SIFAT FISIS BATUAN RESERVOIR

Syarat yang harus dipenuhi oleh suatu batuan reservoir adalah harus mempunyai kemampuan untuk menampung dan mengalirkan fluida yang terkandung di dalamnya.

Hal tersebut dinyatakan dalam bentuk permeabilitas dan porositas. selain dari 2 sifat batuan terdapat sifat batuan lainnya yakni:

Wettabilitas,tekanan kapiler,saturasi dan kompresibilitas batuan.

PorositasPorositas merupakan perbandingan antara ruang kosong dari suatu batuan dengan volume

batuan itu sendiri.Secara sistematis porositas dapat dinyatakan sebagai :

Ø= vb-vs = vp

vb vb

ket: vb : volume batuan totalvs : volume padatan batuan totalvp : volume ruang pori-pori batuan

Porositas bisa dikategorikan dalam beberapa kategori sebagai berikut :

1.      Berdasarkan cara pembentukannya :

Porositas asli atau primer : menyatakan besaran porositas yang terbentuk saat proses diagenesis batuan, contohnya yaitu porositas intergranularTipe batuan sendimen atau reservoir yang mempunyai porositas primer adalah: batuan konglomerat,batu pasir,dan batu gaping

Porositas sekunder : menyatakan besaran porositas yang terbentuk setelah proses diagenesis batuan, contohnya yaitu karena pelarutan pada batuan karbonat (vugs) atau akibat proses tektonik (fracture porosity)

2.      Berdasarkan kemampuan pori untuk dilewati hidrokarbon

Porositas Total : merupakan rasio dari jumlah total pori-pori dibandingkan dengan volume bulknya

Porositas Efektif : merupakan rasio dari pori-pori (ruang kosong) yang saling berhubungan dibandingkan dengan volume bulknya

3.      Berdasarkan letak pori-porinya Porositas intragranular : pori-pori terletak di dalam butiran itu sendiri Porositas intergranular : pori-pori terletak diantara butiran yang tidak tertutupi oleh

semen

Faktor yang mempengaruhi porositas adalah :1. Ukuran butir atau grain size

Semakin kecil ukuran butir maka rongga yang terbentuk akan semakin kecil pula berlaku sebaliknya

2. Bentuk butir atau sphericityBatuan dengan bentuk butir jelek akan memiliki porositas yang besar ,sedangkan kalau bentuk buti baik maka akan memiliki porositas yang kecil

3. Susunan butirApabila ukuran butirnya sma maka susunan butir sama dengan bentuk kubus dan mempunyai porositas yang lebih besar dibandingkan dengan bentuk rhombohedral

4. Pemilahan Apabila butiran baik maka ada keseragaman sehingga porositasnya akan baik pula.pemilahan yang jelek menyebabkan butiran yang berukuran kecil akan menempati rongga diantara yang lebih besar akibatnya porositasnya rendah

5. Komposisi mineralApabila penyusun batuan terdiri dari mineral-mineral yang mudah larut seperti golongan karbonat maka porositasnya akan baik karena rongga-ronggan akibat proses pelarutan dari batuan tersebut.

6. sementasimaterial semen pada dasarnya akan mengurangi harga porositas .material yang dpt berwujud semen adalah silica , oksida besi dan mineral lempung.

7. Kompaksi dan pemampatanAdanya pemampatan dan kompaksi akan mengurangi harga porositas. apabila batuan semakin dalam maka porositasnya akan semakin kecil yang diakibatkan karena adanya penambahan beban.

Pengukuran porositas dapat dilakukan dengan 2 metode yakni : Pengukuran laboratorium dengan menggunakan sampel batuan <core> Pengukuran dengan menggunakan logging tool ,seperti neutron log,density log

dan sonic log

PermeabilitasPermeabilitas didefinisikan sebagai suatu bilangan yang menunjukan kemampuan

dari suatu batuan untuk mengalirkan fluida . permeabilitas merupakan fungsi tingkat hubungan ruang antar pori-pori batuan .Henry darcy <1856>, membuat hub empiris dengan bentuk sbb:

V=- k dP µ dl

ket :v : kecepatan aliranµ :viskositas fluida yang mengalirdP :gradient tekanan dalam arah aliran

dlk :permeabilitas media berpori , darcy

Dalam batuan reservoir permeabilitas dibedakan menjadi 3 yakni :1. Permeabilitas absolute : permeabilitas dimana fluida yang mengalir melalui media

berpori tersebut hanya satu fasa,missal hanya minyak atau gas saja .2. Permeabilitas efektif : permeabilitas batuan dimana fluida yang mengalir lebih

dari satu fasa.misal minyak dan air,air dan gas,gas dan minyak atau ketiganya3. Permeabilitas relative : perbandingan antara permeabilitas,permeabilitas efektif

dan permeabilitas absolute.

