Energy Research Competition IYEC 2016 Peserta dari Geofisika, Fisika, FMIPA, Universitas Gadjah Mada
SEISMIK PASIF: FENOMENA GELOMBANG BERFREKUENSI RENDAH PENANDA KEBERADAAN RESERVOIR MINYAK DAN GAS BUMI DALAM EXPLORASI HIDROKARBON Afta Hanifan Zakiyyan, Herlina Widhi Hutami, Muhammad Imam Faisal, Saraswati Wahyuningtyas Universitas Gadjah Mada
[email protected],
[email protected],
[email protected],
[email protected]
ABSTRAK Indonesia merupakan negara dengan potensi minyak dan gas bumi yang melimpah (Sudiartono, 2014). Potensi yang melimpah ini tentunya menguntungkan, mengingat tingginya jumlah penduduk dan hal ini berbanding lurus dengan kebutuhan akan energi, khususnya energi minyak dan gas bumi. Untuk memenuhi kebutuhan energi ini, diperlukan kegiatan eksplorasi minyak dan gas bumi. Namun, kegiatan eksplorasi bukanlah perkara yang mudah, dibutuhkan biaya yang tidak sedikit serta waktu yang lama untuk dapat mengetahui keberadaan hidrokarbon di suatu daerah menggunakan kajian geologi dan geofisika. Salah satu metode geofisika yang umum digunakan untuk mengetahui keberadaan hidrokarbon yaitu metode seismik aktif, dimana hasil dari metode ini berupa struktur bawah permukaan yang menggambarkan keberadaan wadah hidrokarbon (perangkap/trap). Namun dari hal ini tidak sedikit pula dari wadah tersebut yang kosong (dry hole). Yang dapat menimbulkan kerugian yang sangat besar. Bagi perusahaan yang mengerjakan hal tersebut dan tentunya negara Indonesia. Oleh karena itu, dikembangkanlah metode alternatif yang disebut metode seismik pasif, yaitu sebuah teknologi baru yang diharap dapat mendeteksi keberadaan hidrokarbon di suatu daerah secara langsung. Parameter yang digunakan dalam seismik pasif berupa anomali frekuensi rendah yang berkisar antara 1 hingga 6 Hz. Nilai anomali frekuensi rendah ini tidak akan muncul pada reservoir yang tidak memiliki hidrokarbon. Apabila peta persebaran anomali frekuensi rendah serta data geologi dapat diketahui maka perhitungan cadangan awal pada daerah tersebut dapat diprediksikan. Metode seismik pasif juga cukup efektif untuk digunakan pada daerah dengan topografi yang sulit dikarenakan alat utama yang digunakan berupa seismometer dengan sensitifitas yang tinggi. Dilihat dari kondisi saat ini dimana harga minyak hampir menyentuh US $35 per barrel, metode seismik pasif ini memberikan peluang yang baik dalam kegiatan eksplorasi, karena selain harganya yang lebih murah (dari pada seismik aktif) metode ini juga dapat mendeteksi keberadaan hidrokarbon secara langsung
1
(Direct Hidrokarbon Indicator) pada suatu daerah. Atas dasar tersebut seismik pasif dapat mengetahui keberadaan hidrokarbon sehingga rasio didapatkannya dry hole akan berkurang. Kata kunci: dry hole, seismik pasif, teknologi baru, frekuensi rendah, Pendahuluan Harga minyak yang cenderung
secara lokasi maupun geologinya, namun
semakin turun membuat beberapa kegiatan
tidak ditemukan pada reservoir yang tidak
explorasi
memiliki
minyak
dan
gas
menjadi
hidrokarbon
(Suryanto
dan
tersendat. Hal ini menjadi ironis karena
Wahyudi, 2008). Berdasarkan fenomena
kebutuhan energy terus meningkat seiring
tersebut maka dikembangkanlah suatu
waktu. Jadi bias dikatakan bahwa explorasi
teknologi
harus
hidrokarbon secara langsung.
terus
berjalan.
