Teori Dasar Well Logging
-
Upload
dorian-gray -
Category
Documents
-
view
225 -
download
11
description
Transcript of Teori Dasar Well Logging
12
BAB III
TEORI DASAR
Well logging adalah operasi yang penting dalam produksi minyak dan gas.
Sebagai tambahan untuk mengidentifikasi zona minyak dan gas, logging dapat
digunakan secara efektif untuk kemajuan pengeboran evaluasi. Ciri khas seorang
analis log adalah seorang spesialis yang dapat mengevaluasi well log untuk
porositas, kandungan fluida, tingkat kejenuhan, dan perkiraan permeabilitas.
Meskipun jenis perhitungan sangat penting untuk pengoperasian sumur, parameter
penting lainnya mungkin diperlukan oleh engineer pengeboran untuk berhasil
mengebor sumur.
Special drilling log dapat didefinisikan sebagai alat yang digunakan terutama
untuk mengevaluasi mekanisme operasi pengeboran (dan workover). Pentingnya
special drilling log adalah dapat membantu engineer mengebor sumur untuk
kedalaman target. umumnya, Spesial log tidak dapat digunakan dalam evaluasi
formasi dengan pengecualian dari alat measurement while drilling (MWD).
Umumnya special log digunakan seperti pada tabel III.1.
Tabel III.1. Tipe Log dan Fungsinya5)
Tipe Log Fungsi
Temperature Mendeteksi zona lost circulation
Radioactive tracer
Mendeteksi zona lost circulation, mengidentifikasi aliran balik pipa, memberikan
evaluasi perforasi
Noise Mengevaluasi aliran fluida secara kuantitatif dan kualitatif
Free point Mengidentifikasi bagian bebas terdalam dari pipa
Pipe recovery Mengidentifikasi semua bagian pipa bebas, bahkan di bawah bagian stuck (terjebak)
Backoff Unscrews pipe pada tool joint
Magrange II Mengukur jarak dan arah dari dorongan dengan baik untuk sumur blow out
Casing inspection Mengevaluasi casing wear atau korosi
Measurement while drilling (MWD)
Menyediakan waktu alat evaluasi formasi, dari bimbingan arah untuk menyelesaikan
evaluasi petrofisika
Mud Menyediakan evaluasi formasi dari pengeboran dan lumpur parameter
12
13
Pada dasarnya ada 3 macam log dipandang dari segi waktu :
1. Log lapangan
Sering kali ditandai dengan tulisan besar yang bertulisakan “Field
Print”. Log ini adalah log lapangan yang belum dikoreksi sama sekali.
2. Log Transmisi
Sering ditandai oleh tulisan “Field Transmitted Log” untuk
menunjukan bahwa mereka bukan turunan dari log lapangan
melainkan log yang dikirimkan dari lapangan melalui jasa satelit atau
telepon.
3. Log Hasil Proses
Ini meliputi log yang sudah disunting, diproses di komputer CSU, dan
tidak harus dilapangan, juga meliputi produk-produk FLIC dan nomor
referensi.
3.1. Jenis alat wireline log yang digunakan adalah sebagai berikut :
3.1.1. Log Spontaneus Potensial
Prinsip Kerja
Spontaneus Potensial (SP) log terdiri dari dua buah elektroda yaitu
elektroda berpindah (recording elektrode), ditempatkan di dalam sumur dan
bisa berpindah-pindah dan elektroda statik (ground elektrode), dipasang
tetap dipermukaan. Pengukuran (perekaman) untuk seluruh interval
kedalaman sumur dilakukan dengan mengukur perbedaan potensial listrik
antara kedua elektrode tersebut sementara recording elektroda ditarik
dengan kabel permukaan. Potensial listrik biasanya diukur dalam satuan
milivolt (mv).
14
Kegunaan SP log
1. Mendeteksi lapisan-lapisan permeabel
2. Menentukan batas-batas lapisan (untuk keperluan korelasi geologi)
3. Menghitung besarnya resistivity air formasi (Rw)
4. Secara kualitatip memberikan petunjuk adanya kekotoran tanah liat
(shaliness) pada lapisan permeabel.
