97896_bab 2 Porositas Oke.docx

BAB II

PENGUKURAN POROSITAS 1.1

Tujuan Percobaan 1.

Untuk menghitung vb, vg, dan vp dengan cara menimbang dan mercury injection pump.

2.

Untuk menghitung besar porositas effective dengan cara menimbang dan mercury injection pump.

3.

Untuk mengetahui berapa kualitas dari porositas pada sampel batuan.

4.

Untuk mengetahui berapa kemungkinan fluida yang masuk kedalam pori pori batuan.

2.2

Dasar Teori Dalam reservoir minyak, porositas menggambarkan persentase dari total ruang yang tersedia untuk ditempati oleh suatu cairan atau gas. Porositas (ϕ) dapat didefinisikan sebagai perbandingan antara volume total pori-pori batuan dengan volume total batuan per satuan volume tertentu.

ϕ=

Vp Vb

x 100%

atau

ϕ=

Vp Vg+Vp

x 100%

atau

ϕ=

Vb - Vp Vb

Keterangan : ϕ = Porositas, fraksi (%)

8

x 100%

9

Vp = Volume pori-pori, cc Vg = Volume butiran atau grain, cc Vb = Volume bulk (batuan total), cc

Faktor-faktor yang mempengaruhi besarnya suatu porositas adalah: 

Sudut kemiringan batuan, apabila batuan memiliki sudut yang tegak lurus (90o) maka harga porositasnya akan tinggi. Sedangkan, apabila batuan memiliki sudut yang kurang dari 90o maka harga porositasnya akan rendah.



Keseragaman butir, semakin seragam butiran yang dimiliki batuan maka nilai dari porositasnya akan semakin tinggi. Apabila butir yang dimiliki batuan tidak seragam maka nilai dari porositasnya semakin rendah.



Cara susunannya



Lingkungan pengendapan



Komposisi mineral pembentuk batuan



Derajat sementasi, semakin tinggi derajat sementasi maka pori-pori batuan yang tertutup semen akan semakin kecil, sehingga nilai porositas akan semakin kecil pula



Derajat kompaksi, semakin besar tekanan yang diberikan ketika proses diagenesa batuan maka akan membuat ukuran pori-pori semakin kecil dan akibatnya nilai porositas juga akan semakin kecil



Derajat angularitas, pada umumnya batuan dengan butiran yang memiliki roundness yang baik akan memiliki nilai porositas yang lebih baik daripada batuan dengan bentuk yang melancip.

Porositas diklasifikasikan berdasarkan teknik reservoir dibagi menjadi dua, yaitu Porositas Absolut dan Porositas Effektif. 1.

Porositas Absolut

10

Porositas Absolut merupakan perbandingan antara volume pori total terhadap volume batuan total yang dinyatakan dalam persen, atau secara matematik dapat ditulis sesuai persamaan sebagai berikut:

ϕabs=

Volume pori total Volume bulk

x 100%

ϕabs = Porositas Absolut, fraksi (%)

Keterangan :

Volume pori total = volume pori keseluruhan, cc Volume bulk = volume total batuan, cc 2.

Porositas Effektif Porositas effektif merupakan perbandingan antara pori-pori yang saling berhubungan dengan volume total batuan. Jika dirumuskan, maka didapatkan :

ϕeff=

Volume pori yang berhubungan Volume bulk

x 100%

atau

ϕeff=

Keterangan :

𝜌 𝑔 − 𝜌𝑏 x 100% 𝜌 𝑔 − 𝜌𝑓

ϕeff = Porositas Effektif, fraksi (%) Volume bulk = Volume total batuan, cc Volume pori yang berhubungan, cc 𝜌𝑔 = Densitas grain atau butiran, gr/cc 𝜌𝑏 = Densitas bulk, gr/cc 𝜌𝑓 = Densitas formasi, gr/cc

11

Porositas diklasifikasikan berdasarkan waktu dan cara terjadinya ada 2, yaitu Porositas Primer dan Porositas Sekunder 1.

Porositas Primer merupakan porositas yang terbentuk bersamaan dengan proses pengendapan.

2.

Porositas Sekunder merupakan porositas yang terbentuk setelah proses pengendapan. Selain itu porositas juga diklasifikasikan berdasarkan letak pori-

porinya

menjadi

2,

yaitu

Porositas

Intragranular

dan

Porositas

Intergranular 1.