Seiring
dengan
untuk
dapat
mendeteksi
fenomena tersebut maka seismik pasif merupakan
alternatif
menjanjikan
karena
yang dari
cukup
segi
Dasar Teori
biaya,
Prinsip
seismik pasif lebih murah dari pada
mencari
seismik
pasif
keberadaan
berpori. Hidrokarbon sebagai suatu sistem
hidrokarbon
pori
rendah
sebuah
top
ini
direkam
secara
pasif
di
permukaan bumi dengan seismometer yang
suatu
sangat sensitif dan secara spektroskopi
fenomena frekuensi rendah yang sangat diatas
dapat
antara 2–4 Hz. Sinyal seismik frekuensi
ketika suatu alat mikroseismik untuk
tinggi
reservoir
jangkau frekuensi yang rendah, yaitu
pasif bermula pada tahun 1990, yaitu
menemukan
batuan
dari spektrum noise bumi alami dalam
dari sumber. Eksplorasi dengan seismik
militer
dalam
dideteksi sebagai deformasi karakteristik
Metode ini memanfaatkan
gelombang seismik mikro yang terpancar
keperluan
metode
linier dari suatu fluida dalam medium
untuk
merupakan suatu cara yang baru di Indonesia.
dari
microseismik didasarkan pada prinsip non-
explorasi seismik konvensional. Metode
dasar
dianalisis
reservoir
untuk
menghasilkan
sebuah
spektrum tertentu yang unik, yang dapat
hidrokarbon. Kemudian dari fenomena
digunakan sebagai indikator keberadaan
tersebut mulai dilakukan penelitian pada
hidrokarbon secara langsung (Wahyudi,
beberapa reservoir di daerah yang berbeda.
2009).
Ternyata respon anomali frekuensi rendah reservoir
Mikroseismik hidrokarbon diyakini
hidrokarbon di tempat yang berbeda, baik
sebagai peristiwa osilasi harmonik dari
juga
di
temukan
pada
2
suatu fluida hidrokarbon dalam skala pori
Instrument dan Akuisisi Data
yang terjadi di dalam reservoir. Osilasi
Pengukuran seismik pasif secara
tersebut dipicu oleh suatu gaya luar seperti
umum dibutuhkan minimal satu buah
gelombang
seismik
mikro
seismometer broadband 3 komponen (up-
microseism)
serta
gelombang
laut
(sea
seismik
down,
north-south,
east-west)
dengan
frekuensi rendah lainnya dari berbagai
sensitivitas yang tinggi, 1500 V/m/s,
aktivitas geodinamik, Besar nilai frekuensi
jangkauan frekuensi 0,03 - 50Hz, samping
pada reservoir berisi hidrokarbon sebesar
rate
3Hz (Holzner, dkk. 2007).
minimal 3 jam (bukan angka baku) untuk
100Hz,
dan
dibutuhkan
waktu
Dengan asumsi berupa peristiwa
1 titik pengukuran seismik pasif. Namun,
osilasi harmonik dari fluida hidrokarbon
untuk daerah yang yang cenderung tinggi
maka
akan noise, waktu pengukuran bisa di
diambil
megabaikan
asumsi
faktor
pula
gravitasi
untuk sehingga
kesetimbangan dapat terjaga. Maka dari itu model osilasi dapat diestimasikan dengan persamaan pegas:
dan massa: 2 𝑚 = 𝑟 2 𝜋ℎ𝜌𝑙 3 Maka
respon
frekuensi
dapat
dengan
persamaan
𝑣=
1 𝑓 1 6𝛾 √ = √ 2𝜋 𝑚 2𝜋ℎ 𝑟𝜌𝑙
Gambar 1. Satu set alat mikroseismik
tambahkan hingga dirasa cukup. Selain itu,
Dengan table masukan bi-conical
untuk pengukuran seismik pasif juga diperlukan data tambahan berupa 2 sumur pemboran. Masing-masing sumur berisifat oil/gas field dan dry hole. Pengukuran Maka didapatkan nilai respon frekuensi
seismik pasif di dekat kedua sumur ini
batuan berpori berisi minyak yaitu sekitar
akan dijadikan sebagai referensi awal
3Hz. (Holzner, dkk. 2007).
