NEUTRON LOG

Paper ini diajukan sebagai laporan presentasi Neutron Logging dalam hal menyelesaikan matakuliah Penilaian Formasi

OLEH :

Kelompok 2

Deny Fatryanto

Rista Ika

Gerald

Arief

S1 Teknik Perminyakan Non Regular 03

STT Migas Balikpapan

Tahun 2012/2013

Latar Belakang

Dugaan adanya potensi hidrokarbon pada suatu area didapat dari penelitian geologi

dan geofisika (seismic, magnetic, dan gravitasi). Data yang diperlukan untuk

membuktikan ada atau tidaknya potensi hidrokarbon pada suatu area yaitu data

permukaan (peta geologi dan measured stratigrafi / stratigrafi terukur) dan data di

bawah permukaan (seismic, logging, coring dan cutting). Dari data permukaan

seismic kemudian dilakukan untuk mendapatkan data di bawah permukaan berupa

litologi batuan. Jika litologi batuan mengindikasikan adanya suatu reservoir, maka

untuk membuktikan ada tidaknya hidrokarbon dilakukan pemboran lubang sumur

serta serangkaian pengukuran di dalam sumur (logging) dan evaluasi data hasil

rekaman untuk memastikan ada tidaknya kandungan hidrokarbon di bawah tanah.

Logging yaitu suatu kegiatan / proses perekaman sifat – sifat fisik batuan reservoir

dengan menggunakan wireline log.

Salah satu faktor untuk menentukan kualitas sumur adalah dengan melakukan

penilaian formasi batuan (evaluasi formasi). Penilaian formasi adalah suatu proses

analisis ciri dan sifat batuan di bawah tanah dengan menggunakan hasi pengukuran

lubang sumur

Dalam industri migas, logging merupakan salah satu cara untuk mendapatkan data

sifat-sifat fisik batuan dengan resolusi vertikal yang baik. Dari segi biaya, logging

juga lebih murah dibandingkan dengan core (batuan inti). Beberapa sifat fisik

batuan yang diukur selama logging antara lain : intensitas sinar gamma, resistivitas,

densitas, kandungan hidrogen (hydrogen index), dan kecepatan gelombang seismik

pada batuan. Dalam pekerjaan eksplorasi, log digunakan untuk melakukan korelasi

zona-zona prospektif. Data logging juga digunakan untuk mengidentifikasi zona-

zona produktif, menentukan kandungan fluida dalam reservoir serta memperkirakan

cadangan hidrokarbon. Manfaat logging adalah untuk mendapatkan data yang

akurat dari kegiatan eksplorasi, sehingga pelaksanaan logging tidak bisa dilewatkan.

Tidak ada alasan sebuah perusahaan tidak melakukan logging, karena biaya logging

hanya 5 % dari jumlah keseluruhan biaya eksplorasi (Harsono,1997).

Pengertian Logging

Logging merupakan metode pengukuran besaran-besaran fisik batuan reservoir

terhadap kedalaman lubang bor. Sesuai dengan tujuan logging yaitu menentukan

besaran-besaran fisik batuan reservoir (porositas, saturasi air formasi, ketebalan

formasi produktif, lithologi batuan) maka dasar dari logging itu sendiri adalah sifat-

sifat fisik atau petrofisik dari batuan reservoir itu sendiri, yaitu sifat listrik, sifat

radioaktif, dan sifat rambat suara (gelombang) elastis dari batuan reservoir.

Sejarah dan Era Logging

Geofisika well logging pertama kali dikembangkan untuk industri minyak bumi oleh

Marcel dan Conrard Schlumberger pada tahun 1927.

Schlumberger bersaudara ini mengembangkan alat Resistivitas untuk mendeteksi

perbedaan dalam porositas dari batupasir untuk lapangan minyak di Merkwiller-

Pechelbronn, di Perancis bagian Timur.

Instrumen yang digunakan untuk well logging ini disebut sonde. Sonde ini

diberhentikan dalam lubang bor pada interval periodik tertentu dan resistivitasnya

langsung dicatat di dalam kertas grafik. Pada tahun 1929 log resistivitas elektrik

dikenalkan pada skala komersial di Venezuela, Amerika Serikat dan Rusia. Dalam

perkembangan selanjutnya well logging digunakan untuk korelasi dan identifikasi

hydrocarbon. Perekam data filmnya kemudian dikembangkan pada tahun 1936

dengan kurva SN,LN dan LAT. Untuk penentuan kedalaman dalam geofisika well

logging dikembangkan pada tahun 1930. Kemudian log gamma ray dan log neutron

mulai digunakan pada tahun 1941.

Era Log sendiri dapat dibagi menjadi 3 era , yaitu :

1. Tahun 1925-1945 , adalah ES (Electrical Survey) Log , Log ini dijalankan dengan

tool yang sederhana dan susah untuk di interpresentasikan

2. Tahun 1945-1970 , dimana peralatan utama telah ditingkatkan. Resolusi semakin baik

dan penetrasi lubang semakin bervariasi. Variasi acoustic dan Nuclear

dikembangkan sehingga kemampuan dan akurasi bertambah.

