Vsahle

PENILAIAN FORMASI

NO : PF 02

PENENTUAN KANDUNGAN SHALE (V SH)

Halaman Revisi/Thn 2003

: 1 / 16 : 2 / Juli

1. TUJUAN

Menentukan jenis dan volume shale volume shale ( (Clay Clay,, V SH Jumlah shale perlu perlu ditentukan SH ) di dalam batuan pasir. Jumlah shale karena shale shale dapat menyebabkan penimpangan pembacaan log, yang akan dapat menyebabkan kesalahan interpretasi.

2. METODE DAN PERSYARATAN

2.1. METODE 1. Log Gamma Log Gamma Ray 2. Log SP Log SP . 3. Log R Log Rt 4. Log Neutron Log Neutron 5. Log Density Log Density Neutron

2.2. PERSYARATAN PERSYARATAN 1. Sifat-sifat shale Sifat-sifat shale di di dalam batuan pasir dianggap sama dengan lapisan shale lapisan shale di di dekatnya 2. Metode Density Metode Density - Neutron Log tidak tidak dapat digunakan jika lapisan mengandung gas.

3. LANGKAH KERJA

3.1. METODE GAMMA RAY LOG LOG 1. Baca harga defleksi gamma rata-rata pada batuan yang bersangkutan GR = GR Log 2. Baca harga defleksi gamma rata-rata pada batuan pasir bersih (clean (clean sand ), ), GRCL 3. Baca

harga

rata-rata

defleksi

gamma

pada

batuan shale

(GRSH )

= GRminimum

yang

terdekat,

GRSH = GRmax imum 4. Hitung indeks shale indeks shale I I SH SH dengan rumus berikut:

I SH =

(GR − GRCL ) (GRSH − GRCL )

I SH = 0 untuk clean sand I SH = 1 untuk lapisan shale lapisan shale

Manajemen Produksi Hulu

(1)

PENILAIAN FORMASI


Umumnya I SH

NO : PF 02 Halaman Revisi/Thn 2003

: 2 / 16 : 2 / Juli

= V SH

5. Jika untuk formasi tersebut tersedia juga density log, baca harga density rata-rata formasi yang bersangkutan ( ρ ) dan harga density rata-rata lapisan shale di dekatnya ( ρ SH ) 6. Hitung V SH dengan rumus berikut: 3

(V SH )GR

 ρ   = I SH  ρ  SH 

(2)

7. Jika rekaman density log tidak ada, gunakan grafik korelasi Gambar 2 untuk mendapatkan V SH dari I SH . Hubungan linier digunakan jika density formasi tidak terlalu dipengaruhi oleh adanya clay di dalamnya. Hubungan melengkung digunakan jika adanya clay akan mempengaruhi bulk density dari batuan.

3.2. METODE SP LOG 1. Tentukan harga PSP lapisan yang bersangkutan 2. Tentukan harga SSP lapisan pasir bersih yang terdekat. 3. Hitung V SH menurut hubungan berikut.

(V SH )SP = 1.0 −

PSP SSP

(dalam %)

(3)

dimana :

 Rmf   SSP = − K × log  Rw  K = 60 + 0.133 × T f

3.3. METODE Rt LOG 1. Baca defleksi Rt log ( Induction log atau Laterolog atau kedua-duanya) pada lapisan shale yang bersangkutan ( RSH ) dan lapisan pasir bersih 2. Hitung harga besaran a menurut hubungan berikut

 R R − Rt   a =  SH × CL − R R R CL SH   t Manajemen Produksi Hulu

(4)

PENILAIAN FORMASI

NO : PF 02



: 3 / 16 : 2 / Juli

3. Gunakan grafik Gambar (2) untuk menentukan harga V SH dengan memasukkan besaran a pada sumbu mendatar dan baca V SH pada sumbu tegak 3.4. METODE NEUTRON LOG 1. Baca harga porosity Neutron Log pada lapisan shale di dekatnya (φ NSH ) dan pada lapisan yang bersangkutan (φ N ) 2. Hitung (V SH ) N berdasarkan rumus berikut:

(V SH ) N =

φ N φ NSH

(5)

