Bahan Ajar Formation Evaluation Presentation

7/13/2019 Bahan Ajar Formation Evaluation Presentation

1/81

PENILAIAN FORMASI

( FORMATION EVALUATION)


2/81

Adalah satu proses penggunaan data suatu

lubang bor utk mengevaluasi atau menilai

keadaan formasi batuan di bawah permukaanbumi atau subsurface.

Data yang diperoleh dapat melalui cara :

1. Drilling Operation Log atau disebut Mud

Logging

2. Coring dan analisa core

3. Logging dan analisa log


3/81

DRILLING OPERATION LOG


4/81

Gambar : Hasil cutting log


5/81

Analisa gas


6/81

Gambar : Hot wire analyser


7/81


8/81


9/81


10/81

Tabel : Warna fluorecence dari minyak


11/81

Tabel : Warna fluorecence dari minyak pada batuan


12/81

CORING DAN ANALISA CORE

I. CORING


13/81

Dari cara pengambilan coring dapat dibagi 2 yaitu :

1. Bottom Hole Coring ( BHC )

2. Side Wall Coring ( SWC )


14/81

Gambar : Rotary core barrel


15/81


16/81

Gambar : Wireline core barrel


17/81

Gambar :

Rubber sleeve core

barrel


18/81


19/81


20/81


21/81

Gambar : Perubahan tekanan dan temperatur dari keadaan reservoir

ke keadaan permukaan


22/81

II. ANALISA CORE

Hasil dari analisa core adalah menentukan sifat sifat batuan formasi yaitu :

1. Porositas

2. Permeabilitas absolut

3. Saturasi


23/81


24/81

Gambar : Two cells Boyles porosimeter


25/81


26/81


27/81

Gambar : Saturation apparatus


28/81


29/81


30/81


31/81

Gambar : Retort apparatus Gambar : Stark dean distillation


32/81


33/81

KEGUNAAN ANALISA CORE

I. Pada sumur sumur eksplorasi

a) Mengevaluasi kemungkinan edge well, pengembangan

lapangan & wildcats utk menjadi sumur produktip

b) Menentukan struktur dan stratigrafi subsurface

II. Pada operasi Well completion dan Workover

a) Memilih interval DST

b) Menentukan interpretasi dasar dari data DST terhadap

karakteristik formasi

c) Menentukan kombinasi well completion yg baik bila

ditemukan beberapa lapisa horisontal

d) Penentuan kedalaman completion dan interval untuk

plugging, setting packer, cement shutoff, perforasi, shotting

serta acidizing


34/81

III. Pada pengembangan lapangan ( field

development )

1. Menentukan spasi yg optimum

2. Menentukan lokasi pemboran yg baru

( New well )

3. Menentukan batasbatas lapangan

4. Menentukan letak GOC, WOC dan

GWC5. Menentukan korelasi struktur dan

stratigrafi lapisan


35/81

LOGGING

Adalah kegiatan untuk merekam karakteristik batuan

sebagai fungsi kedalaman.

1. Pencatatan ketika kegiatan pemboran masih berjalan,dengan media lumpur, sering disebut sebagai MUDLOGGING.

Data yang diperoleh: Jenis Batuan, Kekerasan Batuan,Kandungan Fluida, ROP, DEPTH, WOB, RPM, SPP,GAIN PIT VOL, FLOWRTE, TORQUE, HOOKLOAD

2. Pencatatan setelah kegiatan pemboran selesai, media

yang digunakan adalah kabel,disebut WIRELINELOGGING.

Data yang didapat: Resistivity Batuan, Beda Potensialketebalan mud cake, Densitas Batuan, Sifat RadioaktifBatuan, Sifat Rambat Suara, Temperatur Formasi, dll


36/81

Gambar : Peralatan Electric logging


37/81

Gambar : Hasil penggambaran Mud Logging


38/81

Gambar : Penggambaran hasil Wireline Logging


39/81

WIRELINE LOGGING

1 OPENHOLE LOGGINGLogging yang dilakukan pada sumur/lubang bor yangbelum dilakukan pemasangan casing.

Semua jenis log dapat dilakukan.

