PENENTUAN ZONASI FLOW UNIT BERDASARKAN ANALISIS ...

PENENTUAN ZONASI FLOW UNIT BERDASARKAN ANALISIS

PETROFISIKA PADA RESERVOAR KARBONAT STUDI KASUS

LAPANGAN X

Triaji Adi Harsanto

Program Studi Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas

Indonesia, Depok, Jawa Barat, Indonesia

E-mail: [email protected]

Abstrak

Dalam studi ini, dilakukan identifikasi interkoneksi antar sumur berdasarkan konsep evaluasi flow unit dan bekerja

berdasarkan fungsi bobot dari masing – masing parameter petrofisika. Terdapat limadata sumur yang mana

digunakan sebagai data utama dalam studi ini. Selain itu juga tersedia data core yang digunakan sebagai pengontrol

dari nilai properti petrofisika yang dihasilkan. Inversi AI juga tersedia pada penelitian ini sebagai data utama yang

digunakan untuk interpolasi permeabilitas antar sumur. Interpretasi dilakukan pada penampang seismik composite

line dan objek dalam studi ini berupa reservoar karbonat yang berada pada Formasi Batu Raja, Lapangan X, Jawa

Barat Utara. Studi yang dilakukan meliputi perhitungan nilai properti petrofisika serta analisis permeabilitas formasi

berdasarkan evaluasi flow unit. Hasil pemodelan akan menunjukkan bahwa sumur yang memiliki koneksi satu sama

lain akan berada pada klaster flow unit 1 dengan rentang permeabilitas 39.24 - 84.06 milidarsi dengan indikasi aliran

fluida yang tinggi.

Kata Kunci : Karbonat, Evaluasi flow unit, Permeabilitas

Flow Unit Zonation Determination Based on Petrophysical Analysis for

Carbonate Reservoir Case Study, X Field

Abstract

In this study , identification the interconnections between wells based on flow unit evaluation concept were

performed and work on each petrophysical parameter function. There are five wells data which used as the main

data in this study. Core data is also available as controller of calculated petrophysical property. Acoustic Impedance

Inversion is also available as main data to do the permeability interpolation between wells. Interpretation performed

on a cross section of seismic composite line and the object in this study is carbonate reservoir located in North West

Java, Baturaja Formation, X Field. Study was conducted on the petrophysical property and formation permeability

analysis based on flow unit evaluation by FZI calculation from permeability and porosity core which is derived from

conventional core analysis. Modeling result will show that the well-connected to each other will be on flow unit 1

cluster with 39.24 – 84.06 millidarcy permeability interval with high fluid flow indicated.

Keywords : Carbonate, flow unit, Permeability

Penentuan zonasi..., Triaji Adi Harsanto, FMIPA, 2014

mailto:[email protected]

Pendahuluan

Pada era global seperti sekarang ini, kebutuhan masyarakat Indonesia akan sumber daya

energi sangatlah tinggi untuk pemenuhan kebutuhan sehari-hari. Salah satu sumber daya energi

yang paling dibutuhkan masyarakat saat ini adalah hidrokarbon yang terdiri dari minyak bumi

dan gas. Untuk itu, di dalam industri minyak bumi dan gas ini dibutuhkan teknologi yang tepat

untuk memprediksi keberadaan potensi hidrokarbon yang berada di bawah permukaan bumi.

Karakterisasi reservoar saat ini menjadi metode yang dipilih pada banyak perusahaan migas.

Dalam hal mengkarakterisasi suatu reservoar, terdapat banyak metode lagi yang mana dalam

penggunaannya dapat disesuaikan dengan objek lapangan yang diteliti tersebut. Namun

penurunan produksi hidrokarbon semakin menurun seiring berjalannya waktu akibat

pemanfaatan hidrokarbon secara kontinyu. Oleh karena itu dibutuhkan teknologi yang dapat

mengetahui koneksi antar sumur dengan harapan dapat mengembalikan tingkat produksi

hidrokarbon yang menurun. Dalam penelitian ini akan dilakukan pengamatan terhadap suatu

reservoar karbonat berdasarkan aliran fluida yang terkandung di dalamnya sehingga penentuan

zona hidrokarbon di dalam reservoar menjadi lebih akurat.

