Penjelasan Terlengkap Tentang Metode Geofisika Dalam Eksplorasi Minyak Bumi

Artikel yang memberikan penjelasan terlengkap tentang metode geofisika dalam eksplorasi minyak bumi, baik metode geofisika seismik dan non-seismik.

Pendahuluan Metode Geofisika Dalam Eksplorasi Minyak Bumi

Geologi dan geofisika merupakan dua disiplin ilmu pembentuk ilmu geosains atau ilmu bumi.

Geologi, sebagai ilmu pengamatan, melibatkan studi tentang bumi dengan analisis langsung terhadap batuan dan formasi, baik dari paparan permukaan atau dari lubang bor, terowongan, dan tambang.

Ini melibatkan pengurangan struktur bumi, tekstur, komposisi, atau sejarah, dengan analisis pengamatan semacam itu.

Geofisika, di sisi lain, adalah ilmu yang berurusan dengan fitur fisik permukaan bumi dan struktur internalnya. Itu menerapkan prinsip-prinsip fisika untuk mempelajari bumi.

Hampir semua yang kita ketahui tentang bumi di bawah kedalaman terbatas yang telah ditembus lubang bor atau lubang tambang telah diperoleh dari pengamatan geofisika.

Pada bagian selanjutnya kita akan bahas tujuan dan metode geofisika dalam eksplorasi minyak bumi.

Tujuan Metode Geofisika Dalam Eksplorasi Minyak Bumi

Secara historis, geofisika pada prinsipnya diterapkan dalam eksplorasi untuk 2 tujuan. Kedua tujuan tersebut adalah untuk menemukan reservoir yang mengandung hidrokarbon dan untuk mengevaluasi prospek yang dapat dibor.

Baru-baru ini, penekanan telah bergeser menjadi evaluasi pengembangan secara optimal dan delineasi lokasi pengeboran. Ini berfungsi untuk memaksimalkan tingkat produksi awal dengan mengebor lokasi sweetspot dari reservoir terlebih dahulu.

Dengan menipisnya produksi banyak lapangan minyak dan gas dan adanya kebutuhan untuk meningkatkan nilai faktor pemulihan melalui (enhanced oil recovery) maka teknik geofisika dibutuhkan. Dengan teknologi geofisika menuju perencanaan yang lebih baik untuk meningkatkan pemulihan minyak (oil recovery) diharapkan melalui waterflood atau banjir air atau steam injection.

Selain itu, pengeboran horizontal, terutama sehubungan dengan reservoir serpih (shale reservoir) dan kebutuhan geosteering untuk memandu mata bor, akan lebih jauh membutuhkan penggunaan metode geofisika.

Data metode geofisika dalam eksplorasi minyak bumi menyediakan struktur reservoir yang akurat dan karakterisasi terperinci dari fluida bawah permukaan dan sifat-sifatnya. Engineer untuk produksi juga membutuhkan perubahan saturasi fluida selama siklus hidup reservoir. Oleh karena itu, diperlukan karakterisasi statis dan dinamis reservoir.

Tujuan Metode Geofisika Seismik

Data seismik dikonversi dari domain waktu ke kedalaman menggunakan data sumur dan data kecepatan seismik (seismic velocity) menghasilkan konfigurasi struktur detail reservoir, termasuk didalamnya patahan (faults).

Sinergisme antara teknik reservoir dan disiplin ilmu geosains dapat memberikan deskripsi reservoir yang terperinci dan akurat tentang heterogenitas reservoir karena variasi kontinuitas reservoir, pola ketebalan, dan properti ruang pori.

Sangat penting bahwa ide-ide dan penalaran teknik reservoir dimasukkan ke dalam deduksi geosains agar nilai ekonomi penuh dari data dapat direalisasikan.

Keadaan tegangan in situ batuan ini dapat diperkirakan dari sifat elastis seismik. Untuk produksi minyak dan gas yang tidak konvensional dari reservoir serpih, sifat geomekanis batuan sangat penting untuk perencanaan program pengeboran dan penyelesaian sumur dengan patahan hidrolik.

