BAB II KARAKTERISTIK RESERVOIR
Reservoir Reservoir merupakan merupakan suatu tempat tempat terakumulasi terakumulasinya nya fluida fluida hidrokarbo hidrokarbon, n, gas gas dan dan air. air. Pros Proses es akum akumul ulasi asi miny minyak ak bumi bumi di bawa bawah h perm permuk ukaa aan n haru harusla slah h memenuhi beberapa syarat, yang merupakan unsur-unsur suatu reservoir minyak bumi. Unsur-unsur Unsur-unsur yang menyusun reservoir adalah sebagai berikut : 1. Batuan reservoir, sebagai wadah yang diisi dan dienuhi oleh minyak minyak bumi, gas bumi atau keduanya. Biasanya batuan reservoir berupa lapisan batuan yang porous dan permeable. !. "api "apisan san penu penutu tup p # cap cap rock rock $, $ , yaitu aitu suat suatu u lapi lapisa san n batu batuan an yang ang bers bersif ifat at impe imperm rmeab eable, le, yang ang terda terdapa patt pada pada bagi bagian an atas atas suat suatu u reser reservo voir ir,, sehin sehingg ggaa berfungsi sebagai penyekat fluida reservoir. %. Peran Perangka gkap p reservo reservoir ir #reserv merupakan kan suatu suatu unsur unsur pemben pembentuk tuk reservoir oir trap trap$, merupa reservoir yang mempunyai bentuk sedemikian rupa sehingga lapisan beserta penutupnya merupakan bentuk konkav ke bawah dan dan menyebabkan minyak dan gas bumi berada dibagian teratas reservoir. &arakteristik suatu reservoir sangat dipengaruhi oleh karakteristik batuan penyusunnya, penyusunnya, fluida reservoir yang menempatinya dan kondisi reservoir itu sendiri, yang satu sama lain akan saling berkaitan. &etiga faktor itulah yang akan kita bahas dalam mempelaari karakteristik reservoir.
2.1. Karakteristik Batuan Reservoir
Batuan adalah kumpulan dari mineral-mineral, sedangkan suatu mineral dibentuk dari beberapa ikatan kimia. &omposisi kimia dan enis mineral yang menyusunnya akan menentukan enis batuan yang terbentuk. Batuan Batuan reservo reservoir ir umumn umumnya ya terdiri terdiri dari dari batuan batuan sedimen sedimen,, yang yang berupa berupa batupasir dan karbonat #sedimen klastik$ serta batuan shale #sedimen non-klastik$ atau atau kadang kadang-ka -kadan dang g volka volkanik nik.. 'asing 'asing-ma -masin sing g batuan batuan terseb tersebut ut mempun mempunyai yai komposisi komposisi kimia yang berbeda, demikian uga dengan dengan sifat fisiknya. &omponen &omponen penyusun batuan serta ma(am batuannya batuannya dapat dilihat pada Gambar 2.1.
Sandstone 100 % L im im y Sandstone
S h a ly Sandstone
Sandy L im im e s t o n e
L im im e s to to n e 100 %
Sandy S h a le
S h a ly L im im e s toto n e
L im im y S h a le
S h a le 100 %
Gambar 2.1. Diagram Komponen en!usun Batuan
2"
2.1.1. Komposisi Kimia Batuan Reservoir
Unsur-unsur atau atom-atom penyusun batuan reservoir perlu diketahui, karena karena enis enis dan umlah umlah atom-a atom-atom tom tersebu tersebutt akan akan menentu menentukan kan sifat-si sifat-sifat fat dari dari mineral yang terbentuk, baik sifat-sifat fisik maupun sifat-sifat kimiawinya.
2.1.1.1. Komposisi Kimia Batupasir
Batupasir # sandstone$ sandstone$ merupakan batuan yang paling sering diumpai di lapa lapang ngan an sebag sebagai ai batu batuan an reserv reservoi oirr. Batu Batu pasir pasir meru merupa paka kan n hasi hasill dari dari pros proses es sedimentasi mekanik, yaitu berasal dari proses pelapukan dan disintegrasi, yang kemudian tertransportasi serta mengalami proses kompaksi dan pengendapan. Pori-p Pori-pori ori pada pada batupa batupasir sir terben terbentuk tuk se(ara se(ara primer primer bersam bersamaan aan dengan dengan proses proses pengendapan. )etelah pengendapan, dapat teradi perubahan pada pori-pori batupasir, yang merupakan akibat dari sementasi, pelarutan serta proses sekunder lainnya, sehingga porositas batupasir bersifat intergranular . Berdas Berdasark arkan an mineral mineral penyu penyusun sunny nyaa serta serta kandun kandungan gan mineral mineralny nya, a, maka maka batupasir dibagi menadi tiga kelompok, yaitu orthoquartzites, orthoquartzites, pasir lempungan # graywacke$, graywacke$, dan arkose. arkose.
1. Or Ort# t#o$ o$ua uart rt%i %ite tess
*rtho+ *rtho+uar uarti tites tes merupa merupakan kan enis enis batuan batuan sedime sedimen n yang yang terben terbentuk tuk dari dari proses sedimentasi yang menghasilkan unsur silika yang tinggi, tanpa mengalami metaformosa dan pemadatan, terutama terdiri atas mineral kwarsa #quartz $ dan mineral lainnya yang stabil. Proses metamorfosa adalah proses perubahan mineral batuan, karena adanya kondisi yang berbeda dengan kondisi awal. 'aterial pengikatnya #semen$ terutama terdiri atas karbonat dan silika. *rtho+uartites merupakan enis batuan sedimen yang relatif bersih yaitu bebas dari kandungan shale dan (lay. &omposisi kimia dari ortho+uarite dapat dilihat pada Tabe& II'1.
Tabe& Tabe& II'1 Komposisi Kimia Batupasir Ort#o$uart%ites Ort#o$uart%ites MIN. SiO2 TiO2 Al2O3 Fe2O3 FeO MgO CaO Na2O K2O H2O + H2O CO2 Total A! %! C! *! -!
1("
A
B
C
D
E
F
G
H
I
95,32 .... 2,85 0,05 .... 0,04 T
99,45 .... ....
97,80 .... 0,90 0,85 .... 0,15 0,10
99,39 0,03 0,30 0,12 .... None 0,29
93,13 .... 3,86 0,11 0,54 0,25 0,19
....
0,40
....
....
61,70 .... 0,31 0,24 .... .... 21,00 0,17 ....
99,58 .... 0,31 1,20 .... 0,10 0,14 0,10 0,03
93,16 0,03 1,28
0,30
98,87 .... 0,41 0,08 0,11 0,04 .... 0,80 0,15
1,44a)
....
0,17
....
0,17
1,43a)
....
