WELL-LOGING

Metode Well-Logging

     Pengertian Well-Logging

Geophysic well logging merupakan suatu metode geofisika yang mengukur besaran – besaran fisik batuan reservoir yang memberikan informasi bawah permukaan meliputi karakteristik litologi, ketebalan lapisan, kandungan fluida, korelasi struktur dan kontinuitas  batuan dari lubang bor.

            Wireline log merupakan perekaman data pengukuran secara kontinu disuatu lubang bor menggunakan geophysic probe yang mampu merespon variasi sifat – sifat fisik batuan setelah dilakukan pengeboran (reeves, 1986). Log adalah suatu grafik kedalaman dari suatu set kurva yang menunjukan parameter yang diukur secara kesinambungan  di dalam sebuah sumur (harsono, 1993). Log dapat berupa pengamatan visual  sampel yang diambil dari lubang bor (geological log), atau dalam pengukuran fisika yang diperoleh dari respon piranti instrumen yang dipasang di dalam sumur (geophysical log). Well logging dapat digunakan dalam bidang eksplorasi minyak dan gas, batu bara, air bawah tanah dan geoteknik.

Konsep Dasar Logging

Seiring dengan meningkatnya ilmu pengetahuan dan teknologi maka hadirlah survey geofisika tahanan jenis yang merupakan suatu metode yang dapat memberikan gambaran susunan dan kedalaman lapisan batuan dengan mengukur sifat kelistrikan batuan. Loke (1999) mengungkapkan bahwa survey geofisika tahanan jenis dapat menghasilkan informasi perubahan variasi harga resistivitas baik arah lateral maupun arah vertical. Metode ini memberikan injeksi listrik ke dalam bumi, dari injeksi tersebut maka akan mengakibatkan medan potensial sehingga yang terukur adalah besarnya kuat arus (I) dan potensial (ΔV), dengan menggunakan survey ini maka dapat memudahkan para geologist dalam melakukan interpretasi keberadaan cebakan-cebakan batubara dengan biaya eksplorasi yang relatif murah.

Logging geofisik untuk eksplorasi batubara dirancang tidak hanya untuk mendapatkan informasi geologi, tetapi untuk memperoleh berbagai data lain, seperti kedalaman, ketebalan dan kualitas lapisn batubara, dan sifat geomekanik batuan yang menyertai penambahan batubara. Dan juga mengkompensasi berbagai masalah yang tidak terhindar apabila hanya dilakukan pengeboran, yaitu pengecekan kedalaman sesungguhnya dari lapisan penting, terutama lapisan batubara atau sequence rinci dari lapisan batubara termasuk parting dan lain-lain.

    Sejarah Well-Logging

Geofisika well logging pertama kali dikembangkan untuk industri minyak bumi oleh Marcel dan Conrard Schlumberger pada tahun 1927. Schlumberger bersaudara ini mengembangkan alat Resistivitas untuk mendeteksi perbedaan dalam porositas dari batupasir untuk lapangan minyak di Merkwiller-Pechelbronn, di Perancis bagian Timur.

Instrumen yang digunakan untuk well logging ini disebut sonde. Sonde ini diberhentikan dalam lubang bor pada interval periodik tertentu dan resistivitasnya langsung dicatat di dalam kertas grafik. Pada tahun 1929 log resistivitas elektrik dikenalkan pada skala komersial di Venezuela, Amerika Serikat dan Rusia. Dalam perkembangan selanjutnya well logging digunakan untuk korelasi dan identifikasi hydrocarbon. Perekam data filmnya kemudian dikembangkan pada tahun 1936 dengan kurva SN,LN dan LAT. Untuk penentuan kedalaman dalam geofisika well logging dikembangkan pada tahun 1930. Kemudian log gamma ray dan log neutron mulai digunakan pada tahun 1941.

