Density Logging

  • View
    1.346

  • Download
    2

Embed Size (px)

Text of Density Logging

Neutron Porosity dan Density LoggingPengukuran Neutron Porosity pada evaluasi formasi ditujukan untuk mengukur indeks hydrogen yang terdapat pada formasi batuan. Indeks hydrogen didefinsikan sebagai rasio dari konsentrasi atom hydrogen setiap cm kubik batuan terhadap kandungan air murni pada suhu 75oF. Jadi, Neutron Porosity log tidaklah mengukur porositas sesungguhnya dari batuan, melainkan yang diukur adalah kandungan hidrogen yang terdapat pada pori-pori batuan. Secara sederhana, semakin berpori batuan semakin banyak kandungan hydrogen dan semakin tinggi indeks hydrogen. Sehingga, shale yang banyak mengandung hydrogen dapat ditafsirkan memiliki porositas yang tinggi pula.

Untuk mengantisipasi uncertainty tersebut, maka pada praktiknya, interpretasi porositas dapat dilakukan dengan mengelaborasikan log density logging.

Density logging sendiri dilakukan untuk mengukur densitas batuan disepanjang lubang bor,. Densitas yang diukur adalah densitas keseluruhan dari matrix batuan dan fluida yang terdapat pada pori. Prinsip kerja alatnya adalah dengan emisi sumber radioaktif. Semakin padat batuan semakin sulit sinar radioaktif tersebut ter-emisi dan semakin sedikit emisi radioaktif yang terhitung oleh penerima (counter).

Gambar dibawah ini menunjukkan teknik interpretasi porositas dan litologi dari data density log (RHOB) dan neutron porosity (NPHI) . Pada contoh dibawah, jika kita memiliki data dengan NPHI=15% dan RHOB=2.4 g/cc maka porositas yang sesungguhnya adalah 18% dan batuannya berupa SS (Sandstone).

Courtesy Schlumberger Penggabungan neutron porosity dan density porosity log sangat bermanfaat untuk mendeteksi zona gas dalam reservoir. Zona gas ditunjukkan dengan cross-over antara neutron dan density. Untuk lebih jelasnya perhatikan gambar dibawah ini:

Courtesy Geomore

Pada gambar di atas terlihat pada zona reservoir (low gamma ray), terdapat crossover antara density dan neutron., dalam hal ini neutron porosity lebih rendah dari density porosity.

Reference: John T. Dewan, "Open-Hole Nuclear Logging - State of the Art" - SPWLA TwentySeventh Annual Logging Symposium, June 9-13 1986.

Density logAwalnya penggunaan log ini dipakai dalam industri explorasi minyak sebagai alat bantu interpretasi porositas. Kemudian dalam explorasi batubara malah dikembangkan menjadi unsur utama dalam identifikasi ketebalan bahkan qualitas seam batubara. Dimana rapat masa batubara sangat khas yang hampir hanya setengah kali rapat masa batuan lain pada umumnya. Lebih extrem lagi dalam aplikasinya pada idustri batubara karena sifat fisik ini (rapat masa) hampir linier dengan kandungan abu sehingga pemakaian log ini akan memberikan gambaran khas bagi tiap daerah dengan karakteristik lingkungan pengendapannya

Dalam operasinya logging rapat masa dilakukan dengan mengukur sinar g yang ditembakan dari sumber melewati dan dipantulkan formasi batuan kemudian direkam kembali oleh dua detector yang ditempatkan dalam satu `probe' dengan jarak satu sama lain diatur sedemikan rupa. Kedua detector 'short' dan `long space' diamankan dari pengaruh sinar g yang datang langsung dari sumber radiasi. Sehingga yang terekam oleh kedua detector hanya sinar yang telah melewati formasi saja. Dalam hal ini efek pemendaran sinar radiasi seperti ditentukan dalam efek pemendaran Compton. Dimana menurutnya, jumlah sinar yang terpendarkan sebanding dengan jumlah electron per satuan volume. Jumlah electron dalam suatu unsur adalah

