Muhammad Caesario Barkah 240110100046

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

 

2.1. Pengertian Tanah

Tanah dikenal sebagai sistem porus atau dengan sebutan sistem tiga fase,

yaitu terbentuk dari fase padat, cairan dan gas, seperti pada Gambar 2. Fase

cairan terdiri dari air tanah yang mengandung bahan-bahan mineral dan organik.

Jadi air tanah (soil water) disini yang juga sering disebut dengan kelembaban

tanah (soil moisture) diartikan sebagai air yang terdapat pada solum atau lapisan

tanah. Air tanah ini dijumpai dalam bentuk cairan, padat (es) dan gas (uap air).

Secara garis besar tanah terdiri dari dua bagian, yaitu bagian padatan dan bagian

kosong atau pori (makro dan mikro) yang dapat diisi air dan udara. Komposisi

dan keberadaan bagian-bagian ini akan menentukan kedudukan dan sifat tanah,

seperti potensial tekanan dan kandungan airnya serta kerapatan volume dan

konduktivitas hidroliknya.Menurut Lembaga Penelitian Tanah (1979), definisi

berat isi tanah adalah berat tanah utuh (undisturbed) dalam keadaan kering

dibagi dengan volume tanah, dinyatakan dalam g/cm3 (g/cc). Nilai berat isi

tanah sangat bervariasi antara satu titik dengan titik lainnya karena perbedaa

kandungan bahan organik, tekstur tanah, kedalaman tanah,

2.2. Pengertian Porositas

Porositas merupakan hal yang sangat penting untuk mengukur ruang kosong

yang tersedia bagi tempat menyimpan fluida hidrokarbon. Porositas (Φ) adalah

kemampuan suatu batuan untuk menyimpan fluida. Porositas adalah

perbandingan ruang kosong /pori-pori dalam batuan dengan keseluruhan volume

batuan dikali 100 (untuk menyatakan persen).

Muhammad Caesario Barkah 240110100046

Porositas dibagi 2 berdasarkan asal usulnya :

1. 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.

2. Induced (Secondary) Porosity

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 lubang-lubang akibat pelarutan pada

batukapur.

Batuan yang berporositas original lebih seragam dalam karakteristik batuannya

daripada porositas induced.

• Porositas berdasarkan kualitas :

- Intergranuler : Pori-pori terdapat di antara butir.

- Interkristalin : Pori-pori terdapat di antara kristal.

- Celah dan rekah : Pori- pori terdapat di antara celah/rekahan.

-Pin-point porosity : Pori-pori merupakan bintik-bintik terpisah-pisah, tanpa

terlihat bersambungan.

-Tight : Butir-butir berdekatan dan kompak sehingga pori-pori kecil sekali dan

Muhammad Caesario Barkah 240110100046

hampir tidak ada porositas.

- Dense : Batuan sangat kecil sehingga hampir tidak ada porositas.

- Vugular : Rongga-rongga besar yang berdiameter beberapa mili dan kelihatan

sekali bentuk bentuknya tidak beraturan, sehingga porositas besar.

- Cavernous : Rongga-rongga besar sekali yang merupakan gua-gua, sehingga

porositasnya besar.

• Porositas berdasarkan kuantitas :

- ( 0% – 5 %) dapat diabaikan (negligible)

- (5% – 10%) buruk (poor)

- (10%- 15%) cukup baik (fair)

- (15%- 20%) baik (good)

- (20%- 25%) sangat baik ( very good )

- (>25%) istimewa ( excellent )

Faktor Yang Mempengaruhi Porositas

1. Susunan Batuan

Pemeriksaan porositas batuan salah satunya dengan melihat porositas gabungan

batuan. Dalam memperkirakan nilai porositas, Slichter dan kemudian Graton

dan Fraser menghitung porositas berbagai susunan batuan serupa. Porositas

dengan susunan kubik atau biasa disebut cubic packing (agak kompak) adalah

47.6 %, sedangkan rombohedral (seperti belah ketupat, lebih kompak) adalah

25,96 %.

Muhammad Caesario Barkah 240110100046

2. Distribusi Batuan

Kita tahu bahwa di alam, batuan terdiri dari berbagai jenis dan ukuran yang

tidak hanya menyebabkan perbedaan susunannya saja tapi juga angularity dan

distribusi dari berbagai ukuran partikel akan mempengaruhi nilai porositas

batuan.

Distribusi suatu batuan berhubungan erat dengan komposisi butiran dari batuan

tersebut. Batuan dengan satu jenis unsur penyusun bisa memiliki porositas yang

lebih besar daripada porositas batuan yang terdiri dari berbagai macam unsur

penyusun. Misalnya saja  batupasir dapat tersusun dari butiran kuarsa, feldspar,

limestone, fossil, dan chert. Keberagaman penyusun batuan ini sangat

mempengaruhi besarnya porositas dari suatu batuan karena bentuk dan ukuran

dari masing-masing penyusun yang berbeda. Jelas akan sangat berbeda

perhitungannya dengan ukuran partikel yang seragam.

