Analisis Inversi Elastik Impedansi (EI) dan Lamda Mu Rho (LMR) untuk Identifikasi Penyebaran Reservoar Batupasir dan

Fluida Hidrokarbon pada Lapangan “JOGGING” Cekungan Jawa Barat Utara

Akbar Dwi Wahyono 09/284096/PA/12806

BAB I PENDAHULUAN

Latar Belakang Saat ini kegiatan karakterisasi reservoir merupakan tahapan yang penting dalam mempelajari dan mencari cadangan minyak dan gas bumi

Data non zero offset dibutuhkan ekuivalensi AI yaitu Elastik Impedansi yang dapat digunakan untuk mengkalibrasi reflektivitas seismic far offset stack

Inversi yang berdasarkan pendekatan parameter Lame yaitu Lamda, Mu dan Rho (LMR) memiliki sensitivitas yang baik dalam mengidenfikasi fluida hidrokarbon

1.Penyebaran lithologi dan fluida hidrokarbon pada formasi Talang Akar dengan lithologi perselingan batupasir – shale menggunakan inversi Elastik Impedansi (EI) dan Lamda Mu Rho (LMR)

2.Daerah penelitian dibatasi pada inline 1905 – 1250 dan crossline 4145 – 4300 serta zona target adalah pada lapisan z.2260 formasi Talang Akar Cekungan Jawa Barat Utara yang sudah terbukti mengandung hidrokarbon.

3.Data seismik yang digunakan ialah data seismik 3D dan data CRP gather yang merupakan data Pre-Stack Time Migration (PSTM) dengan asumsi bahwa tahapan processing sudah dilakukan dengan benar dan kualitas data seismik ini sudah cukup baik untuk dilakukan proses lebih lanjut. Serta data kecepatan Vrms 3D yang digunakan untuk analisis ray tracing dalam proses menghasilkan atribut AVO

4.Data sumur yang digunakan yaitu data sumur DONAT-08 dan DONAT-10 yang dilengkapi dengan data kecepatan P-wave, S-wave, Bulk Density, Gamma Ray, Neutron Porosity, Resistivity dan juga data Checkshot

Batasan Masalah

Tujuan dan Manfaat Penelitian

Tujuan :

Melakukan analisis Impedansi Elastik dan LMR untuk memetakan reservoir batupasir beserta fluida hidrokarbon pada formasi Talang Akar Lapangan “JOGGING” daerah target pada lapisan z.2260

Manfaat : Penelitian ini diharapkan dapat memahami penerapan inversi Elastik Impedansi dan LMR dalam membuat gambaran sebaran reservoir serta fluida hidrokarbon pada daerah penelitian, serta memberi informasi dan gambaran sebaran litologi dan fluida daerah penelitian sebagai pertimbangan dalam pengembangan penelitian selanjutnya.

Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian ini dilakukan selama ± 4 bulan, yaitu mulai 3 November 2013 – 24 Februari 2014 bertempat di Divisi Rembang dan Divisi G&G (Geologi dan Geofisika), PT.Pertamina EP Asset 3, Cirebon, Jawa Barat.

Lokasi penelitian : Cilamaya, Jawa Barat

BAB IITINJAUAN PUSTAKA

GEOLOGI REGIONAL CEKUNGAN JAWA BARAT UTARA

Regional section Cekungan Jawa Barat Bagian Utara (Pertamina,2002)

STRATIGRAFI DAN PETROLEUM SISTEM CEKUNGAN JAWA

BARAT UTARA

Kolom stratigrafi regional Cekungan Jawa Barat Utara (Pertamina, 2008)

BAB III DASAR TEORI

Seismik Refleksi

Zoeppritz (1919) dengan menggambarkan koefisien refleksi dan transmisi sebagai fungsi dari sudut datang pada medium elastik (densitas, kecepatan gelombang P, dan kecepatan gelombang S)