Permeabilitas dapat ditentukan dengan tiga metode yakni :1. Analisa core di laboratorium2. Pressure transient analysis 3. Logging

Saturasi

Saturasi di definisikan sebagai perbandingan antara volume pori-pori batuan yang ditempati oleh suatu fluida dengan volume pori-pori total pada suatu batuan berpori.

Terdapat tiga factor yang penting mengenai saturasi fluida ,yaitu :1. saturasi fluida akan bervariasi dari suatu tempat ke tempat lain dalam

reservoir ,saturasi air cenderung untuk lebih besar dalam bagian batuan yang kurang porous.

2. saturasi fluida akan bervariasi dengan kumulatif produksi minyak ,jika minyak diproduksi maka tempatnya di reservoir akan digantikan oleh air atau gas bebas.

3. Saturasi minyak dan satursi gas sering dinyatakan dalam istilah pori-pori yang di sisikan oleh hidrokarbon.

Pengukuran saturasi dapat dilakukan dengan dua cara yaitu :1. Pengukuran sampel core di laboratorium2. Log

WettabilitasWettabilitas di definisikan sebagai suatu kecenderungan dari adanya fluida lain yang

tidak saling mencampur.Wettabilitas ini penting peranannya dalam ulah laku kerja reservoir,sebab akan menimbulkan tekanan kapiler yang akan memberikan dorongan sehinnga minyak atau gas dapat bergerak.

besaaran wettabilitas ini sangat di pengaruhi oleh beberapa factor yaitu :1. Jenis mineral yang terkandung dalam batuan reservoir2. Ukuran butir batuan 3. Jenis kandungan hidrokarbon

Wettabilitas terbagi menjadi 2 kategori berdasarkan pada jenis komponen yang dipengaruhi ,yaitu :

1. Water wet2. Oil wet

Tekanan kapilerTekanan kapiler di definisikan sebagai perbedaan tekanan terjadi antara permukaan dua

fluida yang tidak tercampur sebagai akibat dari terjdinya pertemuan permukaan yang memisahkan merek. tekanan kapiler dalam batuan berpori tergantung pada ukuran poti-pori dan macam fluidanya.

Tekanan kapiler mempunyai pengaruh yang penting dalam reservoir minyak maupun gas :1. Mengontrol distribusi saturasi di dalam reservoir2. Merupakan mekanisme pendorong minyak dan gas untuk bergerak atau

mengalir melalui pori-pori reservoir dalam arah vertical

KompressibilitasKompresibilitas batuan adalah perubahan volume batuan akibat perubahan tekanan yang

mempengaruhinya,yaitu tekanan hidrostatik dan tekanan overburden. Kompresibilitas volume pori adalah merupakan fungsi porositas.

Tiga konsep kompresibilitas yakni:1. Kompresibilitas matriks batuan2. Kompresibilitas bulk batuan’3. Kompresibilitas pori-pori batuan

Batuan yang berada pada kedalaman tertentu akan mengalami dua macam tekanan ,antara lain :1. Tekanan dalam2. Tekanan luar

MEKANISME PENDORONG RESERVOIR(RESERVOIR DRIVE MECHANISM)

 

Mekanisme pendorong reservoir ini dibagi empat, yaitu water drive reservoir, dissolved/solution gas drive, gas cap drive dan combination drive. 1.    Water Drive Reservoir

Terjadinya aliran fluida dari reservoir ke permukaan disebabkan tenaga dorong air yang mengisi pori-pori yang ditinggalkan minyak, baik dari bawah samping maupun dari kedua-duanya.

Ciri-ciri :- Tekanan relatif stabil (tetap tinggi)- GOR rendah dan konstan- WOR meningkat kontinyu- Perilaku : sumur sembur alam sampai air berlebihan- Perolehan minyak (RF) cukup tinggi (35-60)% 2.    Dissolved/Solution Gas Drive

Tenaga pendorong dari gas yang terlarut dalam minyak kemudian terbebaskan dan mengembang akhirnya mendesak minyak.Ciri-ciri :- Tekanan turun cepat dan menerus- GOR mula-mula rendah kemudian naik cepat kemudian turun.- Produksi air (Qw) kecil atau diabaikan- Perilaku : memerlukan pumping pada tahap awal- RF rendah (5-30) % 

