Akuisisi data seismik laut 2D dilakukan untuk memetakan struktur geologi di bawah laut dengan menggunakan peralatan yang cukup rumit seperti: streamer, air gun, perlengkapan navigasi dll.

Skema akuisisi marin 2D dapat dilihat pada gambar dibawah ini:

Dalam praktiknya akuisisi seismic marin terdiri atas beberapa komponen: kapal utama, gun, streamer, GPS, kapal perintis dan kapal pengawal dan kadang-kadang perlengkapan gravity (ditempatkan di dalam kapal) dan magnetik yang biasanya ditempatkan 240 meter di belakang kapal utama (3 meter di dalam air)

Didalam kapal utama terdapat beberapa departemen: departemen perekaman (recording), navigasi, seismic processing, teknisi peralatan, ahli komputer, departemen yang bertanggung jawab atas keselamatan dan kesehatan kerja, departemen lingkungan, dokter,

juru masak, dan kadang-kadang di lengkapi dengan departemen survey gravity dan magnetik, dll. Jumlah orang yang terlibat dalam keseluruhan operasi berjumlah sekitar 40 orang.

Untuk menjaga hal-hal yang tidak diinginkan, selama operasi ini disertai pula dua buah kapal perintis (chase boat) yakni sekitar 2 mil di depan kapal utama. Selain bertanggung jawab membersihkan lintasan yang akan dilewati (membersihkan rumpon, perangkap ikan, dll) , kapal perintis bertugas untuk menghalau kapal-kapal yang dapat menghalagi operasi ini. Selain itu di belakang streamer, terdapat juga sebuah kapal pengawal.

Operasi akuisisi data seismik memakan waktu dari mulai beberapa minggu sampai beberapa bulan, tergantung pada 'kesehatan' perangkat yang digunakan, musim, arus laut, dll.

Mengingat mahalnya operasi data akuisisi (mencapai 150 ribu dollar per hari, dalam operasi 3D bisa mencapai 250 ribu dollar per hari!) maka Quality Control dari operasi ini harus betul-betul diperhatikan, seperti apakah semua hidrophon bekerja dengan baik, apakah air gun memiliki tekanan yang cukup, apakah streamer dan air gun berada pada kedalaman yang dikehendaki, apakah feather tidak terlalu besar, dll.

Beberapa parameter geofisika yang dipakai dalam akuisisi marin adalah sbb (contoh):Record length: 9500msSample rate: 2msStart of data: 50msLow cut filter: 3 Hz/ 6dBHi Cut filter: 200Hz @ 370dB / OctaveTape format: Demux SEGD rev 1, 8058Polarity: first break is negativeShot point interval 25 mNo of streamer: 1Streamer length: 8100mNumber of channels: 648Group interval: 12.5 mOperating depth: 7 m +/- 1mOffset CSCNG (inline) 125m (center of source to center of near group)Array volume: 4140 cu incOperating pressure: 2000 psi +/- 10%Array configuration: 3 strings (each string = 9 segments)Array separation: 15 mSource depth: 6m +/- 1mCenter source to nav. mast: 185m

Gambar dibawah menunjukkan ruang kerja seismic recording, navigasi dan processing…

Serta stasiun perangkat kerasnya…

Streamer…yang dilengkapi dengan hydrophone, ADC (Analog to digital converter dan bird yang berperan untuk mengatur posisi dan kedalaman streamer). Diameter streamer sekitar 7 cm dengan panjangnya bisa mencapai 10km. Bagian hitam dari gambar ini menunjukkan perangkat ADC.

Bird...mengatur kedalaman dan posisi streamer...

Air gun...dengan tekanan mencapai 2000psi...sangat berbahaya! bandingkan dengan ban mobil anda yang ’hanya’ 30-an psi! Bagian kuning dan hitam (seperti roket) hanyalah untuk pelampung. Bagian ’air gun’ adalah selinder logam yang menggantung padanya.

Saat perekaman berbagai aspek dimonitor secara dinamik.Seperti rekaman setiap shot, apakah ada tras seismik yang mati?, penampang single channel dan signature sumber....

Kedalaman air gun....tekanan dll. Apakah ada loss compression ? Gambar di bawah menunjukkan terdapat 3 array air gun dengan masing-masing array terdiri atas 9 kompartemen.

Level ambient noise….akibat arus laut, deru mesin kapal, baling-baling, dll. (merah menunjukkan tinggi dan biru menunjukkan rendah)

Navigasi…bertugas untuk memastikan bahwa akuisisi data seismik berada pada lintasan yang dikehendaki. Disamping itu mereka juga memberikan informasi tentang feather akibat arus laut yang biasanya diterima dibawah 10° dan juga meminta kapten kapal mengatur kecepatan kapal, yang biasanya dibawah 5 knot.

Dan lain..lain…sampai memperhatikan kelangsungan makhluk laut yang satu ini…Kehadiran mereka dilaporkan oleh Marine Mammal Observer yang hadir selama akuisisi seismik ...jika dilaporkan terdapat mamalia laut, tembakan air gun dihentikan untuk sementara waktu, walaupun ribuan dollar melayang!

