sifat fisik batuan reservoir migas

Download Sifat Fisik Batuan Reservoir Migas

Post on 03-Jan-2016

144 views

Category:

Documents

1 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

Sifat Fisik Batuan Reservoir Migas

a. PorositasPorositas didefinisikan sebagai perbandingan antara volume ruang pori- pori terhadap volume batuan total (bulk volume). Besar kecilnya porositas suatu batuan akan menentukan kapasitas penyimpanan fluida reservoir. Secara matematis porositas dapat dinyatakan sebagai : ? = (Vb-Vs)/Vb = VpDimana : Vb : volume batuan total (bulk volume)Vs : volumepadatan batuan total (volume grain)Vp : volume ruang pori- pori total batuan

b. Saturasi Fluidasaturasi fluida batuan didefinisikan sebagai perbandingan antara volume pori- pori batuan yang ditempati oleh suatu fluida tertentu dengan volume pori- pori total pada suatu batuan berporil. Pada batuan reservoir minyak umumnya terdapat lebih dari satu macam fluida, kemungkinan terdapat air, minyak, dan gas yang tersebar ke seluruh bagian reservoir. Secara matematis, besarnya saturasi untuk masing- masing fluida dituliskan dalam persamaan berikut : S=(volume pori- poriyang diisi oleh fluida tertentu)/ volumepori- pori total Jika pori- pori batuandiisi oleh gas-minyak-air maka berlaku hubungan :Sg + So + Sw = 1

c. Permeabilitas permeabilitas didefinisikan sebagai suatu bilangan yang menunjukkan kemampuan dari suatu batuan untuk mengalirkan fluida. Definisi kwantitatif permeabilitas pertama- tama oleh percobaan Darcy (1856) seperti berikut ini :k (darcy) = (Q. .L) / (A.(P1-P2)

dimana :k = darcy atau milidarcy (D atau mD)Q= cm3/sec= centipoiseL= cmA= sq.cmP1-P2= atm

d. Derajat Kebasahan / WettabilitasWetabilitas adalah kemampuan batuan untuk dibasahi oleh fasa fluida, jika diberikan dua fluida yangtak saling campur (immisible).pada bidang antar muka cairan dengan benda padat terjadi gaya tarik- menarik antara cairan dengan benda padat (gaya adhesi),yang merupakan faktor dari tegangan permukaan antara fluida dan batuan. Pada umumnya reservoir bersifat water wet, sehingga air cenderung untuk melekat pada permukaan batuan sedangkan minyak akan terletak diantara fasa air. Jadi minyak tidak mempunyai gaya tarik- menarik dengan batuan dan akanlebih mudah mengalir.

e. Tekanan Kapiler Tekanan kapiler (Pc) didefinisikan sebagai perbedaan tekanan yang ada antara permukaan dua fluida yang tidak tercampur (cairan- cairan atau cairan- gas) sebagai akibat dari pertemuan permukaan yang memisahkan kedua fluida tersebut. Besarnya tekanan kapiler dipengaruhi oleh tegangan permukaan, sudut kontak antara minyak-air-zat padat danjari- jari kelengkungan pori.

f. Kompresibilitas Pada formasi batuankedalam tertentu terdapat dua gaya yang bekerja padanya, yaitugaya akibat beban batuan diatasnya (overburden) dan gaya yangtimbul akibat adanya fluida yang terkandung dalam pori- pori batuan tersebut. Pada keadaan statik,kedua gaya berada di dalam keadaan setimbang. Bila tekanan reservoir berkurang akibat pengosongan fluida, maka kesetimbangan gaya ini terganggu, akibatnya terjadi penyesuaian dalam bentuk volume pori- pori.

RESERVOIRAdalah batuan yang mampu menyimpan dan mengalirkan hidrokarbon. Dengan kata lain batuan tersebut harus memiliki porositas dan permeabilitas.

Jenis reservoir umumnya batu pasir dan batuan karbonat dengan porositas 15-30% (baik porositas primer maupun sekunder) serta permeabilitas minimum sekitar 1 mD (mili Darcy) untuk gas dan 10 mD untuk minyak ringan (light oil).

Reservoir adalah suatu tempat terakumulasinya minyak dan gas bumi. Pada umumnya reservoir minyak memiliki karakteristik yang berbeda-beda tergantung dari komposisi, temperature dan tekanan pada tempat dimana terjadi akumulasi hidrokarbon didalamnya. Suatu reservoir minyak biasanya mempunyai tiga unsur utama yaitu adanya batuan reservoir, lapisan penutup dan perangkap. Beberapa syarat terakumulasinya minyak dan gas bumi adalah :1. Adanya batuan Induk (Source Rock)Merupakan batuan sedimen yang mengandung bahan organik seperti sisa-sisa hewan dan tumbuhan yang telah mengalami proses pematangan dengan waktu yang sangat lama sehingga menghasilkan minyak dan gas bumi.2. Adanya batuan waduk (Reservoir Rock)Merupakan batuan sedimen yang mempunyai pori, sehingga minyak dan gas bumi yang dihasilkan batuan induk dapat masuk dan terakumulasi.3. Adanya struktur batuan perangkapMerupakan batuan yang berfungsi sebagai penghalang bermigrasinya minyak dan gas bumi lebih jauh.4. Adanya batuan penutup (Cap Rock)Merupakan batuan sedimen yang tidak dapat dilalui oleh cairan (impermeable), sehingga minyak dan gas bumi terjebak dalam batuan tersebut.5. Adanya jalur migrasiMerupakan jalan minyak dan gas bumi dari batuan induk sampai terakumulasi pada perangkap.1. Sifat-Sifat Fisik Batuan ReservoirBatuan 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. Pada hakekatnya setiap batuan dapat bertindak sebagai batuan reservoir asal mempunyai kemampuan menyimpan dan menyalurkan minyak bumi. Komponen penyusun batuan serta macam batuannya dapat dilihat pada Gambar 1.