Rekaman hasil pengukuran SP umumnya digambarkan pada suatu
rekaman log ditrack 1 (jalur sebelah kiri) dan biasanya ditampilkan bersama
dengan rekaman hasil pengukuran resistivity yang digambarkan ditrack 2
(jalur sebelah kanan). Pada gambar III.1 menunjukkan contoh kurva SP log.
Gambar 3.1. Contoh gambar SP Log1)
15
Faktor-faktor yang mempengaruhi pembacaan SP log
1. Tebalnya lapisan,
Jika lapisan permeabel cukup tebal maka penurunan kurva SP tidak pernah
tajam saat melewati 2 lapisan yang berbeda melainkan selalu mempunyai
kemiringan SP konstan mendekati nilai maksimum (SSP) tetapi jika lapisan
formasi tipis (<10ft) maka pengukuran SP akan mempunyai harga lebih
kecil daripada SSP.
2. Resistivity lapisan,
Besarnya harga resistivity akan menurunkan defleksi kurva SP
3. Besarnya perbedaan Rw dan Rmf,
Jika Rmf > Rw maka hasil pengukuran SP menunjukkan defleksi ke kiri
(defleksi negatif) dan jika Rmf < Rw menunjukkan defleksi ke kanan
(defleksi positif) dari shale base line sedangkan jika Rmf =Rw maka kurva
SP tidak akan terdefleksi.
4. Diameter invasi,
Pengaruh diameter invasi sangat kecil dalam pembacaan kurva SP log
dimana semakin jauh diameter invasinya maka bentuk kurva dan
defleksinya akan semakin kecil.
5. Resistivity shale + Rs,
Jika konduktivitas meningkat maka resistivity akan menurun akibatnya
inflection akan mendekati puncak.
6. Shaliness lapisan,
Adanya shale pada formasi permeabel akan menurunkan defleksi SP dan
digambarkan lebih kurang konstan dan seolah-olah mengikuti satu garis
lurus yang dikenal dengan nama shale base line.
Anomali SP terhadap kondisi invasi
Ketika lapisan permeabel yang mengandung air formasi (salt water
sand) terinvasi oleh filtrate lumpur (freshwater mud flitrate) dimana berat
16
jenis filtrate lumpur akan lebih ringan dibanding air formasi maka filtrate
lumpur cenderung berada diatas batuan permeabel. Invasi yang terjadi akan
kecil bila berada dibawah batuan permeabel dan akan besar bila berada
diatas batuan. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar 2.2
Pengaruh anomali SP :
1. Diatas batuan permeabel, kurva akan mengelilingi sejauh invasi terjadi.
2. Pada lapisan shale yang impermeabel, SP akan menunjukkan gambar seperti
gergaji (sawtooth). Dibawah lapisan shale defleksi SP akan lebih kecil dari
SSP dan diatas lapisan shale defleksi SP melebihi harga SSP. Anomali ini
disebabkan oleh berkumpulnya filtrate dibawah lapisan shale.
Ketika tidak terjadi invasi , penurunan defleksi SP dapat dilihat
dimana kontak langsung antara filtrate dan interstitial water tidak akan lama
karena dipisahkan dengan mud cake yang berlaku seperti membran kation.
Terjadinya Tegangan Membran (Membran Potential)
Adanya perbedaan salinitas antara air formasi dan lumpur
menyebabkan adanya aliran ion-ion Na+ dan Cl- bersalinitas tinggi (biasanya
air formasi) ke salinitas rendah (fresh water mud). Shale yang berada di
antara kedua macam cairan ini, ternyata merupakan suatu membran selektif
(selektive membran), yaitu hanya melewatkan ion-ion Na+, sedangkan ion
Cl- ditangkapnya. Hal ini mengakibatkan terjadinya aliran listrik, dan
tegangan listrik yang terjadi disebut tegangan membran atau membran
potential
Efisiensi mud cake sebagai membran biasanya tidak begitu baik dibanding
shale. Sebagai hasilnya tidak ada liquid junction potential (Ej) untuk
menambah potential membran shale (Esh) sebagai tempat ketika tidak ada
invasi . Bila tidak terjadi invasi , potensial liquid junction diganti dengan
membran potensial mud cake (Emc).
