Dasar Logging

  • View
    177

  • Download
    7

Embed Size (px)

Text of Dasar Logging

BAB IIITEORI DASAR LOGGINGLogging merupakan metode pengukuran besaran-besaran fisik batuan reservoir terhadap kedalaman lubangbor. Sesuai dengan tujuanloggingyaitu menentukan besaran-besaran fisik batuan reservoir (porositas, saturasi air formasi, ketebalan formasi produktif, lithologi batuan) maka dasar dari logging itu sendiri adalahsifat-sifatfisikataupetrofisik dari batuan reservoir itu sendiri, yaitu sifat listrik, sifat radioaktif, dansifat rambat suara (gelombang) elastis dari batuan reservoir.3.1. Jenis-Jenis LoggingBerdasarkan kemampuan, kegunaan, dan prinsip kerja maka jenis logging ini dibagi menjadi log listrik, log radioaktif, log sonic, dan log caliper.3.1.1. Log ListrikLog listrik merupakan suatu plot antara sifat-sifat listrik lapisan yang ditembus lubangbor dengankedalaman. Sifat-sifat ini diukur denganberbagai variasi konfigurasi elektrode yang diturunkan ke dalam lubang bor. Untuk batuan yang pori-porinya terisi mineral-mineral air asin atau clay maka akan menghantarkan listrik dan mempunyai resistivity yang rendah dibandingkan dengan pori-pori yangterisi minyak, gas maupun air tawar. Oleh karena itu lumpur pemboran yang banyak mengandung garam akan bersifat konduktif dan sebaliknya. Untuk formasi clean sand yang mengandung air garam, tahanan formasinya dapat dinyatakan dengan suatu faktor tahanan formasi (F), yang dinyatakan dengan persamaan :Ro = F x Rw. (3-1)dimana :F= faktor formasiRo = tahanan formasi dengan saturasi air formasi 100 %Rw = tahanan air garam (air formasi)Hubungan antara tahanan formasi, porositas dan faktor sementasi dikemukakan oleh G.E. Archie dan Humble sebagai berikut : Persamaan Archie : F = -m.. (3-2) Persamaan Humble :F = 0,62 x -2,15 .... (3-3)dimana :m = faktor sementasi batuanF = faktor formasi = porositasResistivity Index (I) adalah perbandingan antara tahanan listrik batuan sebenarnya (Rt)dengantahananyangdijenuhi airformasi 100%(Ro), yaitusesuai dengan persamaan berikut :nSw RoRtI 1. (3-4)dimana : n = eksponen saturasi, untuk batupasir besarnya sama dengan 2.Untukformasi cleansand, terdapat hubunganantarasaturasi airformasi (Sw), porositas (), tahanan formasi sebenarnya (Rt), tahanan air formasi (Rw) serta eksponensaturasi (n). Secaramatematishubunganini dapat dinyatakansebagai berikut :nmn nRtRwRtF RwRtRoSw . (3-5)Pada umumnya log listrik dapat dibedakan menjadi dua jenis: Spontaneous Potensial Log (SP Log) Resistivity Log3.1.1.1. Spontaneous Potensial Log (SP Log)Kurva spontaneous potensial (SP) merupakan hasil pencatatan alat logging karenaadanyaperbedaanpotensialantaraelektroda yangbergerakdalam lubang sumur dengan elektroda tetap di permukaan terhadap kedalaman lubang sumur.Spontaneous potensial ini merupakan sirkuit sederhana yang terdiri dari dua buah elektroda dan sebuah galvanometer. Sebuah elektroda (M) diturunkan kedalamlubangsumur danelektrodayanglain(N) ditanamkandi permukaan. Disamping itu masih juga terdapat sebuah baterai dan sebuah potensiometer untuk mengatur potensial diantara kedua elektroda tersebut. Bentuk defleksi positif ataupun negatif terjadi karena adanya perbedaan salinitas antara kandungan dalam batuan dengan lumpur. Bentuk ini disebabkan oleh karena adanya hubungan antara arus listrikdengangaya-gayaelektromagnetik(elektrokimiadanelektrokinetik) dalambatuan. Gambaranskematisdari gejalaSPpadaformasi deganresistivity tinggi dapat dilihat pada gambar 3.1.Gambar 3.1. Gambaran Skematis dari Gejala SP pada Formasi dengan Resistivity Tinggi(Adi Harsono:Evaluasi Formasi dan Aplikasi Log, Schlumberger, Edisi-8,Jakarta, 1 Mei 1997)Adapun komponen elektromagnetik dari SP tersebut adalah sebagai berikut:A. Elektrokimia, dibagi menjadi dua bagian,yaitu: MembranPotensial, terjadi karena adanyastrukturdanmuatanmakalapisan shale bersifat permeable terhadap kation Na+ dan kedap terhadap anion Cl-. Jika lapisan shale memisahkan dua larutan yang mempunyai perbedaan konsentrasi NaCl, maka kation Na+ bergerak menembus shale dari larutan yang mempunyai konsentrasi tinggi kelarutanyangmempunyai konsentrasi rendah, sehingga terjadi suatu potensial. Liquid Junction Potential, terjadi karena adanya perbedaan salinitas antara air filtrat dengan air formasi, sehingga kation Na+dan ion Cl-dapat saling berpindah selama ion Cl- mempunyai mobilitas yang lebih besar dari Na+, maka terjadi aliranmuatannegatif Cl-dari larutanyangberkonsentrasi tinggi ke larutan yang berkonsentrasi rendah.B. ElektrokinetikPotensial elektrokinetik merupakan hasil suatu aliran elektrolit yang melewati unsure-unsur dalam media berpori. Besarnya elektrokinetik ini tergantung dari perbedaan tekanan yang menghasilkan aliran dan tahanan dari elektrolit pada suatumediaporous. Potensial elektrolit disini dapat diabaikankarenapada umumnya perbadaan tekanan hidrostatik lumpur dengan tekanan formasi tidak begitu besar dan untuk lapisan shale pengaruh filtrasi dari alir lumpur kecil.Jika pengaruh SP log melalui lapisan cukup tebal dan kondisinya bersih dari clay, makadefleksi kurvaSPakanmencapai maksimum. Defleksi SPyang demikian disebut statik SP atau SSP, yang dapat dituliskan dalam persamaan sebagai berikut:

weqmfeqcRRK SSP log .. (3-6) dimana:SSP =statik spontaneous potensial, mvKc=konstanta lithologi batuan=( ) T + 133 . 0 61 , dalam oF=( ) T + 24 . 0 65 , dalam oC Rmfeq=tahanan filtrat air lumpur, ohm-mRweq=tahanan air formasi, ohm-mSP log berguna untuk mendeteksi lapisan-lapisan yang porous dan permeabel, menentukan batas-batas lapisan, menentukan harga tahanan air formasi (Rw) dan dapat juga untuk korelasi batuan dari beberapa sumur di dekatnya. Defleksi kurva SP selalu dibaca dari shale base line yang mana bentuk dan besar defleksi tersebut dapat dipengaruhi oleh ketebalan lapisan batuan formasi, tahananlapisanbatuan, tahananshaledalamlapisanbatuan, diameter lubang bor, dan invasi air filtrat lumpur. Satuan ukuran dalamspontaneous potensial adalah millivolt (mv). 3.1.1.2. Resistivity Log (Log Tahanan Jenis)Resistivitylogadalahsuatualat yangdapat mengukurtahananbatuan formasi beserta isinya,yang mana tahanan ini tergantung pada porositas efektif, salinitas air formasi, dan banyaknya hidrokarbon dalam pori-pori batuan. Gambar resistivity log dapat dilihat pada gambar 3.2.Gambar 3.2. Kurva Resistivity Log(Adi Harsono:Evaluasi Formasi dan Aplikasi Log, Schlumberger, Edisi-8,Jakarta, 1 Mei 1997)A. Normal Log Skema rangkaian dasar normal log dapat dilihat pada gambar 3.3, dengan menganggapbahwapengukurannyapadamediumyangmengelilingi electrode-elektrode adalah homogen dengan tahanan batuan sebesar R ohm-meter. Elektroda A dan B merupakan elektroda potensial , sedangkan M dan N merupakan elektroda arus. Setiap potensial (V) ditransmisikan mengalir melingkar keluar melalui formasi den besarnya potensial tersebut adalah:) ( 4 AMi RV(3-7) dimana:R = tahanan formasi, ohm-mi= intensitas arus konstan dari elektroda A, Amp AM= jarak antara elektroda A dan M, in = konstanta = 3.14Jarak antara A ke M disebut spacing, dimana untuk normal log ini terdiri dari dua spacing, yaitu: Short normal device, dengan spacing 16 inchi Long normal device, dengan spacing 64 inchiPemilihan spacing ini tergantung dari jarak penyelidikan yang dikehendaki. Short normal device digunakan untuk mengukur resistivitas pada zona terinvasi, sedang longnormal devicedigunakanuntukmengukur resistivitas formasi yangtidak terinvasi filtrat lumpur atau true resistivity (Rt). B. Lateral Log Tujuan log ini adalah untuk mengukur Rt, yaitu resistivity formasi yang terinvasi.Skema dasar dari lateral log device dapat dilihat pada gambar 3.4. Alat ini terdiri dari dua elektrode arus A dan B serta dua elektrode potensial M dan N. Jarak spasi M dan N adalah 32 inch, sedang jarak A dan O adalah 18,8 inch. Titik Omerupakan titik referensi dari pengukuran terhadap kedalaman, sedangkan elektrode Bdiletakkanjauhdipermukaan. Arus listrikyangkonstandialirkan melalui elektrode A, sedangkan perbedaan potensial antara M dan N di tempatkan padapermukaanlingkaranyangberpusat di titikA. Perbedaanpotensial yang dipindahkan ke elektrode M dan N adalah :

