15  

BAB III

PERALATAN DAN PEROSEDUR PERCOBAAN

 

Alat vibrasi yang digunakan pada ekperimen ini merupakan pengembangan dari

rancangan Tim Vibroseismik Teknik Perminyakan ITB. Alat ini mampu

menstimulasi vibrasi dari arah atas (longitudinal aksial, gelombang P) dimana alat

sebelumnya mempunyai sumber getar vibrasi hanya tipe transversal sirkular

(gelombang S). Komponen-komponen vibrator, prosedur pengukuran, pengukuran

parameter-parameter fisis sampel core, serta pelaksanaan eksperimen

dilaboratorium telah dijelaskan secara lengkap dalam thesis Beni.

Beberapa modifikasi pada komponen vibrator terutama pada penggunaan mode

vibrasi aksial terletak pada sumber getar aksial dan penguat/amplifier (gambar

3.1). Sumber getar aksial ditempakan pada bagian atas alat vibroseismik (gambar

3.2) dan dihubungkan kepenguat kemudian dari penguat dihubungkan ke unit

vibroseismik exciter.

Gambar 3.1. (a) Penguat vibrasi aksial, (b) vibrator aksial, (c) unit vibrator

exciter, dan (d) unit sonic delay analyzer

Pada penelitian ini mode vibrasi aksial dan sirkular digetarkan secara simultan

dengan pendesakan air pada core sintetis yang terdiri dari bebagai variasi

permeabilitas (k) dan porositas. Frekuensi yang dipakai adalah 15 Hz pada

amplitudo yang sama. Laju injeksi konstan pada 0,3 cc/menit dan pendesakan

diusahakan hingga minyak tidak lagi terproduksi. Untuk membandingkan efek

a

b

c

d

16  

stimulasi vibrasi maka digunakan sampel core yang sama sebelum dan setelah

vibrasi.

Gambar 3.2. Alat vibroseismik mampu menstimulasi vibrasi tipe longitudinal

aksial (gelombang P) dan transversal sirkular (gelombang S)

3.1 Peralatan dan Bahan

3.1.1 Peralatan

1. Alat vibrasi tim vibroseismik Teknik Perminyakan ITB

Spesifikasi :

Sensor

Desain elemen : Triaxial piezzo ceramic

Dimensi : 59 x 59 x 62 mm

Case material : Diamagnetic stainless steel

Sumber Gel. P (Axial) 

Sumber Gel. S (Circular) X‐Y Receiver X‐Z Receiver Ultrasonic 

Core Holder Overburden Line 

Saluran Produksi 

Injection Valve 

17  

Transmit mode : Shear (X dan Y) dan pressure (Z)

Konektor : 8 pin receiver & 7 pin transmitter

Recommended cabling : Aluminium shielded ground

Transmitter

HV pulse : 10 – 250 V internal adjustable

Pulse rate : 25 – 150 Hz continue

Receiver

Charge amplifier gain : 0 – 75 dB

Coupling : RC

Main

Calibration delay : 0 – 20 µs (ADJ)

Trigger delay : 0 – 100 µs (10 x 10 µs stepped)

Power supply : 220 V AC

Temperature range : 15 – 55 oC

Sonic delay analyzer terdiri dari :