Dengan adanya studi analisis petrofisika dan evaluasi aliran fluida, maka karakterisasi

reservoar semakin mudah dilakukan, dan menghasilkan informasi yang minim tingkat

ambiguitasnya. Hasil akhir dari analisis petrofisika dan evaluasi aliran fluida ini adalah

interkoneksi antar sumur berdasarkan pendeskripsian zonasi aliran fluida di dalam reservoar

yang terkoneksi satu sama lain.


Tinjauan Pustaka

Log gamma-ray

Kurva GR merupakan hasil rekaman dari kandungan unsur radioaktif seperti uranium (U),

potassium (K) dan thorium (Th) yang terdapat didalam formasi batuan.

Log Resistivity

Untuk menentukan nilai dari saturasi hidrokarbon, resistivitas dari suatu formasi merupakan

kunci utamanya. Resistivitas atau tahanan merupakan kemampuan dari suatu materi untuk

menahan adanya aliran listrik yang akan melewatinya.

Log Sonik

Log sonik merupakan jenis alat log porositas yang pertama. Terciptanya alat ini dilatar belakangi

dengan pengetahuan bahwa setiap benda padat dapat menyalurkan gelombang akustik.

Gelombang akustik atau gelombang sonik merupakan jenis dari gelombang mekanik yang dapat

menjalar pada medium padat, cair, dan gas.

Log Densitas

Alat log densitas berikut ini menggunakan prinsip adanya interaksi dari radiasi gelombang

elektromagnetik. Dengan menggunakan sinar gamma yang memiliki energi sangat tinggi yang

ditembakkan pada suatu formasi batuan dalam lubang pemboran, sehingga menimbulkan

interaksi seperti efek fotolistrik, efek compton dan produksi kembar. Sinar gamma yang

ditembakkan ke dalam suatu formasi dapat menendang elektron – elektron yang ada dalam suatu

formasi batuan, sehingga elektron tersebut memiliki energy yang cukup untuk tereksitasi dan

kemudian menjadi electron bebas. Sinar gamma akan terus menendang elektron – electron yang

ada hingga energi nya semakin melemah dan kemudian terserap secara keseluruhan. Jumlah

elektron yang tereksitasi merupakan fungsi dari energi sinar gamma dan jenis mineral.

Log Neutron

Alat log neutron merupakan suatu alat nuklir yang memiliki kecepatan logging yang sama

dengan alat log yang berdasarkan prinsip radioaktif, yaitu log densitas dan log GR. Dengan

mengemisikan sumber partikel tak bermuatan, dalam hal ini neutron ke dalam suatu formasi,

sehingga menyebabkan suatu interaksi yang bersifat mekanik seperti tumbukan elastik,

tumbukan inelastik dan produksi kembar. Partikel neutron mengalami tumbukan dengan inti


atom yang terdapat didalam suatu formasi batuan, sehingga ketika tumbukan yang terjadi bersifat

elastik maka sebagian energi pada partikel neutron diberikan ke inti atom, sehingga inti atom

terpental dan partikel neutron dihamburkan. Tumbukan elastic terjadi bila atom yang ditumbuk

memunyai masa yang sama atau hampir sama dengan massa neutron, misalnya hidrogen.

Kandungan Lempung

Merupakan fraksi volume antara volume lempung yang terkandung dengan volume total formasi.

Evaluasi kandungan lempung di dalam formasi dapat di dapatkan melalui log sinar gamma

maupun kurva ganda dari log densitas dan neutron. Namun, log sinar gamma yang paling efektif

digunakan untuk menghitung kandungan lempung karena lempung biasanya mengandung unsur

radioaktif yang lebih banyak dibandingkan dengan sandstone atau karbonat.

Porositas

Ditandai dengan ϕ adalah bagian dari volume total batuan yang berpori dan tidak terisi oleh

benda padat (Harsono, 1997). Besarnya porositas dari suatu formasi tergantung pada ukuran,

bentuk butiran dan distribusi butiran (sortasi).

Saturasi Air

Saturasi air adalah bagian ruang pori yang terisi air atau volume pori batuan yang terisi oleh air,

sedangkan bagian yang terisi oleh hidrokarbon disebut dengan saturasi hidrokarbon (Sh) yang

memiliki nilai (1-Sw) (Harsono, 1997). Mula-mula batuan terisi oleh air formasi, namun

kemudian terdesak oleh hidrokarbon yang mengalami proses migrasi.

