BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang
Semua
yang
tersimpan
di
bawah
permukaan
bumi
yang
memungkinkan untuk dibentuk kembali atau tidak merupakan suatu sumber daya. Pada suatu sumber daya terdapat technically recoverable Resources (TRR), probable recoverable resources, resources, dan dan
proved reserved . Technically
recoverable Resources (TRR) adalah sumber daya yang dapat diproduksi menggunakan teknologi current recovery recovery tetapi tanpa referensi untuk keuntungan ekonomi. Probable recoverable resources merupakan resources merupakan TRR dalam area lapangan di mana telah ditemukan tetapi batas produksi tidak ditentukan batas – batasnya. batasnya. Sedangkan proved reserves reserves adalah kuantitas yang berdasar informasi geologi dan keteknikan dengan kondisi ekonomi tertentu terbukti bisa diambil dan menutupi biaya operasinya. (Jafee, 2011) Minyak dan gas bumi merupakan bahan yang paling penting di dunia dewasa ini sebagai sumber energi. Tidak banyak orang yang mengetahui bahwa di negara maju, minyak dan gas bumi merupakan sumber utama bagi pembangkit tenaga listrik. Selain itu pentingnya minyak dan gas bumi lebih jelas lagi karena zat itu merupakan penggerak
industri (Koesoemadinata,
1980). Menyadari pentingnya mengetahui sumber daya berupa minyak dan gas bumi maka dalam seminar ini, penulis menjelaskan tentang perhitungan sumber daya minyak dan gas bumi. Salah satu metode yang dapat digunakan dalam melakukan perhitungan sumber daya minyak dan gas bumi adalah metode volumetrik.
1.2 Maksud dan Tujuan
1.2.1 Maksud a.
Mengetahui
pemetaan
bawah
permukaan permukaan
untuk
melakukan
perhitungan volume sumber sumber daya hidrokarbon. 1
b.
Mengetahui data – data yang diperlukan untuk melakukan perhitungan sumber daya hidrokarbon. hidrokarbon.
c.
Mengetahui perhitungan volume sumber daya hidrokarbon dengan metode volumetrik.
1.2.2 Tujuan a.
Dapat melakukan pemetaan bawah permukaan untuk perhitungan volume sumber daya hidrokarbon.
b.
Dapat melakukan metode – metode pengambilan data yang diperlukan untuk melakukan perhitungan sumber daya hidrokarbon.
c.
Dapat melakukan perhitungan volume sumber daya hidrokarbon dengan metode volumetrik.
1.3 Metodologi Penulisan
Dalam penyusunan tugas mata kuliah seminar ini, penulis menggunakan metode penulisan: a. Metode Studi Pustaka Metode ini dilakukan untuk mengetahui beberapa referensi yang telah dilakukan oleh para peneliti-peneliti terdahulu. Studi pustaka juga dilakukan pada beberapa referensi yang mendukung penelitian ini secara keilmuan sehingga dalam pembahasannya akan ditunjang dengan latar belakang serta teori yang kuat. b. Metode Diskusi Yaitu mengetahui materi yang berhubungan dengan cara berdiskusi secara langsung kepada dosen pembimbing.
1.4 Sistematika Penulisan
Dalam
penulisan
laporan
seminar
ini,
dilakukan
dengan
cara
pengelompokan materi menjadi beberapa bab dengan sistematika penulisan sebagai berikut: a. Bab I Pendahuluan
2
Bab ini menjelaskan tentang informasi umum yaitu latar belakang, maksud dan tujuan, metodologi penulisan, dan sistematika penulisan. b. Bab II Pemetaan Bawah Permukaan Bab ini berisi penjelasan dalam melakukan pemetaan bawah permukaan dan metode – metode yang digunakan dalam pengambilan data yang bertujuan untuk melakukan perhitungan volume sumber daya hidrokarbon. c. Bab III Metode Perhitungan Volume Sumber daya Hidrokarbon Bab ini berisi teori yang diambil dari kutipan buku, makalah dan informasi dari internet yang membahas tentang perhitungan volume cadangan hidrokarbon dengan menggunakan metode volumetrik. d. Bab IV Penutup Bab ini berisi kesimpulan dan saran yang berkaitan dengan perhitungan volume sumber daya hidrokarbon yang telah diuraikan pada bab - bab sebelumnya.