0,03 a)
0,65
.... 100
.... 99,88
.... 99,91
.... 100,2
.... 100,3
.... 99,51
16,10 99,52
.... 99,6 b)
2,01 101,1
0,30 T 0,13
"o##ain $Huronian $Huronian)) S&! 'e&e# $Ordovician) Ordovician) Me(na# $ Preeambrian) Preeambrian) T(a#o#a $Silurian) Silurian) O#i(.an/ $ Devonian) Devonian)
0,43 0,07 3,12 0,39
F! %e#ea %e #ea $Mississippian $Mississippian)) ! Crystalline Sandstone, Sandstone, Fon&ainelea H! Sio $Preeambrian) Preeambrian) ! Ae#age o A H, inl(ie! a) ! "o(( o o igni&ion ) ! nle( SO3, 0,13 !
Pada Tabe& II'1 diatas dapat dilihat bahwa unsur silika merupakan unsur penyusun ortho+uarites
dengan prosentase
yang
sangat
tinggi
ika
dibandingkan dengan unsur-unsur yang lain. &omposisi unsur silika #)i* !$ berkisar antara 1, / sampai dengan 00,2 /, sedangkan sisanya adalah
unsur penyusun yang lain, seperti 3i* !, 4l!*%, 5e !*%, 5e*, 'g*, 6a*, 7a !*, & !*, 8!*9, 8!*- dan 6*!.
2. Gra!)a*ke
raywa(ke merupakan enis batupasir yang tersusun dari unsur-unsur mineral yang berbutir besar, yaitu kwarsa, (lay, mika flake ;&4l!#*8$! 4l)i%*1<=, magnesite #'g6*%$, fragmen phillite, fragmen batuan beku, feldspar dan mineral lainnya. >ndikator yang dapat digunakan untuk mengidentifikasi batuan enis ini adalah adanya mineral illite. )ortasi #pemilahan$ butir pada graywa(ke tidak bagus karena adanya matriks-matriks batuan. 8al ini uga menyebabkan berkurangnya porositas batuannya. 'aterial pengikatnya adalah (lay dan karbonat. )e(ara lengkap mineral-mineral penyusun graywa(ke terlihat pada Tabe& II'2.
Tabe& II'2 Komposisi +inera& Gra!)a*ke
MINERAL
1("
A
B
C
D
E
F
C
o. F#ag?en&( Ca#ona&e C
45,6 1,1 16,7 .... 6,7 4,6 25,0
46,0 7,0 20,0 .... . . . .a 2,0 22,5
24,6 .... 32,1 .... 23,0 .... 20,0
9,0 .... 44,0 3,0 9,0 .... 25,0
&# .... 29,9 10,5 13,4 .... 46,2
34,7 .... 29,7 .... .... 5,3 23,3
T o t a l
99,
9,5
99,
90,0
100,0
96,0
:a#&;
A! Ae#age o Si $3 A#
&omposisi kimia graywa(ke tersusun dari unsur silika dengan kadar lebih rendah dibandingkan dengan rata-rata batupasir, dan kebanyakan silika yang ada ber(ampur dengan silikat.
&eterangan se(ara terperin(i komposisi kimia graywa(ke dapat dilihat pada Tabe& II'(. Tabe& II'( Komposisi Kimia Gra!)a*ke 1(" MINERAL SiO2 TiO2 Al2O3 Fe2O3 FeO MnO MgO CaO Na2O '2O3 SO3 CO2 H2O + H2O S T o t a l
A
B
C
D
E
F
68,20 0,31 16,63 0,04 3,24 0,30 1,30 2,45 2,43 0,23 0,13 0,50 1,75 0,55 ....
63,67 .... 19,43 3,07 3,51 .... 0,84 3,18 2,73 .... .... ....
....
62,40 0,50 15,20 0,57 4,61 .... 3,52 4,59 2,68 .... .... 1,30 1,56 0,07 ....
61,52 0,62 13,42 1,72 4,45 .... 3,39 3,56 3,73 .... .... 3,04 2,33 0,06 ....
69,69 0,40 13,43 0,74 3,10 0,01 2,00 1,95 4,21 0,10 .... 0,23 2,08 0,26 ....
60,51 0,87 15,36 0,76 7,63 0,16 3,39 2,14 2,50 0,27 .... 1,01 3,38 0,15 0,42
99,8!
100,06
99,5
100,01
100,01
100,2!
2,36
A! Ae#age o 23 g#a/a.e( %! Ae#age o 30 g#a/a.e(, a&e# Tyrrell $1933)! C!Ae#age o 2 =a#&( a#g! S
(.
Arkose
4rkose merupakan enis batupasir yang tersusun dari kuarsa sebagai mineral yang dominan, dan feldspar #'g4l)i %*2$. )elain dua mineral utama tersebut, arkose uga mengandung mineral-mineral yang bersifat kurang stabil, seperti
(lay
;4l?)i?*1<#*8$2=,
mi(roline
#&4l)i%*2$,
biotite
;&#'g,5e$%#4l)i%*1<$#*8$!= dan plagioklas ;#6a,7a$#4l)i$4l)i !*2=. 4rkose mempunyai sortasi butiran yang kurang baik, dengan bentuk butir yang menyudut. &andungan mineral lainnya, se(ara berurutan sesuai prosentasenya dapat dilihat pada Tabe& II',. &omposisi kimia arkose ditunukkan pada Tabe& II'-, dimana terlihat bahwa arkose mengandung lebih sedikit silika ika dibandingkan dengan ortho+uartites, tetapi kaya akan alumina, lime, potash, dan soda.
Tabe& II , Komposisi +inera& /ari Arkose 0" MINERAL :a#&; Mi#oline 'lagliola(e Mia( Cla/ Ca#ona&e O&
1("
A
B
C
D a)
E a)
F a)
G
57 24 6 3 9
51 30 11 1 7
60 34 .... .... ....
57
35
28
48
35 )
59 )
64
43
.... ....
)
1
....
.... .... .... 8 e)
2 8
)
.... .... 2 4 e)
)
6 )
8 e)
A! 'ale A#.o(e $T#ia((i) $Krynine, 1950)! %! >e A#.o(e $T#ia((i) $Krynine, 1950)! C! S=a#ag?i&e $'#eea?#ian) $Bart, 1938)! *! To##ionian $'#eea?#ian) $Mac!ie, 1905)! -! "oe# Ol >e $*eonian) $Mac!ie, 1905)! F! 'o#&lan $T#ia((i) $Merrill , 1891)! ! Ae#age o A , anl(ie! a) ! No#?a&ie o# alla&e o?=o(i&ion )! Moal Fel(=a# ) ! C
) )
)
! '#e(en& in a?on& ne# 1 !
