ANALISA KARAKTERISASI RESERVOAR BATUGAMPINNG BERDASARKAN SEISMIK INVERSI UNTUK MEMETAKAN POROSITAS RESERVOAR BATUGAMPING PADA FORMASI BATURAJA LAPANGAN ”SUN” Chendrasari Wahyu Oktavia Dosen Pembimbing : DR. Widya Utama,DEA Jurusan Fisika- FMIPAITS, Institut Teknbologi Sepuluh Nopember Surabaya
Proses analisa karakterisasi resevoar seismik inversi dilakukan pada formasi baturaja lapangan “SUN” yang berada pada cekungan Sumatera Selatan Pada penelitian ini menggunakan satu buah sumur dikarenakan data sumur yang lengkap dan memiliki korelasi paling baik saaat well seismik tie. Wavelet yang digunakan pada penelitian adalah bandpass dengan low cut 5 Hz, low pass 20 Hz, high pass 45 Hz dan high cut 55 Hz. Dalam proses inversi, horison yang digunakan adalah horison top BRF dan BBRF. Model inisial dibuat dengan menggunakan kontrol satu buah sumur dan sebuah horizon tersebut. Dilakukan tiga jenis inverse yang diterapkan pada model inisial yaitu Inversi Modelbased Constrained dan Inversi Sparse-spike Maximum Likelihood. Hasil analisa inversi menunjukkan bahwa metoda inversi model based constraint mempunyai korelasi yang tertinggi dimana error yang relatif lebih kecil jika dibandingkan dengan metoda inversi sparse spike maximum likelihood. Dari volum hasil inversi itu kemudian digunakan untuk pembuatan volum porositas selanjutnya dari volum porositas kemudian dibuat peta penyebaran porositas bertujuan untuk pengembangan lapangan. Dari peta penyebaran porositas dan peta struktur waktu menunjukkan nilai porositas reservoar batugamping pada lapangan “SUN” berkisar 6% - 8%, yang hampir sama dengan nilai porositas riilnya. Berdasarkan pada overlay penyebaran porositas dengan struktur waktu dan setelah hasil di atas divalidkan dengan nilai porositas riil, ada 3 sumur yang termasuk zona prospek hidrokarbon yaitu sumur Sun-104,sumur Sun-105, sumur Sun-106X, dan 1 zona prospek diluar sumur existing kearah barat laut dari lapangan SUN sebagai pertimbangan untuk pengembangan sumur selanjutnya. Kata kunci : inversi modelbased, sparse spike maximum likelihood, porositas
I. PENDAHULUAN Minyak dan Gas Bumi merupakan salah satu sumber energi yang paling banyak digunakan oleh manusia. Oleh karena itu eksplorasi dan eksploitasi terhadap sumber daya alam ini terus dilakukan oleh banyak orang dan banyak negara termasuk di Indonesia. Metoda-metoda dalam eksplorasi minyak dan gas bumi ini terus diteliti dan dikembangkan. Namun sampai saat ini metoda seismik merupakan metoda yang paling sering dipakai oleh banyak perusahaan. Metoda seismik refleksi merupakan salah satu metoda geofisika yang digunakan untuk menyelidiki struktur lapisan bawah permukaan dengan target kedalaman yang cukup jauh, terutama dalam bidang eksplorasi hidrokarbon. Metoda ini dinilai cukup efektif untuk menggambarkan struktur bawah permukaan metoda seismik akan memberikan gambaran yang cukup baik tentang bawah permukaan. Salah satu metode yang akan digunakan dalam melakukan interpretasi data seismik adalah metode inversi impedansi akustik. Seismik inversi merupakan teknik untuk membuat model bawah permukaan bumi menggunakan data seismik sebagai input dan data sumur sebagai kontrol (Sukmono,2000). Inversi impedansi akustik merupakan salah satu metode yang digunakan sebagai indikator litologi, porositas, hidrokarbon.
Secara natural AI akan memberikan gambaran geologi bawah permukaan yang lebih detail karena memberikan gambaran tentang lapisan itu sendiri dibandingkan dengan data seismik yang hanya memberikan gambaran batas lapisan. Tujuan dari penelitian ini adalah menentukan karakterisasi dari reservoar batugamping., menentukan pola penyebaran dari porositas reservoar batugamping pada lapangan SUN, dan menentukan daerah yang memiliki potensi sebagai reservoar hidrokarbon sebagai bahan pertimbangan lokasi sumur berikutnya pada lapangan SUN berdasarkan nilai porositas daerah sekitar. II. METODE Tahapan awal yang dilakukan sebelum melakukan proses inversi ini adalah melakukan proses pengolahan data baik data sumur maupun data seismk. Target dalam penelitian ini adalah formasi baturaja. Pemetaan porositas pada batugamping dipilih karena batugamping di struktur Lapangan SUN berkembang dengan baik dan menunjukkan indikasi hidrokarbon yang ditunjukkan dari hasil analisa porositas dengan Pimpedansi yang menyimpulkan bahwa porositas tinggi berasosiasi dengan impedasni akustik yang rendah.