3
1.5 Kerangka Pikir
Pemetaan Bawah Permukaan
Peta Kontur
Peta Stratigrafi
Perhitungan Sumber Daya Hidrokarbon
Metode Pengambilan Data Pemetaan Bawah Permukaan
Seismik
Wireline Logging
Faktor Volume Formasi
Metode Volumetrik
Porositas
Saturasi Air
Bulk Volume
Metode Pyramidal
Metode Trapezoidal
Metode Simpson
Gambar 1.1 Kerangka pikir
4
BAB II PEMETAAN BAWAH PERMUKAAN Pemetaan Geologi Bawah Permukaan adalah metode atau teknik pemetaan struktur, ketebalan lapisan dan karakteristik unit batuan dengan menggunakan data bawah permukaan. Metode Pemetaan Geologi Bawah Permukaan merupakan salah satu metode yang penting dalam eksplorasi dan eksploitasi minyak, gas atau endapan mineral ekonomi lainnya. Pemetaan bawah permukaan sama dengan pemetaan pada permukaan, hanya terdapat beberapa perbedaan yang terlihat. Pada pemetaan permukaan kita berhadapan dengan satu bidang permukaan dan yang dipetakan adalah sifat-sifat/keadaan geologi/topografi yang dituangkan dalam bentuk gambar pada bidang permukaan tersebut. Pada pemetaan bawah permukaan, kita berhadapan dengan berbagai macam bidang permukaan atau interval - interval antara dua bidang permukaan tersebut. Bidang permukaan ini biasanya adalah bidang perlapisan atau lapisan, tetapi dapat pula bidang - bidang lainnya seperti bidang patahan. Suatu hal yang khas pada peta - peta bawah permukaan adalah sifat kuantitatif. Sifat kuantitatif itu dinyatakan dengan apa yang dinamakan garis iso atau biasanya disebut garis kontur (contour lines/tranches untuk peta topografi). Garis ini menyatakan titik - titik yang mempunyai nilai yang sama, terutama nilai kuantitatif dan suatu gejala atau sifat tertentu yang terdapat pada suatu bidang permukaan/perlapisan atau dalam interval antar dua bidang permukaan/perlapisan. Sebagian besar peta bawah permukaan menggunakan garis kontur sebagai pembawa untuk menyampaikan bermacam - macam tipe dari data peta bawah permukaan. Sebuah garis kontur adalah garis yang menghubungkan titik dari nilai yang sama. Biasanya nilai ini ditentukan dari referensi seperti muka air laut. Beberapa peta menggunakan garis kontur sebagai pembawa untuk ilustrasi yang disebut peta kontur. Peta kontur digambarkan tiga dimensi atau dua dimensi. Berikut contoh daftar yang menunjukkan data dan asosiasi peta kontur.
