MODUL 2 PENGUKURAN PENGUKURAN POROSITAS DENGAN METODE LIQUID SATURATION
Nama
: Ilham
NIM
: 12211056
Kelompok Kelompok
: Kamis I
Tanggal Tangg al Praktikum
: 4 April 2013
Tanggal Tangg al Penyerahan
: 7 April 2013
Dosen
: Dr. Ir. Taufan Marhaendrajana Marhaendrajana
Asisten Asi sten Modul Modul
: 1. Achmad Rochi Habibi
12209030
2. Dara Ayuda Maharsi
12209062
LABORATORIUM PETROFISIKA PROGRAM STUDI TEKNIK PERMINYAKAN FAKULTAS FAKULTAS TEKNIK P ERTAMBANGAN ERTAMBANGAN DAN PERMINYAKAN PERMINYAKAN INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2013
A. TUJUAN
a. Memahami prinsip kerja metode l iquid saturation b. Menentukan porositas suatu batuan sampel de ngan metode liqud saturation c.
Mengetahui metode-metode pengukuran porositas
B. PRINSIP
Mengukur volume pori-pori batuan yang saling terhubung dengan me tode penjenuhan dengan air serta mengukur volume bulk batuan dengan metode volumetrik, yaitu diukur langsung dan menggunakan Electrk Hg Picnometer, dimana volume bulk batuan dipe roleh dari hasl regresi kurva perubahan penyimpangan bola besi terhadap volumenya. C. ALAT DAN BAHAN
a. Tabung erlenmeyer yang dilengkapi dengan sumbat karet dan funnel di atasnya. b. Tabung erlenmeyer yang berisi kapur yang dihubungkan dngan pompa vakum. c. Pompa vakum dan manometer Hg. d. Electric Hg Picnometer dan bola-bola pengkalibrasi. e. Jangka sorong dan penje pit. f.
Picnometer dan neraca analisis.
g. Beberapa sampel core. h. Vaselne. i.
Air.
D. TEORI DASAR
Porositas merupakan kemampuan suatu batuan untuk menyi mpan fluida di dalamnya. Secara matematis, porositas adalah perbandingan antara volume pori dengan volume total batuan. Berdasarkan sifat batuan resevoir maka porositas di bagi menjadi dua yaitu porositas e fektif
dan porisitas absolut. a. Porositas efektif yaitu perbandingan volume pori-pori yang saling berhubungan terhadap volume batuan secara kesel uruhan. b. Porositas absolut adalah perbandingan volume pori -pori total tampa memandang saling berhubungan atau tidak , terhadap volume batuan secara keseluruhan. Porositas dibagi 2 berdasarkan asal usulnya : a. Original (Primary) Porosity
Porositas yang terbentuk ketika proses pengendapan batuan (deposisi) tanpa ada faktor lain. Pada umumnya terjadi pada porositas antar butiran pada batupasir, antar Kristal pada batukapur, atau porositas oolitic pada batukapur. b. Induced (Secondary) Porositas Porositas yang terbentuk setelah proses deposisi batuan karena beberapa proses geologi yang terjadi pada batuan tersebut, seperti proses intrusi, fault, retakan, dan sebagainya. Proses tersebut akan mengakibatkan lapisan yang sebelumnya non-porosity/permeabelitas menjadi lapisan berporositas. Contohnya retakan pada shale dan batukapur, dan vugs atau lubanglubang akibat pel arutan pada batukapur. E. DATA PERCOBAAN Berat
Berat
Tinggi
Diameter
Kering
Jenuh
(cm)
(cm)
(gr)
(gr)
S1
S2
Bola 1
1.03
3.405
3.74
Bola 2
1.29
2.03
2.9
Bola 3
1.67
2.95
5.53
Bola 4
1.99
2.86
7.13
Patas
Pbawah
Core A
26.3
29.8
2.675
2.64
2.82
17.06
71.7
9.3
Core B3
31.4
33.6
2.81
2.57
2.36
16.96
71.7
9.3
Data Pengukuran Densi tas Fluida Massa air = 24.6 gr Volume air = 25 ml F. PENGOLAHAN DATA
a. Densitas fluida
⁄ b. Perubahan Simpangan S1
S2
ΔS
Bola 1
3.405
3.74
0.335
bola 2
2.03
2.9
0.87
bola 3
2.95
5.53
2.58
bola 4
2.86
7.13
4.27
core A
2.82
17.06
14.24
core B3
2.36
16.96
14.6
c. Volume Pori Core
⁄ Berat Kering
Berat Jenuh
Berat Pori
Volume Pori
(gr)
(gr)
(gr)
(ml)
core A
26.3
29.8
3.5
3.556910569
core B3
31.4
33.6
2.2
2.235772358
d. Volume Bulk dengan Metode Volumetrik
( ) ( ) tinggi(cm)
diameter(cm)
Volume Bulk (ml)
Bola 1
1.03
0.572150519
bola 2
1.29
1.124003732
bola 3
1.67
2.438641924
bola 4
1.99
4.126271987
core A
2.675
2.64
14.64271203
core B3
2.81
2.57
14.57680849
e. Volume Bulk dengan Electric Hg picnometer Grafik V bola vs ΔS 5
4 y = 0.8854x + 0.2823 R² = 0.9966
3 2
1 0 0
1
2
3
Persamaan regresi yang diperoleh yaitu
4
5
f.