untuk
mengetahui
reservoir hidrokarbon. 3
lokasi
keberadaan
1. Abu Dhabi Penggunaan seismik pasif pernah dilakukan di suatu lapangan minyak 50 km arah barat daya dari Abu Dhabi. Penelitian dilakukan di dua lokasi, lokasi 1 berada di dekat oil field, lokasi 2 berada di tempat yang jauh dari oil field. Hasil pengolah seismik
pasif
menunjukan
rentang
frekuensi yang berkisar antara 0,15 Hz –
Gambar 2. Proses akuisisi data di lapangan
Design survey untuk akuisisi data
0,4Hz, dimana puncak atau peak terletak
mikroseismik dapat dilakukan dengan
pada posisi 0,25 Hz untuk microseism, dan
gridding atau dapat menyebar. Keuntungan apabila design berupa grid yaitu sebaran data yang diperoleh akan lebih rapi dan hasil pengukuran dapat dipetakan secara lateral. Jarak antar titik untuk metode seismik pasif ini adalah optional yang disesuaikan dengan target pengukuran.
A6
Sumur A
Sumur A A3
A2 A1
A4
A5
B6
B5
Gambar 4. Hasil pengolahan yang menunjukkan
B4 B3
2,5 Hz untuk mikrotremor. Akan tetapi, adanya anomali frekuensi rendah 2-4Hz
B2
Sumur B B1
(Ali, dkk.2007)
Sumur B
muncul double frequency microseism peak
Gambar 3. Titik pengukuran yang menyebar (kiri) dan membentuk grid (kanan)
dikarenakan sehingga
seismik
terjadi
shallow pemantulan
water dan
penyebaran energi Munculnya anomali
Hasil dan Pembahasan Teknologi
terdapat
pasif
frekuensi
telah
rendah
dengan
puncak
frekuensinya sebesar 2,5 Hz menunjukan
dilakukan di beberapa negara dengan
adanya hidrokarbon di lokasi tersebut (Ali,
potensi hidrokarbon yang cukup tinggi,
dkk 2007).
antara lain: 4
tinggi, yang menandakan dibawah titik
2. Mexico Penelitian
seismik
pasif
tersebut memiliki potensi hidrokarbon
juga
yang cukup besar. Sedangkan pada titik
pernah dilakukan di Cekungan Burgos, Timur Laut Mexico. Pada cekungan ini terdapat sebuah reservoir gas yang sangat tebal,
sehingga
membuktikan frekuensi
cukup
sesuai
keberadaan
rendah
diatas
untuk anomali
suatu
zona
reservoir. Untuk mendapatkan anomali frekuensi rendah tersebut, maka dilakukan pengukuran seismik pasif di pada area yang cukup luas.
Gambar 6. Hasil analisa spectrum amplitude vs frekuensi pada titik 70139 (zona hidrokarbon) dan 70575 (zona non hidrokarbon) (Saenger,dkk. 2009)
Gambar 5. Lokasi pengukuran pasif seismic untuk mencari hidrokarbon yang dilakukan (Saenger, dkk 2009)
70575 respon anomali frekuensi rendahnya Setelah
dilakukan
pengolahan
memiliki spektrum amplitudo yang rendah,
maka diambil 2 buah titik yang memiliki
hal ini dikarenakan di bawah titik tersebut
respon cukup berbeda, yaitu titik 70139
tidak terdapat hydrocarbon.
(zona hidrokarbon) dan 70575 (zona tidak potensi
hidrokarbon).
Titik
70139
menunjukan respon anomali frekuensi rendah dengan spekrum amplitudo yang
5
Bila dilakukan pemetaan frekuensi pada tiap titik pengukuran, dapat diketahui bahwa daerah selatan penelitian memiliki potensi akan hidrokarbon yang tinggi, sedangkan daerah utara penelitian tidak memiliki potensi akan adanya hidrokarbon. (Saenger, dkk. 2009)
Gambar 9. Lokasi titik-titik pengukuran pasif seismik, (Alfonso, E, dkk. 2010)
menunjukan fenomena anomali frekuensi rendah
Gambar 7. Peta persebaran frekuensi (Saenger, dkk 2009)
2-4 Hz muncul pada daerah
terduga memiliki potensi hidrokarbon yang tinggi,yaitu pada titik MS09, MS10,
3. Brazil
MS11, MS12, MS13 . (Afonso, E, dkk. Penelitian
seismik
pasif
juga
2010).
