Download pdf - Logging n Cadangan Reservoar

5/14/2018 Logging n Cadangan Reservoar - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/logging-n-cadangan-reservoar 1/19

BAB III

TEORI DASAR

3.1. Production Logging Test

Production Logging Test merupakan salah satu dari berbagai macam metode

logging yang dilakukan pada sumur-sumur minyak untuk mengetahui kondisi suatu

reservoir, evaluasi dari proses stimulasi dan mendeteksi permasalahan yang terjadi

pada suatu sumur.

Parameter-parameter yang diperoleh dari proses Production Logging Test,

diantaranya adalah :

1. Flow Contribution dari tiap-tiap lapisan produktif pada reservoir multy-layers.

2. Bulk Sand & Water (Water Cut) dari tiap-tiap lapisan produktif pada reservoir

multy-layers.

3. Productivity Indeks dan Injenctivity Indeks.

4. Tekanan dan Temperatur.

5. Letak kebocoran yang terjadi pada casing.

3.1.1. Peralatan Production Logging Test

Peralatan yang digunakan dalam proses Production Logging Test merupakan

kombinasi dari berbagai macam jenis peralatan logging. Dalam penggunaannya,

kombinasi dari peralatan-peralatan Production Logging Test disesuaikan dengan

data-data yang dinginkan. Kombinasi dari peralatan

Production Logging Test dapat dilihat pada Gambar 3.1.



Gambar 3.1.

Peralatan Production Logging Test

(Schlumberger, 1991)

Peralatan yang digunakan pada Production Logging Test dibagi menjadi 4

(empat) peralatan utama, yaitu :

1. Spinner Flowmeter Logging.

Spinner Flowmeter Logging Tool digunakan untuk mengetahui flow

contribution (kontribusi) dari lapisan yang diuji. Prinsip kerja dari peralatan ini

adalah berdasarkan jumlah putaran tiap detiknya (RPS), yang disebabkan adanya

aliran fluida dari formasi ke dalam sumur.

Jenis-jenis alat yang digunakan pada Spinner Flowmeter Logging adalah :

a. Dual Flowmeter Interface.

b. Continuous Flowmeter.

c. FullBore Flowmeter.

d. Petal Basket Flowmeter.



2. Temperature Logging.

Peralatan ini berfungsi untuk menentukan adanya aliran fluida. Aliran

formasi yang terdeteksi merupakan aliran fluida dari formasi masuk kedalam sumur

(menentukan adanya fluida produksi) ataupun aliran yang terjadi dari dalam sumur

menuju ke formasi (penentuan titik injeksi).

Prinsip kerja dari temperature logging tool adalah aliran fluida formasi yang

masuk kedalam sumur akan diketahui apabila pada zona tersebut mempunyai

temperatur yang rendah. Sedangkan aliran fluida dari dalam sumur menuju ke

formasi biasanya menunjukkan temperatur yang tinggi.

Jenis-jenis peralatan yang digunakan pada Temperatur Logging adalah :

a. Pressure Temperature Gradiomanometer.

b. Power Interface Cartridge.

c. Manometer Temperature.

d. Gradiometer.

3. Radioactive Logging.

Data hasil dari Radioactive Logging diantaranya untuk menentukan letak

kedalaman dari perforasi, kondisi dari kualitas semen, kebocoran yang terjadi pada

casing, dan jenis material yang masuk ke dalam anulus.

Jenis-jenis peralatan yang digunakan pada Radioactive Logging adalah :

a.Telemetry Gamma-Ray.

b.Caliper.

c.Nuclear Fluid Density.



3.1.1.4. Noise Logging

Noise Logging digunakan untuk menentukan adanya aliran dari perforasi,

kebocoran casing dan aliran yang masuk kedalam formasi. Prinsip kerja dari noise

logging berdasarkan pada gelombang suara yang terekam oleh hydrophone.

Dikarenakan gelombang suara yang terekam tersebut berasal dari turbulensi fluida,

maka adanya aliran fluida akan terdeteksi dengan tingginya amplitudo dari

gelombang suara tersebut.

Kegunaan utama dari Noise Logging adalah untuk menentukan adanya

lubang atau aliran fluida dibelakang pipa dan biasanya data hasil dari Noise

Logging akan dibandingkan dengan data hasil dari Temperature Logging.

Analisa dengan menggunakan noise logging dilakukan berdasarkan

perbedaan tinggi-rendahnya frekuensi suara yang dihasilkan. Pada aliran satu fasa

akan menghasilkan frekuensi suara sekitar 1000 cycles/sec (1000 Hz), dan untuk

aliran dua fasa akan menghasilkan frekuensi yang lebih rendah.