3.5. METODE DENSITY - NEUTRON LOG 1. Baca harga rata-rata porositas neutron φ N lapisan yang bersangkutan. 2. Baca harga rata-rata porositas density (φ D ) dari lapisan yang bersangkutan. 3. Baca harga porositas neutron rata-rata lapisan shale (φ NSH ) yang terdekat. 4. Baca harga rata-rata porositas density lapisan shale (φ DSH ) yang terdekat. 5. Hitung V CL dengan rumus berikut:

(V SH ) ND =

(φ N − φ D ) (φ NSH − φ DSH )

Harga (φ NSH − φ DSH ) umumnya antara 0.15 – 0.30


(6)

PENILAIAN FORMASI



: 4 / 16 : 2 / Juli

4. DAFTAR PUSTAKA

1. John T, Dewan: " Essentials of Modern Open-Hole Log Interpretation", Penn-Well Books, Tulsa, Oklahoma, 1983 2. George Asquith with Charles Gibson : " AAPG Methods in Exploration Series Number 3 - Basic Well Log Analysis for Geologist ", The American Association of Petrolum Geologists, 1982 3. George B. Asquith : " Log Evaluation of Shaly Sandstones: A Practical Guide", The American Association of Petrolum Geologists, Tulsa Oklahoma USA, 1982 4. Schlumberger, " Log Interpretation Principles/Applications, 1989 5. Schlumberger, " Log Interpretation Charts" 1997.


PENILAIAN FORMASI



: 5 / 16 : 2 / Juli

5. DAFTAR SIMBOL

φ N

=

porositas formasi dari neutron log, fraksi

φ D

=

porositas formasi dari density log, fraksi

φ DSH

=

porositas lapisan shale dari density log, fraksi

φ NSH

=

porositas lapisan shale dari neutron log, fraksi

GR

=

defleksi sinar gamma dari formasi (dari pembacaan log), APIU

GRCL

=

defleksi sinar gamma dari formasi bersih, APIU

GRSH

=

defleksi sinar gama dari lapisan shale, APIU

I SH

=

indeks shale, tak bersatuan

ρ

=

kerapatan jenis (density) batuan formasi, gr/cc

ρ SH

=

kerapatan jenis shale, gr/cc

SP

=

spontaneous potensial , mV

SP CL

=

spontaneous potensial lapisan bersih, mV

SP SH

=

spontaneous potensial lapisan shale, mV

(V CL ) ND

=

volume clay ( shale) dari neutron density, fraksi

(V CL )GR

=

volume clay ( shale) dari gamma ray log, fraksi

(V CL )SP

=

volume clay ( shale) dari SP log, fraksi

Rt

=

defleksi resistivity log jangkauan dalam untuk lapisan yang bersangkutan, Ohm-m

RSH

=

defleksi resistivity log untuk lapisan shale, Ohm-m

RtCL

=

defleksi resistivity log jangkauan dalam untuk lapisan batu pasir bersih, Ohm-m

a

=

besaran perbandingan antara resistivitas shale dengan resistivitas total batuan

 R R − Rt   a =  SH × CL − R R R  t CL SH  PSP

=

Pseudostatic spontaneous potential, pembacaan log SP pada lapisan batu pasir yang mengandung shale ( shaly sand )

SSP

=

Static spontaneous potential, pembacaan log SP pada lapisan tipis batu pasir bersih (clean sand )

T f

=

Temperatur formasi, °F


PENILAIAN FORMASI



: 6 / 16 : 2 / Juli

6. LAMPIRAN

6.1. LATAR BELAKANG DAN RUMUS Dalam dunia perminyakan, sering muncul permasalahan shaly sand (batu pasir yang mengandung lempung). Pada interpretasi log, hal ini sering menjadi pertanyaan pada saat melakukan identifikasi dan penentuan pengaruh kandungan shale di reservoir karena shale akan memberi pengaruh pada porositas dan permeabilitas. Pemahaman tentang sifat dari shale dan koreksi data log dibutuhkan bila jumlah shale dalam reservoir cukup banyak, agar tidak terjadi kesalahan pengambilan keputusan, baik pada kegiatan eksplorasi maupun pengembangan.