Tahapan pengolahan data pada penelitian ini adalah analisa crossplot bertujuan untuk mendapatkan hubungan ketergantungan antara parametr impedansi akustik dengan parameter geofisika misalnya porositas, selain itu juga dapat menggambarkan litologi daerah target dan menentukan perbedaan antara shale dan batugamping. Analisa data seismik secara garis besar dapat dibagi menjadi dua yaitu analisis data pada domain impedansi akustik sebagai haisl inversi dan pada domain amplitudo. Dibagian awal, kedua jenis analisis ini memerlukan kontrol well seismik tie untuk mengikat data sumur yang terdapat pada kedalaman dengan data seismik yang beradaskala waktu sehingga horison seismik dapat ditempatkan pada posisi kedalaman sebenarnya. Selanjutnya melakukan korelasi antara sintetik seismogram yang diekstrak dari sumur “SUN-105”dengan trace seismik rill. Salah satu faktor yang berpengaruh dalam korelasi ini adalah wavelet. Untuk mendapatkan wavelet terbaik dilakukan 4 cara ekstraksi wavelet yaitu menggunakan cara statistik dengan mengekstraksi wavelet dari data seismik, menggunakan data sumur dengan mengekstraksi wavelet dari sekitar lokasi sumur, menggunakan wavelet ricker, menggunakan wavelet bandpass. . Wavelet yang digunakan pada penelitian ini yaitu bandpass yang telah dirotasi 1180 , filter ini memili taper kosinus antara 5-10Hz dan 45-50 Hz. Dalam proses ini dilakukan stretch and squeeze pada sintetik untuk mendapatkan korelasi yang baik antara sintetik dengan seismik. Semakin baik korelasi maka semakin baik wavelet dan hasil inversi yang diperoleh juga baik. Nilai korelasi yang didapatkan dari ekstraksi wavelet dengan bandpass menunjukkan nilai korelasi cukup baik sebesar 0.785ms time shift 1ms. Nilai korelasi tersebut mendekati 1, maka korelasi tersebut sudah cocok antara seismogram sintetik (warna merah) dengan data seismik rill (warna hitam), sehingga sudah sesuai dengan wavelet sebenarnya.. Setelah itu dilakukan proses repicking horison dimana horison yang dipakai telah disajikan sebagai data . Horison yang dimaksudkan memberikan arti bahwa horison tersebut dijadikan sebagai acuan marker utama yang membatasi horison Top BRf dan BBRF dan untuk batas pada saat permodelan awal dalam analisis inversi. Selanjutnya membuat model inisial/ model geologi bertujuan sebagai pengontrol agar hasil inversi tidak bergeser jauh dari model. Data yang diperlukan untuk pembuatan model awal ini adalaha data sumur berfungsi sebagai acuan nilai impedansi dan data horizon digunakan sebagai panduan dalam melakukan interpolasi nilai impedansi untuk seluruh volume seismik secara lateral..Model awal yang telah jadi memberikan
gambaran model impedansi akustik bumi sebagai pendugaan perlapisan (bawah permukaan) serta mewakili secara umum nilai AI dalam lapisan yang ada. Setelah dibuat model awal/model geologi yang menunjukkan secara umum nilai impedansi akustik dalam lapisan yang ada, maka kemudian dilakukan proses analisis inversi dari ketiga metode inversi(Modelbased,sparsespike,dan bandlimited) tujuannya agar diperoleh metode paramter inversi yang paling bagus antara trace sintetik dengan trace seismiknya.. Untuk mengetahuai parameter inversi tersebut ditunjukkan dari nilai korelasi yang besar dan tingkat eror.kecil. Dari ketiga metode inversi yang telah dilakukan, maka metode inversi yang paling tepat untuk digunakan dalam penelitian ini adalah model based Setelah melakukan proses analisis inversi, dilanjutkan dengan proses inversi dengan metode modelbased.. Selanjutnya membuat peta penyebaran impedansi akustik bertujuan unuk mengetahui pola penyebaran impedansi akustik secara lateral dan langkah berikutnya adalah membuat model porositas untuk mengetahui pola penyebara porositas reservoar target. Hasil dari penelitian ini adalah peta distribusi porositas reservoar batugamping. Informasi