7.1. Tujuan Percobaan
1) Menghitung kecepatan sedimentasi suatu suspensi yang dipengaruhi oleh gaya gravitasi, gaya drag dan gaya apung dengan metode grafik.
2) Menunjukkan semakin besar jumlah volume, maka tekanan kapiler akan semakin meningkat.
3) Membuktikan bahwa indicator pressure berbanding terbalik dengan
mercury saturation.
7.2. Teori Dasar
Distribusi fluida vertical dalam reservoir memegang peranan penting didalam perencanaan well completion. Distribution secara vertikal ini mencerminkan distribusi saturasi fluida yang menepati setiap porsi rongga pori. Adanya tekanan kapiler ( Pc ) mempengaruhi distribusi minyak dengan gas didalam rongga pori tidak terdapat batas yang tajam atau berbentuk zona transisi. Oleh tekanan kapiler dapat dikonversi menjadi ketinggian diatas kontak minyak air ( H ), maka saturasi minyak, air dan gas yang menempati level tertentu dalam reservoir dapat ditentukan. Dengan demikian distribusi saturasi fluida ini merupakan salah satu dasar untuk menentukan secara efisien letak kedalaman sumur yang akan dikomplesi.
Di dalam batuan reservoir, gas, minyak dan air biasanya terdapat bersama-sama dalam pori-pori batuan, yang masing-masing fluida tersebut mempunyai tegangan permukaan yang berbeda-beda.
Dalam sistem hidrokarbon di dalam reservoir, terjadi beberapa tegangan permukaan antara fluida, yaitu antara gas dan cairan, antara dua fasa cairan yang tidak bercampur ( immicible ) dan juga antara cairan atau
memisahkan mereka ( Amyx, J. W. 1960 ). Perbedaan tekanan dua fluida ini adalah perbedaan tekanan antara fluida non wetting fasa ( Pnw ) dengan fluida wetting fasa ( Pw ) atau :
P
c
=
P
nw
−
P
wf
Tekanan kapiler mempunyai dua pengaruh yang penting dalam reservoir minyak atau gas, yaitu :
1) Mengontrol distribusi fluida di dalam reservoir
2) Merupakan mekanisme pendorong minyak dan gas untuk bergerak atau mengalir melalui pori-pori reservoir sampai mencapai batuan yang impermeable.
Tekanan kapiler di dalam batuan berpori tergantung pada ukuran pori-pori dan macam fluidanya. Secara kuantitatif dapat dinyatakan dalam hubungan sebagai berikut :
P
c=
2.
σ
.cos
θ
r
=
Δ
ρ
.
g
.
h
Dimana :
Pc = tekanan kapilerσ = tegangan permukaan antara dua fluida
∆ ſ = perbedaan densitas dua fluida g = percepatan gravitasi
θ = sudut kontak permukaan antara dua fluida r = jari-jari lengkung pori-pori
7.3. PERALATAN DAN BAHAN 7.3.1Peralatan
Mercury Injection Capillary apparatus dengan komponen – komponen sebagai berikut :
1) Pump cylinder 2) Measuring screw 3) Make up. Nut
4) Picnometer lid
5) Sampel holder
6) Observation window 7) Pump scale
8) Mecrometer dial 9) Pressure hoss
10) 0 – 2 atm ( 0 – 30 psi ) pressure gauge 11) 0 – 5 atm ( 0 – 200 psi ) pressure gauge 12) 0 – 15 atm ( 0 – 2000 psi ) Pressure gauge
Gambar 7.1 Mercury Injection Capillary Pressure Apparatus
Gambar 7.3 Sample Holder
Gambar 7.4 Pump Plunger
Gambar 7.6 Make-up Nut
Gambar 7.7 Pump Cylinder
Gambar 7.9 Pressure Control
Gambar 7.10 Pressure relief valve
7.3.2 Bahan 1) Fresh core 2) Gas
7.4. Prosedur Kerja 7.4.1 Kalibrasi Alat
Yaitu untuk menentukkan volume picnometer ( 28;150 cc ).
1. Pasang picnometer lid pada tempatnya, pump metering plunger
diputar penuh dengan manipulasi handwheel.
2. Buka vacuum valve pada panel, sistem dikosongkan sampai
small gauge menunjukkan nol, kemudian panal valve ditutup,
picnometer dokosongkan samapai tekanan absolute kurang dari 20 micro.
6. Jika pembacaan berbeda sedikit dari nol, perbedaan tersebut harus ditentukan dan penentuan untuk dial handwheel setting
pada step 4. Jika perbedaan terlalu besar yoke stop harus direset kembali dan deviasi pembacaan adalah ± 0,001 cc.
Karena dalam penggunaan alat ini memakai tekanan yang besar tentu akan terjadi perubahan volume picnometer dan mercury. Untuk itu perlu dilakukan preassre volume correction yaitu :
1) letakkan picnometer lid pada tempatnya, pump matering plunger
diputar penuh dengan memanipulasi handwheel.
2) Ubah panel valve ke vacuum juga small pressure gauge dibuka, sistem dikosongkan sampai absolut pressure kurang dari 20 micro.
3) Mercury diinjeksikan sampai mencapai upper reference mark, adjustmove able scale dial pada pembacaan 0,00 cc kemudian tutup vacum valve.
4) Putar bleed valve mercury turun 3 mm dibawah upper reference mark.
5) Putar pompa hingga mercury mencapai upper reference mark lagi dan biarkan stabil selama ± 30 detik
6) Baca dan catat tekanan pada small pressure gauge serta hubungan volume scale dan dial handwheel ( gunakan dial ) yang miring kekiri sebagai pengganti 0 – 5 cc. Graduated interval
7) Step d, e, dan f diulang untuk setiap kenaikan tekanan pada sistem, kemudian catat volume dan tekanan yang didapat. Jika tekanan telah mencapai limit 1 atm, bukan nitrogen valve.
