INTEGRASI SEISMIK 3D DALAM PEMODELAN GEOSTATISTIK SIFAT RESERVOIR DI LAPANGAN KOTABATAK PT CPI TESIS

INTEGRASI SEISMIK 3D DALAM PEMODELAN GEOSTATISTIK SIFAT RESERVOIR DI LAPANGAN KOTABATAK PT CPI

TESIS Karya tulis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister dari Institut Teknologi Bandung

Oleh

SUBAMBANG ANGGORO NIM: 22005030 Program Studi Magister Teknik Geologi

INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2007

i

INTEGRASI SEISMIK 3D DALAM PEMODELAN GEOSTATISTIK SIFAT RESERVOIR DI LAPANGAN KOTABATAK PT CPI

Oleh

SUBAMBANG ANGGORO NIM: 22005030

Program Studi Magister Teknik Geologi Institut Teknologi Bandung Menyetujui Tim Pembimbing Tanggal……………………………. Ketua

________________________ Dr. Ir. Prihadi Soemintadiredja

Anggota

Anggota

_____________________ Dr. Ir. Awali Priyono

_____________________ Ir. Ibnu Arif, MT.

ii

Halaman Persembahan dan Doa

Sesungguhnya Tak ada yang patut dipuji, pun ketika kami berhasil menyelesaikan sekolah ini kecuali hanya Allah Yang Maha Terpuji Yang Maha Mengetahui segala sesuatu Ya Allah sesungguhnya kami mohon kepada-Mu, rizki yang baik ilmu yang bermanfaat serta amal yang diterima Ya Allah berilah kami ilham, untuk tetap men-syukuri nikmat-nikmat-Mu yang telah Engkau anugerahkan kepada kami, dan kepada kedua orang tua kami dan untuk tetap beramal sholeh yang Engkau ridhoi dan masuk-kanlah kami ke dalam golongan hamba-hambaMu yang sholeh-sholeh Ya Allah jadikanlah segala usaha kami dan jerih payah kami untuk menyelesaikan sekolah ini sebagai ibadah kepadaMu Ya Rabbi Jadikanlah restu, kesabaran istri-istri dan anak-anak kami sebagai ibadah Doa-doa mereka ijabah dan pahala dari-Mu berlimpah Allahumma antassalaam, waminkassalaam Tabaraka yaa dzal jalaali wal ikraam Jadikanlah segala doa-doa orang tua kami ibadah yang ijabah Restu mereka jalan bagi kami menuju surgaMu Jadikanlah segala usaha dan jerih payah guru-guru kami ibadah Apa-apa yang telah mereka ajarkan kepada kami jadikanlah sebagai gantinya sesuatu yang jauh lebih baik Ya Allah Ya Kariim Sesungguhnya mata-mata kami telah penat buku-buku belulang kami berkerutukan Punggung-punggung kami telah berdenyut-denyut menanggung kepayahan Tubuh-tubuh kamipun semakin tua Jadikanlah semua itu penebus dosa-dosa kami yang tak terhitung, Ya Ghaffaar Jadikanlah semua itu penutup aib-aib kami yang memalukan, Ya Ghaffuur Rabbanaa aatinaa fidunya hasanah, wa fil aakhirati hasanah Waqina ‘adzabbannar Washallallahu ‘ala sayyidina Muhammad SAW, wa ‘ala alihi Wabarik wasalim Amin Yaa Rabbal ‘Aalamiin

