Identification of gas hydrates using well log data - A reviewMandira Majumder

1. Summary about gas hydrateGas hidrat merupakan padatan Kristal dengan struktur molekul yang menyerupai es, dan terbentuk di bawah kondisi tekanan yang tinggi dan temperature yang rendah. gas hidrat berisi jumlah energy yang besar, bahkan terbesar kedua setelah energy yang berasal dari fossil fuels. cadangan yang besar dari hidrat sudah ditemukan di seluruh dunia. umumnya, gas hidrat dapat di identifikasi melalui Basement Simulating Reflector (BSR) yang merupakan bagian seismic. well logging juga berperan penting dalam mengkarakteristikkan endapan gas hidrat. data-data pada paper ini dikumpulkan dari gunung Elbert di bagian utara Lereng Alaska yang menunjukkan munculnya hidrat di bawah daerah lapisan es. di tempat ini hampir 100ft dari endapan gas hidrat ditemukan. pada kasus lain di keathley canyon, lokasi 151 pada teluk meksiko utara, pada lokasi ini terlihat bahwa pada retakan yang besar ditemukan natural gas hydrates pada water saturated clays.Gas hidrat merupakan solid petroleum, yang terbentuk di bawah temperature rendah dan tekanan yang tinggi. terbentuknya gas hidrat terdiri dari molekul gas yang dikelilingi oleh sangkar dari molekul air. secara struktur situasi ini sama dengan es clathrates. Tetapi struktur kristalin dari gas hidrate stabil karena adanya molekul gas.Gas hidrat terbentuk oleh air dan molekul gas di bawah tekanan tinggi dan temperature rendah. gas hidrat umumnya ditemukan pada sedimen yang terletak di laut dalam, di bawah lapisan es, dan di deep glacial ice.

2. Diagram Gas HidratFaktor pengontrol utama dari kestabilan gas hidrate adalah tekanan dan temperature yang ditunjukkan pada diagram fasa berikut kestabilan dari gas hidrate yaitu pada temperature rendah dan tekanan tinggi yang ditemukan di laut dalam pada 200-300m atau lebih. Bagaimanapun, pada contoh ini ditunjukkan bahwa gas hidrate ditemukan pada kedalaman sekitar 1200-1300m tergantung dari kedalaman sedimen dan kondisi temperature. Umumnya pada tekanan tinggi hidrat dapat stabil pada 20 derajat C.

Also the stability of gas hydrates increases with introduction of gas molecule as its melting point increases with pressure.pada daerah sedimen temperature meningkat secara signifikan terhadap kedalaman dan melebihi 300m di bawah batas laut temperature menjadi hhangat (>25 C) untuk hidrat agar menjadi stabil bahkan pada tekanan tinggi

Kurva pada diagram fasa tersebut memisahkan antara zona stabil dari gas hidrat pada sisi kiri dan zona tidak stabil pada sisi kanan. garis hidrotermal memberikan informasi tentang temperature air dimana garis geothermal memberikan informasi tentang temperature sedimen yang meningkat terhadap kedalaman.

3. Identifikasi Gas Hidrat BSR (Bottom Simulating Reflector) BSR umumnya digunakan untuk mendeteksi adanya gas hidrat yang terkandung dalam suatu lapisan pada daerah perairan. Dalam seismogram dibawah ini, lapisan gas hidrat memiliki impedansi yang besar.

BSR menghasilkan impedansi yang kuat secara kontras antara sedimen viskositas tinggi yg mengandung hidrat dengan sedimen viskositas rendah yang mengandung free gas.

4. Well Log AnalysisHidrat juga dapat dideteksi oleh well log data konvensional. Di daerah Artic umumnya BSR tidak dapat ditemukan karena antara lapisan hidrat dan free gas tidak dapat dibedakan. Dalam kondisi ini identifikasi hidrat dapat dilakukan dengan well log.Dengan viskositas yang tinggi maka digunakan sonic log, sedangkan untuk resistivity yang tinggi dan high mud gas menggunakan log electrik. Beberapa log yang digunakan dalam identifikasi hidrat yaitu Density-porosity log, Neutron-porosity log, Resistivity log dan Borehole sonic log.

5. Saturasi Gas Hidrata. Density-magnetic resonance methodGas hidrat terdiri dari Hidogen, termasuk didalamnya adalah gas Metana berdasarkan prinsip dari magnetic resonance. NMR adalah alat logging yang digunakan untuk mengetahui jumlah dari liquid yang berupa air di pori-pori namun tidak dapat mengidentifikasi adanya gas hidarate karena NMR tidak sensitif terhadap keberadaan hidrogen dalam kondisi solid.Karena Gas hidrate tidak dapat dideteksi oleh NMR maka digunakan suatu metode lain yaitu metode Density- magnetic (DMR). Dimana,

b. Resistivity method (Archie's Equation)Saturasi Gas Hidrate dapat dihitung menggunakan persamaan Archie. Adapun beberapa asumsi dari persamaan Archie yaitu :1. Pengukuran resistivity dapat digunakan dalam menentukan resistivity air, resistivity sedimen, dan material yang tidak dapat menghantarkan arus listrik di dalam ruang pori yaitu gas hidrat.2. Sedimen harus bersifat waterwet, contonya : sedimen laut.Persamaan Archie (1942) untuk perhitungan saturasi gas hidrat yang bersifat homogen :

