bab vii tekanan kapiler(1)

7/24/2019 BAB VII Tekanan Kapiler(1)

1/18

BAB VII

PENENTUAN TEKANAN KAPILER PADA SAMPLEBATUAN RESERVOIR

7.1. Tujuan Percobaan

1) Mengetahui pentingnya pengukuran tekanan kapiler.

2) Menghitung kecepatan sedimentasi suatu suspensi yang dipengaruhi oleh

gaya gravitasi, gaya drag dan gaya apung dengan metode grafik.

3) Menunjukkan semakin besar jumlah volume, maka tekanan kapiler akan

semakin meningkat.

) Membuktikan bahwa indicator pressure berbanding terbalik dengan

mercury saturation.

7.2. Teor! Da"ar

Distribusi fluida vertical dalam reservoir memegang peranan penting

didalam perencanaan well completion. Distribution secara vertikal ini

mencerminkan distribusi saturasi fluida yang menepati setiap porsi rongga

pori. Adanya tekanan kapiler !c ) mempengaruhi distribusi minyak dengan

gas didalam rongga pori tidak terdapat batas yang tajam atau berbentuk "ona

transisi. #leh tekanan kapiler dapat dikonversi menjadi ketinggian diatas

kontak minyak air $ ), maka saturasi minyak, air dan gas yang menempati

level tertentu dalam reservoir dapat ditentukan. Dengan demikian distribusi

saturasi fluida ini merupakan salah satu dasar untuk menentukan secara

efisien letak kedalaman sumur yang akan dikomplesi.

Di dalam batuan reservoir, gas, minyak dan air biasanya terdapat

bersama%sama dalam pori%pori batuan, yang masing%masing fluida tersebut

mempunyai tegangan permukaan yang berbeda%beda.

Dalam sistem hidrokarbon di dalam reservoir, terjadi beberapa

tegangan permukaan antara fluida, yaitu antara gas dan cairan, antara dua

fasa cairan yang tidak bercampur immicible) dan juga antara cairan atau

&'


2/18

&(

gas dengan padatan. ombinasi dari semua tegangan permukaan yang aktif

akan menentukan tekanan kapiler dan kebasahan dari batuan porous.

*ekanan kapiler !c ) didefinisikan sebagai perbedaan tekanan yang

ada antara permukaan dua fluida yang tidak bercampur cairan%cairan atau

gas%cairan ) sebagai akibat dari terjadinya pertemuan permukaan yang

memisahkan mereka A#$%& '. (.+&- ). !erbedaan tekanan dua fluida ini

adalah perbedaan tekanan antara fluida non wetting fasa !nw ) dengan fluida

wetting fasa !w ) atau

wfnwc PPP =

*ekanan kapiler mempunyai dua pengaruh yang penting dalam reservoir

minyak atau gas, yaitu

+) Mengontrol distribusi fluida di dalam reservoir

/) Merupakan mekanisme pendorong minyak dan gas untuk bergerak

atau mengalir melalui pori%pori reservoir sampai mencapaibatuan yang impermeable.

*ekanan kapiler di dalam batuan berpori tergantung pada ukuran pori%pori

dan macam fluidanya. 0ecara kuantitatif dapat dinyatakan dalam hubungan

sebagai berikut

!r

g hc = =/. .cos

. .

Dimana

!c 1 tekanan kapiler2 1 tegangan permukaan antara

dua fluida

4 1 perbedaan densitas dua fluida

g 1 percepatan gravitasi

5 1 sudut kontak permukaan antara dua fluida

r 1 jari%jari lengkung pori%pori

h 1 selisih ketinggian permukaan kedua fluida


3/18

&&

7.. Pera*a+an ,an Ba-an

7..1Pera*a+an

Mercury 6njection 7apillary apparatus dengan komponen 8 komponen

sebagai berikut

+) !ump cylinder

/) Measuring screw

3) Make up. 9ut

') !icnometer lid

() 0ampel holder

&) #bservation window

:) !ump scale

;) Mecrometer dial

) !ressure hoss

+-) - 8 / atm - 8 3- psi ) pressure gauge

++) - 8 ( atm - 8 /-- psi ) pressure gauge

+/) - 8 +( atm - 8 /--- psi ) !ressure gauge

+3)


4/18

&:

Gambar

7.1

Mercury Injection Capillary Pressure Apparatus

Gambar 7.2 Vacum Gauge


5/18

&;

Gambar 7.3 Sample ol!er

Gambar 7." Pump Plunger

Gambar 7.# $ra%elling &o'e


6/18

&

Gambar 7.( Ma'e)up *ut

Gambar 7.7 Pump Cylin!er

+

Gambar 7., Picnometer -i!


