GeostatistikSari

Geostatistik merupakan suatu jembatan antara statistik dan GIS. Analisis geostatistik

merupakan teknik geostatistik yang terfokus pada variable spasial, yaitu hubungan

antara variable yang diukur pada titik tertentu dengan variable yang sama diukur pada

titik dengan jarak tertentu dari titik pertama. Proses yang dilakukan dalam analisis

geostatistik adalah meregister seluruh data, mengeksplorasi data, membuat model,

melakukan diagnostic dan membandingkan model. Dalam aplikasi yang akan dijadikan

contoh pemodelan geologi yaitu pada lapangan gas Natuna di Laut Natuna yang

meliputi data peta porositas, permeabilitas, saturasi, dan net to gross yang dipakai

untuk menghitung volumetric dan simulasi reservoir.

Pendahuluan

Tujuan dari pemodelan pada industri perminyakan adalah tentu saja untuk membuat

model dari reservoir minyak dan gas. Model ini sangat berguna untuk mendapatkan

perseujuan dari pemerintah dalam hal ini pemerintah akan juga mempertimbangkan

aspek ekonomi berdasarkan model yang dibuat (Tyson and Math, 2009). Daerah

konsesi Natuna terletak sekitar 225 km timur laut Pulau Natuna di laut Natuna bagian

timur. Analisis mendalam dan terintegrasi dengan geostatistik sangat diperlukan untuk

dapat membuat model geologi detail untuk analisa fasies dan peta porositas untuk

tujuan determinasi dan input pada model simulasi reservoir.

Proses Analisis Geostatistik

Dalam proses analisis yang pertama perlu dilakukan adalah meregister seluruh data

yang diperlukan. Hal ini sagat penting dilakukan untuk dapat menggunakan data –

data tersebut pada tahapan selanjutnya. Kompatibilitas data untuk dapat dianalisis

lebih lanjut apabila menggunakan GIS tentu sangat penting. Data digital akan

memudahkan dengan penggunaan work station. Langkah – langkah analisa yang harus

dilakukan meliputi:

1. Eksplorasi Data

Pemahaman yang menyeluruh dan dalam pada data yang ada sangat diperlukan untuk

dapat menganalisis. Eksplorasi dari pendistribusian data, melihat batasan – batasan

secara global dan lokal, melihat pola –pola global, memeriksa korelasi spasial, dan

memahami kovariasi dari berbagai data.

2. Pembuatan Model

Pada mulanya geostatistik merupakan sinonim dari “kriging”. Tetapi kemudian dalam

perkembangannya juga meliputi metode deterministic. Metode deterministik tidak

memiliki penilaian untuk kesalahan prediksi, tidak ada asumsi untuk data sedangkan

metode kriging memiliki penilaian untuk kesalahan prediksi dan mengasumsikan data

dari proses stokastik. Peta yang dihasilkan dapat berupa peta prediksi (peta

interpolasi), peta standar eror, peta Quantile, peta probability.

3. Melakukan Diagnostik

Sebelum menghasilkan hasil akhir harus kita ketahui dahulu seberapa bagusnya

prediksi nilai di tempat yang tidak memiliki data real. Dalam pemodelan geologi

khususnya pemodelan reservoir, model yang baik akan memiliki satu kualitas yang

sederhana yaitu: harus menyediakan prediksi yang baik dari perilaku reservoir untuk

merespon keadaan (Tyson and Math, 2009).

Untuk prediksi yang baik harus memiliki prediksi mean eror yang mendekati nol, RMS

(root-mean-square) yang lebih kecil lebih baik. Apabila estimasi rata – rata standar eror

dibandingkan dengan prediksi eror RMS sama maka prediksi bagus, apabila <1 maka

overestimate dan apabila >1 maka underestimate.

4. Membandingkan Model

Beberapa model yang dihasilkan dari beberapa perlakuan harus dibandingkan untuk

melihat mana yang lebih baik. Penggunaan cross validation statistic sangat membantu

dalam pembandingan ini. Aturan – aturan dasar sebelumnya untuk prediksi yang baik

masih digunakan juga untuk pembandingan model.