Pengetahuan tentang keadaan stres sebelum pengeboran berguna untuk memprediksi area berisiko untuk kegagalan lubang sumur.

Tujuan Metode Geofisika Non-Seismik

metode geofisika dalam eksplorasi minyak bumi lainnya diterapkan dalam kombinasi untuk menguatkan temuan yang sama dengan seismik. Karakterisasi ini melibatkan kerangka struktural dan stratigrafi reservoir, batas-batasnya, dan properti internal.

Pengukuran geofisika bersifat kontinyu dan menggambarkan pola distribusi sifat-sifat batuan pada area investigasi. Ketika dikalibrasi di sumur, informasi ini meluas dari sumur untuk menyediakan pencitraan 3D dari distribusi properti fisik yang diukur di sumur. Berdasarkan nilai data per unit, biaya pengukuran geofisika relatif rendah.

Dengan inovasi teknologi baru, penggunan data densitas untuk pencitraan meningkat secara eksponensial dan biaya operasi dalam akuisisi data berkurang dengan signifikan.

Metode Geofisika Dalam Eksplorasi Minyak Bumi

Ada berbagai alat dan teknik geofisika yang digunakan untuk mengkarakterisasi reservoir minyak dan gas. Alat geofisika terus berkembang melalui pengembangan teknologi baru. Teknik-teknik ini meningkatkan pencitraan bawah permukaan dan meningkatkan resolusi.

Hasilnya adalah produktivitas yang lebih tinggi di sumur pengembangan dan peningkatan keberhasilan dalam pengeboran eksplorasi. Produktivitas sumur yang lebih tinggi dan pemulihan lapangan hasil dari penempatan sumur yang optimal dengan pemahaman yang lebih baik tentang pola drainase reservoir dan mengoptimalkan strategi pemulihan berdasarkan informasi ini.

Metode Seismik

Pengeluaran seluruh dunia untuk proyek-proyek seismik pada tahun kalender 2011 adalah lebih dari USD $ 7 miliar dan anggaran terus meningkat setiap tahun. Ini mewakili lebih dari 70% dari semua anggaran teknologi eksploitasi dan pengembangan (E&P).

Kebutuhan akan data yang lebih baik untuk pencitraan bawah permukaan mendorong investasi ini dalam akuisisi data seismik. Gambar dibawah menggambarkan akuisisi seismik darat khas dengan tujuan akhir menciptakan kubus seismik 3D.

Seismik 3D sejauh ini merupakan alat yang paling banyak digunakan dalam seismik refleksi. Bagian terbesar dari anggaran geofisika dihabiskan untuk memperoleh, mengolah, dan menafsirkan data seismik 3D.

Sementara ada sejumlah besar 2D warisan yang tersedia, data ini terutama digunakan dalam studi evaluasi regional dan jarang digunakan untuk memilih lokasi sumur baru. Selain refleksi seismik 2D dan 3D,

Teknik-teknik ini termasuk seismik selang waktu 4D, seismik multikomponen, profil seismik vertikal (VSP), dan seismik crosswell.

Metode Non-Seismik

metode geofisika dalam eksplorasi minyak bumi non-seismik juga digunakan baik secara mandiri atau dalam hubungannya dengan teknik seismik untuk pencitraan reservoir.

Metode medan potensial seperti gravitasi dan magnet mengukur medan sekitar dan sering digunakan untuk studi regional karena biayanya yang rendah. Namun, teknik ini biasanya tidak memiliki resolusi yang memadai untuk menentukan lokasi sumur baru.

Selain itu, sejumlah metode ElectroMagnetic (EM) termasuk resistivitas DC, Magnetotellurics (MT), metode elektromagnetik sumber terkontrol (Controlled Source Electromagnetic Methods – CSEM), dan Induced Polarization (IP) digunakan dalam situasi tertentu.

