BAB 1 PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Penelitian Lapangan Lita ditemukan pada tahun 1979 melalui tahap pengeboran sumur eksplorasi LT-01. Berdasarkan penelitian terdahulu (Wight., dkk. 1986 & Asjhari., dkk. 1989) terdapat 2 (dua) interval/zona hidrokarbon Braided Stream Unit (bagian bawah) dan Meandering Stream Unit (bagian atas) dari Formasi Talang Akar yang mengalirkan 1375 BOPD (Barrel Oil Per Day). Pada tahun yang sama dilakukan pengeboran sumur eksplorasi lanjutan (Appraisal) yaitu LT-02. LT-02 terletak pada struktur lebih rendah, maka dihasilkan kontak air terhadap hidrokarbon Lowest known oil (LKO). Sembilan tahun kemudian Lapangan Lita mulai dikembangkan melalui anjungan Lita A, Terdapat 4 (empat) sumur pengembangan yang dilakukan pengeboran dengan total produksi awal sebesar 2200 BOPD. Hingga saat ini telah tercatat dilakukan pengeboran 3 (tiga) sumur eksplorasi dan 8 (delapan) sumur pengembangan melalui satu anjungan produksi. Reservoar batupasir pada Anggota Zelda bagian atas (Zona 1 & 2) dari Formasi Talang Akar merupakan reservoar utama penghasil hidrokarbon pada Lapangan Lita. Kondisi tekanan reservoar telah mengalami perubahan dari tekanan reservoir awal sebesar 1100 psi menjadi 450 psi untuk tekanan reservoar setelah 24 tahun produksi dengan mengandalkan primary recovery. Asumsi dan konsep terdahulu dalam memproduksi zona hidrokarbon yang dilakukan secara keseluruhan pada waktu bersamaan (commingle) sejak awal produksi bukanlah cara yang tepat, hal tersebut ditunjukkan oleh profile produksi dengan kenaikan watercut secara tiba-tiba. Analisis performa produksi telah dilakukan terhadap beberapa sumur produksi, pada tahap awal mampu berproduksi dengan presentase kandungan air formasi (water cut) kurang dari 20% melonjak menjadi lebih dari 60% kurang lebih selama 6 bulan (Gambar 1.1). Permasalahan yang dihadapi pada tahap awal produksi telah disebabkan oleh ketidakpastian dalam interpretasi dan pemetaan distribusi reservoir yang memiliki heterogenitas dari karakterisasi reservoar secara vertikal maupun lateral. 1
Gambar 1.1. Profil produksi Lapangan Lita yang menunjukkan kenaikan watercut yang disebabkan produksi pada tahap awal produksi. Reservoar batupasir Formasi Talang Akar Anggota Zelda bagian atas hingga saat ini telah diinterpretasikan sebagai endapan yang sama yaitu fasies meandering stream dan braided stream yang dicirikan oleh kontak erosional dengan batupasir sangat kasar dengan ukuran butir mengahalus keatas maupun indikasi dari stacking channel. Asumsi arah pengendapan dari utara ke bagian selatan menjadi dasar interpretasi fasies fluvial yang sama dan saling berhubungan dengan Lapangan Cinta yang berada dibagian utara dengan berjarak <2km. Interpretasi fasies fluvial channel pada interval Anggota Zelda bagian atas menjadi diragukan berdasarkan sumur terbaru yang memiliki batuan inti dibagian selatan Lapangan Cinta. Batuan inti dan data logging sumuran menunjukkan suksesi keterdapatan sisipan lapisan batubara secara berulang, batuserpih dengan kandungan calcareous dan batupasir mengasar keatas (coarsening upward) dengan kontak erosional diatasnya terhadap pengendapan channel yang umumnya menghalus keatas (finning upward) telah mencirikan siklus pengendapan sedimen delta pada lingkungan transisi (Gambar 1.2). Berdasarkan kemampuan produksi dari rata-rata sumur produksi dari Lapangan Lita, bahwa masih terlihat potensi cadangan hidrokarbon yang belum secara optimal di produksikan dengan melihat kondisi nilai presentase kandungan air formasi (water cut) dan total fluida yang relatif rendah dari total produksi rata-rata sumur hariannya. Permodelan geologi berdasarkan karaterisasi reservoar dan rock typing pada Formasi Talang Akar khususnya pada Sub-Formasi Upper Zelda Zona 1 2
