Upload
ryanturnip
View
133
Download
4
Embed Size (px)
Citation preview
SIFAT-SIFAT BATUAN RESERVOIR
Kelompok 5 :Andre Muslim ( 12150510Aziz Riyanti (12150510Nurul Abdilla (12150510Virgian Rahmanda (1215051054)
Sifat Mekanik
Sifat Fisik
Sifat –sifat BatuanReservoir
Permeabilitas
Tahanan Kapiler
Saturasi
Wettabilitas
Kompresssibilitas
Porositas
Kekuatan batuan
Elastisitas Batuan
Kekerasan Batuan
Drillabilitas
Tekanan Batuan
Sifat-Sifat Fisik batuan Reservoir
• Porositas• Permeabilitas• Saturasi• Wettabilitas• Tekanan Kapiler• Kompressibilitas
BATUAN RESERVOIRSyarat
Mempunyai kemampuan untuk menampung dan mengalirkan fluida yang terkandung di dalamnya
Dinyatakan dalam
Porositas
Permeabilitas
SyaratLainnya
Saturasi
Wettabilitas
Tekanan Kapiler
Kompresibilitas
Perbandingan volume pori fluida dengan pori volume pori total pada suatu batuan
Kecendrungan dari adanya fluida lain yangtidak saling mencampur
Perbedaan tekanan terjadi antara permukaan dua fluida yang tidak tercampur
Perubahan volume batuan akibat perubahan tekanan yang mempengaruhinya
POROSITAS
POROSITASPorositas merupakan ukuran ruang-ruang kosong dalam suatu batuan. Secara definitif porositas merupakan perbandingan antara volume ruang
yang terdapat dalam batuan yang berupa pori-pori terhadap volume batuan secara keseluruhan
Besar-kecilnya porositas suatu batuan akan
menetukan kapasitaspenyimpanan fluida
reservoir
POROSITAS >> POROSITAS BATUAN RESERVOIR
POROSITAS ABSOLUT
POROSITAS EFEKTIF
Persen volume pori-pori total terhadap volume batuan total (bulk volume)
Persen volume pori-pori yang saling berhubungan terhadap volume batuan total
Untuk selanjutnya porositas efektif digunakan dalam perhitungan karena dianggapsebagai fraksi volume yang produktif.
POROSITAS >> POROSITAS BATUAN RESERVOIR >> Menurut waktu dan cara terjadinya
POROSITAS PRIMERPorositas yang terbentuk pada waktu batuan
sedimen diendapkan.
POROSITAS >> POROSITAS BATUAN RESERVOIR >> Menurut waktu dan cara terjadinya
POROSITAS SKUNDERPorositas batuan yang terbentuk sesudah
batuan sedimen terendapkan.
Porositas larutan, adalah ruang pori-pori yang terbentuk karena adanya proses pelarutan batuan.
Rekahan, celah, kekar, yaitu ruang pori-pori yang terbentuk karena adanyakerusakan struktur batuan sebagai akibat dari variasi beban, seperti : lipatan,sesar, atau patahan. Porositas tipe ini sulit untuk dievaluasi atau ditentukan secarakuantitatif karena bentuknya tidak teratur.
Dolomitisasi, dalam proses ini batugamping (CaCO3) ditransformasikan menjadidolomite (CaMg(CO3)2) atau menurut reaksi kimia :
POROSITAS >> POROSITAS BATUAN RESERVOIR >> Menurut waktu dan cara terjadinya >> Porositas Skunder
Dolomitisasi,
Menurut para ahli, batugamping yang terdolomitasi mempunyai porositas yang lebih besar dari pada batugamping sendiri
POROSITAS >> Faktor-faktor yang mempengaruhi porositas
(1) Ukiran butir atau grain sizeSemakin kecil ukuran butir maka rongga yang terbentuk akan semakin kecil puladan sebaliknya jika ukuran butir besar maka rongga yang terbentuk juga semakin
besar.
(2) Bentuk butir atau sphericityBatuan dengan bentuk butir jelek akan memiliki porositas yang besar, sedangkan
kalau bentuk butir baik maka akan memiliki porositas yang kecil.
(3) Susunan butirApabila ukuran butirnya sama maka susunan butir sama dengan bentuk kubus dan
mempunyai porositas yang lebih besar dibandingkan dengan bentuk rhombohedral.
