Sifat Fisik Batuan Res
-
Upload
afrina-wulan-munir-sikumbang -
Category
Documents
-
view
411 -
download
45
description
Transcript of Sifat Fisik Batuan Res
BATUAN RESERVOIR
BBATUAN RESERVOIRATUAN RESERVOIR
Definisi reservoir: Reservoir adalah merupakan suatu
tempat terakumulasinya fluida hidrokarbon (minyak dan atau gas)
dan air di bawah permukaan tanah
UnsurUnsur Pe Penyusun nyusun RReservoir eservoir
1. Batuan reservoir
2. Lapisan penutup (cap rock)
3. Perangkap reservoir (reservoir trap)
4. Kondisi reservoir (tekanan dan temperatur)
Komposisi Kimia Batuan ReservoirKomposisi Kimia Batuan Reservoir
1. Batu pasir• Orthoquartzites• Graywacke• Arkose
2. Batuan Karbonat- Limestone- Dolomite
3. Batuan Shale
Diagram Komponen Penyusun BatuanDiagram Komponen Penyusun Batuan
Sa nd sto ne100 %
Sha le100 %
Lim e sto ne100 %
Lim ySa nd sto ne
Sha lySa nd sto ne
Sa nd yLim e sto ne
Sa nd ySha le
Sha lyLim e sto ne
Lim ySha le
Sa nd sto ne100 %
Sha le100 %
Lim e sto ne100 %
Lim ySa nd sto ne
Sha lySa nd sto ne
Sa nd yLim e sto ne
Sa nd ySha le
Sha lyLim e sto ne
Lim ySha le
OrthoquarzitesOrthoquarzites
• Tersusun dari kwarsa yang sangat dominan dan mineral lainnya yang stabil
• Silika (SiO2) : 61,7 % - 99,58 %
• Sisanya : TiO2, Al2O3, Fe2O3, FeO, MgO,
CaO, Na2O, K2O, H2O+, H2O-,
CO2
GraywakeGraywake
• Mineral berbutir besar seperti kwarsa,clay mika flake, magnesite, fragmen philite dan fragmen batuan beku, dll.
• Silika (SiO2) : 60,51 % - 68,20 %• Al2O3 : 13,43 % - 16,63 % • FeO : 3,10 % - 7,63 % • Sisanya : TiO2, Fe2O3, MgO, CaO,
Na2O, K2O, H2O+, H2O-, CO2
ArkoseArkose
• Tersusun dari kwarsa sebagai mineral dominan dan feldspar serta mineral yang kurang stabil
• Silika (SiO2) : 69,94 % - 82,14 %• Al2O3 : 7,57 % - 13,15 % • K2O : 4,75 % - 5,43 %• Sisanya : TiO2, Fe2O3, FeO, MgO,
CaO, Na2O, K2O, H2O+,
H2O-, CO2
LimestoneLimestone
• Tersusun dari Kalsit sebagai mineral dominan dan feldspar serta mineral yang kurang stabil
• CaO : 42,61 % - 55,37 %• CO2 : 39,27 % - 43,6 % • SiO2 : 0,09 % - 7,41 %• Sisanya : TiO2, Fe2O3, FeO, MgO,
Al2O3, Na2O, K2O, H2O+,
H2O-, MnO, P2O3,S, Li2O
DolomiteDolomite
• Variasi dari Limestone dengan dengan unsur Karbonat lebih dari 50%
• CO2 : 33,82 % - 47,7 %• CaO : 26,72 % - 45,65 % • MgO : 7,07 % - 47,51 %• SiO2 : 0,73 % - 24,92 %• Sisanya : TiO2, Fe2O3, FeO, Li2O,
Al2O3, Na2O, K2O, H2O+, H2O-, MnO, P2O3,S,
ShaleShale
• Tersusun dari Kwarsa dan Silt dalam jumlah besar sampai 60%
• SiO2 : 55,43 % - 69,96 %• Al2O3 : 10,52 % - 17,32 % • Fe2O3 : 2,25 % - 4,04 %• Sisanya : TiO2, CaO, FeO, MgO,
CO2, Na2O, K2O, H2O+,
H2O-, MnO, P2O3,S, Li2O
Sifat Fisik Batuan ReservoirSifat Fisik Batuan Reservoir
1. Porositas
2. Saturasi Fluida
3. Permeabilitas
4. Wettabilitas
5. Tekanan Kapiler
6. Kompresibilitas