17
Terjadinya Liquid Junction Potential
Tegangan listrik ini terbentuk pada perbatasan antara invaded zone
dan uninvade zone, dimana mud filtrate dan formation water berada dalam
kontak langsung antara satu dengan lainnya. Ion-ion Na+ dan Cl- mengalir
dari cairan bersalinitas tinggi (air formasi) ke salinitas rendah (mud filtrate).
Karena ion Cl- mempunyai mobilitas yang lebih besar daripada ion Na+
akibatnya ion Cl- akan terkumpul di cairan bersalinitas rendah. Hal ini
mengakibatkan timbulnya arus listrik yang mengalir ke arah cairan
bersalinitas tinggi (cairan formasi). Tegangan listrik yang terjadi disebut
liquid junction potential.
Selama diameter invasi terjadi dibawah bagian lapisan permeabel, SP bisa
bertambah atau berkurang, sesuai kondisi mud dan lubang. Hal ini akan
mengurangi gejala SP yang mungkin dapat terlihat atau menghilang.
Catatan: kurva SP biasanya tidak mampu dengan tepat memberikan ukuran
ketebalan lapisan, karena sifatnya yang “malas” atau “lentur”. Perubahan
dari posisi garis-dasar-serpih ke garis permeable tidak tajam melainkan
molor, sehingga garis batas antar lapisan tidak mudah dengan tepat
ditentukan. Garis batas tersebut tidak harus setengah dari garis “lentur”nya.
3.1.2 Log Gamma Ray
Prinsip Kerja
Log Gamma Ray mengukur natural radioaktivity (radioaktifitas
alamiah) yang dikandung suatu batuan. Di alam terdapat banyak bahan
dasar yang secara alamiah mengandung radioaktivitas. Tiga bahan dasar
yang paling umum adalah uranium, thorium dan pottasium 40. Batuan
reservoir (sandstone, limestone, dolomite) tidak/sedikit sekali mengandung
ketiga bahan tersebut. Batuan reservoir mempunyai derajat radioaktivitas
gamma ray yang rendah. Sedangkan untuk shale mengandung banyak
pottasium 40 dan thorium, sehingga derajat radioaktivitas gamma ray sangat
tinggi. Hal ini membuat gamma ray berguna untuk membedakan lapisan
shale dari non shale. Oleh karena itu Gamma Ray Log disebut juga sebagai
18
“Lithologi Log”, sehingga Gamma Ray Log dapat menggantikan
Spontaneus Potential bilamana hasil SP kurang baik karena formasi sangat
resistive atau bila kurva SP kehilangan karakternya (Rmf = Rw) atau pun
karena penggunaan lumpur yang tidak konduktif seperti fresh mud, oil base
mud, udara atau gas selama pemboran. Pada gambar III.2. memperlihatkan
contoh dari kurva gamma ray.
Gambar 3.2. Contoh gambar Log Gamma Ray5)
Log Gamma ray diukur dalam satuan API, dan biasanya hasil
rekaman Gamma Ray digambarkan pada track 1 (jalur sebelah kiri) dan
ditampilkan bersama kurva density atau neutron pada track 2 (jalur sebelah
kanan).
19
Kegunaan Log Gamma Ray
1. Dapat menggantikan SP Log :
Membedakan shale dari non shale, porous atau non porous
Menentukan batas-batas lapisan dan tebal lapisan
Menunjukkan “shaliness” dalam type batuan reservoir
Korelasi
2. Dapat dipakai dalam “Cased Hole” dan “Open Hole”.
3. Dapat dipakai dalam lubang bor berisi non conductive muds atau yang berisi
salt muds.