Partisi energi gelombang seismik pada bidang reflektor (Yilmaz,2001)

vp adalah kecepatan gelombang P, θ1 adalah sudut datang gelombang P

vs adalah kecepatan gelombang S, θ2 adalah sudut bias gelombang P

Rp adalah amplitudo gelombang P refleksi, ϕ1 adalah sudut pantul gelombang S

Rs adalah amplitudo gelombang S refleksi, ϕ2 adalah sudut bias gelombang S

Tp adalah amplitudo gelombang P transmisi, ρ adalah densitas

Ts adalah amplitudo gelombang S transmisi

Zoeppritz (1919) membuat persamaan matriks yang menggambarkan koefisien refleksi dan transmisi sebagai fungsi dari sudut datang pada medium elastik dari menurunkan nilai koefisien refleksi dan transmisi dengan mengamati tekanan dan pergeseran yang terjadi di sepanjang batas lapisan antara dua medium, baik pada arah normal maupun tangensial.

1 1 2 2

1 1 2 2

22 2 1 2 2 11

21 1 22 21 1 1 2 1 1

1 2 22 21 1 2 2

1 1 1 1 1

sin cos sin cos

cos sin cos sin

sin 2 cos 2 sin 2 cos 2

cos 2 sin 2 cos 2 sin 2

P

S S P S PP

P S S P S

S S SP

P P P

R

R V V V VVT V V V V

T V VV

V V V

1

1

1

1

1

sin

cos

sin 2

cos 2

Amplitude Variation with Offset

Analisis AVO bertumpu pada perubahan amplitudo sinyal terpantul terhadap jarak dari sumber gelombang ke geophone penerima (offset)

Hubungan antara offset dan sudut datang (θ). Makin besar offset, makin besar pula sudut datangnya (Munadi, 1993)

Klasifikasi AVO

Koefisien refleksi gelombang P dan tabel perilaku AVO pada top masing-masing gas sand. Klasifikasi menurut Rutherford dan Williams (1989). (Castagna et al., 1998)

Metode AVO

Sumber : Hampson - RussellBagan Metode AVO

Seismik InversiRekursif inversi , ialah bentuk sederhana dan paling pertama dari inversi

Dimulai dengan mendefinisikan koefisien refleksi :

Impedansi lapisan ke (i+1) bisa didapatkan dengan :

Dimulai dari lapisan pertama, impedansi dari lapisan selanjutnya bisa didapatkan secara rekursif, dengan mengaplikasikan formula :

Inversi Sparse Spike

Hanya reflektivitas yang besar yang dianggap sebagai event refleksi yang berarti

Impedansi Elastik Konsep Impedansi Elastik pertama kali dikembangkan oleh Connolly (Leading Edge, 18, no.4, 438-452 (1999))

Beliau memulai dengan Persamaan Aki-Richard yang berhubungan dengan amplitudo refleksi pada sudut datang:

p

P

P

S

S

S

P

S

p

P

p

P

V

VC

V

V

V

V

V

V

V

VB

V

VA

2

1

242

1

2

1

22

dimana,

Impedansi Elastik Mengingat untuk kasus zero-offset :

Dengan analogi, Connolly mendefinisikan sebuah tipe impedansi yang baru yang akurat untuk mengidentifikasi perubahan impedansi dari kecil - sedang:

Dengan perumusan matematika, Connolly menyatakan bahwa:)sin1()sin8()tan1( 222

)( KKSP VVEI

2

dimana

P

S

V

VK

Impedansi Elastik Persamaan sebelumnya menggunakan ketiga suku dari persamaan Aki- Richard. Untuk sudut lebih dari 30°, persamaan tersebut tidak memberikan kecocokan yang berbanding lurus. Untuk sudut lebih besar (offset lebih besar), maka hanya menggunakan kedua suku yang pertama, yang memberikan persamaan :

)sin1()sin8()sin1( 222

)( KKSP VVEI

2

dimana

P

S

V

VK

Normalisasi Impedansi Elastik

Persamaan EI sebelumnya telah dimodifikasi oleh Whitcombe (2002) dengan memperkenalkan konstanta referensi , , dan yang bertujuan untuk menghilangkan variable berdimensi pada persamaan tersebut, sehingga dapat dibandingkan dengan nilai AI, menjadi persamaan di bawah ini:

)

dimana,

Kecepatan Gelombang Seismik

Besar kecepatan gelombang P (vp) dan kecepatan gelombang S (vs), diberikan sebagai persamaan berikut :

Menurut cara bergetarnya gelombang seismik dibagi menjadi dua macam (Goodway, 2001), yang ditunjukan pada gambar berikut :

Inkompresibilitas dan Rigiditas

Medium elastik ditinjau dari stress dan strain yang terbagi menjadi :

: =

: =

: = Sumber : AVO Theory oleh Hampson - Russel

Inkompresibilitas dan Rigiditas

Deskripsi dari stress/strain sebenarnya melibatkan tiga dimensional dari model cube batuan, diistilahkan sebagai volumetric strain.