2 CASED HOLE LOGGINGLogging yang dilakukan pada sumur/lubang bor yangsudah dilakukan pemasangan casing.

Hanya log tertentu:

- Gamma ray

- Caliper

- NMR

- CBL


40/81

Analisa Data yang diperoleh dari

Wireline Log

Tujuan:

Melakukan interpretasi baik kualitatif

maupun kuantitatif dari data logging

sehingga dapat diidentifikasi adanyalapisan produktif.


41/81

INTERPRETASI KUALITATIF

Didasarkan pada bentuk/defleksi kurva dari logyang tergambar/terekam pada slip log yang

dipengaruhi oleh faktor lithologi dan kandungan.

Dapat menentukan lithologi/susunan perlapisan

batuan.

Dapat membedakan lapisan porous/permeabel

Dapat memperkirakan kandungan fluida dalam

batuan

- Memperkirakan lapisan minyak, gas dan air. - Memperkirakan letak GOC/WOC

Sebagai dasar dalam melakukan interpetasi

kuantitatif


42/81

INTERPRETASI KUANTITATIF

Dengan menggunakan persamaan/chart

menghitung parameter-parameter reservoir dari

data-data logging (Rw, Rt, b, f, m , dll)

Porositas

Saturasi air

Saturasi Hidrokarbon tersisa (Shr)

Saturasi Hidrokarbon yang dapat bergerak(Shm)

Cadangan Hidrokarbon mula-mula secara

Volumetris (OOIP/IOIP)


43/81

JENIS LOG

1. LOG LITHOLOGI

2. LOG RESISTIVITAS

3. LOG POROSITAS


44/81

LOG LITHOLOGI

Adalah jenis log yang bertujuan untuk

mengetahui lithologi yang ditembus oleh

lubang bor:

- Log SP

- Log Gamma Ray

- Log Caliper


45/81

LOG RESISTIVITASAdalah jenis log yang bertujuan untuk mengetahui

harga resistivity batuan.

- Log SP

- Log Normal

- Microlog

- Microlaterolog - Laterolog

- Induction Log

- MSF


46/81

LOG POROSITAS

Adalah jenis log yang bertujuan untuk

menentukan/mengetahui harga porositas

batuan.

- Log Density

- Log Neutron- Log Sonic


47/81

Gambar : Bentuk log secara umum

1 SP log


48/81

1. SP logSpontaneous Potential (SP) log merupakan log yang tertua yang digunakan di

industri perminyakan akan tetapi kegunaannya masih sangat menentukan untukanalisa log.

SP log mengukur perbedaan tegangan DC (dalam milivolt) antara elektroda

yang bergerak di lubang sumur dengan elektroda tidak bergerak yang berada di

permukaan.

Kegunaan SP log adalah:

- Mengidentifikasi zona permeabel

- Mengidentifikasi batas zona permeabel

- Menentukan resistivity air (Rw)- Menentukan volume shale suatu zona

-Mendeteksi hidrokarbon.


49/81

Pada lapisan shale, kurva SP pada umumnya

berupa garis lurus yang disebut Shale Base Line,

sedangkan pada formasi permeable kurva SPmenyimpang dari garis dasar serpih mencapai

garis konstan pada lapisan permeable yang cukup

tebal yaitu garis pasir.

Penyimpangan SP, tergantung pada kadar garam

dari air formasi filtrasi lumpur.


50/81

Pengaruh air filtrat terhadap

lubang bor

( lihat gambar di halaman

berikut )


51/81

K di i L b B k l l b k i i fil i i


52/81

Kondisi Lubang Bor akan selalu terbentuk tiga zona infiltrasi, yaitu:

1. Flushed Zone atau invaded zone

Merupakan zone infiltrasi yang terletak paling dekat dengan lubang bor serta terisi olehair filtrat yang mendesak kandungan semula (gas, minyak ataupun air).

Meskipun demikian mungkin saja tidak seluruh kandungan semula terdesak kedalam zone

yang lebih dalam.

2. Transition ZoneMerupakan zona infiltrasi yang lebih dalam dimana zone ini didapati oleh campuran dari

air filtrat lumpur dengan kandungan semula (gas, minyak ataupun air).