Tabe& II Komposisi Kimia /ari Arkose 0" 1(" MINERAL Si O2 Ti O2 Al2 O3 Fe2 O3 Fe O Mn O Mg O Ca O Na2 O K2 O H2 O + H2 O '2 O3 C O2 T o t a l
A 69,94 .... 13,15
0,70 T 3,09 3,30 5,43
B 82,14 .... 9,75 1,23 .... .... 0,19 0,15 0,50 5,27
1,01
0,64
.... .... 99,1
0,12 0,19 100,18
2,48
a
C 75,57 0,42 11,38 0,82 1,63 0,05 0,72 1,69 2,45 3,35 1,06 0,05 0,30 0,51 100
A! 'o#&lan (&one, T#ia((i $Merrill , 1891)! %! To##ion (an(&one, '#eea?#ian $ Mac!ie, 1905)! C! To##ionian a#.o(e $ag! o 3 anal/(e() $Kennedy , 1951)! *! "oe# Ol >e San(&one, *eonian $ Mac!ie, 1905)! -! S=a#ag?i&e $n?e&a?o#=
D 73,32 .... 11,31 3,54 0,72 T 0,24 1,53 2,34 6,16 0,30
a
.... 0,92 100,2
E 80,89 0,40 7,57 2,90 1,30 .... 0,04 0,04 0,63 4,75
F 76,37 0,41 10,63 2,12 1,22 0,25 0,23 1,30 1,84 4,99
1,11
0,83
.... .... 99,63
0,21 0,54 100,9
2.1.1.2. Komposisi Kimia Karbonat
Batuan karbonat yang dimaksud dalam bahasan ini adalah limestone, dolomite, dan yang bersifat diantara keduanya. "imestone adalah istilah yang biasa dipakai untuk kelompok batuan yang mengandung paling sedikit 2< / (al(ium (arbonate atau magnesium. >stilah limestone uga dipakai untuk batuan yang mempunyai fraksi karbonat melebihi unsur non-karbonatnya. Pada limestone fraksi disusun terutama oleh mineral (al(ite, sedangkan pada dolomite mineral penyusun utamanya adalah mineral dolomite.
Tabe& II Komposisi Kimia 3imestone 1(" MINERAL Si O2 Ti O2 Al2 O3 Fe2 O3 Fe O Mn O Mg O Ca O Na2 O K2 O H2 O + H2 O '2 O3 C O2 S "i2 O O#gani T o t a l
A 5,19 0,06 0,81 0,54 0,05 7,90 42,61 0,05 0,33 0,56 0,21 0,04 41,58 0,09 T .... 100,09
B 0,70 .... 0,68 0,08 .... .... 0,59 54,54 0,16 None .... .... .... 42,90 0,25 .... T 99,96
C 7,41 0,14 1,55 0,70 1,20 0,15 2,70 45,44 0,15 0,25 0,38 0,30 0,16 39,27 0,25 .... 0,29 100,16
D 2,55 0,02 0,23 0,02 0,28 0,04 7,07 45,65 0,01 0,03 0,05 0,18 0,04 43,60 0,30 .... 0,40 100,0!
E 1,15 .... 0,45 .... 0,26 .... 0,56 53,80 0,07 0,69 0,23 .... 42,69 .... .... .... 99,9
F 0,09 .... 0,11 .... 0,35 55,37 .... 0,04 0,32 .... 43,11 .... .... 0,17 100,1
A! Co?=o(i&e anal/(i( o 345 li?e(&one(, HN S&o.e(, anal/(& $Clar!e, 1924, =! 564) %! niana "i?e(&one $Salem, Mi((i((i==ian), AD -==e#(on, anal/(& $"ou#lin, 1929, =! 150) C! C#/(&alline, #inoial li?e(&one $%#a((iel, Sil#ian, O
1. 3imestone
&omposisi kimia limestone dapat menggambarkan adanya sifat dari komposisi mineralnya yang (ukup padat, karena pada limestone sebagian besar terbentuk dari (al(ite, bahkan umlahnya bisa men(apai lebih dari 0/.
Unsur lainnya yang dianggap penting adalah 'g*, bila umlahnya lebih dari 1/ atau !/, maka menunukkan adanya mineral dolomite. &omposisi kimia limestone se(ara lengkap dapat dilihat pada Tabe& II' diatas. 2. Do&omite
@olomite adalah enis batuan yang merupakan variasi dari limestone yang mengandung unsur (arbonate lebih besar dari < /, sedangkan untuk batuan batuan yang mempunyai komposisi pertengahan antara limestone dan dolomite akan mempunyai nama yang berma(am-ma(am tergantung dari unsur yang dikandungnya. Batuan yang unsur (al(ite-nya melebihi dolomite disebut dolomite limestone, dan yang unsur dolomite-nya melebihi (al(ite disebut dengan limy, (al(iti(, (al(iferous atau (al(iti( dolomite. &omposisi kimia dolomite pada dasarnya hampir mirip dengan limestone, ke(uali unsur 'g* merupakan unsur yang penting dan umlahnya (ukup besar. Tabe& II'4 menunukkan komposisi kimia unsur penyusun dari dolomite. Tabe& II'4 Komposisi Kimia Do&omite 1(" M I NE RAL Si O2 Ti O2 Al2 O3 Fe2 O3 Fe O Mn O Mg O Ca O Na2 O K2 O H2 O + H2 O '2 O3 C O2 S S# O O#gani T o t a l
A
B
C
D
E
F
.... .... .... .... .... .... 21,90 30,40 .... .... .... .... .... 47,7 .... .... ....
2,55 0,02 0,23 0,02 0,18 0,04 7,07 45,65 0,01 0,03 0,05 0,18 0,04 43,60 0,30 0,01 0,04
7,96 0,12 1,97 0,14 0,56 0,07 19,46 26,72 0,42 0,12 0,33 0,30 0,91 41,13 0,19 none ....
3,24 .... 0,17 0,17 0,06 .... 20,84 29,56 .... ....
.... 43,54 .... .... ....
24,92 0,18 1,82 0,66 0,40 0,11 14,70 22,32 0,03 0,04 0,42 0,36 0,01 33,82 0,16 none 0,08
0,73 .... 0,20 .... 1,03 .... 20,48 30,97 .... .... .... .... 0,05 47,51 .... .... ....
100
100,06
100,!0
99,90
100,0!
100,9
A! T
0,30
*! Kno *olo?i&e -! Canille *olo?i&e
2.1.1.(. Komposisi Kimia S#a&e
Pada umumnya unsur penyusun shale ini terdiri dari lebih kurang 2 / sili(on dioAide #)i*!$, 1 / alumunium oAide #4l !*%$, / iron oAide #5e*$ dan 5e!*%. ! / magnesium oAide #'g*$, % / (al(ium oAide #6a*$, % / potasium oAide #& !$, 1 / sodium oAide #7a !$, dan / air #8 !*$. )isanya adalah metal oAide dan anion seperti terlihat pada Tabe& II'5.
Tabe& II 5 Komposisi Kimia S#a&e 1(" MINERAL Si O2 Ti O2 Al2 O3 Fe2 O3 Fe O Mn O Mg O Ca O Na2 O K2 O H2 O + H2 O '2 O3 C O2 S O3 O#gani Mi(! T o t a l
A 58,10 0,54 15,40 4,02 2,45 .... 2,44 3,11 1,30 3,24 5,00 0,17 2,63 0,64 0,80 a .... 99,95
B 55,43 0,46 13,84 4,00 1,74 T 2,67 5,96 1,80 2,67 3,45 2,11 0,20 4,62 0,78 0,69 a 0,06 100,8!