Dibawah ini poin-poin tentang QC acquisition:

1. QC dilakukan pada spec yang diminta oleh client, sehingga yang ada diluar spec dibuang. Disini perlu digarisbawahi juga pengertian QC adalah agar produk yang dihasilkan sesuai dengan spec.

2. QC traces : QC ini terbagi menjadi empat bagian utama. a) Deteksi trace yang mati,

b) Temukan Noisy trace, c) Temukan Spiky trace, d) Mencari trace yang lemah.

Algoritma RMS biasanya digunakan untuk mendeteksi trace tersebut dan ditampikan dalam bentuk grafik x-y, dimana x adalah shotpoint, y adalah trace number.

3. QC Source. Dengan cara:a) Lihat kedalaman tiap source, karena kedalaman source akan mempengaruhi spektrum frekuensib) Cek jarak horizontal antar sub-array (lihat pada akuisisi 3D seismik)c) Cek airleak dan autofire (dengan bantuan software processing yang menampilkan tiap gun)d) Cek misfire (biasanya bisa dilakukan dengan LMO (linear move out) atau NTR (near trace) plot

4. QC Navigasi. Dengan cara:a) Cek LMO, SOL, EOL, apakah terdapat trace yang tidak rata peak pertama dengan trace sekitarnya, jika terdapat trace yang tidak sama dalam waktu yang signifikan, mungkin terdapat kekeliruan dalam file navigasib) Cek coverage, dengan cara membandingkan 3D cube dengan navigasi coverage.

Impedansi akustik (Acoustic Impedance)Impedansi akustik didefinisikan sebagai kemampuan batuan untuk melewatkan gelombang seismik yang melauinya. Secara fisis, Impedansi Akustik merupakan produk perkalian antara kecepatan gelombang kompresi dengan densitas batuan.

Semakin keras suatu batuan maka Impedansi akustiknya semakin besar pula, sebagai contoh: batupasir yang sangat kompak memiliki Impedansi Akustik yang lebih tinggi dibandingkan dengan batulempung.

Impedansi akustik biasanya dilambangkan dengan (Z).

Aliasing

Adalah fenomena bergesernya frekuensi tinggi gelombang seismik menjadi lebih rendah yang diakibatkan pemilihan interval sampling yang terlalu besar

(kasar).Gambar di bawah menunjukkan fenomena aliasing.

Perhatikan jika sampling interval = 2 mili detik atau 4 mili detik spektrum amplitudo gelombang bersangkutan sekitar 80Hz. Akan tetapi jika sampling interval 16 mili detik maka frekuensi menjadi bergeser lebih rendah yaitu sekitar 20Hz.

Komponen gelombang (Aplitudo dll)

Gambar dibawah menunjukkan komponen sebuah gelombang (tras seismik): amplitudo, puncak, palung, zero crossing, tinggi dan panjang gelombang.

Perhatikan perbedaannya satu sama lain.

Analisis fasies seismik

Hidrokarbon (minyak dan gas) terdapat di dalam batuan sediment yang terbentuk dalam berbagai lingkungan pengendapan seperti channel sungai, sistem delta, kipas bawah laut (submarine fan), carbonate mound, dan reef. Batuan sedimen yang terbentuk pada berbagai lingkungan pengendapan tersebut dikenal dengan benda geologi.

Gelombang seismik yang menembus dan terefleksikan kembali ke permukaan akan memberikan gambaran bentuk eksternal dan tekstur internal dari benda-benda geologi tersebut. Analisis bentuk eksternal dan tekstur internal benda geologi dari penampang rekaman seismik dikenal dengan analisa fasies seismik atau seismic facies analysis.

Terdapat 8 jenis bentuk eksternal benda geologi: sheet, sheet drape, wedge, bank, lens, mound, fan dan fill.

Batas Sekuen SeismikDidalam analisis fasies seismik, batas dari benda-benda geologi diatas disebut dengan reflection terminations. Pemetaan reflection terminations merupakan kunci didalam analisis fasies seismik. Umumnya terminasi tesebut memiliki karakter refleksi yang kuat (amplitudo refleksi yang cukup dominan). Terdapat dua jenis batas benda geologi: batas atas dan batas bawah, selanjutnya istilah batas benda geologi tersebut dikenal dengan batas sekuen seismik (sequence seismic boundary), mereka itu adalah: erosional truncation dan top lap sebagai batas atas, onlap dan downlap sebagai batas bawah.

Batas atas sekuen seismik (a) erosional truncation, top lap, batas bawah (b) onlap dan downlap.

Erosional Truncation atau dikenal dengan unconformity (ketidakselaraasan) diakibatkan oleh peristiwa erosi karena terekspos ke permukaan.Toplap diakibatkan karena tidak adanya peristiwa sedimentasi dan tidak ada peristiwa erosi.Onlap, pada lingkungan shelf (shelfal environment) disebabkan karena kenaikan muka air

laut relatif, pada lingkungan laut dalam akibat sedimentasi yang perlahan, dan pada channel yang tererosi akibat low energy fill.Downlap, diakibatkan oleh sedimentasi yang cukup intensif.

Prinsip tekstur seismikSebagimana yang disebutkan diawal analisis fasies seismik meliputi pembahasan tesktur internal benda geologi.

