A.
A. Sifat Sifat Fisik Fisik BatuBatuanan
a
a.. PPoorroossiittaass
Porositas dapat didefinisikan sebagai perbandingan antara volume total pori-pori Porositas dapat didefinisikan sebagai perbandingan antara volume total pori-pori batuan dengan volume total batuan per satuan volume tertentu, yang jika dirumuskan : batuan dengan volume total batuan per satuan volume tertentu, yang jika dirumuskan :
Dimana : Dimana : ∅
∅= Porositas absolute (total), fraksi (%)= Porositas absolute (total), fraksi (%) Vp = Volume pori-pori, cc
Vp = Volume pori-pori, cc Vb = Volume batuan (total), cc Vb = Volume batuan (total), cc Vgr = Volume butiran, cc Vgr = Volume butiran, cc
Porositas batuan reservoir dapat diklasifikasikan menjadi
Porositas batuan reservoir dapat diklasifikasikan menjadi dua, yaitu:dua, yaitu:
•
• Porositas absolut, adalah perbandingan antara volume pori total terhadap volumePorositas absolut, adalah perbandingan antara volume pori total terhadap volume batua
batuan n total yang dinyatakan dalam persen, atau total yang dinyatakan dalam persen, atau secara matematisecara matematik k dapadapat t ditulditulisis sesuai persamaan sebagai berikut :
sesuai persamaan sebagai berikut :
•
• PoPororosisitas tas efefekektitif, f, adadalalah ah peperbrbanandidingngan an anantatara ra vovolulume me poporiri-p-porori i yayang ng sasalinlingg berhubungan terhadap volume batuan total (bulk volume) yang dinyatakan dalam berhubungan terhadap volume batuan total (bulk volume) yang dinyatakan dalam persen.
persen.
Dimana : Dimana : ∅
∅e = Porositas efektif, fraksi (%)e = Porositas efektif, fraksi (%) ρg = Densitas butiran, gr/cc ρg = Densitas butiran, gr/cc
ρb = Densitas total, gr/cc ρb = Densitas total, gr/cc ρf = Densitas formasi, gr/cc ρf = Densitas formasi, gr/cc
B
Bererdadasasarkrkan an wwakaktu tu ddan an cacarra a teterjrjadadininyaya, , mamaka ka popororosisitatas s dadapapat t jujugaga diklasifikasikan menjadi dua, yaitu :
diklasifikasikan menjadi dua, yaitu : •
• Porositas primer, yaitu porositas yang terbentuk pada waktu yang bersamaan denganPorositas primer, yaitu porositas yang terbentuk pada waktu yang bersamaan dengan proses pengendapan berlangsung.
proses pengendapan berlangsung. •
• PoPororosisitas tas sesekukundnderer, , yayaititu u popororosisitas tas babatuatuan n yayang ng teterbrbenentutuk k sesetetelah lah prprososeses pengendapan.
pengendapan.
Besar kecilnya porositas dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu
Besar kecilnya porositas dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu ukuran butir,ukuran butir, susunan butir, sudut kemiringan dan komposisi mineral pembentuk batuan.
susunan butir, sudut kemiringan dan komposisi mineral pembentuk batuan. Untuk Untuk pegangan dilapangan, ukuran porositas dapat dilihat pada Tabel 1. berikut :
pegangan dilapangan, ukuran porositas dapat dilihat pada Tabel 1. berikut :
b.
b. Permeabilitas Permeabilitas ( k ( k )) Pe
Permrmeaeabbililititas as ddididefefininisisikikan an ssebebagagai ai ukukuuraran n memeddia ia berberpoporri i uunntutuk k meloloskan/melewatkan fluida. Apabila media berporinya tidak saling berhubungan maka meloloskan/melewatkan fluida. Apabila media berporinya tidak saling berhubungan maka batuan tersebut tidak mempunyai permeabilitas. Oleh karena itu ada hubungan antara batuan tersebut tidak mempunyai permeabilitas. Oleh karena itu ada hubungan antara permeabilitas batuan dengan porositas efektif.
permeabilitas batuan dengan porositas efektif. Sekita
Sekitar r tahun 1856, Henry Darcy tahun 1856, Henry Darcy seoraseorang ahli ng ahli hidrohidrologi dari logi dari PrancPrancis mempelajaris mempelajari i aliraalirann air yang melewati suatu lapisan batu pasir. Hasil penemuannya diformulasikan kedalam air yang melewati suatu lapisan batu pasir. Hasil penemuannya diformulasikan kedalam hukum aliran fluida dan diberi nama Hukum Darcy.