Interpretasi pengukuran geofisika bersama dengan data geologi pengendapan, diagenetik dan lainnya, dan informasi dan asumsi reservoir dicampur bersama untuk membentuk parameter input untuk model karakterisasi reservoir awal.

Reservoir Engineer menggunakan estimasi volume minyak dan gas di reservoir saat penemuan dan mengembangkan rencana produksi untuk pemulihan hidrokarbon yang efisien dan ekonomis.

Engineer meramalkan profil produksi (laju vs. waktu) untuk penipisan reservoir dan profil injeksi jika air atau gas akan disuntikkan. Ketika produksi berlanjut, para insinyur terus-menerus menilai keadaan penipisan reservoir dan distribusi fluida dengan memantau kinerja reservoir dan merekomendasikan tindakan perbaikan bila perlu untuk mengoptimalkan pemulihan hidrokarbon.

Beberapa alat geofisika, seperti metode seismik dan EM, mengandalkan penggunaan sumber energi aktif yang mentransmisikan melalui batuan bawah permukaan. Sinyal dari sumber energi yang ditransmisikan di bawah permukaan diubah oleh sifat-sifat batuan dan respons ini diukur.

Metode Geofisika Indirect

Banyak alat metode geofisika dalam eksplorasi minyak bumi lainnya mengukur respons fisik dari bidang batuan sekitar dalam mode pasif, misalnya, metode gravity, magnetik, MT, dan mikroseismik. Namun, mereka semua secara tidak langsung mengukur sifat fisik batuan.

Dalam kebanyakan kasus, pengukuran ini dilakukan dengan sensor yang dipasang di atau dekat permukaan bumi. Pengukuran dilakukan dari jarak jauh dari permukaan tanah di darat, permukaan laut, dan dasar lautan, di lubang bor, di udara dan dari satelit. Karena pengukuran dilakukan dari jarak jauh, alat geofisika umumnya tidak invasif.

Instrumen geofisika memberikan pengukuran tidak langsung dari permukaan bawah tanah yang dapat dikombinasikan dengan pengukuran seperti data analisis inti dan hasil uji sumur untuk lebih mengkarakterisasi reservoir.

Data sumur memiliki resolusi vertikal tinggi, tetapi definisi lateral buruk. Korelasi data log sumur sering dilakukan dari sumur yang berjarak ratusan hingga ribuan meter. Data geofisika, di sisi lain, sampel air secara seragam tetapi memiliki resolusi vertikal yang lebih rendah dibandingkan dengan data sumur.

Dengan demikian, tujuan geofisika adalah untuk berkontribusi pada peningkatan resolusi spasial yang diperlukan untuk mendefinisikan blok bangunan reservoir.

Data Geofisika Inversi – Metode Geofisika Dalam Eksplorasi Minyak Bumi

Dari analisis dan interpretasi pengukuran metode geofisika dalam eksplorasi minyak bumi, model reservoir bawah permukaan diturunkan oleh proses pemodelan terbalik. Proses inversi ini melibatkan integrasi data geologi dan teknik berbeda lainnya dari sumur dan pengukuran laboratorium.

Model invers yang dihitung dari pengukuran geofisika tidak unik. Lebih dari satu model bawah permukaan akan sesuai dengan pengamatan. Masalah keunikan tersebut ditangani dengan membatasi model dengan data tambahan dari disiplin ilmu lain, seperti geologi (misalnya, data inti dan singkapan), pengukuran petrofisika, serta data produksi reservoir, pengujian sumur, dan pelacak.

Aplikasi alat dan desain survei ditargetkan untuk pencitraan bawah permukaan untuk persyaratan tertentu. Ini didasarkan pada tujuan dalam eksplorasi minyak bumi, pengembangan ladang minyak bumi, dan pemantauan reservoir.

Pengukuran Geofisika

Pengukuran geofisika, secara umum, tidak dapat secara langsung mendeteksi keberadaan hidrokarbon. Ahli geofisika mencari jebakan hidrokarbon dan menilai kemungkinan mengandung hidrokarbon. Setelah penemuan, lokasi sumur delineasi ditentukan berdasarkan informasi pencitraan geofisika.