Parallel: disebabkan oleh pengendapan sedimen dengan rate yang seragam (uniform rate), atau pada paparan (shelf) dengan subsiden yang uniform atau sedimentasi pada stable basin plain.Subparallel: terbentuk pada zona pengisian, atau pada situasi yang terganggu oleh arus laut.Subparallel between parallel: terbentuk pada lingkungan tektonik yang stabil, atau mungkin fluvial plain dengan endapan berbutir sedang.Wavy parallel: terbentuk akibat lipatan kompresi dari lapisan parallel diatas permukaan detachment atau diapir atau sheet drape dengan endapan berbutir halus.Divergent: terbentuk akibat permukaan yang miring secara progresif selama proses sedimentasi.Chaotic: pengendapan dengan energi tinggi (mounding, cut and fill channel) atau deformasi seteah proses sedimentasi (sesar, gerakan overpressure shale, dll.)Reflection free: batuan beku, kubah garam, interior reef tunggal.Local chaotic: slump (biasanya laut dalam) yang diakibatkan oleh gempabumi atau ketidakstabilan gravitasi, pengendapan terjadi dengan cepat.

Tekstur yang terprogradasi

Sigmoid: tekstur ini dapat terbentuk dengan suplai sediment yang cukup, kenaikan muka laut relatif cepat, rejim pengendapan energi rendah, seperti slope, umumnya sediment butir halus.Oblique tangential: suplai sediment yang cukup sampai besar, muka laut yang konstan seperti delta, sediment butir kasar pada delta plain, channel dan bars.Oblique parallel: oblique tangensial varian, sediment terpilah lebih baik.Complex: lidah delta dengan energi tinggi dengan slope terprogradasi dalam energi rendah.Shingled: terbentuk pada zona dangkal dengan energi rendah.Hummocky: terbentuk pada daerah dangkal tipikal antar delta dengan energi sedang.

Tekstur Pengisian Channel

Onlap Fill: sedimentasi pada channel dengan energi relative rendah.Mounded Onlap Fill: sedimentasi dengan energi tinggi. Setidaknya terdapat dua tahap sedimentasi.Divergent Fill: shale prone yang terkompaksi dengan sedimenatsi energi rendah, juga sebagai tipikal tahap akhir dari pengisisan graben.Prograded Fill: transport sediment dari ujung atau pada lengkungan channel.Chaotic Fill: sedimenatsi pada channel dengan energi yang sangat tinggi.Complex Fill: terdapat perubahan arah sedimentasi atau perubahan aliran air.

Tekstur Karbonat

Reflection free Mound: patch reef atau pinnacle reef; strata menunjukkan sedimen miring yang lebih terkompaksi (mungkin shale).Pinnacle with Velocity Pull-Up: patch reef atau pinnacle reef, dengan pertumbuhan beberapa tahap (multi stage), mungkin cukup poros.Bank-Edge with Velocity Sag: Shelf edge reef dengan porositas yang sangat bagus, sediment penutupnya mungkin carbonate prone.

Bank-Edge Prograding Slope: shelf edge reef yang bertumpuk, tertutup oleh klastik, mengalami perubahan suplai sediment.

Tekstur ‘Mounded’

Fan Complex: penampang lateral dari kipas (fan) yang dekat dengan sumber sedimentVolcanic Mound: margin konvergen pada tahap awal; pusat aktivitas rifting pada rift basinCompound Fan Complex: superposisi dari berbagai kipas.Migrating wave: diakibatkan oleh arus laut, laut dalam.

Tipe-tipe fasis seismik basin slope dan basin floor

Sheet-drape (low energy): seragam, pengendapan laut dalam yang tidak tergantung pada relief dasar laut, litologi seragam, tidak ada pasir.Slope Front Fill: kipas laut dalam, lempung dan silts (energi rendah)Onlap-Fill (low energy): pengendapan dengan kontrol gravitasi (arus turbidit kecepatan rendah)Fan-Complex (high energy): diendapkan sebagai kipas, mound dan slump, meskipun energi tinggi, mungkin masih mengandung batupasir sebagai reservoar .Contourite (variable energy): biasanya sedimen butir halus, tidak menarik unutk eksplortasi, bentuk tidak simetris, arus tak berarah.Mounded Onlap-Fill (High Energy): fasies peralihan antara chaotic dan onlap fill, control gravitasi, reflector tidak menerus, semakin menebal kearah topografi rendah yang menandakan endapan energi tinggi.Chaotic Fill (variable energy): mounded, terdapat pada topografi rendah, slump, creep dan turbidit energi tinggi, komposisi material tergantung pada sumber biasanya sedikit pasir.

Densitas batuan

Densitas adalah massa batuan per unit volume.Berikut kisaran densitas meterial bumi:

[courtesy Grand and West]

Elastic Impedace

Seperti hal-nya Impedansi Akustik yang merupakan produk perkalian densitas dengan kecepatan gelombang kompresi (gelombang P), Impedansi Elastik merupakan produk perkalian densitas dengan ’komposit’ kecepatan gelombang P dan S.

Secara praktis, Impedansi Elastik diperoleh melalui inversi far angle stack (katakanlah lebih besar dari 30°) dengan menggunakan wavelet yang diekstrak dari stack tersebut sehingga diperoleh sifat Impedansi Elastik.