Sumber : AVO Theory oleh Hampson - Russel

Dalam sebuah medium yang elastik sempurna, stress dan strain bisa dikorelasikan satu sama lain berdasarkan Hukum Hooke :

Longitudinal stress

Shear stress, konstanta/ modulus shear strain disebut rigiditas

Volumetric stress, konstanta disebut dengan bulk modulus atau juga inkompresibilitas

Konstanta Lame Lamda Mu Rho

Secara Matematik kedua parameter Lame dapat diperoleh dari persamaan kecepatan gelombang P dan kecepatan gelombang S

= koefisien lamda = , dimana

Lamda Mu Rho Respon Parameter Lame terhadap kehadiran fluida hidrokarbon :

oleh : Bill Goodway Gas sands pada Tertiary Columbus Basin, offshore Trinidad

BAB IVMETODOLOGI PENELITIAN

Perangkat Penelitian Perangkat keras

Dua buah MonitorSamsung LCD 24 inch

Workstation SGI Altix VSS40, 4-core Intel Xeon, RAM 16 GB

Server SGI Altix XE240, 32-core Intel Xeon, RAM 16 GB

Satu unit Personal Computer, Compaq , core i3, RAM 2 GB

Perangkat Lunak

Operating system Red Hat Linux Enterprise 5.3

Paradigm Geophysical Inc : Vanguard Seismic Inversion dan Probe AVO Analysis

Windows 7, Ms. Word ( penulisan )

Data Penelitian - Data Seismik

Inline : 1095 – 1250 Interval time : 0-3000 ms

Crossline : 4145 – 4300 Jarak antar inline : 25 meter

Sampling rate : 2 ms Jarak antar crossline : 25 meter

Data Seismik PSTM (Post Stack Time Mugration) Data Seismik CRP (Common Reflection Point) Gather

Spesifikasi :

Data Penelitian - Data Sumur

Data Log Sumur DONAT-08: Log Gamma Ray, log Kecepatan Gelombang S (Vs), log Kecepatan Gelombang P (Vp), log Bulk

Density Neutron Porosity dan log Resistivitas

Data Penelitian - Model Kecepatan

Model kecepatan RMS velocity untuk menampilkan model jejak sinar (ray tracing model) guna melakukan analisis AVO

V rms

Flow chart

Log Turunan Elastik Impedansi

Beberapa Log Turunan EI pada sumur DONAT-08

Near offset (0°,7°,10°,13°,15°) Far offset (17°,23°,25°,28°,29°)

Log Turunan Elastik Impedansi

Near offset (0°,7°,10°,13°,15°) Far offset (17°,23°,25°,28°,29°)

Beberapa Log Turunan EI pada sumur DONAT-10

Log Turunan Lamda-Rho dan Mu-Rho

Log turunan Lamda Rho sumur DONAT-08 dan DONAT-10

Log turunan Mu Rho sumur DONAT-08 dan DONAT-10

Horizon Picking

Horizon picking dilakukan pada lapisan top-TAF sampai bottom-TAF

Well Seismic Tie - PSTM

well seismik tie sumur DONAT-08 pada data PSTM

Well Seismic Tie - PSTM

Penampang PSTM hasil well seismik tie pada sumur DONAT-08 Wavelet tipe zero phase (atas); wavelet hasil bandpass (tengah) dan hasil cross correlation sintetik dengan trace seismik (bawah)