Porositas
1. Core A Dengan metode Volumetrik
Dengan Electric Hg Picnometer
2. Core B3 Dengan metode Volumetrik
Dengan Electric Hg Picnometer
g. Porositas Efektif
) (
1. Core A Dengan metode volumetrik
Dengan Electric Hg Picnometer
2. Core B3 Dengan metode volumetrik
Dengan Electric Hg Picnometer
G. PEMBAHASAN
Pada percobaan kali ini, yaitu pengukuran porositas dengan menggunkan metode liquid saturation, yang kita lakukan adalah mengukur volume pori dan volume bulk dari sampel core. Volume pori diukur dengan metode penjenuhan, sedangkan volume bulk diukur dengan menggunakan metode volumetrik dan menggunakan Electric Hg Picnometer. Metode volumetrik dilakukan dengan mengukur langsung dimensi dari core sedangkan pe ngukuran dengan El ectric Hg
Picnometer akan diperoleh suatu kurva regresi hubungan antara volume dengan perubahan simpangan. Dari kurva tersebut akan diperoleh vol ume bulk dari pori. Pada pengukuran pori batuan dengan menggunkan metode penjenuhan, yang pertama kali harus dilakukan yaitu menimbang berat core kering sebelum dijenuhkan. Setelah itu, core dimasukaan ke dalam suatu labu erle nmeyer untuk divakumkan sampai tekanannya mencapai tekanan vakum. Hal ini bertujuan agar core benar-benar hampa udara dan pori tidak berisi udara lagi, sehingga pori-pori batuan akan terisi air secara penuh ketika dijenuhkan. P emvakuman juga bertujuan agar memudahkan air masuk ke dalam pori-pori batuan sehingga volume air yang tersimpan di dalam pori-pori dapat dianggap sama dengan volume pori-pori. Labu erlenmeyer ditutup dengan sumbat karet dan funnel yang berisi air dengan tujuan mengetahui apakah terdapat kebocoran atau tidak. Selain itu, dilapisi juga dengan vaselin agar labu benar-benar dalam keadaan tertutup rapat. Selanjutnya core djenuhkan selama satu hari dengan mengalirkan air sampai melebihi ketinggian core sampai tidak ada lagi gelembung udara yang keluar dari core. Setelah penvakuman selesai dilakukan, maka berat core setelah dijenuhkan ditimbang. Selesih berat core sebelum dan sesudah dijenuhkan me rupakan berat cairan yang terperangkap di dalam pori. Volume cairan tersebut dapat dianggap sama dengan volume pori yang diperoleh dengan membagi berat cairan dengan massa jenisnya. Massa jenis cairan dapat diperoleh dengan menggunakan picnometer. Picnometer dengan kapasitas tertentu diisi dengan fluida yang akan digunakan untuk menje nuhkan core. Selanjutnya ditimbang massa total p icnomete r beserta fluida yang ada di dalamnya. Selisih antara massa picnometer kosong dan picnometer yang berisi cairan merupakan massa cairan. Densitas cairan adalah perbandingan antara massa cairan yang terukur dengan volume kapasitas picnometer. Pada percobaan ini, porositas batuan yang terukur adalah porositas efektif. Porositas efektif adalah porositas batuan yang dipe roleh dengan membandingkan volume pori-pori yang saling terhubung dengan volume total batuan. Pada penjenuhan dengan suatu fluida tertentu, fluida tersebut hanya dapat mengisi pori-pori yang saling terhubung satu sama lain. Se dangkan pori-pori yang tidak terhubung tidak akan mampu diisi fluida, se lain karena kecilnya ukuran pori -pori tersebut tetapi juga karena tidak adanya jalur me nuju pori-pori tersebut. Ole h karena itu, volume pori yang diperoleh merupakan volume pori yang saling terhubung sehingga porositas yang dihitung adalah porositas efe ktif. Volume bulk yaitu volume total batuan temasuk volume pori dan volume grain. Pada percobaan ini, volume bulk diperoleh melalui dua cara yaitu dengan metode volumetrik dan menggunakan Electric Hg Picnmeter. Pada metode Volumetrik, volume diperoleh dengan mengukur langsung dimensi core yaitu diameter dan tinggi menggunakan jangka sorong. Selanjutnya volume diperoleh dengan menggunakan rumus volume si lender. Sedangkan dengan menggunkan Electric Hg Picnometer, yang harus dil akukan yaitu memperole h suatu kurva regresi hubungan antara volume bola dan perubahan simpangannya. Volume bola dapat diketahui dengan pengukuran langsung diameternya yang kemudian akan dimasukkan ke rumus bola. Perubahan simpangan ditentukan dengan mencari selisih simpangan awal dan simpangan akhir. Simpangan awal merupakan simpangan sebelum bola d imasukkan ke dalam fluida di Electric Hg picnometer. Setelah bola dimasukkan ke dalam fluida, maka fluida yang berada di pipa U tersebut akan