Peta Fasies Seismik dan Analisis Fasies Deposisi

Untuk pembuatan peta fasies seismik tiap sikuen data yang diperlukan adalah

geometri refleksi internal dan hubungannya dengan batas sikuen, tambahan atribut

seismik seperti amplitude dan continuity juga diidentifikasi (Dunn et al, 1996).

Fasies deposisi diidentifikasi dari karakter seismiknya dan deskripsi litofasies yang

dikalibrasi dari core dan analisis log. Untuk mengidentifikasi karakter seismik sekarang

ini dibutuhkan seorang interpreter modern. Tantangannya adalah untuk

mengintegrasikan prediksi kuantitatif, kenampakan dan pengukuran dari data seismic

ke dalam deskripsi reservoir statis dan model reservoir dinamis melalui seismic 3D dan

4D (Hargrave et al, 2003).

Beberapa teknik interpretasi seismic dalam yang dikemukakan Mair et al, (2003)

adalah sebagai berikut:

1. Menggunakan multiple atribut untuk interpretasi sesar dan penjelajahan

permukaan.

2. Manipulasi data (scanning dan slicing)

3. Interpretasi seluruh sesar yang ada.

Pengolahan data dengan menggunakan analisis geostatistik menghasilkan peta fasies

seismic dan peta fasies deposisi seperti terlihat pada lampiran.

Peta Penyebaran Porositas

Untuk pembuatan peta penyebaran porositas digunakan data porositas dari data

sumur dan kecepatan seismic. Pengolahan dari data yang ada menghasilkan peta

seperti pada lampiran. Pola kontur pada peta porositas jelas memperlihatkan bahwa

interpretasi porositas pada reservoir sangat dipengaruhi oleh fasies deposisinya (Dunn

et al, 1996).

Kesimpulan

Analisis geostatic sangat diperlukan dalam pemodelan geologi. Dengan penggunaan

statistic dapat diprediksi nilai dari daerah yang tidak memiliki data real sehingga dapat

dibuat hasil prediksi yang mendekati nilai penyebaran sebenarnya. Dari data beberapa

sayatan seismic dapat dibuat peta fasies seismic dan analisa fasies deposisi.

Sedangkan untuk pembuatan peta penyebaran porositas digunakan dari beberapa

data sumur dan analisa kecepatan seismic.http://rduno.blogspot.com/2013/07/geostatistik.html

PEMODELAN GEOLOGI RESERVOIR MINYAK BUMI

Pemodelan geologi atau lebih dikenal dengan

nama Geomodeling merupakan aplikasi ilmu yang

memberikan gambaran komputasi dari bagian kerak bumi

berdasarkan data geofisik dan observasi geologi yang telah

dilakukan dan bawah permukaan bumi. Pemodelan geologi

sangat berhubungan dengan disiplin ilmu geologi seperti

geologi struktur, sedimentologi, stratigrafi, dan diagenesis.

Sebuah pemodelan geologi memiliki nilai numerik tiga

dimensi yang dilengkapi deskripsi fisik daerah penelitian.

Hasil dari pemodelan geologi dapat digunakan sebagai

data tambahan yang penting dalam mitigasi bencana

geologi dan pengelolaan sumber daya alam, sebagai

contoh dalam industri minyak dan gasbumi, pemodelan

reservoir yang realistik sangat dibutuhkan sebagai input

dalam program simulasi dan memprediksi respon batuan

dalam proses eksplorasi, karena kesalahan yang terjadi

pada saat eksplorasi dapat menghambat produksi

hidrokarbon. Penggunaan model geologi dan simulasi

reservoir memberikan kesempatan bagi ahli geologi untuk

mengidentifikasi daerah yang potensial dan ekonomis

dengan lebih baik.

Formasi geologi dalam bentuk dua dimensi dibentuk

oleh poligon – poligon yang merepresentasikan patahan

ataupun ketidakselarasan dan dibatasi oleh permukaan

yang sudah di-grid. Pemodelan geologi umumnya meliputi

beberapa langkah, yaitu:

1.                           Analisis awal yang berkaitan dengan geologi pada

daerah penelitian.

2.                           Interpretasi data yang tersedia dan observasi.

3.        Pemodelan struktur yang menggambarkan batas

batuan (horizon, unconformity, intrusi, dan patahan).