5
Tabel 2.1 Data dan asosiasi peta kontur
Data
Tipe Peta
Elevasi
struktur, sesar
Ketebalan sedimen
Interval Isopach
Persentase batupasir
Percent Sand
Kaki/meter of pay
Net Pay Isochore
Tekanan
Isobar
Suhu
Isotherm
Litologi
Isolith (Tearprock, D. J. & Bischke R. E., 2003)
2.1 Metode Pengambilan Data Bawah Permukaan
Dalam melakukan pengambilan data bawah permukaan dapat menggunakan metode geofisika yaitu Well Logging dan seismik. Well Logging
merupakan metode yang digunakan untuk mendapatkan data
rekaman log terhadap kedalaman sumur. Data logging tersebut dapat diinterpretasi untuk memberikan informasi secara kualitatif maupun kuantitatif tentang formasi batuan pada sumur dan jumlah cadangan minyak bumi yang dapat diproduksi. Pada metode seismik dapat diketahui penampang seismik dalam bidang dua dimensi yang menunjukkan kondisi bawah permukaan bumi. 2.1.1 Wir eli ne Logging
Wireline log merupakan grafik pengukuran yang menerus terhadap parameter
geofisika sepanjang lubang bor, di mana nilai hasil
pengukuran diplot berdasarkan pertambahan kedalaman (Rider, 1996). Interpretasi log harus dipahami sifat-sifat kurva dari setiap jenis log serta kondisi-kondisi yang berpengaruh terhadap bentuk kurva yang bersangkutan, sehingga kesimpulan yang dihasilkan diharapkan tidak akan jauh berbeda dengan kondisi sebenarnya. Parameter-parameter yang diukur mempunyai fungsi tertentu dan disesuaikan dengan keperluan. Di
6
dalam penelitian ini data log digunakan untuk analisis fasies dan korelasi antar sumur. Beberapa jenis log yang digunakan yaitu : 1. Log Spontaneous Potential (SP) 2. Log Gamma Ray (GR) 3. Log Resistivitas 4. Log Densitas (RHOB) 5. Log Neutron
Gambar 2.1 Contoh log yang menunjukkan adanya potensi keterdapatan hidrokarbon (Kanugrahan, 2011)
2.1.2 Interpretasi Kualitatif dan Kuantitatif
Para ahli geologi telah sepakat bahwa penentuan lingkungan pengendapan dapat dilihat dari bentuk kurva log terutama log gamma-ray
7
(GR) dan spontaneous potensial (SP). Interpretasi data wireline log secara kuantitatif dengan mengamati bentuk defleksi kurva menggunakan rumus perhitungan. Metode ini dapat digunakan untuk menentukan porositas, permeabilitas, saturasi air, saturasi hidrokarbon maupun kandungan serpih
dalam reservoir. Parameter yang dihitung dalam
analisis ini berupa kandungan serpih (Vsh), porositas (Ø), dan saturasi air (Sw). a. Porositas Penentuan harga porositas pada lapisan reservoir menggunakan gabungan harga porositas dari dua kurva yang berbeda, yaitu porositas densitas (ØD) yang merupakan hasil perhitungan dari kurva RHOB dan porositas neutron (ØN) yang dibaca dari kurva NPHI.
ØDN = ØD =
(2.1) (2.2)
Keterangan: ØD
ØN
= porositas densitas = densitas matriks batuan, batupasir 2.65 dan batugamping 2.71 = densitas bulk batuan, dari pembacaan kurva log RHOB = densitas cairan lumpur bor, dibaca dari data header log = porositas neutron
ØDN = porositas densitas neutron
b. Saturasi air Saturasi atau kejenuhan air formasi adalah rasio dari volume pori yang terisi oleh air dengan volume porositas total(Harsono, 1997).
= F =
(2.3) (2.4)
Keterangan: F = faktor resistivitas formasi
8
A = koefisien litologi (batugamping a=1, batupasir a=0.65) Ø = porositas densitas neutron m = faktor sementasi (batugamping m=2, batupasir m=2.15)
= saturasi air formasi F = faktor formasi
= resistivitas air formasi = resistivitas formasi, dibaca dari kurva resistivitas c. Volume Serpih Volume serpih merupakan kandungan serpih pada formasi.