1.1. Porositas ()Dalam reservoir minyak, porositas mengambarkan persentase dari total ruang yang tersedia untuk ditempati oleh suatu cairan atau gas. Porositas dapat didefinisikan sebagai perbandingan antara volume total pori-pori batuan dengan volume total batuan per satuan volume tertentu, yang jika dirumuskan :

Dimana : = Porositas absolute (total), fraksi (%)Vp = Volume pori-pori, ccVb = Volume batuan (total), ccVgr = Volume butiran, ccPorositas batuan reservoir dapat diklasifikasikan menjadi dua, yaitu:1. Porositas absolut, adalah perbandingan antara volume pori total terhadap volume batuan total yang dinyatakan dalam persen, atau secara matematik dapat ditulis sesuai persamaan sebagai berikut :

2. Porositas efektif, adalah perbandingan antara volume pori-pori yang saling berhubungan terhadap volume batuan total (bulk volume) yang dinyatakan dalam persen.

Dimana :e = Porositas efektif, fraksi (%)g = Densitas butiran, gr/ccb = Densitas total, gr/ccf = Densitas formasi, gr/ccBerdasarkan waktu dan cara terjadinya, maka porositas dapat juga diklasifikasikan menjadi dua, yaitu :1. Porositas primer, yaitu porositas yang terbentuk pada waktu yang bersamaan dengan proses pengendapan berlangsung.2. Porositas sekunder, yaitu porositas batuan yang terbentuk setelah proses pengendapan.Besar kecilnya porositas dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu ukuran butir, susunan butir, sudut kemiringan dan komposisi mineral pembentuk batuan. Untuk pegangan dilapangan, ukuran porositas dapat dilihat pada Tabel 1. berikut :

1.2. Permeabilitas ( k )Permeabilitas didefinisikan sebagai ukuran media berpori untuk meloloskan/melewatkan fluida. Apabila media berporinya tidak saling berhubungan maka batuan tersebut tidak mempunyai permeabilitas. Oleh karena itu ada hubungan antara permeabilitas batuan dengan porositas efektif.Sekitar tahun 1856, Henry Darcy seorang ahli hidrologi dari Prancis mempelajari aliran air yang melewati suatu lapisan batu pasir. Hasil penemuannya diformulasikan kedalam hukum aliran fluida dan diberi nama Hukum Darcy. Dapat dilihat pada gambar 2 dibawah :

Dapat dinyatakan dalam rumus sebagai berikut :

Dimana :Q = laju alir fluida, cc/detk = permeabilitas, darcy = viskositas, cpdP/dL = gradien tekanan dalam arah aliran, atm/cmA = luas penampang, cm2Besaran permeabilitas satu darcy didefinisikan sebagai permeabilitas yang melewatkan fluida dengan viskositas 1 centipoises dengan kecepatan alir 1 cc/det melalui suatu penampang dengan luas 1 cm2 dengan penurunan tekanan 1 atm/cm. Persamaan 4 Darcy berlaku pada kondisi :1. Alirannya mantap (steady state)2. Fluida yang mengalir satu fasa3. Viskositas fluida yang mengalir konstan4. Kondisi aliran isothermal5. Formasinya homogen dan arah alirannya horizontal6. Fluidanya incompressibleBerdasarkan jumlah fasa yang mengalir dalam batuan reservoir, permeabilitas dibedakan menjadi tiga, yaitu : Permeabilitas absolute (Kabs)Yaitu kemampuan batuan untuk melewatkan fluida dimana fluida yang mengalir melalui media berpori tersebut hanya satu fasa atau disaturasi 100% fluida, misalnya hanya minyak atau gas saja. Permeabilitas efektif (Keff)Yaitu kemampuan batuan untuk melewatkan fluida dimana fluida yang mengalir lebih dari satu fasa, misalnya (minyak dan air), (air dan gas), (gas dan minyak) atau ketiga-tiganya. Harga permeabilitas efektif dinyatakan sebagai ko, kg, kw, dimana masing-masing untuk minyak, gas dan air. Permeabilitas relatif (Krel)Yaitu perbandingan antara permeabilitas efektif pada kondisi saturasi tertentu terhadap permeabilitas absolute. Harga permeabilitas relative antara 0 1 darcy. Dapat juga dituliskan sebagai beikut :

Permeabilitas relatif reservoir terbagi berdasarkan jenis fasanya, sehingga didalam reservoir akan terdapat Permeabilitas relatif air (Krw), Permeabilitas relatif minyak (Kro), Permeabilitas relatif gas (Krg) dimana persamaannya adalah :

Dimana :Krw = permeabilitas relatif airKro = permeabilitas relaitf minyakKrg = permeabilitas relatif gas1.3. SaturasiSaturasi adalah perbandingan antara volume pori-pori batuan yang terisi fluida formasi tertentu terhadap total volume pori-pori batuan yang terisi fluida atau jumlah kejenuhan fluida dalam batuan reservoir per satuan volume pori. Oleh karena didalam reservoir terdapat tiga jenis fluida, maka saturasi dibagi menjadi tiga yaitu saturasi air (Sw), saturasi minyak (So) dan saturasi gas (Sg), dimana secara matematis dapat ditulis :

Total saturasi fluida jika reservoir mengandung 3 jenis fluida :

Untuk sistem air-minyak, maka persamaan (12) dap