iii

ABSTRAK

INTEGRASI SEISMIK 3D DALAM PEMODELAN GEOSTATISTIK SIFAT RESERVOIR DI LAPANGAN KOTABATAK PT CPI Oleh Subambang Anggoro NIM: 22005030 Data seismik 3D resolusi tinggi yang telah ada sejak tahun 2003 belum dimanfaatkan secara optimum untuk melakukan karakterisasi reservoir guna memenuhi kebutuhan pengembangan lapangan Kotabatak yang semakin kompleks. Integrasi data seismik 3D hasil inversi telah dilakukan dalam pemodelan geologi secara geostatistik dengan teknik collocated cokriging pada data sifat reservoir di lapangan ini dan berhasil memberikan model geologi 3D baru yang lebih konprehensif. Dalam penelitian ini, korelasi antara data sifat reservoir dengan data seismik hasil inversi telah dilakukan dengan plot silang menggunakan data sintetiknya. Hasil inversi juga menunjukkan perbaikan pada resolusi vertikal data seismik sehingga top dan bottom lapisan batupasir yang menjadi objek penelitian dapat didefinisikan dengan baik. Maka grid stratigrafi (SGRID) 3D yang dibangun juga menjadi lebih sesuai dengan data seismiknya. Integrasi seismik ke dalam pemodelan secara lebih dini telah dilakukan sejak pemodelan parameter indikator biner fasies litologi, dengan memanfaatkan trend data Vp/Vs, yang mana teknik ini sangat jarang digunakan untuk melakukan simulasi parameter indikator. Hal ini dilakukan dengan meng-aplikasikan proporsi masing-masing parameter indikator data sekunder pada simulasi parameter indikator fasies litologinya. Selanjutnya variogram sifat reservoir yang lain dibuat dalam kerangka fasies litologi tersebut. Pemodelan geostatistik dengan teknik collocated cokriging dilakukan dengan data sekunder yang berbeda untuk masing-masing sifat reservoir, tergantung pada koefisien korelasi yang paling tinggi pada korelasi plot silang. Data porositas disimulasikan dengan data sekunder LamdahRho, sedangkan data saturasi disimulasikan menggunakan data sekunder Poisson’s ratio. Koefisien korelasi dari plot silang sebagai salah satu input data, sebelumnya telah disesuaikan karena perbedaan data seismik yang dipakai dalam korelasi plot silang dan dalam pemodelan sebenarnya. Teknik pengurangan ini memberikan hasil yang optimum dengan derajat kesalahan yang dapat diterima. Validasi dilakukan menggunakan 21 sumur baru untuk memberikan efek kepercayaan yang tinggi pada teknik ini. Hasilnya 81% dari

iv

jumlah sumur validasi cocok dengan model baru dengan tingkat kesalahan ratarata 14% untuk rata-rata data porositas dan 12% untuk rata-rata data saturasi. Integrasi seismik 3D dalam pemodelan secara geostatistik dengan teknik collocated cokriging menghasilkan model geologi baru yang lebih konprehensif. Integrasi dengan penelitian sebelumnya menghasilkan interpretasi fenomena geologi bawah permukaan yang lebih jelas dan realistis.

Kata kunci: collocated cokriging, koefisein korelasi dan data sekunder.

v

ABSTRACT

3D SEISMIC INTEGRATION ON GEOSTATISTIC MODELING OF RESERVOIR PROPERTIES AT KOTABATAK FIELD PT CPI By: Subambang Anggoro NIM: 22005030 High resolution 3D seismic data was aquired in Kotabatak Field in 2003, but until recently was not fully utilized for reservoir characterization. Integration of inverted 3D data with the geostatistic earth model using collocated cokriging has resulted in a much more effective and comprehensive 3D geologic model. Correlations between reservoir properties and the 3D inversion data were achieved by cross plotting properties. Synthetic seismic inversion, as a product of well log data resulted in an increase in vertical resolution in the data and the ability to resolve top and base of the target reservoir unit, the Bekasap A sand. The resulting stratigraphic grid (SGRID) provided a better resolved characterization while honoring the seismic data. Early seismic integration in the geologic models relyed heavily on Vp/Vs trends for the simulation of lithofacies binary indicator parameters.This technique was very rarely used on previous research on the binnary indicator simulation. This technique was conducted by consistently applied the proportion of parameter indicator on the soft data to the simulation of lithofacies indicator parameter. Variograms of reservoir properties were then designed following lithofacies parameter trends Recent modeling, using collated cokriging, has been focused on using different soft data for each reservoir property, guided by correlation coefficients from cross plots. Porosity was simulated using LamdaRho as soft data while saturations where guided by Poisson’s Ratio as soft data. Correlation coefficients were at times discounted prior to simulation relative to differences between cross plot and simulation soft data results. This technique has provided an optimum results with acceptable error ranges. The model was validated with 21 wells to optimize the confidence level and the result is 81% correlation with validation wells with a 14% error range for porosity and 12% range for saturations. The utilization of high resolution 3D seismic data

vi

combined with cokriging techniques have dramatically improved the 3D geologic model, providing for more realistic and statistically successful subsurface interpretations.