POROSITAS >> Faktor-faktor yang mempengaruhi porositas
(4) PemilahanApabila butiran baik maka ada keseragaman sehingga porositasnya akan baik pula.Pemilahan yang jelek menyebabkan butiran yang berukuran kecil akan menempati
rongga diantara butiran yang lebih besar akibatnya porositasnya rendah.
(5) Komposisi mineralApabila penyusun batuan terdiri dari mineral-mineral yang mudah larut sepertigolongan karbonat maka porositasnya akan baik karena rongga-rongga akibat
proses pelarutan dari batuan tersebut.
(6) SementasiMaterial semen pada dasarnya akan mengurangi harga porositas. Material yang
dapat berwujud semen adalah silika, oksida besi dan mineral lempung.
POROSITAS >> Faktor-faktor yang mempengaruhi porositas
(7) Kompaksi dan pemampatanAdanya kompaksi dan pemampatan akan mengurangi harga porositas. Apabila
batuan terkubur semakin dalam maka porositasnya akan semakin kecil yangdiakibatkan karena adanya penambahan beban.
REVIEW 1. Ukuran Butir ( Grain Size)2. Bentuk Butir (Sphericity)3. Susunan Butir4. Pemilahan5. Komposisi Mineral6. Sementasi7. Kompaksi dan Pemampatan
POROSITAS >> Contoh Batuan yang memiliki Porositas
Fine intergranular sandstone
POROSITAS >> Contoh Batuan yang memiliki Porositas
Coarse intergranular sanstone.
POROSITAS
Harga maksimum porositas dari suatu volume batuan dapat ditentukan dengan
mengasumsikan susunan (packing) dari butiran batuan tersebut.
POROSITAS >> Packing dan porositas Maksimum
Porositas Distribusi Kubus.
POROSITAS >> Packing dan porositas Maksimum
Porositas Distribusi Rhombohedral
POROSITAS >> Packing dan porositas Maksimum
Porositas Distribusi Acak
POROSITAS >> Packing dan porositas Maksimum
POROSITAS >> Ukuran Porositas dan Kualitas
POROSITAS >> Pengukuran porositas
• Pengukuran laboratorium dengan menggunakan sampel batuan (core).
• Pengukuran dengan menggunakan logging tool, seperti neutron log, density log dan sonic log.
Besaran yang diukur :1. Volume Total2. Volume Pori3. Volume Butiran
Perhitungan porositas hanya diperlukan dua antaranya, pengukuran ketiga-tiganya hanya diperlukan untuk cross cek saja
POROSITAS >> Alat Pengukuran porositas
Bureau of Mines Gas-Expansion PorosimeterPicnometer Electric untuk mengukur bulk volume
POROSITAS >> Alat Pengukuran porositas
Mercury Porosimeter and Capillary-pressure Apparatus.
PERMEABILITAS
PERMEABILITAS
Permeabilitas didefinisikan sebagai suatu bilangan yang menunjukkan kemampuan dari suatu batuan
untuk mengalirkan fluida. Permeabilitas merupakan fungsi tingkat hubungan ruang antar pori-pori
batuan.
PERMEABILITAS
Henry Darcy (1856), membuat hubungan empiris dengan bentuk diferensial sebaga berikut :
PERMEABILITAS >> Teorema Darcy
PERMEABILITAS >> Teorema Darcy
Anggapan yang digunakan oleh Darcy adalah :• Alirannya mantap (steady state)• Fluida yang mengalir satu fasa• Viskositas fluida yang mengalir konstan• Kondisi aliran isothermal• Formasinya homogen dan arah alirannya
horizontal• Fluidanya incompressible
PERMEABILITAS >> Teorema Darcy
Jenis-jenis permeabilitas pada batuan reservoir :
Permeabilitas absolut, adalah permeabilitas dimana fluida yang mengalir melalui media berpori tersebut hanya satu fasa, misal hanya minyak atau gas saja.
Permeabilitas efektif, adalah permeabilitas batuan dimana fluida yang mengalirlebih dari satu fasa, misalnya minyak dan air, air dan gas, gas dan minyak atauketiga-tiganya.
Permeabilitas relatif, adalah perbandingan antara permeabilitas antara permeabilitas efektif dengan permeabilitas absolut.
PERMEABILITAS >> Teorema Darcy
Dari persamaan diatas dapat dikembangkan untuk berbagai kondisi aliran yaitu aliran linier dan radial, masing-masing untuk fluida yang compressible dan incompressible.