3. Era ketiga dimulai sekitar tahun 1970 , dimana kedatangan komputer memungkin

analisa data yang jauh lebih baik . Logging truck sudah dilengkapi dengan komputer

memungkinkan perhitungan hasil logging di wellsite. Disaat yang sama , logging

mulai bisa dikombinasikan,sehingga satu set logging bisa dilakukan pada sekali

jalan.

Secara garis besar , tujuan atau hal yang ingin kita dapatkan ketika melakukan

logging antara lain :

Identifikasi tipe formasi dan litologi yang dibor

Identifikasi zona yang porous dan permeabel

Memastikan keberadaan hidrokarbon sampai pada tahap membedakan jenis

hidrokarbon tersebut apakah minyak atau gas

Neutron Log

Neutron log adalah salah satu dari sekian teknik logging yang menggunakan prinsip

radioaktif. Radioaktivitas pertama kali ditemukan pada tahun 1896 oleh ilmuwan

Perancis Henri Becquerel ketika sedang bekerja dengan material fosforen. Material

semacam ini akan berpendar di tempat gelap setelah sebelumnya mendapat paparan

cahaya, dan dia berfikir pendaran yang dihasilkan tabung katode oleh sinar-X

mungkin berhubungan dengan fosforesensi. Karenanya ia membungkus sebuah

pelat foto dengan kertas hitam dan menempatkan beragam material fosforen

diatasnya. Kesemuanya tidak menunjukkan hasil sampai ketika ia menggunakan

garam uranium. Terjadi bintik hitam pekat pada pelat foto ketika ia menggunakan

garam uranium tesebut.

Pada dasarnya neutron log direncanakan untuk menentukan porositas total

batuan tanpa melihat apakah pori-porinya diisi oleh hidrokarbon atau air formasi.

Log ini dapat digunakan untuk kondisi cased hole maupun open hole, tetapi

yang umum dipakai adalah open hole karena untuk penggunaan cased hole harus

dikoreksi. Log ini dapat digunakan pada semua jenis lumpur maupun gas filled hole.

Variasi ukuran lubang bor dan semen di belakang casing akan mengurangi ketelitian

neutron log.

Log neutron merekam Hidrogen index (HI) dari formasi. HI merupakan

indikator kelimpahan kandungan hidrogen dalam formasi. Satuan pengukuran

dinyatakan dalam satuan PU (Porosity Unit) (Rider, 1996). Prinsip kerja dari log ini

adalah menembakan partikel neutron berenergi tinggi ke dalam formasi, tumbukan

neutron dengan atom H (dengan asumsi atom H berasal dari HC atau air) akan

menyebabkan energi neutron melemah, kemudian detektor akan mengukur jumlah

partikel neutron yang kembali dari formasi. Semakin banyak atom H dalam formasi,

maka partikel neutron yang kembali akan semakin sedikit. Batubara pada log

neutron biasanya akan memberikan respon defleksi yang relatif lebih besar

dibandingkan dengan batupasir, karena batubra lebih kompak (densitas batuan

besar) daripada batupasir.

Besarnya porositas batuan sama dengan jumlah energi netron yang hilang,

karena atom hidrogen berkonsentrasi pada pori yang terisi fluida (water atau oil).

Pori yang terisi oleh gas akan memiliki pola kurva log netron akan lebih rendah dari

yang seharusnya (gas effect). Hal ini terjadi karena konsentrasi hidrogen dalam gas

lebih kecil dibandingkan pada minyak dan air.

Prinsip Kerja

Sumber pelepas atom neutron dan dua detektor perekam dipasang pada suatu alat

dan ditempelkan pada dinding sumur.

Atom neutron ditembakkan ke formasi sehingga menabrak atom-atom yang

dikandung oleh batuan, atom-atom yang bertabrakan tersebut akan melemah

energinya.

Gambar 1 , Alat density dan Neutron

Detector akan menghitung atom neutron yang kembali dari formasi sehingga dapat

diketahui banyaknya atom H dalam formasi, semakin banyak atom H dalam formasi

maka atom H yang kembali semakin sedikit.

Fungsi neutron log:

1. Untuk menentukan porositas total.

2. Untuk mendeteksi adanya formasi gas setelah dikombinasikan porosity tool

lainnya (Density Log).

3. Untuk penentuan korelasi batuan

Faktor yang berpengaruh terhadap kurva ØN adalah:

1. Shale / clay.

Mempunyai porositas yang besar (sekitar 30% - 50% - ØN), tetapi

permeabilitasnya mendekati 0 dimana pori – porinya jenuh oleh air asin.

Menunjukan porositas yang besar karena shale mengandung ion H yang

besar.

2. Kekompakan Batuan

Batuan kompak dimana mempunyai porositas mendekati 0% berpengaruh

menurunkan harga ØN hingga harga minimum.

3. Kandungan Air Asin / Tawar

Kandungan air asin / tawar dalam batuan akan memperbesar ØN ke harga

mendekati porositas yang sebenarnya.