7/18

:-

Gambar 7. Pressure Control

Gambar 7.1/ Pressure relie0 %al%e

7..2 Ba-an

+) >resh core

/) ?as

7.. Pro"e,ur Kerja

7..1 Ka*!bra"! A*a+

=aitu untuk menentukkan volume picnometer /;@+(- cc ).

+. !asang picnometer lidpada tempatnya,pump metering plunger

diputar penuh dengan manipulasi handwheel.

/. uka vacuum valve pada panel, sistem dikosongkan sampai

small gauge menunjukkan nol, kemudian panal valve ditutup,


8/18

:+

picnometer dokosongkan samapai tekanan absolutekurang dari

/- micro.

3. !utar handwheel sampai matering plunger bergerak maju dan

mercurylevelmencapai lower reference mark.

'. Moveable scaleditetapkan denganyoke stop pada /; cc ) dan

handwheeldial diset pada pembacaan miring kanan pada angka

+(.

(. Mercurydiinjeksikankepicnometersampai pada upper reference

mark, skala dan dial menunjukkan angka nol - ).

&. Bika pembacaan berbeda sedikit dari nol, perbedaan tersebut

harus ditentukan dan penentuan untuk dial handwheel setting

pada step '. Bika perbedaan terlalu besar yoke stopharus direset

kembali dan deviasi pembacaan adalah C -,--+ cc.

arena dalam penggunaan alat ini memakai tekanan yang besar tentu

akan terjadi perubahan volume picnometer dan mercury. ntuk itu

perlu dilakukanpreassre volume correctionyaitu

+) letakkanpicnometer lidpada tempatnya,pump matering plunger

diputar penuh dengan memanipulasi handwheel.

/) bah panel valveke vacuum jugasmall pressure gaugedibuka,

sistem dikosongkan sampai absolut pressure kurang dari /-

micro.

3) Mercury diinjeksikan sampai mencapai upper reference mark,

adjustmove able scale dial pada pembacaan -,-- cc kemudian

tutup vacum valve.

4) !utar bleed valve mercuryturun 3 mm dibawah upper reference

mark.

() !utar pompa hingga mercurymencapai upper reference marklagi

dan biarkan stabil selama C 3- detik

&) aca dan catat tekanan pada small pressure gauge serta

hubungan volume scaledan dial handwheel gunakan dial ) yang


9/18

:/

miring kekiri sebagai pengganti - 8 ( cc. raduated interval

pada skala.

:) 0tep d, e, dan f diulang untuk setiap kenaikan tekanan pada

sistem, kemudian catat volume dan tekanan yang didapat. Bika

tekanan telah mencapai limit + atm, bukan nitrogen valve.

;) Bika telah mencapai limit gunakan -,+(- atmgauge.

) Bika tes telah selesai, tutup panel nitrogen valve, sistem tekanan

dikurangi dengan mengeluarkan gas sampai tekanan sistem

mencapai + atm.

+-) Data yang didapat kemudian diplot, maka akan terlihat

bagaimana terjadinya perubahanpressure volume.

A 8 1 !erubahan volume oleh tekanan !ada tekanan rendah )

7 8 D 1 !erubahan volume pada tekanan tinggi

E 1!nflektion point

7..2 Pro"e,ur un+u #enen+uan +eanan a/!*er

+) 0iapkan core memperoleh corevol ) yang telah diekstraksi dengan

volume + 8 / cc, kemudian tempatkan pada core holder.

/) Picnometer liddipasang pada tempatnya dan putar handwheel secara

penuh.

3) bah panel valve ke vacuum dan pressure gauge dibuka, sistem

dikosongkan samapai absolute pressurekurang dari / micron.

') *utup vacum, putar pump metering plunger sampai level mercury

mencapai lower reference mark.