mangalami kenaikan tinggi pada kedua sisinya,. Pe nyimpanagn akhir dibaca pada kodisi ini. Bola dimasukkan pada satu sisi pipa, sedangkan pada sisi lain akan terdapat alat pembacaan skala simpangan yang dilengkapi dengan paku. Paku berfungsi sebagai penghantar arus dari fluida menuju lampu. Besarnya simpangan dibaca saat lampu tersebut me nyala. Pengukuran simpangan sampel core dilakukan dengan cara yang sama. Perubahan simpangan adalah selisih antara simpangan awal dan akhir. Data perubahan simpangan dan volume bola tersebut akan di plot pada sebuah grafik. Persamaan garis dari kurva tersebut dapat digunakan untuk menentukan volume bulk core. Kelebihan dan kekurangan masng-masing metode: a. Metode Volumetrik 1. Kelebihan (1) Dapat ditentukan denga mudah dan cepat. (2) Alat yang digunakan lebih sederhana dan lebih mudah. 2. Kekurangan (1) Hasilnya kurang akurat karena core dianggap sebagai s ilinder sempurna, se dangkan core yang digunakan tidak persis sempurna. b. Electric Hg Pcnometer 1. Kelebihan (1) Hasil yang diperoleh lebih akurat dari metode volumetrik. (2) Bentuk core tidak mempengaruhi pengukuran karena digunakan bedasarkan prinsip hukum Archimedes. 2. Kekurangan (1) Penentuannya relatif lebih lama. (2) Alat yang digunakan sedikit lebih rumit (3) Alatnya lebih mahal. (4) Penentuan volume bola dengan pengukuran langsung kurang akurat karena bola besi dianggap sempurna, sedangkan bola tersebut mungkin saja tidak sempurna berbentuk bola. Percobaan menentukan volume bulk menggunakan Electric Hg Picnometer seharusnya menggunakan raksa(Hg). Penggunaan raksa pada percobaan ini, karena sifat fisik raksa itu sendiri. Raksa memiliki densitas yang cukup besar sehingga mencegah cairan masuk ke dalam pori-pori, jika pori-pori be lum benar-benar jenuh. Namun, pada percobaan minggu lalu, raksa diganti dengam air. Penggantian ini dlakukan karena raksa lebih mahal dan relatif le bih berbahaya dari air. Selain itu, raksa juga dapat merusak core apabila masuk ke dalam pori-pori batuan. Salah satu pe rsamaan air dan raksa yang dimanfaatkan dalam percobaan ini yaitu kemampuan daya hantar li strik. Raksa dan air sama-sama mampu menghantarkan listrik sehingga dapat digunakan sebagai indikator pembacaan skala simpangan. Pembacaan skala si mpangan jika menggunakan air sebagai fl uida sebaiknya dilakukan dengan posisi paku di atas fluida. Hal ini dilakukan karena sifat wettability air yang membasahi media tempat ia berada. Jika posisi paku berada di dalam fluida lalu diangkat ke atas, maka dikhawatirkan hasil pembacaan simpangan menjadi tidak akurat karena sifat air yang membasahi paku. Ketika paku diangkat dari air keluar, air masih menempel pada ujung paku sehi ngga lampu akan mati le bih
lambat dari yang seharusnya, se hingga simpangan yang dibaca akan lebih kecil dari yag seharusnya. Sedangkan, jika paku berada di atas dan terus diturunkan sampai ke bawah, maka pembacaan akan lebih akurat. Raksa juga mampu menghantarkan listrik. Perbedaan yang mencolok antara air dan raksa yaitu masalah wettability. Raksa tidak membasahi media tempat ia be rada. Oleh karena itu, tidak akan ada masalah yang ditimbulkan jika paku ditarik dari dalam Hg ke atas atau di turunkan dari atas sampai menyentuh Hg. Hal ini sama saja dengan menyambung atau memutuskan saklar. Ketika paku menyentuh raksa, maka arus akan mengalir. Sebaliknya, arus akan terputus jika sudah tidak ada kontak antara paku dengan raksa. Pada percobaan ini, persamaan hasil regeresi kurva yaitu y = 0.8854x + 0.2823, dengan R²=0.9966. Nilai porositas