PEMODELAN 3 DIMENSI RESERVOAR LAPANGAN BATANG DAN ANALISIS KETIDAKPASTIAN VOLUMETRIKNYA
TESIS Karya tulis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister dari Institut Teknologi Bandung
Oleh
M. Zainal Arifin NIM: 22005014 Program Studi Magister Teknik Geologi
INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2007
PEMODELAN 3 DIMENSI RESERVOAR LAPANGAN BATANG DAN ANALISIS KETIDAKPASTIAN VOLUMETRIKNYA
Oleh
M. Zainal Arifin NIM : 22005014 Program Studi Magister Teknik Geologi Institut Teknologi Bandung
Menyetujui Tim Pembimbing
Tanggal…………………………….
Ketua
________________________ Dr. Ir. Prihadi Soemintadiredja
Anggota
Anggota
_____________________ Dr. Ir. Rubiyanto kapid
_____________________ Ir. Lambok M. Hutasoit, Ph.D.
ABSTRAK PEMODELAN 3 DIMENSI RESERVOAR LAPANGAN BATANG DAN ANALISIS KETIDAKPASTIAN VOLUMETRIKNYA Oleh M. Zainal Arifin NIM : 22005014 Isi Abstrak Pemodelan 3 dimensi reservoar lapangan Batang dilakukan untuk mengintegrasikan hasil penelitian-penelitian kebumian (geologi, geofisika dan petrofisika) yang sudah dilakukan. Pemodelan dilakukan dengan menggunakan metode geostatistik. Model yang dihasilkan divalidasi dengan dua cara, yang pertama dengan membandingkan data statistik model dan data statistik sumur. Validasi yang kedua dilakukan dengan mengambil satu data sumur sebelum dilakukan pemodelan dan kemudian membandingkan data hasil pemodelan dengan data sumur tersebut (metode blind test well). Dari hasil validasi pertama didapatkan bahwa data statistik model cocok dengan data statistik sumur. Pada validasi dengan metode blind test well didapatkan bahwa data model mampu memprediksi harga properti reservoir dengan cukup baik. Pada lokasi sumur validasi, data properti model dan data properti sumur mempunyai tingkat korelasi 76 % untuk porositas, 65% untuk Vsh dan 95% untuk saturasi air. Model 3 dimensi reservoar lapangan Batang digunakan untuk menghitung volumetrik original oil in place (OOIP). Terbatasnya kualitas dan kuantitas data reservoar di lapangan Batang diyakini menyebabkan adanya ketidakpastian dalam perhitungan volumetrik OOIP. Analisis ketidakpastian volumetrik OOIP dilakukan dengan menggunakan metode Design of Experiment (DoE). Metode ini menganalisis efek ketidakpastian dari setiap variabel yang digunakan untuk menghitung volumetrik OOIP. Metode DoE ini juga menghasilkan persamaan regresi yang digunakan untuk menghitung probabilitas volumetrik OOIP. Perhitungan probabilitas OOIP dilakukan dengan menggunakan metode simulasi Monte Carlo dan persamaan yang dihasilkan dari DoE. Perhitungan probabilitas dengan menggunakan metode ini memberikan hasil perhitungan yang mampu mengakomodasi semua ketidakpastian dalam setiap variabel perhitungan volumetrik OOIP.
i
ABSTRACT BATANG FIELD RESERVOIR 3D MODELING AND VOLUMETRIC UNCERTAINTY ANALYSIS
By M. Zainal Arifin NIM : 22005014
3D reservoir modeling has been done to integrate geological, geophysical and petrophysical data which have been studied in Batang field. Modeling was done using geostatistical method. Model was validated in two ways, first by comparing statistic of model data versus well data. The second validation was done by excluding one well data on modeling process then comparing data model and the well data (blind test well method). The first validation method indicates that statistics of model data match with statistic of well data. The second validation indicates that the model is able to predict reservoir condition very well. In the well validation location, properties of model data and well data have correlation coefficient of 76% for porosity, 65% for Vsh and 95% for water saturation. 3D reservoir model was used for calculating volumetric original oil in place (OOIP). Since the quantity and quality of Batang reservoir data are not good, it is causing the uncertainty on volumetric OOIP. Design of experiment method was used to analyze uncertainties on volumetric OOIP. This method analyzes uncertainties on each variable which used for calculating volumetric OOIP. This method also gave regression equation which used to calculate probabilistic volumetric OOIP. Calculation of probabilistic OOIP was done using the regression equation and Monte Carlo simulation method. This method is able to accommodate uncertainties on each variable which used for calculating OOIP.
ii
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.
iii
Untuk: Istriku tercinta Hanifah Nur Imtihanah Anak-anakku tersayang M. As’ad Arfah M. Faiz Al-muhtadin Kedua orangtuaku Bapak M. Yazid dan Ibu Mujiyah
iv
KATA PENGANTAR Alhamdulillah puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah mengkaruniakan rahmat dan hidayah serta kekuatannya sehingga tesis ini bisa diselesaikan.
Ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya penulis sampaikan kepada Dr. Prihadi Soemintadiredja, Dr Rubiyanto Kapid dan Ir. Lambok M. Hutasoit, Ph.D selaku pembimbing tesis serta seluruh staf dosen pengajar Program Studi Magister Petroleum Geoscience ITB-CPI. Ucapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada Tom Tran, Ph.D dan teman-teman tim Batang Project atas ide-ide dan diskusinya selama penulisan tesis. Terakhir ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada managemen PT Chevron Pacific Indonesia yang telah memberikan kesempatan untuk mengikuti employee self development program.
Penulis menyadari bahwa tesis ini jauh dari sempurna dan masih banyak yang bisa dikembangkan dikemudian hari, oleh karena itu kritik dan saran sangat diharapkan untuk menyempurnakan tesis ini. Akhirnya penulis berharap tesis ini berguna bagi pengembangan lapangan Batang dan khasanah ilmu pengetahuan.
Bandung, 19 Juni 2007
M. Zainal Arifin
v
DAFTAR ISI ABSTRAK
.......................................................................................................... i
ABSTRACT ......................................................................................................... ii PEDOMAN PENGGUNAAN TESIS ................................................................... iii KATA PENGANTAR ............................................................................................ v DAFTAR ISI ........................................................................................................ vi DAFTAR LAMPIRAN........................................................................................ viii DAFTAR GAMBAR ............................................................................................. ix DAFTAR TABEL.................................................................................................. xi DAFTAR SINGKATAN ...................................................................................... xii Bab I Pendahuluan ................................................................................................ 1 I.1
Latar Belakang........................................................................................... 1
I.2
Studi-studi yang sudah dilakukan .............................................................. 1
I.3
Obyek Penelitian........................................................................................ 2
I.4
Permasalahan ............................................................................................. 3
I.5
Ruang Lingkup dan Sasaran Penelitian ..................................................... 3
I.6
Hipotesis dan Asumsi ................................................................................ 3
I.7
Metodologi Penelitian................................................................................ 4
Bab II
Kerangka Geologi Daerah Penelitian........................................................ 9
II.1 Geologi Regional Daerah Penelitian.......................................................... 9 II.2 Geologi Lapangan Batang ....................................................................... 12 Bab III
Data dan Analisis Ketidakpastiannya ................................................... 14
III.1 Sequence Stratigraphy dan Lingkungan Pengendapan Lapangan Batang14 III.2 Formation Evaluation .............................................................................. 16 III.3 Geologi Struktur Lapangan Batang ......................................................... 19 III.4 Kontak Fluida .......................................................................................... 22 Bab IV
Pemodelan 3 Dimensi Reservoar Lapangan Batang ............................ 24
IV.1 Stratigraphic Grid ................................................................................... 24 IV.2 Pemodelan Lingkungan Pengendapan ..................................................... 25 IV.3 Pemodelan 3D Properti Batuan............................................................... 28 IV.4 Validasi Model 3 Dimensi ....................................................................... 29
vi
Bab V
Perhitungan Volumetrik OOIP dan Analisis Ketidakpastiannya............ 34
V.1 Design of Experiment .............................................................................. 35 V.2. Perhitungan Probabilitas Volumetrik OOIP ............................................ 44 Bab VI
Kesimpulan............................................................................................ 46
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 47
vii
DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1 Lampiran 2
Data Perhitungan Simulasi Monte Carlo ..................................... 49 Data Mentah Perhitungan Probabilitas Volumetrik OOIP........... 51
viii
DAFTAR GAMBAR Gambar I.1
Peta lokasi penelitian ...................................................................... 2
Gambar I.2
Contoh sederhana perhitungan variogram 1 dimensi (Dubrule, 2003) ............................................................................................... 5
Gambar I.3
