POROSITAS BATUAN RESERVOIR
Porositas merupakan hal yang sangat penting untuk mengukur ruang kosong yang tersedia bagi tempat menyimpan fluida hidrokarbon. Porositas ( Φ ) adalah kemampuan suatu batuan untuk menyimpan fluida. Porositas adalah perbandingan ruang kosong atau pori-pori dalam batuan dengan keseluruhan volume batuan dikali 100 (untuk menyatakan persen). persen). Porositas dibagi 2 berdasarkan asal usulnya : 1. Original (Primary) Porosity Porositas yang terbentuk ketika proses pengendapan batuan (deposisi) tanpa ada faktor lain. Pada umumnya terjadi pada porositas antar butiran pada batupasir, antar Kristal pada batukapur, atau porositas oolitic pada batukapur. 2. Induced (Secondary) (Secondary) Porosity Porositas yang terbentuk setelah proses deposisi batuan karena beberapa proses geologi yang terjadi pada batuan tersebut, seperti proses intrusi, fault, retakan, dan sebagainya. Proses tersebut akan
mengakibatkan
porosity/permeabelitas
lapisan menjadi
yang
lapisan
sebelumnya
berporositas.
non-
Contohnya
retakan pada shale dan batukapur, dan vugs atau lubang-lubang akibat pelarutan pada batukapur. Batuan yang berporositas original lebih seragam dalam karakteristik batuannya daripada porositas induced. Porositas berdasarkan kualitas :
Intergranuler : Pori-pori terdapat di antara antara butir.
Interkristalin : Pori-pori terdapat terdapat di di antara kristal.
Celah dan rekah : Pori- pori terdapat di antara celah/rekahan. celah/rekahan.
Pin-point porosity : Pori-pori merupakan merupakan bintik-bintik terpisah-pisah, tanpa terlihat bersambungan. bersambungan.
Tight : Butir-butir berdekatan dan kompak sehingga pori-pori kecil kecil sekali dan hampir tidak ada porositas.
Dense : Batuan Batuan sangat kecil sehingga hampir tidak ada porositas. porositas.
Vugular : Rongga-rongga Rongga-rongga besar yang berdiameter beberapa beberapa mili dan kelihatan
sekali
bentuk-bentuknya
tidak
beraturan,
sehingga
porositas besar.
Cavernous : Rongga-rongga besar sekali yang merupakan merupakan gua-gua, sehingga porositasnya besar.
B. Jenis Porositas T o t a l P o r o s i t y / A b s o l u t e P o r o s i t y adalah perbandingan ruang
kosong/ pori-pori dalam batuan dengan bulk volume batuan (dinyatakan dalam persen). E f f ec ec t i v e P o r o s i t y adalah perbandingan ruang kosong/ pori-pori
yang saling berhubungan dalam batuan dengan bulk volume batuan (dinyatakan dalam persen). Porositas Residual adalah porositas yang besarnya merupakan adalah
perbandingan antara volume pori yang tidak berhubungan dengan volume bulk batuan (dinyatakan dalam persen). Para reservoir engineering menginginkan nilai effective point yang besar karena berhubungan dengan kelancaran laju alir fluida dalam batuan. Untuk batuan dengan penyemenan yang buruk hingga pertengahan, porositas total kira-kira hampir sama dengan effective porosity. Sedangkan penyemenan yang sangat tinggi dan batukapur, kemungkinan terjadi perbedaan yang signifikan antara porositas total dengan effective porosity. Susunan pori sangatlah kompleks, tetapi relatif terdistribusi merata. Kekompleksan susunan pori meningkat dari interaksi berbagai faktor dalam lingkungan geologi, yaitu pengepakan butir dan distribusi ukuran butir dari kerangka pecahan, tipe material yang mengisi bagian kosong, dan tipe kadar penyemenan. Induced porosity seperti batuan karbonat memiliki tingkat susunan pori yang lebih kompleks. Terkadang terdapat dua atau lebih sistem pori pada batuan. Materi dasar batuan
biasanya kristal sebagai matriks. Matriks mengandung pori-pori kecil terbuka yang terdiri dari 1 sistem sistem pori. Sistem ini berasal berasal dari struktur kristal dari dalam batuan. Sistem pori dapat juga berasal dari fracturing/ retakan, lepasan dari batuan utama, atau pelarutan.
