49,48922 1,789195 18,26680419 0,493765 Rata-rata 2,181911 24,93211 0,495891 45 40 35 Faktor Formasi 30 25 20 15 10 5 0 2624 654 8191 6927 2919 2516 2015 4078 3289 1659 2023 009 0,19808 0,19717 Porosity