hukum aliran fluida dan diberi nama Hukum Darcy. Dapat dilihat pada gambar 2 dibawahDapat dilihat pada gambar 2 dibawah ::
Dapat dinyatakan dalam rumus sebagai berikut : Dapat dinyatakan dalam rumus sebagai berikut :
Dimana : Dimana :
Q = laju alir fluida, cc/det Q = laju alir fluida, cc/det k = permeabilitas, darcy k = permeabilitas, darcy μ = viskositas, cp
μ = viskositas, cp
dP/dL = gradien tekanan dalam arah aliran, atm/cm dP/dL = gradien tekanan dalam arah aliran, atm/cm A = luas penampang, cm2
A = luas penampang, cm2 Bes
Besaraaran n perpermeameabilbilitaitas s satsatu u dardarcy cy diddidefinefinisiisikan kan sebsebagaagai i perpermeameabilbilitaitas s yanyangg melewatkan fluida dengan viskositas 1 centipoises dengan kecepatan alir 1 cc/det melalui 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 suatu penampang dengan luas 1 cm2 dengan penurunan tekanan 1 atm/cm. Persamaan 4 Darcy berlaku pada kondisi :
Darcy berlaku pada kondisi : 1. Alirannya mantap (steady state) 1. Alirannya mantap (steady state) 2. Fluida yang mengalir satu fasa 2. Fluida yang mengalir satu fasa
3. Viskositas fluida yang mengalir konstan 3. Viskositas fluida yang mengalir konstan 4. Kondisi aliran isothermal
4. Kondisi aliran isothermal
5. Formasinya homogen dan arah alirannya horizontal 5. Formasinya homogen dan arah alirannya horizontal 6. Fluidanya incompressible
6. Fluidanya incompressible
Berdasarkan jumlah fasa yang mengalir dalam batuan reservoir, permeabilitas dibedakan Berdasarkan jumlah fasa yang mengalir dalam batuan reservoir, permeabilitas dibedakan menjadi tiga, yaitu :
menjadi tiga, yaitu :
• Permeabilitas absolute (Kabs) • Permeabilitas absolute (Kabs)
Yaitu kemampuan batuan untuk melewatkan fluida dimana fluida yang mengalir Yaitu kemampuan batuan untuk melewatkan fluida dimana fluida yang mengalir melalui media berpori tersebut hanya satu fasa atau disaturasi 100% fluida, misalnya melalui media berpori tersebut hanya satu fasa atau disaturasi 100% fluida, misalnya hanya minyak atau gas saja.
hanya minyak atau gas saja. • Permeabilitas efektif (Keff) • Permeabilitas efektif (Keff)
Yaitu kemampuan batuan untuk melewatkan fluida dimana fluida yang mengalir 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 lebih dari satu fasa, misalnya (minyak dan air), (air dan gas), (gas dan minyak) atau ket
ketiga-iga-tigtiganyanya. a. HarHarga ga perpermeameabilbilitas itas efeefektiktif f dindinyatyatakaakan n sebsebagaagai i ko, ko, kgkg, , kw, kw, dimdimanaana masing-masing untuk minyak, gas dan air.