C 60,15 0,76 16,45 4,04 2,90 T 2,32 1,41 1,01 3,60 3,82 0,89 0,15 1,46 0,58 0,88 a 0,04 100,!6
D 60,64 0,73 17,32 2,25 3,66 .... 2,60 1,54 1,19 3,69 3,51 0,62 .... 1,47 .... .... 0,38 99,60
E 56,30 0,77 17,24 3,83 5,09 0,10 2,54 1,00 1,23 3,79 3,31 0,38 0,14 0,84 0,28 1,18 a 1,98 100,00
F 69,96 0,59 10,52 3,47 0,06 1,41 2,17 1,51 2,30 1,96 3,78 0,18 1,40 0,03 0,66 0,32 100,62
A! Ae#age S
@alam keadaan normal, shale mengandung seumlah besar +uart, silt, bahkan umlah ini dapat men(apai
bahwa pada kondisi lingkungan pengendapan paling tidak teradi penurunan atau bahkan kekurangan unsur silika.
2.1.2. Si6at 7isik Batuan Reservoir 2.1.2.1. orositas
Porositas #φ$ didefinisikan sebagai perbandingan antara volume ruang pori-pori terhadap volume batuan total #bulk volume$. Besar-ke(ilnya porositas suatu batuan akan menentukan kapasitas penyimpanan fluida reservoir. )e(ara matematis porositas dapat dinyatakan sebagai :
φ = Bb − Bs = Bp ................................................................................. #!-1$ Bb
Bb
dimana : b C volume batuan total #bulk volume$ s C volume padatan batuan total #volume grain$ p C volume ruang pori-pori batuan. Porositas batuan reservoir dapat diklasifikasikan menadi dua, yaitu: 1. orositas abso&ut, adalah perbandingan antara volume pori total terhadap volume batuan total yang dinyatakan dalam persen, atau se(ara matematik dapat ditulis sesuai persamaan sebagai berikut :
φ=
volume pori total bulk volume
× 1<
!. orositas e6ekti6 , adalah perbandingan antara volume pori-pori yang saling berhubungan terhadap volume batuan total #bulk volume$ yang dinyatakan dalam persen.
φ=
volume pori yang berhubungan bulk volume
× 1<
Gambar 2.2. menunukkan perbandingan antara porositas efektif, non
efektif dan porositas total dari suatu batuan. Untuk selanutnya, porositas efektif
digunakan dalam perhitungan karena dianggap sebagai fraksi volume yang produktif.
C o n n e c te d o r E f e c t iv e P o r o s ity To ta l P o r o s it y Is o la te d o r Non-Efective P o r o s ity
Gambar 2.2. Skema erban/ingan orositas E6ekti68 9on'E6ekti6 /an orositas Abso&ut Batuan -"
Berdasarkan waktu dan (ara teradinya, maka porositas dapat uga diklasifikasikan menadi dua, yaitu : 1. orositas primer, yaitu porositas yang terbentuk pada waktu yang bersamaan dengan proses pengendapan berlangsung. !. orositas sekun/er , yaitu porositas batuan yang terbentuk setelah proses pengendapan. 3ipe batuan sedimen atau reservoir yang mempunyai porositas primer adalah batuan konglomerat, batupasir, dan batu gamping. Porositas s ekunder dapat diklasifikasikan menadi tiga golongan, yaitu : 1. Porositas larutan, adalah ruang pori-pori yang terbentuk karena adanya proses pelarutan batuan. !. Rekahan, (elah, kekar, yaitu ruang pori-pori yang terbentuk karena adanya kerusakan struktur batuan sebagai akibat dari variasi beban, seperti : lipatan, sesar, atau patahan. Porositas tipe ini sulit untuk dievaluasi atau ditentukan se(ara kuantitatip karena bentuknya tidak teratur.
%. @olomitisasi, dalam proses ini batu gamping #6a6* %$ ditransformasikan menadi dolomite #6a'g#6*%$!$ atau berdasarkan reaksi kimia berikut : !6a6*% 9 'g6l%
6a'g#6*%$! 9 6a6l!
Besar-ke(ilnya porositas dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu : ukuran butir #semakin baik distribusinya, semakin baik porositasnya$, susunan butir #Gambar 2.(. menunukkan bahwa susunan butir berbentuk kubus mempunyai porositas lebih baik dibandingkan bentuk rhombohedral$, kompaksi, sementasi dan lingkungan pengendapan.
90 90
o
o
90
o
a . C ! ic " # o ro s ity $ & ' ( % )
90
90
o
90
o
o
! . * h o m ! o h e d ra l " # o ro s it y $ + , ' 9 ( % )
Gambar 2.(. engaru# Susunan Butir ter#a/ap orositas Batuan 2"
Pengukuran porositas dilakukan dengan (ara menentukan volume pori. 'etodee yang dapat digunakan untuk menghitung volume pori adalah porosimeter Boyle dan desaturasi. 1. orosimeter Bo!&e
Pada 'etode porosimeter Boyle # Boyle’s law porosimeter $, volume pori # p$ ditentukan dengan mengukur volume butiran # s$ dengan persamaan sebagai berikut : Bs
= B1 + B! −
dimana:
P1 P!
