Geophysics Well Logging
merupakan suatu metode geofisika yang mengukur besaran-besaran fisik batuan
reservoir yang memberikan informasi bawah permukaan yang meliputi karakteristik
litologi, ketebalan lapisan, kandungan fluida, korelasi struktur, dan
kontinuitas batuan dari lubang bor (Gordon H., 2004). Wireline Log merupakan
perekaman data pengukuran secara kontinu di suatu lubang bor menggunakan geophysics probe
yang mampu merespon variasi sifat – sifat fisik batuan setelah dilakukan
pengeboran (Reeves, 1986). Log adalah suatu grafik kedalaman dari satu set
kurva yang menunjukkan parameter yang diukur secara berkesinambungan di dalam
sebuah sumur (Harsono, 1993). Log dapat berupa pengamatan visual sampel yang
diambil dari lubang bor (geological log), atau dalam pengukuran fisika
yang dieroleh dari respon piranti instrumen yang di pasang didalam sumur (geohysical
log). Well loging dapat digunakan dalam bidang eksplorasi minyak dan gas,
batubara, air bawah tanah dan geoteknik.
Logging sumur adalah pengukuran
dalam lubang sumur menggunakan instrumen yang ditempatkan pada ujung kabel
wireline dalam lubang bor. Sensor yang terletak diujung kabel wireline akan
mendeteksi keadaan dalm sumur. Loging sumur dilakukan setelah drill string
dikeluarkan dari sumur. Terdapat dua kabel yang terkoneksi dengan permukaan,
kedalaman sumur direkam ketika sensor turun dan diangkat kembali untuk memulai
pendeteksian. Subset kecil dari data pengukuran dapat ditransmisikan ke
permukaan real time menggunakan pressure pulses dalam wells mud fluid
colomn. Data telemetri dari dalam tanah mempunyai bandwidth yang kecil
kurang dari 100bit per detik, sehingga informasi dapat didapat real time dengan
bandwidth yang kecil.
Konsep Dasar Logging
Seiring dengan meningkatnya ilmu pengetahuan dan
teknologi maka hadirlah survey geofisika tahanan jenis yang merupakan suatu
metode yang dapat memberikan gambaran susunan dan kedalaman lapisan batuan
dengan mengukur sifat kelistrikan batuan. Loke (1999) mengungkapkan bahwa
survey geofisika tahanan jenis dapat menghasilkan informasi perubahan variasi
harga resistivitas baik arah lateral maupun arah vertical. Metode ini
memberikan injeksi listrik ke dalam bumi, dari injeksi tersebut maka akan
mengakibatkan medan potensial sehingga yang terukur adalah besarnya kuat arus
(I) dan potensial (ΔV), dengan menggunakan survey ini maka dapat memudahkan
para geologist dalam melakukan interpretasi keberadaan cebakan-cebakan batubara
dengan biaya eksplorasi yang relatif murah.
Logging geofisik untuk eksplorasi batubara dirancang
tidak hanya untuk mendapatkan informasi geologi, tetapi untuk memperoleh
berbagai data lain, seperti kedalaman, ketebalan dan kualitas lapisn batubara,
dan sifat geomekanik batuan yang menyertai penambahan batubara. Dan juga
mengkompensasi berbagai masalah yang tidak terhindar apabila hanya dilakukan
pengeboran, yaitu pengecekan kedalaman sesungguhnya dari lapisan penting, terutama
lapisan batubara atau sequence rinci dari lapisan batubara termasuk parting dan
lain-lain.
A.Log Sinar Gamma
Prinsip dari gamma ray log
adalah perekaman radioaktivitas alami bumi, dimana sinar gamma mampu menembus
batuan dan dideteksi oleh sensor sinar gamma yang umumnya berupa detektor
sintilasi. Setiap Gamma Ray log yang terdeteksi akan menimbulkan pulsa listrik
pada detektor. Parameter yang terekam adalah jumlah pulsa yang tercatat per
satuan waktu (cacah GR). Log Sinar Gamma adalah log yang digunakan untuk
mengukur tingkat radioaktivitas suatu batuan. Radioaktivitas tersebut
disebabkan karena adanya unsur Uraniun, Thorium, Kalium pada batuan.
Ketiga
elemen ini secara terus menerus memancarkan gamma ray yang memiliki energi
radiasi yang tinggi. Kekuatan radiasi sinar gamma yang paling kuat dipancarkan
oleh mudstone dan yang paling lemah dipancarkan batubara. Terutama yang dari
mudstone laut menunjukan nilai yang ekstra tinggi, sedangkan radiasi dari
lapisan sandstone lebih tinggi disbanding batubara. Log sinar gamma
dikombinasikan dengan log utama, seperti log densitas, netron dan gelombang
bunyi, digunakan untuk memastikan batas antara lapisan penting, seperti antara
lapisan batubara dengan langit-langit atau lantai.