dilakukan pada daerah Potiguar Basin,
Gambar 8. Lokasi penelitian pasif seismik oleh Afonso, E, dkk. 2010
rovinsi Borborema, di timurlaut Brazil. Penelitian ini meliputi 2 buah lintasan survey dengan masign-masing panjang lintasan 33 km dan 48 km, dengan total titik mencapai 18 titik. Hasil analisa spektrum amplitudo pada tiap-tiap titik
6
Setelah diketahui frekuensi pada tiap titik, maka dibuat peta persebaran frekeunsi untuk mengetahui keberadaan
Gambar 11. Hasil analisa spectrum amplitude yang menunjukkan adanya anomali frekuensi rendah pada daerah prospek Hidrokarbon (Muharram, dkk, 2011)
Gambar 10. Hasil analisa spectrum amplitude yang Menunjukan adanya anomaly frekuensi rendah pada daerah prospek hidrokarbon (Afonso, E, dkk. 2010)
hidrokabon
pada
lapangan
tebing.
Berdasarkan
peta
persebaran
tersebut
anomali frekuensi rendah berada pada daerah yang ditandai dengan warna merah, yaitu pada titik L4-10 dan L8-14.
4. Indonesia Penelitian seismik pasif juga mulai dikembangkan di Indonesia, antara lain dilakukan pada Blok Tebing, cekungan Sumatra Selatan (Muharram, dkk, 2011). Setelah dilakukan analisa hasil pengukuran seismik pasif pada lapangan ini juga ditemukan rendah,
adanya
yang
anomali
diduga
sebagai
frekuensi Gambar 12. Peta persebaran frekuensi daerah penelitian. Keberadaan anomali frekuensi rendah yang menunjukkan adanya hidrokarbon, ditandai dengan dengan warna merah (Muharram, dkk 2011)
tempat
hidrokarbon berada.
7
Pengukuran seismik pasif di daerah lain di Indonesia juga pernah dilakukan di Muara Sijunjung, Sumatra Barat (Franky dkk, 2011). Di daerah tesebut dilakukan pengukuran
sebanyak
12
titik,
yang
melewati 2 buah sumur yang digunakan sebagai referensi. Hasil dari pengolahan juga
menunjukan
frekuensi keberadaan
rendah
adanya
anomali
sebagai
penanda
hidrokarbon
di
lokasi
penelitian.
Gambar 14. Pada persebaran frekuensi daerah penelitian. Keberadaan anomali frekuensi rendah yang menunjukkan adanya hidrokarbon ditandai dengan warna merah. (Franky, dkk. 2011)
Analisa Anomali Fenomena seismik pasif yang telah di lakukan pada beberapa lokasi di atas menunjukkan suatu fenomena yang sama yaitu munculnya anomali frekeunsi rendah berkisar 1-6 Hz. Fenomena ini hanya muncul
pada
reservoir
yang
berisi
hidrokarbon. Dilihat dari penelitian pada daerah Meksiko, Brazil, Abu Dhabi, dan beberapa lokasi di Indonesia. Kesemua
Gambar 13. Design survey pengukuran pasif Seismik
lokasi
tersebut
memiliki
beberapa
kesamaan baik dari cara akuisisi maupun hasil. Dari segi akuisisinya seismik pasif dilakukan diantara 2 sumur yang mana satu sumur memiliki potensi hidrokarbon dan satu sumur lainnya tidak memiliki potensi hidrokarbon. 8
Setelah
dilakukan
pengukuran didapatkan hasil yang sama
memecahkan masalah dalam pemboran,
disemua lokasi yaitu anomali frekuensi
karena seismik pasif dapat menghindari
rendah. Sehingga dari beberapa refrensi
ditemukannya sumur kering (dry hole).
tersebut
dapat
disimpulkan
bahwa
Ucapan Terima Kasih
fenomena frekuensi rendah akan muncul di Peneliti mengucapkan terima kasih
atas zona hidrokarbon. Menurut analisa
kepada panitia penyelenggara yang telah
kami seismik pasif menawarkan suatu
memberikan kesempatan kepada peneliti
inovasi yang baru dalam dunia migas di Indonesia.