masing-masing untuk minyak, gas dan air. • Permeabilitas relatif (Krel)
• Permeabilitas relatif (Krel)
Yaitu perbandingan antara permeabilitas efektif pada kondisi saturasi tertentu Yaitu perbandingan antara permeabilitas efektif pada kondisi saturasi tertentu terha
terhadap permeabilidap permeabilitas absolutetas absolute. . Harga permeabHarga permeabilitas relative antara 0 ilitas relative antara 0 – – 1 1 darcy. Dapatdarcy. Dapat juga dituliskan sebagai beikut :
juga dituliskan sebagai beikut :
Permeabilitas relatif reservoir terbagi
Permeabilitas relatif reservoir terbagi berdasarkan jenis fasanya, sehinggaberdasarkan jenis fasanya, sehingga didalam reservoir akan terdapat Permeabilitas relatif air (Krw), Permeabilitas relatif didalam reservoir akan terdapat Permeabilitas relatif air (Krw), Permeabilitas relatif minyak (Kro), Permeabilitas relatif gas (Krg) dimana persamaannya adalah :
minyak (Kro), Permeabilitas relatif gas (Krg) dimana persamaannya adalah :
Dimana : Dimana :
Krw = permeabilitas relatif air Krw = permeabilitas relatif air
Kro = permeabilitas relaitf minyak Kro = permeabilitas relaitf minyak Krg = permeabilitas relatif gas Krg = permeabilitas relatif gas
cc.. SSaattuurraassii Satura
Saturasi si adalah perbanadalah perbandingan antara volume pori-pori batuan yang dingan antara volume pori-pori batuan yang teristerisi i fluidfluidaa formasi tertentu terhadap total volume pori-pori batuan yang terisi fluida atau jumlah formasi tertentu terhadap total volume pori-pori batuan yang terisi fluida atau jumlah kejenu
kejenuhan fluida dalam han fluida dalam batuan reservbatuan reservoir per oir per satuan volume pori. Oleh satuan volume pori. Oleh karenkarena a didaldidalamam reservoir terdapat tiga jenis fluida, maka saturasi dibagi menjadi tiga yaitu saturasi air 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 : (Sw), saturasi minyak (So) dan saturasi gas (Sg), dimana secara matematis dapat ditulis :
Total saturasi fluida jika reservoir mengandung 3 jenis fluida : Total saturasi fluida jika reservoir mengandung 3 jenis fluida :
Untuk sistem air-minyak, maka persamaan (12)
Untuk sistem air-minyak, maka persamaan (12) dapat disederhanakan menjadi :dapat disederhanakan menjadi :
Beberapa faktor yang mempengaruhi saturasi fluida reservoir adalah Beberapa faktor yang mempengaruhi saturasi fluida reservoir adalah :: a. Ukuran dan distribusi pori-pori batuan.
a. Ukuran dan distribusi pori-pori batuan. b. Ketinggian diatas free water level. b. Ketinggian diatas free water level. c. Adanya perbedaan tekanan kapiler. c. Adanya perbedaan tekanan kapiler.
Didalam kenyataan, fluida reservoir tidak dapat diproduksi semuanya. Hal ini Didalam kenyataan, fluida reservoir tidak dapat diproduksi semuanya. Hal ini disebabkan adanya saturasi minimum fluida yang tidak dapat diproduksi lagi atau disebut disebabkan adanya saturasi minimum fluida yang tidak dapat diproduksi lagi atau disebut denga
dengan n irredirreducible saturatioucible saturation n sehingsehingga ga berapberapa a besarbesarnya nya fluidfluida a yang diproduksyang diproduksi i dapatdapat dihitung dalam bentuk saturasi dengan persamaan berikut
Dimana : Dimana :
St = saturasi total fluida terproduksi St = saturasi total fluida terproduksi Swirr = saturasi air tersisa (iireducible) Swirr = saturasi air tersisa (iireducible) Sgirr = saturasi gas tersisa (iireducible) Sgirr = saturasi gas tersisa (iireducible) Soirr = saturasi minyak tersisa (iireducible) Soirr = saturasi minyak tersisa (iireducible)
d
d.. RReessiissttiviviittii Batuan reservo
Batuan reservoir ir terditerdiri ri atas campuran atas campuran minermineral-minal-mineral, fragmen eral, fragmen dan dan pori-pori-pori.pori. Padatan-padatan mineral tersebut tidak dapat menghantarkan arus listrik kecuali mineral Padatan-padatan mineral tersebut tidak dapat menghantarkan arus listrik kecuali mineral clay. Sifat kelistrikan batuan reservoir tergantung pada geometri pori-pori batuan dan clay. Sifat kelistrikan batuan reservoir tergantung pada geometri pori-pori batuan dan flu
fluida ida yanyang g menmengisgisi i porpori. i. MinMinyak yak dan dan gas gas berbersifsifat at tidtidak ak menmenghaghantantarkarkan n aruarus s lislistritrik k sedangkan air bersifat menghantarkan arus listrik apabila
sedangkan air bersifat menghantarkan arus listrik apabila air melarutkan garam.air melarutkan garam.