PorositasPorositas
• Perbandingan antara volume ruang pori terhadap volume total batuan (bulk)
VbVp
VbVsVb
Vb : volume batuan total (bulk)
Vs : volume padatan batuan total (grain)
Vp : volume ruang pori total batuan
Klasifikasi PorositasKlasifikasi Porositas
• Porositas AbsolutPerbandingan antara volume pori total terhadap volume pori batuan total
• Porositas EfektifPerbandingan antara volume pori yang saling berhubungan terhadap volume pori batuan total
Skema Perbandingan PorositasSkema Perbandingan Porositas
C o nne c te d o rEffe c tive Po ro sity
Iso la te d o rNo n-Effe c tive Po ro sity
To ta lPo ro sity
Klasifikasi Porositas BerdasarkanKlasifikasi Porositas BerdasarkanWaktu TerjadinyaWaktu Terjadinya
• Porositas Primer
Terbentuk bersamaan proses pengendapan
• Porositas SekunderTerbentuknya setelah proses pengendapan- porositas larutan- porositas kekar, celah- dolomitisasi
Pengaruh Susunan ButirPengaruh Susunan Butir
Cubic
(Porosity 47,6%)
Rhombohedral
(Porosity 25,96%)
Contoh Soal PorositasContoh Soal Porositas
• Diketahui: Sebuah inti batuan (core) dengan data sebagai berikut:volume batuan total (Vb), cc = 100volume padatan batuan total (Vs), cc = 75volume pori berhubungan Vpef = 50% Vp
• Hitunglah:1. Volume ruang pori-pori total batuan (Vp)2. Volume ruang pori yang berhubungan (Vpef)3. Porositas total ()4. Porositas efektif (ef)
Jawaban Contoh Soal PorositasJawaban Contoh Soal Porositas
1. Vp = Vb – Vs = (100 – 75) cc = 25 cc2. Vpef = 50 % x 25 cc
= 12,5 cc
%25
%100100
25
3.
%5.12
%100100
5.12
eff
eff
4.
Soal PorositasSoal Porositas
• Sebuah core dengan panjang (L) 2,3 cm, diameter (d) 3,75 cm2, dijenuhi air (Sw) 100%, beda tekanan (P1 – P2) 0,5 atm, menghasilkan laju produksi air (Qw) sebesar 52 cc/det, dengan viskositas air (w) 0,01845 cp.
• Pertanyaan:
Berapakah permeabilitas absolut core tersebut?
Jawaban Soal PorositasJawaban Soal Porositas
1. Vp = Vb – Vs = (1250 – 983) cc = 267 cc2. Vpef = 0,43 x 267 cc
= 114,81 cc
%36,21
%1001250
267
3. 4.
%1848,9
%1001250
81,114
eff
eff
Saturasi FluidaSaturasi Fluida
• Perbandingan antara volume pori batuan yang ditempati oleh suatu fluida tertentu dengan volume pori total pada suatu batuan berpori.
totalporiporivolume
airolehdiisiyangporiporivolumeSw
totalporiporivolume
gasolehdiisiyangporiporivolumeS g
totalporiporivolume
yakminolehdiisiyangporiporivolumeSo
Hal Penting SaturasiHal Penting Saturasi
• Sg + So + Sw = 1
• So V + Sg V = (1 – Sw ) V
• Bervariasi terhadap posisi dalam reservoir
• Bervariasi dengan kumulatif produksi reservoir
Contoh Soal SaturasiContoh Soal Saturasi
• Diketahui volume pori-pori batuan yang terisi minyak 400 cm3, volume pori-pori yang terisi gas sebanyak 75 cm3, sedangkan volume total pori-pori adalah 500 cm3.