3.    Gas Cap Drive

Tenaga dorong dari tudung gas yang ada di atas minyak.Ciri-ciri :- Tekanan turun lambat tapi terus.- GOR meningkat terus

- Qw hampir tidak ada.- Perilaku : sumur sembur alam tergantung ukuran gas capnya.- RF (20-40) % 4.    Combination Drive Reservoir

Tenaga dorong merupakan kombinasi dari dua atau lebih .Fase berikutnya jika produksi mengalami penurunan maka dilakukan metode peningkatan produksi disebut fase produksi sekunder (secondary recovery). Mekanisme pendorong resrvoir ini antara lain : carcondioxide miscible flooding, steam flooding dan chemical flooding. Kemampuan recovery 50-60% dari total cadangan. 

Perangkap dan sifat fisik batuan reservoir

Perangkap Reservoir [reservoir trap], yang diartikan sebagai  suatu unsur pembentukan reeservoir dimana bentuknya sedemikian sehingga lapisan dan penutupnya merupakan suatu bentuk konkav kebawah yang menyebabkan minyak dan gas bumi berada di bagian atas reservoir.

Berikut tipe perangkap:

Oil Dome in section 

Fault Trap

 Sand Lens

 

Salt Dome 

Unconformity Trap

Reservoir merupakan suatu tempat terakumulasi/terkumpulnya fluida hidrokarbon, yang terdiri dari minyak dan gas, dan air. Proses bisa terjadinya akumulasi minyak bumi di bawah

permukaan haruslah memenuhi beberapa persyaratan, yang merupakan unsur-unsur suatu reservoir minyak bumi. Unsur-unsur yang menyusun reservoir adalah sebagai berikut : 

1. Batuan reservoir, sebagai wadah yang diisi dan dijenuhi oleh minyak bumi, gas bumi atau keduanya. Biasanya batuan reservoir berupa lapisan batuan yang porous dan permeable. 

2. Lapisan penutup (cap rock), yaitu suatu lapisan batuan yang bersifat impermeable, yang terdapat pada bagian atas suatu reservoir, sehingga berfungsi sebagai penyekat fluida reservoir. 

3. Perangkap reservoir (reservoir trap), merupakan suatu unsur pembentuk reservoir yang berupa suatu sinklin, yakni suatu bentuk cekungan, dimana nantinya akan terisi fluida, yang secara urutannya dari atas ke bawah adalah fasa gas, minyak dan air. 

Karakteristik Batuan Reservoir 

Batuan adalah kumpulan dari mineral-mineral, sedangkan suatu mineral dibentuk dari beberapa ikatan kimia. Komposisi kimia dan jenis mineral yang menyusunnya akan menentukan jenis batuan yang terbentuk. 

Batuan reservoir umumnya terdiri dari batuan sedimen, yang berupa batupasir dan karbonat (sedimen klastik) serta batuan shale (sedimen non-klastik) atau kadang-kadang vulkanik. Masing-masing batuan tersebut mempunyai komposisi kimia yang berbeda, demikian juga dengan sifat fisiknya. Komponen penyusun batuan serta macam batuannya dapat dilihat pada Diagram di bawah ini. 

Diagram Komponen Penyusun Batuan(Pettijohn, F. J., “Sedimentary Rock”, 1957) 

Cara terdapatnya minyak bumi dan gas.

Ada tiga macam teori yang menjelaskan proses terbentuknya minyak dan gas bumi, yaitu:

(1) Teori Biogenetik (Teori Organik)

Menurut Teori Biogenitik (Organik), disebutkan bahwa minyak bumi dan gas alam terbentuk dari beraneka ragam binatang dan tumbuh-tumbuhan yang mati dan tertimbun di bawah endapan Lumpur. Endapan Lumpur ini kemudian dihanyutkan oleh arus sungai menuju laut, akhirnya mengendap di dasar lautan dan tertutup Lumpur dalam jangka waktu yang lama, ribuan dan bahkan jutaan tahun. Akibat pengaruh waktu, temperatur tinggi, dan tekanan lapisan

batuan di atasnya, maka binatang serta tumbuh-tumbuhan yang mati tersebut berubah menjadi bintik-bintik dan gelembung minyak atau gas.

Proses pembentukan minyakbumi berdasar teori organik

(2) Teori Anorganik

Menurut Teori Anorganik, disebutkan bahwa minyak bumi dan gas alam terbentuk akibat aktivitas bakteri. Unsur-unsur oksigen, belerang, dan nitrogen dari zat-zat organik yang terkubur akibat adanya aktivitas bakteri berubah menjadi zat seperti minyak yang berisi hidrokarbon.

