Porositas Reservoir ^_^

Saat awal mulai masuk kuliah, mata kuliah yang pertama kali aku pelajari, yaitu, tentang jurusan ku sendiri, mempelajari tentang materi awal yaitu POROSITAS DAN PERMEABILITAS ^_^

I.POROSITAS

1.1 Pengertian porositas

Porositas suatu medium adalah perbandingan volum rongga – rongga pori terhadap volum total seluruh batuan. Perbandingan ini biasanya dinyatakan dalam persen dan disebut porositas.

Porositas juga dapat dinyatakan dalam ‘acre – feet’, yang berarti volum yang dinyatakan sebagai luas dalam ‘acre’ dan ketebalan reservoir dalam kaki (feet). Selain itu dikenal juga istilah porositas efektif, yaitu apabila bagian rongga – rongga di dalam batuan berhubungan, sehingga dengan demikian porositas efektif biasanya lebih kecil daripada rongga pori – pori total yang biasanya berkisar dari 10 sampai 15 persen.

1.2 Besaran Porositas

Porositas tertentu dapat berkisar dari nol sampai besar sekali, namun biasanya berkisar antara 5 sampai 40 persen, dan dalam prakteknya berkisar hanya dari 10 sampai 20 persen saja. Porositas 5 persen biasanya disebut porositas tipis (marginal porosity) dan umumnya bersifat non komersiil, kecuali jika dikompensasikan oleh adanya beberapa factor  lain. Secara teoritis porositas tidak bisa lebih besar dari 47,6 persen. Hal ini disebabkan karena keadaan sebagai terlihat pada Gambar 4.4, yang berlaku untuk porositas jenis intergranuler. Dalam gambar tersebut dapat dilihat suatu kubus yang terdiri dari 8 seperdelapan bola, sebagaimana dapat dilihat pada butir – butir oolit. Porositas maximum yang didapatkan adalah dalam susunan kubus dan secara teoritis nilai yang didapatkan adalah sebagai berikut.

Jelaslah, bahwa dalam hal ini porositas tidak tergantung daripada besar butir. Jika kita subtitusikan r untuk angka berapa saja maka kita akan tetap mendapatkan angka 47,6 tersebut.

Besarnya porositas itu ditentukan dengan berbagai cara, yaitu;

1.    Di laboratorium, dengan porosimeter yang didasarkan pada hokum Boyle : gas digunakan sebagai pengganti cairan untuk menentukan volum pori tersebut.

2.    Dari log listrik, log sonic, dan log radioaktif

3.    Dari log kecepatan pemboran

4.    Dari pemeriksaan dan perkiraan secara mikroskopis

5.    Dari hilangnya inti pemboran

1.3 Skala Visul Pemerian Porositas

Di lapangan bila kita dapatkan perkiraan secara visual dengan menggunakan peraga visual. Penentuan ini bersifat semi – kuantitatif dan dipergunakan suatu skala sebagai berikut :

0 – 5% dapat di abaikan (negligible)

5 – 10 % buruk (poor)

10 – 15% cukup (fair)

15 – 20 % baik (good)

20 – 25% sangat baik (very good)

25% istimewa (excellent)

Pemeriksaan secara mikroskopi untuk jenis porositas dapat pula dilakukan secara kualitatif. Antara lain ialah jenis :

1.    Antar butir (intergranuler), yang berarti bahwa pori – pori yang didapat di antara butir – butir.

2.    Antar Kristal (interkristalin), dimana pori – pori berada di atara kristal – kristal.

3.    Celah dan rekah, yaitu rongga terdapat di antara celah – celah.

4.    Bintik – bintik jarum (point – point porosity), berarti bahwa pori – pori merupakan bintik – bintik terpisah – pisah, tanpa kelihatan bersambungan.

5.    Ketat (thigt), yang berarti butir – butir berdekatan dan kompak sehingga pori – pori kecil sekali dan hamper tidak ada porositas.

6.    Padat (dense), berarti batuan sangat kecil sehingga hamper tidak ada porositas.

7.    Growing (vugular), yang berarti rongga – rongga besar berdiameter beberapa mili dan kelihatan sekali bentuk – bentuknya tidak beraturan, sehingga porositas besar.

8.    Bergua – gua (cavernous), yang berarti rongga – rongga besar sekali malahan berupa gua – gua, sehingga porositas sangat besar.

Porositas didefinisikan sebagai perbandingan antara volume pori dengan volume bulk batuan.