Impedansi Akustik

Courtesy ARCO ExplorationImpedansi Elastik

Courtesy ARCO Exploration

Gambar diatas menunjukkan hasil inversi Impedansi Elastik dan Impedansi Akustik.

Penggunaan Elastik Impedance (EI) dan Akustik Impedance (AI) secara bersamaan dalam mendeterminasi reservoir atau hidrokarbon memberikan manfaat yang cukup signifikan.

Sebagaimana yang kita lihat pada gambar di bawah ini, krosplot antara AI (sumbu horizontal) dan EI (sumbu vertikal) dapat memisahkan sand (merah-kuning) dan shale (hijau-cyan), sehingga kita dapat mendesain cut-off sand-shale berdasarkan EI dan AI.

Courtesy ARCO Exploration

Demikian juga dengan determinasi hidrokarbon, berdasarkan gambar dibawah ini, jika kita berasumsi bahwa AI~Vp dan EI~Vs, maka dengan krosplot antara AI dan EI, kita dapat mendesain cut-off antara reservoir yang mengandung gas (HC) dan yang tidak

(wet).

Courtesy Yongyi Li, Jonathan Downton(Core Lab Reservoir Technologies Division) and Bill Goodway (EnCana Corporation)

Gamma Ray Log

Gamma Ray Log adalah metoda untuk mengukur radiasi sinar gamma yang dihasilkan oleh unsur-unsur radioaktif yang terdapat dalam lapisan batuan di sepanjang lubang bor.

Unsur radioaktif yang terdapat dalam lapisan batuan tersebut diantaranya Uranium, Thorium, Potassium, Radium, dll.

Unsur radioaktif umumnya banyak terdapat dalam shale dan sedikit sekali terdapat dalam sandstone, limestone, dolomite, coal, gypsum, dll. Oleh karena itu shale akan memberikan response gamma ray yang sangat signifikan dibandingkan dengan batuan yang lainnya.

Jika kita berekerja di sebuah cekungan dengan lingkungan pengendapan fluvio-deltaic atau channel system dimana biasanya sistem perlapisannya terdiri dari sandstone atau shale (sand-shale interbeds), maka log gamma ray ini akan sangat membantu didalam evaluasi formasi (Formation Evaluation- FE).

Seperti halnya logging yang lainnya, pengukuran gamma ray log dilakukan dengan menurunkan instrument gamma ray log kedalam lubang bor dan merekam radiasi sinar gamma untuk setiap interval tertentu. Biasanya interval perekaman gamma ray (baca: resolusi vertikal) sebesar 0.5 feet.

Dikarenakan sinar gamma dapat menembus logam dan semen, maka logging gamma ray dapat dilakukan pada lubang bor yang telah dipasang casing ataupun telah dilakukan

cementing. Walaupun terjadi atenuasi sinar gamma karena casing dan semen, akan tetapi energinya masih cukup kuat untuk mengukur sifat radiasi gamma pada formasi batuan disampingnya.

Seperti yang disebutkan diatas bahwa gammar ray log mengukur radiasi gamma yang dihasilkan oleh unsur-unsur radio aktif seperti Uranium, Thorium, Potassium dan Radium. Dengan demikian besaran gamma ray log yang terdapat didalam rekaman merupakan jumlah total dari radiasi yang dihasilkan oleh semua unsur radioaktif yang ada di dalam batuan. Untuk memisahkan jenis-jenis bahan radioaktif yang berpengaruh pada bacaan gamma ray dilakukan gamma ray spectroscopy. Karena pada hakikatnya besarnya energy dan intensitas setiap material radioaktif tersebut berbeda-beda.

Spectroscopy ini penting dilakukan ketika kita berhadapan dengan batuan non-shale yang memungkinkan untuk memiliki unsur radioaktif, seperti mineralisasi uranium pada sandstone, potassium feldsfar atau uranium yang mungkin terdapat pada coal dan dolomite.

Gamma ray log memiliki satuan API (American Petroleum Institute), dimana tipikal kisaran API biasanya berkisar antara 0 s/d 150. Walaupun terdapat juga suatu kasus dengan nilai gamma ray sampai 200 API untuk jenis organic rich shale.

Gambar dibawah ini menunjukkan contoh interpretasi lapisan batuan untuk mendiskriminasi sandstone dari shale dengan menggunakan log gamma ray.

Adapted from kgs.ku.edu

Dikarenakan log gamma ray memiliki kapabilitas untuk mengukur derajat kandungan shale di dalam lapisan batuan, maka didalam industri migas gamma ray log kerap kali digunakan untuk memprediksi besaran volume shale atau dikenal dengan Vshale dengan formulasi:

Gambar dibawah ini menunjukkan teknis perhitungan Vshale untuk shale A dari sebuah gamma ray log. Perhatikan bahwa penentuan nilai-nilai tersebut bersifat interpretatif.

Adapted from kgs.ku.edu

Gamma ray log memiliki kegunaan lain diantaranya untuk melakukan well to well correlation dan penentuan Sequence Boundary (SB), yakni dengan mengidentifikasi Maximum Flooding Surface (MFS) sebagai spike dengan nilai gamma ray yang tinggi. Well to well correlation ini biasanya dilakukan dengan melibatkan log-log yang lainnya seperti sonic, density, porositas, dll.