=
(2.5)
Keterangan :
= nilai GR pada data log = nilai GR maksimum = nilai GR minimum 2.1.3 Seismik Refleksi
Pengambilan data bawah permukaan selain menggunakan data wireline log dan data core juga digunakan data gelombang seismik untuk mengetahui lebih detail keadaan geologi bawah permukaan. Seismik merupakan salah satu teknologi dalam eksplorasi minyak dan gas bumi, data seismik dapat menggambarkan kondisi bawah permukaan mencakup bentuk cekungan, struktur geologi, perangkap hidrokarbon bahkan perkiraan jenis batuan dapat diinterpretasi dari data seismik. Salah satu metode seismik yang sering digunakan yaitu seismik refleksi. Metode seismik refleksi merupakan metode geofisika yang memanfaatkan gelombang pantul (refleksi) dari batuan di bawah permukaan. Metode seismik refleksi ada dua macam yaitu : a. Seismogram Sintetik b. Survey Checkshot
9
Gambar 2.2 Contoh hasil seismik dari suatu lapisan yang berpotensi terdapat hidrokarbon (Kanugrahan, 2011)
2.1.4 Interpretasi Seismik
Interpretasi struktur pada seismik dapat meliputi interpretasi sesar, lipatan, diapir dan intrusi. Sesar dapat diinterpretasikan dari terputusnya pola refleksi (offset pada horison), penyebaran kemiringan yang tidak sesuai dengan atau tidak berhubungan dengan stratigrafi, adanya pola difraksi pada zona patahan, adanya perbedaan karakter refleksi pada kedua zona dekat sesar. Lipatan dapat diinterpretasikan dari adanya pelengkungan horison seismik yang membentuk suatu antiklin maupun sinklin. Diapir (kubah garam) dapat diinterpretasikan dari adanya dragging effect pada refleksi horison di kanan atau di kiri tubuh diapir,
10
adanya penebalan dan penipisan batuan di atas tubuh diapir dan pergeseran sumbu lipatan akibat dragging effect . Sedangkan intrusi dapat diinterpretasikan dari dragging effect tidak jelas. Pola-pola perlapisan total yang berkembang sebagai suatu hasil proses-proses pengendapan, erosi dan paleogeografi dapat diinterpretasikan dengan menggunakan pola-pola refleksi seismik. Kontinuitas refleksi berhubungan erat dengan kontinuitas perlapisan. 2.1.5 Peta Bawah Permukaan
Peta bawah permukaan adalah peta yang menggambarkan bentuk maupun kondisi di bawah permukaan bumi. Peta ini mempunyai sifatsifat antara lain : a. Kualitatif : menggambarkan suatu garis yang menghubungkan titiktitik yang nilainya sama (garis iso/kontur), baik ketebalan, kedalaman maupun perbandingan/persentase ketebalan. b. Dinamis : kebenaran peta tidak dapat dinilai atas kebenaran metode tetapi atas data yang ada, sehingga apabila ada data yang baru maka peta dapat berubah. Dalam aplikasinya, peta bawah permukaan dibagi menjadi beberapa macam, yakni peta kontur dan peta stratigrafi. 1. Peta kontur Struktur Peta kontur struktur adalah suatu peta yang melukiskan bentuk suatu bidang perlapisan yang biasanya berada di bawah permukaan dengan memperlihatkan posisi kedalaman atau ketinggian terhadap suatu bidang datum. Datum yang dipakai dalam pembuatan peta kontur struktur adalah muka air laut, di mana tiap-tiap sumur di datum pada kedalaman yang sama. Bentuk horizontal dari bidang perlapisan diperlihatkan oleh garis-garis lengkung yang menghubungkan titiktitik yang mempunyai posisi ketinggian atau kedalaman yang sama terhadap datum horizontal, disebut garis kontur struktur. Dengan demikian, peta ini akan memperlihatkan penyebaran lapisan atau
11
fasies batuan secara lateral dan/atau vertikal yang dikontrol oleh struktur sesar atau lipatan. 2. Peta Stratigrafi Peta stratigrafi adalah peta yang memperlihatkan perlapisan batuan beserta perubahannya secara lateral dan dinyatakan dalam nilai-nilai tertentu, misalnya ketebalan, kedalaman atau perbandingan/persentase dari lapisan batuan. Peta stratigrafi dibagi menjadi 2 macam, yaitu: a) Peta Isopach Peta
isopach adalah peta yang menggambarkan ketebalan
sesungguhnya di suatu unit tubuh batuan yang dinyatakan dengan garis kontur yang menyatakan ketebalan yang sama. Suatu peta isopach mempunyai garis kontur yang memperlihatkan distribusi atau sebaran ketebalan suatu unit batuan (Bishop, 1960 dalam Tearpock dan Bischke, 2003) Peta isopach akan merefleksikan bentuk-bentuk geometri dari lapisan yang dianalisis. Dalam hal ini bentuk kontur akan sangat dipengaruhi oleh bentuk - bentuk geometri dari lapisan batupasir yang dianalisis. Peta isopach digunakan oleh
para ahli geologi perminyakan ( petroleum
geologist ) untuk berbagai keperluan studi,
antara lain: studi
lingkungan pengendapan, studi genesis batupasir, studi arah aliran pengendapan, studi mengenai arah pergerakan patahan dan perhitungan volume hidrokarbon. Peta isopach terdiri atas beberapa jenis, di antaranya: (1) Peta isochore Yaitu peta yang menggambarkan ketebalan di suatu unit tubuh batuan yang dinyatakan dengan garis kontur yang menyatakan ketebalan vertikal yang sama. (2) Peta net sand isopach Yaitu
peta
yang
menggambarkan
total
ketebalan
sesungguhnya batupasir yang berkualitas reservoir. Peta net sand isopach menggambarkan total ketebalan lapisan reservoir
12
yang berpori dan permeabel dalam ketebalan stratigrafi yang sebenarnya. Apabila terdapat sisipan batuan yang bukan batuan reservoir seperti serpih, maka batuan terse but tidak ikut dipetakan. b) Peta Fasies Peta fasies adalah peta yang menggambarkan perubahan secara lateral dari aspek-aspek kimia dan biologi dari sedimen-sedimen yang diendapkan pada waktu bersamaan. Pemetaan ini bertujuan untuk mengetahui penyebaran lateral dari fasies reservoir yang diperkirakan masih mengandung fluida hidrokarbon.