Untuk frekuensi dibawah 100 cycles/sec (100 Hz) tidak diperhatikan, karena

suara pada frekuensi ini adalah suara yang dihasilkan oleh pompa, motor ataupun

suara-suara yang berasal dari permukaan.

3.1.2. Interpretasi Data Production Logging Test

Dari log data hasil proses Production Logging Test dapat digunakan untuk

menginterpretasikan besarnya prosentase flow contributions dan basic sediment &

water (water cut) untuk zona-zona yang diinginkan atau zona produktif.

Prosentase dari flow contributions dihitung dari data spinner flowmeter

logging (Gambar 3.2.), dengan langkah-langkah sebagai berikut :



1. Dari kurva spinner flowmeter, tentukan besarnya defleksi maksimum dari kurva

flowmeter (jarak “A” pada Gambar 3.2.).

2. Tentukan besarnya defleksi kurva flowmeter untuk tiap-tiap zone yang akan

dihitung (jarak “B”, “C”, dan “D” pada Gambar 3.2.).

3. Prosentase Flow Contributions dapat dihitung persamaan sebagai berikut :

%100maksimumkurvadefleksi

produktif zonakurvadefleksiFC ×= ...................................... (3.1)

Gambar 3.2.

Kurva Spinner Flowmeter Logging

(Schlumberger, 1991)



Berdasarkan interpretasi dari kurva fluid density, harga water cut dapat

diperoleh dari penurunan persamaan densitas fluida, sebagi berikut :

v

m=ρ

wo

w

vv

vWC

+=

Hasil dari penurunan persamaan tersebut adalah :

ow

omix

WC ρ−ρρ−ρ

= ............................................ (3.2)

3.2. Peramalan Prilaku Reservoir

Secara umum aktifitas management dari suatu reservoir adalah :

• Memperkirakan cadangan awal hidrokarbon.

• Analisa ulah alir reservoir pada saat ini dan pada masa lampau.

• Memperkirakan sisa cadangan dan laju produksi minyak.

• Memperbaharui hal-hal yang terdahulu sebagai upaya untuk perbaikan atau

peningkatan produksi minyak.

Dari beberapa metode yang dapat digunakan untuk mentukan peramalan

kondisi (performance) dari suatu reservoir, diantaranya adalah metode Decline

Curve dan metode JJ. Arps.

Parameter-parameter yang dihasilkan dari metode-metode peramalan kondisi

reservoir tersebut adalah :

1. Batas waktu akhir produksi (Economic Limit).

2. Produksi kumulatif minyak pada titik batas ekonomis (Ultimate Recovery).



3. Sisa cadangan yang dapat diproduksikan (Remaining Reserve).

3.2.1. Cadangan Mula-Mula dalam Reservoir

Metoda perhitungan untuk penentuan cadangan minyak mula-mula dalam

reservoir, yang umum digunakan adalah metode volumetris dan material balance.

3.2.1.1. Metoda Volumetris

Sebagai dasar untuk menghitung jumlah cadangan dengan menggunakan

metode volumeteris adalah data peta isopach (Gambar 3.4.), data log, analisa core

dan data fluida reservoir.

Perhitungan volume batuan reservoir dengan menggunakan peta isopach

dibedakan menjadi dua persamaan, yaitu persamaan pyramidal dan trapezoidal.

Persamaan Pyramidal digunakan apabila harga An+1/An ≤ 0,5, dengan bentuk

persamaan sebagi berikut :

( )1nn1nn A A A A3

hVb ++ ⋅++= ............................................ (3.3)

Persamaan Trapezoidal digunakan apabila harga An+1/An ≥ 0,5, dengan bentuk

persamaan sebagi berikut :

( )1nn A A2

hVb ++= ............................................ (3.4)

keterangan,

Vb : volume batuan, acre-ft.

An : luas yang dibatasi oleh garis kontur isopach terendah, acre.

An+1 : luas yang dibatasi oleh garis kontur isopach diatasnya, acre.

h : interval antara garis kontur isopach,ft.



.Gambar 3.4.

Peta Isopach Reservoir

(Craft, B.C., 1991)

Dari data volume batuan tersebut, maka cadangan minyak mula-mula dapat

dihitung dengan menggunakan persamaan, sebagai berikut :

Boi

)Sw1(Vb758,7N

−⋅φ⋅∑⋅= ............................................ (3.5)

ketarangan,

N : original oil in place, STB.