Keywords: collocated cokriging, correlation coefisien and soft data.

vii

PEDOMAN PENGGUNAAN TESIS Tesis S2 yang tidak dipublikasikan terdaftar dan tersedia di Perpustakaan Institut Teknologi Bandung, dan terbuka untuk umum dengan ketentuan bahwa hak cipta ada pada pengarang dengan mengikuti aturan HaKI yang berlaku di Institut Teknologi Bandung. Referensi kepustakaan diperkenankan dicatat, tetapi pengutipan atau peringkasan hanya dapat dilakukan seizin pengarang dan harus disertai dengan kebiasaan ilmiah untuk menyebutkan sumbernya. Memperbanyak atau menerbitkan sebagian atau seluruh tesis haruslah seizin Direktur Program Pascasarjana, Institut Teknologi Bandung.

viii

KATA PENGANTAR Alhamdulillaah, puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan hidayah, taufiq, rahmat dan karunianya sehingga tesis ini bisa diselesaikan pada saatnya. Ungkapan rasa terima kasih yang sebesar-besarnya dan setulusnya penulis sampaikan kepada Dr. Ir. Prihadi Soemintadiredja, Dr. Awali Priyono dan Ir. Ibnu Arif, MT. selaku pembimbing tesis serta seluruh staf dosen pengajar Program Studi Magister Teknik Geologi ITB-CPI 2005-2007. Ucapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada teman-teman sekelas, Ir. Asnul Bahar MSc. Ph.D, Dr. Ipung Punto Yuwono dan Tom Tran, Ph.D atas bantuan, diskusi dan masukanmasukannya. Terakhir ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada managemen PT Chevron Pacific Indonesia yang telah memberikan kesempatan untuk mengikuti employee self development program. Alhamdulillaahirabbil ‘aalamiin. Bandung, 25 Juni 2007

ix

DAFTAR ISI ABSTRAK ............................................................................................................... i ABSTRACT........................................................................................................... vi PEDOMAN PENGGUNAAN TESIS ................................................................. viii KATA PENGANTAR ........................................................................................... ix DAFTAR LAMPIRAN........................................................................................ xii DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xiii DAFAR TABEL ....................................................................................................xv Bab I Pendahuluan ...................................................................................................1 I.1 Latar Belakang Masalah .................................................................................1 I.2 Ruang Lingkup Penelitian ..............................................................................2 I.3 Maksud dan Tujuan Penelitian .......................................................................3 I.4 Objek dan Lokasi Penelitian...........................................................................3 I.5 Hipotesis .........................................................................................................4 I.6 Asumsi-Asumsi ..............................................................................................5 I.7 Ketersediaan Data...........................................................................................5 I.8 Sistematika Penulisan .....................................................................................5 Bab II Tinjauan Pustaka...........................................................................................7 II.1 Geologi Regional...........................................................................................7 II.2 Geostatistik..................................................................................................13 II.3 Aplikasi Teknik Geostatistik Dalam Industri Minyak dan Gas Bumi ........16 Bab III Pengolahan dan Analisis Data ...................................................................19 III.1 Studi Kelayakan .........................................................................................19 III.2 Pembuatan SGRID.....................................................................................24 III.3 Simulasi 3D................................................................................................26 III.4 Validasi ......................................................................................................26 Bab IV Hasil dan Diskusi ......................................................................................28 IV.1 Hasil Studi Kelayakan ...............................................................................28 IV.2 Hasil Pembuatan SGRID ...........................................................................29 IV.3 Variogram ..................................................................................................29 IV.4 Hasil Simulasi dan Validasi.......................................................................29

x

Bab V Interpretasi ..................................................................................................38 Bab VI Kesimpulan dan Saran...............................................................................41 DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................43

xi

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran A Pengelompokan Rocktype.........................................................46 Lampiran A Resolusi Data Seismik ..............................................................48

xii

DAFTAR GAMBAR

Gambar I.1

Objek pengamatan, lapisan reservoir batupasir Bekasap ”A” pada data log sumur dan seismik di lapangan Kotabatak PT. CPI. ..........3

Gambar I.2

Lokasi penelitian, lapangan Kotabatak PT. CPI di Cekungan Sumatra Tengah. ..............................................................................4

Gambar II.1

Lokasi daerah penelitian di Cekungan Sumatra Tengah..................8

Gambar II.2

Peta puncak strukur Formasi Bekasap dan penampang seismik pada dua lintasan utama (Arif, 2003, Figure 3.1). .........................10

Gambar II.3

Kolom stratigrafi objek penelitian (Arif, 2003, Figure 3.2)...........11

Gambar II.4

Deskripsi batu inti dan interpretasi fasies lingkungan pengendapan pada sumur Kotabatak#119 (Arif, 2003, Figure 3.3).....................12

Gambar II.5

Variogram sebagai fungsi jumlah pasangan data pada vektor jarak h (3). ...............................................................................................14

