bab ii - porositas

8/10/2019 Bab II - Porositas

http://slidepdf.com/reader/full/bab-ii-porositas 1/14

7

BAB II

PENGUKURAN POROSITAS

2.1. Tujuan Percobaan

1. Memahami definisi porositas

2. Mengetahui kalsifikasi porositas

3. Mengetahui porositas efektif suatu formasi batuan.

4. Untuk menentukan porositas pada suatu sampel batuan reservoir.

5. Untuk mengetahui perhitungan porositas dengan cara menimbang dan

mercury injection.

6. Mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi porositas batuan

2.2. Teori Dasar

Porositas didefinisikan sebagai fraksi atau persen dari volume ruang

pori-pori terhadap volume batuan total ( bulk volume ), dengan simbol ‘Ø’ .

Porositas juga dapat diartikan sebagai suatu ukuran yang menunjukkan

besar rongga dalam batuan.

Berdasarkan struktur pori, porositas dibagi menjadi porositas antar

butiran ( intergranular dan intragranular porosity ) dan porositas rekahan

( fracture porosity ).

Menurut proses geologinya, porositas diklasifikasikan menjadi 2, yaitu

Porositas primer dan Porositas sekunder.

a. Porositas primer merupakan porositas yang terjadi bersamaan atau

segera setelah proses pengendapan batuan. Jenis batuan sedimen yang

mempunyai porositas primer adalah batuan konglomerat, batu pasir

dan karbonat.

b. porositas sekunder adalah porositas yang terjadi setelah proses

pengendapan batuan (batuan sedimen terbentuk), antara lain akibat

aksi pelarutan air tanah atau akibat rekahan.porositas sekunder sendiri,

dibagi menjadi 3, yaitu:



8

1. Porositas larutan, yaitu ruang pori-pori yang terbentuk karena

adanya proses pelarutan batuan.

2. Rekahan, celah, kekar, yaitu ruang pori-pori yang terbentuk

karena adanya kerusakan struktur batuan sebagai akibat dari

variasi beban seperti lipatan, sesar atau patahan.Porositas jenis

ini sulit untuk dievaluasi atau ditentukan secara kualitatif karena

bentuknya tidak teratur.

3. Dolomitisasi, dalam proses ini batuan gamping (CaCO 3)

ditransformasikan menjadi dolomite (CaMg(CO 3)2) atau menurut

reaksi kimia :

2CaCO 3 + MgCl 2 → CaMg(CO 3)2 + CaCl 2.

Menurut para ahli batuan gamping yang terdolomitisasi

mempunyai porositas yang lebih besar dari batuan gampingnya

sendiri.

Berdasarkan komunikasi antar pori, porositas dibagi menjadi 2, yaitu

porositas absolut dan porositas efektif .

a) Porositas Absolut

Porositas absolut adalah perbandingan antara volume seluruh pori

(pori-pori total) terhadap volume total batuan ( bulk volume ) yang

dinyatakan dalam persen, jika dirumuskan :

Dimana :

Vp = volume pori-pori batuan, cc

Vb = volume bulk (total) batuan, cc

atau

atau



9

Vg = volume butiran, cc

= porositas absolute, %

b) Porositas Efektif

Porositas efektif adalah perbandingan antara volume pori-pori yang

berhubungan terhadap volume total batuan ( bulk volume ) yang

dinyatakan dalam persen, jika dirumuskan :

Dimana :

g = densitas butiran, gr/cc

b = densitas total, gr/cc

f = densitas formasi, gr/cc

eff = porositas efektif, %

Gambar 2.1 Porositas Ef ekti f

Untuk perhitungan digunakan porositas efektif karena

dianggap sebagai fraksi volume yang produktif.

Untuk pegangan secara praktis di lapangan, ukuran porositas

dengan harga :

atau atau



10

Tabel 2.1 Ukur an porositas dan kual itas

Dalam usaha mencari batasan atau kisaran harga porositas batuan,Slitcher & Graton serta Fraser mencoba menghitung porositas batuan pada

berbagai bidang bulatan dengan susunan batuan yang seragam. Unit cell

batuan yang distudi terdiri atas 2 pack dalam bentuk kubus dan jajaran

genjang (rombohedron). Porositas dengan bentuk kubus ternyata

mempunyai porositas sebesar 47.6%, sedangkan porositas pada bidang

jajaran genjang (rombohedron) yang tidak teratur mempunyai harga

porositas sebesar 25.95%.