Arus listrik akan terhantarkan oleh air akibat adanya gerakan dari ion-ion elektronik. Arus listrik akan terhantarkan oleh air akibat adanya gerakan dari ion-ion elektronik. Untuk menentukan apakah material didalam reservoir bersifat menghantar arus listrik Untuk menentukan apakah material didalam reservoir bersifat menghantar arus listrik atau
atau tidtidak ak makmaka a digdigunaunakan kan parparameameter ter resresististiviiviti. ti. ResResististivitiviti i diddidefiefinisnisikaikan n sebsebagaagaii kemampuan dari suatu material untuk menghantarkan arus listrik, secara matematis dapat kemampuan dari suatu material untuk menghantarkan arus listrik, secara matematis dapat dituliskan sebagai berikut :
dituliskan sebagai berikut :
Dimana : Dimana :
ρ = resistiviti fluida didalam batuan, ohm-m ρ = resistiviti fluida didalam batuan, ohm-m r = tahanan, ohm
r = tahanan, ohm
A = luas area konduktor, m2 A = luas area konduktor, m2 L = panjang konduktor, m L = panjang konduktor, m
Konsep dasar untuk mempelajari sifat kelistrikan
Konsep dasar untuk mempelajari sifat kelistrikan batuan diformasi digunakan konsepbatuan diformasi digunakan konsep “faktor formasi” dari Archie yang didefinisikan :
“faktor formasi” dari Archie yang didefinisikan :
Dimana : Dimana :
Ro = resistiviti batuan yang terisi minyak Ro = resistiviti batuan yang terisi minyak Rw = resistiviti batuan yang terisi air Rw = resistiviti batuan yang terisi air
ee.. WWeettttaabbiillititii
Wettabiliti didefinisikan sebagai suatu kemampuan batuan untuk dibasahi oleh fasa Wettabiliti didefinisikan sebagai suatu kemampuan batuan untuk dibasahi oleh fasa fluida atau kecenderungan dari suatu fluida untuk menyebar atau melekat ke permukaan fluida atau kecenderungan dari suatu fluida untuk menyebar atau melekat ke permukaan batuan. Sebuah cairan fluida akan bersifat membasahi bila gaya adhesi antara batuan dan batuan. Sebuah cairan fluida akan bersifat membasahi bila gaya adhesi antara batuan dan pa
partirtikel kel caicairan ran leblebih ih besbesar ar dardari i padpada a gaygaya a kohkohesi esi antantara ara parpartiktikel el caicairan ran itu itu sensendirdiri.i. Tegan
Tegangan gan adheadhesi si merupmerupakan fungsi akan fungsi tegangtegangan an permupermukaan setiap kaan setiap fasa didalam fasa didalam batuabatuann sehin
sehingga wettabiliti berhubungga wettabiliti berhubungan gan dengadengan n sifat interakssifat interaksi i (gaya tarik (gaya tarik menarmenarik) ik) antaraantara batuan dengan fasa fluidanya.
batuan dengan fasa fluidanya. Dal
Dalam am sissistem tem resreservervoir oir digdigambambarkarkan an sebsebagaagai i air air dan dan minminyak yak ataatau u gas gas yanyang g terterletaletak k diantara matrik batuan.
diantara matrik batuan.
Gambar 3
Gambar 3 mempememperlihatkrlihatkan an sistesistem m air-mair-minyak yang inyak yang kontak dengan benda padat, kontak dengan benda padat, dengadengann sudut kontak sebesar θ. Sudut kontak diukur antara fluida yang lebih ringan terhadap sudut kontak sebesar θ. Sudut kontak diukur antara fluida yang lebih ringan terhadap fluida yang lebih berat, yang berharga 0o – 180o, yaitu antara air dengan padatan, fluida yang lebih berat, yang berharga 0o – 180o, yaitu antara air dengan padatan, sehingga tegangan adhesi (AT) dapat dinyatakan dengan
sehingga tegangan adhesi (AT) dapat dinyatakan dengan persamaanpersamaan
::
Dimana : Dimana :
AT = tegangan adhesi, dyne/cm AT = tegangan adhesi, dyne/cm
σso = tegangan permukaan benda padat-minyak, dyne/cm σso = tegangan permukaan benda padat-minyak, dyne/cm
σsw = tegangan permukaan benda padat-air,
σsw = tegangan permukaan benda padat-air, dyne/cmdyne/cm σwo = tegangan permukaan air-minyak, dyne/cm σwo = tegangan permukaan air-minyak, dyne/cm θ = sudut kontak air-minyak
θ = sudut kontak air-minyak f.
f. Wetting-Phase Fluid dan Non-Wetting Phase FluidWetting-Phase Fluid dan Non-Wetting Phase Fluid
Wetting-Phase Fluid Wetting-Phase Fluid
Fasa fluida pembasah biasanya akan dengan mudah membasahi permukaan batuan. Fasa fluida pembasah biasanya akan dengan mudah membasahi permukaan batuan. Aka
Akan n tettetapi api karkarena ena adaadanya nya gaygaya a tartarik ik menmenariarik k antantara ara batbatuan uan dan dan flufluidaida, , makmaka a fasfasaa pemb
pembasah akan mengisi ke asah akan mengisi ke pori-pori-pori yang lebih kecil pori yang lebih kecil dahudahulu dari lu dari batuan berpobatuan berpori. ri. FasaFasa fluida pembasah umumnya sangat sukar bergerak ke reservoir hidrokarbon.