Gambar II.6

Plot silang antara data rata-rata porositas dengan data rata-rata impedansi seismik sintetik yang dihitung dari data log sumur (Doyen, 1996, Figure 4).................................................................17

Gambar II.7

Plot silang antara data rata-rata porositas dengan data rata-rata impedansi seismik nyata (Bahar, 2004, Figure 8)..........................18

Gambar III.1 Diagram alir umum pemodelan geostatistik sifat reservoir. ..........19 Gambar III.2 Diagram alir studi kelayakan. ........................................................20 Gambar III.3 Plot silang antara sifat batuan sintetik LamdhaRho (dalam skala log) dengan sifat reservoir PHIE yang mempunyai koefisien korelasi -0,81..................................................................................21 Gambar III.4 Log GRN yang diisi dengan sifat rock type, ditimpa dengan log PHIE menunjukan adanya hubung antara rock type dengan litologi dan porositas. .................................................................................22 Gambar III.5 Plot silang sifat batuan sintetik Vp/Vs dengan log PHIE dengan koefisien korelasi -0,70 (bawah) mampu memisahkan rocktype secara relatif lebih baik dibandingkan dengan plot silang sifat batuan sintetik log_LamdhaRho dengan log PHIE dengan koefisien korelasi lebih tinggi -0,81 (atas). ...................................................23

xiii

Gambar III.6 Diagram alir pembuatan SGRID....................................................25 Gambar III.7 Visualisasi pembuatan GRID Stratigrafi (SGRID)........................25 Gambar III.8 Diagram alir simulasi 3D dengan teknik collocated cokriging......27 Gambar IV.1 Perbandingan dan validasi hasil simulasi menggunakan data sumur: a) indikator rock type dengan modul SIS Multi Binary; b) indikator biner fasies litologi dengan modul SIS Binary with Soft Trend. .............................................................................................31 Gambar IV.2 Validasi peta fasies litologi menggunakan data log hasil pemboran sumur baru pada dua lokasi yang berbeda. ....................................33 Gambar IV.3 Perbandingan peta distribusi PHIE hasil simulasi dengan peta parameter yang mempengaruhinya dalam simulasi, untuk validasi ........................................................................................................34 Gambar IV.4 Perbandingan peta distribusi SWIRR hasil simulasi dengan peta parameter yang mempengaruhinya dalam simulasi, untuk validasi ........................................................................................................35 Gambar V.1

Interpretasi estuarine channel dan tidal sand bar pada peta fasies litologi, sebagai suatu kemungkinan..............................................39

Gambar V.2

Korelasi log sumur yang memiliki data batu inti pada arah Baratlaut-Tenggara, menunjukkan penebalan lapisan kearah Tenggara (Arif, 2003, Figure 3.5)..................................................39

Gambar V.3

Korelasi log sumur yang memiliki data batu inti pada arah Baratlaut-Tenggara yang menunjukkan penebalan lapisan kearah Tenggara (Arif, 2003, Figure 3.5)..................................................40

xiv

DAFAR TABEL

Tabel II.1

Stratigrafi Regional Cekungan Sumatera Tengah (Yarmanto & Aulia, 1996 opcit Arif, 2003)...........................................................9

Tabel III.1

Koefisien korelasi antara data properti reservoir dengan data properti batuan sintetik dalam format SGRID. Warna sel menyatakan kelompok nilai koefisien korelasi, merah 0 – 0,49, kuning 0,50-0,74 dan hijau 0,75-0,99. Jumlah sumur 152 buah. Tanda * di sebelah kanan berarti dalam skala logaritmik dari data pada sumbu horizontal. ..................................................................20

Tabel III.2

Koefisien korelasi antara data properti reservoir dengan data properti batuan nyata dalam format SGRID. Pada data properti reservoir telah dikenai modul Smooth_20, untuk menyesuaikan “frekuensi” data properti batuan nyata...........................................21

Tabel III.3

Koefisien korelasi antara data properti reservoir/data properti batuan sintetik dengan data properti batuan nyata dalam format rata-rata. .........................................................................................21

Tabel IV.1

Parameter variogram masing-masing properti modeling...............30

Tabel IV.2

Validasi data sumur terhadap hasil simulasi PHIE. .......................36

Tabel IV.3

Validasi data sumur terhadap hasil simulasi SWIRR. ...................37

Tabel A.1

Hasil klasifikasi log sumur GRN dan RHOBE ke dalam 3 kelompok, rata-rata 99,4% data dapat dikelompokkan dengan baik.................................................................................................46

Tabel A.2

Koefisien fungsi klasifikasi hasil analisis diskriminan. .................46

xv