ΣVb : jumlah volume batuan yang mengandung hidrokarbon, cuft.

φ : porositas batuan, fraksi.

Sw : saturasi air mula-mula, fraksi.

Boi : faktor volume formasi minyak mula-mula, bbl/STB.



3.2.1.2. Metode Material Balance

Penentuan cadangan minyak mula-mula dengan metode material balance

didasarkan pada prinsip kesetimbangan volume atau dikatakan bahwa volume suatu

reservoir adalah tetap. Sehingga jumlah dari perubahan volume minyak, gas bebas

dan air dalam reservoir harus sama dengan 0 (nol). Minyak dalam reservoir

berkurang karena diproduksi, maka jumlah pengurangan tersebut harus diimbangi

dengan kenaikan volume air dan/atau gas dalam jumlah yang sama. Persamaan

umum meterial balance adalah :

( ) ( )

)BgiBg(Boi

BtimBtiBt

WpBwWeBg)RsiRp(BtNpN

−

+−

−−−+=

........................................ (3.6)

keterangan,

N : Origunal Oil in Place. STB

Np : kumulatif produksi

Bt : faktor Volume formasi total.

Bti : faktor volume formasi total pada tekanan awal.

Bo : faktor volume formasi minyak.

Boi : faktor volume formasi minyak pada tekanan awal.

Bg : faktor volume formasi gas.

Bgi : faktor volume formasi gas pada tekanan awal.

Rp : gas oil ratio, SCF/STB

Rsi : kelarutan gas dalam minyak pada tekanan awal, SCF/STB

We : water influx

WpBw : produksi air



Persamaan (3.4) akan berubah tergantung dari jenis mekanisme pendorong dari

reservoirnya, yaitu:

• Solution Gas Drive reservoir, m = 0, Wp = 0, We = 0.

• Water Drive reservoir, m = 0.

• Gas Cap Drive reservoir, We = 0.

• Combination Drive reservoir berlaku persamaan umum.

3.2.2. Produktifitas Lapisan berdasarkan Production Logging Test

Peramalan kondisi pada reservoir berlapis (comingle completion), perlu

dilakukan pengelompokan dari laju produksi untuk tiap-tiap lapisan produktif.

Salah satu metode yang dapat digunakan untuk mengetahui laju produksi dari tiap-

tiap lapisan adalah metode Production Logging Test.

Penentuan besarnya produktifitas tiap-tiap lapisan pada reservoir berlapis,

berdasarkan metode Production Logging Test dilakukan dengan menggunakan

harga flow contributions dan basic sediment & water (BS&W), sebagai dasar untuk

proses analisa.

Secara metematis penentuan produktifitas tiap lapisan berdasarkan data

Production Logging Test dapat dijelaskan dalam langkah-langkah sebagi berikut :

1. Buat tabulasi data alokasi produksi seperti ditunjukkan pada Tabel 3.1.

Tabel 3.1.

Tabulasi Data Alokasi Produksi

Data Prod. Lapisan prod. 1Date Qo

.bbl/dQf

.bbl/dFC%

BS&W

plt

%

Qf .bbl/d

Qo.bbl/d

BS&W%

Np.stb

.a .b .c .d .e .f .g .h .i



Keterangan :

Data Produksi

a. Waktu produksi.

b. Laju produksi minyak per hari

c. Laju produksi fluida.

Analisa tiap-tiap Lapisan Produktif

d. Flow Contribution berdasarkan data PLT

e. Basic Sediment & Water berdasarkan data PLT

f. Laju produksi fluida pada lapisan prod tersebut :

Qf .C.FQf )lapisan( ×= ............................................ (3.7)

g. Laju produksi minyak pada lapisan prod berdasarkan PLT

Qf )W&BS1(Qo ×−= ............................................ (3.8)

h. Basic Sediment & Water actual pada lapisan

)lapisan(

)lapisan()lapisan(

Qf

QoQf W&BS

−

= ....................................... (3.9)

i. Kumulatif minyak pada lapisan.

2. Apabila terdapat lapisan yang dibuka atau ditutup, maka harga flow contribusi

dan BS&W akan berubah. Perhitungan untuk menentukan harga flow

contributions dan water cut digunakan persamaan umum sebagai berikut :

)isolasi.setelah()diisolasi.form()isolasisebelum( W&BSFCW&BSFCW&BSFC ×+×=×

)dibuka.setelah()dibuka.form()dibuka.sebelum( W&BSFCW&BSFCW&BSFC ×+×=×

............................................ (3.10)

Keterangan :



FC(baru) diperoleh berdasarkan

asumsi.