B1 .................................................................... #!-?$
s
C volume butiran, (m%
1, ! C volume sel 1 dan sel !, (m% P1, P! C tekanan manometer pada kondisi > dan >>, atm )etelah volume bulk batuan # b$ diketahui, maka volume pori # p$ dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut: p C b − s .................................................................................. #!-$ Untuk mendapatkan harga volume bulk # b$ dapat dilakukan dengan : 1. 'engukur dimensi sampel (ore untuk bentuk sampel batuan yang teratur. !. 'enggunakan piknometer 8g terkalibrasi untuk sampel batuan yang tak beraturan. Besarnya porositas #φ$ ditentukan dengan menggunakan persamaan berikut : φ C
B p B b
...................................................................................... #!-$
2. +eto/e Desaturasi
@alam metode desaturasi, volume pori # p$ diukur se(ara gravimetri, yaitu dengan alan menenuhi (ore dengan fluida yang telah diketahui berat enisnya. &emudian (ore ditimbang, baik dalam keadaan kering maupun dalam kondisi enuh fluida. olume pori # p$ dihitung dengan menggunakan persamaan sebagai berikut: B p =
ws − wd ρ f
................................................................................ #!-$
dimana: ws C berat sampel dalam keadaan enuh fluida, gr wd C berat sampel dalam keadaan kering, gr ρf C berat enis fluida penenuh pori, grD(( Porositas (ore dihitung dengan ersamaan 02'". 2.1.2.2. ermeabi&itas
Permeabilitas didefinisikan sebagai suatu bilangan yang menunukkan kemampuan dari suatu batuan untuk mengalirkan fluida. @efinisi kwantitatif
permeabilitas pertama-tama dikembangkan oleh Henry Darcy #12$!$ dalam hubungan empiris dengan bentuk differensial sebagai berikut : v
=−
k
µ
A
dP d"
................................................................................ #!-2$
dimana : v
C ke(epatan aliran, (mDse(
µ
C viskositas fluida yang mengalir, (p
dPDd" C gradien tekanan dalam arah aliran, atmD(m k
C permeabilitas media berpori. 3anda negatip pada ersamaan 2'5 menunukkan bahwa bila tekanan
bertambah dalam satu arah, maka arah alirannya berlawanan dengan arah pertambahan tekanan tersebut. 4sumsi-asumsi yang digunakan dalam ersamaan 2'5 adalah:
1. 4lirannya mantap # steady state$, !. 5luida yang mengalir satu fasa, %. iskositas fluida yang mengalir konstan , ?. &ondisi aliran isothermal, dan . 5ormasinya homogen dan arah alirannya horiontal. . 5luidanya incompressible. Berdasarkan umlah fasa yang mengalir dalam batuan reservoir, permeabilitas dibedakan menadi tiga, yaitu : •
ermeabi&itas abso&ut, adalah yaitu dimana fluida yang mengalir melalui
media berpori tersebut hanya satu fasa, misalnya hanya minyak atau gas saa. •
ermeabi&itas e6ekti6 , yaitu permeabilitas batuan dimana fluida yang
mengalir lebih dari satu fasa, misalnya minyak dan air, air dan gas, gas dan minyak atau ketiga-tiganya. •
ermeabi&itas re&ati6 , merupakan perbandingan antara permeabilitas efektif
dengan permeabilitas absolut. @asar penentuan besaran permeabilitas adalah hasil per(obaan yang dilakukan oleh 8enry @ar(y., seperti yang terlihat pada Gambar 2.,8 berikut ini.
h1 - h+
h1 h+
l
Gambar 2.,. Skema er*obaan enentuan ermeabi&itas
2"
@ari per(obaan dapat ditunukkan bahwa E.µ."D4.#P1-P!$ adalah konstan dan akan sama dengan harga permeabilitas batuan yang tidak tergantung dari (airan, perbedaan tekanan dan dimensi batuan yang digunakan. @engan mengatur lau E sedemikian rupa sehingga tidak teradi aliran turbulen, maka diperoleh harga permeabilitas absolut batuan, sesuai persamaan berikut : k =
E.µ." 4 . #P1 − P! $
............................................................................ #!-0$
)atuan permeabilitas dalam per(obaan ini adalah : k #dar(y$
=
E #(m % D se($ .
µ
#(entipoise $ . " #(m$
4 #s+.(m$ . # P1
− P! $
#atm$
................ #!-1<$
@ari ersamaan 2': dapat dikembangkan untuk berbagai kondisi aliran yaitu aliran linier dan radial, masing-masing untuk fluida yang (ompressible dan in(ompressible. Pada prakteknya di reservoir, arang sekali teradi aliran satu fasa, akan tetapi dua atau bahkan tiga fasa. *leh karena itu dikembangkan pula konsep
mengenai permeabilitas efektif dan permeabilitas relatif. 8arga permeabilitas efektif dinyatakan sebagai k o, k g, k w, dimana masing-masing untuk minyak, gas, dan air. )edangkan permeabilitas relatif untuk masing-masing fluida reservoir dinyatakan dengan persamaan sebagai berikut : k k ro = o , k
k rg =
k g k
,
k k rw = w . ......................................... #!-11$ k
#keterangan : o = minyak, g = gas dan w = air $ )edangkan besarnya harga permeabilitas efektif untuk minyak dan air dinyatakan dengan persamaan : k o
=
k w
=
Eo . µo . " 4 . #P1 − P! $ Ew . µw . " 4 . #P1 − P! $
.......................................................................... #!-1!$
.......................................................................... #!-1%$
8arga-harga k o dan k w pada ersamaan 2'12 dan ersamaan 2'1( ika diplot terhadap )o dan )w akan diperoleh hubungan seperti yang ditunukkan pada Gambar 2.-., yang menunukkan bahwa k o pada ) w C < dan pada )o C 1 akan
sama dengan k absolut, demikian uga untuk harga k absolutnya #titik 4 dan B$ 4da tiga hal penting untuk kurva permeabilitas efektif sistem minyak-air #Gambar 2.-$ , yaitu : •
k o akan turun dengan (epat ika ) w bertambah dari nol, demikian uga k w akan turun dengan (epat ika ) w berkurang dari satu, sehingga dapat dikatakan untuk )o yang ke(il akan mengurangi lau aliran minyak karena k o-nya yang ke(il, demikian pula untuk air.
•
k o akan turun menadi nol, dimana masih ada saturasi minyak dalam batuan #titik 6$ atau disebut Residual *il )aturation #)or $, demikian uga untuk air yaitu #)wr $.
•
8arga k o dan k w selalu lebih ke(il dari harga k, ke(uali pada titik 4 dan B, sehingga diperoleh persamaan : k o
+
k w
≤
1 ...............................................................................
#!-1?$
1
1
4
2
1 ' r
o
1 ' l i
e t a
3
0
o t
o t
y t i l i
y t i l i
! a e
! a e
m r e P
m r e P e v i t c e / / E
C
0
e v i t c e / / E
5
0
0
3 i l S a t r a t io n ' S o
1
1
a t e r S a t r a tio n ' S 2
0
Gambar 2.-. Kurva ermeabi&itas E6ekti6 untuk Sistem +in!ak /an Air 2"
Fika harga k ro dan k rw diplot terhadap saturasi fluida )o dan ) w, maka akan didapat kurva seperti Gambar 2.. 8arga k ro dan k rw berkisar antara < sampai 1, sehingga diperoleh persamaan : k ro
+
k rw
≤ 1 ................................................................................. #!-1$
Untuk sistem gas dan air, harga & rg dan & rw selalu lebih ke(il dari satu atau : k rg
+
k rw
≤ 1 .................................................................................. #!-1$
1
1
2
1 ' r
o
1 ' l i
e t a
3
0
o t
o t y t i l i ! a e
2 a t e r
m r e P
y t i l i ! a e
o r
1
1
i l o
m r e P
r 2
e v i t c e / / E
e v i t c e / / E
0
0 0
3 i l S a t r a ti o n ' S o
1
Gambar 2.. Kurva k re&ati6 sistem Air'+in!ak 2"
Parameter-parameter yang berpengaruh terhadap permeabilitas adalah : 1.
orositas
4pabila porositas semakin besar, maka permeabilitas uga akan semakin besar, seperti ditunukkan pada Gambar 2.4.
)
y ti il ! a e m r
e # "
6 o L
P o ro s it y Gambar 2.4 Gra6ik ;ubungan antara orositas /an ermeabi&itas 11".
2.