3. Uninvaded Zone

Merupakan zona infiltrasi yang terletak paling jauh dari lubang bor, serta seluruh pori

batuan terisi oleh kandungan semula (gas, minyak ataupun air).

Dengan demikian zona ini sama sekali tidak dipengaruhi oleh adanya infiltrasi air filtrat

Lumpur.


53/81

SP log tidak dapat direkam didalam lubang sumur yang diisi lumpur yang tidak

konduktif karena diperlukan medium yang dapat menghantarkan arus listrik

antara elektroda alat dan formasi.

Penyimpangan SP disebabkan oleh aliran arus listrik di dalam lumpur dengan

tenaga electromotive di dalam formasi, yaitu komponen elektrokimia dan

elektrokinetik yang berasal dari pemboran lubang yang memberikan kontak

listrik kepada berbagai jenis cairan formasi, yang akan membentuk kurva

kurva.

Bentuk kurva dan besarnya defleksi SP tergantung pada:

- Rasio dari filtrasi Lumpur dengan resistivitas air.

- Ketebalan dan resistivitas (Rt) dari lapisan permeable.- Resistivitas Rxo, dan diameter di daerah rembesan oleh filtrasi Lumpur.

- Resistivitas Rs dari formasiformasi yang berdekatan.

- Resistivitas Rm dari Lumpur diameter (dh) dari lubang bor.


54/81

Defleksi negatif ataupun positif terjadi karena adanya perbedaan salinitas antara lumpur

dan kandungan dalam batuan.

Dengan menggunakan jenis Lumpur pemboran dari freshwater mud,berbagai

defleksi SP dapat terbentuk, bentuk itu disebabkan adanya hubungan antara arus listrik

dengan gaya-gaya elektromotif (elektrokimia dan elektrokinetik) dalam formasi.

Defleksi kurva SP yang tergambar pada slip log memberikan bentuk-bentuk sebagai

berikut:

- Untuk lapisan shale, kurva SP log akan berbentuk garis lurus dan biasa disebut

shale base line

- Untuk lapisan yang permeabel dengan kandungan air asin, kurva SP log

berkembang negatip (kekiri) dari shale base line.

- Untuk lapisan permeabel dengan kandungan hidrokarbon, maka kurva SP akan

berkembang negatip

- Untuk lapisan permeabel dengan kandungan air tawar, kurva SP log akan

berkembang positip (kekanan) dari shale base line.


55/81

Gambar : Contoh SP Log

2 Resistivity Log


56/81

2. Resistivity Log

Kegunaan Resistivity log adalah:

1. Membedakan zona hidrokarbon dengan zona air2. Mengetahui zona permeabel

3. Menentukan porositas dari resistivitas

Manfaat utama Resisitivity log adalah menentukan zona

hidrokarbon dan air.

Karena batuan formasi bersifat non konduktif, menyebabkan

hanya air yang terperangkap didalam pori-pori saja yang

mempengaruhi pembacaan log.

Seperti halnya batuan formasi, hidrokarbon juga bersifat non

konduktif sehingga untuk zona dengan saturasi hidrokarbon

tinggi menimbulkan pembacaan resistivitas meningkat.


57/81

Saturasi air dapat diperoleh dengan menggunakan persamaan Archie dibawah

ini:

A *Rw

Swn

=

f m * Rt

Dimana:

Sw = Saturasi airRw = Resistivity air

Rt = True resistivity

f = Porositas

A = Tortuosity Factor

m = Eksponen sementasin = Eksponen saturasi

Terdapat dua jenis log resistivity yang dikenal pada saat ini yaitu:


58/81

Terdapat dua jenis log resistivity yang dikenal pada saat ini yaitu:

1. Induction Log

Alat induction log terdiri dari satu atau lebih transmitting coil yang mengalirkanalternating current berfrekwensi tinggi dengan intensitas yang tetap.

Untuk memperoleh hasil yang akurat, induction log sebaiknya digunakan untuk jenis

lumpur pemboran dengan dasar air tawar (Rmf > 3 Rw).

Terdapat dua macan induction log, yaitu:

- Induction Electric Log

- Dual Induction Focused Log

2. Electrode Log

Elektroda di dalam lubang sumur dihubungkan dengan sumber arus (generator) dan arus

mengalir dari elektroda melalui fluida lubang sumur kedalam formasi.