• Pertanyaan :
Hitung saturasi masing-masing fluida
Jawaban Contoh Soal SaturasiJawaban Contoh Soal Saturasi
• Sg + So + Sw = 1Jadi 1 – So – Sg = Sw
1 – 0,8 – 0,15 = 0,05• Jadi So = 0,8
Sg = 0,15 Sw = 0,05
8,0500
400So
15,0500
75Sg
Soal SaturasiSoal Saturasi
• Diketahui volume pori-pori batuan yang terisi minyak 176 cm3, volume pori-pori yang terisi air sebanyak 57 cm3, sedangkan volume total pori-pori adalah 250 cm3.
• Pertanyaan :
Hitung saturasi masing-masing fluida
Jawaban Soal SaturasiJawaban Soal Saturasi
• Sg + So + Sw = 1Jadi 1 – So – Sw = Sg
1 – 0,704 – 0,228 = 0,068• Jadi So = 0,704
Sg = 0,068 Sw = 0,228
704,0250
176So
228,0250
57Sw
PermeabilitasPermeabilitas
• Kemampuan suatu batuan untuk mengalirkan fluida
)atm()PP(.)cm.sq(A
)cm(L.)centipoise(.sec)/cm(Q)darcy(k
21
3
Klasifikasi PermeabilitasKlasifikasi Permeabilitas
• Permeabilitas absolut fluida yang mengalir melalui media berpori tersebut hanya satu fasa
• Permeabilitas efektif fluida yang mengalir melalui media berpori tersebut lebih dari satu fasa
• Permeabilitas relatif perbandingan antara permeabilitas efekyif dengan permeabilitas absolut
Parameter Yang Berpengaruh Parameter Yang Berpengaruh Terhadap PermeabilitasTerhadap Permeabilitas
• Porositas
• Saturasi
• Kecepatan aliran fluida,
viskositas dan tekanan
• Geometri Aliran
Hubungan Porositas dan PermeabilitasHubungan Porositas dan Permeabilitas
Hubungan Saturasi dengan Hubungan Saturasi dengan PermeabilitasPermeabilitas
Hubungan PermeabilitasHubungan Permeabilitas
v : kecepatan aliran, cm/detik : viskositas fluida, cp
k : permeabilitas media berpori, Darcy
dP/dL : gradien tekanan dalam arah aliran, atm/cm
dL
dPx
kv
Dengan Kecepatan Aliran, Viskositas Dengan Kecepatan Aliran, Viskositas dan Tekanandan Tekanan
Geometri Aliran Lapisan ParalelGeometri Aliran Lapisan Paralel
n
jj
n
jjj
h
hk
k
1
1
Geometri Aliran Lapisan SeriGeometri Aliran Lapisan Seri
n
j j
j
K
LL
k
1
Contoh SoalContoh Soal Permeabilitas Rata-rataPermeabilitas Rata-rata
• Diketahui tiga lapisan dengan data sebagai berikut :
Lapisan I : k : 200 mD dan tebal 75 ft
Lapisan II : k : 100 mD dan tebal 50 ft
Lapisan III : k : 150 mD dan tebal 100 ft• Pertanyaan :
Hitunglah permeabilitas rata-rata apabila lapisan paralel dan seri?
Jawaban Contoh Soal Permeabilitas Jawaban Contoh Soal Permeabilitas Rata- rataRata- rata
n
jj
n
jjj
h
hk
k
1
1
1005075
1501001005020075k
=155,56 mD
Aliran Paralel
Jawaban Contoh Soal Permeabilitas Jawaban Contoh Soal Permeabilitas Rata- rataRata- rata
= 238,95 mD
Aliran Seri
n
j j
j
K
LL
k
1
150
100
100
50
200
75225
k
SoalSoal Permeabilitas Rata-rataPermeabilitas Rata-rata
• Diketahui tiga lapisan dengan data sebagai berikut :
Lapisan I : k : 135 mD dan tebal 46 ft
Lapisan II : k : 121 mD dan tebal 101 ft
Lapisan III : k : 109 mD dan tebal 72 ft• Pertanyaan :
Hitunglah permeabilitas rata-rata apabila lapisan paralel dan seri?