Data ini juga digunakan untuk memperkirakan ukuran akumulasi minyak dan gas di lapangan dan untuk memperkirakan cadangan aset.

Tujuannya adalah untuk menggambarkan batas reservoir dan menilai kelayakan ekonomi. Delineasi geometri waduk sangat penting untuk pengembangan lapangan.

Dari empat risiko eksplorasi, yaitu, sumber, reservoir, struktur, dan risiko seal, metode geofisika paling efektif dalam mengurangi risiko struktur dan reservoir.

Pemetaan Struktur Geologi

Banyak alat dan teknik geofisika pada awalnya dikembangkan untuk eksplorasi minyak bumi. Tujuan utama dalam eksplorasi adalah pemetaan struktur geologi.

Teknik-teknik ini sekarang sedang disempurnakan dan diadaptasi untuk deliniasi reservoir terperinci dan estimasi properti reservoir serta untuk mengoptimalkan produksi cairan dari reservoir dan untuk pengembangan lapangan dan rencana pengeboran.

Metode geofisika menggunakan sensor presisi tinggi seperti geofon, hidrofon, magnetometer, dan gravimeters yang mengukur sifat fisik tertentu. Perbedaan kecil dalam sifat-sifat fisik yang ada di antara berbagai badan batuan, daripada besarnya keseluruhan sifat-sifat ini, adalah apa yang dibutuhkan. Perbedaan sifat fisik ini harus diukur secara akurat.

Tabel dibawah mencantumkan beberapa metode geofisika utama yang digunakan dalam eksplorasi minyak bumi dan pengembangan reservoir serta properti bumi terkait yang disimpulkan dari pengukuran.

Ahli geofisika tertarik pada informasi dari pengukuran yang dapat digunakan untuk menyimpulkan atau menafsirkan fitur bawah permukaan. Atribut yang diukur, dengan sendirinya, tidak penting. Hanya rentang terbatas kondisi bawah permukaan yang dapat menimbulkan serangkaian pengukuran permukaan tertentu untuk lokasi.

Oleh karena itu, kita harus dapat menafsirkan hasil geofisika dalam hal sifat geologi bawah permukaan, batuan, dan reservoir. Kekuatan penyelesaian relatif dari alat geofisika bervariasi. Ini didasarkan pada perubahan sifat fisik yang diukur dalam setiap teknik.

Tabel dibawah menunjukkan perbandingan biaya relatif, resolusi, dan indikasi fluida dari pengukuran geofisika.

Teknik lain seperti gradien gravitasi udara dan teknik CSEM sedang diterapkan dalam beberapa kasus untuk karakterisasi bawah permukaan untuk kebutuhan spesifik.

Keterbatasan Metode Geofisika

Pengukuran metode geofisika dalam eksplorasi minyak bumi, secara inheren memiliki keterbatasan dan ambiguitas. Pembalikan data geofisika biasanya tidak unik; ini adalah tantangan dalam interpretasi geofisika geologi bawah permukaan.

Teknik telah diadopsi untuk meminimalkan mereka. Ketidakunikan ini disebabkan oleh kenyataan bahwa banyak model geologi yang berbeda dapat menghasilkan pengukuran yang diamati sama.

Keterbatasan ini tidak dapat dihindari dan muncul karena fakta bahwa survei geofisika berusaha untuk memecahkan masalah terbalik yang sulit dengan resolusi terbatas dalam data. Terlepas dari keterbatasan ini, bagaimanapun, teknik geofisika sangat diperlukan untuk penyelidikan geologi bawah permukaan.

Penyebab utama ketidakpastian dalam inversi data metode geofisika dalam eksplorasi minyak bumi adalah karena beberapa keterbatasan dalam data. Data dalam semua pengukuran geofisika resolusi terbatas dan juga memiliki suara acak atau koheren ditumpangkan pada sinyal.

