Invasion Drilling Process

Variasi sifat batuan yang disebabkan oleh invasi lumpur pengeboran ke dalam batuan memegang peranan penting dalam analisis petrofisika.

Dalam kondisi ideal, tekanan yang diberikan oleh kolom lumpur pemboran akan sedemikian rupa sehingga ketika menemui formasi porous dan permebale, saat bor memasuki formasi, lumpur akan dipaksa masuk ke dalamnya. Batuan yang porous selanjutnya akan bertindak sebagai filter, memisahkan lumpur kedalam bentuk padat dan cair. Mud filtrate (air yang digunakan untuk mencampurnya dengan lumpur) akan mengalir kedalam formasi, sedangkan komponen padat (lumpur) akan membentuk endapan disekitar dinding borehole setelah melewati bit.

Awalnya, saat bit memasuki porous formation, ketidakseimbangan dan filtrasi dinamis terjadi. Artinya, di bawah dan sekitar bit, terdapat aliran filtrasi terus menerus dalam formasi, asalkan tentu saja tekanan lumpur sudah cukup. Secara bertahap, saat mud cake builds up, akan membuat barrier/penghalang sehingga gerakan fluida berkurang, sampai akhirnya mud cake menjadi impermeable dan filtrasi berhenti.

Mud cake bertindak sebagai sealing agent yang memperlambat invasi. Akibatnya, zona permeabilitas tinggi yang memungkinkan akumulasi cepat mud cake, kurang terinvasi dan daerah permeabilitas yang rendah paling banyak terinvasi, dan zona non-permeabel tidak terinvasi. Ini terdengar berlawanan dengan intuisi, tapi itulah yang terjadi dari kualitas lumpur pemboran yang baik. Rendahnya kualitas dari lumpur tidak dapat membentuk mud cake, dan invasi akan sebanding dengan permeabilitas.

Invasion Profile

Fenomena penggantian fluida formasi oleh mud filtrate karena perbedaan tekanan dinamakan invasi. Invasi mempengaruhi formasi porous dan permeable di sekitar lubang bor. Hal ini dijelaskan oleh 'kedalaman' atau 'diameter' invasi, yaitu jarak yang dicapai oleh invasi filtrate sehubungan dengan lubang bor. Secara umum, invasi sangat kecil dalam formasi yang porous dan permeable, mud cake terbentuk dengan cepat untuk memblokir filtrasi dinamis. Sebaliknya adalah kasus di zona impermable, pembentukan vuggy carbonates atau fractured formation, dimana pembentukan mud cake lambat dan invasi mungkin sangat dalam, sampai beberapa meter.

Invasi berlebihan adalah situasi terburuk untuk logging dan membuat real formation fluids terlalu jauh dari lubang bor akan terdeteksi, bahan kimia ditambahkan kedalam lumpur pengeboran untuk mengurangi water loss dengan membuat mud cake pelindung secepat mungkin. Produk seperti lignusulphonates dan starch biasanya digunakan.

Schematic of Invasion and Mud-cake build up as porous formation is penetrated (Modified from Dewan, 1983)

Karena kedalaman investigasi alat logging yang bervariasi, pengetahuan tentang profil invasi diperlukan dalam membuat asumsi tentang metode analisis log dan parameternya. Hal ini terkadang dapat disimpulkan dari hubungan antara profil shallow, medium dan depth resistivity pada zona permeable water.

Zona paling dekat dengan sumur, atau flushed zone, adalah bagian dari batuan dimana jumlah maksimum perpindahan dan pencampuran terjadi. Keseimbangan dari invaded zone kadang-kadang disebut zona transisi, di mana transisi antara maximum flushing dan tidak adanya invasi terjadi. Ini agak membingungkan, karena mungkin ada transisi zona vertikal antara minyak dan free water dalam reservoir, sehingga kita menghindari penggunaan zona transisi dalam deskripsi profil invasi.

Mayoritas menunjukkan log porositas membaca di flushed zones dan sebagian dari invaded zones, seperti halnya Gamma Ray, SP dan resistivity log. Micrologs membaca terutama di flushed zone. Residual hidrokarbon pada flushed dan invaded zones, terutama gas, akan mempengaruhi all shallow investigation logs.

Drilling Fluid Invasion Model (Courtesy Crain's Petrophysical Handbook)