fluida pembasah umumnya sangat sukar bergerak ke reservoir hidrokarbon. Non-Wetting Phase Fluid
Non-Wetting Phase Fluid
Non-wetting phase fluid sukar membasahi permukaan batuan. Dengan adanya gaya Non-wetting phase fluid sukar membasahi permukaan batuan. Dengan adanya gaya repulsive (tolak) antara batuan dan fluida menyebabkan non-weting phase
repulsive (tolak) antara batuan dan fluida menyebabkan non-weting phase fluid umumnyafluid umumnya sangat mudah bergerak.
sangat mudah bergerak. g. Imbibisi dan Drainage g. Imbibisi dan Drainage
Imb
Imbibisibisi i adaadalah lah proproses ses alialiran ran flufluida ida dimdimana ana satsaturaurasi si fasfasa a pempembasbasah ah (wa(waterter)) meningkat sedangkan saturasi non-wetting phase (oil) menurun. Mobilitas fasa pembasah meningkat sedangkan saturasi non-wetting phase (oil) menurun. Mobilitas fasa pembasah menin
meningkat seiring gkat seiring dengan meningkdengan meningkatnya saturasi fasa atnya saturasi fasa pembaspembasah. ah. MisalnMisalnya ya pada prosespada proses pendesakan pada reservoir minyak dimana batuan reservoir sebagai wat
pendesakan pada reservoir minyak dimana batuan reservoir sebagai wat er wet.er wet.
Drainage adalah proses kebalikan dari imbibisi, dimana saturasi fasa pembasah menurun Drainage adalah proses kebalikan dari imbibisi, dimana saturasi fasa pembasah menurun dan saturasi non-wetting phase meningkat.
dan saturasi non-wetting phase meningkat.
Adapun skema proses imbibisi dan drainage dapat dilihat pada gambar 4 berikut : Adapun skema proses imbibisi dan drainage dapat dilihat pada gambar 4 berikut :
h. Tekanan Kapiler (Pc) h. Tekanan Kapiler (Pc)
Tekanan kapiler pada batuan berpori didefinisikan sebagai perbedaan tekanan Tekanan kapiler pada batuan berpori didefinisikan sebagai perbedaan tekanan antara fluida yang membasahi batuan dengan fluida yang bersifat tidak membasahi batuan antara fluida yang membasahi batuan dengan fluida yang bersifat tidak membasahi batuan jika didalam batuan tersebut terdapat dua atau lebih fasa fluida yang tidak bercampur jika didalam batuan tersebut terdapat dua atau lebih fasa fluida yang tidak bercampur
dalam kondisi statis. Secara matematis dapat dilihat bahwa : dalam kondisi statis. Secara matematis dapat dilihat bahwa :
Dimana : Dimana :
Pc = tekanan kapiler, dyne/cm2 Pc = tekanan kapiler, dyne/cm2
Pnw = tekanan pada permukaan fluida non wetting phase, dyne/cm2 Pnw = tekanan pada permukaan fluida non wetting phase, dyne/cm2 Pw = tekanan pada permukaan fluida wetting phase, dyne/cm2 Pw = tekanan pada permukaan fluida wetting phase, dyne/cm2
Hubungan tekanan kapiler di dalam rongga pori batuan dapat dilukiskan dengan sebuah Hubungan tekanan kapiler di dalam rongga pori batuan dapat dilukiskan dengan sebuah sistim tabung kapiler. Dimana cairan fluida akan cenderung untuk naik bila ditempatkan sistim tabung kapiler. Dimana cairan fluida akan cenderung untuk naik bila ditempatkan didala
didalam m sebuasebuah h pipa kapiler dengan jari-jarpipa kapiler dengan jari-jari i yang sangat kecil. yang sangat kecil. Hal ini Hal ini diakibdiakibatkan olehatkan oleh adanya tegangan adhesi yang bekerja pada permukaan tabung. Besarnya tegangan adhesi adanya tegangan adhesi yang bekerja pada permukaan tabung. Besarnya tegangan adhesi dap
dapat at diudiukur kur dardari i kenkenaikaikkan fluidkan fluida a , , dimdimana ana gaygaya a tottotal al ununtuk tuk menmenaikaikan an caicairan ran samsamaa dengan berat kolom fluida. Sehingga dapat dikatakan bahwa tekanan kapiler merupakan dengan berat kolom fluida. Sehingga dapat dikatakan bahwa tekanan kapiler merupakan kecenderungan rongga pori batuan untuk menata atau mengisi setiap pori batuan dengan kecenderungan rongga pori batuan untuk menata atau mengisi setiap pori batuan dengan fluida yang berisi bersifat membasahi.
fluida yang berisi bersifat membasahi.