equivalent dengan jumlah proton (nomor atom Z). Untuk kemudian seperti kita ketahui bahwa nomor atom adalah proporsional dengan nomor masa (A) yang untuk selanjutnya proporsional dengan rapat masa. Seperti diketahui pula bahwa secara umum perbandingan antara nomor atom (Z) terhadap nomor masa (A) selalu mendekati harga 0.5 kecuali untuk unsur hydrogen yang mendekati 1. Dari sini akan sampai pada permasalahan bagi lapisan yang banyak mengandung hydrogen seperti halnya batubara dan air yang akan menggiring pada kesalahan aparansi. Sehingga untuk memperkecil kesalahan tersebut, alat harus sering dikalibrasi dengan menggunakan aluminium yang perbandingan Z/A = 0.5.

Dalam hal formasi yang mengandung hydrogen secara menyolok sehingga nilai Z/A menjauh dari nilai 0.5, koreksi sangat diperlukan untuk mengeliminir efek tersebut (factor koreksi ini tidak diuraikan panjang lebar di sini karena hanya menyangkut pekerjaan logging engineer yang bertanggung jawab pada acurasi grafik yang dihasilkannya). Tapi secara selintas dapat disinggung sebagai berikut :

Batubara dimana perbandingan Z/A bervariasi antara 0.51 sampai 0.54 (naik seiring dengan kenaikan kandungan hydrogen. Untuk mengilustrasikannya katakanlah batubara dengan kadar hydrogen 6%. Dalam hal ini Z/A bisa diprediksikan dengan rumus sbb :

Z/A = 0.5(1 - H) + 1 x H

Dimana H adalah kandungan hydrogen dalam decimal sehingga persamaan di atas menjadi :

= 0.5(1 - 0.06) + 1 x 0.06 = 0.53

Well-Log Data

Pembahasan mengenai beberapa konsep well logging telah dijelaskan pada artikel Gamma Ray, Resistivity, Neutron Porosity dan Density Logging. Untuk keperluan studi dan penelitian, well log data dapat anda peroleh di sini, yang dipublikasikan oleh Department of the Interior U.S. Geological Survey untuk 14 Wildcat Wells di Alaska.

Ke-14 data well tersebut memiliki data log dengan format LAS yang anda dapat buka dengan text editor biasa seperti notepad, nedit atau gedit.

Berikut adalah contoh well-log untuk Tulageak-1 (klik untuk memperbesar):

Data well-log dengan format LAS dapat ditampilkan dengan software gratis dengan platform Windows seperti LASReader atau dengan software gratis lainnya seperti octave atau gnuplot.

Berikut adalah contoh cara menampilkan dan memanipulasi Tulageak-1 well log data

dengan octave atau matlab. Dengan Text editor bukalah TL1.LAS sehingga anda memperoleh penampilan seperti di bawah ini:

Baris 1 s/d 35 merupakan LAS header yang berisikan informasi mengenai data ini i.e. kolom pertama merupakan measured depth dengan satuan ft, kolom kedua merupakan data Spontaneous Potential (MV), dst.

Perhatikan pada tabel tersebut terdapat angka -999.00000, angka ini merupakan null value yang artinya tidak ada informasi pengukuran.

Pada terminal Linux, gunakan perintah sed untuk mengganti nilai -999.0000 dengan NaN (Not a Numeric). sed -e 's/-999.00000/NaN/g' TL1.LAS > TL1_edit.LAS

Lalu gunakan kode berikut untuk membaca dan menampilkan. Download function hdrload.m terlebih dahulu.

