Prinsip Dasar Properti Batuan Kuliah 1 (11.Sep.2015)
Dosen: Sri Konsep Harum Wicaksono Courtesy: Schlumberger
Properti Batuan • Batuan reservoir bisa berasal dari unconsolidated sampai consolidated sandstone, limestone, dsb serta tersusun dari banyak mineral (silica, calcite, dll). • Pengetahuan properti batuan penting untuk mengetahui dan mengevaluasi performa reservoir. • Properti batuan ditentukan melalui analisis laboratorium dengan mengambil core (sample reservoir).
Data Core – Untuk apa?
Analisis Rutin Core & Analisis Spesial Core
Analisis Data Core Analisis Rutin Core • Porositas • Permeabilitas • Saturasi
Analisis Spesial Core • Tekanan overburden • Tekanan Kapiler • Permeabilitas Relatif • Kebasahan • Tegangan permukaan dan antar-muka
Porositas – Prinsip Porositas merupakan ukuran kapasitas penyimpanan (volume pori) yang yang berisi fluida. Secara kuantitatif, porositas berarti rasio volume pori dibagi volume total (bulk volume)
Porositas absolut
Porositas efektif
Porositas – Faktor Penting Faktor yang mempengaruhi besar kecilnya porositas antara lain: 1. Ukuran butir 2. Bentuk butir 3. Susunan butir • Cubic-packing (47.7%) • Rhombohedral packing (25.9%) • Hexagonal packing (39.54%) 4. Pemilahan / sorting 5. Komposisi mineral 6. Sementasi 7. Kompaksi dan pemampatan
Perata-rataan porositas (Porosity Averaging)
K-Phi Law K-Phi (Permeability-Porosity) Law dipakai untuk menentukan nilai permeability berdasarkan persebaran data porosity yang ada di SCAL (Special Core Analysis)
Porositas – Contoh (1)
Porositas – Contoh (2)
Saturasi – Prinsip Saturasi merupakan fraksi, atau persen, dari volume pori yang diisi oleh fluida tertentu.
Saturasi – Prinsip
Saturasi – Contoh
Kebasahan Batuan Kebasahan batuan merupakan tendensi dari satu fluida untuk menyebar pada permukaan benda padat.
Wettability
WW phi < 90 deg OW phi > 90 deg
Tegangan Permukaan dan Antar Muka
Permeability Didefinisikan sebagai kemampuan batuan untuk mengalirkan fluida. Dihitung menggunakan hukum Darcy.
Berdasarkan arahnya, permeability didefinisikan: permeabilitas horizontal dan permeabilitas vertikal.
Unit in SI?
Efek Klinkenberg Klinkenberg menemukan bahwa terdapat perbedaan kecepatan pada fluida yang mengalir di antara butir pasir.
Liquid memiliki kecepatan = 0 pada permukaan butir pasir, sedangkan gas memiliki kecepatan yang berhingga. Hal ini disebut sebagai slippage. Oleh karena itu permeability pada gas lebih besar daripada liquid
Efek Klinkenberg
Permeabilitas Rata-rata
Permeabilitas Contoh
Relative Permeability Applications of relative permeability data • To model a particular process, for example, fractional flow, fluid distributions, recovery and predictions • Determination of the free water surface; i.e., the level of zero capillary pressure or the level below which fluid production is 100% water. • Determination of residual fluid saturations
Relative Permeability Definition Absolute permeability – ability of the porous media to transmit fluids Effective permeability – permeability of a given phase when more than one phase is present
Relative permeability – the ratio of the effective permeability for a particular fluid to a reference or base permeability of the rock.
Pada gas, terdapat Klinkenberg effect slippage effect karena gas memiliki mobility yang tinggi k abs gas lebih tinggi
Relative Permeability
Relative Permeability
Relative Permeability Sgc - critical gas saturation, when gas first becomes mobile, generally at Sg = 2 to 5%, always between 0 and 10% this would be measured during a drainage process Sgr = Sgt -residual or trapped gas saturation, when gas can no longer flow because its saturation is being reduced during an imbibition process, generally at values between 15 and 40%.
Relative Permeability
Relative Permeability Relationship between capillary pressure and relative permeability
Relative Permeability Oil-Water System
Relative Permeability Oil-Gas System
Relative Permeability Three Phases System
Capillary Pressure (Pc) Pc = P Nw - Pw P Nw = P non wetting phase P w = P wetting phase
Capillary Pressure (Pc) – J Function
Capillary Pressure (Pc) – J Function
Capillary Pressure (Pc) – J Function
Capillary Pressure (Pc) – J Function
Capillary Pressure (Pc) – J Function
Capillary Pressure (Pc) – J Function
Pc(Sw) Depends on k,f Core Lithofacies
Core Plugs
Pore Types
Petrophysical Data f vs k
Gamma Ray Log
Flow Units
Capillary Pressure
High Quality 5
4 3
Function moves up and right, and becomes less “L” shaped as reservoir quality decreases
2
Low Quality 1
Proses Hysterisis
Distribusi Saturasi Inisial • Sebuah aplikasi yang penting dari prinsip Pc adalah untuk mengetahui distribusi fluida di reservoir.
• Data Pc-Sw dapat dikonversi menjadi data ketinggian-saturasi dan untuk menentukan ketinggian Free Water Level (FWL).
Distribusi Saturasi Inisial
Distribusi Saturasi Inisial
Distribusi Saturasi Inisial
Distribusi Saturasi Inisial
Distribusi Saturasi Inisial
Distribusi Saturasi Inisial
Mengubah data Pc lab ke Pc res
Mengubah data Pc lab ke Pc res For a pay zone whose top and bottom are 45 ft and 25 ft from the free water table, use the laboratory Pc graph below to calculate the average water saturation for this pay interval.
Hydrocarbon in Place (Volume) Initial Oil in Place (IOIP)
Initial Gas in Place (IGIP)
Faktor Konversi / Satuan Unit !!
Quiz 1
2
Hitunglah porositas dari sebuah sample core batu pasir dengan data-data analisis core berikut ini: Volume Bulk sample kering : 8.1 cm3 Berat dari sample kering: 17.3 g Densitas butir pasir: 2.67 g/cm3
Tentukan porositas dan jenis batuan dari sebuah sample core, dengan data-data yang dberikan berikut ini: Berat sample kering core: 259.2 g Berat sample core yang tersaturasi air 100%: 297 g (densitas air 1 g/cm3) Berat sample core di air: 161.4 g
brine dipakai untuk mengukur 3 Sebuah permeabilitas absolute dari sebuah core plug. Sample batuan memiliki panjang 4 cm dan luas cross section 3 cm2. Brine memiliki viscosity 1 cp dan mengalir dengan laju konstan 0.5 cm3/detik pada differential pressure 2 atm. Tentukan permeabilitas absolutnya!