Gambar 2.2 Pengaruh Susunan Buti r terhadap Porositas

Unit cell kubus mempunyai 2 sisi yang sama yaitu 2r, dimana r

adalah jari-jari lingkaran, sehingga:

Volume total (bulk) = (2r) 3 = 8r 3

Volume butiran =3

4 3r

Porositas (%) Kualitas

0 – 5 Jelek sekali

5 – 10 Jelek

10 – 15 Sedang

15 – 20 Baik

> 20 Sangat bagus



11

Porositas = 100% xVb

Vg Vb

= %1008

348

3

3

3

xr

r r

= %100)3(2

1 x

= 47,6%

Di dalam formasi batuan reservoir minyak dan gas bumi tersusun atas

berbagai macam mineral (material) dengan ukuran butir yang sangat

bervariasi, oleh karenanya harga porositas dari suatu lapisan ke lapisan yang

lain akan selalu bervariasi. Faktor utama yang menyebabkan harga porositas

bervariasi adalah :

1. Ukuran dan Bentuk Butir

Ukuran butir tidak mempengaruhi porositas total dari seluruh batuan,

tetapi mempengaruhi besar kecilnya pori-pori antar butir. Sedangkan

bentuk butir didasarkan pada bentuk penyudutan (ketajaman) dari

pinggir butir. Sebagai standar dipakai bentuk bola, jika bentuk butiran

mendekati bola maka porositas batuan akan lebih meningkat

dibandingkan bentuk yang menyudut.

2. Distribusi dan Penyusunan Butiran

Distribusi disini adalah penyebaran dari berbagai macam besar butir

yang tergantung pada proses sedimentasi dari batuannya. Umumnya

jika batuan tersebut diendapkan oleh arus kuat maka besar butir akan

sama besar. Sedangkan susunan adalah pengaturan butir saat batuan

diendapkan.

3. Derajat Sementasi dan Kompaksi

Kompaksi batuan akan menyebabkan makin mengecilnya pori batuan

akibat adanya penekanan susunan batuan menjadi rapat. Sedangkan

sementasi pada batuan akan menutup pori-pori batuan tersebut.



12

Adapun gambaran dari berbagai faktor tersebut di atas dapat

dibuktikan dari hasil penelitian yang dilakukan oleh Nanz dengan alat sieve

analysis sebagaimana yang terlihat pada gambar berikut :

Gambar 2.3 Distri busi Kumulatif Ukur an Buti ran dari Graywacke

a). Shalysand b). Batu Pasir

Semakin banyak material pengotor, seperti : silt & clay yang terdapat

dalam batuan akan menyebabkan mengecilnya ukuran pori-pori batuan.

2.3. Peralatan dan Bahan

2.3.1 Peralatan1. Timbangan dan anak timbangan

2. Vakum pump dengan vakum desikator

3. Beaker gelas ceper

4. Porometer

Gambar 2.4 Timbangan dan Anak Ti mbangan



13

Gambar 2.5 Vakum pump dengan vakum desikator

Gambar 2.6 Beaker glass

Gambar 2.7 Porometer

2.3.2 Bahan

1. Inti Batuan ( core )

2. Kerosene



14

Gambar 2.8 Core

Gambar 2.9 Kerosene

2.4. Prosedur Percobaan

2.4.1. Metode Pengukuran dengan Cara Menimbang

1. Core (inti batuan) yang telah diekstrasi selama 3 jam dengan soxlet

dan didiamkan selama 24 jam, dikeluarkan dari tabung dan

didinginkan beberapa menit, kemudian dikeringkan dalam oven padatemperatur 105 – 115 oC.

2. Timbang core kering dalam mangkuk, misal berat core kering = W 1

gram.