2.9  Komponen Pemodelan Geologi

       Pemodelan geologi terbagi menjadi beberapa

komponen yang akan menghasilkan gambaran 3 dimensi

sesuai tujuan awalnya. Komponen tersebut terbagi menjadi

:

a.)      Kerangka Struktural

Penggabungan posisi spasial dari batas formasi, meliputi

efek patahan, lipatan, dan erosi (unconformity). Bagian

stratigrafi yang penting akan dibagi lebih jauh lagi menjadi

lapisan – lapisan, yang terdiri dari sel berhubungan dengan

batas permukaan (paralel ke atas, paralel ke bawah,

proporsional).

b.)      Tipe Batuan

Setiap sel dalam model ditentukan berdasarkan jenis

batuannya, sebagai contoh pada lingkungan pantai, air laut

dengan energi yang tinggi mampu membawa sedimen

pasir sampai ke daerah shoreface bagian atas, air laut

dengan energi medium hanya mampu membawa partikel

pasir sampai ke shoreface bagian bawah dan membentuk

batupasir yang diselingi kehadiran serpih, sedangkan air

laut dengan energi rendah hanya mampu membawa

partikel serpih atau lanau untuk diendapkan pada bagian

transisi offshore. Penyebaran tipe batuan tersebut dikontrol

oleh beberapa metode, seperti poligon ataupun

penempatan statistik berdasarkan jarak terdekat dengan

sumur.

c.)      Kualitas Reservoir

Parameter kualitas reservoir hampir selalu dihubungkan

dengan porositas dan permeabilitas, faktor sementasi,

serta faktor yang memengaruhi penyimpanan dan

kemampuan mengalirkan fluida dalam pori batuan. Teknik

geostatistik sering digunakan untuk menginterpretasikan

nilai porositas dan permeabilitas berdasarkan sel tipe

batuan.

d.)     Saturasi Fluida

Dalam industri energi, minyak dan gas alam merupakan

fluida yang paling umum untuk dimodelkan. Metoda khusus

untuk perhitungan saturasi hidrokarbon dalam model

geologi menggabungkan perkiraan ukuran pori, densitas

fluida, dan tinggi sel di atas kontak air.

e.)      Geostatistik

Bagian terpenting dari pemodelan geologi ialah geostatistik

yang akan menyusun observasi data yang ada. Teknik

yang biasa digunakan secara luas ialah kriging yang

mengunakan korelasi spasial antar data dan bertujuan

untuk membangun interpolasi via semi – varogram. Untuk

mereproduksi varibilitas spasial yang lebih realistis dan

membantu menilai ketidakpastian antar data, simulasi

geostatistik terkadang digunakan berdasarkan variogram,

atau parameter objek geologi.

Tujuan dari pemodelan geologi dalam industri minyak bumi

ialah untuk menciptakan model geologi reservoir minyak

dan gas bumi. Evaluasi model geologi merupakan hal yang

penting karena model geologi yang kurang tepat dapat

menghambat jalannya produksi. Sebuah model reservoir

yang tepat mampu memberikan informasi parameter

geologi tentang reservoir yang diteliti dan untuk dapat

mengartikan model dengan baik dapat dibantu dengan teori

yang berkaitan dengan pemodelan. Tyson dan Math (2009)

menjelaskan bahwa pemodelan reservoir yang tepat

mampu memberikan deskripsi mengenai paramater elemen

arsituktural fasies daerah penelitian, sebagai contoh pada

daerah barrier yang mengandung serpih dan pasir, serta

terdapat arah orientasi pengendapannya. Pada akhir tahun

1980 terdapat perbedaan pemahaman yang besar antara

karakteristik reservoir, pemahaman perilaku reservoir, dan

deskripsi reservoir, namun perlahan – lahan perbedaan ini

terhapuskan, dan ahli geologi sepakat untuk menambah

detil parameter reservoir sebagai salah satu langkah

meningkatkan pemahaman perilaku reservoir.

