Gassmann Fluid Substitution

Gassmann Fluid Substitution merupakan pendekatan yang sering digunakan didalam studi seismik 4D atau studi AVO untuk mempelajari tentang efek pergantian fluida pori terhadap perilaku gelombang seismik. Gassmann Fluid Substitution didasarkan pada persamaan (klik untuk memperbesar) :

K_sat1 adalah modulus bulk batuan yang tersaturasi fluida 1
K_sat2 adalah modulus bulk batuan yang tersaturasi fluida 2
K_fluid1 adalah modulus bulk fluida 1
K_fluid2 adalah modulus bulk fluida2
K_min adalah modulus bulk mineral yang membentuk batuan
Φ adalah porositas batuan

Persaman tersebut di atas dibuat dengan beberapa asumsi: sifat material yang isotropis, homogen dan hanya berlaku untuk frekuensi rendah (i.e. frekuensi gelombang seismik).

Pada praktiknya, Gassmaan Fluid Substitution untuk studi seismik dilakukan dengan cara sebagai berikut:

Pertama, mengukur kecepatan gelombang P (Vp), kecepatan gelombang S (Vs) dan densitas (ρ) dari batuan yang tersaturasi fluida 1. Data ini dapat diperoleh dari data log ataupun dari pengukuran laboratorium.

Kedua, menghitung K_sat1, yakni mobulus bulk batuan yang tersaturasi fluida 1 (katakanlah kondisi awal, batuan tersebut tersaturasi oleh gas) serta mengukur modulus gesernya:

Ketiga, menghitung K_sat2 dengan menggunakan persamaan Gassmann di atas. Informasi lain yang diperlukan adalah K_fluid1, K_fluid2, K_min, dan Φ

Keempat, menghitung densitas batuan setelah tersaturasi oleh fluida 2 (katakanlah water). Untuk kasus ini gas disubstitusi oleh water.

Dalam hal ini ρ_sat1 adalah densitas batuan yang tersaturasi fluida 1 (ρ), ini ρ_fluid1 adalah densitas fluida 1 (densitas gas), ρ_fluid2 adalah densitas fluida 2(densitas water).

Kelima, menghitung Vp dan Vs batuan yang tersaturasi oleh fluida 2.

Dimana μ_sat2 = μ_sat1, mengapa?

Dari perhitungan di atas: Vp, Vs, dan ρ untuk batuan yang tersaturasi oleh fluida 2 (water) telah diperoleh. Dengan demikian, kita sudah bisa melakukan pemodelan seismik untuk fluid substitution!

Gambar di bawah ini menunjukkan aplikasi Gassmann Fluid Substitution untuk memodelkan perilaku Vp untuk gas dan brine.

Courtesy Fusiongeo