3. Masukkan core kering tersebut ke dalam vacum desikator untuk

dihampakan udara ± 1 jam dan saturasikan dengan kerosin.

4. Ambil core yang telah dijenuhi kerosin kemudian timbang dalam

kerosin, misalnya beratnya = W 2 gram.



15

5. Ambil core tersebut ( yang masih jenuh dengan kerosin ), kemudian

timbang di udara, misalnya beratnya = W 3 gram.

6. Perhitungan :

()

⁄

⁄

2.4.2. Metode Pengukuran dengan M ercury I njection Pump

Ketentuan penggunaan porosimeter :

1. Plungger / cylinder dihampakan di udara sebelum memulai pekerjaan.

2. Putar handwheel berlawanan dengan arah jarum jam sejauh mungkin.

3. Pastikan penutup dan valve picnometer dalam keadaan tertutup, dan

fill valve dalam keadaan terbuka.

4. Hidupkan pompa vacum dan lakukan sampai ruang cylinder sampai

habis, selanjutnya tutup fill valve dan terakhir matikan pompa vacum.

5. Jika langkah 4 terpenuhi, masukkan Hg dalam flask ke dalam cylinder

sampai habis, selanjutnya tutup valve dan terakhir matikan vakum.



16

6. Putar lagi handwheel searah dengan arah jarum jam, sampai pressure

gauge menunjukkan harga suatu tertentu.

7. Putar lagi handwheel berlawanan dengan arah jarum jam, sampai

jarum jam pada pressure gauge menunjukkan angka nol pertama kali.

8. Buka valve dan penutup picnometer, lihat kedudukan mercury , jika

kedudukan mercury ada pada cylinder maka ulangi lagi langkah 2

sampai 8.

Jika kedudukan mercury pada ruang picnometer, turunkan

permukaan mercury sampai pada batas bawah picnometer ( jika ada

yang menempel pada diding harus dibersihkan ) dengan memutar

handwheel berlawanan dengan arah jarum jam.

Prosedur penentuan porositas :

1. Pastikan permukaan Hg pada posisi bagian bawah dari picnometer.

2. Tutup penutup picnometer dan buka valve picnometer .

3. Atur volume scale pada harga tertentu, misal 50 cc.

4. Putar handwheel searah jarum jam sampai mercury pertama kali

muncul pada picnometer.

5. Hentikan pemutaran handwheel dan baca volume scale dan dial

handwheel (miring kanan), misalnya = 30,8 cc.

6. Hitung volume picnometer = ( 50 – 30,8 ) = a cc.

7. Kembalikan kedudukan mercury pada keadaan semula dengan

memutar handwheel berlawanan dengan arah jarum jam ( pada volume

scale = 50 cc )

8. Buka bagian penutup picnometer dan masukkan core sample .

Kemudian tutup lagi picnometer ( valve picnometer tetap terbuka ).

9. Putar handwheel sampai mercury untuk pertama kali muncul pada

valve picnometer . Catat volume scale dan dial handwheel ( miring

kanan ), misalnya = 38,2 cc.

10. Hitung volume picnometer yang terisi sample = ( 50 – 38,2 ) cc = b

cc.



17

11. Hitung volume bulk dari core sample = ( b – a ) cc = d cc.

12. Lanjutkan percobaan untuk menentukan volume pori ( V p ), yaitu

dengan menutup valve picnometer . Kemudian atur pore space scale

pada angka nol. Untuk langkah 12 ini, pada saat meletakkan pore

space scale pada angka nol, kedudukan dial handwheel tidak harus

pada angka nol. Akan tetapi perlu dicatat besarnya angka yang

ditunjukan dial handwheel (miring kiri) setelah pengukuran V b. harga

tersebut harus diperhitungkan saat mengukur V p.

13. Putar handwheel searah jarum jam sampai tekanan pada pressure

gauge menunjukkan angka 750 Psig.

14. Catat perubahan volume pada pore space scale dan handwheel dial (

miring kiri ) sebagai volume pori ( V p ).