       Sebuah model yang tepat mampu memberikan respon

yang sama dengan reservoir daerah yang diteliti, dan untuk

sebuah reservoir dengan informasi yang terbatas akan

sangat sulit dibuat model yang dapat menyamai kondisi

reservoir asli, tetapi dapat saja dibuat sebuah model yang

didesain dengan spesifikasi yang berbeda dengan data –

data yang mendekati dengan aslinya.

2.11  Prasyarat untuk Model yang Tepat

       Langkah pertama yang paling penting dalam

merancang pemodelan ialah menentukan permasalahan

dalam pemodelan tersebut di mana ahli pemodelan jugalah

yang menemukan solusinya (Pattle Delamore, 2002).

Mendefinisikan permasalahan merupakan hal inti untuk

merancang sebuah model. Tyson (2009) mengatakan

bahwa dalam merancang sebuah model, semakin lengkap

data dasar yang dimiliki maka model yang dihasilkan

menjadi lebih spesifik dan lebih banyak model yang harus

dibangun dengan berbagai probabilitas serta solusinya.

Salah satu tujuan umum untuk membangun pemodelan

geologi ialah untuk mendapatkan data volumetrik yang

akurat dan menitikberatkan pada tingkat akurasi yang

mendetail dalam bentuk grid sel yang kecil, karena semakin

kecil grid sel maka akan semakin detail pemodelan yang

dibuat. Menurut Corbett dan Jensen (1992), cara terbaik

untuk meningkatkan akurasi prediksi volume adalah

dengan membuat model resolusi yang lebih rendah yang

berbeda dari konfigurasi patahan, horizon dan kontak

fluida, sedangkan meningkatkan resolusi model dengan sel

yang sangat kecil hanya akan meningkatkan ketelitian.

Beberapa tahun belakangan ini software pemodelan

geologi mendorong para ahli pemodelan untuk mengikuti

standar alur kerja, di mana terdapat beberapa keuntungan

yang didapatkan saat perancangan, karena banyaknya

pilihan kemungkinan dan jumlah error yang perlu diperbaiki

yang berkurang secara signifikan. Ada beberapa langkah

evaluasi yang perlu diperhatikan secara cermat dalam

pengerjaan pemodelan geologi, yaitu:

1.)      Menentukan permasalahan, atau mengajukan

hipotesis,

2.)      Mendesain percobaan,

3.)      Menjalankan percobaan berulang – ulang,

4.)      Mengumpulkan hasil percobaan.

Hipotesis, prediksi, dan verifikasi percobaan telah

dibuktikan sebagai sebuah alur kerja yang kuat untuk

meneliti hal – hal yang belum diketahui (Popper, 1959).

Sebuah reservoir dapat diibaratkan sebagai sebuah badan

ilmu pengetahuan ilmiah dan terdapat berbagai cara untuk

mengolah untuk mendapatkan hipotesis, seperti: “

Reservoir A memiliki sedikitnya 1juta barrel minyak”,

“Rekahan pada reservoir B berfungsi sebagai permeabilitas

anisotrop”. Setiap hipotesis yang muncul dapat dicek

kembali dengan sebuah percobaan atau simulasi, tentunya

dibantu dengan pemodelan geologi.

2.13 Proses – Proses Pemodelan Geologi

       Pemodelan reservoir merupakan salah satu hal yang

penting sebelum melakukan eksploitasi, karena pada

proses pemodelan reservoir tersebut akan menghasilkan

sebuah model penyebaran porositas dan permeabilitas dari

lapangan produksi. Hasil dari pemodelan reservoir tersebut

dapat digunakan sebagai acuan maupun prediksi yang

lebih akurat dalam memperkirakan jumlah cadangan

minyak dan gasbumi dan peramalan produksi yang dapat

menunjang optimalisasi produksi seperti penentuan titik

lokasi pemboran.

       Proses pemodelan reservoir ini terdiri dari beberapa

tahap yang saling berlanjut satu sama lainnya. Secara

garis besar pembuatan pemodelan geologi reservoir ini

terdiri dari beberapa langkah, yaitu:

1.)      Korelasi Sumur (Well Corelation)

Tahapan korelasi sumur ini meliputi pembuatan alur sumur, well top, curve

filling. Proses ini dilakukan sebagai tahapan dasar dan untuk mengetahui

stratigrafi sikuen, stratigrafi serta struktur yang berkerja pada lapangan penelitian. 