13
BAB III PERHITUNGAN VOLUME SUMBER DAYA HIDROKARBON DENGAN METODE VOLUMETRIK Perhitungan sumber daya sangat penting karena merupakan pegangan dalam perencanaan pengembangan selanjutnya. Ketepatan perkiraan jumlah sumber daya ini tergantung pada kelengkapan dan kualitas data yang ada. Salah satu metode yang digunakan dalam perhitungan sumber daya hidrokarbon adalah metode volumetrik. Metode volumetrik digunakan untuk memperkirakan besarnya sumber daya reservoir pada suatu lapangan minyak atau gas yang baru. Data-data
yang
diperlukan
untuk
perhitungan
estimasi
original
hydrocarbon in place dengan metode volumetrik, yaitu bulk volume reservoir, porositas batuan , saturasi fluida, dan faktor volume formasi fluida.
OHCIP =
(3.1)
( Satter et al, 2008)
3.1 OOIP (Original Oil I n Place )
OOIP (Original Oil In Place) berarti volume minyak di suatu tempat sebelum dimulainya proses produksi. Perhitungan terhadap nilai OOIP ditentukan oleh beberapa parameter. Dengan demikian dihasilkan suatu formula perhitungan OOIP, yaitu:
(3.2)
Keterangan :
= faktor volume formasi minyak mula – mula, bbl/stb = volume reservoir, acre-feet = porositas reservoir = saturasi hidrokarbon
14
7758 = faktor konversi, bbl/acre-feet
3.2 OGIP(Origin al Gas I n Place )
Sedangkan untuk sejumlah gas mula-mula (initial gas in place) dapat ditentukan dengan persamaan:
(3.3)
Keterangan :
= faktor volume formasi gas mula – mula, bbl/scf = volume reservoir, acre-feet = porositas batuan = saturasi hidrokarbon
43560 = faktor konversi, cuft/acre-feet
Pada persamaan OOIP dan OGIP, besaran yang perlu ditentukan terlebih dahulu adalah volume bulk batuan (V b). Penentuan volume bulk batuan (V b) ini dapat dilakukan secara analitis dan grafis.