Permeabilitas

Adalah kemampuan batuan untuk dapat dilewati oleh fluida. Permeabilitas memiliki keterkaitan

dengan porositas tetapi nilai permeabilitas dari suatu formasi tidak selalu bergantung pada nilai

porositasnya (Asquith dan Krygowski, 2004). Nilai permeabilitas dinyatakan dalam milidarci

(md) dimana nilai 1000 md adalah tinggi dan 1.0 md adalah rendah untuk ukuran produksi

(Harsono, 1997).


Flow Unit

Flow unit didefinisikan sebagai pemetaan pada sebagian dari volume total reservoir, dimana

kondisi geologi dan properties petrofisika dari reservoir tersebut mempengaruhi aliran fluida

didalam reservoir. (Ebanks, dkk, 1987)

Menurut Ebanks, dkk tahun 1987 Flow unit memiliki beberapa karakteristik diantaranya :

1. Flow unit terjadi pada volum spesifik dari reservoir yang heterogen serta tersaturasi oleh

fluida

2. Flow unit merupakan metode yang menggunakan korelasi dan pemetaan antar sumur

3. Pengenalan zonasi flow unit didalam reservoir menggunakan wireline log yang disertai

oleh data core.

Flow unit didalam reservoir memungkinkan untuk saling berinteraksi dengan aliran fluida

lainnya.

Stratigrafi Daerah Penelitian

Formasi Batu Raja

Formasi ini terendapkan secara selaras di atas Formasi Talang Akar. Pengendapan

Formasi Baturaja yang terdiri dari batugamping, baik yang berupa paparan maupun yang

berkembang sebagai reefbuildup manandai fase post rift yangs secara regional menutupi seluruh

sedimen klastik Formasi Talang Akar di Cekungan Jawa Barat Utara. Perkembangan

batugamping terumbu umumnya dijumpai pada daerah tinggian. Namun, sekarang diketahui

sebagai daerah dalaman. Formasi ini terbentuk pada Kala Miosen Awal–Miosen Tengah

(terutama dari asosiasi foraminifera). Lingkungan pembentukan formasi ini adalah pada kondisi

laut dangkal, air cukup jernih, sinar matahari ada (terutama dari melimpahnya foraminifera

Spriroclypens Sp).


Gambar 1. Stratigrafi daerah penelitian


Penyajian dan Pengolahan Data

Data-data yang digunakan dalam penelitian ini berupa data well log, data core, data 3D

PSTM seismik, data marker, dan data checkshot dari Lapangan X, Jawa Barat Utara. Sumur yang

digunakan pada penelitian ini berjumlah sebanyak lima buah sumur, yaitu sumur Well_1,

Well_3, Well_4, Well_5, Well_6. Kelima sumur masing-masing memiliki data well log sebagai

berikut :

Tabel 1. Data log 5 sumur

Well GR SP RHOB DT NPHI ILD

Well_1 Y Y Y - Y Y

Well_3 Y Y Y - Y Y

Well_4 Y Y Y - Y Y

Well_5 Y Y Y Y Y Y

Well_6 Y Y Y - Y Y

Dibawah ini merupakan workflow dari pengolahan data yang dilakukan pada studi ini :

Gambar 2. workflow pengolahan data


Berikut ini merupakan sebaran lokasi keempat sumur pada wilayah yang menjadi objek

penelitian :

Gambar 3. Base map lima sumur dari lapangan x

Zonasi

Tahapan zonasi ini bertujuan untuk melihat sebaran litologi dan untuk menentukan

dimana saja yang menjadi zona permeabel dan mengandung hidrokarbon atau yang menjadi zona

interest dari suatu sumur. Penentuan zona permeabel yang mengandung hidrokarbon dilakukan

dengan mengevaluasi sebaran litologi dari setiap sumur berdasarkan respon kurva log sumurnya.

Log yang digunakan dalam proses zonasi adalah log litologi seperti log gamma ray.

Selain menggunakan log-log litologi, digunakan juga log resistivitas dan porositas untuk

membantu dalam identifikasi fluida apa yang ada di dalam suatu formasi atau lapisan batuan.

