MEKANIKA RESERVOIRBY

KARMILA, ST

MATERI PERKULIAHANPemahaman tentang struktur batuan berpori

yang mengandung hidrokarbonKonsep dan analisis sifat fisik batuan seperti

porositas, permeabilitas, sifat kebasahan, sifat hantar arus listrik, tekanan kapiler dan distributir butir

Penentuan representasi data sifat fisik disertai tugas pengukuran laboratorium

Pengetahuan dinamika reservoir seperti mekanisme aliran fluida dalam reservoir

REFERENCEMonicard. Properties of reservoir ock core

analysis. Gulf Publishing 1980Whittaker. Coring Operations. EXLOG. 1985

SITIM PENILAIANMid Test : 3 kali nilai bagus tidak perlu

ikut UASFinal Test : 100%

Nilai Kalau Lulus Mid TestA : 76 - 100B : 66 – 75

Nilai Kalau Ikut UASB : 76 - 100C : 66 - 75D : 56 – 65E : < 56

TERBENTUKNYA MINYAK BUMI DAN RESERVOIRNYA

• TERJADINYA BUMISejarah terjadinya dan akumulasi minyak bumi adalah dibuat berdasarkan waktu geologi, sesuai dengan terbentuknya bumi itu sendiri.Bumi, salah satu planet dalam tatasurya, terbentuk lima ribu juta tahun yang laluPermukaan bumi dan Seluruh bagian bumi tidak ada yang tetap, berubah secara perlahan tetapi pasti.

BUMI, PLANET KITA

• Bumi mempunyai udara, air, kehidupan yang tak dipunyai planet lain dalam tatasurya

• Material dalam bumi bergerak dalam berbagai sistem siklus yang saling mempengaruhi

• Aktivitas biologi/manusia mempengaruhi perubahan pada bumi

• Terbentuknya Gunung-gunung penyebab terjadinya pergerakan bumi adalah adanya pengerutan bumi pada saat terjadinya kondensasi dan oleh aliran plastis yang terdapat pada batuan yang masih dalam kondisi cair. Semula gerakan ini menyebabkan terjadinya dunung-gunung dan lautan, kemudian setelah sekian lama terjadi perubahan pada garis pantai yang mengakibatkan terbentuknya minyak bumi.

• Terbentuknya Sedimen diLautan

• Mulai terbentuknya Minyak Dan Gas Bumi• Terbentuknya Struktur Batuan Sedimen• Bentuk-Bentuk Reservoir Minyak Bumi• Komposisi Minyak dan Gas Bumi• Syarat- syarat terakumulasinya Minyak dan Gas

Bumi

POROSITASDefenisi Porositas Suatu batuan adalah perbandingan antara volume total pori-pori batuan dengan volume total batuan persatuan volume tertentu

SIFAT-SIFAT FISIK BATUAN RESERVOIR

Porositas (%) Kualitas

0 – 5 Jelek sekali

5 – 10 Jelek

10 – 15 Sedang

15 – 20 Baik

20 Sangat bagus

Porositas batuan reservoir dapat diklasifikasikan sebagai berikut :

Adapun factor utama yang menyebabkan harga porositas bervariasi adalah

Sudut kemiringan butiran batuanUkuran butiran batuanKomposisi mineral pembentuk batuan

PERMEABILITAS BATUAN

Permeabilitas batuan didefinisikan sebagai ukuran kemampuan media berpori untuk mengalirkan atau melewatkan fluida

Persamaan Darcy berlaku pada kondisi :

Tidak ada reaksi kimia fluida dengan batuanAlirannya laminerHanya ada satu fasa pada 100% saturasiAlirannya incompressibleBatuannya homogenTemperature konstan

Dalam batuan reservoir, menurut definisinya permeabilitas dibedakan menjadi tiga bagian antara lain

Permeabilitas absolute (Kabs) adalah kemampuan batuan reservoir untuk melewatkan (meluluskan fluida dimana fluida yang mengalir melalui media berpori tersebut hanya satu fasa atau disaturasi 100% fluida, misalnya hanya minyak saja.

Permeabilitas effektif (Keff) adalah kemampuan batuab reservoir untuk melewatkan fluida dimana fluida yang mengalir lebih dari satu fasa, misalnya minyak dan air dan lain sebagainya.

Permeabilitas relative (Kro, Krw, Krg) adalah perbandingan antara permeabilitas effektif pada kondisi saturasi tertentu terhadap permeabilitas absolute.