PERMEABILITAS >> Menghitung Permeabilitas
Harga permeabilitas efektif dinyatakan sebagai Kg, Ko, Kw, dimana masing-masing untuk gas ,minyak, dan air. Sedangkan permeabilitas relatif dinyatakan sebagai berikut :
PERMEABILITAS >> Menghitung Permeabilitas
Permeabilitas dapat ditentukan dengan tiga metode, yaitu:• Analisa Core di laboratorium• Pressure Transient Analysis• Logging
PERMEABILITAS >> Skala Permeabilitas
PERMEABILITAS KETERANGAN(md)0² 5 ketat ( tight )5 – 10 cukup ( fair )0-100 baik ( good )100- 1000 baik sekali (very good)
Alat Pengukur Permeabilitas
Permeability Apparatus
Ruska Universal Permeameter
SATURASI
SATURASISaturasi didefinisikan sebagai perbandingan antara volume pori-pori batuan yangditempati oleh suatu fluida tertentu dengan volume pori-pori total pada suatu batuan berpori.
Hubungan dari ketiganya adalah sebagai berikut:
SATURASI >> Faktor Utama (3)
Saturasi fluida akan bervariasi dari suatu tempat ke tempat lain dalam reservoir, saturasi air cenderung untuk lebih besar dalam bagian batuan yang kurang porous.Bagian struktur reservoir yang lebih rendah relatif akan mempunyai Sw yang tinggi dan Sg yang relatif rendah. Demikian juga untuk bagian atas dari struktur reservoir berlaku sebaliknya. Hal ini disebabkan oleh adanya perbedaan densitas dari masing- masing fluida.
Saturasi fluida akan bervariasi dengan kumulatif produksi minyak. Jika minyak diproduksikan maka tempatnya di reservoir akan digantikan oleh air atau gas bebas, sehingga pada lapangan yang memproduksikan minyak, saturasi fluida berubah secara kontinyu.
SATURASI >> Faktor Utama (3)
Pengukuran saturasi dapat dilakukan dengan dua cara yaitu:1. Pengukuran sampel core di laboratorium2. Log
SATURASI >> Alat ukur Saturasi
Modified ASTM extraction apparatus.
SATURASI >> Alat ukur Saturasi
Soxhlet extractor.
WETTABILITAS
WETTABILITASWettabilitas didefenisikan sebagai suatu kecendrungan dari adanya fluida lain yang tidak saling mencampur. Apabila dua fluida bersinggungan dengan benda padat, maka salah satu fluida akan bersifat membasahi permukaan benda padat tersebut, hal ini disebabkan adanya gaya adhesi. Dalam sistem minyak-air benda padat, gaya adhesi AT yang menimbulkan sifat air membasahi benda padat adalah :
WETTABILITAS
Suatu cairan dikatakan membasahi zat padat jika tegangan adhesinya positif (θ< 90o), yang berarti batuan bersifat water wet.
Sedangkan bila air tidak membasahi zat padat maka tegangan adhesinya negatif (θ> 90o), yang berarti batuan bersifat oil wet.
Θ = SUDUT KONTAK
WETTABILITAS >> Faktor (3)
• Jenis mineral yang terkandung dalam batuan reservoir
• Ukuran butir batuan, semakin halus ukuran butir batuan maka semakin besar gaya
• Ukuran butir batuan, semakin halus ukuran butir batuan maka semakin besar gaya adhesi yang terjadi
WETTABILITAS >> Komponen
Water wetWater wet terjadi jika suatu batuan mempunyai sudut kontak fluida (minyak dan air) terhadap batuan itu sendiri lebih kecil dari 90o (θ < 90o). Kejadian ini terjadi sebagai akibat dari gaya adhesi yang lebih besar pada sudut lancip yang dibentuk antara air dengan batuan dibandingkan gaya adhesi pada sudut yang tumpul yang dibentuk antara minyak dengan batuan.
Oil wetOil wet terjadi jika suatu batuan mempunyai sudut kontak antara fluida (minyak dan air) terhadap batuan itu sendiri dengan sudut lebih besar dari 90o (θ > 90o). Karakter oil wet pada kondisi batuan reservoar tidak diharapkan terjadi sebab akan menyebabkan jumlah minyak yang tertinggal pada batuan reservoar saat diproduksilebih besar daripada water wet.
TEKANAN KAPILER
TEKANAN KAPILERTekanan kapiler (Pc) didefinisikan sebagai perbedaan tekanan terjadi antara permukaan dua fluida yang tidak tercampur (cairan-cairan atau cairan-gas) sebagai akibat dari terjadinya pertemuan permukaan yang memisahkan mereka.