& 2 menjadi hal yang utama untuk dilakukan dalam penelitian ini. Proses rock typing dapat membagi dan menentukan karakter reservoar berdasarkan nilai dari heterogenitas properti batuan (porositas dan permeabilitas) dari setiap zona yang memiliki hubungan terhadap perkembangan fasies. Gambar 1.2. Sumur CIND-18 dan LTA-03 pada interval reservoar Anggota Zelda bagian atas yang telah diinterpretasikan sebagai endapan delta dengan perkembangan sisipan dari lapisan batubara diantara reservoar batupasir yang menunjukkan pola butiran mengasar keatas dibagian bawah (coarsening upward) dengan kontak erosional dibagian atasnya terhadap channel system lainnya. Peneliti terdahulu (Yogapurana, 2012) telah melakukan korelasi struktur dan pemetaan distribusi reservoar dari 2 (dua) unit pengendapan batuan berdasarkan korelasi elektrik log dan gambaran persebaran reservoar Lapangan Cinta dibagian utara, namun hasil tersebut telah disimplifikasi dan tidak dapat menjelaskan hubungan konektivitas dalam interval reservoir karena kompleksnya petrofisika batuan secara vertikal dan lateral (Gambar 1.3). Hasil permodelan dengan menggunakan metode petrophysical rock typing dapat memberikan kepastian lebih terhadap distribusi dari heterogenitas dan properti reservoar secara vertikal maupun lateral, serta konektivitas reservoar batupasir dalam memastikan sifat unit aliran fluida di dalamnya. Penentuan skenario lanjutan dari permodelan dengan metode rock typing akan digunakan dalam fase pengembangan lapangan (secondary recovery) oleh teknik reservoar. Perhitungan dan analisis cadangan hidrokarbon yang tersisa dan mekanisme produksi yang sesuai dengan reservoar manajemen lapangan menjadi objek dari akhir penelitian. 3
LT-01 LTA-07 LTA-02 LTA-04 LTA-03 Gambar 1.3. Korelasi struktur dari elektrik log sumur & gambaran distribusi reservoar pada Lapangan Lita yang memperlihatkan simplifikasi dari heterogenitas yang cukup tinggi dalam persebaran vertikal dan lateral berarah SE NW (Yogapurana - CNOOC, 2012). 4
1.2. Rumusan Masalah Masalah utama yang akan diangkat pada penelitian reservoar batupasir pada Lapangan Lita yaitu penelitian ini perlu dilakukannya re-interpretasi karakterisasi reservoar hubungannya terhadap perubahan lingkungan pengendapan fluvial sebelumnya menjadi lingkungan transisi atau delta. Metode petrophysical rock typing (PRT) adalah metode yang digunakan dalam penelitian ini karena mampu memprediksi distribusi spasial secara lateral maupun vertikal dari parameterparameter petrofisika batuan tanpa mengabaikan unsur-unsur geologi seperti lingkungan pengendapan dan diagenesis dalam menghasilkan besaran nilai properti batuan Heterogentias properti batuan (porositas dan pemeabilitas) dari setiap unit dan hasil penyebaranya akan menunjukan cara dan proses yang tepat dalam memproduksi dari Lapangan Lita. Proses dalam mengopatimalisasi produksi menjadi tahap lanjutan dari penelitan ini, yang mana berdasarkan model reservoar dengan metode petrophysical rock typing (PRT) dalam melihat perkiraan cadangan inisial dan daerahdaerah yang belum terkuras secara maksimal. 