,_

AN AMi RV1 14..................................................................... (3-8)Persamaan(3-8) diturunkandengananggapanbahwaformasinyahomogendan lapisancukup tebal. Apabila arus yangdiberikan (i) konstanmaka besarnya potensial yang dicatat pada referensi Oadalah sebanding dengan besarnya resistivitasformasi (R)dengansyarat anggapantersebut dipenuhi danpengaruh diameter lubang bor diabaikan.Pada kenyataannya nilai resistivity yang dicatat oleh resistivity log adalah resistivity semu bukan resistivity yang sebenarnya (Rt). Hal ini disebabkan pengukuran dipengaruhi oleh diameter lubangbor (d), ketebalan formasi (e), tahanan lumpur (Rm), diameter invasi air filtrat Lumpur (Di), tahanan zone invaded (Ri) dan uninvaded (Rt), tahanan lapisan batuandiatas dan dibawahnya (Rs). Pembacaanyangbaikdidapatkandalamlapisantebal denganresistivityrelative tinggi.Log inidigunakan secara optimal di dalam susunan sand dan shale yang tebal dengan ketebalan dari 10 ft dan range resistivity optimum setara 1-500 ohm-m.Gambar 3.3. Skema Rangkaian Dasar Normal Log(Resistivity Measurement Tools, Schlumberger, October 1984)Gambar 3.4. Skema Rangkaian Dasar Lateral Log(Resistivity Measurement Tools, Schlumberger, October 1984) C. Induction LogPengukuran tahanan listrik menggunakan log resistivity memerlukan lumpur yang konduktif sebagai penghantar arus dalam formasi. Oleh sebab itu tidak satupunperalatanpengukuranresistivitydiatas dapat digunakanpadakondisi lubang bor kosong, terisi minyak, gas, oil base mud dan fresh water serta udara. Untuk mengatasi ini maka dikembangkan peralatan terfokuskan yang dapat berfungsi dalamkondisi tersebut.Rangkaianperalatandari dasar Inductionlog secara skematis dapat dilihat pada gambar 3.5.Prinsip kerjanya adalah sebagai berikut, arus bolak-balik dengan frekuensi tinggi ( t 20000 cps) yang mempunyai intensitas konstan dialirkan melalui transmitter coil yangditemp