Untuk memperoleh hasil yang akurat, Electrode log sebaiknya digunakan untuk jenis

lumpur pemboran dengan dasar air asin (Rmf Rw).


59/81

Terdapat beberapa macam Electrode log

yaitu:

- Normal

- Lateral

- Lateralog

- Microlateralog

- Microlog

- Proximity Log- Spherically focused log


60/81

Gambar : Contoh Resistivity

Log


61/81

Gambar 42

Kombinasi Alat Log Resistivity

yang Umum Digunakan.

3. Gamma Ray ( GR ) log


62/81

3. Gamma Ray ( GR ) log Gamma ray log adalah log yang menunjukkan besaran intensitas radioaktif yang

ada didalam formasi, sehingga gamma ray log berguna mendeteksi / mengevaluasi

endapan-endapan mineral radioaktif seperti potassium / biji aluminium. Defleksi kurva kearah kanan pada gamma ray log menandakan kandungan

radioaktif bertambah, contohnya lapisan shale yang mengandung banyak mineral

radioaktif.

Defleksi ke arah kiri jika lapisan tidak mengandung mineral radioaktif seperti clean

sand. Jika dibandingkan dengan kurva SP log, GRL akan mempunyai arah defleksi

yang sama.

Prinsip kerja dari Gamma Ray Log adalah dilakukan dengan jalan

memasukkan alat detector kedalam lubang bor lalu detektor ditarik keatas

secara perlahan.

Formasi yang merngandung unsur-unsur radioktif akan memancarkan radiasi

dimana intensitasnya akan diterima oleh detektor dan dicatat dipermukaan. Didalam detektor, sinar gamma tidak dapat diukur secara langsung, tetapi harus

melalui proses ionisasi atau disintegrasi.

Gamma Ray Log mempunyai energi gelombang elekromagnetik yang tinggi dan

mampu menembus material padat. Sehingga dapat digunakan pada open hole

maupun cased hole.

K d i l d l h


63/81

Kegunaan dari log gamma ray adalah:

1. Identifikasi litologi2. Menghitung volume shale

3. Korelasi formasi


64/81

Gambar : Contoh Gamma Ray

Log

4. Neutron Log


65/81

eut o og Log neutron adalah log pororitas yang mengukur konsentrasi ion hidrogen

dalam formasi. Pada formasi bersih (clean formation) yang bebas dari shale,

dimana porositasnya terisi oleh air atau minyak, log neutron akan mengukurporositas dari bagian yang terisi fluida.

Neutron dibuat dari bahan kimia yang biasanya adalah campuran americium

dan beryllium yang akan terus-menerus memancarkan neutron. Neutron

neutron ini akan bertabrakan dengan atom-atom dari material formasi, dan

mengakibatkan neutron akan kehilangan sebagian energinya.

Karena massa atom hidrogen hampir sama dengan neutron, kehilangan energi

terbesar akan terjadi bila keduanya bertabrakan. Kehilangan energi terbesar

adalah fungsi (pengaruh) dari konsentrasi hidrogen dalam formasi. Karena

hidrogen dalam formasi berada di pori-pori yang terisi fluida, kehilangan energi

akan berhubungan dengan porositas formasi.

Bila pori-pori terisi oleh gas, maka porositas neutronnya akan lebih kecil

dibandingkan bila pori-pori terisi oleh minyak atau air. Hal ini terjadi karena

konsentrasi hidrogen pada gas lebih kecil dibandingkan yang terdapat pada

minyak maupun air. Penurunan porositas neutron yang disebabkan oleh gas ini

disebut efek gas.

Respon dari log neutron bervariasi tergantung pada :


66/81

Respon dari log neutron bervariasi, tergantung pada :

1. Perbedaan tipe detektor,

2. Jarak antara sumber neutron dan detektor

3. Litologi, misalnya sandstone, limestone dan dolomit.

Dengan adanya perbedaan-perbedaan ini, maka digunakan chart-chart yang

berbeda, sesuai dengan alat dan kondisi yang ada.