3.3 Penentuan Volume Bulk Batuan Secara Analitis
Langkah pertama yang dilakukan dalam menentukan volume bulk batuan adalah membuat peta kontur bawah permukaan dan peta isopach. Peta kontur bawah permukaan merupakan peta yang menggambarkan garis-garis yang menghubungkan titik-titik dengan kedalaman yang sama pada setiap puncak formasi. Sedangkan peta isopach merupakan peta yang menggambarkan garisgaris yang menghubungkan titik-titik dengan ketebalan yang sama dari formasi produktif . (Gambar 3.1)
15
Gambar 3.1. Peta isopach (a) Total net sand , (b) Net oil sand , (c) Completed isopach map of oil reservoir (Amyx, J. W. et al, 1960)
Setelah peta isopach dibuat, maka luas daerah setiap garis isopach dapat dihitung dengan menggunakan planimeter dan diplot pada kertas, yaitu luas lapisan produktif versus kedalaman. Jika peta isopach telah dibuat, maka perhitungan volume bulk batuan dapat dilakukan dengan menggunakan metode: a. Metode Pyramidal
Metode ini digunakan apabila perbandingan antara luas garis isopach yang berurutan
≤0,5
yang secara matematis dituliskan:
[ √ ] ∑
(3.4)
Keterangan :
h
= volume antara dua garis isopach saling berurutan. Ac-ft = volume bulk batuan, ac-ft = interval peta isopach, ft
16
= luas yang dibatasi garis isopach I, acre = luas yang dibatasi garis isopach I + 1, acre
b. Metode Trapezoidal
Metode ini digunakan apabila perbandingan antara luas garis isopach yang berurutan > 0,5 yang secara matematis dituliskan:
∑{ }
(3.5)
c. Metode Simpson
Metode ini digunakan jika interval kontur dan isopach tidak sama (tidak teratur) dan hasilnya akan lebih teliti jika dibandingkan dengan metode trapezoidal yang secara matematis dituliskan:
∫
(3.6)
Keterangan :
(Satter et al, 2008)
3.4 Penentuan Volume Bulk Batuan Secara Grafis
Penentuan volume bulk batuan secara grafis dilakukan dengan cara membuat plot antara ketebalan yang ditunjukkan oleh tiap-tiap garis kontur terhadap luas daerah masing-masing, seperti terlihat pada Gambar 3.2 Dari gambar tersebut terlihat bahwa volume bulk batuan merupakan luas daerah yang ditunjukkan di bawah garis kurva.
17
Gambar 3.2 Contoh grafik penentuan volume bulk batuan (Sumber: http://iatmismmigas.files.wordpress.com/2012/06/112.png.)
18
BAB IV PENUTUP
4.1 Kesimpulan
a. Pemetaan Geologi Bawah Permukaan adalah metode atau teknik pemetaan struktur,
ketebalan
lapisan
dan
karakteristik
unit
batuan
dengan
menggunakan data bawah permukaan. b. Metode – metode yang digunakan dalam pengambilan data pemetaan bawah permukaan adalah metode geofisika yaitu well logging dan seismik. c. Perhitungan sumber daya dengan metode volumetrik memerlukan data bulk volume reservoir, porositas batuan , saturasi fluida, yang berbanding terbalik dengan faktor volume formasi fluida. d. Penentuan dalam volume bulk batuan dapat dilakukan secara analitis dan grafis.
19
DAFTAR PUSTAKA
Amyx, J. W., D.M. Bass, jr and R.L. Whiting, 1960, Petroleum Reservoir Engineering-Physical Properties Harsono, Adi. 1997. Evaluasi Formasi dan Aplikasi Log. Schlumberger Oil field Services, Jakarta. Jafee, A. M., Medlock, K. B. and Soligo, Ronald. 2011. The Status Of World Oil Reserves. Rice University. Kanugrahan, Permadi. 2011. Pemetaan Bawah Permukaan dan Perhitungan Cadangan Hidrokarbon Zona Prospek Lapisan A2, Formasi Menggala Atas, Lapangan Pematang, Cekungan Sumatera Tengah. Skripsi Teknik Geologi. Yogyakarta: Fakultas Teknik Program Studi Tenik Geologi Universitas Pembangunan Nasional. Koesoemadinata, R.P..1980. Geologi Minyak dan Gas Bumi, jilid I dan II. ITB, Bandung. Rider, Malcolm. 1996. The Geological Interpretation Of Weel Logs Second Edition. Scotland: Interprint Ltd. Satter, A., Iqbal, G. M., and Buchwalter, J.L.. 2008. Enhanced Reservoir Engineering . Oklahoma : PennWell Corporation. Tearpock, D.J., and Bischke, R.E.. 2003. Applied Subsurface Geological Mapping With Structural Methods 2 nd Edition. New Jersey: Pearson Education, Inc. http://iatmismmigas.files.wordpress.com/2012/06/112.png. (Diakses tanggal 18 November 2013). http://digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-12479-Paper.pdf.(Diakses tanggal 18 November 2013)
20