Perbedaan tekanan dua fluida ini adalah perbedaan tekanan antara fluida “non-wetting fasa” (Pnw) dengan fluida “wetting fasa” (Pw)
TEKANAN KAPILERTekanan permukaan fluida yang lebih rendah terjadi pada sisi pertemuan permukaanfluida immisible yang cembung. Di reservoir biasanya air sebagai fasa yang membasahi (wetting fasa), sedangkan minyak dan gas sebagai non-wetting fasa atau tidak membasahi. Tekanan kapiler dalam batuan berpori tergantung pada ukuran pori-pori dan macam fluidanya. Secara kuantitatip dapat dinyatakan dalam hubungan sebagai berikut :
TEKANAN KAPILER
Dari Persamaan ditunjukkan bahwa h akan bertambah jika perbedaan densitas fluida berkurang, sementara faktor lainnya tetap. Hal ini berarti bahwa reservoir gas yang terdapat kontak gas-air, perbedaan densitas fluidanya bertambah besar sehingga akan mempunyai zona transisi minimum.
Demikian juga untuk reservoir minyak yang mempunyai API gravity rendah maka kontak minyak-air akan mempunyai zona transisi yang panjang.
Ukuran pori-pori batuan reservoir sering dihubungkan dengan besaran permeabilitas yang besar akan mempunyai tekanan kapiler yang rendah dan ketebalan zona transisinya lebih tipis daripada reservoir dengan permeabilitas yang rendah.
TEKANAN KAPILER
Tekanan kapiler mempunyai pengaruh yang penting dalam reservoir minyak maupun gas :
1. Mengontrol disribusi saturasi di dalam reservoir.2. Merupakan mekanisme pendorong minyak dan gas untuk
bergerak atau mengalir melalui pori-pori reservoir dalam arah vertikal.
KOMPRESSIBILITAS
KOMPRESSIBILITASKompresibilitas batuan adalah perubahan volume batuan akibat perubahan tekanan yang mempengaruhinya, yaitu tekanan hidrostatik dan tekanan overburden
Kompresibilitas matriks batuan, yaitu fraksi perubahan volume material padatan (grains) terhadap satuan perubahan tekanan.
Kompresibilitas bulk batuan, yaitu fraksi perubahan volume bulk batuan terhadap satuan perubahan tekanan.
Kompresibilitas pori-pori batuan, yaitu fraksi perubahan volume pori-pori batuan perubahan tekanan.kompresibilitas pori-pori batuan dianggap yang paling penting dalam teknik reservoir khususnya.
KOMPRESSIBILITAS
Batuan yang berada pada kedalaman tertentu akan mengalami dua macam tekanan, antara lain :
Tekanan dalam (internal stress) yang disebabkan oleh tekanan hidrostatik fluidayang terkandung dalam pori-pori batuan.
Tekanan luar (external stress) yang disebabkan oleh berat batuan yang adadiatasnya (overburdan pressure).
KOMPRESSIBILITAS
Pengosongan fluida dari ruang pori-pori batuan reservoir akan meng-akibatkan perubahan tekanan dalam dari batuan, sehingga resultan tekanan pada batuan akan mengalami perubahan pula. Adanya perubahan tekanan ini akan mengakibatkan perubahan pada butir-butir batuan, pori-pori dan volume total (bulk) batuan reservoir. Untuk padatan (grains) akan mengalami perubahan yang serupa apabila mendapat tekanan hidrostatik fluida yang dikandungnya
KOMPRESSIBILITAS
Perubahan bentuk volume bulk batuan dapat dinyatakan sebagai kompresibilitas Cr atau :
Sedangkan perubahan bentuk volume pori-pori batuan dapat dinyatakan sebagai kompresibilitas Cp atau :
KOMPRESSIBILITAS
Pada saat fluida dalam pori batuan berkurang maka terjadi
pengosongan ruang pori, kondisi ini menyebabkan tekanan di dalam
pori berkurang karena berat batuan di atasnya maka batuan akan
terkompaksi dan ruang pori semakin mengecil.
Jika suatu saat akan dilakukan perhitungan cadangan setelah produksi
berjalan beberapa waktu, maka faktor kompresibilitas ini perlu
dipertimbangkan. Hal menyatakan bahwa kompresibilitas volume pori
adalah merupakan fungsi porositas.
SIFAT MEKANIK BATUAN RESERVOIR
SIFAT MEKANIK BATUAN
- Strength (kekuatan) batuan,
- Hardness (kekerasan) batuan,
- Drillabilitas,
- Elastisitas dan
- Tekanan batuan.