Interpretasi harus dilakukan pada chart yang spesifik karena log neutron tidak

dikalibrasi pada kondisi fisik alat yang standard, seperti alat-alat lainnya.

Log neutron modern pertama adalah Sidewall Neutron Log (SNL). SNL inimemiliki sepasang sumber (source) dan detektor di mana kedua pasang alat tersebut

diletakkan bertolak belakang satu sama lain.

Log neutron yang lebih modern adalah Compensated Neutron Log (CNL) yang

memiliki sebuah source dan dua buah detektor.Keuntungan dari CNL dibandingkan SNL adalah lebih sedikit terpengaruh oleh

ketidakseragaman lubang bor.

Kedua alat tersebut dapat merekam porositas dalam satuan apparent limestone,

sandstone maupun dolomit.


67/81

Bila formasi yang kita ukur adalah limestone dan log neutron

mengukur porositas dalam satuan apparent limestone, maka

apparent limestone tersebut sama nilainya dengan porositas

yang sesungguhnya.

Akan tetapi, bila ternyata litologi dari formasi tersebut berupa

sandstone atau dolomit, porositas apparent limestone harus

dikoreksi menjadi porositas.

Sesungguhnya Gamma Ray Log mempunyai energi

gelombang elekromagnetik yang tinggi dan mampu

menembus material padat. Sehingga dapat digunakan pada

open hole maupun cased hole.

5. Density Log


68/81

5. Density Log

Log density adalah log porositas yang mengukur densitas elektron pada

formasi.

Log ini berguna untuk :

- Mengidentifikasi mineral evaporit

- Mendeteksi zona gas- Menentukan densitas hidrokarbon

- Mengevaluasi reservoir yang mengandung shale (shaly sand) dan litologi

yang kompleks.

Peralatan log density adalah alat yang terdiri atas source gamma-ray yang

memancarkan gamma-ray ke formasi. Sumbernya dapat berupa Cobalt-60

atau Cesium-137. Gamma-ray bertabrakan dengan elektron di dalam formasi

yang menyebabkan hilangnya energi dari partikel gamma-ray.

Titt d W hl (1965) b t i t k i t tik l


69/81

Tittman dan Wahl (1965) menyebut interaksi antara partikel

Gamma-ray yang datang dengan elektron formasi sebagai

Compton Scattering. Sebaran Gamma-ray yang mencapai

detektor yang ditempatkan pada jarak tertentu dari source, akandicatat sebagai indikator dari densitas formasi.

Jumlah tumbukan Compton Scattering adalah fungsi langsung

dari jumlah elektron yang ada dalam formasi (densitas elektron).

Akibatnya, densitas elektron dapat dihubungkan dengan bulkdensity formasi (rb) dalam gram/cc.

Densitas bulk formasi (rb) adalah fungsi dari densitas matriks,

porositas dan densitas fluida yang berada di dalam pori-pori

(salt mud, fresh mud atau hidrokarbon).Untuk menentukan densitas porositas, baik dengan

menggunakan chart maupun dengan perhitungan, membutuhkan

data tipe fluida dalam lubang bor.

Persamaan untuk menghitung densitas porositas, adalah sebagai berikut:


70/81

dimana :

Di mana :

D = porositas yang diperoleh dari densitas

rma = densitas matriks (Tabel 2)

rb = densitas bulk formasirf = densitas fluida (1.1 salt mud, 1.0 fresh mud dan 0.7 gas)

Bila terjadi invasi yang dangkal pada formasi, rendahnya densitas

hidrokarbon pada formasi akan meningkatkan porositas density.

Keberadaan minyak tidak memberikan efek yang signifikan pada

porositas density, akan tetapi gas memberikan efek yang besar (efek gas).

Bila densitas gas tidak diketahui, Hilchie (1978) menganjurkan untuk

menggunakan densitas gas 0.7 gram/cc untuk dimasukkan ke densitas

fluida pada persamaan porositas density.

T b l 2


71/81

Tabel 2.

Densitas matriks pada litologi yang umum dijumpai.

Konstanta yang digunakan disini digunakan dalam

persamaan porositas density.


72/81

Gambar 43

Contoh LogNeutron & Density.


73/81

Gambar 44

Kombinasi Alat

Neutron &

Density Log yang

Umum

Digunakan.