4. Kandungan Minyak

Karena prosentase air sedikit dalam batuan yang didominasi minyak, maka

ØN batuan akan turun.

5. Kandungan Gas

Lapisan mengandung gas adalah paling sedikit mengandung air (kalau ada),

sehingga harga porositasnya mendekati batuan sangat kompak.

Gambar 2 , Respon Neutron diberbagai lithologies

Jenis-jenis neuron log :

1. Thermal Neutron Log, digunakan secara optimal untuk formasi non shaly yang

mengandung liquid dengan porositas antara 1 % – 10 %.

2. Sidewall Neutron Porosity Log (SNP), menggunakan satu detektor ephitermal.

Kondisi optimum operasi pada formasi non shaly yang mengandung liquid

dengan porositas kurang dari 30 %.

3. Compensated Neutron Log Tool (CNT), merupakan pengembangan dari kedua

alat sebelumnya, mencatat pengukuran porositas dari proses thermal dan

ephitermal.

4. Compensated Neutron Tool-G (CNT-G), merupakan perkembangan dari CNT,

menggunakan satu pasang detektor thermal dan detektor ephitermal.

Kelemahan CNT-G adalah kekuatan sumber neutron yang terbatas, hanya 16

Curie dikarenakan faktor keselamatan dan lingkungan.

5. Neutron Porosity Litho-density Tool (NPLT) menggunakan sumber radiasi

neutron buatan yang disebut minitron. NPLT diperkirakan akan menggantikan

CNT dan LDT di masa yang akan datang.

Gambar 3 , Compensated neutron Log Tool

Gambar 4 , Neutron Tool

Gambar 5 , Logging tool setelah dikombinasi (Resistivity , Neutron density) yang dipasang pada geo pilot

Gambar 6 ,Ion Accelator Neutron Generator

Gambar 7 , Tool Evolution

Study Kasus

Gambar 8 ,Hasil pembacaan Neutron Log

Prosedur Perhitungan

1. Tentukan lapisan yang prospek

2. Baca besarnya defleksi kurva Neutron (ØNlog) untuk setiap interval kedalaman

3. Tentukan besarnya harga ØNclay, yaitu porositas yang terbaca pada kurva

Neutron log lapisan clay yang terdekat dengan lapisan prospek (ditentukan

asiten).

4. Hitung besarnya ØN dengan persamaan berikut

N = 1.02 ØNlog + 0.0425

Dimana :

ØN = Porositas terbaca pada kurva NL

0.0425 = Koreksi terhadap limestone formation

5. Hitung besarnya ØN koreksi (ØNc) terhadap kandungan shale / clay dengan

persamaan:

Nc = ØN - (Vclay x ØNclay)

Dimana :

ØN = Porositas neutron

Vclay = Volume clay (dari GR log)

III.2.4. Langkah pehitungan

1. Kedalaman 1201 ft

2. Membaca besarnya defleksi kurva Neutron (ØNlog).

Nilai ØNlog dapat dilihat pada kurva neutron log. Dari kurva didapat nilai

ØNlog adalah sebesar 0,49

3. Menentukan besarnya harga ØNclay

Nilai ØNclay adalah sebesar 0,4315

4. Menghitung besarnya ØN dengan persamaan berikut :

ØN = 1,02 ØNlog + 0,042

= 1,02 x 0,49 + 0,042

= 0.139

5. Menghitung besarnya ØN koreksi (ØNc) terhadap kandungan shale / clay

dengan persamaan:

(ØNc) = ØN - (Vclay x ØNclay)

= 0,3179 –( 1 x 0,4315)

= - 0,114

Kesimpulan

1. Neutron Log adalah salah satu jenis log radioaktif

2. Neutron log pada dasarnya direncanakan untuk menentukan porositas total batuan tanpa memandang apakah pori – porinya diisi oleh hidrokarbon atau air formasi

3. Prinsip kerjanya adalah dengan menembakan neutron ke dalam formasi secara kontinu dan merekam pantulan kembalinya

4. Faktor yang mempengaruhi pembacaan neutron log antara lain : Shale , Kandungan Gas , kekompakan batuan dan casing

5. Jenis tool pada neutron log antar lain Gamma ray neutron Tool (GNT) , Sidewall Neutron Porosity Tool (SNP) , Composated Neutron Tool (CNT) , dan Dual Neutron Tool

6. Pada Perhitungan akan dimasukkan faktor koreksi

Daftar Pustaka

Dr. Paul Glover. Petrophysics MSc Course Note

John T.Dewan, (1983). Essential Of Modern Open-Hole Log Interpretation.PennWells Books

www.halliburton.com , 5 Oktober 2012

Rommy Heraltutong, (2011). Neutron Log . Teknik Perminyakan UPN “Veteran” Yogyakarta

www.slb.com , 5 Oktober 2012

http://www.epgeology.com/petrophysics-f23/density-neutron-log-t451.html , Oktober 2012

http://www.weatherford.com/ , Wireline service , Desember 2012