Tekanan didalam tabung kapiler diukur pada sisi batas antara permukaan dua fasa Tekanan didalam tabung kapiler diukur pada sisi batas antara permukaan dua fasa fluida. Fluida pada sisi konkaf (cekung) mempunyai tekanan lebih besar dari pada sisi fluida. Fluida pada sisi konkaf (cekung) mempunyai tekanan lebih besar dari pada sisi kon
konvek vek (ce(cembumbung)ng). . PerbPerbedaedaan an tektekanaanan n diadiantantara ra dua dua fasfasa a flufluida ida terterebuebut t mermerupupakaakann besarnya tekanan kapiler didalam tabung.
besarnya tekanan kapiler didalam tabung.
Untuk sistem udara-air (gambar 5) : Untuk sistem udara-air (gambar 5) :
Untuk sistem minyak-air (gambar 5) : Untuk sistem minyak-air (gambar 5) :
Rumus-rumus yang digunakan dalam menentukan sifat fisik batuan : Rumus-rumus yang digunakan dalam menentukan sifat fisik batuan :
1.Bobot Isi asli : 1.Bobot Isi asli :
n=Wn/(Ww-Ws)n=Wn/(Ww-Ws) 2.Bobot Isi kering : 2.Bobot Isi kering :
d=Wo/(Ww-Ws)d=Wo/(Ww-Ws) 3.Bobot Isi jenuh : 3.Bobot Isi jenuh : γ
γ s= Ww/ (Ww-Ws)s= Ww/ (Ww-Ws) 4.Berat jenis Semu : 4.Berat jenis Semu : Wo / (Ww-Ws) Wo / (Ww-Ws) 5.Berat Jenis nyata : 5.Berat Jenis nyata : Wo /(Wo-Ws)om, m Wo /(Wo-Ws)om, m Dimana :
Dimana :
Pa = tekanan udara, dyne/cm2 Pa = tekanan udara, dyne/cm2 Pw = tekanan air, dyne/cm2 Pw = tekanan air, dyne/cm2 Pc = tekanan kapiler, dyne/cm2 Pc = tekanan kapiler, dyne/cm2 ρw = densitas air, gr/cc
ρw = densitas air, gr/cc ρo = densitas minyak, gr/cc ρo = densitas minyak, gr/cc g = percepatan gravitasi, m/det2 g = percepatan gravitasi, m/det2
h = tinggi kolPenentuan sifat Fisik Batuan : h = tinggi kolPenentuan sifat Fisik Batuan : Wn = berat percontoh asli
Wn = berat percontoh asli Wo = berat percontoh kering Wo = berat percontoh kering Ww = berat percontoh jenuh. Ww = berat percontoh jenuh. Wa = brt percth jenuh +air +bejana Wa = brt percth jenuh +air +bejana Ws = brt percth jenuh dlm air Wa – Wb Ws = brt percth jenuh dlm air Wa – Wb Vtp:Vol percth tp pori = Wo-Ws
Vtp:Vol percth tp pori = Wo-Ws VT :Vol. percth total = Ww-Ws VT :Vol. percth total = Ww-Ws
A.
A.Sifat Mekanik Sifat Mekanik
Selain daripada sifat-sifat fisik dari batuan terdapat sifat-sifat mekanik batuan Selain daripada sifat-sifat fisik dari batuan terdapat sifat-sifat mekanik batuan yang berpengaruh pula dalam penembusan batuan. Sifat-sifat mekanik tersebut meliputi : yang berpengaruh pula dalam penembusan batuan. Sifat-sifat mekanik tersebut meliputi :
a.
a. StStrerenngtgth Bah Batutuaann
Arth
Arthur ur menmenyatyatakaakan n bahbahwa wa strstrengength th padpada a batubatuan an mermerupaupakan kan fakfaktor tor yanyang g sansangatgat penting untuk penentuan laju pemboran. Strength pada batuan adalah kemampuan batuan penting untuk penentuan laju pemboran. Strength pada batuan adalah kemampuan batuan
untuk mengikat
suatu batuan diberikan tekanan yang lebih besar dari kekuatan batuan tersebut, maka suatu batuan diberikan tekanan yang lebih besar dari kekuatan batuan tersebut, maka komponen-komponennya akan terpisah-pisah atau dapat dikatakan hancur. Lebih lanjut komponen-komponennya akan terpisah-pisah atau dapat dikatakan hancur. Lebih lanjut lagi, criteria kehancu
lagi, criteria kehancuran batuan ran batuan diakibdiakibatkan oleh atkan oleh adanadanya ya : : StresStress s (tega(tegangan) dan ngan) dan StrainStrain (regangan).
