GEOPHYSICAL WELL LOGGING (PENLOGAN SUMUR GEOFISIK ) Kuncoro bbkuncoro_sda@yahoo.com 08122953788 Jurusan Teknik Geologi Universitas Pembangunan Nasional (UPN) Veteran Yogyakarta
Apa itu geophysical well logging? Penlogan sumur geofisik adalah salah satu metode eksplorasi tidak langsung untuk mendapatkan data bawah permukaan secara lebih teliti dan akurat.
Well logging pada lingkungan sumur dalam (kiri) dan tahap eksplorasi pada sumur dangkal (kanan) dengan menggunakan alat logging gamma ray, density, dan caliper.
Peralatan gamma ray Gamma ray Gamma source (Cs 137 or Co 60)
Tampilan dalam LAS file
Metode Well Logging (BPB manual, 1981) Gamma ray berperan untuk mengevaluasi kandungan shale/clay. Density berperan untuk mengukur densitas batuan. Caliper berfungsi untuk mengetahui kondisi lubang bor setelah pemboran selesai dikerjakan.
Log gamma ray untuk eksplorasi batubara Penentuannya berdasarkan konsentrasi uranium. Sumber gamma ray adalah potasium yang berasosiasi dengan isotop K40. Semua material radioaktif akan memancarkan radiasi gamma, kemudian ditangkap oleh scintilator (kristal Sodium Iodida) menghasilkan suatu pancaran tipis cahaya. Cahaya ini dikonversikan menjadi pulsa listrik oleh photomultiplier tube. Pulsa ini dihitung/diolah oleh mikroprosessor sonde menjadi gambar dalam bentuk kurva. Potasium umumnya terdapat pada serpih atau mika, sehingga gamma ray digunakan untuk mengevaluasi kandungan serpih (volume shale)..
Log density untuk eksplorasi batubara Sinar gamma dipancarkan oleh sumber radioaktif Cesium 137 atau Cobalt 60, menembus lapisan batuan dan terjadi penghamburan elektron. Makin banyak kehadiran elektron per unit volum, efek penghamburan makin besar dan makin sedikit sinar gamma yang mencapai detektor. Kepadatan elektron sebanding dengan densitas masa material. Batubara mempunyai densitas yang sangat rendah. Jarak antara detektor dan sumber radioaktif yang semakin besar akan meningkatkan pembacaan sonde secara lateral, sedangkan jarak yang semakin kecil akan meningkatkan resolusi/ketajaman pembacaan (penetrasi dangkal ). Pada kondisi lubang bor yang tidak rata (cavities ) akan memberi kan bacaan yang tidak sesuai. Agar hasil pembacaan logging lebih sesuai, maka dipasang 2 detektor sonde density dengan jarak ke sumber radioaktif yang berbeda.
Long spaced density log: evaluasi lapisan batubara karena menunjukan densitas yang mendekati sebenarnya berkat pengaruh yang kecil dari dinding lubang. Batuan yang tidak memerlukan resolusi tinggi, menggunakan long spacing density tool. Short spaced density log: 1. Mempunyai resolusi vertikal yang tinggi, sehingga cocok untuk pengukuran ketebalan lapisan batubara. 2. Log yang dihasil kan menunjukkan perbedaan berat jenis dan porositas. Kombinasi probe long dan short spaced density bersama sinar gamma dan caliper dapat memberikan data densitas lapisan yang sebenarnya secara langsung melalui koreksi oleh data caliper.
Log caliper untuk eksplorasi batubara Lebar bukaan lubang bor diukur secara mekanis oleh lengan caliper. Caliper akan menunjukkan bagian lubang yang runtuh. Caliper berguna untuk menekan sonde ke dinding lubang bor, sehingga waktu perekaman hanya Gamma ray yang melewati lapisan batuan yang dibaca sonde. Caving pada dinding lubang bor membuat bacaan densitas men jadi kecil, karena sonde tidak menempel pada dinding, yang terbaca adalah density fluida atau udara dan lapisan batuan. Pada saat melakukan logging geofisika melalui pipa pengeboran, caliper harus tetap dibuka atau di fungsikan, karena untuk meminimalkan jarak antara sonde dengan dinding lubang bor.
Mengapa perlu menggunakan penlogan sumur geofisik di dalam eksplorasi batubara? 1. Menentukan litologi bawah permukaan bila perolehan inti bor buruk 2. Geometri lapisan batubara: kedalaman, batas, dan tebal dengan akurasi tinggi 3. Kualitas lapisan batubara: membantu menentukan kualitas batubara sejak awal eksplorasi, kandungan abu 4. Sifat geomekanik 5. Informasi geologi: korelasi, kemiringan lapisan batuan, sesar
Coal lithology log Penentuan serpih, batubara, batupasir, batulanau, marine bands, dan batugamping dengan menggunakan gabungan log gamma ray, density, dan caliper log (bila lubang bor rusak, ambruk, caving). Adanya perbedaan kandungan mineral lempung pada tiap batuan, maka pancaran sinar balik yang terekam akan berbeda. Berdasarkan perbedaan sinar balik inilah litologi dapat ditentukan.