Adapted from strata.geol.sc.edu

Neutron Porosity dan Density Logging

Pengukuran Neutron Porosity pada evaluasi formasi ditujukan untuk mengukur indeks hydrogen yang terdapat pada formasi batuan. Indeks hydrogen didefinsikan sebagai rasio dari konsentrasi atom hydrogen setiap cm kubik batuan terhadap kandungan air murni pada suhu 75oF.

Jadi, Neutron Porosity log tidaklah mengukur porositas sesungguhnya dari batuan, melainkan yang diukur adalah kandungan hidrogen yang terdapat pada pori-pori batuan. Secara sederhana, semakin berpori batuan semakin banyak kandungan hydrogen dan semakin tinggi indeks hydrogen. Sehingga, shale yang banyak mengandung hydrogen dapat ditafsirkan memiliki porositas yang tinggi pula.

Untuk mengantisipasi uncertainty tersebut, maka pada praktiknya, interpretasi porositas dapat dilakukan dengan mengelaborasikan log density logging.

Density logging sendiri dilakukan untuk mengukur densitas batuan disepanjang lubang bor,. Densitas yang diukur adalah densitas keseluruhan dari matrix batuan dan fluida yang terdapat pada pori. Prinsip kerja alatnya adalah dengan emisi sumber radioaktif. Semakin padat batuan semakin sulit sinar radioaktif tersebut ter-emisi dan semakin sedikit emisi radioaktif yang terhitung oleh penerima (counter).

Gambar dibawah ini menunjukkan teknik interpretasi porositas dan litologi dari data density log (RHOB) dan neutron porosity (NPHI) . Pada contoh dibawah, jika kita memiliki data dengan NPHI=15% dan RHOB=2.4 g/cc maka porositas yang sesungguhnya adalah 18% dan batuannya berupa SS (Sandstone).

Courtesy Schlumberger

Penggabungan neutron porosity dan density porosity log sangat bermanfaat untuk mendeteksi zona gas dalam reservoir. Zona gas ditunjukkan dengan ‘cross-over’ antara neutron dan density. Untuk lebih jelasnya perhatikan gambar dibawah ini:

Courtesy Geomore

Pada gambar di atas terlihat pada zona reservoir (low gamma ray), terdapat ‘cross-over’ antara density dan neutron., dalam hal ini neutron porosity lebih rendah dari density porosity.

Reference: John T. Dewan, "Open-Hole Nuclear Logging - State of the Art" - SPWLA Twenty-Seventh Annual Logging Symposium, June 9-13 1986.

Resistivity loggingAdalah metoda untuk mengukur sifat batuan dan fluida pori (baca: minyak, gas dan air) disepanjang lubang bor dengan mengukur sifat tahanan kelistrikannya.

Besaran resistivitas batuan dideskripsikan dengan Ohm Meter, dan biasanya dibuat dalam skala logarithmic dengan nilai antara 0.2 sampai dengan 2000 OhmMeter.

Metoda resistivity logging ini dilakukan karena pada hakekatnya batuan, fluida dan hidrokarbon di dalam bumi memiliki nilai resistivitas tertentu. Berikut contohnya:

Adapted from Colorado School of Mines

Pada tabel di atas terlihat adanya ‘irisan’ nilai resistivitas antara jenis batuan sedimen. Hal ini mengakibatkan interpretasi batuan berdasarkan nilai log resistivitas merupakan pekerjaan yang sangat sulit.

Akan tetapi, nilai resistivitas air garam dapat dibedakan dengan baik dari minyak dan gas. Karena air garam memiliki nilai resistivitas yang sangat rendah, sedangkan hidrokarbon (minyak-gas) memiliki nilai resistivitas yang sangat tinggi. Log resistivitas banyak sekali membantu pekerjaan evaluasi formasi khususnya untuk menganalisa apakah suatu reservoir mengandung air garam (wet) atau mengandung hidrokarbon, sehingga log ini digunakan untuk menganalisis Hidrocarbon-Water Contact.

Gambar dibawah ini menunjukkan contoh interpretasi HC-Water Contact dari resistivity log.

Courtesy Dr Elena Pasternak

Didalam pengukuran resistivity log, biasanya terdapat tiga jenis ‘penetrasi’ resistivity, yakni shallow (borehole), medium (invaded zone) dan deep (virgin) penetration. Perbedaan kedalaman penetrasi ini dimaksudkan untuk menghindari salah tafsir pada pembacaan log resistivity karena mud invasion (efek lumpur pengeboran) dan bahkan dapat mempelajari sifat mobilitas minyak.

Sebagaimana yang kita ketahui untuk mengantisipasi pressure (e.g. pore pressure), saat pengeboran biasanya dipompa oil based mud atau water based mud. Sebagai contoh, jika kita menggunakan water based mud (resistivity rendah) sebagai lumpur pemboran, kemudian lumpur tersebut meng-invasi reservoir yang mengandung minyak, maka kita akan mendapatkan profil deep penetration resistivity lebih tinggi daripada shallow-medium penetration resistivity.

Jika medium penetration dan deep penetration mirip (tidak ada efek invasi), maka situasi ini mengindikasikan minyak didalam reservoir tersebut sangat susah untuk mobile (hal ini kurang bagus dalam production). Gambar di bawah menunjukkan perbedaan zona borehole (lumpur), invaded dan virgin zone

Courtesy ATEMIS, Technologies Sarl, 1998-2007.