Keragaman ukuran butir menentukan nilai porositas. Semakin tidak seragam ukurann butirya maka nilai porositas semakin kecil. Hal ini disebabkan pori yang dibentuk dari butir yang berukuran besar terisi oleh butir yang berukuran kecil.

Keragaman ukuran butir ditentukan oleh lingkungan pengendapan. Pada lingkungan channel sungai misalnya, arusnya masih deras sehingga butir yang lebih besar ukurannya yang dapat diendapkan. Seiring bertambahnya waktu, arus semakin lemah sehingga terjadi pengendapan butir yang lebih kecil.

Pada ukuran butir yang seragam, ukuran butir tidak mempengaruhi nilai porositas. Baik pada butir yang besar maupun yang kecil, nilai porositas pada bentuk kubik adalah 47,64% dan 25,96% pada bentuk rombohedral.

Pada gambar di atas juga menunjukkan bahwa susunan butir juga mempengaruhi nilai porositas.

Berdasarkan strukturnya, porositas dibedakan menjadi dua yaitu porositas efektif dan porositas absolut. Porositas efektif hanya memperhitungkan volume pori yang saling terkoneksi satu sama lain sehingga mampu mengalirkan fluida. Sementara porositas absolut memperhitungkan semua pori baik yang terkoneksi maupun yang terisolasi.

Pada gambar di atas, kita dapat melihat fluida berwarna hitam dan biru muda. Warna hitam merepresentasikan minyak dan warna biru merepresentasikan air. Pada umumnya, butir dikelilingi oleh air. Hal ini disebabkan sebelum minyak migrasi ke dalam reservoir, batuan reservoir diisi oleh air formasi. Perbedaan densitas menyebabkan minyak bergerak dari source rock yang berada di bawah reservoir menuju reservoir. Akibat friksi fluida dengan dinding pori, fluida air yang mengitari pori tidak tergantikan minyak hingga kestabilan migrasi terjadi.

Pori pori batuan sudah terbentuk sebelum diagenesa batuan terjadi. Pori pori ini yang dikategorikan sebagai porositas primer. Nilai porositas primer sangat ditentukan dari deposisi batuan. Ketika terjadi deposisi, partikel lebih kecil masuk ke dalam pori sehingga porositas semakin mengecil.

Pada saat memasuki fase diagenesa batuan, butir batuan dapat mengalami sementasi dan kompaksi. Akibatnya pori pori menjadi lebih kecil daripada porositas primernya. Namun bisa juga pada tahapan diagenesa, terjadi pelarutan sehingga porositas sekunder lebih besar daripada porositas primernya.

Seiring bertambahnya kedalaman maka butir akan mengalami kompaksi sehingga porositasnya semakin kecil.  Untuk lebih jelasnya, perhatikan gambar berikut :

Pelarutan pada batuan karbonat lebih mudah dibandingkan pada batuan pasir. Hal ini karena kwarsa yang lebih mendominasi batuan pasir sulit larut. Pelarutan batuan karbonat akan menghasilkan gerowong yang disebut dengan vug.

Selain sementasi, kompaksi, dan pelarutan, dolomitisasi juga dapat terjadi pada saat diagenesa batuan sehingga menciptakan porositas sekunder. Dolomitisasi berasal dari kata proses membuat dolomit. Sedimen non klastik yang paling melimpah di bumi adalah limestone yang tersusun dari mineral kalsium karbonat. Namun ion kalsium di dalam ion kalsit tergantikan oleh ion magnesium karena ion magnesium lebih kuat berikatan dengan calcite. Magnesium tersebut berasal dari hasil penguapan air laut. Kehadiran ion magnesium ini menghasilkan mineral dolomit.Berhubung ukuran magnesium yang lebih kecil daripada kalsium maka terciptalah gerowong gerowong. Hal ini dapat meningkatkan porositas sekunder.

Jenis porositas sekunder lainnya adalah fracture. Akibat gaya tektonik, formasi reservoir dapat membentuk patahan atau sesar. Kondisi ini akan membuat celah pori pori yang cukup besar sehingga dapat menjadi tempat penyimpanan yang lebih besar.

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, cc
Vb = Volume batuan (total), cc
Vgr = Volume butiran, cc

Porositas 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 (%)
ρg = Densitas butiran, gr/cc
ρb = Densitas total, gr/cc
ρf = Densitas formasi, gr/cc

Berdasarkan 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 :