BS&W diperhitungkan dengan

persamaan :

)lama(

)baru(

)lama(

)lama(

FC

)W&BS(Total)W&BSFC(

W&BSFC

W&BS

××

×

= ∑ ...................... (3.11)

Harga FC dan BS&W yang baru

harus memenuhi persamaan 3.10.

3. Buat tabulasi total laju produksi (minyak, air dan fluida) untuk tiap-tiap lapisan,

seperti ditunjukkan pada Tabel 3.2.

Tabel 3.2.

Tabulasi Produksi untuk Tiap Lapisan

Date

Sumur prod.(1…n) TotalNp Qf Qo Npt Qf t Qot Qwt BS&Wt

.a .b .c .d .e .f .g .h .i

Keterangan :

a. Waktu produksi

b. Kumulatif minyak untuk tiap-tiap sumur produksi.

c. Laju produksi fluida untuk tiap-tiap sumur produksi.

d. Laju produksi minyak untuk tiap-tiap sumur produksi.

e. Produksi kumulatif total untuk semua sumur produksi (1…n).

f. Laju produksi total fluida untuk semua sumur produksi (1…n).

g. Laju produksi minyak total untuk semua sumur produksi (1…n).

h. Laju produksi air total untuk semua sumur produksi (1…n).

i. Basic sediment & water (water cut) total untuk semua sumur produksi.



4. Buat grafik perbandingan laju produksi minyak vs waktu (log q vs t), laju

produksi minyak vs kumulatif produksi (q vs Np) dan water cut vs kumulatif

produksi (BS&W vs Np) untuk penentuan performance tiap-tiap lapisan.

5. Dari perhitungan pada Tabel 3.2. akan dapat diketahui perkiraan cadangan

terambil Estimate Ultimate Recoverable Reserve (EURR) dan Recovery Factor

(RF), Remaining Reserves (RR), dan Waktu (t) lapisan mencapai economic

limit (abandonment time) dengan menggunakan analisa regresi atau perhitungan

dengan menggunakan metode decline curve.

3.2.3. Penentuan Ultimate Recovery

Penentuan Ultimate Recovery dapat dilakukan dengan menggunakan metode

decline curve dan dengan menggu nakan persamaan JJ. Arps. Untuk menentukan

recovery faktor.

3.2.3.1. Metode Decline Curve

Laju produksi sumur secara umum akan mengalami penurunan sejalan

dengan waktu. Dari berbagai macam persamaan empiris, terkadang harus dapat

ditentukan yang cocok dengan kondisi yang ada. Sehingga persamaan tersebut

dapat digunakan dalam proses untuk memperkirakan performance masa datang.

Beberapa prediksi dapat dibuat dalam penentuan peramalan dapat dibuat

secara grafis, dengan mengekstrapolasi data-data produksi secara sederhana

sehingga terbentuk plot garis lurus. Selain dari metode grafis, perkiraan

performance suatu reservoir dapat dihitung secara matematis.



Kurva penurunan yang digunakan dalam metode Decline Curve adalah Kurva

loq laju produksi vs waktu (Gambar 3.5.), laju produksi vs produksi kumulatif

(Gambar 3.6.), dan log water cut vs produksi kumulatif (gambar 3.7.).

Gambar 3.5.

Log Laju Produksi versus Waktu

(Fetkovich, 1994)

Gambar 3.6.

Laju Produksi versus Produksi Kumulatif

(Fetkovich, 1994)



Gambar 3.7.

Log Water Cut versus Produksi Kumulatif

(Fetkovich, 1994)

Analisa secara matematis dengan menggunakan metode decline curve pada

dasarnya adalah mengidentifikasi type kurva decline berdasarkan data produksi, dan

menghitung batas waktu ekonomis dan besarnya cadangan yang dapat

diproduksikan. Sehingga akan diketahui kondisi dari suatu reservoir yang dianalisa.

Untuk mengidentifikasikan type decline curve digunakan harga loss ratio.

Loss Ratio didefinisikan sebagai laju produksi tiap satuan waktu dibagi dengan

turunan pertama dari kurva laju produksi vs waktu, dirumuskan :

dt/dq

qn = ............................................ (3.12)

keterangan,

n : loss ratio

t : waktu

q : laju produksi

Cara perhitungan loss ratio adalah dengan membuat tabulasi dari data waktu dan

laju produksi minyak sebagai berikut :

Tabel 3.3.