Well Seismic Tie - Reflektivitas

well seismik tie sumur DONAT-08 pada data reflektivitas

Well Seismic Tie - Reflektivitas

Wavelet tipe zero phase (atas); wavelet hasil bandpass (tengah) dan hasil cross correlation sintetik dengan trace seismik (bawah)

Penampang Reflektivitas hasil well seismik tie pada sumur DONAT-08

Tes Kelayakan Data AVO Tes kelayakan digunakan untuk mengestimasi kelayakan data sebelum dilakukan proses analisis inversi AVO

Daerah PenelitianD

Prekondisi AVOSebelum memulai melakukan analisis inversi AVO di Probe, data perlu memenuhi persyaratan berikut:

Terkoreksi untuk elevasi dan statik ( baik refraksi dan residualnya)

Terkoreksi untuk respon instrumennya

Memiliki atenuasi

Noise telah diredam dengan hati - hati

Tidak memiliki amplitude scaling, seperti geometrical spreading, AGC, trace balancing dan sebagainya

Prekondisi AVO Parameter prekondisi yang dilakukan untuk menjaga kualitas data CRP gather beserta amplitudonya, yang dipilih pada penelitian ini ialah

Residual NMO : Automatic Flattening

Koreksi Amplitudo : Q-Correction

Penapisan : - Band Pass Filter ( 5, 10, 60,70 ) Hz

- Wavelet Unstrecthing

Spektrum Amplitudo data CRP gather

Prekondisi AVO

CRP gather setelah dilakukan prekondisi CRP gather sebelum dilakukan prekondisi

Background Model Background model digunakan sebagai input low frequency model dalam inversi

Parameter Background model yang digunakan : Krigging method : Ordinary Krigging

Well input data (EI,λρ,µλ) : DONAT-08 dan DONAT-10

Extraction Method : Uniform

Sublayer thickness : 0.25 ms

Dari kombinasi dua data sumur yang dipakai dengan horizon interpretasi, kemudian dilakukan interpolasi dan juga ekstrapolasi dari data sumur ke horizon interpretasi untuk mendapatkan volume background model.

Analisa Parameter Inversi Elastik Impedansi dan Lamda Mu Rho

Parameter Utama :

Lebar pita frekuensi

Initial guess

Spike Sparseness

Faktor kalibrasi amplitudo

Analisa Parameter Inversi Elastik Impedansi 28°

BAB VHasil dan Pembahasan

Analisa Log Sumur

ZonaTarget

Log – log utama yang digunakan sebagai analisa petrofisika penentuan zona hidrokarbon

EI 28° vs Gamma Ray Analisa crossplot sensitivitas untuk melihat seberapa sensitif data log sumur dalam membedakan litologi maupun fluida.

Sensitivitas EI 28° pada sumur DONAT-08Sensitivitas EI 28° pada sumur DONAT-10

Mu-Rho vs Gamma RaySensitivitas Mu –Rho pada sumur DONAT-08 Sensitivitas Mu –Rho pada sumur DONAT-10

Lamda-Rho vs Gamma Ray

Sensitivitas Lamda –Rho pada sumur DONAT-08 Sensitivitas Lamda –Rho pada sumur DONAT-10

Peta Struktur Waktu - TAF

Respon AVO pada 1905 ms – 1930 ms (lapisan z.2260)

Inversi Atribut AVOAtribut angle stack : kiri - near offset (0° -15°) kanan – far offset (20° -35°)

Atribut Intercept (kiri) dan Gradient (kanan)

Nilai reflektivitas near offset -30 sampai -20Nilai reflektivitas far offset -20 sampai 0 Menghasilkan koefisien refleksi yg negatif serta gradient positif

Menghasilkan intercept yg negatif serta gradient positif

Background Model Elastik Impedansi 28°

SU

Penampang Background model yang memotong kedua sumur Kontrol kualitas Background Model pada sumur DONAT-08

Background Model Mu -Rho

SU

Penampang Background model yang memotong kedua sumur

Kontrol kualitas Background Model pada sumur DONAT-08

SU

Background Model Lamda -Rho

Penampang Background model yang memotong kedua sumur Kontrol kualitas Background Model pada sumur DONAT-08