() Pump scale diikat dengan yoke stop dan handwheeldial diset pada

pembacaan +( miring kekanan ). Dan berikan pembacaan pertama

/;,+(- cc

&) Mercurydiinjeksikan sampai mencapai upper reference mark. aca

besarnya bulk volume dari pup scale dan handwheel dial. 0ebagai

contoh pembacaan skala lebih besar dari +/ cc dan dial menunjukkan

3/,( maka bulk volume sampal +/,3/( cc.


10/18

0

1

0.15 X

0,1

0

:3

:) ?erakkanpump scaledan handwheel dial pada pebacaan -,--- cc.

;) !utar bleed valve, maka gas F udara mengalir ke sistem sampai

level mercuryturun 3 8 ( mm dibawah upper reference mark.

) !utar pompa sampai permukaan mercurymencapai tanda paling

atas dan usahakan konstan selama 3- detik

10) aca dan catat tekanan low pressure gauge) dan volume skala

serta handwheeldial miring ke kiri ) untuk mengganti - 8 ( cc

graduated intervalpada skala

11) 0tep ;, , dan +- diulang untuk beberapa kanaikan tekanan. Bika

tekanan telah mencapai + atm buka nitrogen valve. Bika sistem

telah mencapai limit pada - %/ atmgauge, gaugediisolasi dari

sistem dan gunakan - 8 +(- atmgauge.

+/) 0tep ++ diulangi sampai tekanan akhir didapat

7atatan >luktuasi thermometer C + 8 / o7

1) Bika tes telah selesai, nitrogen valveditutup. *ekanan sistem

dikurangi sampai mencapai tekanan atm dengan mengeluarkan

gas lewat bleed valve.

+')

7.. a"!* Percobaan ,an Per-!+un3an

7..1 Per-!+un3an In+er/o*a"!

Misal pressure volume correct

9o. +

Dari gambar diatas diperoleh

+ 8 -.+ -.+( % G

+ 8 - -.+( 8 -

-. -.+( % G

+ -.+(


11/18

0.15

4

0.25 X

2.5

1

0.15

4

0.25 X

3.5

1

:'

G 1 -.-+( cc

9o. /

' 8 /.( -./( % G

' 8 + -./( 8 -.+(

+.( -./( % G

3 -.+

G 1 -./ cc

9o. 3

' 8 3.( -./( % G

' 8 + -./( 8 -.+(

-.( -./( % G

3 -.+

G 1 -./33 cc


12/18

0.25

9

0.35 X

6.5

4

0.25

9

0.35 X

7.5

4

:(

9o. '

8 &.( -.3( % G

8 ' -.3( 8 -./(

/.( -.3( % G

( -.+

G 1 -.3 cc

9o. (

8 :.( -.3( % G

8 ' -.3( 8 -./(

+.( -.3( % G

( -.+

G 1 -.3/ cc


13/18

:&

$abel 7.1 Pengu'uran te'anan 'apiler

No

.

In,!ca+o

r

Pre""ure

4a+#)

5orrec+

Pre""ure

4a+#)

In,!ca+or

Vo*u#e o6

Mercur$

Injec+!on

Pre""ure

Vo*u#e

5orrec+!on

4cc)

Ac+ua*

Vo*u#e

o6

Mercur$

Injec+!on

4cc)

Mercur$

Sa+ura+!o

n 4)

+ 0,1 0,15 25,103 0,015 25,088 83,627

/2,5 2,55 22,5 0,2 22,3 74,333

33,5 3,55 17,5 0,233 17,267 57,557

'4 4,05 15 0,25 14,75 49,167

(6,5 6,55 13 0,3 12,7 42,333

&7,5 7,55 10,333 0,32 10,013 33,377

:10,5 10,55 9,1 0,362 8,738 29,127

;15 15,05 9 0,4 8,6 28,667

22 22,05 8,64 0,435 8,205 27,35

+-

35 35,05 8,6 0,48 8,12 27,067

++58 58,05 7,89 0,508 7,382 24,607

+/70 70,05 7,6 0,517 7,083 23,61

+375 75,05 7,4 0,521 6,879 22,93

+'80 80,05 7 0,525 6,475 21,583

+( 85 85,05 6,95 0,528 6,422 21,407


14/18

::

+&90 90,05 6,9 0,532 6,368 21,227

+:95 95,05 6,7 0,536 6,164 20,547

+;105 105,05 6,5 0,55 5,95 19,833

+115 115,05 6,4 0,575 5,825 19,417

/-120 120,05 6,3 0,59 5,71 19,033

$abel 7.2 ubungan antara Pressure !an Volume

Pre""ure 4a+#) Vo*u#e 4cc)