Sejak log pertama dijalankan, geofisika well logging telah mengalami perkembangan hingga satu miliar dolar pada industri global yang melayani berbagai kegiatan industri dan penelitian. Geofisika well logging adalah teknologi kunci dalam industri minyak bumi. Dalam industri mineral, merupakan metode yang banyak digunakan baik untuk kegiatan eksplorasi dan untuk memantau kerja dalam pertambangan. Dalam eksplorasi dan penilaian airtanah juga dapat digunakan untuk penggambaran zona akifer dan produksi. Dalam studi regolith, geofisika well logging dapat memberikan wawasan yang unik ke dalam komposisi, struktur, dan variabilitas dari bawah permukaan, dan juga banyak digunakan untuk koreksi kumpulan data geofisika airbone, seperti airbone elektromagnetik. Dalam geofisika well logging, banyak sifat-sifat fisik berbeda yang dapat diidentifikasi untuk ciri geologi yang mengelilingi sumur. Kemampuan untuk mengidentifikasi berbagai sifat adalah kemampuan terbaik dalam geofisika well logging. Berbagai jenis informasi yang diperoleh merefleksikan aspek yang berbeda dari geologi dan sering saling melengkapi di alam. Di dalam eksplorasi batubara, memerlukan pengukuran yang akurat dan tepat agar bisa dipergunakan untuk menentukan sumberdaya dan cadangan batubara. Estimasi sumberdaya atau cadangan merupakan fungsi dari panjang, lebar, tebal, dan specific gravity. Hasil pengukuran dengan menggunakan well loging memberikan hasil yang sangat akurat terhadap fungsi tebal. Fungsi-fungsi jarak dan panjang merupakan kondisi titik informasi sesuai data jarak di lapangan.

Bentuk tiga dimensi atau geometri dari tubuh lapisan batubara di pengaruhi secara langsung oleh letak pengendapan dimana sekuen tersebut terakumulasi. Kontrol topografi ini akan berpengaruh terhadap ketebalan, kadar dan kemenerusan lapisan. Variasi ketebalan batubara juga dipengaruhi oleh proses – proses yang bekerja selama pengendapan dan sesudah pengendapan. Kemenerusan lateral lapisan batubara di lapangan sering terbelah pada jarak yang relatif dekat oleh bentuk yang membaji dari sedimen bukan batubara yang kemudian membentuk dua lapisan batubara yang terpisah dan di sebut autosedimentational split. Dalam lapisan batubara kemungkinan kehadiran lapisan bukan batubara, lapisan ini dikenal dengan istilah “ partings”. Setelah mengetahui seberapa besar partings yang ada maka dapat mengetahui perhitungan cadangan yang akurat.

Berdasarkan penjelasan di atas, maka sangat jelas bahwa Well logging merupakan metode yang sangat tepat untuk menentukan tebal lapisan batubara, karena well logging memberikan data yang di perlukan untuk mengevaluasi secara kuantitas banyaknya batubara di lapisan pada saat situasi dan kondisi sesungguhnya . Selanjutnya akan memberikan kepastian terhadap hasil estimasi sumberdaya dan cadangan. Oleh karena itu, penggunaan well logging di dalam eksplorasi batubara adalah penting dan perlu, terutama di dalam penentuan tebal dan estimasi sumberdaya atau cadangan.

    a.      Logging-While-Drilling (LWD)

Logging-While-Drilling (LWD) adalah pengerjaan logging yang dilakukan bersamaan pada saat membor. Alatnya dipasang di dekat mata bor. Data dikirimkan melalui pulsa tekanan lewat lumpur pemboran ke sensor di permukaan. Setelah diolah lewat serangkaian komputer, hasilnya juga berupa grafik log di atas kertas. LWD berguna untuk memberi informasi formasi (resistivitas, porositas, sonic dan gamma-ray) sedini mungkin pada saat pemboran.

     b.      Mud logging

Mud logging adalah pekerjaan mengumpulkan, menganalisis dan merekam semua informasi dari partikel solid, cairan dan gas yang terbawa ke permukaan oleh lumpur pada saat pemboran. Tujuan utamanya adalah untuk mengetahui berbagai parameter pemboran dan formasi sumur yang sedang dibor.