1. Sonic delay analyzer modul

2. Transmit sensor

3. Receive sensor

4. Transmit cable (7pin)

5. Receive cable (8 pin)

6. 2 RG-58 with BNC connector

7. Instrument case

2. UltraporeTM 300 Helium Pycnometer System

3. Ultra PermeameterTM 400

18  

4. S.S Hassler (Type CAT.#103), Core Laboratories

5. Osiloskop

6. Pompa vakum

7. Neraca digital balance

8. Pompa injeksi merkuri

9. Flask / gelas ukur

10. Solvent ekstraksi

11. Neraca digital

12. Piknometer

13. Oven

14. Sieve elektrik

15. Motor pemotong core

3.1.2 Bahan

3.1.2.1 Bahan core sintetis

1. Pasir kuarsa dengan ukuran mesh 20, 35, 50, 100

2. Semen

3. Air

4. Pipa paralon diameter 1 inchi, panjang 1.5 inchi

5. Plastik ukuran ¼ kg (tempat adukan)

3.1.2.2 Bahan percobaan

1. Minyak lapangan

2. Air formasi

3. Gas N2

19  

4. Grease

5. Gas Helium

3.2 Prosedur Percobaan

Pengambilan data dimulai dengan membuat core sintetis. Prosedur pembuatan

core sintetis menggunakan pasir kuarsa dengan berbagai kombinasi ukuran butir

pasir menggunakan satuan mesh dan semen seperti dijelaskan pada penjelasan no.

1 dibawah. Sampel yang dipakai pada tahap penggetaran adalah sampel yang

sama dipakai pada proses pendesakan air tanpa vibrasi. Proses persiapan dan

pengambilan data pada penelitian ini dapat dilihat dalam diagram alir pada

gambar 3.3.

20  

Gambar 3.3. Diagram alir pengambilan data penelitian

Injeksi core dengan air formasi

Mengukur φi and ki core

Membuat core

Saturasi core dengan minyak

Ekstrak core dan keringkan di oven

Saturasi core dengan minyak

Injeksi core dengan air formasi dan vibrasi pada frekuensi 15 HZ 

Bandingkan pendesakan air vs Pendesakan air+Vibro 

Mengukur φi and ki core setelah injeksi

Injeksi core dengan air formasi

21  

Beberapa bagian proses persiapan dan pengambilan data pada penelitian ini

seperti pada diagram alir diatas dapat dijelaskan sebagai berikut:

1. Pembuatan core sintetik, persiapan, dan pengukuran dimensi core

Gambar 3.4. Pasir kuarsa yang telah dicuci untuk menghilangkan kotoran-

kotoran

Pasir kuarsa yang diperoleh dari lapangan dicuci terlebih dahulu agar

kotoran-kotoran dapat dibuang. Keringkan pasir kuarsa tersebut kedalam

oven, atur temperatur oven sekitar ± 50o C, biarkan proses pengeringan

selama 1 hari. Saring pasir kuarsa yang telah dikeringkan menggunakan sieve

elektrik dengan wadah ukuran butir sesuai yang kita inginkan, pisahkan

ketempat penyimpanan dengan masing-masing ukuran butir. Saring juga

semen agar semen yang bergumpal dapat dipisahkan sehingga tidak

mengganggu saat proses pembuatan core.

22  

Gambar 3.5. Plastik pengaduk yang telah berisi campuran pasir dan semen

Siapkan bahan-bahan untuk membuat core: pasir kuarsa, semen, pipa paralon

diameter 1 in panjang 1.5 in, sendok, kayu ukuran 1 in, plastik pengaduk

ukuran ½ kg, dan gelas ukur. Timbang pasir kuarsa masing-masing ukuran

butir dan semen dengan digital balance, masukkan kedalam plastik

pengaduk yang sudah disiapkan, aduk-aduk agar pasir dan semen tercampur

sempurna. Ukur volume air yang diperlukan (lihat komposisi pada table 4.1),

campurkan dengan pasir dan semen yang telah disatukan dalam plastik

pengaduk. Agar tidak terjadi penggumpalan, ratakan pencampuran dengan

memencet gumpalan-gumpalan yang ada, kemudian diaduk sampai rata.

Gambar 3.6. Proses pencetakan core sintetis menggunakan cub motor

23  

Siapkan paralon yang telah dipotong dengan ukuran yang diinginkan.

Tuangkan campuran pasir dan semen diatas menggunakan sendok kedalam

paralon sampai penuh. Taruh kayu diatas paralon yang telah diisi campuran

semen dan pasir tersebut, tekan menggunakan handle cub Motor. Tambahkan

campuran kemudian tekan lagi, dan lakukan terus sampai paralon penuh.