Skala log gamma ray dalam satuan API unit (APIU). Log
gamma ray biasanya ditampilkan pada kolom pertama, bersama – sama dengan kurva
SP dan Kaliper. Skala log gamma ray dari kiri ke kanan biasanya 0 – 100 atau 0
– 150 API. Walaupun terdapat juga suatu kasus dengan nilai gamma ray sampai 200
API untuk jenis organic rich shale. Log gamma ray sangat efektif dalam
menentukan zona permeable,
dengan dasar bahwa elemen radioaktif banyak terkonsentrasi pada shale yang
impermeable, dan hanya sedikit pada batuan yang permeable. Pada formasi yang
impermeable kurva gamma ray akan menyimpang ke kanan, dan pada formasi yang
permeable kurva gamma ray akan menyimpang ke kiri. Log gamma ray memiliki
jangkauan pengukuran 6 – 12 in. Dengan ketebalan pengukuran sekitar 3 ft.
Pengukuran dilakukan dengan jalan memasukkan alat
detektor ke dalam lubang bor. Oleh karena sinar gamma dapat menembus logam dan
semen, maka logging gamma ray dapat dilakukan pada lubang bor yang telah dipasang
casing ataupun telah dilakukan cementing. Walaupun terjadi atenuasi sinar gamma
karena casing dan semen, akan tetapi energinya masih cukup kuat untuk mengukur
sifat radiasi gamma pada formasi batuan disampingnya. Formasi yang mengandung
unsur-unsur radioaktif akan memancarkan radiasi radioaktif dimana intensitasnya
akan di terima oleh detektor dan di catat di permukaan.
Untuk memisahkan jenis-jenis bahan radioaktif yang
berpengaruh pada bacaan gamma ray dilakukan gamma ray spectroscopy. Karena pada
hakikatnya besarnya energy dan intensitas setiap material radioaktif tersebut
berbeda-beda. Spectroscopy ini penting dilakukan ketika kita berhadapan dengan
batuan non-shale yang memungkinkan untuk memiliki unsur radioaktif, seperti
mineralisasi uranium pada sandstone, potassium feldsfar atau uranium yang
mungkin terdapat pada coal dan dolomite.
Beberapa jenis batuan dapat dikenal dari variasi
kandungan fraksi lempungnya, misalnya batu lempung hamper seluruh terdiri dari
mineral lempung, batu pasir kwarsa sangat sedikit mengandung mineral lempung,
batu lanau cukup banyak mengandung mineral lempung dan sebagainya. Oleh karena
itu respo gamma dapat digunakan untuk menafsirkan jenis litologinya. Beberapa
contoh batuan sesuai sifat radioaktifnya adalah sebagai berikut:
- Radioaktifnya sangat rendah
Anhidrid, garam, batubara dan nodule silica. Silica
yang berlapis mengandung radioaktif lebih tinggi dari berbentuk nodule.
- Radioaktif rendah
Batu gamping murni, dolomite dan batu pasir. Batu
gamping dan dolomite yang berwarna gelap lebih tinggi radioaktifnya daripada
yang berwarna terang.
- Radioaktif menengah
Arkosa, pelapukan granit, batu lanau, batu gamping
lempunagn dan napal. Batu yang berwarna gelap lebih tinggi radioaktifnya
daripada yang berwarna terang.
- Radioaktif sangat tinggi
Serpih, batu lempung dan abu gunung api.
Tabel. Karakteristik Respon Sinar Gamma
Radioaktif sangat rendah
(0 – 32,5 API)
|
Radioaktif rendah
(32,5 – 60 API)
|
Radioaktif menengah
(60 – 100 API)
|
Radioaktif sangat tinggi
(>100 API)
|
Anhidrit
Salt
Batubara
|
Batupasir
Batugamping
Dolomit
|
Arkose
Batuan granit
Lempungan
Pasiran
Gamping
|
Batuan serpih
Abu vulkanik
Bentonit
|
Cara membaca repon gamma untuk mendapatkan batas
litologi adalah dengan cara mengambil sepertiga antara respon maksimal dan
respon minimal. Cara ini merupakan aturan yang ditara-ratakan untuk mendapat
ketelitian batas litologi. Biasanya aturan demikian cukup teliti untuk lapisan
batubara yang tidak banyak mengandung lapisan pemisah (parting) di
dalamnya.
Suatu hal yang perlu diperhatikan untuk dapat
mengkorelasi respon gamma dari beberapa lubang bor adalah panjang probe selama
pengukuran harus tetap dan kecepatan penaikan probe ari dalam lubang harus
tetap. Selain itu perlu pula ditinjau pengarh chasing walaupun kecil akan tetap
ada.