15. Hitung besar porositas.

2.5. Hasil Percobaan dan Perhitungan

2.5.1. Penentuan porositas dengan cara Menimbang

1. Berat Core kering di udara (W 1) = 42,4 gr

2. Berat Core jenuh di kerosin (W 2) = 18,87 gr

3. Berat Core jenuh di udara (W 3) = 45,71 gr

4. Densitas kerosin = 0,8 gr/cc

5. Volume bulk (Vb) =kerosin.

23

J B

W W

=

cc gr

gr gr

/8,.0

87,1871,45

= 33,55 cc

6. Volume grain (Vg) =kerosin.

21

J BW W

=cc gr

gr gr /8,0

87,184,42

= 29,413 cc



18

7. Volume pori (Vp) = kerosin.13

J BW W

=cc gr

gr gr /8,0

4,4271,45

= 4,138 cc

eff = %100 xVbVp

= %10055,3351,2

xcc

cc

= 12,334%

2.5.2. Penentuan Porositas dengan M ercury I njection Pump

1. Penentuan skala pycnometer

- Skala awal = 54,54 cc

- Skala akhir = 3,87 cc

- Volume pycnometer kosong = skala awal – skala akhir

= 54,54 cc – 3,87 cc

= 50,67 cc

2. Penentuan Volume Bulk


- Skala akhir = 39,46 cc- Volume pycnometer + Core = skala awal - skala akhir

= 57,24 cc – 39,46 cc

= 17,78 cc

Volume Bulk Batuan = (volume pycnometer + Core ) –

(volume pycnometer kosong)

= 50,67 - 17,78 cc



19

= 32,89 cc

3. Penentuan Volume Pori


- Skala akhir = 0,66 cc

- Volume pori = skala awal – skala akhir

= 5,72 – 0,66

= 5,06 cc

%10089,32

)06,5(100% x x

VbVp

eff

= 15,385 %

2.6. Pembahasan

Porositas merupakan fraksi atau persen dari volume ruang pori-pori

terhadap volume batuan total ( bulk volume ), dengan simbol ‘Ø’ . Porositas

juga dapat diartikan sebagai suatu ukuran yang menunjukkan besar rongga

dalam batuan.

Porositas dapat dihitung dengan dua cara yaitu dengan cara

menimbang dan dengan Mercury Injection Pump . Untuk perhitungan

porositas dengan menimbang, langkah yang harus dilakukan adalah

menimbang berat core kering di udara dan berat core jenuh di udara dan di

kerosene.

Pada perhitungan dengan menimbang nilai dari volume bulk ( Vb ) =

33,55 cc , volume grain ( Vg ) = 29,413 cc dan volume pori ( Vp ) = 4,138

cc . Dari data – data tersebut, dapat dihitung nilai porositas effektif nya dan

didapatkan hasil Ø eff = 12,334%.

Pada perhitungan dengan Mercury Injection Pump nilai dari volume

bulk ( Vb ) = 32,89cc dan volume pori ( Vp ) = 5,06 cc . Dari data volume

bulk dan volume pori dapat dihitung nilai porositas efektifnya dan hasilnya

Ø eff = 15,385% .



20

Pada perhitungan dengan cara menimbang memiliki nilai porositas

lebih kecil daripada nilai porositas dengan Mercury Injection Pump . Jika

kita mengklasifikan nilai porositas berdasarkan tabel 2.1 nilai porositas

dengan cara menimbang dan Mercury Injection Pump digolongkan kedalam

kategori sedang.

2.7. Kesimpulan

1. Porositas merupakan perbandingan antara volume pori – pori batuan

dengan volume total batuan.

2. Pada saat menimbang core jenuh di kerosen nilainya paling kecil

karena core ditimbang di dalam kerosen.

3. Dalam menentukan porositas efektif dapat dilakukan dengan metode

menimbang dan metode mercury ijektion.

4. Dengan menggunakan metode mercury ijektion ,mercury pada tekanan

pertamalah yang digunakan agar data lebih akurat.

5. Nilai porositas dengan Mercury Injection Pump sebesar 0,189% dan

termasuk ke dalam kategori sangat bagus.

6. Semakin baik susunan butiran suatu batuan maka semakin besar nilai

porositasnya.

bab ii - porositas

Documents