Simpan cetakan yang sudah jadi, biarkan mengering ± 2 hari. Buka cetakan

yang disimpan ± 2 hari menggunakan cub motor. Ambil pipa besi sesuai

ukuran (1 in), letakkan kayu diatas cetakan dan cetakan diatas pipa besi

tersebut, tekan handle cub motor sampai core didalam cetakan keluar.

Ratakan kedua ujung core yang telah jadi tersebut menggunakan mesin

pemotong core sampai betul-betul rata (tidak ada kemiringan). Siram core

yang telah dipotong dengan air bersih agar debu hasil pemotongan tidak

menyumbat pori-pori core. Simpan didalam oven ± 1 hari. Ukur diameter dan

panjang core minimal 3 kali pengukuran untuk mendapatkan reratanya.

Timbang core menggunakan digital balance.

2. Injeksi core dengan air formasi

Siapkan pompa merkuri, tabung penyimpan pada Hassler Core Holder yang

telah diisi air formasi. Atur kecepatan pompa merkuri pada 0,3 cc/menit.

Masukkan core kedalam core holder, buka valve tabung N2 atur confining

pressure 100 psig. Setelah diinjeksi air formasi, core tersebut dikeringkan

didalam oven pada temperature ± 50o C selama 24 jam.

24  

3. Saturasi core dengan minyak lapangan

Gambar 3.7. Saturasi core menggunakan pompa vakum

Saturasi core dilakukan dengan cara meletakkan core didalam tabung

Erlenmeyer yang dihubungkan dengan pompa vakum. Prosedur saturasi

pertama meletakkan core didalam tabung Erlenmeyer yang kosong,

hubungkan dengan pompa vakum menggunakan selang dan pastikan bahwa

semua saluran yang ada tidak bisa dimasukin udara dengan cara mengolesi

setiap sambungan dengan vaselin. Nyalakan pompa, biarkan selama ± 1 jam

kemudian buka penutup pada labu diatas tabung Erlenmeyer yang berisi

minyak sampai sampel core didalam tabung tenggelam. Apabila gelembung

sudah tidak ada lagi maka dianggap semua pori didalam core telah terisi

minyak (fluida). Untuk permeabilitas yang makin kecil, biasanya proses

saturasi akan lebih lama.

25  

4. Pengukuran porositas dan permeabilitas core sebelum vibrasi

Gambar 3.8. UltraporeTM 300 Helium Pycnometer System (kiri) dan Ultra

PermeameterTM 400 (kanan)

Prosedur pengukuran porositas dan permeabilitas menggunakan UltraporeTM

300 Helium Pycnometer System dan Ultra PermeameterTM 400 dapat dilihat

pada lampiran lampiran B. Porositas dan permeabilitas hasil pengukuran

merupakan porositas absolut dan permeabilitas absolut.

5. Pembersihan core tersaturasi minyak

Gambar 3.9. Proses ekstraksi menggunakan cairan toluen

Pembersihan core menggunakan soxhlet extraction apparatus menggunakan

cairan toluene seperti gambar 3.8. Alirkan air dari kran ketabung ekstraksi

26  

agar proses pendinginan tidak terhambat. Masukkan core kedalam tabung

dimana posisi core berada dibagian atas. Panaskan toluen pada temperature

50o – 60o C. Uap toluen yang dipanaskan akan menembus pori-pori dan

membersihkan pori-pori core dan minyak tersebut akan jatuh kebagian bawah

tabung sementara uap toluene akan bergerak keatas melewati lubang ditengah

tabung yang berisi air, mengalami pendinginan kemudian menjadi cairan

kembali dan jatuh kebagian bawah tabung. Pori-pori core dikatakan bersih

dari minyak apabila toluene pada bagian bawah tabung bebas dari minyak

(toluen berwarna bening) yang mengotori. Setelah bersih, keringkan kembali

core kedalam oven ± 1-2 hari.

6. Pengukuran sampel menggunakan alat vibroseismik

Prosedur percobaan menggunakan alat vibroseismik dapat dilihat pada

lampiran C.