Saturasi
)eperti terlihat pada Gambar 2.-. dan Gambar 2.. menyatakan bahwa terdapat hubungan antara saturasi dengan permeabilitas. 4pabila saturasi minyak bertambah, maka permeabilitas efektif dan permeabilitas relatif minyak akan bertambah pula, demikian uga halnya dengan air. %.
Berdasarkan pada ersamaan 2'5, maka permeabilitas dipengaruhi oleh ke(epatan aliran fluida #v$, viskositas fluida dan tekanan.
,.
Geometri A&iran
Permeabilitas akan bervariasi pada setiap bentuk aliran dan kondisi lapisan. Untuk menentukan permeabilitas pada setiap kondisi yang berbeda, digunakan rumus yang berbeda pula. A&iran 3aminer, distribusi permeabilitas berbentuk paralel,
a.
seperti pada Gambar 2.5.
+
7
P1
1
2
P+
1 +
h1 h+
7
h7
L Gambar 2.5. A&iran 3inier8 Kombinasi 3apisan ara&e& $
@ari Gambar 2.5. di atas, maka permeabilitas reservoir adalah : n
k
=
∑ =
k h
1
................................................................ #!-1$
n
∑=
h
1
b.
A&iran 3inier, distribusi permeabilitas berbentuk seri, seperti
yang terlihat pada Gambar 2.:.
P+
P1
2
1
+
7
∆ P1
∆P !
∆ P %
L1
L+
L7
h
L Gambar 2.:. A&iran 3inier8 Kombinasi 3apisan Seri $
@ari Gambar 2.:. di atas, maka permeabilitas reservoir dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut : k =
" n "
∑
....................................................................... #!-12$
=1&
Per(obaan pengukuran permeabilitas batuan dapat dilakukan dengan analisa (ore. 8asil dari analisa ini akan memberikan pengukuran permeabilitas absolut se(ara langsung dengan memberikan ui aliran pada sampel (ore. 5luida yang digunakan untuk penguian biasanya gas atau udara yang dialirkan melalui (ore, dan tekanan masuk dan keluar dari sampel (ore diukur. Permeabilitas ditentukan dengan persamaan aliran fluida satu fasa sebagai berikut:
& =
! E ! µ " P! 4
(P
1
!
− P!
!
)
......................................................... #!-10$
dimana : &
C permeabilitas absolut, @ar(y
E!
C lau alir fluida yang keluar dari (ore, ((Ddt
4
C luas penampang (ore, (m!
"
C panang (ore, (m
µ
C viskositas fluida, (p
#P1! − P!!$
C beda tekanan masuk dan tekanan keluar dari (ore, atm
( ,
9 P
! !
.
7 + 1 0 0
0 '+
0 '
0 '(
0 '8
1 '0
"P 1 - P + ) + L Gambar 2.1<. Gra6ik ;asi& er*obaan er#itungan ermeabi&itas Dengan k = ! E !
µ " P!
!
4 P1 − P!
!
2"
Fika udara atau gas digunakan dalam penguian, maka teradi efek slip gas #efek &linkenberg$, akibat dari aliran turbulen, pada dinding pori-pori (ore. Gfek slip gas menyebabkan harga permeabilitas terukur #k g$ lebih besar daripada permeabilitas (airan #k "$ yang sebenarnya. Besarnya permeabilitas (airan #k "$ dihitung dengan persamaan sebagai berikut: kg
b = k " 1 + ................................................................................. #!-!<$ Pm
dimana : k g C permeabilitas udaraDgas, @ar(y k " C permeabilitas (airan, @ar(y b
C konstanta &linkenberg
Pm C tekanan rata-rata pengukuran, atm
2.1.2.(. Dera>at Kebasa#an 0?ettabi&itas"
Hettabilitas didefinisikan sebagai suatu kemampuan batuan untuk dibasahi oleh fasa fluida, ika diberikan dua fluida yang tak saling (ampur # immisible$.
Pada bidang antar muka (airan dengan benda padat teradi gaya tarik-menarik antara (airan dengan benda padat #gaya adhesi$, yang merupakan faktor dari tegangan permukaan antara fluida dan batuan. @alam sistem reservoir digambarkan sebagai air dan minyak #atau gas$ yang ada diantara matrik batuan.
σ 2 o
cos
θ =
σ so − σ s2
θ σ so
σ 2 o
σ s2
3 il
a te r
S o lid
Gambar 2.11. Kesetimbangan Ga!a'ga!a pa/a Batas Air'+in!ak'a/atan 2" Gambar 2.11. memperlihatkan sistem air minyak yang kontak dengan
benda padat, dengan sudut kontak sebesar θo. )udut kontak diukur antara fluida yang lebih ringan terhadap fluida yang lebih berat, yang berharga < o - 12
intermediet . 4pabila air tidak membasahi at padat maka tegangan adhesinya negatip #θ J 1<o$, berarti batuan bersifat oil wet . Gambar 2.12 dan Gambar 2.1( menunukkan besarnya sudut kontak dari air yang berada bersama-sama
dengan hidrokarbon pada media yang berbeda, yaitu pada permukaan silika dan kalsit.
$ 70
o
Is o - 3 c t a n e
$ 87
o
$ 1 ,8
o
Is o - 3 c t a n e : I s o - in o li n e , ' & % Is o - i n o l in e
$ 7,
o
N a # h th e n ic cid
Gambar 2.12. Su/ut Kontak Antar ermukaan Air /engan ;i/rokarbon pa/a ermukaan Si&ika 2"
$ 70
o
Is o - 3 c t a n e
$ 8
o
$ ,
o
Is o - 3 c t a n e : I s o - i n o li n e , ' & % Is o - i n o l in e
$ 1 0(
o
N a # h th e n ic cid
Gambar 2.1(. Su/ut Kontak Antar ermukaan Air /engan ;i/rokarbon pa/a ermukaan Ka&sit 2"
Pada umumnya reservoir bersifat water wet , sehingga air (enderung untuk melekat pada permukaan batuan sedangkan minyak akan terletak diantara fasa air. Fadi minyak tidak mempunyai gaya tarik-menarik dengan batuan dan akan lebih mudah mengalir. Pada waktu reservoir mulai diproduksikan, dimana harga saturasi minyak (ukup tinggi dan air hanya merupakan (in(in-(in(in yang melekat pada batuan formasi, butiran-butiran air tidak dapat bergerak atau bersifat immobile, dan
saturasi air yang demikian disebut residual water saturation. Pada saat yang demikian minyak merupakan fasa yang kontinyu dan bersifat mobile. )etelah produksi mulai beralan, minyak akan terus berkurang digantikan oleh air. )aturasi minyak akan semakin berkurang dan saturasi air akan terus bertambah, sampai pada saat tertentu saturasi air akan menadi fasa kontinyu, dan minyak merupakan (in(in-(in(in. Pada saat ini, air bersifat mobile dan akan bergerak bersama-sama minyak. ambaran tentang water wet dan oil wet ditunukkan pada Gambar 2.1,, yaitu pembasahan fluida dalam pori-pori batuan. 5luida yang membasahi akan (enderung menempati pori-pori batuan yang lebih ke(il, sedangkan fluida tidak membasahi (enderung menempati pori-pori batuan yang lebih besar.