Jawaban Soal Permeabilitas Rata- rataJawaban Soal Permeabilitas Rata- rata
n
jj
n
jjj
h
hk
k
1
1
=119,99 mD
Aliran Paralel
7210146
1097212110113546k
Jawaban Soal Permeabilitas Rata- rataJawaban Soal Permeabilitas Rata- rata
= 119,255 mD
Aliran Seri
n
j j
j
K
LL
k
1
109
72
121
101
135
46219
k
Contoh SoalContoh Soal PermeabilitasPermeabilitas
• Sebuah core dengan panjang (L) 1 cm, luas penampang (A) 1 cm2, dijenuhi air (Sw) 100%, beda tekanan (P1 – P2) 1 atm, menghasilkan laju produksi air (Qw) sebesar 1 cc/det, dengan viskositas air (w) 1 cp.
• Pertanyaan:
Berapakah permeabilitas absolut core tersebut?
Jawaban Contoh Soal PermeabilitasJawaban Contoh Soal Permeabilitas
• Karena core dijenuhi 100% air, maka kw = K. Jadi harga permeabilitas absolut-nya = 1 darcy.
)PP(.A
L..Qk ww
w21
psi x1 cm 1
cm 1 x cp 1 x cc/det 1k
2w
Darcy 1kw
Soal PermeabilitasSoal Permeabilitas
• Sebuah core dengan panjang (L) 2,3 cm, diameter (d) 3,75 cm2, dijenuhi air (Sw) 100%, beda tekanan (P1 – P2) 0,5 atm, menghasilkan laju produksi air (Qw) sebesar 52 cc/det, dengan viskositas air (w) 0,01845 cp.
• Pertanyaan:Berapakah permeabilitas absolut core tersebut?
Jawaban Soal PermeabilitasJawaban Soal Permeabilitas
• A = 1/4 x x d2• = 1/4 x 3,14 x 3,752• = 11,04 cm2
)PP(.A
L..Qk ww
w21
0,5 x 11,04
2,3 x 0,01845 x 52k w
Darcy 39975,0k w
WettabilitasWettabilitas
• Kemampuan batuan untuk dibasahi oleh fasa fluida, jika diberikan dua fluida yang tidak saling bercampur (immisible)
Oil WetOil Wet
Pembasahan Fluida dalam Pori BatuanPembasahan Fluida dalam Pori Batuan
Water WetWater Wet
Pori yang terisi Air
Matrik Batuan
Pori yang terisi Minyak
Kesetimbangan Gaya Pada BatasKesetimbangan Gaya Pada BatasAir-Minyak-PadatanAir-Minyak-Padatan
Oil Water Solid
woσswσsoσ
cosθ
Wettabilitas Menurut SrobodWettabilitas Menurut Srobod
• Wettability Number =
• Sudut kontak =
woToaoa
oaTwowo
Pcos
Pcos
woToa
oaTwo
wo P
Pcos
Tekanan Threshold sebagai fungsi Tekanan Threshold sebagai fungsi Permeabilitas dan WetabilitasPermeabilitas dan Wetabilitas
Permeability, mD
Tekanan KapilerTekanan Kapiler
• Perbedaan tekanan yang ada antara permukaan dua fluida yang tidak bercampur sebagai akibat pertemuan permukaan yang memisahkan kedua fluida tersebut
Pengaruh Tekanan KapilerPengaruh Tekanan Kapiler
• Mengontrol distribusi saturasi dalam reservoir
• Mekanisme pendorong minyak dan gas untuk mengalir
Tekanan dalam Pipa KapilerTekanan dalam Pipa Kapiler
Air-Water Oil-Water
Tekanan Kapiler Menurut PlateauTekanan Kapiler Menurut Plateau
21