(regangan).
Tegangan dan regangan ini terjadi apabila ada suatu gaya yang dikenakan pada batuan Tegangan dan regangan ini terjadi apabila ada suatu gaya yang dikenakan pada batuan te
tersrsebebutut. . GoGoododmanman, , memenynyatatakakan an vavaririasasi i bebebaban n yayang ng didibeberirikakan n papada da susuatatu u babatuatuann mengakibatkan kehancuran batuan. Terdapat empat jenis kerusakan batuan yang umum, mengakibatkan kehancuran batuan. Terdapat empat jenis kerusakan batuan yang umum, yaitu :
yaitu :
Flexure Failure Flexure Failure
Flexure failure terjadi karena adanya beban pada potongan batuan akibat gaya berat Flexure failure terjadi karena adanya beban pada potongan batuan akibat gaya berat yang ditanggungnya, karena adanya ruang pori formasi dibawahnya.
yang ditanggungnya, karena adanya ruang pori formasi dibawahnya.
Shear Failure Shear Failure
Shear failure, kerusakan yang terjadi akibat geseran pada suatu bidang perlapisan Shear failure, kerusakan yang terjadi akibat geseran pada suatu bidang perlapisan karena adanya suatu ruang pori pada
karena adanya suatu ruang pori pada formasi dibawahnya.formasi dibawahnya.
Crushing dan Tensile Failure Crushing dan Tensile Failure
Crushing dan tensile failure merupakan kerusakan batuan yang terjadi
Crushing dan tensile failure merupakan kerusakan batuan yang terjadi akibat gerusanakibat gerusan suatu benda atau tekanan sehingga membentuk suatu
suatu benda atau tekanan sehingga membentuk suatu bidang retakan.bidang retakan.
Direct Tension Failure Direct Tension Failure
Dire
Direct ct tentensiosion n faifailurlure, e, kerkerususakaakan n terterjadjadi i seasearah rah dendengan gan bidbidang ang gesgeser er dardari i suasuatutu perlapisan.
perlapisan.
b. Drillabilitas b. Drillabilitas
Drilla
Drillabilitas batuan bilitas batuan (rock drillability(rock drillability) ) merupmerupakan akan ukuraukuran n kemukemudahan dahan batuabatuann untuk dibor, yang dinyatakan dalam satuan besarnya volume batuan yang bisa dibor pada untuk dibor, yang dinyatakan dalam satuan besarnya volume batuan yang bisa dibor pada set
setiap iap uniunit t eneenergi rgi yanyang g dibdiberikerikan an padpada a batbatuan uan tertersebsebut. ut. DrilDrillabilabilitalitas s batbatuan uan dapdapatat ditentukan melalui data pemboran (drilling
Selanjutnya dengan pengembangan model pemboran, drillabilitas batuan
Selanjutnya dengan pengembangan model pemboran, drillabilitas batuan dapat ditentukandapat ditentukan dengan menggunakan roller cone bit.
dengan menggunakan roller cone bit.
c. Hardness c. Hardness Har
Hardnedness ss ataatau u kekkekeraerasan san dardari i batbatuanuan, , mermerupaupakan kan ketaketahanhanan an minmineraeral l batbatuanuan terhadap goresan. Skala kekerasan yang sering digunakan untuk mendriskripsikan batuan terhadap goresan. Skala kekerasan yang sering digunakan untuk mendriskripsikan batuan diberikan oleh Mohs.
diberikan oleh Mohs.
Skala Kekerasan Mohs Skala Kekerasan Mohs
Talk Talk Gypsum Gypsum Calcite Calcite Fluorite Fluorite Apatite Apatite Orthoclase Feldspar Orthoclase Feldspar Quartz Quartz Topaz Topaz Corondum Corondum Diamond Diamond Gatlin
Gatlin, menyatakan batuan diklasifikasikan dalam tiga kelompok, yaitu :, menyatakan batuan diklasifikasikan dalam tiga kelompok, yaitu : So
Soft ft rorock ck (l(lununakak) ) : : clclay ay yayang ng lulunanak, k, shshalale e yayang ng lulunanak k dadan n babatutuan an papasisir r yayangng unconsolidated atau kurang tersemen.
unconsolidated atau kurang tersemen.