6. Sonic Log


74/81

g Log sonik adalah log porositas yang mengukur interval waktu transit

(transit travel time -t ) yang berjalan melalui satu foot formasi.

t dipengaruhi oleh litologi dan porositas diukur dalam satuanmicrosecond per foot. Untuk itu, cepat rambat gelombang sonik pada

matriks batuan harus diketahui untuk memperoleh porositas sonik.

Nilai tersebut dapat dilihat pada Tabel dibawah.

Porositas sonik dapat diperoleh dengan menggunakan persamaan

sebagai berikut :

Formula Wyllie:

dimana :

s = porositas dari log sonik (fraksi)

tma = waktu interval transit pada matriks batuan (ft/sec), dari Tabel.

tlog = waktu interval transit yang terbaca pada log sonik (ft/sec)

tf = waktu interval transit pada fluida (ft/sec), untuk fresh mud = 189;

salt mud = 185


75/81

Persamaan Wyllie ini dapat digunakan untuk menentukan porositas


76/81

Persamaan Wyllie ini dapat digunakan untuk menentukan porositas

pada consolidated sandstone dan karbonat dengan porositas

intergranular (grainstones) atau porositas interkristalin (sucrosic

dolomites). Akan tetapi, apabila porositas sonik dari karbonat yang

memiliki porositas vuggy atau fracture dihitung dengan dengan

persamaan Wyllie, akan memberikan nilai porositas yang terlalu

rendah. Hal ini terjadi akibat log sonik cenderung merekam porositasmatriks dibandingkan vuggy atau porositas sekunder dari fracture.

Persentase vuggy maupun porositas sekunder dapat dihitung dengan

mencari selisih antara porositas total dan porositas sonik.

Nilai porositas total, ditentukan dari salah satu log nuklir, misalnya log

density maupun neutron. Persentase porositas sekunder (secondary

porosity index SPI), berguna dalam pemetaan parameter pada

eksplorasi di batuan karbonat.

P d l ik di k k k i d


77/81

Pada saat log sonik digunakan untuk menentukan porositas pada

batuan unconsolidated sand, harus ditambahkan faktor kompaksi ke

dalam persamaan Wyllie, menjadi sebagai berikut :

dimana :Cp = faktor kompaksi.

tsh = waktu interval transit pada shale yang kontinu

C = konstanta yang umumnya bernilai 1.0

Waktu interval transit (t) dari formasi akan


78/81

Waktu interval transit (t) dari formasi akan

meningkat, bila terdapat hidrokarbon (efek

hidrokarbon). Bila saturasi hidrokarbon tidak

dikoreksi maka porositas sonik akan terlalu tinggi.

Hilchie (1978) menyarankan untuk menggunakan

koreksi empiris untuk efek hidrokarbon, sebagai

berikut :


79/81

Gambar 45

Contoh Sonic Log.


80/81

Gambar 46

Kombinasi Alat

Neutron & Density

Log yang Umum

Digunakan.

Referensi


81/81

1. Asquith, George B, Log Evaluat ion o f Shaly Sands tone: A Pract ical Guide, The

American Association of Petroleum Geologists, Tulsa Oklahoma.

2. Desbrandes, R, Encyclop edia of Wel l Log ging, Gulf Publishing Company Book

Division, Houston, Texas, 1985.

3. Dewan, John T, Essential of Modern Open-Hole Log Interpretat ion, Penn Well

Publishing Company, Tulsa Oklahoma, 1983.

4. Harsono Adi, Evaluasi Formasi dan Apl ikasi Lo g.

5. Helander, Donald P, Fundamental of Format ion Evaluat ion, OGCI Publications,

Oil and Gas Consultants International Inc, Tulsa, 1983.

6. Pirson, Sylvain J, Well Log An alys is for Oi l and Gas Format ion Evaluat ion,

Prentice Hall, Inc Englewood Cliffs, New Jork, 1963.

7. Wyllie M.R.J, The Fundamental of Wel l Log Interpretat ion, 3th Edition Academic

Press, Inc 1963.

Bahan Ajar Formation Evaluation Presentation

Documents

Transcript of Bahan Ajar Formation Evaluation Presentation