Log Sinar Gamma

Prinsip dari gamma ray log adalah perekaman radioaktivitas alami bumi, dimana sinar gamma mampu menembus batuan dan dideteksi oleh sensor sinar gamma yang umumnya berupa detektor sintilasi. Setiap Gamma Ray log yang terdeteksi akan menimbulkan pulsa listrik pada detektor. Parameter yang terekam adalah jumlah pulsa yang tercatat per satuan waktu (cacah GR). Log Sinar Gamma adalah log yang digunakan untuk mengukur tingkat radioaktivitas suatu batuan. Radioaktivitas tersebut disebabkan karena adanya unsur Uraniun, Thorium, Kalium pada batuan. 

Ketiga elemen ini secara terus menerus memancarkan gamma ray yang memiliki energi radiasi yang tinggi. Kekuatan radiasi sinar gamma yang paling kuat dipancarkan oleh mudstone dan yang paling lemah dipancarkan batubara. Terutama yang dari mudstone laut menunjukan nilai yang ekstra tinggi, sedangkan radiasi dari lapisan sandstone lebih tinggi disbanding batubara. Log sinar gamma dikombinasikan dengan log utama, seperti log densitas, netron dan gelombang bunyi, digunakan untuk memastikan batas antara lapisan penting, seperti antara lapisan batubara dengan langit-langit atau lantai.

Skala log gamma ray dalam satuan API unit (APIU). Log gamma ray biasanya ditampilkan pada kolom pertama, bersama – sama dengan kurva SP dan Kaliper. Skala log gamma ray dari kiri ke kanan biasanya 0 – 100 atau 0 – 150 API. Walaupun terdapat juga suatu kasus dengan nilai gamma ray sampai 200 API untuk jenis organic rich shale. Log gamma ray sangat efektif dalam menentukan zona permeable, dengan dasar bahwa elemen radioaktif banyak terkonsentrasi pada shale yang impermeable, dan hanya sedikit pada batuan yang permeable. Pada formasi yang impermeable kurva gamma ray akan menyimpang ke kanan, dan pada formasi yang permeable kurva gamma ray akan menyimpang ke kiri. Log gamma ray memiliki jangkauan pengukuran 6 – 12 in. Dengan ketebalan pengukuran sekitar 3 ft.

Pengukuran dilakukan dengan jalan memasukkan alat detektor ke dalam lubang bor. Oleh karena sinar gamma dapat menembus logam dan semen, maka logging gamma ray dapat dilakukan pada lubang bor yang telah dipasang casing ataupun telah dilakukan cementing. Walaupun terjadi atenuasi sinar gamma karena casing dan semen, akan tetapi energinya masih cukup kuat untuk mengukur sifat radiasi gamma pada formasi batuan disampingnya. Formasi yang mengandung unsur-unsur radioaktif akan memancarkan radiasi radioaktif dimana intensitasnya akan di terima oleh detektor dan di catat di permukaan.

Untuk memisahkan jenis-jenis bahan radioaktif yang berpengaruh pada bacaan gamma ray dilakukan gamma ray spectroscopy. Karena pada hakikatnya besarnya energy dan intensitas setiap material radioaktif tersebut berbeda-beda. Spectroscopy ini penting dilakukan ketika kita berhadapan dengan batuan non-shale yang memungkinkan untuk memiliki unsur radioaktif, seperti mineralisasi uranium pada sandstone, potassium feldsfar atau uranium yang mungkin terdapat pada coal dan dolomite.