2.)      Pemodelan Patahan (Fault Modeling)

Pemodelan patahan merupakan proses penyempurnaan

patahan untuk diproses lebih lanjut menjadi grid patahan

dalam bentuk tiga dimensi. Gambar 2.2 merupakan contoh

pemodelan patahan dengan menggunakan key pillar dalam

perangkat lunak Petrel. Letak key pillars akan disesuaikan

sesuai dengan letak patahan pada tiap lapisan pasir.

Proses pemodelan patahan ini berguna untuk

menyempurnakan letak struktur yang berkerja serta

pembuatan horizon, zona, dan lapisan.

3.)      Pillar Gridding

Pillar gridding merupakan proses pembuatan kerangka

kerja. Semakin kecil ukuran grid maka akan model yang

dibuat akan semakin teliti. Gambar 2.3 menunjukkan

contoh pillar gridding dalam Petrel yang terbagi menjadi

grid kerangka bagian atas, bagian tengah, dan bagian

bawah yang terhubung dengan key pillar. 

4)Pembuatan Horison (Make Horizons)

Pembuatan horison stratigrafi merupakan langkah akhir

dalam pemodelan struktur. Jumlah horison yang dibuat

disesuaikan berdasarkan jumlah lapisan pasir yang akan

dimodelkan, dan dalam pemodelan yang akan dilakukan

dibuat 5 lapisan horison pasir yaitu, horison sand-35-1.

5.)      Pembuatan Zona (Make Zones)

Pembuatan zona dilakukan untuk memisahkan lapisan

target pasir bagian atas dengan lapisan target pasir bagian

bawah, sehingga nantinya akan terbagi zonasi bagian atas

dan bawah lapisan pasir.

6.)      Pembagian Lapisan Target (Layering)

Langkah akhir dalam pemodelan struktural adalah

pembagian lapisan target (layering) yang dimulai dari

pemodelan patahan, pillar gridding, pembuatan horison dan

zona. Pembagian lapisan target pasir termasuk ke dalam

proses penting dalam pemodelan struktural pemodelan

karena akan berkaitan dengan perhitungan nilai porositas

dan permeabilitas yang akan dimodelkan. 

Jumlah lapisan pasir yang dibagi berbeda antara satu

tubuh pasir dengan yang lain. Pembagian ini berdasarkan

ketebalan antar ketebalan yang dimiliki dan berfungsi untuk

memisahkan bagian serpih dalam tubuh pasir. Jumlah

lapisan pasir yang tidak sesuai akan mengakibatkan

masuknya serpih ke dalam lapisan pasir dan

mempengaruhi perhitungan porositas serta permeabilitas.

7.)      Variogram

Variogram merupakan perangkat statistik untuk interpolasi

antara dua atau lebih data yang bersifat pembobotan.

Dalam variogram ada beberapa hal yang perlu

diperhatikan, seperti metode yang akan digunakan, arah

mayor dan minor, bentuk variogram yang menunjukkan

jenis reservoir homogen atau heterogen.

8.)      Pemodelan Fasies (Facies Modeling)

Pemodelan fasies merupakan penggambaran atau ilustrasi

dari fasies yang berada pada lapangan penelitian sehingga

nantinya akan diketahui penyebaran dan hubungan

porositas serta permeabilitasnya.

9.)      Pemodelan Petrofisis (Petrophysical Modeling)

Pemodelan petrofisik ini terbagi menjadi pemodelan

porositas, permeabilitas, dan kontak hidrokarbon.

Pemodelan porositas akan mengacu kepada pemodelan

fasies yang telah dilakukan dan membantu dalam

mengenali daerah yang memiliki porositas baik dan yang

buruk. Daerah dengan porositas baik umumnya merupakan

refleksi dari penyebaran sand reservoir, dan daerah

dengan porositas buruk merupakan refleksi dari

penyebaran sand non reservoir dan serpih. Pemodelan

porositas akan menjadi refleksi untuk penyebaran

permeabilitas, karena Petrel akan membaca daerah yang

berporositas baik akan memiliki permeabilitas yang baik

pula. Hal ini akan terlihat pada peta penyebaran yang

dihasilkan, di mana peta permeabilitas tidak akan berbeda

jauh dengan peta permeabilitas.