C. Perhitungan Porositas Beberapa batuan secara umum dapat menyerap fluida, seperti air, minyak, atau gas atau kombinasinya. Reservoir engineering memusatkan objeknya pada jumlah fluida yang terkandung dalam batuan tersebut, pergerakan fluida ke batuan, atau sifat yang berhubungan lainnya. Sifat-sifat ini bergantung pada batuan dan sifat fluida terhadap batuan tersebut. Ada porositas (pengukuran ruang kosong dalam batuan), permeabilitas (pengukuran perpindahan fluida dalam batuan), Saturasi fluida (pengukuran distribusi kasar fl uida dalam batuan), dan electrical conductivity of fluid-saturated rocks (pengukuran konduktivitas batuan termasuk fluidanya terhadap terhadap arus listrik). Sifat-sifat Sifat -sifat diatas merupakan parameter dasar untuk mendeskripsikan batuan. 1. Porositas Dalam reservoir minyak, porositas mengambarkan persentase dari total ruang yang tersedia untuk ditempati oleh suatu cairan atau gas. Porositas dapat didefinisikan sebagai perbandingan antara volume total pori-pori batuan dengan volume total batuan per satuan volume tertentu, yang jika dirumuskan :
Gambar 1.1 Rumus 1.1 Rumus Porositas
Dimana : ∅
= Porositas absolute (total), fraksi (%)
Vp
= Volume pori-pori, cc
Vb
= Volume batuan (total), cc
Vgr
= Volume butiran, cc
Porositas batuan reservoir dapat diklasifikasikan menjadi dua, yaitu: a. Porositas absolut, adalah perbandingan antara volume pori total terhadap volume batuan total yang dinyatakan dalam persen, atau secara matematik dapat ditulis sesuai persamaan sebagai berikut :
Gambar 1.2 Rumus 1.2 Rumus Porositas Absolut
b. Porositas efektif, adalah perbandingan antara volume pori-pori pori -pori yang saling berhubungan terhadap volume batuan total (bulk volume) yang dinyatakan dalam persen.
Gambar 1.3 Rumus 1.3 Rumus Porositas Efektif
Dimana
:
∅e
= Porositas efektif, fraksi (%)
ρg
= Densitas butiran, gr/cc
ρb
= Densitas total, gr/cc
ρf
= Densitas formasi, gr/cc
Berdasarkan waktu dan cara terjadinya, maka porositas dapat juga diklasifikasikan menjadi dua, dua, yaitu : a. Porositas primer, yaitu porositas yang terbentuk terbentuk pada waktu waktu yang bersamaan dengan proses pengendapan berlangsung. berlangsung. b. Porositas sekunder, yaitu porositas batuan yang terbentuk setelah
proses
pengendapan.
Besar
kecilnya
porositas
dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu ukuran butir, susunan butir, sudut kemiringan dan komposisi mineral pembentuk batuan.
Tabel Ukur Porositas dan Kuantitas Porositas (%)
Kuantitas
( 0% – 5 %)
Dapat diabaikan (negligible)
(5% – 10%)
Buruk (poor)
(10%- 15%)
Cukup baik (fair)
(15%- 20%)
Baik (good)
(20%- 25%)
Sangat baik (very good)
(>25%)
Istimewa (excellent)
Faktor-faktor yang mempengaruhi porositas antara lain : 1. Ukuran butir atau grain size, semakin kecil ukuran butir maka rongga yang terbentuk akan semakin kecil puladan sebaliknya jika ukuran butir besar maka rongga yang terbentuk jugasemakin besar. 2. Bentuk butir atau sphericity Batuan dengan bentuk bentuk butir jelek akan memiliki porositas yang besar,sedangkan kalau bentuk butir baik maka akan memiliki porositas yang kecil.
3. Susunan butir a. Porositas pada susunan cubic packing
= 2r ·2r ·2r = 8r 3
Vbulk
Vgrain = 8·(1/8)· (4/3)·π· r 3
= (4/3)·π· r 3 Φ
= (Vbulk – Vgrain)/ Vbulk = (8r 3 – (4/3)·π· r 3)/ 8r 3 = 0.4764 = 47.64% Volume bulk batuan diilustrasikan sebagai volume kotak,
sedangkan volume grain batuan adalah jumlah butir yang ada dalam pada packing. Pada setiap packing terdapat 8 buah butir, tiap
butirnya
1/8
dari
volume
bola.