Porositas Intragranular merupakan porositas yang terletak di dalam butiran itu sendiri.

2.

Porositas Intergranular merupakan porositas yang terletak diantara butiran yang tidak tertutupi oleh semen. Dalam usaha mencari batasan atau kisaran harga porositas batuan,

Slitcher&Graton serta Fraser mencoba menghitung porositas batuan pada berbagai bidang bulatan dengan susunan batuan yang seragam. Unit cell batuan yang distudi terdiri atas 2 pack dalam bentuk kubus dan jajaran genjang (rombohedron). Porositas dengan bentuk kubus ternyata mempunyai porositas sebesar 47.6%, sedangkan porositas pada bidang jajaran genjang (rombohedron) yang tidak teratur mempunyai harga porositas sebesar 25.95%.

90o 90

o

90o

a. Cubic (porosity = 47,6 %)

90o

90o 90

o

b. Rhombohedral (porosity = 25,96 %)

Gambar 2.1

12

Pengaruh Susunan Butir terhadap Porositas Batuan

Unit cell kubus mempunyai 2 sisi yang sama yaitu 2r, dimana r adalah jarijari lingkaran, sehingga: = (2r)3 = 8r3

Volume total (bulk) 4πr 3 Volume pori = 3 Porositas =

Vb − Vg x 100% Vb 4

=

8r 3 − 3 πr 3

=1−

8𝑟 3

𝑥 100%

π x 100% 2(3)

= 47,6% Untuk pegangan pada saat dilapangan, adapun ukuran untuk porositas dapat dilihat pada tabel dibawah ini. Tabel.2.1 Kualitas Porositas

Porositas (%)

Kualitas

0–5

Sangat Buruk

5 – 10

Buruk

10 – 15

Sedang

15 – 20

Bagus

> 20

Sangat Bagus

13

2.3

Peralatan dan Bahan

2.3.1

Peralatan 1. Timbangan & Anak timbangan 2. Vacum pump & Vacum desikator 3. Beaker glass ceper 4. Porometer

Gambar 2.2

Gambar 2.3

Timbangan Digital

Vacum Pump

14

Gambar 2.4 Vacuum Desikator

Gambar 2.5 Beaker Glass

Gambar 2.6 Rangkaian Porometer

2.3.2 Bahan 1. Core (Inti Batuan) 2. Kerosin

15

Gambar 2.7

Gambar 2.8

Core

2.4

Kerosin

Waktu Praktikum Waktu praktikum Analisa Inti Batuan dilaksanakan pada : Minggu, 12 November 2017 pkl 17.00 – selesai

2.5

Prosedur Kerja A. Pengukuran dengan cara menimbang a. Core ( inti batuan ) yang telah diekstraksi selama 3 jam dengan soxlet dan didiamkan selama 24 jam, dikeluarkan dari tabung ekstraksi dan di dinginkan beberapa menit, kemudian dikeringkan dalam oven pada temperatur 105 – 115 oC. b. Timbang core kering dalam mangkuk, misal berat core kering = W1 gram. c. Masukkan core kering tersebut kedalam vacum desikator untuk dihampakan udara ± 1 jam dan saturasikan dengan kerosin. d. Ambil core yang telah dijenuhi kerosin kemudian timbang dalam kerosin, misalnya beratnya = W2 gram. e. Ambil core tersebut ( yang masih jenuh dengan kerosin ), kemudian timbang di udara, misalnya beratnya = W3 gram.

16

f. Perhitungan : Volume total batuan (Vb)

=

𝑊3 − 𝑊2 𝐵𝐽𝐾𝑒𝑟𝑜𝑠𝑖𝑛

Volume butiran (Vg)

=

𝑊1 − 𝑊2 𝐵𝐽𝐾𝑒𝑟𝑜𝑠𝑖𝑛

Volume Pori (Vp)

=

𝑊3 − 𝑊2 𝐵𝐽𝐾𝑒𝑟𝑜𝑠𝑖𝑛

Porositas Efektif (∅)

=

𝑊3 − 𝑊1 𝑥 100% 𝑊3 − 𝑊2

B. Pengukuran dengan cara Mercury Injection Pump a. Plungger / cylinder dihampakan diudara sebelum memulakan pekerjaan. b. Putar handwheel berlawanan dengan arah jarum jam sejauh mungkin. c. Pastikan penutup dan valve piknometer dalam keadaan tertutup, dan fill valve dalam keadaan terbuka. d. Hidupkan pompa vacum dan lakukan sampai ruang silinder sampai habis, selanjutnya tutup fill valve dan terakhir matikan pompa vacum.