a . 3 il e t
! . a te r e t
P o re s # a c e o c c # ie d ! y ; 3 * o c m a t ri < P o r e s # a c e o c c # ie d ! y 3 il
Gambar 2.1,. embasa#an 7&ui/a /a&am ori'pori Batuan
2"
'enurut Srobod #10!$!$, harga wetabilitas dan sudut kontak nyata ditentukan berdasarkan karakteristik pembasahan, yang merupakan fungsi dari threshold pressure #Pt$, sesuai dengan persamaan berikut : ettabilitiy !umber C
(os θ wo P3wo σ oa (os θ oa P3oa σ wo
"ontact #ngle C (os θ wo
=
...................................... #!-!!$
σ oa .......................................... #!-!%$ P3oa σ wo P3wo
dimana : 6os θwo C sudut kontak air dengan minyak dalam inti batuan
6os θoa C sudut kontak minyak dengan udara dalam inti batuan #C1$ P3wo
C
tekanan threshold inti batuan terhadap minyak # pada waktu batuan berisi air $
P3oa
C tekanan threshold inti batuan terhadap udara # pada waktu batuan berisi minyak$
σwo
C tegangan antar muka antara air dengan minyak
σoa
C tegangan antar muka antara minyak dengan udara
3ekanan threshold, yang merupakan fungsi dari permeabilitas ditentukan berdasarkan Gambar 2.1-.
1000 6 ; m m ' e r s s e r P d l o h s e r h T
,00 700
100 ,0 70
10 0 .1
0 .7 0 ., 1 .0
7
,
10
70 ,0 100
700
1000
P e rm e a ! i lit y ' m 5 " a t a t m o s # h e r ic # r e s s r e )
Gambar 2.1-. Tekanan T#res#o&/ sebagai 7ungsi /ari ermeabi&itas /an ?etabi&itas
4"
2.1.2.,. Tekanan Kapi&er
3ekanan kapiler #P ($ didefinisikan sebagai perbedaan tekanan yang ada antara permukaan dua fluida yang tidak ter(ampur #(airan-(airan atau (airan-gas$ sebagai akibat dari teradinya pertemuan permukaan yang memisahkan kedua
fluida tersebut. Besarnya tekanan kapiler dipengaruhi oleh tegangan permukaan, sudut kontak antara minyakKairKat padat dan ari-ari kelengkungan pori. Pengaruh tekanan kapiler dalam sistem reservoir antara lain adalah : 1.
'engontrol distribusi saturasi di dalam reservoir #Gambar 2.1. menunukkan kurva distribusi fluida yang merupakan hubungan antara saturasi fluida dengan tekanan kapiler pada beberapa permeabilitas batuan$
70 +&
+00
90
180 t
d
' i
e
+
s #
r
r
s
s
n oi
s
e ti
r
P
lal
d n o c
# a
o v
y r i
ri r
C r
e
t
e r "
P r
18
al il
# a
1,
m
m
0 0
0 0
10
d
1
+
,
s #
0 1
m
i
&+
m
d
'
e
(7
0 ,
r
)
s
a
r
a d
s
C
1+0
,
100
,
1+ 9
0
(
r
e = e v o !
P y
80
r
y
lal
o t
a
# a r
o ! al
C r
e
(0
r
i
7( t
+&
"
a 0 -
0
18
7
+0
9
0
0
h 6i
t
e
o
-l
3
r
0 0
d
y
s
e
i
e
+1 )
m
9
s
e
d
0 0
s
'
a
1(0
81
d
m
/
ri
;
0
10
+0
70
0
,0
(0
&0
80
90
0 100
a t e r S a t r a t io n ' %
Gambar 2.1. Kurva Distribusi 7&ui/a :".
!.
'erupakan mekanisme pendorong minyak dan gas untuk bergerak atau mengalir melalui pori-pori se(ara vertikal.
Pa P2
h Pa
Po !
4> 4
P2 ! h
a ir
?
4> 4
Po a
?
2 a te r
a . ir - a te r
P2 a
3 il 2ater
! . 3 il - a t e r
Gambar 2.14. Tekanan /a&am ipa Kapi&er 2"
Berdasarkan pada Gambar 2.14., sebuah pipa kapiler dalam suatu beana terlihat bahwa air naik ke atas di dalam pipa akibat gaya adhesi antara air dan dinding pipa yang arah resultannya ke atas. aya-gaya yang bekera pada sistem tersebut adalah : 1.
Besar gaya tarik keatas adalah !π r43, dimana r adalah ari-ari pipa kapiler. )edangkan besarnya gaya dorong ke bawah adalah πr !hg#ρw-ρo$.
!.
Pada kesetimbangan yang ter(apai kemudian, gaya ke atas akan sama dengan gaya ke bawah yang menahannya yaitu gaya berat (airan. )e(ara matematis dapat dinyatakan dalam persamaan sebagai berikut : !
π
r 4 3
= π
r ! h g #ρ w
− ρo $
................................................. #!-!%$
atau :
h
=
! 43 r #ρ w
− ρo $
g
..................................................................... #!-!?$
dimana : h
C ketinggian (airan di dalam pipa kapiler, (m
r
C ari-ari pipa kapiler, (m.
ρw C massa enis air, grD(( ρo C massa enis minyak, grD(( g
C per(epatan gravitasi, (mDdt!
@engan memperlihatkan permukaan fasa minyak dan air dalam pipa kapiler maka akan terdapat perbedaan tekanan yang dikenal dengan tekanan kapiler #P($. Besarnya P( sama dengan selisih antara tekanan fasa air dengan tekanan fasa minyak, sehingga diperoleh persamaan sebagai berikut : P( C Po K Pw C #ρo - ρw$ g h .......................................................... #!-!$ 3ekanan kapiler dinyatakan berdasarkan sudut kontak dalam hubungan sebagai berikut : P(
=
!
σ
(os θ r
................................................................................ #!-!$
dimana : P( C tekanan kapiler σ C tegangan permukaan minyak-air θ
C sudut kontak permukaan minyak-air
r
C ari-ari pipa kapiler 'enurut $lateau%&, tekanan kapiler merupakan fungsi tegangan antar muka
dan ari-ari lengkungan bidang antar muka, dan dapat dinyatakan dengan persamaan : P(
= σ 1 + R 1
.......................................................................... #!-!$ R ! 1
dimana : R 1 dan R ! C ari-ari kelengkungan konvek dan konkaf, in(h σ
C tegangan permukaan, lbDin(h
Penentuan harga R 1 dan
R !, dilakukan dengan perhitungan ari-ari
kelengkungan rata-rata #R m$, yang didapatkan dari perbandingan ersamaan 2'2 dengan ersamaan 2.24. @ari perbandingan tersebut didapatkan persamaan perhitungan ari-ari kelengkungan rata-rata sebagai berikut : 1 R m
1 1 = + = R R ! 1
! (os θ r t
=
∆ρ g h ...................................... #!-!2$ σ
Gambar 2.15. menunukkan distribusi dan pengukuran R 1 dan R !. &edua
ari-ari kelengkungan tersebut diukur pada bidang yang saling tegak lurus.