Sehingga melalui evaluasi ketiga log ini dapat dibedakan dimana saja lapisan yang permeabel

dan impermeabel serta kandungan fluida apa yang ada di lapisan permeabel. Dengan log-log

tersebut dapat diidentifikasi dimana saja lapisan-lapisan yang dianggap prospek sebagai

reservoar hidrokarbon.


Gambar 4. zona interest berdasarkan kurva log

Evaluasi Kandungan Lempung

Pada penelitian ini, digunakan persamaan untuk menentukan kandungan lempung dengan

respon non-linier. Persamaan untuk menghitung kandungan lempung (volume shale) yang

digunakan adalah Persamaan Clavier sebagai berikut :

[ ( ) ] ⁄

Perhitungan Porositas

Perhitungan porositas dari formasi batuan ini dilakukan setelah evaluasi kandungan lempung.

Pada penelitian ini, model porositas yang digunakan untuk semua sumur adalah model porositas

neutron dan porositas density.

Perhitungan Saturasi Air

Untuk persamaan saturasi yang digunakan untuk kelima sumur ini adalah Indonesian equation.

Persamaan saturasi Indonesian equation yang digunakan karena formasi batuan dari zona

reservoar wilayah ini adalah shaly-carbonate (Formasi Batu Raja). Berikut adalah persamaan

saturasi Indonesian :

√ [ (

)

√ ⁄

√ ]

⁄


Perhitungan Permeabilitas

Pada penelitian ini, persamaan yang digunakan untuk menghitung nilai permeabilitas adalah

persamaan permeabilitas yang didapat dari korelasi antara core porosity dan core permeability.

Persamaan yang didapat digunakan untuk menghasilkan permeabilitas transform pada sumur

yang tidak memiliki data core.

Gambar 5. Korelasi porosity core vs permeability core

Evaluasi Flow Unit

Permeabilitas dan porositas yang telah dikontrol oleh data core kemudian dilanjutkan dengan

melakukan perhitungan RQI (Rock Quality Index) dengan persamaan sebagai berikut :

RQI = 0.0034√k/Ø

Dimana :

k = Permeabilitas

Ø = Porositas

RQI yang didapat kemudian digunakan untuk menghasilkan perhitungan FZI (Flow Zone

Indicator) dengan persamaan sebagai berikut :

FZI = RQI/ Ø

y = 0,0254e21,462x R² = 0,8753

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25

Porosity CoreVS Permeability

Porosity (Fraction)

Permeability (mD)


Heterogenitas dari batuan karbonat sangat bervariasi. Untuk mengklasifikasikan atau

membedakan tiap zona, evaluasi flow unit dilakukan menggunakan perhitungan FZI dan RQI

(Abrar, dkk, 2012).

Klasifikasi flow unit berdasarkan FZI dan RQI dapat dilakukan secara simultan. FZI yang

memiliki gradient yang sama mencerminkan klaster flow unit yang sama (Abrar, dkk, 2012).

Pada penelitian ini dilakukan proses rock typing sebelum melakukan klasterisasi flow unit

dengan melakukan cross-plot antara log gamma-ray dengan log density dengan hasil sebagai

berikut :

Gambar 6. Rock typing berdasarkan density vs gamma-ray dan cross section

Pengolahan Well-Seismic Tie

Well-seismic tie akan didapatkan informasi sebaran litologi dan struktur geologi dari

wilayah target yang baik secara horizontal. Hasil dari well-seismic tie juga sebagai justifikasi

serta memberikan gambaran yang jelas keberadaan sumur pada penampang seismik.

Pengolahan hasil inversi AI

Tahapan pengolahan hasil inversi AI (given) ini bertujuan untuk melakukan penyebaran

permeabilitas pada composite line dengan cara mendapatkan persamaan matematis dari korelasi

antara p-impedance dan permeabilitas pada sumur Well_5.