Sebelum bekerja dengan alat pngukur radiasi
gamma harus diadakan kalibrasi alat tersebut terhadap sumber radiasi
sinar gamma yang telah diketahui dan pembacaannya disesuaikan dengan selang
waktu ynag sesuai. Apabila selang waktu tersebut terlalu cepat respon cenderung
menjadi rata dan kurang peka terhadap perubahan litologi yang kecil. Sebaliknya
apabila selang waktu tersebut terlalu lambat perbedaan yang kecil terekam pada
respon sehingga perbedaan besar sukar terlihat.
B.Log Densitas
Awalnya 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.
Sinar gamma dari sumber radioaktif dipancar oleh
tumbukan dengan elektron di dalam lapisan tanah dan energi sinar gamma akan
hilang kepada elektron untuk setiap tumbukan (efek compton). Densitas
elektron di dalam material sebanding dengan densitas curahan atau massa (bulk
or mass density) material.
Logging densitas dilakukan untuk mengukur densitas
batuan disepanjang lubang bor. Densitas yang diukur adalah densitas keseluruhan
dari matriks 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).
Density Log menunjukkan besarnya densitas lapisan yang
ditembus oleh lubang bor sehingga berhubungan dengan porositas batuan. Besar
kecilnya density juga dipengaruhi oleh kekompakan batuan dengan derajat kekompakan
yang variatif, dimana semakin kompak batuan maka porositas batuan tersebut akan
semakin kecil. Pada batuan yang sangat kompak, harga porositasnya mendekati
harga nol sehingga densitasnya mendekati densitas matrik. Log density adalah
kurva yang menunjukkan besarnya densitas “bulk density (rb)” dari batuan
yang ditembus oleh lubang bor.
Log densitas digunakan untuk mengukur densitas
semu formasi menggunakan sumber radioaktif yang ditembakkan ke formasi dengan
sinar gamma yang tinggi dan mengukur jumlah sinar gamma rendah
yang kembali ke detektor.
Karakteristik masing-masing batuan pada log densitas
adalah sebagai berikut:
- Batubara mempunyai densitas yang rendah (1,20 – 1,80 gr/cc)
- Konglomerat mempunyai densitas menegah (2,25 gr/cc)
- Mudstone, batupasir, batugamping mempunyai densitas menengah sampai tinggi (2,65 – 2,71 gr/cc)
- Batuan vulkanik basa dan batuan vulkanik non basa mempunyai densitas tinggi (2,7 – 2,85 gr/cc)
Tabel.Nilai Rapat Massa Batuan
Jenis batuan
|
Rapat massa sebenarnya (gr/cc)
|
Rapat massa saat logging (gr/cc)
|
Sandstone
|
2,650
|
2,684
|
Limestone
|
2,710
|
2,710
|
Dolomites
|
2,870
|
2,876
|
Anhidrid
|
2,960
|
2,977
|
Antrasite coal
|
1,400-1,800
|
1,355-1,796
|
Bituminous coal
|
1,200-1,500
|
1,173-1,514
|
Perekaman Data Logging
Perekaman data logging menggunakan software WellCad.
Data logging yang telah diperoleh kemudian dicetak dalam lembaran data logging
dimana terdapat nama perusahaan, nomor lubang bor, lokasi pengeboran, jenis
log, kedalaman pengeboran, kedalaman alat logging, batas atas logging mulai dieksekusi,
batas bawah logging selesai dieksekusi, nama perekam log, nama geologist
penanggung jawab serta kedalaman penggunaan chasing. Selain itu lembar data
logging juga memuat informasi mengenai grafik hasil pembacaan log gamma
dan log densitas yag kemudian dilakukan interpretasi jenis lapisan batuan
beserta kedalaman dan ketebalannya.
Interpretasi Data Logging
Interpretasi didefenisikan sebagai suatu kegiatan
untuk menjelaskan arti dari sesuatu. Sedangkan interpretasi log merupakan suatu
kegiatan untuk menjelaskan hasi perekaman mengenai berat jenis elektron.
Interpretasi log dapat menyediakan jawaban mengenai ketebalan lapisan batubara,
kedalamannya, korelasi lapisan batubara, jenis batuan roof (20 cm di
atas lapisan batubara), jenis floor (20 cm di bawah lapisan batubara),
mengetahui kondisilubang bor dan sebagainya. Log gamma digunakan bersamaan
dengan log densitas yang merupakan log geofisika yang utama dalam eksplorasi
batubara.
Kak celly mohon izin untuk mencopy tulisannya, dan terimakasih banyak atas info postinggannya.
BalasHapusNino
Sip sip. Trimakasih atas kunjungannya. Semoga bermanfaat :)
BalasHapus