(1) Menentukan litologi di bawah permukaan secara tidak langsung Material Gamma Ray (API) Density g/cm 3 Sonic Neutron Resistivity Ω.m Batubara Anthracite 10-30 1,5-1,7 100-110 0,20-0,35 2-8 Anthracite 1,4-1,8 Anthracite 0 1,47 0,37 Bituminous 20-45 1,2-1,4 115-127 0,35-0,45 50-200 Bituminous 1,3-1,5 100-150 Bituminous 0 1,24 0,50-0,60 Subbituminous 20 1,4 128 0.62 Lignite 0-25 1,05-1,25 100-110 0.20-0.35 2-10 Lignite 0,7-1,5 140-170 0,47-0,52
Material Gamma Ray (API) Density g/cm 3 Sonic Neutron Resistivity Ω.m Batuan Shale 80-150 2,4-2,6 70-150 0,3-0,4 2-10 Shale 60-180 1-100 Chlorite 1 2,6-2,96 0,34-0,51 Kaolinite 6 2,42-2,61 0,35 Illite 70 2,5-2,7 0,12-0,3 Smectile 3 2,1-2,7 0,13-0,4 Clay Mixture 1 21 0,2-0,3 Clay Mixture 2 85 0,1-0,2 Clay Mixture 3 35 0,1-0,2 Halite 0-10 2,0-2,2 40-67 - 0.02 - +0.02 500-1000 Trona 0 2,11 65 0,25-0,4 0 Anhydrite 0-10 2,8-3,0 40-55 -0,01 - +0,03 500-1000 Gypsum 0-10 2,2-2,35 40-55 0,3 0,6 500-1000 Sylvite 500 1,98 74-0,03 0 Carnallite 200 1,61 78 0,41-0,65 Polyhalite 180 2,78 58 0,15 0,25 Langbeinite 275 2,83 52-0,02 0 Kainite 225 2,12 0.40-0.60 Quartz 0 2,65 50-55 -0.04
Respon log pada berbagai batuan (BPB Manual 1981)
Coal Mudstone Anhydrite Shale Uraniferous shale Limestone Sandstone Gypsum Salt Marine band Respon gamma ray pada batuan sedimen
coal mudstone anhydrite shale uraniferous shale limestone sandstone gypsum salt marine band Respon density pada batuan sedimen
(2) Menentukan geometri lapisan batubara: kedalaman, batas, dan tebal Gamma ray kandungan shale/ clay batas lapisan 1/3 dari defleksi rerata maks. & min. kurva Well logging Density densitas batuan Short density log: 1/2 defleksi rerata maks. & min. kurva long density log: 1/5 defleksi rerata maks. & min.kurva Caliper kondisi lubang bor
Model Gamma Ray Log: batas lapisan adalah satu per tiga (1/3) dari defleksi rata-rata maksimum dan minimum kurva.
Model Long Density Log: batas lapisan adalah satu per lima (1/5) dari defleksi rata-rata maksimum dan minimum kurva Model Short Density Log: batas lapisan adalah setengah (½) dari defleksi rata-rata maksimum dan minimum kurva
(3) Menentukan kualitas batubara: kandungan abu Memanfaatkan hubungan timbal balik yang erat antara densitas dan kandungan abu.
Arti penting batas, tebal, dan kedalaman di dalam eksplorasi batubara Batas Tebal batubara Kedalaman Pemodelan, sumberdaya dan cadangan
(4) Informasi geologi: kemiringan lapisan batuan, korelasi, dan sesar
PENGARUH KONDISI LUBANG BOR PADA LOGGING Open hole terisi fluida Open hole terisi udara Lubang cored terisi fluida (dipasang casing baja) Semua sonde dapat bekerja pada kondisi lubang bor terisi penuh fluida (lumpur pengeboran). Bila tidak ada fluida dalam lubang bor, sonde sonic tidak bisa digunakan karena untuk merambatkan enerji gelombang suara diperlukan fluida Sonde density bisa digunakan dalam kondisi lubang kering walaupun hasil bacaan density yang didapat lebih rendah karena tidak ada nya fluida. sonde gamma dan density bisa dipakai hanya akan memberikan respon/ sensitivitas yang berkurang. Bacaan densitas akan lebih besar karena densitas casing baja/pipa bor ikut terbaca Lubang cored terisi udara Nilai pada sonde gamma dan density sama seperti pada lubang cored terisi fluida. Adanya caving untuk bacaan density akan memberikan bacaan yang besar karena tidak adanya fluida..
PENLOGAN SUMUR GEOFISIK Peters, 1978
Pemetaan geologi menggunakan GPS atau TS, untuk menentukan koordinat (1) lokasi singkapan, (2) geometri lapisan batuan, dan (3) rencana titik bor Pengukuran topografi dan pemetaan geologi detil menggunakan TS: 1. Penentuan titik koordinat dan collar disetiap titik informasi 2. Penembakan titik singkapan dan rencana titik bor Pengeboran dan geophysical Logging: 1. Pengeboran: touch coring atau core drilling 2. Geophysical logging: gamma ray, density, caliper Kompilasi data survey: kompilasi data lapangan Pemercontohan batubara untuk penentuan kualitas: 1. Pengamatan singkapan dan core (foto dan deskripsi) 2. Pemercontohan singkapan dan core 3. Pemisahan contoh untuk uji fisik dan kimia, petrografi, dan SEM Reconciliation data bor: kompilasi dan mencocokkan data lapangan, log bor, dan data logging geofisik Evaluasi dan memasukkan induk data: 1. Cek ulang reconciled dan kompilasi data dari lapangan 2. Pastikan penamaan seam, korelasi, dan pemodelan 3. Masukkan induk data ke komputer
Hasil reconsiled antara log sumur geofisik dan log bor
Log Analysis for Mining Applications edited by Peter Elkington