- -,-

+ -,+(' -,/(

-,3(

+( -,'-

/( -,'(

3( -,';

'- -,'

(- -,(-

&- -,(+

+-- -,('

++- -,(&

+/- -,(

+/( -,&/

+/; -,&'

+3- -,&:

+3+ -,&

+3/ -,:+

+33 -,:'

+3' -,::

+3( -,;-

+3& -,;3

+3: -,;:


15/18

:;

+3 -,

+'- +,-

7.8. Pe#ba-a"an

!ada percobaan ini membahas mengenai tekanan kapiler yang

diberikan kepada suatu formasi batuan reservoir. *ekanan kapiler merupakan

perbedaan tekanan yang ada antara permukaan dua fluida yang tidak

tercampur, sebagai akibat dari terjadinya pertemuan permukaan yang

memisahkan fluida tersebut. *ekanan kapiler menyebabkan penyebaran

distribusi pada reservoir.

Ada dua grafik yang akan dibahas pada bab ini, yaitu

Gra0i' 7.1 ubungan Correct Pressure atm !an Mercury Saturation


16/18

:

10 20 30 40 50 60 70 80 90

0

20

40

60

80

100

120

140

0.152.553.554.05

6.557.5510.5515.05

22.05

35.05

58.05

70.0575.05

80.0585.0590.0595.05

105.05

115.05120.05

Mercury saturation (%)

correct pressure (atm)

?rafik di atas merupakan grafik mercury saturation pada suatu

batuan reservoir terhadap correct pressure. Dari grafik tersebut dapat kita

ketahui bahwa correct pressure sangat mempengaruhi besar kecilnya

mercury saturation suatu batuan reservoir, karena apabila correct pressure

semakin besar maka mercury saturationpada batuan akan semakin kecil.

Misal, pada data ke%+ correct pressure sebesar -,+ atm dan mercury

saturationnya sebesar &,&3 H. Akan tetapi, pada data ke%/ ketika correct

pressurediperbesar menjadi /,-( atm batuan tersebut menghasilkan mercury

saturationlebih kecil, yaitu ;/,& H.

Gra0i' 7.2 ubungan Volume cc !an Pressure atm


17/18

;-

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2

0

20

40

60

80

100

120

140

160

0 1 4

915

2535

40

50

60

100

110

120125128

130131132133134135136137

139140

volume (cc)

pressure (atm)

?rafik di atas membahas mengenai hubungan antara volume dengan

pressureyang terdapat dalam suatu formasi batuan reservoir. Dilihat dari

grafik di atas, dapat kita ketahui bahwa semakin besar volume yang

terdapat dalam batuan, maka semakin besar pula pressure yang diberikan

kepada batuan tersebut. 0eperti halnya pada grafik, ketika volume pada

batuan sebesar -,+( cc, makapressureyang diberikan adalah sebesar + atm.

Dan ketika volume dinaikkan menjadi -,/( cc,pressureyang diberikan juga

bertambah besar yaitu ' atm.

7.7 Ke"!#/u*an

+) !enentuan tekanan kapiler dari suatu sampel formasi dapat dikatakan lebih

cepat dan efisien pada distribusi saturasi fluidanya, dari sumur.

/) !ndicator pressure berbanding terbalik dengan mercury saturation yaitu

dengan berkurangnya indicator pressure akan meningkatkan mercury

saturation.


18/18

;+

3) erdasarkan dari data percobaan hubungan antara Mercury saturation

dengan nilai correct pressure berbanding tebalik, sedangkan pada

hubungan tekanan dengan volume berbanding lurus 0emakin besar

volume maka nilai tekanan akan semakin menigkat.

') 0eperti halnya pada grafik, ketika volume pada batuan sebesar -,+( cc,

makapressureyang diberikan adalah sebesar + atm. Dan ketika volume

dinaikkan menjadi -,/( cc, pressureyang diberikan juga bertambah besar

yaitu ' atm.

() Dari percobaan diperoleh dari adanya distribusi tersebut, maka akan

terdapatnya "ona transisi karena tidak terdapat batas fluida yang jelas.

bab vii tekanan kapiler(1)

Documents