Gambar 2.9 Rangkaian Alat Porometer

17

e. Jika langkah 4 terpenuhi, masukkan Hg dalam flask ke dalam silinder sampai habis, selanjutnya tutup valve dan terakhir matikan vakum. f. Putar lagi handwheel searah dengan arah jarum jam, sampai preassuregauge menunjukkan harga suatu tertentu. g. Putar lagi handwheel berlawanan dengan arah jarum jam, sampai jarum jam pada preassuregauge menunjukkan angka nol pertama kali. h. Buka valve dan penutup picnometer, lihat kedudukan mercury, jika kedudukan mercury ada pada silinder maka ulangi lagi langkah 28. Jika kedudukan mercury pada ruang picnometer, turunkan permukaan mercury sampai pada batas bawah piknometer (jika ada yang menempel pada dinding harus dibersihkan) dengan memutar handwheel berlawanan dengan arah jarum jam. Prosedur penentuan porositas : 1.

Pastikan permukaan Hg pada posisi bagian bawah dari piknometer.

2.

Tutup penutup picnometer dan buka valve piknometer.

3.

Atur volumescale pada harga tertentu, misalnya = 50 cc.

4.

Putar handwheel searah jarum jam sampai mercury pertama kali muncul pada piknometer.

5.

Hentikan pemutaran handwheel dan baca volume scale dan dial handwheel (miring kanan), misalnya = 30,8 cc.

6.

Hitung volume piknometer = ( 50 – 30,8 ) = a cc.

7.

Kembalikan kedudukan mercury pada keadaan semula dengan memutar handwheel berlawanan dengan arah jarum jam (pada volume scale = 50 cc)

8.

Buka bagian penutup piknometer dan masukkan core sampel. Kemudian tutup lagi piknometer ( valve picnometer tetap terbuka ).

18

9.

Putar handwheel sampai mercury untuk pertama kali muncul pada valve piknometer. Catat volume scale dan dial handwheel ( miring kanan ), misalnya = 38,2 cc.

10. Hitung volume piknometer yang terisi sampel = ( 50 – 38,2 ) cc = b cc. 11. Hitung volume bulk dari core sampel = ( b – a ) cc = d cc 12. Lanjutkan percobaan untuk menentukan volume pori ( Vp ), yaitu dengan penutup valve piknometer. Kemudian atur pore space scale pada angka nol. Untuk langkah 12 ini, pada saat meletakkan pore space scale pada angka nol, kedudukan dial handwheel tidak harus pada angka nol. Akan tetapi perlu dicatat besarnya angka yang ditunjukan dial handwheel ( miring kiri ) setelah pengukuran Vb. harga tersebut harus diperhitunhkan saat mengukur Vp. 13. Putar handwheel searah jarum jam sampai tekanan pada preassure gauge menunjukkan angka 750 Psig. 14. Catat perubahan volume pada pore space scale dan handwheel dial ( miring kiri ) sebagai volume pori ( Vp ). 15. Hitung besar porositas.

2.6

Hasil Percobaan dan Perhitungan

2.6.1

Penentuan porositas dengan menimbang

2.6.1.1 Hasil Percobaan a.

Berat core kering di udara (W1)

= 41gr

b.

Berat core jenuh di kerosin (W2)

= 23gr

c.

Berat core jenuh di udara (W3)

= 43,2gr

d.

Densitas kerosin

= 0,8gr/cc

e.

Volume bulk (Vb)

= 25,25 cc

19

f.

Volume grain (Vg)

= 22,5

cc

g.

Volume pori

=2,7 cc

h.

Φ

= 10,891 %

2.6.1.2 Perhitungan a.

𝑊3−𝑊2

Volume bulk (Vb)

= 𝐵𝐽𝐾𝑒𝑟𝑜𝑠𝑖𝑛 =

b.

0,8

= 𝟐𝟓, 𝟐𝟓𝒄𝒄

𝑊1−𝑊2

Volume grain (Vg)

= 𝐵𝐽𝐾𝑒𝑟𝑜𝑠𝑖𝑛

= c.