Definisi sederhana dari variogram (modifikasi dari Dubrule, 2003) ......................................................................................................... 5
Gambar I.4
Variogram ellipsoid......................................................................... 6
Gambar I.5
Ilustrasi penggunaan DoE dalam menganalisis efek ketidakpastian pada percobaan penembakan meriam ............................................. 8
Gambar III.7. fault framework dengan OWC zone............................................... 22 Gambar IV.2 Sgrid lapangan Batang (kiri) dan perbesaran sayatan dari sgrid yang menunjukkan susunan cellnya (kanan)................................. 25 Gambar IV.3 facies lingkungan pengendapan hasil pemodelan dalam bentuk full volume (kiri) dan dalam bentuk fence diagram (kanan) ............... 28 Gambar IV.4 Hirarki pemodelan 3D reservoar................................................... 28 Gambar IV.5 Hasil Pemodelan 3 dimensi properti reservoar Vsh (kiri), porositas (tengah) dan saturasi air (kanan) ................................................... 29 Gambar IV.6 Perbandingan distribusi statistik porositas data sumur Vs data hasil pemodelan ..................................................................................... 30 Gambar IV. 7. Perbandingan distribusi statistik saturasi air data sumur Vs data hasil pemodelan............................................................................. 31 Gambar IV.8. Perbandingan distribusi data Vsh data sumur Vs data hasil pemodelan ..................................................................................... 31 Gambar IV.9 Perbandingan data porositas hasil pemodelan Vs. data sumur “baru” (kiri). Perbandingan data log sumur baru Vs. data pseudo log hasil pemodelan (kanan). ........................................................ 32 Gambar IV.10 Perbandingan data Vsh hasil pemodelan Vs. data sumur “baru” (kiri). Perbandingan data log sumur baru Vs. data pseudo log hasil pemodelan (kanan). ....................................................................... 33
ix
Gambar IV.11 Perbandingan data Vsh hasil pemodelan Vs. data sumur “baru” (kiri). Perbandingan data log sumur baru Vs. data pseudo log hasil pemodelan (kanan). ....................................................................... 33 Gambar V. 1. Definisi-definisi yang digunakan dalam perhitungan volumetrik. 34 Gambar V.2
Diagram alir perhitungan probabilitas volumetrik OOIP dengan menggunakan metode DoE ........................................................... 36
Gambar V.3. Tabel D-Optimal design experiment tahap pertama, angka OOIP total pada kolom paling kanan adalah angka OOIP total dalam juta Barrel............................................................................................. 38 Gambar V.4
Diagram pareto dari tabel D-optimal design of experiment tahap pertama yang menunjukkan urut-urutan atau rangking dari efek ketidakpastian variabel terhadap hasil akhir perhitungan volumetrik OOIP. ............................................................................................ 39
Gambar V.5
D-Optimal design experiment tabel tahap kedua angka OOIP total pada kolom paling kanan adalah angka OOIP total dalam juta Barrel............................................................................................. 41
Gambar V.6
Diagram pareto dari tabel D-optimal design of experiment tahap kedua yang menunjukkan urut-urutan atau rangking dari efek ketidakpastian variabel terhadap hasil akhir perhitungan volumetrik OOIP. ............................................................................................ 42
Gambar V.7
Perbandingan antara grafik volumetrik OOIP hasil prediksi persamaan (V.1) dengan data hasil perhitungan. .......................... 44
Gambar V.8 Distribusi probabilitas ..................................................................... 45 Gambar V.9 Histogram distribusi probabilitas volumetrik OOIP lapangan Batang ....................................................................................................... 45
x
DAFTAR TABEL Tabel III.1
Stratigrafi unit lapangan Batang (Hartono, 2006)......................... 16
Tabel III.2
Range ketidakpastian porositas dan saturasi air............................ 17
Tabel III.3
kisaran harga ketidakpastian netpay cutoff ................................... 19
Tabel IV.1
Kode numerik facies lingkungan pengendapan ............................ 26
Tabel IV.2
Informasi geometri lingkungan pengendapan lapangan Batang yang digunakan sebagai input pembuatan training image............ 27
xi
DAFTAR SINGKATAN 3D
= 3 dimension/ 3 dimensi
DoE
= Design of experiment
FE
=Formation evaluation
FS
= Fooding Surface
GRV
= Gross volume
MPS
= Multi point statistics
NTG
= Net to gross
OOIP/STOIIP = Original Oil in Place/Stock tank oil initial in place OWC
= Oil water contact
PHIE
= Porositas Efektif
SB
= Sequence Boundary
SCAL
= Special core analysis
Sgrid
= Stratigraphic grid
SGS
= Sequential gaussian simulation
SGSCC
= Sequential gaussian simulation collocated co-krigging
SWIRR
= Saturation water irreducible
Vsh
= volume shale
xii