Beberapa jenis batuan dapat dikenal dari variasi kandungan fraksi lempungnya, misalnya batu lempung hamper seluruh terdiri dari mineral lempung, batu pasir kwarsa sangat sedikit mengandung mineral lempung, batu lanau cukup banyak mengandung mineral lempung dan sebagainya. Oleh karena itu respo gamma dapat digunakan untuk menafsirkan jenis litologinya. Beberapa contoh batuan sesuai sifat radioaktifnya adalah sebagai berikut:

• Radioaktifnya sangat rendah

Anhidrid, garam, batubara dan nodule silica. Silica yang berlapis mengandung radioaktif lebih tinggi dari berbentuk nodule.

• Radioaktif rendah

Batu gamping murni, dolomite dan batu pasir. Batu gamping dan dolomite yang berwarna gelap lebih tinggi radioaktifnya daripada yang berwarna terang.

• Radioaktif menengah

Arkosa, pelapukan granit, batu lanau, batu gamping lempunagn dan napal. Batu yang berwarna gelap lebih tinggi radioaktifnya daripada yang berwarna terang.

• Radioaktif sangat tinggi

Serpih, batu lempung dan abu gunung api.

Tabel. Karakteristik Respon Sinar Gamma

Radioaktif sangat rendah (0 – 32,5 API)	Radioaktif rendah (32,5 – 60 API)	Radioaktif menengah (60 – 100 API)	Radioaktif sangat tinggi (>100 API)
Anhidrit Salt Batubara	Batupasir Batugamping Dolomit	Arkose Batuan granit Lempungan Pasiran Gamping	Batuan serpih Abu vulkanik Bentonit

Cara membaca repon gamma untuk mendapatkan batas litologi adalah dengan cara mengambil sepertiga antara respon maksimal dan respon minimal. Cara ini merupakan aturan yang ditara-ratakan untuk mendapat ketelitian batas litologi. Biasanya aturan demikian cukup teliti untuk lapisan batubara yang tidak banyak mengandung lapisan pemisah (parting) di dalamnya.

Suatu hal yang perlu diperhatikan untuk dapat mengkorelasi respon gamma dari beberapa lubang bor adalah panjang probe selama pengukuran harus tetap dan kecepatan penaikan probe ari dalam lubang harus tetap. Selain itu perlu pula ditinjau pengarh chasing walaupun kecil akan tetap ada.

Sebelum bekerja dengan alat pngukur radiasi gamma  harus diadakan kalibrasi alat tersebut terhadap sumber radiasi sinar gamma yang telah diketahui dan pembacaannya disesuaikan dengan selang waktu ynag sesuai. Apabila selang waktu tersebut terlalu cepat respon cenderung menjadi rata dan kurang peka terhadap perubahan litologi yang kecil. Sebaliknya apabila selang waktu tersebut terlalu lambat perbedaan yang kecil terekam pada respon sehingga perbedaan besar sukar terlihat.

Log Densitas

Awalnya penggunaan log ini dipakai dalam industri explorasi minyak sebagai alat bantu interpretasi porositas. Kemudian dalam explorasi batubara malah dikembangkan menjadi unsur utama dalam identifikasi ketebalan bahkan qualitas seam batubara. Dimana rapat masa batubara sangat khas yang hampir hanya setengah kali rapat masa batuan lain pada umumnya. Lebih extrem lagi dalam aplikasinya pada idustri batubara karena sifat fisik ini (rapat masa) hampir linier dengan kandungan abu sehingga pemakaian log ini akan memberikan gambaran khas bagi tiap daerah dengan karakteristik lingkungan pengendapannya.

Dalam operasinya logging rapat masa dilakukan dengan mengukur sinar g yang ditembakan dari sumber melewati dan dipantulkan formasi batuan kemudian direkam kembali oleh dua detector yang ditempatkan dalam satu ‘probe’ dengan jarak satu sama lain diatur sedemikan rupa. Kedua detector ’short’ dan ‘long space’ diamankan dari pengaruh sinar g yang datang langsung dari sumber radiasi. Sehingga yang terekam oleh kedua detector hanya sinar yang telah melewati formasi saja. Dalam hal ini efek pemendaran sinar radiasi seperti ditentukan dalam efek pemendaran Compton.