43,2−23

41 − 23 = 𝟐𝟐, 𝟓 𝒄𝒄 0,8 𝑊3−𝑊1

Volume pori

= 𝐵𝐽𝐾𝑒𝑟𝑜𝑠𝑖𝑛 =

43,2 − 41 = 𝟐, 𝟕𝟓 𝒄𝒄 0,8

Besar Porositas :

2.6.2

𝑊3−𝑊1



=



= 43,2−23 × 100%



= 20,2 × 100%



= 0,10891 × 100% = 𝟏𝟎, 𝟖𝟗𝟏 %

𝑊3−𝑊2

× 100%

43,2−41 2,2

Penentuan porositas dengan Mercury Injection Pump

2.6.2.1 Hasil Percobaan a.

Penentuan skala piknometer

b.

Skala awal

= 52,5 cc

c.

Skala akhir

= 4,8 cc

d.

Volume piknometer kosong

= 47,7 cc

e.

Penentuan volume bulk  Skala awal

= 59,4

cc

20

f.

g.

 Skala akhir

= 35,6 cc

 Volume piknometer+core

= 23,8 cc

 Volume bulk batuan

= 23,9 cc

Penentuan volume pori  Skala awal

= 5,2 cc

 Skala akhir

= 0,5 cc

 Volume pori

= 4,7 cc

eff

= 19,665 %

2.6.2.2 Perhitungan a. Volume piknometer kosong

= skala awal - skala akhir = 52,5 – 4,8 =47,7 cc

b. Volume piknometer+core

= skala awal – skala akhir = 59,4 – 35,6 = 23,8 cc

Volume bulk batuan

=

(volume piknometer kosong) - (volume piknometer + core) = 47,7 – 23,8 = 23,9 cc c. Volume pori

= skala awal – skala akhir = 5,2– 0,5 = 4,7 cc

eff

𝑉𝑝

4,7

=𝑉𝑏 × 100% = 23,9 𝑥100% = 𝟏𝟗, 𝟔𝟔𝟓 %

2.7

Pembahasan Pada data diatas, untuk perhitungan porositas dengan menimbang, volume bulk dapat dicari dengan rumus

𝑊3−𝑊2 𝐵𝐽𝐾𝑒𝑟𝑜𝑠𝑖𝑛

hasilnya 𝟐𝟓, 𝟐𝟓𝒄𝒄,

21

volume grain dapat dicari dengan rumus

𝑊1−𝑊2 𝐵𝐽𝐾𝑒𝑟𝑜𝑠𝑖𝑛

volume pori dapat dicari dengan rumus

hasilnya 𝟐𝟐, 𝟓𝒄𝒄, dan

𝑊3−𝑊1 𝐵𝐽𝐾𝑒𝑟𝑜𝑠𝑖𝑛

hasilnya 𝟐, 𝟕𝟓𝒄𝒄.

Sedangkan untuk mencari porositas menggunakan rumus

𝑊3−𝑊1 𝑊3−𝑊2

× 100%

hasilnya 𝟏𝟎, 𝟖𝟗𝟏 %. Pada perhitungan skala piknometer, volume piknometer kosong dapat dicari dengan rumus skala awal – skala akhir, hasilnya 47,7 cc. Untuk perhitungan voume piknometer + core dapat dicari dengan rumus skala awal – skala akhir, hasilnya 23,8 cc dan untuk volume bulk batuan menggunakan rumus (volume piknometer + core) – (volume piknometer kosong) dan hasilnya 23,9 cc. Untuk penentuan volume pori menggunakan rumus skala awal – skala akhir dan hasilnya 4,7 cc. Terakhir 𝑉𝑝

mencariporositasefektifmenggunakanrumus𝑉𝑏 × 100%

dan

hasilnya

𝟏𝟗, 𝟔𝟔𝟓%.

2.8

Kesimpulan Berdasarkan hasil analisa pengukuran porositas, dapat disimpulkan bahwa: 1.

Porositasadalahsuatuukuran

yang

menunjukanbesarronggadalambatuanalat yang digunakandalam proses percobaanporositastimbangan vacuum pump denganvacuumdiskator, brekergelasceper,

dan

parameter.Bahan

terpentingadalahintibatuan

(core)

dansepenuhnyamemakaikerosin.Rumusporositas :

ϕ=

ϕ=

yang

Vp Vb

x 100%

Vp Vg+Vp

x 100%

22

ϕ=

ϕabs=

ϕeff=

Vb - Vp Vb

x 100%

Volume pori total Volume bulk

x 100%

Volume pori yang berhubungan Volume bulk

x 100%