Hasil dan Pembahasan

Evaluasi kandungan lempung, porositas, saturasi air, dan permeabilitas

Tabel 2. Hasil perhitungan kandungan lempung, saturasi air, porositas, permeabilitas

Well Vsh (%) Sw (%) Porosity

(%) Permeability (md)

Well_1 9.3 7.3 29.8 40.23

Well_3 3.62 9.49 28 71.87

Well_4 4.53 21 25.5 49.52

Well_5 13.6 26.2 24.9 40.41

Well_6 19.8 20.6 13.7 50.1

Evaluasi Flow Unit

Berikut ini merupakan hasil klasterisasi flow unit dari plotting antara FZI

dengan jumlah sampel dan berdasarkan interval permeabilitas serta klaster FZI.

Gambar 7. Dua rock types berdasarkan perubahan gradien FZI

Berikut ini merupakan hasil klasterisasi flow unit berdasarkan penarikan gradien

FZI yang sama pada grafik FZI vs nomor sampel.


Tabel 3. Hasil klasterisasi flow unit

Flow

Unit FZI Interval

Perm Interval

(mD) Porosity Interval

(%) RQI

Sw

(%)

FU1 0.89 - 1.204 39.24 - 84.06 34.29 - 37.84 0.3051 - 0.4555 24.52

FU2 0.046 - 0.89 14.23 - 39.24 28.07 - 34.29 0.0129 - 0.3051 34.7

Dari hasil yang didapat dari gambar 7 dan tabel 3 maka dapat dianalisis

bahwa pada rentang interval permeabilitas 39.24 mD hingga 84.06 mD dapat

disebut sebagai bagian dari klaster flow unit 1 yang berarti pada zona tersebut

merupakan zona yang paling mudah untuk dilalui oleh fluida seperti hidrokarbon.

Hal yang sama juga berlaku pada rentang interval permeabilitas 14.23 mD hingga

39.24 mD dimana pada rentang interval tersebut dapat diklasterisasi sebagai

klaster flow unit 2 yang berarti pada rentang interval permeabilitas tersebut

merupakan zona yang sulit untuk dilalui fluida.

Persebaran Permeabilitas

Gambar 8. Picking horizon pada hasil inversi AI (given) pada composite line

Hasil inversi AI digunakan untuk melakukan persebaran permeabilitas

pada composite line dengan menggunakan tracemath pada software Hampson

Russell. Hasil persebaran permeabilitas pada composite line antar sumur dapat

dilihat pada gambar 9.


Gambar 9. High flow berdasarkan nilai m pada penampang permeabilitas

Pada hasil persebaran permeabilitas pada composite line di atas terlihat

bahwa seluruh sumur dari Well_4, Well_3, Well_1,Well_5, dan Well_6

terkoneksi dengan nilai permeabilitas 55mD dengan kata lain termasuk dalam

klaster flow unit 1. Pada gambar 9 terdapat indikasi terdapat zona aliran yang

tinggi karena factor nilai m yang relatif kecil. Hal ini sangat mendukung bahwa

seluruh sumur saling terkoneksi dengan ditandai adanya zona aliran tinggi pada

zona interest. Hal ini menunjukan bahwa terdapat indikasi keberadaan secondary

porosity yang terkoneksi, karena dalam sebuah eksplorasi hidrokarbon secondary

porosity yang terkoneksi merupakan prioritas utama dalam sebuah eksplorasi

disebabkan kemampuan mengalirkan fluida yang tinggi. Pada penelitian ini, nilai

m didapat dari data SCAL (Special Core Analysis) yang merupakan hasil dari

korelasi porositas core dan FF (Formation Factor).


Kesimpulan

Setelah dilakukan proses pengolahan data dan interpretasi data terhadap data log

sumur pada Lapangan X, terdapat beberapa kesimpulan yang diperoleh dari studi ini antara

lain :

1. Reservoar hidrokarbon antarsumur saling terkoneksi yaitu pada sumur Well_1,

Well_3, Well_4, Well_5, dan Well_6.

2. Terdapat secondary porosity pada zona interest, kemungkinan adalah fracture

porosity pada zona flow unit 1 berdasarkan permeabilitas tinggi dan porositas

yang relative rendah dan ditandai aliran yang tinggi dari nilai factor sementasi

(m<2).

3. Jenis lithofacies batuan karbonat yang terdapat pada zona interest yaitu packstone

dan grainstone.