10.)      Pembuatan Kontak (Make Contact)

Pembuatan kontak dilakukan sebagai input dasar dalam

proses perhitungan volume. Proses pembuatan kontak ini

akan menunjukkan daerah penyebaran minyak atau gas

yang nantinya luas daerah tersbut dapat dihitung dengan

potensi hidrokarbon di dalamnya agar didapatkan jumlah

cadangan hidrokarbon yang tersimpan di dalamnya.

Gambar 2.12 merupakan contoh model penyebaran kontak

hidrokarbon pada suatu lapangan. Penyebaran kontak

hidrokarbon ini memiliki tiga warna, yaitu warna merah

yang mengindikasikan kandungan gas, warna hijau

mengidikasikan kandungan minyak, dan warna biru

mengindikasikan kandungan air.

11.)      Perhitungan Volume (Volume Calculation)

Tahap akhir merupakan perhitungan volume cadangan

hidrokarbon yang berada dalam reservoir. Hasil

perhitungan volume hidrokarbon tiap horizon akan berbeda

dikarenakan faktor penyebaran kontaknya.http://aryadhani.blogspot.com/2012/03/pemodelan-geologi-reservoir-minyak-

bumi.html

PETROLEUM PRODUCTION SYSTEMPendahuluan

Tugas utama dari seorang production engineer adalah memaksimalkan produksi minyak dan gas semaksimal mungkin dan dengan biaya yang seminimal mungkin. Sehingga pengetahuan yang mendalam tentang oil and production system menjadi sangat penting. Dan pada bagian ini kita akan mendiskusikan tentang tentang oil and gas production system.Seperti pada gambar 1.1 di bawah, suatu oil anda gas production system yang lengkap terdiri dari reservoir, well, flowline, separator, pump, dan transportation pipelines. Reservoir menyuplai wellbore dengan crude oil atau gas. Kemudian well menyediakan fasilitas untuk mentransfer oil atau gas tersebut dari bawah permukaan ke atas permukaan dan mengontrol laju produksi. Berikutnya flowline akan membawa oil or gas ke separator. Separator akan memisahkan oil, gas dan water. Pumps dan compressor digunakan untuk mentransport oil atau gas menggunakan pipelines.

ReservoirReservoir adalah bagian dari perangkap bawah permukaan baik struktural

maupun stratigrafis yang berupa bentukan (formasi) batuan batupasir atau karbonat yang bersifat porous sehingga dapat mengandung minyak/gas dan permeabel sehingga dapat mengalirkan minyak/gas tersebut.

Jenis reservoir berdasarkan diagram fasa.

Reservoir minyak

Reservoir gas

Reservoir gas condensate (retrograde)

Adapun mekanisme pendorongan dalam seuah reservoir dapat berupaSolution gas driveGas cap driveWater driveSegregation driveCombination

WellSebuah well, seperti pada gambar Gambar 1.6 tersusun dari casings, tubing, packer, down-hole choke, wellhead, Cristmass tree, dan surface choke.

SeparatorUmumnya suatu fluida yang terproduksi dari dalam reservoir masih dalam keadaan tercampur antara oil, gas, dan air. Sehingga diperlukanlah suatu separator untuk memisahkannya. Ada 3 jenis separator yang umum dipakai dalam dunia perminyakan, yaitu : separator horizontal, separator vertical dan separator spherical. Pemilihan jenis separator yang akan digunakan ini tergantung dari keekonomian, karakteristik dari fuida yang akan dipisahkan, lokasi / ruang dimana ia kan diletakkan.PipelinesSebagaimana telah kita ketahui, pipeline ini berfungsi untuk mentranportasikan crude oil, natural gas, dan produk turunannya dari suatu tempat ke tempat lain. Tranport dengan menggunakan pipelines ini lebih menguntungkan secara ekonomi karena ia bersifat continue, tahan lama dan dapat mentransport fluid dalam jumlah yang besar dengan rate yang relative constant.http://zulfikariseorengineer.blogspot.com/2011/05/petroleum-production-system.html