Karena
dengan
untuk berpartisipasi dalam acara. Peneliti
melakukan
juga mengucapkan terima kasih kepada
seismik pasif dapat diketahui keberadaan
Bapak Wiwit Suryanto, Bapak Wahyudi,
hidrokarbon pada suatu daerah sehingga
Ibu Ade selaku dosen yang membimbing
menggurangi pengeboran dry hole. Hasil
dalam penulisan penelitian ini
analisa pasif seismik dapat digunakan
Referensi
sebagai refrensi untuk menetukan titik pengeboran dan diharapkan mengurangi
Ali, M. Y., K. A. Berteussen, J.
ditemukannya dry hole.
Small,
and
B.
Barkat,
2007,
Alow
frequency, seismik pasif experiment over a carbonate reservoir in Abu Dhabi: First Break, 25, 71–73.
Kesimpulan
Holzner R., and Eschle P., 2007,
Kesimpulan yang diperoleh dari studi
kali
ini
yaitu
bahwa
Interpretation
anomali
of
Hidrokarbon
frekuensi rendah 1 - 6 Hz akan muncul
microtremor as nonlinear oscillat ions
pada
friven by oceanic background waves, 77th
reservoir
hidrokarbon.
dengan
Semakin
tinggi
prospek
Annual
nilai
estimasi keberadaan hidrokarbon akan Indra
Yuliandri,
Wuryadi
S,
Doddy
Priambodo, Wahyudi, Wiwit S. 2011.
Metode seismik pasif ini dapat berupa
SEG,
Panguriseng M., Totong K. Usman,
semakin besar.
hasil
Meeting
Expanded Abstract.
amplitudo pada frekuensi 1 – 6 Hz maka
memberikan
International
Integration Of Both
anomali
Low
Frequency
frekuensi rendah, yang akan muncul diatas
Seismik pasif and 2D Seismik Data To
suatu reservoir hidrokarbon, dan dapat
Improve HC Reservoir Prediction In
digunakan sebagai salah satu indikator dari
Tebing Block, South Sumatra Basin.
keberadaan hidrokarbon. Sehingga dapat
Makasar. The 36th HAGI and 40th IAGI
menjadi solusi yang cukup baik dalam
Annual Convention and Exibition. 9
Saenger, E.H., Schmalholz, S.M.,
pasif 3 Komponen. Makasar. The 36th
Lambert, M.A., Nguyen, T.T., Torres, A.,
HAGI and 40th IAGI Annual Convention
Metzger, S., Habiger, R.M., Mueller, T.,
and Exibition.
Rentsch, S., and Mendez-Hernandez E.,
Suryanto , Wahyudi, Adriansyah,
2009, A seismik pasif survey over a gas
and Sardjito. 2009. A microseismik survey
field: Analysis of low frequency anomalies,
over
Geophysics 74, No. 2 pp. O29-O40.
Indonesia: Maof low-frequency anomalies.
Solehudin,
Frangky
S.
2011.
Identifikasi Hidrokarbon Gas Di Daerah “siluet’
Menggunakan Metode Seismik
10
Tambun-oilfield,
West
Java,
Lampiran RANCANGAN ANGGARAN
No Nama Kegitan @ 1 Sewa 2 Alat Rp3,000,000.00 2 Sewa Kendaraan dan Bensin Rp2,000,000.00 3 Makan Rp1,500,000.00 4 Gaji Pegawai Rp3,000,000.00 5 Porter dan Izin Warga Rp1,000,000.00 6 Transportasi Pulang dan Pergi Surveyor Rp5,000,000.00 Jumlah Pengeluaran
Jumlah Satuan Anggaran 15 Hari Rp45,000,000.00 15 Hari Rp30,000,000.00 15 Hari Rp22,500,000.00 15 Hari Rp45,000,000.00 15 Hari Rp15,000,000.00 6 Orang Rp30,000,000.00 Rp187,500,000.00
Keterangan : 1. Asumsi anggaran dibuat untuk 15 hari akusisi data lapangan. 2. Alat yang disewa berjumlah 2 buah dan telah lengkap berisi seluruh instrument yang dibutuhkan. 3. Sewa kendaraan diperlukan untuk lokasi antar titik yang jauh dari basecamp. 4. Makan dialokasikan untuk 10 orang porter dan 6 orang pegawai. 5. Pegawai terdiri dari 6 orang dimana tiap orang diberi Rp 500.000 per hari.
11