Secara perkiraan di lapangan dapat dilakukan pemberian semi-kuantitatif permeabilitas sebagai berikut :

Ketat (tight), kurang dari 5 mdCukup (fair),antara 5 – 10 mdBaik (good), antara 10 – 100 mdBaik sekali (Very good), antara 100 – 1000

md

Cara menghitung permeabilitas Wireline formation taster

Conventional core Whole core Core plugs

Probe permeameterWell and drill steam testWireline logs

SATURASI FLUIDASaturasi adalah perbandingan antara volume pori-pori batuan yang terisi fluida formasi terhadap total volume pori-pori batuan atau jumlah kejenuhan fluida dalam batuan reservoir per satuan volume pori.

Persamaannya :S = fluida reservoir,cc/volume pori,cc

Oleh karena fluida dalam batuan reservoir terdapat tiga jenis fluida yaitu berupa air, minyak dan gas

Sw + So + Sg = 1

Untuk persamaan minyak – air maka persamaan diatas dapat disederhanakan menjadi

So + Sw = 1

Berdasarkan definisi terdapat hubungan antara saturasi dan porositas batuan dimana untuk volume pori yang terisi hidrokarbon di berikan persamaan sebagai berikut :

Beberapa factor yang mempengaruhi saturasi fluida reservoir adalah :

Ukuran dan distribusi pori-pori batuan (Ø besar, Sw mengecil)

Ketinggian diatas free water levelAdanya perbedaan tekanan kapiler (Pc besar,

Sw kecil)

TEKANAN KAPILERTekanan Kapiler pada suatu batuan berpori : Perbedaan tekanan antara fluida yang membasahi batuan dengan fluida yang bersifat tidak membasahi batuan, jika di dalam media berpori tersebut terdapat 2 atau lebih fluida yang tidak tercampur dalam kondisi statis.

Pc = Pnw – PwDimana :

Pc = Tekanan Kapiler, dyne/cm2Pnw = Tekanan pada permukaan fluida non wetting, dyne/cm2Pw = Tekanan pada permukaan fluida yang wetting, dyne/cm2

Gaya kapiler ini akan menyebabkan distribusi saturasi (minyak, air, gas). Besarnya kenaikan tekanan kapiler adalah merupakan fungsi dari ukuran tabung, sudut yang terbentuk antara fasa yang membasahi dengan tabung serta tegangan permukaan (interfacial tension) yang ada pada permukaan yang dibasahi oleh fluida.

Persamaan tekanan kapiler

Untuk sistem minyak-air persamaan dapat di tulis Po – Pw = (rw – ro) g h = Pc

RESISTIVITY BATUAN RESERVOIRResistivity didefinisikan sebagai kemampuan dari suatu material atau benda untuk menghantarkan arus listrik,

Persamaan yang digunakan :ρ = r.A/ LDimana :

ρ = resistivity fluida didalam batuan, ohm-mr = Tahanan, ohmA = luas area konduktor, m2L = panjang konduktor, m

Batuan reservoir terdiri atas campuran mineral-mineral, fragmen dan pori-pori. Minyak dan gas bersifat tidak menghantarkan arus listrik (resistor), sedangkan air bersifat menghantarkan arus listrik (konduktor)

WETTABILITYWettability adalah kecendrungan dari suatu fluida untuk menyebar atau melekat pada permukaan batuan.

Hubungan gaya keseimbangan antara minyak dengan batuannya pada daerah pengurasan (boundary) suatu rservoir minyak di berikan persamaan :

Wetting Phase & Non Wetting Phase fluid

Wetting – Phase Fluid fasa fluida pembasah biasanya akan dengan mudah membasahi permukaan batuan, akan tetapi karena adanya gaya tarik menarik antara batuan dan fluida, fasa pembasah akan mengisi ke pori – pori yang lebih kecil dahulu dari batuan berpori. Fasa fluida pembasah umumnya sangat sukar bergerak dalam reservoir

Non – Wetting Phase Fluidnon wetting phase fluid sukar membasahi permukaan batuan. Dengan adanya gaya repulsive (tolak) antar batuan dan fluida menyebabkan Non-wetting Phase fluid akan menempati sebagian besar pori –pori batuan. Non – Wetting Phase Fluid umumnya sangat mudah bergerak.

IMBIBISI DAN DRAINAGEImbibisi adalah proses aliran fluida dimana

saturasi fasa pembasah (water) meningkat sedangkan saturasi non-wetting phase (oil) menurun. Mobilitas phase pembasah meningkat seiring meningkatnya saturasi fasa pembasah.Contoh : proses pendesakan pada reservoir minyak dimana batuan reservoir sebagai water wet

Drainage adalah proses kebalikan dari imbibisi, dimana saturasi fasa pembasah menurun dan saturasi non wetting phase meningkat.