1.3. Maksud dan Tujuan Penelitian Maksud dari penelitian ini adalah melakukan analisis karakteristik reservoar yang heterogen secara vertikal dari properti maupun material penyusun dan secara lateral dari pola penyebaran untuk melihat lokasi maupun cadangan tersisa dari interval Zona 1 & 2 pada Sub-formasi Upper Zelda, Formasi Talang Akar pada Lapangan Lita. Penelitian mengacu pada heterogenitas dari properti batuan dengan pendekatan terhadap metoda petrophysical rock typing yang dapat dilihat penyebarannya pada model 3D (tiga dimensi). Adapun tujuan dari penelitian ini meliputi : 1. Identifikasi karakterisasi reservoar secara vertikal dan lateral. 2. Klasifikasi petrophysical rock typing (PRT) serta hubungan penyebaran nilai properti porositas dan permeabilitas dengan menggunakan data conventional core atau sidewall core. 3. Pemodelan reservoar tiga dimensi Lapangan Lita serta hubungan terhadap fasies, rock type dan properti reservoarnya. 5
4. Perkiraan dan penentuan cadangan hidrokarbon inisial reservoar Anggota Zelda bagian atas dan rekomendasi rencana pengembangan lapangan. 1.4. Batasan Penelitian Penelitian ini dibatasi oleh beberapa hal, meliputi: 1. Zona 1 & 2 pada sub-formasi Upper Zelda Formasi Talang Akar merupakan reservoar utama sebagai subjek penelitian yang memiliki kandungan hidrokarbon dan memiliki perbedaan karakterisasi reservoar berdasarkan proses pengendapan dan properti batuan penyusun. Zona 3 dan Zona 4 merupakan zona-zona reservoar yang tidak menarik untuk dilakukan analisis lebih lanjut, dikarenakan tidak memiliki kandungan hidrokarbon (wet zone). 2. Data conventional core didapat dari lapangan sekitar (Lapangan Cinta) yang digunakan untuk menghasilkan nilai properti (porositas dan permeabilitas) reservoar yang akurat (kalibrasi) serta korelasi terhadap deskripsi makro terhadap batuannya. Thin section (sayatan tipis batuan) pada interval core digunakan sebagai analisis dalam menentukan proses diagenesa reservoar. Data Mercury Injection Capillary Pressure (MICP) (tekanan kapiler) akan digunakan sebagai data pendukung dalam kalibrasi hasil karakterisasi PRT dan menentukan saturasi air. 3. Data logging sumur pada setiap sumur eksplorasi dan pengembangan dalam penelitian ini sebagai acuan petrofisika yang dianggap valid untuk mengetahui kandungan hidrokarbon. 4. Data seismik yang digunakan adalah seismik post-stack tiga dimensi (3D) terkoreksi dengan kualitas rendah untuk menghasilkan peta struktur kedalaman dan seismic attribute. 5. Identifikasi PRT dan permodelan tiga dimensi dari petrophysical rock typing (PRT) serta model sifat-sifat petrofisika reservoar seperti porositas dan permeabilitas pada Zona 1 & 2 dari Subformasi Upper Zelda, Formasi Talang akar. 6. Perhitungan cadangan hidrokarbon inisial dari Lapangan Lita berdasarkan permodelan geologi tiga dimensi. 6
1.5. Lokasi dan Objek Penelitian Penelitian ini dilakukan pada Lapangan Lita yang termasuk ke dalam daerah konsesi CNOOC SES ltd, terletak di daerah lepas pantai sekitar 90 km arah baratlaut dari Jakarta (Gambar 1.4). Daerah penelitian memiliki kedalaman laut 30 meter hingga 36 meter. Adapun objek penilitian terbatas pada Sub-Formasi Upper Zelda Zona 1 & 2 dari reservoir batupasir Formasi Talang Akar yang merupakan reservoar utama yang keterdapatan cadangan hidrokarbon. Penelitian didasari oleh hasil pengamatan pada data inti pemboran, data sumur, dan data.seismik yang terdapat pada daerah Lapangan Lita dan lapangan lain disebelahnya. Lapangan LITA Gambar 1.4.Lokasi Lapangan Lita pada daerah penelitian di Utara Laut Pulau Jawa Pulau Seribu (CNOOC SES Ltd). 1.6. Penelitian Terdahulu Lapangan Lita merupakan lapangan minyak yang terletak pada struktur tinggian (horst block) yang berarah Timur laut Barat daya pada Cekungan Sunda (Wight dkk 1986). Berdasarkan letak geografis, Lapangan Lita berada dibagian selatan dari Lapangan Cinta, yang mana telah ditemukan terlebih dahulu pada tahun 1970. Perkembangan struktur dikedua lapangan tersebut memiliki kesamaan arah sesar utama di bagian timur dan dibatasi oleh rendahan lokal diantara Lapangan Lita dan Lapangan Cinta. Pengembangan dan penelitian secara lengkap telah dilakukan 7