Tabulasi Perhitunggan Loss Ratio

T q .dq q/dq d(q/dq).t1.t2.t3.t4.dst

.q1

.q2

.q3

.q4.dst

-.q2-q1.q3-q2.q4-q3

.dst

-.q2/(q2-q1)=a.q3/(q3-q2)=b.q4/(q4-q3)=c

.dst

--

.b-a

.c-b

.dst Total

Dari tabel tersebut akan didapatkan harga n (loss ratio), dengan cara :

databanyaknya)dq/q(d)n(ratioLoss ∑= ............................................ (3.13)

Tipe-type decline curve berdasarkan harga loss ratio adalah :

1. Type eksponential decline, nilai loss ratio samadengan 0 (n = 0).

2. Type hiperbolic decline, nilai loss ratio antara 0 sampai dengan 1 (0 < n < 1).

3. Type harmonic decline, nilai loss ratio sama dengan 1 (n = 1).

3.2.3.1.1. Eksponential Decline Curve

Eksponential decline curve atau Constant percentage decline ditandai dengan

penurunan turun laju produksi tiap satuan waktu sebanding dengan rate produksinya

atau nilai loss ratio (n) sama dengan 0 (nol).

Persamaan-persamaan yang digunakan adalah :

a

)qq(Np eli −= ............................................ (3.14)

a

)q/q(lnt oi= ............................................ (3.15)

oatiot eqq −= ............................................ (3.16)

dimana,

%xq

)qq(d

i

i100

0−

=



)d(lna −−= 1

keterangan,

qo : laju produksi periode awal.

qi : laju produksi periode akhir.

t : interval waktu antara qi dan qo.

Np : produksi kumulatif selama interval waktu t.

a : nominal decline curve.

d : effective decline curve.

3.2.3.1.2. Hyperbolic Decline

Pada hyperbolic decline, kurva penurunan akan berbentuk cekung dan

merupakan interpretasi dari suatu deret hitung. Loss ratio (n) mempunyai nilai

antara 0 hingga 1 (0 < n < 1).

Persamaan yang digunakan dalam hyperbolic decline adalah :

( )a)n(

qqqNp

)n(el

)n(i

ni

⋅−−⋅

=−−

1

11

............................................ (3.17)

an

)q/q(t

nti

⋅−

=1

............................................ (3.18)

n/oiot )tan(qq 11 −+= ............................................ (3.19)

dimana,

i

ti

q

qqd

−=

tn

)q/q(a

nti

⋅−

=1

3.2.3.1.3. Harmonic Decline



Kurva penurunan harmonic decline ini merupakan bentuk khusus dari type

hyperbolic decline. Pada harmonic decline, harga loss ratio sama dengan 1 (n = 1).

Sedangkan bentuk persamaan untuk harmonic decline adalah :

o

ii

q

qln

a

qNp = ............................................ (3.20)

a

)q/q(t oi 1−= ............................................ (3.21)

ta

qq iot

+

=1

............................................ (3.22)

dimana,

i

ti

q

qqd

−=

tq

qqa

i

oi

⋅−

=

3.2.3.2. Metode JJ. Arps

Metode JJ. Arps adalah metode yang digunakan untuk mencari harga

recovery faktor, dan dibedakan menjadi 2 (dua) berdasarkan dari jenis mekanisme

pendorong yang bekerja pada reservoir. Persamaan yang dikembangkan oleh JJ

Arps, untuk reservoir dengan mekanisme pendorong water drive adalah sebagai

berikut :

2159019030

07700042201

89854

,,

,

oi

wi

,

Pa

PiSw

k

Boi

)Sw(,RF

−−

µµ⋅

−φ⋅= ................. (3.23)

Sedangkan reservoir dengan mekanisme pendorong solution gas drive, dalam

kondisi di bawah tekanan gelembung, adalah :



17440

37220

09790161101

81541

,,

,

ob

,

Pa

PbSw

k

Bob

)Sw(,RF

µ

−φ⋅= ........................ (3.24)

keterangan,

φ : Porositas, fraksi

Sw : Saturasi air, fraksi

Boi : Faktor volume formasi minyak mula-mula, bbl/STB

Bob : Faktor volume formasi minyak dibawah tekanan gelembung, bbl/STB

K : Permeabilitas, Darcy

µo : Viscositas minyak, cp

µw : Viscositas air formasi, cp

Pi : Tekanan reservoir mula-mula, psia

Pa : Tekanan abondon, psia

Pb : Tekanan gelembung, psia