Gambar di bawah ini menunjukkan respon resistivity log untuk shallow, medium dan deep penetration. Lihat respon pada interval reservoir-batupasir (low gamma ray, low SP), besaran nilai resistivitas untuk ketiga jenis penetrasi ini menunjukkan nilai yang tinggi yakni > 100 Ohm-meter yang menunjukkan bahwa reservoir tersebut mengandung hidrokarbon. Selanjutnya, terlihat bahwa shallow resistivity lebih tinggi dari medium dan medium lebih tinggi dari deep penetration. Apakah anda bisa menduga jenis mud yang digunakan? water based atau oil based mud?

Courtesy Geomore

Resistivity log memiliki kegunaan lain yakni untuk mendeterminasi tingkat saturasi air (Water Saturation). Semakin tinggi saturasi air maka resistivity akan semakin rendah. Prediksi Water Saturation dari Resistivity log dapat dilakukan dengan berbagai algoritma diantaranya Persamaan Archie berikut:

Courtesy www.kgs.ku.edu

Ketidakselarasan

Ketidakselarasan adalah permukaan erosi atau non-deposisi yang memisahkan lapisan yang lebih muda dari yang lebih tua dan menggambarkan suatu rumpang waktu yang signifikan. Ketidakselarasan digolongkan berdasarkan hubungan struktur antar batuan yang ditumpangi dan yang menumpangi. Ia menjelaskan rumpang pada sikuen stratigrafi, yang merekam periode waktu yang tidak terlukiskan di kolom stratigrafi. Ketidakselarasan juga merekam perubahan penting pada satu lingkungan, mulai dari proses pengendapan menjadi non-deposisi dan/atau erosi, yang umumnya menggambarkan satu kejadian tektonik yang penting. Lihat tipe-tipe ketidakselarasan pada Gambar 1.

Pengenalan dan pemetaan sebuah ketidakselarasan merupakan langkah awal untuk memahami sejarah geologi suatu cekungan atau provinsi geologi. Ketidakselarasan diketahui dari singkapan, data sumur, dan data seismik yang digunakan sebagai batas sikuen pengendapan.

Gambar 1. Tipe – tipe ketidakselarasan

Ketidakselarasan menyudut (angular unconformity)Ketidakselarasan dimana lapisan yang lebih tua memiliki kemiringan yang berbeda (umumnya lebih curam) dibandingkan dengan lapisan yang lebih muda. Hubungan ini merupakan tanda yang paling jelas dari sebuah rumpang, karena ia mengimplikasikan lapisan yang lebih tua terdeformasi dan terpancung oleh erosi sebelum lapisan yang lebih

muda diendapkan.

DisconformityKetidakselarasan dimana lapisan yang berada di bagian atas dan bawah sejajar, namun terdapat bidang erosi yang memisahkan keduanya (umumnya berbentuk tidak rata dan tidak teratur).

ParaconformityLapisan yang berada di atas dan di bawah bidang ketidakselarasan berhubungan secara sejajar/paralel dimana tidak terdapat bukti permukaan erosi, namun hanya bisa diketahui berdasarkan rumpang waktu batuan.

NonconformityKetidakselarasan yang terjadi ketika batuan sedimen menumpang di atas batuan kristalin (batuan metamof atau batuan beku).

Petroleum sistem

Faktor-faktor yang menjadi perhatian studi Petroleum System adalah batuan sumber (source rocks), pematangan (maturasi), reservoir, migrasi, timing, perangkap (trap), batuan penyekat (sealing rock) dan fracture gradient.

SOURCE ROCKSSource rocks adalah endapan sedimen yang mengandung bahan-bahan organik yang dapat menghasilan minyak dan gas bumi ketika endapan tersebut tertimbun dan terpanaskan.

Bahan-bahan organik yang terdapat didalam endapan sedimen selanjutnya dikenal dengan kerogen (dalam bahasa Yunani berarti penghasil lilin).

Terdapat empat tipe kerogen:

Tipe I: bahan- bahan organic kerogen Tipe I merupakan alga dari lingkungan pegendapan lacustrine dan lagoon.Tipe I ini dapat mengkasilkan minyak ringan (light oil) dengan kuallitas yang bagus serta mampu menghasilkan gas.

Tipe II: merupakan campuran material tumbuhan serta mikroorganisme laut. Tipe ini merupakan bahan utama minyak bumi serta gas.

Tipe III: Tanaman darat dalam endapan yang mengandung batu bara. Tipe ini umumnya menghasilkan gas dan sedikit minyak.

Tipe IV: bahan-bahan tanaman yang teroksidasi. Tipe ini tidak bisa menghasilkan minyak dan gas.

Kandungan kerogen dari suatu source rock dikenal dengan TOC (Total Organic Carbon), dimana standar minimal untuk 'keekonomisan' harus lebih besar dari 0.5%.

Implikasi penting dari pengetahuan tipe kerogen dari sebuah prospek adalah kita dapat memprediksikan jenis hidrokarbon yang mungkin dihasilkan (minyak, gas, minyak & gas bahkan tidak ada migas).