sebelumnya di Lapangan Cinta, hal tersebut disebabkan oleh besarnya cadangan hidrokarbon dan merupakan lapangan minyak offshore pertama di Indonesia (Friestad, 1973 & 1974). Proses awal eksplorasi di Lapangan Lita merupakan tahap step out atau Little e dari struktur jebakan hidrokarbon dari Lapangan Cinta dibagian selatan. Penelitian mengenai Lapangan Lita seutuhnya mengacu pada hasil penelitian di Lapangan Cinta dan tidak dilakukannya pengambilan data batuan inti untuk proses analisis perkembangan fasies dan karakterisasi reservoar lanjutan Sumur eksplorasi pertama di Lapangan Lita adalah LT-01 pada tahun 1979, yang mana telah dilakukan pemboran dan menumbus hingga batuan dasar dari lapangan tersebut. Adapun pemboran sumur LT-01 merupakan hasil dari pengembangan dari penelitian Lapangan Cinta, setelah dilakukanya perekaman dan interpretasi seismik 3D disekitaran struktur tinggian. Analisis geofisika lanjutan dimulai pada tahun 1979 dengan melihat adanya perkembangan jebakan struktur dan indikasi distirbusi reservoar pada Lapangan Lita berdasarkan seismic attribute (Goldwater, 1979) (Gambar 1.5). Interpretasi struktur geologi yang berkembang membentuk jebakan-jebakan lokal disebabkan oleh patahan dan membentuk struktur lipatan yang relatif lebih kecil dibandingkan dengan Lapangan Cinta. Peta Struktur kedalaman (Tof of TAF_1a2) Interpretasi batas geometri channel Gambar 1.5. (A) Peta struktur kedalaman (Top of TAF-1a2) yang menunjukkan struktur patahan sebagai jebakan struktur dan (B) Peta seismik atribut yang menunjukkan distribusi reservoar pada Lapangan Lita (Goldwater, 1979). Penelitian lanjutan analisa fasies dan rock typing untuk setiap reservoar pada tidak dilakukan pada Lapangan Lita, melainkan hasil laporan pemboran sumur eksplorasi dan laporan internal dari data sidewall core pada sumur LT-01. Berdasarkan hasil pemboran dan data sidewall core telah didapat 4 (empat) zona 8
sebagai zona reservoar, namun berdasarkan perhitungan petrofisika hanya didapat pada Zona 1 & 2 sebagai zona hidrokarbon pada Formasi Talang Akar. Analisis facies berdasarkan data sumuran telah di bagi dua proses pengendapan dari zona hidrokarbon (Zona 1 & 2) diantaranya meandering channel system pada Zona 1, yang ditunjukkan dengan tektur batuan yang relatif halus hingga sedang. Sedangkan pada Zona 2 ditentukan proses pengendapan reservoar pada braided channel system, hal tersebut ditunjukkan dengan adanya penumpukan lapisan batupasir dengan lapisan lainnya (stacking channel) dan hasil analisa tektur batuan yang relatif memiliki ukuran butir sedang hingga kasar. Properti penyusun reservoar pada Lapangan Lita umumnya memiliki karakterisasi consolidated reservoar, serta nilai yang cukup baik dengan porositas 7-34% dan permeabilitas 500 2000 md (Rahman. G, 1980). Perbedaan kontak antara air formasi dengan hidrokarbon dalam hubungannya kesamaan korelasi terhadap reservoar dari Lapangan Cinta, maka telah di interpretasikan sebagai secondary migration. Perkembangan arah migrasi hidrokarbon berasal dari depocenter Cekungan Sunda dibagian utara menuju ke bagian selatan cekungan yang memiliki strukur lebih tinggi. Rendahan lokal dan struktur geologi (patahan) pemisah antara Lapangan Cinta dengan Lapangan Lita sebagai penyebab perbedaan kontak hidrokarbon yang teridentifikasi sebagai secondary migration (Wight dkk, 1986) (Gambar 1.6). Reaktivasi dari perkembangan struktur geologi telah membatasi dari proses migrasi yang mengisi tinggian-tinggian lokal dari Lapangan Lita, namun hal tersebut diinterpretasikan sebagai hasil dari kompleksitas distribusi reservoar (Rahman. G, 1980). 9