Hasil Inversi Elastik Impedansi 28°

SU

Penampang Inversi EI 28° yang memotong kedua sumur Kontrol kualitas Hasil Inversi Ei 28° pada sumur DONAT-08

Hasil Inversi Lamda-Rho

U S

Penampang Inversi Lamda-Rho yang memotong kedua sumur

Kontrol kualitas Hasil Inversi Lamda-Rho pada sumur DONAT-08

Hasil Inversi Mu-Rho

SU

Penampang Inversi Mu-Rho yang memotong kedua sumur

Kontrol kualitas Hasil Inversi Mu-Rho pada sumur DONAT-08

Penyebaran Lateral Elastik Impedansi 28°

hidrokarbon

shale

batupasir

hidrokarbon

Slicing data Elastik Impedansi 28° berdasarkan data top VJTB horizon +10 ms sampai +35ms,yang berada pada kawasan waktu 1905 ms – 1930 ms

Penyebaran Lateral Lamda Mu Rho

low λρ

low λρ high

µρ

high µρ

Slicing data Lamda-Rho (kiri) dan Mu-Rho(kanan) berdasarkan data top VJTB horizon +10 ms sampai +35ms,yang berada pada kawasan waktu 1905 ms – 1930 ms

Interpretasi Hasil Inversi EI 28° dan LMR

Zona 1Zona 2

Zona 1

Zona 2

Zona 1

Zona 2

(a) Slicing hasil inversi Elastik Impedansi 28° (b) Lamda-Rho (c) Mu-Rho overlay dengan Peta Struktur (Time Migrated) dengan tebal 10 ms dan 35 ms ke atas dari horizon base TAF

(a)

(b) (c)

BAB VIKESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan1. Daerah target pada kedalaman 1905 ms – 1930 ms (lapisan z.2260) merupakan daerah yang tergolong

anomali AVO kelas IV sesuai dengan klasifikasi Rutherford dan William

2.Parameter Elastik Impedansi sudut 28°, merupakan parameter yang sensitif terhadap perubahan litologi, karena parameter ini dapat memisahkan dengan baik antara batupasir dan shale.

3.Hasil inversi Elastik Impedansi 28° memperlihatkan range nilai Elastik Impedansi untuk reservoar batupasir pada lapisan z.2260 berkisar antara 10000 – 12600 ((m/s)2*(gr/cc)).

4.Penyebaran reservoar batupasir dari hasil inversi Elastik Impedansi 28° pada lapisan z.2260 di daerah sekitar sumur DONAT-08 berkembang sangat baik, lain hal dengan daerah sekitar sumur DONAT-10 batupasir menipis dan lebih didominasi oleh shale.

5.Penyebaran fluida hidrokarbon hasil inversi Elastik Impedansi 28° terbagi menjadi dua zona anomali hidrokarbon utama, yang pertama di daerah sekitar sumur DONAT-08 dengan orientasi Barat Daya - Timur Laut, yang kedua di daerah sebelah paling Tenggara dari lapangan “JOGGING” dengan orientasi ke arah Selatan – Utara.

6.Penyebaran fluida hidrokarbon hasil inversi Lamda Mu Rho terbagi menjadi dua zona anomali utama, yang pertama di daerah sebelah Utara dari sumur DONAT-08 dengan orientasi Barat – Timur, sedangkan yang kedua di daerah paling Tenggara dari lapangan “JOGGING” dengan orientasi Selatan-Utara.

7.Dari overlay hasil inversi Elasik Impedansi dan Lamda Mu Rho dengan time structure top -TAF terlihat bahwa zona anomali hidrokarbon terletak pada struktur tinggian. Sehingga sitem jebakan hidrokarbon pada lapangan “JOGGING” ini berpotensi sebagai sistem jebakan struktur antiklin.

Saran

Perlu dilakukan analisis dan processing seismic anisotropy guna memperbaiki hasil interpretasi zona anomali hidrokarbon yang pertama. Karena adanya perbedaan orientasi penyebaran anomali fluida hidrokarbon antara hasil Inversi Elastik Impedansi 28° dengan Lamda Mu Rho. Sebab pada penelitian ini perlapisan batuan dianggap sebagai medium isotrop.

Thanks For All The JOYSFELLAS !!!!