Medium rock (sedang) : beberapa shale, limestone dan dolomite yang porous, pasir yang Medium rock (sedang) : beberapa shale, limestone dan dolomite yang porous, pasir yang terkonsolidasi dan gypsum.
terkonsolidasi dan gypsum.
Hard rock (keras) : limestone dan dolomite yang padat, pasir yang tersemen padat/keras Hard rock (keras) : limestone dan dolomite yang padat, pasir yang tersemen padat/keras dan chert.
dan chert. d. Abrasivitas d. Abrasivitas
Me
Merurupapakakan n sisifafat t memengnggogoreres s dadan n memengngikikis is dadari ri babatutuanan, , sesehinhingggga a seserinringg menyebabkan keausan pada gigi pahat dan diameter pahat. Setiap batuan mempunyai menyebabkan keausan pada gigi pahat dan diameter pahat. Setiap batuan mempunyai sifat abrasivita
sifat abrasivitas s yang berbeda-beyang berbeda-beda, da, pada umumnya pada umumnya batuan beku batuan beku mempumempunyai tingkatnyai tingkat abrasivitas sedang sampai tinggi, batu pasir lebih abrasif daripada shale, serta limestone abrasivitas sedang sampai tinggi, batu pasir lebih abrasif daripada shale, serta limestone le
lebibih h ababrasrasif if dadari ri babatu tu papasisir r atatau au shshalale. e. UkUkururan an dadan n bebentntuk uk dadari ri papartrtikeikel l babatutuanan menyebabkan berbagai tipe keausan, seperti juga torsi dan daya tekan pada pahat.
menyebabkan berbagai tipe keausan, seperti juga torsi dan daya tekan pada pahat.
e. Tekanan Pada Batuan e. Tekanan Pada Batuan
Merupakan tekanan-tekanan yang bekerja pada batuan formasi. Tekanan-tekanan Merupakan tekanan-tekanan yang bekerja pada batuan formasi. Tekanan-tekanan tersebut harus diperhatikan dalam kegiatan pemboran. Karena berpengaruh dalam tersebut harus diperhatikan dalam kegiatan pemboran. Karena berpengaruh dalam cepat-lambatnya laju penembusan batuan formasi. Secara umum, batuan yang berada pada lambatnya laju penembusan batuan formasi. Secara umum, batuan yang berada pada kedalaman tertentu akan mengalami tekanan :
kedalaman tertentu akan mengalami tekanan : •
• Internal Stress yang berasal dari desakan fluida yang terkandung di dalam pori-poriInternal Stress yang berasal dari desakan fluida yang terkandung di dalam pori-pori batuan (tekanan hidrostatik fluida formasi).
batuan (tekanan hidrostatik fluida formasi). •
• Eksternal Stress yang berasal dari pembebanan batuan yang ada di atasnya (tekananEksternal Stress yang berasal dari pembebanan batuan yang ada di atasnya (tekanan overburden).
overburden).
Dalamn Uji sifat mekanik batuan: Dalamn Uji sifat mekanik batuan:
•
• Kuat tarik (tensile strength);Kuat tarik (tensile strength);
•
• Merupakan kemampuan suatu material untuk menerima Merupakan kemampuan suatu material untuk menerima tegangan tanpategangan tanpa menyebabkan material menjadi patah. Berdasarkan pada jenis
menyebabkan material menjadi patah. Berdasarkan pada jenis beban yangbeban yang bekerja, kekuatan dibagi dalam beberapa macam yaitu kekuatan
bekerja, kekuatan dibagi dalam beberapa macam yaitu kekuatan tarik tarik , kekuatan, kekuatan geser, kekuatan tekan, kekuatan torsi, dan
geser, kekuatan tekan, kekuatan torsi, dan kekuatan lengkung.kekuatan lengkung. •
• Kuat tekan (unixial compressive strength/UCS, static Kuat tekan (unixial compressive strength/UCS, static poisson ratio);poisson ratio);
•
• Dynamic poisson's ratio.Dynamic poisson's ratio.
•
• Kuat tekan triaxial (triaxial compressive strength)Kuat tekan triaxial (triaxial compressive strength)
•
• Point load testPoint load test
•