yang diperoleh untuk core A yaitu 29.59% melalui metode volumetrik dan 33.61% menggunakan Electric Hg Picnometer. Nilai Porositas core B3 yaitu 18.68% melalui metode volumetrik dan 20.61% menggunkan Electric Hg Picnometer. Porositas core A dapat dikatakan istimewa(excelle nt) karena nilainya lebi h dari 25%, sedangkan porositas core B3 dapat dikatakan baik(good) karena nil ainya antara 15-20%. Dari nilai yang diperoleh tersebut, terlihat bahwa nilai porositas yang diperoleh menggunakan Electric Hg Picnometer lebih besar daripada yang diperoleh dengan metode volumetrik. Perbedaan ini disebabkan karena keakuratan dari kedua metode tersebut. Melalui metode volumetrik, pengukuran diameter dan tinggi core dilakukan dengan asusmsi bahwa core merupakan silinder sempurna. Pada keadaan sesungguhnya, core tersebut tidaklah berbentuk silinder sempurna, sehingga nilai diameter dan tinggi yang diperoleh tidak mereprese ntasikan nilai yang sesungguhnya. Hal ini mengakibatkan volume bulk yang diperoleh akan berbeda dari nilai yang seharusya. Pada percobaan ini, karena nilai porositas yang diperoleh dari metode vol umetrik lebih kecil, maka volume bulk yang diperoleh dari metode volumetrik lebih kecil dari nilai yang sesungguhnya. Dengan lebih kecilnya volume bulk yang diperoleh, maka porositasnya akan lebih kecil juga. Berbeda dengan Electric Hg Picnometer, dimana volume diperoleh dari hasil regresi, mengakibatkan hasilnya menjadi lebih akurat. Pada metode i ni, be nda yang mempunyai si mpangan yang sama akan mempunyai volume bulk yang sama. Nilai R 2 yang diperoleh adalah 0.9966. Nilai i ni menunjukkan tingkat keakuratan regresi kurva. Dengan demikian, nilai volume bulk yang dipe roleh cukup akurat sehingga nilai yang diperoleh menggunakan Electric Hg Picnometer lebih akurat dibandngkan dengan metode volume trik. Kurva yang diperoleh tidak memotong (0,0), karena ketidakakuratan dalam pengukuran volume bola dan/atau simpangan. Penyimpangan nilai yang terukur ini bisa diakibatkan oleh ketidaksempurnaan bentuk bola besi, sehingga nilai volumenya tidak akurat atau paku yang digunakan pada Electric Hg Picnometer basah sehingga lampu menyala lebih awal dan nilai simpangan yang diperoleh le bih kecil. Asumsi-asumsi pada percobaan a. Sampel core berbentuk si linder sempurna, se hingga rumus volume si linder dapat digunakan pada sampel core. b. Bola besi berbentuk bola sempurna sehingga volume yang diperole h yang diperoleh dengan c.
volume bola dapat digunakan untuk mendapatkan persamaan regresi volume core. Keadaan di dalam labu erlenmeye r benar-benar vakum.
d. Batuan benar-be nar jenuh, sehingga volume yang diperoleh benar-benar volume pori-pori yang saling terhubung. e. Paku yang digunakan pada Electric Hg Picnometer benar-benar kerng sehingga pemabacaan skala simpangan benar-benar akurat. H. KESIMPULAN
a.
Nilai porositas yang diperol eh untuk core A yaitu 29.59% melalui metode volumetrik dan 33.61% menggunkan Electric Hg Picnometer. Nilai Porositas core B3 yaitu 18.68% melalui
metode vol umetrik dan 20.61% menggunkan Electric Hg Picnomete r. b. Porositas core A dapat dikatakan istimewa dan core B3 dapat dikatakan baik. c.
Volume bulk dapat diukur menggunakan metode volumetrik dan dengan menggunakan Electri c Hg Picnometer.
d. Volume pori dapat diukur dengan metode liquid saturation. I.
KESAN DAN PESAN
Praktikumnya seru, saya mendapatkan lebih banyak ilmu pada praktikum ini. Tes awalnya juga tidak terlalu susah. Kebanyakan soalnya diamabil dari tugas pendahuluan. Namun, karena saya kurang persiapan dan tidak terlalu belajar, tesnya kurang maksimal. Tes alatnya lumayan seru. Banyak ilmu yang diperoleh. Tesnya juga santai, banyak ketawanya. J.
KRITIK DAN SARAN Sejauh ini , praktikumnya lumayan baik…
K. DAFTAR PUSTAKA
Amyx, James W., “Petroleum Reservoir Engineering” , McGraw Hill Book Company, Ne w York, 1980. http://geounhas06.wordpress.com/minyak-dan-gas-bumi/porositas-dan-permeabilit as/