yang didapatkan dari peta penyebaran porositas reservoar batugamping dengan hasil yang menunjukkan nilai porositas yang dihasilkan dan memprediksi zona-zona yang memiliki indikasi hidrokarbon. III.HASIL 3.1 Analisa Crossplot Analisa Crosploot digunakan untuk menentukan properti log yang akan digunakan untuk memisahkan reservoar batugamping dengan shale disekitarnya, selain itu juga tujuan dilakukan proses analisa crossplot dengan melakukan crossplot nantinya akan mendapatkan persamaan matematis. Dari persamaan matematis ini dapat digunakan untuk mendapatkan model porositas. Untuk mengetahui hubungan keterhgantungan antara paramter impedansi akustik dcengan evaluasi petrofisika misalnya porositas, hasil dari analisa crossplot tersebut dapat disimpulkan bahwa nilai porositas tinggi berasosiasi dengan impedansi yang rendah(Gambar 3.1) 3.2 Pengikatan Data Sumur dengan Data Seismik (Well Seismik Tie) Well seismik tie merupakan suatu proses untuk mengkorelasikan antara data seismik dengan data sumur dengan cara menyamakan kedudukan event pada trace seismik riil dengan event pada seismogram sintetik Selanjutnya melakukan korelasi antara sintetik seismogram
yang diekstrak dari sumur “SUN-105”dengan trace seismik rill. Salah satu faktor yang berpengaruh dalam korelasi ini adalah wavelet. Untuk mendapatkan wavelet yang paling tepat dilakukan 4 cara melalui ekstrak wavelet yaitu menggunakan cara statistik dengan mengekstraksi wavelet dari data seismik, menggunakan data sumur dengan mengekstraksi wavelet dari sekitar lokasi sumur. Wavelet yang digunakan pada penelitian ini yaitu bandpass yang telah dirotasi 1180 , filter ini memili taper kosinus antara 5-10Hz dan 45-50 Hz. Dalam proses ini dilakukan stretch and squeeze pada sintetik untuk mendapatkan korelasi yang baik antara sintetik dengan seismik. Semakin baik korelasi maka semakin baik wavelet dan hasil inversi yang diperoleh juga baik. Nilai korelasi yang didapatkan dari ekstraksi wavelet dengan bandpass menunjukkan nilai korelasi cukup baik sebesar 0.785ms time shift 1ms. Nilai korelasi tersebut mendekati 1, maka korelasi tersebut sudah cocok antara seismogram sintetik (warna merah) dengan data seismik rill (warna hitam), sehingga sudah sesuai dengan wavelet sebenarnya. 3.3 Repicking horison Untuk melakukan proses inversi sangat diperlukan data horison sebagai hasil interpretasi. daerah target.. Horizon yang diperoleh akan mengontrol proses inversi secara lateral. Dalam hal ini horizon akan berpengaruh dalam pembuatan inisial model dan menentukan kualitas hasil akhir inversi. Pada penelitian ini di sumur “SUN-105” dilakukan proses picking horison dari inline(10871-12601) dan Crossline(2012-5512) pada formasi baturaja sebagai zona target dengan lapisan atas sebagai top BRF dan lapisan bawah sebagai bottom BRF. Letak proses dilakukannya Picking horison pada Zero Crossing karena fasa yang dimiliki fasa minimum. Pemahaman mengenai jenis polaritas dan fasa sangat penting agar tidak terjadi kesalahan fatal pada saat interpretasi horison. 3.4 Analisis Model Awal Dalam proses inversi diperlukan suatu model geologi dimana model sebagai pengontrol agar hasil inversi tidak bergeser jauh dari model. Data sumur berfungsi sebagai acuan nilai impedansi, sementara data horizon digunakan sebagai panduan dalam melakukan interpolasi nilai impedansi untuk seluruh volume seismik secara lateral. Pada penelitian ini model geologi digunakan 2 horison yaitu top BRF sebagai lapisan atas dan bottom BRF sebagai lapisan bawah. Input yang digunakan pada penelitian ini adalah dari data sumur yaitu log densitas, log Pwave, log impedansi akustik, hasil dari wavelet