Porositas
adalah
perbandingan volume pori-pori dengan volume bulk batuan dinyatakan dalam persen. Volume pori-pori di dapat dari Vbulk dikurangi Vgrain. Jadi, kita dapatkan porositas cubic packing sebesar 47.67%. Porositas ini merupakan nilai paling besar dari susunan packing apapun. Apabila ditemukan nilai porositas yang lebih besar dari 47.67% maka sudah jelas perhitungannya salah.
b. Porositas pada susunan rhombohedral packing
Vbulk
= alas·tinggi·lebar = 2r·2r sin 450·2r = 4·(2)1/2 · r 3
Vgrain = (4/3)·π· r 3
Φ
= (Vbulk – Vgrain)/ Vbulk = (4·(2)1/2 · r 3 – (4/3)·π· r 3)/ 4·(2)1/2 · r 3 = 0.2596 = 25.96% Rhombohedral sendiri memiliki bentuk seperti 3d nya
jajar genjang yang memiliki kemiringan sebesar 450. Volume bulk batuan digambarkan sebagai sebuah volume kotak yang dimiringkan 450, sedangkan volume grain batuan adalah jumlah butir yang ada dalam pada packing dengan jumlah sama dengan
1
buah
bola.
Porositas
dinyatakan
dengan
perbandingan antara volume pori-pori dengan volume bulk batuan dan dinyatakan dalam persen. Volume pori-pori didapat dari Vbulk dikurangi Vgrain. Sehingga, dari perhitungan didapat porositas rhombohedral packing sebesar 25.96%. Porositas rhombohedral packing lebih kecil daripada cubic packing.
c. Porositas pada susunan hexagonal packing
Vbulk
= alas·tinggi·lebar = 2r·2r sin 600·2r = 4·(3)1/2 · r 3
Vgrain = (4/3)·π· r 3
Φ
= (Vbulk – Vgrain)/ Vbulk = (4·(3)1/2 · r 3 – (4/3)·π· r 3)/ 4·(3)1/2·r 3 = 0.3954 = 39.54% Hexagonal packing memiliki bentuk jajar genjang dengan
kemiringan 600. Volume bulk batuan diperlihatkan sebagai sebuah volume kotak yang dimiringkan 45 0, sedangkan volume grain batuan adalah jumlah butir yang ada dalam pada packing dengan total volume sama dengan volume 1 buah bola. Porositas dinyatakan sebagai perbandingan antara volume pori-pori dengan volume bulk batuan lalu dinyatakan dalam persen. Volume pori-pori dapat kita peroleh dari Vbulk dikurangi Vgrain. Melalui perhitungan di atas kita dapatkan porositas hexagonal packing sebesar 39.54%. Porositas hexagonal packing
memiliki
porositas
lebih
besar
dari
porositas
rhombohedral packing dan lebih kecil dari porositas cubic packing. Apabila ukuran butirnya sama maka susunan butir sama dengan bentuk kubusdan mempunyai porositas yang lebih besar dibandingkan dengan bentuk rhombohedral.
4. Pemilahan Apabila butiran baik maka ada keseragaman sehingga porositasnya akan baik pula. Pemilahan yang jelek menyebabkan butiran yang berukuran kecil akanmenempati rongga diantara butiran yang lebih besar akibatnya porositasnyarendah. 5. Komp Kompos osis isii mine minera rall Apabila Apab ila penyusun penyu sun batuan batu an terdir ter dirii dari dar i mineral min eral-mineral yang mudah larut sepertigolongan karbonat maka porositasnya akan baik karena rongga-rongga akibatproses pelarutan dari batuan tersebut. 6. Sementasi material material semen pada dasarnya akan mengurangi harga porositas. Material yangdapat berwujud semen adalah silika, oksida besi dan mineral lempung. 7. Kompa Kompaks ksii dan pemam pemampa patan tan Adanya Ada nya kompak kom paksi si dan pemamp pem ampata atan n akan mengurangi harga porositas. Apabilabatuan terkubur semakin dalam maka porositasnya akan semakin kecil yangdiakibatkan karena adanya penambahan beban.Gambar dibawah menunjukkan foto dari batuan yang memiliki porositas.