Adanya clay atau shale di dalam batuan sedimen menyebabkan terjadinya penyimpangan interpretasi log bila menggunakan rumus-rumus untuk batuan bersih. Efek adanya shale dalam formasi :

•

Mengurangi porositas efektif, umumnya signifikan

•

Mengurangi permeabilitas, terkadang dengan drastis

•

Memberikan resistivitas yang berbeda dengan yang diperoleh berdasarkan persamaan Archie

•

Shale memberikan pembacaan log porositas (neutron, density dan sonik) yang tidak sesuai dengan keadaan sebenarnya. Porositas akan selalu dibaca terlalu tinggi, kecuali pada log density yang tidak akan membaca porositas terlalu tinggi bila densitas shale (atau clay) sama atau lebih besar dari densitas matriks.

Apabila mengetahui jumlah shale di dalam suatu batuan maka interpretasi log untuk jenis batuan tersebut akan lebih teliti.

Clay adalah komponen utama dari shale, terdiri dari partikel-partikel sangat kecil dengan luas permukaan yang sangat luas, dan akibatnya dapat mengikat air formasi dalam jumlah banyak dipermukaannya. Untuk pasir, air ini berpengaruh pada konduktivitas elektrik tetapi tidak berpengaruh pada konduktivitas hidroliknya. Air yang terikat itu tidak dapat didorong oleh hidrokarbon dan tidak dapat mengalir. Berdasarkan hal ini, kita definisikan:

•

Porositas efektif : besarnya pori-pori yang terisi oleh fluida yang terikat dengan batuan non-clay


PENILAIAN FORMASI

NO : PF 02


•


: 7 / 16 : 2 / Juli

Porositas total : besar pori-pori yang terisi oleh fluida yang terikat pada batuan clay maupun non-clay.

Formasi hidrokarbon yang mengandung shale mungkin hanya menunjukkan sedikit perbedaan pada log resistivity, dibandingkan dengan batu pasir yang mengandung air atau dengan shale-shale lain yang berdekatan. Hal ini berakibat lapisan batu pasir yang mengandung shale sulit untuk ditentukan pada log resistivity. Walaupun dapat ditentukan, penggunaan persamaan Archie dalam kondisi ini akan memberikan hasil saturasi air yang tidak tepat.

Bila jumlah shale dalam reservoir dapat menghentikan produksi karena permeabilitasnya yang sangat rendah, tetapi pada jumlah tertentu keberadaan shale dalam reservoir dapat menguntungkan yaitu bila shale menyebar. Hal ini dapat menguntungkan karena shale akan mengikat air dan mengurangi saturasi air. Dengan kondisi tersebut, suatu lapisan yang memiliki saturasi air yang tinggi tetap dapat diproduksikan secara ekonomis.

Umumnya shale terdiri dari padatan sebagai berikut : 50% clay, 25% silica, 10% feldspar , 10% karbonat, 3% besi oksida, 1% bahan organik dan 1% material lainnya. Shale dapat menyerap air sebanyak 2-40% dari volumenya. Komponen clay yang terdapat dalam shale menyebabkan terjadinya penyimpangan (abnormal) dalam pembacaan log. Mineral-mineral clay diklasifikasikan dalam beberapa jenis, tergantung pada struktur kristalnya. Pada batuan sedimen, clay yang ditinjau adalah jenis montmorillonite, illite, kaolinite, chlorite dan mineral campuran yang biasanya berbentuk lapisan. Tabel 1 mendaftarkan sifat-sifat dari tiap jenis clay yang penting dalam penilaian formasi.