S N N S Lapangan Lita Gambar 1.6. Korelasi kontak hirokarbon dengan air formasi dengan menunjukkan perbedaan yang diinterpretasi sebagai secondary migration dari Lapangan Cinta (Rahman. 1980). 1.7. Luaran Penelitian Penelitian ini diharapkan mampu memberikan beberapa luaran, meliputi: 1 Peta penyebaran reservoar batupasir pada Formasi Talang Akar pada interval Upper Zelda Member pada Zona 1 & 2 khususnya secara vertikal maupun lateral berdasarkan metode analisis geofisika berdasarkan data seismik dan perhitungan petrofisika batuan berdasarkan data logging sumur maupun data hasil pengeboran (conventional core/sidewall core). 2. Pembagian karakterisasi reservoar batupasir pada Formasi Talang Akar pada interval Upper Zelda Member pada Zona 1 & 2 berdasarkan properti batuannya, baik penggunaannya dengan data sumuran dari Lapangan Lita maupun dari lapangan sekitar (Lapangan Cinta) dengan menggunakan metode petrophysical rock typing. 3. Membangun model statik geologi serta penyebaran fasies & properti reservoar, yang berguna untuk mengidentifikasi cadangan minyak yang masih tersisa dan strategi pengembangan lapangan pada tahap lanjutan. 10
1.8. Manfaat Penelitian Manfaat penelitian ini secara keilmuan adalah membuktikan suatu static model yang dibangun berdasarkan suatu metode petrophysical rock typing terhadap penyebaran nilai properti reservoar dalam skala lapangan dengan memanfaatkan data conventional core atau sidewall core dan data sesmik akan menghasilkan geometri reservoar lebih detail dan mendekati akurat berdasarkan konsep keilmuan geologi dari pada menggunakan metode konvensional terdahulu. Manfaat penelitian ini untuk perusahaan dengan pembuatan static model berdasarkan metode petrophysical rock typing adalah sebagai acuan dalam mempertimbangkan koreksi terhadap penyebaran reservoar yang heterogen serta hubungannya terhadap facies pengendapan tersebut dan mengetahui besar original oil in place (OOIP) Lapangan Lita. Penentuan daerahdaerah bypass oil yang belum terkuras secara optimal selama tahap primary recovery dapat dipastikan dan dipertimbangkan metode pengembangan yang lebih efektif. Manfaat penelitian ini untuk penulis adalah menentukan kakrterisasi reservoar dalam penggunaan data integrasi pada model PRT, serta perkembangan stratigrafi dengan menggunakan data analisis geofisika lanjutan yaitu stochastic inversion. Hal tersebut dapat memberikan pengetahuan lebih mendalam dalam proses pengendapan serta penyebaran reservoar dan penentuan beberapa lokasi yang tepat untuk dilakukannya eksplorasi di sekitar lapangan pada struktur maupun sistem yang berbeda. 1.9. Keaslian Penelitian Pada penjelasan sebelumnya telah dijelaskan bahwa penelitian-penelitian terdahulu tidak dilakukan pada Lapangan Lita, melainkan hasil interpretasi penelitian di Lapangan Cinta telah diintegrasikan untuk menentukan perkembangan reservoar batupasir Formasi Talang Akar Anggota Zelda secara vertikal maupun lateral. Adapun hasil penelitian yang dilakukan berdasarkan skala regional dan skala lapangan memiliki keterkaitan dengan penelitian yang dikerjakan saat ini, akan dipaparkan dalam bentuk tabel 1.1 dibawah ini. Tabel ini akan memperlihatkan perbandingan metode dan hasil yang telah dikerjakan oleh peneliti saat ini dan sebelumnya yang saling berkaitan dalam menghasilkan interpretasi fasies dan karakterisasi reservoar. 11