8) Jika telah mencapai limit gunakan 0,150 atm gauge.
9) Jika tes telah selesai, tutup panel nitrogen valve, sistem tekanan dikurangi dengan mengeluarkan gas sampai tekanan sistem mencapai 1 atm.
10) Data yang didapat kemudian diplot, maka akan terlihat bagaimana terjadinya perubahan pressure volume.
A – B = Perubahan volume oleh tekanan ( Pada tekanan rendah ) C – D = Perubahan volume pada tekanan tinggi
E = Inflektion point
7.4.2 Prosedur untuk menentukan tekanan kapiler
1)Siapkan core ( memperoleh core vol ) yang telah diekstraksi dengan volume 1 – 2 cc, kemudian tempatkan pada core holder.
2)Picnometer lid dipasang pada tempatnya dan putar handwheel secara penuh.
3)Ubah panel valve ke vacuum dan pressure gauge dibuka, sistem dikosongkan samapai absolute pressure kurang dari 29 micron.
4)Tutup vacum, putar pump metering plunger sampai level mercury
mencapai lower reference mark.
5)Pump scale diikat dengan yoke stop dan handwheel dial diset pada pembacaan 15 ( miring kekanan ). Dan berikan pembacaan pertama 28,150 cc
6)Mercury diinjeksikan sampai mencapai upper reference mark. Baca besarnya bulk volume dari pup scale dan handwheel dial. Sebagai contoh pembacaan skala lebih besar dari 12 cc dan dial menunjukkan 32,5 maka bulk volume sampal 12,325 cc.
serta handwheel dial ( miring ke kiri ) untuk mengganti 0 – 5 cc
graduated interval pada skala
11) Step 8, 9, dan 10 diulang untuk beberapa kanaikan tekanan. Jika tekanan telah mencapai 1 atm buka nitrogen valve. Jika sistem telah mencapai limit pada 0 -2 atm gauge, gauge diisolasi dari sistem dan gunakan 0 – 150 atm gauge.
12) Step 11 diulangi sampai tekanan akhir didapat Catatan : Fluktuasi thermometer ± 1 – 2 oC
7.5. Hasil Percobaan dan Perhitungan
0,1 0,15 25,103 0,015 25,088 83,626
2
2,5 2,55 22,5 0,2 22,3 74,333
3
3,5 3,55 17,5 0,233 17,267 57,556
4
4 4,05 15 0,25 14,75 49,166
5
6,5 6,55 13 0,3 12,7 42,333
6
7,5 7,55 10,333 0,32 10,013 33,376
7
10,5 10,55 9,1 0,362 8,738 29,129
8
15 15,05 9 0,4 8,6 28,666
9
22 22,05 8,64 0,435 8,205 27,35
10
35 35,05 8,6 0,48 8,12 27,066
11
58 58,05 7,89 0,508 7,382 24,066
12
70 70,05 7,6 0,517 7,083 23,61
13
17
95 95,05 6,7 0,536 6,164 20,546
18
105 105,05 6,5 0,55 5,95 19,833
19
115 115,05 6,4 0,575 5,825 19,416
20
120 120,05 6,3 0,59 5,71 19,033
Tabel 7.2 Hubungan antara Pressure dan Volume
7.6. Pembahasan
Pada percobaan ini membahas mengenai tekanan kapiler yang diberikan kepada suatu formasi batuan reservoir. Tekanan kapiler merupakan perbedaan tekanan yang ada antara permukaan dua fluida yang tidak tercampur, sebagai akibat dari terjadinya pertemuan permukaan yang memisahkan fluida tersebut. Tekanan kapiler menyebabkan penyebaran distribusi pada reservoir.
Ada dua grafik yang akan dibahas pada bab ini, yaitu:
0 20 40 60 80 100 batuan reservoir terhadap correct pressure. Dari grafik tersebut dapat kita ketahui bahwa correct pressure sangat mempengaruhi besar kecilnya
mercury saturation suatu batuan reservoir, karena apabila correct pressure
semakin besar maka mercury saturation pada batuan akan semakin kecil. Misal, pada data ke-1 correct pressure sebesar 0,1 atm dan mercury saturationnya sebesar 96,63 %. Akan tetapi, pada data ke-2 ketika correct pressure diperbesar menjadi 2,05 atm batuan tersebut menghasilkan mercury saturation lebih kecil, yaitu 82,69 %.
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2
130131132133134135136137 139140
Volume (cc)
Grafik di atas membahas mengenai hubungan antara volume dengan
pressure yang terdapat dalam suatu formasi batuan reservoir. Dilihat dari grafik di atas, dapat kita ketahui bahwa semakin besar volume yang terdapat dalam batuan, maka semakin besar pula pressure yang diberikan kepada batuan tersebut. Seperti halnya pada grafik, ketika volume pada batuan sebesar 0,15 cc, maka pressure yang diberikan adalah sebesar 1 atm. Dan ketika volume dinaikkan menjadi 0,25 cc, pressure yang diberikan juga bertambah besar yaitu 4 atm.
7.7 Kesimpulan
1) Penentuan tekanan kapiler dari suatu sampel formasi dapat dikatakan lebih cepat dan efisien pada distribusi saturasi fluidanya, dari sumur.
2) Indicator pressure berbanding terbalik dengan mercury saturation yaitu dengan berkurangnya indicator pressure akan meningkatkan mercury saturation.
yaitu 4 atm.