Clay Type

CEC, meq/g

φ CNL

Spectral GR Components (av)

ρ (av ) ,

Minor

gr/cc

Constituent

K, %

U, ppm

Th, ppm

Montmorillonite

0.8-1.5

0.24

2.45

Ca, Mg, Fe

0.16

2-5

14-24

Illite

0.1-0.4

0.24

2.65

K, Mg, Fe, Ti

4.5

1.5

<2

Chlorite

0-0.1

0.51

2.8

Mg, Fe

-

-

-

Kaolinite

0.03-0.06

0.36

2.65

-

0.42

1.5-3

6-19

Tabel 1 Sifat-sifat clay yang berpengaruh dalam logging Manajemen Produksi Hulu

PENILAIAN FORMASI



: 8 / 16 : 2 / Juli

Kolom pertama dalam tabel menampilkan parameter yang penting, yaitu Kapasitas Perpindahan Kation (Cation Exchange Capacity – CEC). Perhatikan bahwa nilai CEC dari montmorillonite dan illite lebih besar dibandingkan dengan chlorite dan kaolite. Kolom kedua menampilkan porositas yang dibaca oleh log CNL Neutron, pada keadaan (teoritis) 100% formasi clay. Kolom berikutnya menunjukkan densitas clay rata-rata. Parameter ini memiliki nilai yang bervariasi, sesuai dengan konsentrasi hidrogen dan mineral berat yang mengotori, misalnya mineral besi. Tiga kolom terakhir pada Tabel 1 adalah konsentrasi rata-rata dari komponen radioaktif natural yang terdapat dalam clay. Perlu diperhatikan bahwa konsentrasi potassium yang tinggi terdapat pada illite, sedangkan konsentrasi thorium yang tinggi terdapat pada montmorillonite.

Distribusi shale atau clay dalam batu pasir ( sand ) dibagi menjadi :

•

Laminated

•

Dispersed

•

Structural.

Pembagiannya dapat dilihat pada Gambar 1.

Tidak ada satupun metode perekaman logging yang dapat mengukur secara tepat jumlah kandungan shale di dalam batuan. Sampai saat ini penentuan jumlah shale dilakukan dengan cara perhitungan dari beberapa rekaman log yang dapat menunjukkan adanya shale. Menentukan volume shale di dalam batuan dikenal lima metode, yaitu: 1. Metode Log Gamma Ray 2. Metode Log SP 3. Metode Log Rt 4. Metode Log Neutron 5. Metode Log Density - Neutron

Karena shale lebih radioaktif dibandingkan dengan batu pasir dan karbonat, log gamma ray (GR) dapat digunakan untuk menghitung volume shale dalam reservoir. Defleksi rekaman log sinar gamma makin tinggi bila jumlah kandungan shale besar. Dengan demikian indeks kandungan Manajemen Produksi Hulu

PENILAIAN FORMASI

NO : PF 02



: 9 / 16 : 2 / Juli

shale dalam batuan dapat diperoleh dari interpolasi linier antara harga sinar gamma di dalam batuan bersih dari batuan shale, sebagai berikut:

(GR − GRCL )

I SH =

(GRSH − GRCL )

(1)

Untuk mendapatkan volume shale dalam batuan dapat dilakukan dengan grafik korelasi antara I SH dengan V SH seperti terlihat pada Gambar 2 atau dari hubungan: 3

 ρ   (V SH ) = I SH  ρ  SH 

(2)

jika untuk formasi tersebut tersedia rekaman log density.

Hal yang sama juga akan ditunjukkan oleh rekaman SP log, sehingga V SH dapat dihitung berdasarkan hubungan berikut:

(V SH )SP =

(SP − SP CL ) (SP SH − SP CL )

(7)

Adanya shale di dalam batuan cenderung memperkecil harga SP .

Harga resistivity batuan yang mengandung shale sangat ditentukan oleh resistivity shale dan kandungan shale di dalamnya. Untuk batuan dengan porositas nol, berlaku rumus Archie sebagai berikut :

Rt =

RSH

(V SH )b

(8)

Jika batuan tersebut mempunyai porositas dan mengandung air formasi maka resistivity batuan akan berkurang, sehingga :

(V SH ) R

t

 R  =  SH   Rt 

1

b

≥ V SH

(9)

Dengan syarat batas V SH = 0 dan untuk batuan yang mengandung hidrokarbon, Rt = RCL adalah maksimum, persamaan (9) menjadi:


PENILAIAN FORMASI

NO : PF 02



: 10 / 16 : 2 / Juli

1

(V SH ) R

t

 RSH RCL − Rt  b =   Rt RCL − RSH 

(10)

b adalah suatu konstanta dengan harga antara l sampai dengan 2

• b = 1 untuk

R SH Rt

antara 0.5 sampai dengan 1.0

R • 2 ≥ b > untuk SH < 0.5 Rt Neutron porosity indeks dapat dinyatakan sebagai berikut:

φ N = φ × φ Nf + V SH φ NSH

(11)

berhubung harga φ Nf selalu positif, maka:

(V SH ) N =

φ N φ NSH

≥ V SH

(5)

Harga (V SH ) N akan memberikan harga V SH yang baik jika porositas batuan rendah dan atau harga

φ Nf kecil. Adanya ikatan hidrogen di dalam shale menyebabkan porositas neutron mempunyai harga lebih tinggi dari porositas yang ditunjukkan oleh log density, dengan demikian makin tinggi kandungan shale di dalam batuan perbedaan tersebut makin besar. Karena pengaruhnya adalah linier maka volume shale di dalam batuan dapat dinyatakan menurut hubungan berikut:

(V SH ) ND =

(φ N − φ D ) (φ NSH − φ DSH )

(6)

Untuk batuan yang mengandung gas maka porositas yang ditunjukkan oleh kedua log tersebut tidak benar, sehingga metode ini tidak dapat digunakan. Dari kelima metode tersebut penentuan V SH dengan SP akan memberikan harga yang paling besar.

Menurut konvensi maka harga V SH , yang akan digunakan adalah harga terendah dari kelima metode tersebut. Sebagai pertimbangan dapat diutarakan bahwa adanya mineral berat akan mempertinggi harga (V SH ) ND, pembesaran lubang bor akan memperbesar (V SH )GR dan kandungan hidrokarbon akan menyebabkan harga (V SH )SP membesar.


PENILAIAN FORMASI

NO : PF 02



: 11 / 16 : 2 / Juli

6.2. CONTOH SOAL Rekaman Log SP , GR, Induction, SFL, Density dan Neutron suatu formasi shaly-sand seperti terlihat pada Gambar 3 memberikan data sebagai berikut: Untuk lapisan pasir 8510 - 8540 ft Rt

= 3

φ D = 0.26 φ N = 0.33 GR = 63 SP

=

-95

Pada batuan shale 8470 - 8500 ft RSH

= 1,2

φ DSH = 0.20 φ NSH = 0.50 GRSH = 87 SP SH = -75 Pada clean sand 8178 - 8193 ft RCL

= 0.65

φ CL

= 0.34

GRCL = 36 SP CL = -122 Perhitungan V SH 1. ( I SH )GR

=

(63 − 36 ) = 0.53 (87 − 36 )

Dari Gambar l (V SH )GR = 0.34 2.

(V SH )SP =

3. a =

RSH Rt

×

(− 95 − (− 122)) = 0.57 (− 75 − (− 122 )) RCL − Rt RCL − RSH

=

1.2 3

×

0.65 − 3 0.65 − 1.2

= 0 .4 ×

Dari Gambar 2 (V SH ) Rt tidak dapat dihitung. Manajemen Produksi Hulu

− 2.35 = 1 .7 − 0.55

PENILAIAN FORMASI


0.33

4.

(V SH ) N =

5.

(V SH ) ND =

0.50


= 0.66

(0.33 − 0.26) 0.50 − 0.20

= 0.23

Menurut pengamatan di lapangan formasi tersebut mengandung gas. Jadi V SH = 0.34 (Harga yang terendah)


: 12 / 16 : 2 / Juli

PENILAIAN FORMASI



: 13 / 16 : 2 / Juli

6.3. GAMBAR DAN GRAFIK

Gambar 1. Bentuk distribusi shale dalam batuan sedimen (after Wilson, Schlumberger)


PENILAIAN FORMASI



Gambar 2. Konversi I SH terhadap V SH untuk Log Gamma Ray


: 14 / 16 : 2 / Juli

PENILAIAN FORMASI


Gambar 3. (V SH ) RT terhadap a



: 15 / 16 : 2 / Juli

PENILAIAN FORMASI



Gambar 4. Rekaman log formasi Shale Sand-Offshore Louisiana.


: 16 / 16 : 2 / Juli

Vsahle

Recommend Documents