4. Estimasi shale content
5. Perforating depth control in cased hole.
Faktor-faktor yang mempengaruhi
1. Jenis detektor
2. Radioaktivitas butir batuan (rock matrik0
3. Tebal formasi dan derajat radioaktivitas
4. Berat jenis formasi (density formation)
5. Kondisi lubang bor
Berat lumpur
Jenis casing
Jenis semen dan jumlah semen
20
Anomali Gamma Ray
Kadang-kadang batuan reservoir mengandung radioaktif isotop dan
tidak mengumpul dengan clay. Hasil rekaman Gamma Ray pada batuan
reservoir ini mungkin tidak berbeda dengan batas lapisan shale. Untuk itu
biasanya digunakan Tool Gamma Ray Spectral, yang dapat membedakan
sumber dari radioaktif . Tool ini dapat membaca lapisan shale dengan
Gamma Ray yang mengandung pottasium dan thorium yang tinggi. Pada
beberapa batuan non reservoir tidak/sedikit mengandung bahan radioaktif.
Oleh karena itu diperlukan faktor yang membedakan antara batuan reservoir
dengan batuan non reservoir.
3.1.3 Induction Log
Prinsip kerja
Prinsipnya sama seperti Induksi Arus Listrik pada medan magnet
yaitu suatu formasi yang mengelilingi lubang bor dianggap sebagai
kumparan kawat dimana mengalir arus induksi. Jika suatu arus listrik
sebanyak i dialirkan pada kumparan kawat transmisi, maka pada formasi
akan mengalir arus induksi sebanyak i pula, tetapi besarnya arus ini
tergantung pada konduktivitas formasi.
Arus induksi sebanyak i yang mengalir pada formasi akan
menghasilkan medan magnet dengan flux dan selanjutnya akan
mengakibatkan arus induksi sebanyak i pada kumparan kawat penerima
(receiver)
Koreksi hasil rekaman log
1. Pengaruh lubang bor (borehole effect)
2. Pengaruh ketebalan formasi (bed thickness effects)
3. Lapisan-lapisan konduktif yang tipis (thin conductive beds)
4. Pengaruh invasi (invasion effects)
21
Keunggulan /keterbatasan Induction Log
1. Memungkinkan pengukuran didalam sumur terisi cairan, zat padat atau gas,
misalnya : gas, lumpur emulsi, oil mud, fresh water mud.
2. Karena spasi cukup besar sehingga jangkau pengamatan cukup jauh. Hal ini
memungkinkan pengukuran Rt yang lebih akurat.
3. Dapat (baik) untuk digunakan pada pengukuran resistivity lapisan batuan :
Hingga ketebalan minimal 4 feet (1.3 meter)
Hingga Rt = 50 ohm.m
Faktor yang mempengaruhi
1. Borehole conditions : Rm, Rmc, dh, stand off
Disini perlu koreksi terhadap hasil pengukuran dengan menggunakan chart
R cor-4
2. Lapisan sekitar (adjacent beds) yang diukur adalah Rs
3. Tebal lapisan yang diukur.
Rs dan h mempengaruhi hasil pengukuran, karena itu perlu dikoreksi
dengan menggunakan chart R cor-5 dan R-cor-6.
22
Gambar 3.3. Contoh gambar induction Log3)
3.1.4 Formation Density Log
Density Log dipakai untuk menentukan berat jenis batuan di suatu
formasi. Alat ini termasuk sebagai alat pengukur porositas. Sekarang
dikenal sebagai Formation Density Compensated Log (FDC Log) yang
dapat mengukur langsung besarnya porositas batuan pasir yang ditembus
sumur.
Prinsip kerja
Sumber nuklir dari alat memancarkan sinar gamma berenergi
menengah secara kontinyu ke formasi. Di formasi sinar gamma akan
bertabrakan dengan elektron-elektron yang ada pada formasi tersebut. Pada
setiap tabrakan akan kehilangan energi dan arahnya dibaurkan (comphon
scattering). Pada alat pencatat (detector) akan menghitung sinar-sinar
gamma dengan tingkat energi yang cukup sampai kepada alat. Sehingga bila
23
jumlah elektron di formasi meningkat maka jumlah tabrakan meningkat
maka pembaurannya pun meningkat pula. Hal ini mengakibatkan jumlah
sinar gamma yang kehilangan energi juga meningkat, sehingga sinar gamma
yang sampai ke alat pencatat menurun. Jadi dengan kata lain bahwa jumlah
sinar gamma yang terukur oleh alat pencatat tergantung pada jumlah
elektron yang ditabrak.