STRENGTH BATUAN
Strength pada batuan adalah kemampuan batuan untuk mengikat
komponennya bersama-sama. Jadi dengan kata lain apabila suatu
batuan diberikan tekanan yang lebih besar dari kekuatan batuan
tersebut, maka komponen-komponennya akan terpisah atau dapat
dikatakan hancur.
Lebih lanjut lagi, kriteria kehancuran batuan diakibatkan oleh adanya : Stress (tegangan) dan Strain (regangan). Tegangan dan regangan ini terjadi apabila ada suatu gaya yang dikenakan pada batuan tersebut.
Hardness (Kekerasan) Batuan
Hardness atau kekerasan dari batuan, merupakan ketahanan mineral
batuan terhadap goresan. Skala kekerasan mineral mulai dari yang
terlunak (skala 1) hingga yang terkeras (skala 10) yang sering digunakan
untuk mendriskripsikan batuan diberikan oleh Mohs. Salah satu
kegunaan dalam mendiagnosa sifat mineral adalah dengan mengetahui
kekerasan mineral.
Kekerasan adalah sifat resistansi dari suatu mineral terhadap
kemudahan mengalami abrasi / mudah tergores.
Kekerasan suatu mineral bersifat relatif, artinya apabila dua mineral saling digoreskan satu dengan lainnya, maka mineral yang tergores adalah mineral yang relatif lebih lunak dibandingkan dengan mineral lawannya.
DRILLABILITASDrillabilitas batuan (rock drillability) adalah tingkat kemudahan melakukan suatu pemboran terhadap suatu formasi batuan,. Drillabilitas batuan dapat ditentukan melalui data pemboran (drilling record).
Selanjutnya dengan pengembangan model pemboran, drillabilitas batuan dapat ditentukan dengan menggunakan roller cone bit
Stabilitas (stability) adalah kemampuan suatu batuan untuk tidak hancur dan jatuh (collapse)
Berdasarkan atas karakteristiknya, dapat disimpulkan bahwa batuan beku dan batuan metamorf cenderung mempunyai drillabilitas rendah karena sifat batuannya yang kristalin, kompak dan keras. Sedangkan batuan sedimen, material sedimen tidak padu, batuan lapukan dan tanah mempunyai drillabilitas yang tinggi.
Faktor-faktor yang mempengaruhi drillabilitas suatu batuan adalah :– Daya hancur– Kekerasan– Pemilahan butir– Abrasivitas
Daya hancur suatu batuan dipengaruhi oleh faktor-faktor seperti butiran dalam batuan, semen atau material pengikat butiran dan juga porositas. Selain faktor tersebut, daya hancur dapat juga dipengaruhi oleh adanya pecahan (fracture), perlapisan, kekar, patahan dan pelapukan. Semakin tinggi daya hancur suatu batuan, akan mempunyai kecenderungan semakin sulit dibor atau mempunyai drillabilitas rendah, begitu pun sebaiknya.
(Daya hancur tinggi = Drillabilitas rendah) (Daya hancur rendah = Drillabilitas tinggi).
ELASTISITAS
Elastisitas adalah sifat elastis atau kelenturan dari suatu batuan.
Dalam teori “elastic rebound” menyatakan bahwa batuan akan
mengalami perubahan bentuk ketika dikenai sebuah gaya, namun
ketika gaya itu sudah lewat, batuan akan kembali ke keadaan
semula, karena batuan memiliki daya yang dinamakan daya
dukung batuan.
Elastisitas suatu batuan tertuju pada internal materialnya, tetapi terdapat eksternal suatu benda/batuan yang dipengaruhi oleh gaya. Suatu batuan dapat mengalami perubahan bentuk oleh faktor :
– Kondisi materialnya (Elastis/tidak)– Gaya yang berpengaruh– Suhu
TEKANAN BATUANTekanan pada batuan merupakan tekanan-tekanan yang bekerja pada batuan formasi. Tekanan-tekanan tersebut harus diperhatikan dalam kegiatan pemboran. Karena berpengaruh dalam cepat-lambatnya laju penembusan batuan formasi. Secara umum, batuan yang berada pada kedalaman tertentu akan mengalami tekanan :
• Internal Stress yang berasal dari desakan fluida yang terkandung di dalam pori-pori batuan (tekanan hidrostatik fluida formasi).
• Eksternal Stress yang berasal dari pembebanan batuan yang ada di atasnya (tekanan overburden).
END