4. Metode evaluasi flow unit sangat membantu dalam mencari koneksi antar sumur.

Saran

Berikut beberapa saran untuk penelitian selanjutnya :

1. Lakukan metode SPI untuk mendeterminasi keberadaan secondary porosity.

2. Untuk mengevaluasi flow unit, gunakan parameter tambahan yaitu capillary

pressure.

3. Lakukan perhitungan Rw menggunakan picket plot antara Rt dan PHIE.

Daftar Pustaka

Abrar, B., F. Wisaksono, A. Soendaroe, and Harkomoyo., .2012. Flow Unit Characterization

and Application of Matrix Exponential Value(‘M-Value’) to Identify Secondary

Porosity in Carbonates : A Successful Story to Identify By-Passed Oil and Increase

Oil Production. Jakarta : IPA Proc. 13 p.

Amaefule, J. O.,Atunbay, M., Tiab, D., Kersey, D. G., and Keelan, D., 1993, Enhanced

Reservoir Description: Using Core and Log Data to Identify Hydraulic (Flow) Units

and Predict Permeability in Uncored Interval/Wells, SPE 26436, presented at the 66th

Annual Technical Conference and Exhibition of the Society of Petroleum Engineers

held in Houston, Texas, p. 205-217.


Amril, A., Sukowitono., Supriyanto., .1991. Jatibarang Sub Basin – a half Graben Model in

the Onshoe of North West Java. IPA Proceedings, 20th

Annual Convention, Jakarta.

hal 279-307.

Arpandi, D., Patmosukismo, S., .1975 The Cibulakan Formation as One of the Most

Prospective Stratigraphic Units in the Northwest Java Basinal Area. IPA Proceeding.

Vol 4th Annual Convention. Jakarta

Asquith, G., and D. Krygowski, 2004, Basic Well Log Analysis: AAPG Methods in

Exploration 16, p.31-35

Budiyani,S., Priambodo, D.,Haksana, B.w.,Sugianto,P., .1991. Konsep Eksplorasi Untuk

Formasi Parigi di Cekungan Jawa Barat Utara. Makalah IAGI. Vol 20th

, Indonesia.

hal 45-67.

Darman, H. dan Sidi, F.H.,. 2000. An Outline of The Geology of Indonesia. IAGI. Vol 20th.

Indonesia

Ebanks, et. al. 1987. Flow Units for Reservoir Characterization. ARCO Oil and Gas

Company. Plano, Texas, U.S.A

Glover, Paul. 2007. Petrophysics MSc course notes

Gordon, T. L., .1985. Talang Akar coals Ardjuna subbasin oil source. Proceedings of the

Fourteenth Annual Convention Indonesian Petroleum Association, v.2. hal. 91-120.

Hamilton, W., 1979, Tectonics of the Indonesian Region. USGS Professional Paper, 1078.

Harsono, Adi.1997 “Evaluasi Formasi dan Aplikasi Log”. Edisi 8. Schlumberger Oilfield

Service.

Hunt, J.M., .1979. Petroleum Geochemistry and Geology. xxi+617 pp., 221 figs. Oxford:

Freeman.

Noble, Ron A. et al. 1997. Petroleum System of Northwest Java Indonesia. Proceeding IPA.

26th Annual Convention. hal: 585 – 600.

Petroconsultants, 1996, Petroleum Exploration and Production Database:


Petroconsultants, Inc., P.O. Box 740619, 6600 Sands Point Drive, Houston TX

77274-0619, USA or Petroconsultants, Inc., P.O. Box 152, 24 Chemin de la Mairie,

1258 Perly, Geneva, Switzerland.

Reminton. C.H., Nasir. H.,. 1986. Potensi Hidrokarbon Pada Batuan Karbonat Miosen Jawa

Barat Utara. PIT IAGI XV. Yogyakarta

Sinclair, S., Gresko, M., Sunia, C.,. 1995. Basin Evolution of the Ardjuna Rift System and its

Implications for Hydrocarbon Exploration, Offshore Northwest Java, Indonesia. IPA

Proceedings, 24th

.Annual Convention, Jakarta. hal 147-162.


PENENTUAN ZONASI FLOW UNIT BERDASARKAN ANALISIS ...

Documents

Transcript of PENENTUAN ZONASI FLOW UNIT BERDASARKAN ANALISIS ...