Response daripada density tool ditentukan oleh kerapatan elektron
atau density (jumlah elektron per cm3) daripada formasi. Elektron density
berkaitan dengan berat jenis total (bulk density) (dalam gr/cc) daripada
formasi, dan ini bergantung pada :
berat jenis butir batuan
porositas formasi
berat jenis fluida pengisi pori batuan
Gambar 3.4. Contoh gambar density Log3)
3.1.5 Neutron Log
24
Neutron Log semula dipakai untuk menggambarkan formasi yang
porous, yang kemudian dipakai untuk menentukan porositasnya. Log ini
mencatat jumlah hydrogen dari formasi. Oleh karena itu di dalam lapisan
yang berisi air atau minyak neutron log akan merefleksikan cairan yang
mengisi pori-pori. Dalam membandingkan neutron log dengan porositas log
lainnya atau data dari core, sering zone-zone yang mengandung gas dapat
diidentifisir.
Kombinasi Neutron Log dengan salah satu atau dua porosity log
yang lain akan menghasilkan harga porositas yang lebih teliti dan dapat
mengidentifikasi lithologi.
Prinsip kerja
Ada tiga jenis hydrogen logging yang biasanya digunakan sekarang :
1. Neutron-gamma tool
2. Neutron-slow neutron tool
3. Neutron-fast neutron tool
Prinsip dasar dari masing-masing alat tersebut di atas adalah sama,
walaupun diperoleh dengan reaksi atom yang berbeda.
Alat tersebut terdiri dari :
Detector untuk :
Capture Gamma Ray
Epithermal Neutron
Thermal neutron
Neutron Source:
beryllum radium
beryllum polonium
beryllum plutonium.
25
Dalam alat ini sumber neutron memborbardir formasi dengan
neutron energetik. Neutron adalah partikel netral yang masanya hampir
sama besar dengan massa atom hydrogen. Neutron-neutron ini dipancarkan
pada kecepatan dan energi tinggi dan dalam perjalanannya melalui lubang
bor, formasi akan mengalami sejumlah tabrakan dengan inti yang ada
sehingga akan dibaurkan ke segala arah serta kehilangan sebagian
energinya. Jika inti yang ada tersebut adalah hidrogen maka neutron
dilepaskan secara cepat kemudian ditangkap oleh capturing element. Disini
detector mengukur jumlah neutron yang lolos dari formasi. Sehingga jumlah
neutron yang lolos ke detector tergantung kepada jumlah atom hydrogen
yang terdapat dalam formasi dan berbanding lurus dengan jumlah air atau
hidrogen yang terkandung dalam formasi. Hal ini berarti berkaitan dengan
porositas batuan/formasi.
kata lain bahwa porositas batuan (formasi) dapat ditentukan
dengan mengukur jumlah neutron yang mencapai ke detector. Jadi bila
neutron yang mencapai detector menurun maka porositas akan membesar.
Jenis-Jenis Alat Neutron Log
1. Side wall Neutron Porositas (SNP)
2. Compensated Neutron Log (CNL)
Peralatan ini mengukur konsentrasi hidrogen pada formasi. Hasil
pengukuran porositas dapat dibandingkan log lain (FDC dan sonic). CNL
dapat digunakan dengan kombinasi log-log lain, biasanya dengan FDC-GR
Keunggulan CNL
1. Memperoleh responsi yang lebih jauh (deeper response) dari formasi
26
2. Dapat digunakan sebagai depth control
3. Bisa digunakan dalam open hole atau cased hole
Gambar 3.5. Contoh gambar compensated neutron Log