yang telah dikorelasi dan picking horison, input data tersebut digunakan untuk mengembangkan model geologi. . Model awal yang telah jadi memberikan gambaran model impedansi akustik bumi sebagai pendugaan perlapisan (bawah permukaan) serta mewakili secara umum nilai AI dalam lapisan yang ada diperlihatkan (gambar 3.2) 3.5 Analisis Seismik Inversi Analisa inversi dilakukan dengan tujuan untuk mendapatkan parameter inversi yang paling baik. Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah inversi model based, inversi sparse spike maximum likehold, bandlimited. Metode-metode seismik inversi tersebut memiliki paramter masukan korelasi dan tingkat erorr yang berbeda Tabel 3.1 Korelasi dari hasil metode Inversi . Model Inversi Korelasi Erorr
1.Modelbased
0.965
0.25
2.Sparse Spike
0.9611
0.27
3.Bandlimited
-
-
Dari hasil korelais dari ketiga metode menunjukkan nilai korelasi yang hampir sama , tetapi metode inversi yang menunjukkan nilai korelasi yang tertinggi adalah metode modelbased. Berdasarkan analisa tersebut modelbased merupakan metode inversi yang tepat dan terbaik yang menghasilkan trens impedansi yang hampi sama dengan aslinya dengan korelasi yang cukup besar dan timkat erornya sangat kecil. oleh karena itu, dalam penelitian ini volume hasil inversi modelbased menjadi masukan dalam proses pembuatan model porositas. 3.6 Model Inversi Impedansi Akustik Pada dasarnya inversi seismik adalah proses untuk mengubah informasi data seismik dari informasi yang berkaitan dengan bidang batas antar lapisan menjadi informasi yang berkaitan dengan lapisan itu sendiri. Kandungan informasi ini berupa impedansi akustik yang dapat dihubungkan dengan porositas batuan reservoir. Untuk mendapatkan hasil inversi terbaik, dilakukan ujicoba menggunakan metode inversi
yang ada. Metode terbaik yang digunakan untuk inversi yaitu modelbased karena menghasilkan model subsurface yang relatif baik secara vertikal dan lateral dan dapat memberikan korelasi yang baik antara nilai impedansi sumur dengan seismik.. Pada proses seismik inversi ini dibatasi pada zona target dari top BRF sebagai lapisan atas hingga bottom BRF sebagai lapisan bawah. Hasil dari inversi model based ini mampu mengkarakterisasi aspek keheterogenitas internal resevoar. Dari (gambar 3.3) penampang model impedansi akustik secara umum dapat dibagi kedalam dua zona yaitu zona dengan nilai impedansi akustik tinggi yaitu biru tua-ungu (43000-50000ft/s*gr/cc)), zona dengan nilai impedansi akustik rendah yaitu (37000-42000 (biru muda). 3.7 Peta Penyabaran Impedansi Akustik
Untuk melihat penyebaran impedansi akustik secara lateral pada reservoir batugamping, maka dibuat peta penyebaran impedansi akustik. Peta ini dibuat dengan cara menyayat horizon batugamping(horizon slice) dari top BRF hingá bottom BRF.. Hasil dari peta penyebaran impedasni akustik (gambar 3.4) terlihat keragaman nilai impedansi akustik dari daerah disekitar Lapangan “SUN” terdapat dua zona impedansi tinggi (40500 - 43000 (ft/s)* (gr/cc) (warna biru-warna ungu) dan zona nilai impedansi rendah yaitu 38000-40000 (ft/s) *(gr/cc) (warna biru hijau-merah). Menurut hasil analisa dari peta penyebaran impedansi akustik ini dapat disimpulkan bahwa terdapat dua zona yang memiliki nilai impedansi akustik yang kecil yaitu zona satu dengan sumur-sumur pada lapangan SUN antara lain SUN-104 Sun-105, Sun-106X dan satu zona yang kearah baratlautdari lapangan SUN. Nilai Impedansi akustik bekaitan erat dengan porositas daerah sekitar, semakin besar porositas yang didapat maka semakin kecil impedansi akustiknya. 3.8 Model Porositas Hubungan Impedansi akustik mempunyai korelasi dengan porositas batuan, semakin tinggi porositas maka semakin kecil impedansi akustik batuan tersebut. Berdasarkan model persamaan regresi linear antara impedansi akustik dengan porositas yaitu : Y = A+BX……………………..(1) dengan