Dimana,

Kesimpulan :

The Density Magnetic Resonance (DMR) adalah metode untuk menentukan saturasi gas hidrat yang merupakan metode yang unik dan jelas karena parameter yang digunakan dalam evaluasi Prosedur ini seperti ma, dan HI konstan untuk matriks tertentu. Di sisi lain, metode resistivitas tergantung pada persamaan Archie empiris dan pemilihan parameter a, m, n dan R0. Nilai-nilai parameter ini tidak pasti sampai batas tertentu. Oleh karena itu, dapat dikatakan bahwa Metode DMR lebih unggul metode resistivity.

6. STUDY CASEDaerah penelitian (Boswell et al., 2008) terletak di Alaska utara yang memanjang dari Nasional Petroleum Reserve di Alaska (NPRA) di barat melalui Arctic National Wildlife Refuge (ANWR) dari timur dan Brooks Rentang utara ke Negara-federal batas lepas pantai.The Northern Alaska Gas Hydrate TPS terutama terdiri dari batuan Kapur dan Tersier reservoir. Tujuan utama dari penelitian ini adalah untuk menentukan gas hidrat yang terletak di bawah bagian permafrost.

Pembahasan : Langkah pertama lakukan well log analysis. Data log yang diperoleh yaitu log caliper, gamma ray log, log resistivitas, density log porositas dan porositas neutron log diperoleh dari lokasi Gunung Elbert yang ditunjukkan pada gambar diatas. Langkah kedua menghitung lamda dengan menggunakan persamaan DMR. Densitas pasir matriks telah dianggap sebagai m a = 2.65 g / cc dan Parameter dihitung sebagai 0.054.

Langkah ketiga mengitung saturasi gas hidrat dan .

Log caliper menunjukkan diameter sekitar 2 inci sampai kedalaman sekitar 2250ft, yang menunjukkan kualitas sedang sampai baik data dalam interval ini. gamma Ray log juga menunjukkan Saluran berbentuk variasi karakteristik kedalaman sekitar 2200feet. Sangat kurang Nilai gamma (sekitar 35-40API) juga telah ditemukan di dalam interval ini, yang menunjukkan kehadiran lapisan lebih dalam interval berpasir ini. Sebuah lonjakan resistivitas terlihat dalam interval yang sama dan juga tinggi nilai saturasi telah dicatat dalam interval tersebut, yang menyebabkan orang untuk fokus studi di wilayah 2000-2220 ft.

Log caliper menunjukkan diameter sekitar 2 inci sampai kedalaman sekitar 2250ft, yang menunjukkan kualitas sedang sampai baik data dalam interval ini. gamma Ray log juga menunjukkan Saluran berbentuk variasi karakteristik kedalaman sekitar 2200feet. Sangat kurang Nilai gamma (sekitar 35-40API) juga telah ditemukan di dalam interval ini, yang menunjukkan kehadiran lapisan lebih dalam interval berpasir ini. Sebuah lonjakan resistivitas terlihat dalam interval yang sama dan juga tinggi nilai saturasi telah dicatat dalam interval tersebut, yang menyebabkan orang untuk fokus studi di wilayah 2000-2220 ft.

Sebuah nilai kerapatan 1.8-2.0g / cc telah ditemukan dari kurva kerapatan formasi ini ditunjukkan pada angka 14 & 13, masing-masing (gambar 12), menunjukkan adanya lapisan berpasir.

Untuk mengkonfirmasi kehadiran hidrat di daerah ini nilai saturasi hidrat dan nilai porositas benar telah dihitung di wilayah ini dengan bantuan kepadatan-magnetik resonansi (DMR) metode seperti yang ditunjukkan dalam angka 13 & 14 Hydrate kejenuhan juga telah dihitung menggunakan persamaan Archie yaitu persamaan (5). Parameter yang digunakan untuk persamaan Archie aren = 2.0 R0 = 9.940805ohm-m (Perkiraan dari air jenuh interval). Kurva saturasi dihitung dengan kedua metode menunjukkan Saturasi hidrat 70-75% dalam interval 2020-2065ft dan saturasi hidrat 2130-2180ft dan sangat rendah sekitar 20% dalam interval lainnya. Nilai porositas yang baik (50-60%) memiliki diperoleh dari kurva porositas benar. Dari kurva ini dapat disimpulkan bahwa sekitar 220ft tebal lapisan gas hidrat dengan distribusi bimodal kejenuhan hidrat telah ditemukan di wilayah ini. Dari perbandingan saturasi hidrat diperoleh dari metode resistivitas dan metode resonansi magnetik tampak bahwa meskipun kedua metode ini setuju di sebagian besar interval, di beberapa tempat mereka memberikan hasil yang berbeda. Oleh karena itu dari analisis ini sulit untuk membuat pernyataan umum entang konsistensi dari dua metode dalam kasus ini.