Sinar gamma dari sumber radioaktif dipancar oleh tumbukan dengan elektron di dalam lapisan tanah dan energi sinar gamma akan hilang kepada elektron untuk setiap tumbukan (efek compton). Densitas elektron di dalam material sebanding dengan densitas curahan atau massa (bulk or mass density) material.

Logging densitas dilakukan untuk mengukur densitas batuan disepanjang lubang bor. Densitas yang diukur adalah densitas keseluruhan dari matriks batuan dan fluida yang terdapat pada pori. Prinsip kerja alatnya adalah dengan emisi sumber radioaktif. Semakin padat batuan semakin sulit sinar radioaktif tersebut ter-emisi dan semakin sedikit emisi radioaktif yang terhitung oleh penerima (counter).

Density Log menunjukkan besarnya densitas lapisan yang ditembus oleh lubang bor sehingga berhubungan dengan porositas batuan. Besar kecilnya density juga dipengaruhi oleh kekompakan batuan dengan derajat kekompakan yang variatif, dimana semakin kompak batuan maka porositas batuan tersebut akan semakin kecil. Pada batuan yang sangat kompak, harga porositasnya mendekati harga nol sehingga densitasnya mendekati densitas matrik. Log density adalah kurva yang menunjukkan besarnya densitas “bulk density (rb)” dari batuan yang ditembus oleh lubang bor. 

Log densitas digunakan untuk mengukur densitas semu formasi menggunakan sumber radioaktif yang ditembakkan ke formasi dengan sinar gamma yang tinggi dan mengukur jumlah sinar gamma rendah yang kembali ke detektor.

Karakteristik masing-masing batuan pada log densitas adalah sebagai berikut:

• Batubara mempunyai densitas yang rendah (1,20 – 1,80 gr/cc)

• Konglomerat mempunyai densitas menegah (2,25 gr/cc)

• Mudstone, batupasir, batugamping mempunyai densitas menengah sampai tinggi (2,65 – 2,71 gr/cc)

• Batuan vulkanik basa dan batuan vulkanik non basa mempunyai densitas tinggi (2,7 – 2,85 gr/cc)

Tabel.Nilai Rapat Massa Batuan

Jenis batuan	Rapat massa sebenarnya (gr/cc)	Rapat massa saat logging (gr/cc)
Sandstone	2,650	2,684
Limestone	2,710	2,710
Dolomites	2,870	2,876
Anhidrid	2,960	2,977
Antrasite coal	1,400-1,800	1,355-1,796
Bituminous coal	1,200-1,500	1,173-1,514

Perekaman Data Logging

Perekaman data logging menggunakan software WellCad. Data logging yang telah diperoleh kemudian dicetak dalam lembaran data logging dimana terdapat nama perusahaan, nomor lubang bor, lokasi pengeboran, jenis log, kedalaman pengeboran, kedalaman alat logging, batas atas logging mulai dieksekusi, batas bawah logging selesai dieksekusi, nama perekam log, nama geologist penanggung jawab serta kedalaman penggunaan chasing. Selain itu lembar data logging juga memuat informasi mengenai grafik hasil pembacaan log gamma  dan log densitas yag kemudian dilakukan interpretasi jenis lapisan batuan beserta kedalaman dan ketebalannya.

Interpretasi Data Logging

Interpretasi didefenisikan sebagai suatu kegiatan untuk menjelaskan arti dari sesuatu. Sedangkan interpretasi log merupakan suatu kegiatan untuk menjelaskan hasi perekaman mengenai berat jenis elektron. Interpretasi log dapat menyediakan jawaban mengenai ketebalan lapisan batubara, kedalamannya, korelasi lapisan batubara, jenis batuan roof (20 cm di atas lapisan batubara), jenis floor (20 cm di bawah lapisan batubara), mengetahui kondisilubang bor dan sebagainya. Log gamma digunakan bersamaan dengan log densitas yang merupakan log geofisika yang utama dalam eksplorasi batubara.