11
RRP c
R1,R2 = jari jari kelengkungan
konvek dan konkaf
= tegangan permukaan
Pc(Sw)Pc(Sw)
h = ketinggian cairan dari WOC, ft
w = densitas air, lb/cuft
o = densitas minyak, lb/cuft
)( 144
h )(S P owwc
Contoh Soal Tekanan KapilerContoh Soal Tekanan Kapiler
• Pada kasus kedalaman -2152 diketahui data sebagai berikut :
WOC = - 2179 mss
w = 57,7736 lb/cuft
o = 50,1441 lb/cuft• Pertanyaan :
Berapakah tekanan kapiler pada kedalaman tersebut
Jawaban Contoh Soal Tekanan KapilerJawaban Contoh Soal Tekanan Kapiler
• h = 2179 – 2152 = 27 m atau 88,58268 ft
)( 144
h )(S P owwc
)50,1141(57,7736 144
88,58268 )(S P wc
= 4,711821 psi
Soal Tekanan KapilerSoal Tekanan Kapiler
• Pada kasus lapangan ”X” diketahui data sebagai berikut :
WOC= - 2228.5 mss
w = 57,7736 lb/cuft
o = 50,1441 lb/cuft
Dan data Saturasi air (Sw) dari analisa log per kedalaman sebagai berikut :
Kedalaman h h Pc Sw
( mss) (m) (ft) (psi) (fraksi)
2202.0 26.5 86.94 0.24
2206.0 22.5 73.82 0.27
2206.5 22.0 72.18 0.27
2210.0 18.5 60.70 0.32
2214.5 14.0 45.93 0.36
2216.0 12.5 41.01 0.38
2219.0 9.5 31.17 0.48
2220.0 8.5 27.89 0.47
2223.0 5.5 18.04 0.55
2226.0 2.5 8.20 0.73
2226.5 2.0 6.56 0.67
2227.0 1.5 4.92 0.76
2228.0 0.5 1.64 0.84
2228.5 0.0 0.00 1.00
Kedalaman h h Pc Sw
( mss) (m) (ft) (psi) (fraksi)
2202 26.5 86.94226 4.624565 0.235571
2206 22.5 73.8189 3.926518 0.269907
2206.5 22 72.17848 3.839262 0.268742
2210 18.5 60.69554 3.22847 0.320922
2214.5 14 45.93176 2.443167 0.363598
2216 12.5 41.0105 2.181399 0.383517
2219 9.5 31.16798 1.657863 0.478123
2220 8.5 27.88714 1.483351 0.467546
2223 5.5 18.04462 0.959815 0.554105
2226 2.5 8.2021 0.43628 0.733861
2226.5 2 6.56168 0.349024 0.669117
2227 1.5 4.92126 0.261768 0.760024
2228 0.5 1.64042 0.087256 0.84008
Grafik Pc vs SwGrafik Pc vs Sw
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9Sw
Pc
(p
si)
KompressibilitasKompressibilitas
• Kompressibilitas matriks batuan
fraksi perubahan volume material padatan terhadap satuan perubahan tekanan
• Kompressibilitas bulk batuan
fraksi perubahan volume bulk batuan terhadap satuan perubahan tekanan
• Kompressibilitas pori batuan
fraksi perubahan volume porik batuan terhadap satuan perubahan tekanan
Perumusan KompressibilitasPerumusan Kompressibilitas
dP
dV.
VC r
rr
1
*
p
pp dP
dV.
VC
1
Cr : Kompressibilitas bulk
Cp : Kompressibilitas pori
Vr : volume padatan
Vp : volume pori
P : tekanan hidrostatik fluida
P* : tekanan luar
(tekanan overburden)
Kurva Kompressibilitas Efektif BatuanKurva Kompressibilitas Efektif Batuan
Porosity, %