MATURASIMaturasi adalah proses perubahan secara biologi, fisika, dan kimia dari kerogen menjadi minyak dan gas bumi.

Proses maturasi berawal sejak endapan sedimen yang kaya bahan organic terendapkan. Pada tahapan ini, terjadi reaksi pada temperatur rendah yang melibatkan bakteri anaerobic yang mereduksi oksigen, nitrogen dan belerang sehingga menghasilkan konsentrasi hidrokarbon.

Proses ini terus berlangsung sampai suhu batuan mencapai 50 derajat celcius. Selanjutnya, efek peningkatan temperatur menjadi sangat berpengaruh sejalan dengan tingkat reaksi dari bahan-bahan organik kerogen.

Karena temperatur terus mengingkat sejalan dengan bertambahnya kedalaman, efek pemanasan secara alamiah ditentukan oleh seberapa dalam batuan sumber tertimbun (gradien geothermal).

Gambar dibawah ini menunjukkan proporsi relatif dari minyak dan gas untuk kerogen tipe II, yang tertimbun di daerah dengan gradien geothermal sekitar 35 °C km -1 .

from OpenLearn - LearningSpace

Terlihat bahwa minyak bumi secara signifikan dapat dihasilkan diatas temperature 50 °C atau pada kedalaman sekitar 1200m lalu terhenti pada suhu 180 derajat atau pada kedalaman 5200m. Sedangkan gas terbentuk secara signifikan sejalan dengan bertambahnya temperature/kedalaman.

Gas yang dihasilkan karena factor temperatur disebut dengan termogenic gas, sedangkan yang dihasilkan oleh aktivitas bakteri (suhu rendah, kedalaman dangkal <600m) disebut dengan biogenic gas.

Gambar di bawah ini merupakan contoh penampang kedalaman dari lapisan-lapisan batuan sumber, serta prediksi temperatur dengan cara menggunakan contoh kurva di atas. Dari penampang ini dapat diprediksikan apakah source tersebut berada dalam oil window, gas window, dll. Metoda ini dikenal dengan metoda Lopatin ( 1971). Terlihat jelas, metoda Lopatin hanya berdasarkan temperature dan mengabaikan efek reaksi kimia serta biologi.

Courtesy Fettes College

RESERVOIRAdalah batuan yang mampu menyimpan dan mengalirkan hidrokarbon. Dengan kata lain batuan tersebut harus memiliki porositas dan permeabilitas.

Jenis reservoir umumnya batu pasir dan batuan karbonat dengan porositas 15-30% (baik porositas primer maupun sekunder) serta permeabilitas minimum sekitar 1 mD (mili Darcy) untuk gas dan 10 mD untuk minyak ringan (light oil).

Berikut contoh-contoh reservoir berikut nilai porositas, permeabilitas, dll. (klik untuk memperbesar):

from OpenLearn - LearningSpace

MIGRASIMigrasi adalah proses trasportasi minyak dan gas dari batuan sumber menuju reservoir. Proses migrasi berawal dari migrasi primer (primary migration), yakni transportasi dari source rock ke reservoir secara langsung. Lalu diikuti oleh migrasi sekunder (secondary migration), yakni migrasi dalam batuan reservoir nya itu sendiri (dari reservoir bagian dalam ke reservoir bagian dangkal).

from OpenLearn - LearningSpace

Prinsip dasar identifikasi jalur-jalur migrasi hidrokarbon adalah dengan membuat peta reservoir. Kebalikannya dari air sungai di permukaan bumi, hidrokarbon akan melewati punggungan (bukit-bukit) dari morfologi reservoir. Daerah yang teraliri hidrokarbon disebut dengan drainage area (Analogi Daerah Aliran Sungai di permukan bumi). Jika perangkap tersebut telah terisi penuh (fill to spill) sampai spill point, maka hidrokarbon tersebut akan tumpah (spill) ke tempat yang lebih dangkal. Berikut contohnya:

Courtesy Sintef

TIMINGWaktu pengisian minyak dan gas bumi pada sebuah perangkap merupakan hal yang sangat penting. Karena kita menginginkan agar perangkap tersebut terbentuk sebelum migrasi, jika tidak, maka hidrokarbon telah terlanjur lewat sebelum perangkap tersebut terbentuk.

TRAPTerdapat macam-macam perangkap hidrokarbon: perangkap stratigrafi (D), perangkap struktur (A-C) dan kombinasi (E).

from OpenLearn - Learning Space

SEALSeal adalah system batuan penyekat yang bersifat tidak permeable seperti batulempung/mudstone, anhydrite dan garam.

FRACTURE GRADIENTDidalam evaluasi prospek, kurva fracture gradient diperlukan diantaranya untuk memprediksi sejauh mana overburden rocks mampu menahan minyak dan gas bumi. Semakin tebal suatu overburden, maka semakin banyak volume hydrocarbon yang mampu ‘ditahan’.

Gambar dibawah ini menunjukkan kurva fracture gradient dari gas, minyak dan air formasi dari sebuah lapangan. Berdasarkan kurva ini, jika kita memiliki sebuah perangkap dengan ketebalan overburden (c), maka ketebalan kolom gas maksimal yang mampu ditahan adalah (c-a), dan ketebalan kolom minyak adalah (c-b), selebihnya hidrokarbon tersebut akan merembes keluar penyekat.