(3) Teori Duplex

Teori Duplex merupakan perpaduan dari Teori Biogenetik dan Teori Anorganik. Teori Duplex yang banyak diterima oleh kalangan luas, menjelaskan bahwa minyak dan gas bumi berasal dari berbagai jenis organisme laut baik hewani maupun nabati. Diperkirakan bahwa minyak bumi berasal dari materi hewani dan gas bumi berasal dari materi nabati.

Gas alam sering juga disebut sebagai gas Bumi atau gas rawa, adalah bahan bakar fosil berbentuk gas yang terutama terdiri dari metana C H 4). Ia dapat ditemukan di ladang minyak, ladang gas Bumi dan juga tambang batu bara. Ketika gas yang kaya dengan metana diproduksi melalui pembusukan oleh bakteri anaerobik dari bahan-bahan organik selain dari fosil, maka ia disebut biogas. Sumber biogas dapat ditemukan di rawa-rawa, tempat pembuangan akhir sampah, serta penampungan kotoran manusia dan hewan.

Pada prinsipnya minyakbumi terdapat dalam 2 cara utama, yaitu:

1.PADA PERMUKAAN BUMI, terutama sebagai rembesan (seepages atau seeps)kadang-kadang juga sebagai suatu danau, sumber atau sebagai pasir yang dijenuhi minyakbumi.

2.DI DALAM KERAK BUMI, sebagai suatu akumulasi, yaitu sebagai penjenuhan batuan

Sebagai suatu penjenuhan batuan di dalam kerak bumi, minyak bumi bisa terdapat dalam jumlah kecil atau yang disebut juga sebagai tanda-tanda minyak (oil shows).

MINYAKBUMI PADA PERMUKAAN

Berdasarkan gejala cara timbulnya, minyak pada permukaan dapat dibagidalam 2 jenis, yaitu:1) YANG MASIH AKTIF, yaitu minyak keluar sebagai sumber bersama-sama dengan air, keluar ataupun merembes secara perlahan-lahan untukkemudian membentuk suatu danau aspal, atau dapat pula keluar secara aktif dari suatu gunung-api lumpur (mudvolcano).2) YANG TELAH MATI ATAU TIDAK AKTIF LAGI, dapat merupakan batupasir yang dijenuhi oleh bitumina, suatu zat semacam aspal, yang merupakansisa atau residu penguapan fraksi ringan dari suatu minyakbumi.

REMBASAN MINYAKBUMI

Link (1952) memberikan suatu klasifikasi berbagai macam rembesan yang dapat terjadi di suatu daerah. Dibedakan olehnya lima jenis utamarembesan yang mula jadinya dapat diterangkan sebagai berikut:

1) REMBASAN YANG KELUAR DARI HOMOKLIN: dimana ujungnya telah tererosi atau tersingkap, akan tetapi lapisan minyaknya sendiri belum sampai pada permukaan. Rembesan semacam ini biasanya kecil saja

2) REMBASAN MINYAK YANG BERASOSIASI DENGAN LAPISAN DAN FORMASI TEMPATMINYAK TERSEBUT TERBENTUK: Biasanya lapisan serpih yang merupakan batuan induk minyakbumi jika teretakkan dan terhancurkan akan membebaskan minyak dalam jumlah kecil. Dalam hal ini hanya sedikit sekali terdapat indikasi pada permukaan.3) REMBESAN MINYAK -DAN GAS YANG KELUAR DARI AKUMULAS I MINYAK YANG BESAR DAN TELAH TERSINGKAP OLEH EROSI ATAU RESERVOIRNYA TELAH DIHANCUR- LULUHKAN OLEH PATAHAN DAN LIPATAN: Rembesan semacam inilah yangbiasanya merupakan daerah rembesan yang terbesar di dunia.4) MINYAK MEREMBES KELUAR PADA PERMUKAAN SEPANJANG BIDANG KETIDAK-SELARASAN:Dalam hal ini mungkin terdapat banyak rembesan lain yangkeluar atau memotong suatu ketidakselarasan, kemudian merupakan jalan utama dan alat pengumpul daripada semua rembesan tersebut dan terjadilah suatu rembesan yang cukup besar. Sebagai contoh misalnya, batupasir-ter Athabasca.5) REMBASAN YANG BERASOSIASI DENGAN INTRUSI: seperti gunungapi lumpur,intrusi batuan beku atau penusukan oleh kubah garam.