*1
*+
Gambar 2.15. Distribusi /an engukuran Ra/ius Kontak Antara 7&ui/a embasa# /engan a/atan 2"
2.1.2.-. Saturasi 7&ui/a
)aturasi fluida batuan didefinisikan sebagai perbandingan antara volume pori-pori batuan yang ditempati oleh suatu fluida tertentu dengan volume pori pori total pada suatu batuan berpori. @alam batuan reservoir minyak umumnya terdapat lebih dari satu ma(am fluida, kemungkinan terdapat air, minyak, dan gas yang tersebar ke seluruh bagian reservoir. )e(ara matematis, besarnya saturasi untuk masing-masing fluida dituliskan dalam persamaan berikut :
)aturasi minyak #)o$ adalah : )o
− pori yang diisi oleh min yak volume pori − pori total
volume pori
............... #!-!0$
)aturasi air #)w$ adalah : )w
=
=
− pori yang diisi oleh air ......................... #!-%<$ volume pori − pori total
volume pori
)aturasi gas #)g$ adalah : )g =
volume pori − pori yang diisi oleh gas volume pori − pori total
........................ #!-%1$
Fika pori-pori batuan diisi oleh gas-minyak-air maka berlaku hubungan :
)g 9 )o 9 )w C 1 ................................................................................ #!-%!$ )edangkan ika pori-pori batuan hanya terisi minyak dan air, maka : )o 9 )w C 1
...................................................................................... #!-%%$
5aktor-faktor penting yang harus diperhatikan dalam mempelaari saturasi fluida antara lain adalah : •
)aturasi fluida akan bervariasi dari satu tempat ke tempat lain dalam reservoir, saturasi air (enderung untuk lebih besar dalam bagian batuan yang kurang porous. Bagian struktur reservoir yang lebih rendah relatif akan mempunyai )w yang tinggi dan ) g yang relatip rendah, demikian uga untuk bagian atas dari struktur reservoir berlaku sebaliknya. 8al ini disebabkan oleh adanya perbedaan densitas dari masing-masing fluida.
•
)aturasi fluida akan bervariasi dengan kumulatip produksi minyak. Fika minyak diproduksikan maka tempatnya di reservoir akan digantikan oleh air dan atau gas bebas, sehingga pada lapangan yang memproduksikan minyak, saturasi fluida berubah se(ara kontinyu.
•
)aturasi minyak dan saturasi gas sering dinyatakan dalam istilah pori-pori yang diisi oleh hidrokarbon. Fika volume batuan adalah , ruang pori-porinya adalah φ., maka ruang pori-pori yang diisi oleh hidrokarbon adalah : )o φ 9 )g φ C #1 K )w $ φ .............................................. #!-%?$ Pengukuran saturasi fluida dapat dilakukan dengan menggunakan metode
Retort dan metode @istilasi. 1. +eto/e Retort
@alam metode retort, (ore yang dianalisa ditempatkan dalam peralatan retort dan dipanaskan pada temperatur ?<< o5 selama satu am. 5luida yang menguap dikondensasikan, minyak dan air yang diperoleh dipisahkan dengan (entrifuge. 3emperatur penguian dinaikkan sampai 1!<< o5 supaya minyak berat dapat teruapkan seluruhnya, kemudian hasil kondensasi di(atat volumenya. Besarnya saturasi fluida ditentukan dengan persamaan sebagai berikut :
)w
=
Bw
)o
=
Bo
..................................................................................... #!-%$
B p
...................................................................................... #!-%$
B p
dimana: )w C saturasi air, fraksi )o C saturasi minyak, fraksi w C volume air hasil kondensasi, (m% o C volume minyak hasil kondensasi, (m%
2. +eto/e Disti&asi
@alam metode ini, (ore yang dianalisa ditimbang kemudian ditempatkan pada timble yang diketahui beratnya dan dimasukkan dalam labu yang berisi (airan toluena bertitik didih 11! o6. Pemanasan dilakukan untuk menguapkan air dan toluena, selanutnya uap yang teradi dikondensasikan dan (airan yang diperoleh di(atat volumenya. Pemanasan terus dilakukan sampai (airan yang terkumpul dalam water trap konstan. &emudian (ore diambil, dikeringkan dan ditimbang. )aturasi fluida dapat dihitung sebagai berikut: wt C wo + ww ............................................................................ #!-%$ ww C w × ρw ............................................................................. #!-%2$
Bo =
Bw =
(w
o
+ ww ) − ww ρo
(w
o
+ ww ) − wo ρw
.................................................................. #!-%0$
................................................................... #!-?<$
dimana: wt C berat total yang hilang, gr ww C berat air, gr wo C berat minyak, gr w C volume air, (m%
o C volume minyak, (m % ρw C berat enis air, #C 1 grD(($ ρo C berat enis minyak, grD(( Besarnya saturasi fluida dihitung dengan ersamaan 02'(-" dan ersamaan 02'(".
2.1.2.. Kompressibi&itas
Pada formasi batuan kedalaman tertentu terdapat dua gaya yang bekera padanya, yaitu gaya akibat beban batuan diatasnya #overburden$ dan gaya yang timbul akibat adanya fluida yang terkandung dalam pori-pori batuan tersebut. Pada keadaan statik, kedua gaya berada dalam keadaan setimbang. Bila tekanan reservoir berkurang akibat pengosongan fluida, maka kesetimbangan gaya ini terganggu, akibatnya teradi penyesuaian dalam bentuk volume pori-pori, perubahan batuan dan 'enurut 'eerstma #10$
!$
, mengemukakan tiga konsep mengenai
kompressibilitas batuan, yaitu : •
&ompressibilitas matriks batuan, yaitu fraksi perubahan volume material padatan #grains$ terhadap satuan perubahan tekanan.
•
&ompressibilitas bulk batuan, yaitu fraksi perubahan volume bulk batuan terhadap satuan perubahan tekanan.
•
&ompressibilitas pori-pori batuan, yaitu fraksi perubahan volume pori-pori batuan terhadap satuan perubahan tekanan. Batuan yang berada pada kedalaman tertentu akan mengalami dua ma(am
tekanan, antara lain : 1. 3ekanan hidrostatik fluida yang terkandung dalam pori-pori batuan !. 3ekanan-luar #e(ternal stress$ yang disebabkan oleh berat batuan yang ada diatasnya #overburden pressure$. Pengosongan
fluida
dari
ruang
pori-pori
batuan
reservoir
akan
mengakibatkan perubahan tekanan-dalam dari batuan, sehingga resultan tekanan pada batuan akan mengalami perubahan pula. 4danya perubahan tekanan ini akan