Y adalah impedansi akustik, X adalah porositas. Pada dasarnya pembuatan model porositas merupakan proses mengubah dari model inversi menjadi model porositas. Untuk membuat model porositas ini perlu dilakukan terlebih dahulu analisa crossplot untuk mendapatkan persamaan matematis yang berfungsi untuk mendapatkan nilai porositas. Persamaan linier yang didapatkan dari crossplot antara log porositas total dengan log impedansi antara lain : Persamaan Linier untuk hubungan antara PImpedansi dengan Porositas Total sebagai berikut : Y= -0.00000508731+0.274192 (normalisasi 10,32%) Dari gambar 3.5 model porositas tersebut menunjukkan sebaran porositas dari top BRF ingá BBRF dengan nilai rat-rata masing-masing berkisar 5%-8%.. 3.9 Peta Penyebaran Porositas Total
Untuk mengetahui nilai porositas reservoir batugamping lapangan SUN dan penyebaran nilai porositas disekitar batuannya maka dibuat sayatan horisontal (time slice). Peta persebaran porositas ini bertujuan untuk mengetahui persebaran porositas secara lateral. Dari peta persebaran porositas diperlihatkan pada (gambar 3.6) nilai porositaa tersebut menyebar juga ke arah barat laut dan nilai porositas yang didapatkan berkisar 6 % - 8%, nilai ini bersesuaian dengan nilai porositas berdasarkan peta porositas menurut struktur waktu berkisar 6%-8%. . Hasil dari Peta Persebaran menunjukkan bahwa ada 2 zona yang memiliki porositas tinggi dibandingkan daerah sekitarnya yaitu sumur-sumur disekitar lapangan SUN antara lain :sumur Sun-104, Sun105, Sun-106X dan satu zona kearah barat laut dari lapangan SUN. Kedua zona tersebut patut diduga sebagi reservoar hidrokarbon karena letaknya berada diketinggian, nilai porositas tinggi dan dari penampang penyebaran impedansi akustik menunjukkan kedua zona tersebut memiliki nilai impedansi yang rendah, selai itu juga kedua zona itu.memiliki prospek untuk pengembangan lokasi sumur berikutnya sesuai dengan validasi nilai porositas yang didapatkan
IV. KESIMPULAN Setelah dilakukan analisa seismik inversi untuk memtakan porositas reservoar batugamping pada lapangan “Sun” cekungan sumatera selatan, diperoleh beberapa kesimpulan sebagai berikut : 1. Dalam penelitian ini metode inversi yang sesuai adalah modelbased berdasarkan hasil korelasi dan eror yang didapatkan sesuai tabel analisa inversinya. 2. Dari Hasil Crossplot menggambarkan semuanya persebaran didominasi batugamping. 3. Berdasarkan peta penyebaran porositas total secara lateral menunjukkan bahwa porositas dari batugamping berkisar ratarata 6%-8%. Yang hampir sama dengan nilai porositas riillnya 4. Berdasarkan Analisa peta penyebaran porositas dan peta penyebaran AI, penulis mengusulkan 3 sumur “SUN104”, SUN-105”, dan sumur “SUN106x” serta 1 zona yang berkembang kearah barat laut dari lapangn SUN berprospek bagus untuk pengembangan lokasi sumur berikutnya. UCAPAN TERIMA KASIH Penulis mengucapkan tarima casi yang sebesar-besarnya kepada PT. Pertamina.EP region sumatera selatan atas ijin penulisan dan publikasi penelitian ini. Ucapan tarima casi kepada Bapak Suryana dan Mbak Fitriyanda Hermanan selaku pembimbing saya di PT.Pertamina.EP region sumteara selatan dan Bapak Widya Utama, Dea selaku pembimbing tugas akhir saya.
Gambar 3.1 Analisa Crossploot
Gambar 3.2 Model Geologi DAFTAR PUSTAKA
Russel, B.H., 1988, Introduction to Seismic Inversion Methods, Course Notes Series, Volume 2, Hampson-Russel Software Services Ltd. Sheriff, R.E.,1991, Encyclopedic Dictionary of Exploration Geophysics, third edition,Society of Exploration Geophysicists Sukmono, S., 2002, Seismik Inversion and AVO Analysis for Reservoir Characterization, Department of Geophysical Engineering ITB, Bandung Taib, M.I.T., 2000,Seismik Refraksi, Jurusan Teknik Geofisika, ITB,
Low Impedansi High Impedansi
Gambar 3.3 Model Inversi Impedansi Akustik yang melewati inline 11871
Low Impedansi
Gambar 3.4
Gambar 3.5 Model Porositas
Porositas tinggi Zona prospek
Gambar 3. 6 Peta Penyebaran Porositas