Tabel 1.1 Keaslian penelitian Nama Tahun Lokasi Metode Hasil Friestad 1973 Friestad 1974 Anjungan A, B & C, Lapangan Cinta, Cekungan Sunda Sumur CIN-1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, & 8, Lapangan Cinta, Cekungan Sunda Interpretasi lingkungan pengendapan dan perkembangan struktur berdasarkan deskripsi core, data well log dan data seismik 2D. Interpretasi lingkungan pengendapan berdasarkan deskripsi core dan data well log. Lingkungan pengendapan terbentuk pada lingkungan fluvial dan diinterpretasikan arah pengendapan dari utara ke selatan yang terlihat keterdapatan tinggian dan ketebalan formasi berdasarkan data seismik 2D dan peta isopach. Sumur-sumur eksplorasi menunjukkan pola kurva GR blocky sebagai braided stream dan bell shape sebagai meandering stream dari fluvial sistem. Terbagi menjadi 1 zona pada meandering stream dan 4 zona pada braided stream. Goldwater 1979 Lapangan Cinta dan Lapangan Lita, Cekungan Sunda Interpretasi perkembangan struktur geologi persebaran reservoar berdasarkan analisis seismik attribute dan seismik 3D. Struktur patahan berarah utara-selatan dan membentuk jebakan struktur. Seismic attribute (accoustic impedance) menunjukkan arah pengendapan dari utara ke selatan dan dominansi sejajar dengan perkembangan struktur Rahman 1980 Sumur LT-01, Lapangan Lita, Cekungan Sunda Interpretasi fasies berdasarkan data sidewall core dan data logging. Hasil interpretasi menunjukkan pola pengendapan fluvial yang menjauhi dari sumber sedimen dengan sistem pengendapan dari braided stream (Zona 2) dan meandering stream (Zona 1). Nilai properti (porositas dan permeabilitas) pada Lapangan Lita lebih kecil dibandingkan nilai porperti pada Lapangan Cinta. 12
Tabel 1.1 Keaslian penelitian (lanjutan) 13
Penelitian yang dilakukan oleh penulis sekarang ini (Zhafira. 2016) telah menghasilkan interpretasi berbeda dengan mengacu pada data batuan inti dari sumur terbaru diantaranya, interpretasi fasies dari reservoar yang berkembang diendapkan pada lingkungan pengendapan delta (transisi). Suksesi asosiasi fasies ditentukan dengan melihat tujuh (7) lithofasies yang menghasilkan asosiasi fasies distributary channel dan distributary mouth bar. Identifikasi petrophysical rock typing merupakan hal yang pertama dilakukan pada Lapangan Lita dengan menghasilkan lima jenis rock type, dimana asosiasi fasies distributary channel mencakup rock type 1, 2, 3, 4 & 5 dan asosiasi fasies distributary mouth bar mencakup rock type 2, 3, 4 & 5. Memastikan persebaran nilai properti dan unt aliran reservoar yang memiliki heterogen dilakukan pemodelan statis geologi dengan arah pengendapan dari utara (landward) dan selatan (seaward) pada lingkungan delta (transisi). Memastikan daerah potensial pada penelitian ini dilakukan dengan melakukan pemodelan saturasi hidrokarbon, diketahui penggunaan data capillary pressure dan J-function untuk mendapat rumus saturasi hidrokarbon untuk setiap rock type. Penentuan rencana pengembangan lapangan ditentukan dengan melakukan pemboran sumur injeksi untuk meningkatkan tekanan formasi reservoar dan pemboran sumur produksi untuk pengurasan cadangan hidrokarbon yang tersisa maupun masih terjebak di reservoar batupasir Formasi Talang Akar Sub-Formasi Upper Zelda. 14