clear; clc [h, d] = hdrload('TL1_edit.LAS'); %plot gammaray subplot(1,4,1); plot(d(:,3),d(:,1),'r'); set (gca (), 'ydir', 'reverse','XGrid','on','YGrid','on'); axis([min(d(:,3)) max(d(:,3)) min(d(:,1)) max(d(:,1))]); xlabel('GR(API)'); ylabel('Measured Depth(ft)'); %plot LLD subplot(1,4,2); semilogx(d(:,6),d(:,1),'m'); set (gca (),'ydir', 'reverse','XGrid','on','YGrid','on'); axis([min(d(:,6)) max(d(:,6)) min(d(:,1)) max(d(:,1))]); xlabel('LLD(ohmM)'); %plot density subplot(1,4,3); plot(d(:,8),d(:,1),'b'); set (gca (), 'ydir', 'reverse','XGrid','on','YGrid','on'); axis([min(d(:,8)) max(d(:,8)) min(d(:,1)) max(d(:,1))]); xlabel('Density(g/cc)'); %plot sonic subplot(1,4,4); plot(d(:,10),d(:,1),'g'); set (gca (), 'ydir', 'reverse','XGrid','on','YGrid','on'); axis([min(d(:,10)) max(d(:,10)) min(d(:,1)) max(d(:,1))]); xlabel('Sonic(us/ft)');

Perhatikan manipulasi NaN values sebelum diterapkan whittf.

figure; sonic=d(:,10); depth=d(:,1); loc=find(isnan(sonic) == 0); sonic=sonic(loc); depth=depth(loc); plot(sonic,depth,'g',whittf(sonic,10^3),depth,'r',whittf(sonic,10^9),depth,'b'); legend('original','smooth-10^3','smooth-10^9') set (gca (), 'ydir', 'reverse', 'xdir', 'reverse','XGrid','on','YGrid','on'); axis([min(sonic) max(sonic) min(depth) max(depth)]);

xlabel('Sonic(us/ft)'); ylabel('Measured Depth(ft)');

Di bawah ini saya melakukan despike untuk data sonic dan density, konversi data sonic menjadi kecepatan serta kedalaman dari feet ke meter dan lalu menyimpannya dalam format ascii.

%sonic sonic=d(:,10); depth=d(:,1); loc_sonic=find(isnan(sonic) == 0); sonic_edited=whittf((1000000./(3.28084.*sonic(loc_sonic))),10^4); depth_sonic=depth(loc_sonic)./3.28084; subplot(1,2,1) plot(sonic_edited,depth_sonic);set (gca (), 'ydir', 'reverse','XGrid','on','YGrid','on'); xlabel('Velocity(m/s)'); ylabel('Measured Depth(m)');

%%%density density=d(:,8); depth=d(:,1); loc_density=find(isnan(density) == 0); density_edited=whittf(density(loc_density),10^4); depth_density=depth(loc_density)./3.28084; subplot(1,2,2) plot(density_edited,depth_density);set (gca (), 'ydir', 'reverse','XGrid','on','YGrid','on'); xlabel('density(g/cc)'); ylabel('Measured Depth(m)'); dvfile=[depth_sonic,sonic_edited]; drfile=[depth_density,density_edited]; save dvfile.asc dvfile -ascii save drfile.asc drfile -ascii

Konversi ascii ke binary, dan membuat seismogram sintetik dengan Seismic Unix.

a2b n1=2 < dvfile.asc > dvfile.bin a2b n1=2 < drfile.asc > drfile.bin suwellrf dvfile=dvfile.bin drfile=drfile.bin ntr=100 nval=7591 | suxwigb &

Analisa Penilaian Formasi (Analisa Logging)

Secara umum, analisa log dibedakan atas tiga kompenen, berupa Log Lithologi, Log Resistivity dan Log Porosity. Log Lithologi antara lain Gamma Ray (GR) Log dan Spontaneous Potential (SP) Log. Untuk Log Resistivity diantaranya adalah Induction Log, Short Normal Log, Microlog, Lateral Log dan MSFL. Sedangkan untuk Log Porosity terdiri dari Neutron Log dan Sonic Log.

Pada prakteknya di lapangan tidak semua jenis log diatas dapat dilakukan. Hal ini mengingat biaya (cost) yang besar untuk tiap jenis log sehingga hanya digunakan beberapa jenis log tertentu dan kecenderungan untuk mengkombinasikan beberapa jenis log (combination log) dan ini yang biasa digunakan.

B