Semakin besar ukuran butiran, semakin besar ruang kosong yang akan diisi

dengan batu lempung atau partikel-partikel  lebih kecil dan materi semen.

Semakin banyak partikel kecil yang masuk, mengurangi jumlah pori-pori

batuan. Seperti contoh hasil pengayakan antara batupasir (a) dengan batupasir

serpihan (b)

            Distribusi ukuran batuan dapat dilihat dari skewness (kecondongan).

Eksperimen yang dilakukan oleh Tickell di pasir Ottawa menunjukkan bahwa

porositas adalah fungsi dari skewness distribusi ukuran batuan. Secara umum,

semakin kecil butiran dan semakin besar angularity maka porositas semakin

besar. Semakin besar ukuran butiran maka semakin kecil porositas.

Muhammad Caesario Barkah 240110100046

Material semen juga perlu diperhatikan karena semen akan menyegel batuan

sehingga fluida tidak dapat mengalir.

3. Sementasi

Sementasi juga merupakan salah satu faktor penting yang dapat mempengaruhi

porositas. Material semen juga perlu diperhatikan karena semen akan menyegel

batuan sehingga fluida tidak dapat mengalir. Jika suatu batuan tersementasi

dengan baik, maka kemungkinan besar akan terdapat banyak pori yang tidak

berhubungan. Hal ini dapat menyebabkan porositas efektif dari batuan itu

menjadi kecil, sebaliknya jika suatu batuan tidak tersementasi dengan baik,

kemungkinan besar semakin banyak pori yang terhubungkan, sehingga harga

porositas efektif semakin besar.

4. Kompaksi

Kompaksi dapat mempengaruhi harga dari porositas. Semakin dalam posisi

batuan dari permukaan, beban yang diterima semakin besar. Tekanan yang

disebabkan oleh akumulasi beban batuan yang berada di atasnya disebut tekanan

overburden. Jika suatu batuan terkompaksi dengan baik artinya semakin dalam

dari permukaan,  pori-pori dari batuan itu akan semakin kecil karena butiran

penyusun semakin merapat, contohnya pada rhombohedral packing. Begitu pula

sebaliknya, jika kompaksi semakin rendah maka presentasi pori akan semakin

besar, contohnya saja pada cubic packing.

5. Angularitas

Jika derajat angularitas butiran penyusun batuan semakin besar (semakin jauh

dari kebundaran/roundness), bentuk butirannya akan semakin menyudut. Hal ini

akan menyebabkan daerah sentuh antar butiran yang satu dengan yang lainnya

akan semakin besar jika dibandingkan dengan bidang sentuh antar butiran yang

roundness-nya tinggi (daerah sentuhnya kecil). Sehingga, mengakibatkan ruang

Muhammad Caesario Barkah 240110100046

yang dapat ditempati fluida akan semakin berkurang dan porositasnya menurun.

Porositas Total dan Effective Porosity

Total Porosity / Absolute Porosity adalah perbandingan ruang kosong/ pori-pori

dalam batuan dengan bulk volume batuan (dinyatakan dalam persen).

Effective Porosity adalah perbandingan ruang kosong/ pori-pori yang saling

berhubungan dalam batuan dengan bulk volume batuan (dinyatakan dalam

persen).

Porositas Residual adalah porositas yang besarnya merupakan perbandingan

antara volume pori yang tidak berhubungan dengan volume bulk batuan

(dinyatakan dalam persen).

Para reservoir engineering menginginkan nilai effective point yang besar karena

berhubungan dengan kelancaran laju alir fluida dalam batuan. Untuk batuan

dengan penyemenan yang buruk hingga pertengahan, porositas total kira-kira

hampir sama dengan effective porosity. Sedangkan penyemenan yang sangat

tinggi dan batukapur, kemungkinan terjadi perbedaan yang signifikan antara

porositas total dengan effective porosity.

Susunan pori sangatlah kompleks, tetapi relatif terdistribusi merata.

Kekompleksan susunan pori meningkat dari interaksi berbagai faktor dalam

lingkungan geologi, yaitu pengepakan butir dan distribusi ukuran butir dari

kerangka pecahan, tipe material yang mengisi bagian kosong, dan tipe kadar

penyemenan. Induced porosity seperti batuan karbonat memiliki tingkat susunan

pori yang lebih kompleks. Terkadang terdapat dua atau lebih sistem pori pada

batuan. Materi dasar batuan biasanya kristal sebagai matriks. Matriks

mengandung pori-pori kecil terbuka yang terdiri dari 1 sistem pori.  Sistem ini

berasal dari struktur kristal dari dalam batuan. Sistem pori dapat juga berasal

dari fracturing/ retakan, lepasan dari batuan utama, atau pelarutan.

Muhammad Caesario Barkah 240110100046