R3M (remote resistivity reservoir mapping)

Akhir-akhir ini, metodologi R3M semakin populer digunakan untuk mendeteksi apakah sebuah reservoir mengandung hidrokarbon (HC) atau tidak.

(from Srnka, 2007)

Penggunaan R3M dalam mendeteksi HC berangkat dari pemahaman bahwa terdapat perbedaan sifat fisika (dalam hal ini adalah RESISTIVITAS) antara reservoir yang mengandung HC dan tidak (saline brine). Gambar diatas (kanan) menunjukkan bahwa reservoir yang mengandung HC akan memiliki resistivitas lebih tinggi daripada reservoir yang tidak megandung HC (mengandung saline brine).

Jika kita melihat tabel diatas (kiri), survey R3M akan memiliki tantangan yang serius jika kontras resistivitas antara reservoir yang mengandung HC dan yang tidak mengandung HCterlalu kecil. Walaupun demikian, kita masih memiliki ‘harapan’ jika kontras resistivitas tersebut cukup besar.

(modified from Srnka, 2007)

Berdasarkan tabel di atas, frekuensi sinyal R3M berkisar antara ~0.125 sampai 20Hz. Terlihat jelas bahwa R3M memiliki ‘irisan’ dengan frekuensi gelombang seismik refleksi (i.e. 10 – 120 Hz). Akan tetapi pada prakteknya, kisaran frekuensi R3M yang digunakan sangat kecil (sekitar 0.125 s.d 2.0Hz).

Teknik pengambilan data R3M serupa dengan teknik pengambilan data seismik 2D OBC (Ocean Botton Cable). Sumber listrik (Source) ditarik oleh sebuah kapal survey dengan kecepatan 1-2 knot. Posisi sumber ditempatkan berapa beberapa meter diatas dasar laut (25-30m), sedangkan penerima (receivers) ditempatkan pada dasar laut. Perhatikanlah sketsa pengambilan data R3M dan perangkat-perangkatnya pada gambar dibawah ini:

(from Amundsen, 2006)

(from Rosten et al., emgs)

Gambar dibawah menunjukkan respon data R3M untuk sebuah survey. Pada Gambar A, titik-titik MERAH menunjukkan respon untuk reservoir yang mengandung HC dan PUTIH untuk latar belakang saline brine (wet). Sementara gambar (B) adalah rasio antara kasus HC dan kasus saline brine (wet). Pada gambar B terlihat jelas bahwa kehadiran HC akan menghasilkan respon peningkatan magnitude lalu penurunan megnitudo resistivitas sejalan dengan bertambahnya offset.

Gambar A (modified from Johansen, 2008)

Gambar B (modified from Johansen, 2008) Vp/Vs

Vp/Vs merupakan salah satu sifat fisis yang penting didalam mendeterminasi litologi dari data log maupun data seismik. Disamping itu Vp/Vs merupakan indicator untuk fluida pori (baca hidrokarbon) dalam suatu reservoir.

Idealnya, Vp dan Vs diperoleh dari data sonic P dan sonic S dan seismic multikomponen. Akan tetapi, pengukuran sonic S dan survey seismic multikomponen sangatlah terbatas dibandingkan dengan sonic P dan seismic ‘single’ komponen (P saja).

Oleh karena itu untuk memperoleh informasi Vs, biasanya diperoleh dengan pengukuran empirik suatu sampel batuan ataupun dengan mengadopsi persamaan-persamaan yang dihasilkan oleh peneliti lain.

Berikut ini persamaan Vp dan Vs untuk berbagai jenis litologi yang diperoleh dari pengukuran empirik dari Castagna(1993), Picket (1963) dan Han (1986). Jika kita mengadopsi persamaan tersebut kita harus menyadari bahwa persamaan tersebut belum tentu sesuai dengan kondisi litologi dari daerah yang anda teliti. Karena besarnya rasio Vp/Vs tergantung pada komposisi mineral, porositas, kandungan shale, tekanan, temperatur, dll.

Limestone yang tersaturasi air:Vs=-0.05508 Vp2 +1.0168 Vp-1.0305 [Castagna et al., 1993]Vs=Vp/1.9 [picket, 1963]

Dolomite yang tersaturasi air:Vs=0.05832Vp-0.07776 [Castagna et al, 1993]Vs=Vp/1.8 [picket, 1963]

Batupasir yang tersaturasi air:Vs=0.8042Vp-0.8559 [Castagna et al, 1993]Vs=0.7936Vp-0.7868 [Han, 1986]

Batulempung yang tersaturasi air:Vs=0.8042Vp-0.8559 [Castagna et al, 1993]Vs=0.7936Vp-0.79 [Han, 1986]

Untuk contoh kasus Indonesia, dalam hal ini Lapangan Kotabatak di Sumatera tengah, makalah Hoehn et al [2005] menunjukkan bahwa Vp/Vs memiliki kisaran 1.65-2.13 untuk batupasir yang poros, 1.58-2.01 untuk batupasir kompak dan 1.82-2.28 untuk batulempung dll. Perhatikan gambar dibawah ini:

Courtesy Hoehn et al., 2005