Ada kesalahan pengukuran dalam data dan nonlinier yang signifikan dari proses fisik yang mempengaruhi inversi. Ketidakhomogenan yang tidak diketahui dalam geologi juga berkontribusi pada ketidakpastian dalam proses inversi.

Survei refleksi seismik dapat digunakan untuk menentukan kedalaman antarmuka geologi yang terkubur. Ini akan melibatkan menghasilkan gelombang sumber seismik di permukaan bumi dan mengukur waktu tempuh gelombang yang dipantulkan kembali ke permukaan dari antarmuka geologis.

Konversi dari waktu tempuh ini menjadi kedalaman, membutuhkan pengetahuan tentang kecepatan yang ditempuh oleh gelombang di sepanjang jalur pantulan. Jika kita mengasumsikan kecepatan, kita dapat memperoleh estimasi kedalaman tetapi ini dapat mewakili salah satu dari banyak solusi yang mungkin untuk kedalaman. Kecepatan rambat gelombang seismik pada batuan berbeda secara signifikan.

Oleh karena itu, bukan hal yang mudah untuk menerjemahkan waktu tempuh cakrawala refleksi seismik yang terekam menjadi kedalaman yang akurat untuk antarmuka geologis dari mana ia dipantulkan.

Ambiguitas Data Geofisika

Meskipun ambiguitas yang melekat dalam data tidak dapat dihilangkan, tingkat ketidakpastian dapat dikurangi ke tingkat yang dapat diterima dengan melakukan pengukuran tambahan dan membuat redundansi data.

Secara umum, kelimpahan dan karena itu redundansi data geofisika membatasi ketidakpastian model geofisika yang ditafsirkan. Ketidakpastian dan ambiguitas yang terkait dengan menafsirkan data geofisika dapat dikurangi dengan beberapa pengetahuan apriori geologi di daerah tujuan.

Pengetahuan geologis khusus, dari bawah permukaan sangat berharga dalam memilih interpretasi berganda yang paling masuk akal dari data geofisika. Integrasi berbagai pengukuran dan superposisi mereka, terutama ketika data log yang baik tersedia, dapat mengurangi ambiguitas dalam interpretasi.

Masalah umum dalam survei geofisika adalah bahwa perbedaan signifikan dari situasi geologis bawah permukaan yang sebenarnya dapat menimbulkan tidak signifikan, atau sangat kecil, perbedaan dalam jumlah sebenarnya diukur selama survei.

Apa yang biasanya kita minati bukanlah besaran keseluruhan dari sifat-sifat ini, tetapi perbedaan kecil yang ada di antara berbagai badan batuan. Akurasi pengukuran, oleh karena itu, sangat bergantung pada perkembangan teknologi.

Di lokasi lubang bor, sifat geofisika yang diukur dikalibrasi dengan sifat batuan dan fluida dari lapisan bawah permukaan dari data sumur. Di antara sumur, pengukuran geofisika yang dikalibrasi digunakan untuk menginterpretasikan litologi, distribusi porositas, dan sifat fluida.

Beberapa metode untuk membatasi inversi dataset menggunakan data dari pengukuran lain telah disarankan. Menggunakan seperangkat teknik geofisika dan mendapatkan model bawah permukaan yang kompatibel dengan data dari pengukuran lain mengurangi keunikan.

Teknik yang paling dikenal adalah inversi bersama untuk membalikkan data seismik dan gravity. Informasi apriori dari pengukuran lain untuk membatasi ruang lingkup hasil inversi.

Penutup Metode Geofisika Dalam Eksplorasi Minyak Bumi

Jadi sampai saat ini metode seismic merupakan metode geofisika utama dalam eksplorasi minyak bumi bahkan untuk tahap produksi dan pengembangan.

Terima kasih telah membaca artikel “Penjelasan Terlengkap Tentang Metode Geofisika Dalam Eksplorasi Minyak Bumi” di website Geofisika Indonesia ini.

Semoga Bermanfaat!!!