3.1. TUJUAN PERCOBAAN
Menentukan besarnya harga saturasi fluida di dalam batuan reservoir dengan menggunakan metode distilasi.
3.2. DASAR TEORI
Ruang pori-pori batuan reservoir mengandung fluida yang biasanya terdiri dari air, minyak, dan gas. Untuk mengetahui jumlah masing –masing fluida, maka perlu diketahui saturasi masing - masing fluida. Saturasi fluida reservoir didefinisikan sebagai perbandingan antara volume fluida tertentu (air, minyak, atau gas) terhadap jumlah volume pori. Umumnya pada formasi zona minyak kandungan air dalam formasi tersebut dinamakan interstitial water atau connate water.
Saturasi air didefinisikan sebagai :
Sw = Volume pori yang diisi air
Volume pori total
Saturasi minyak didefinisikan sebagai :
So = Volume pori yang diisi minyak
Volume pori total
Saturasi gas didefinisikan sebagai :Sg = Volume pori yang diisi gas Volume pori total
Dimana : Sw + So + Sg = 1
Apabila upaya pencapaian kesetimbangan hidrostatik dalam proses migrasi memungkinkan kondisi kejenuhan gas maka gas akan keluar dari minyak dan akan menempati pula bagian ruangan pori-pori batuan reservoir tersebut sebagai saturasi gas. Dengan demikian maka didalam ruangan batuan reservoir akan terdapat dua atau tiga macam fluida sekaligus. Karena pengaruh proses geologi, kapilaritas, sifat batuan reservoir dan sifat fluida reservoir akan
21
mengakibatkan sejumlah fluida yang tidak dapat dikeluarkan dari dalam reservoir.
Volume fluida tersebut dinyatakan dalam saturasi yaitu :
Swir = Irreducible Water Saturation, besarnya bekisar ± 15% - 30%.
Sor = Residual Oil Saturation, besarnya berkisar ± 10% - 20%
Swir sering juga disebut Swc = Connate Water Saturation.
Saturasi air yang mula-mula ditemukan dalam reservoir sebelum reservoir diproduksikan disebut dengan Irreducible Water Saturation (Swi) atau pori-pori batuan reservoir. Air ini juga disebut dengan connate water (Swc).
Saturasi air sangat penting untuk diketahui dalam bidang teknik perminyakan sebab air formasi yang mengurangi ruang pori-pori bila diisi minyak dan gas maka akan dapat diperkirakan cadangan minyak yang terdapat dalam reservoir tersebut dan dapat mempengaruhi produksi minyak.
Adapun faktor yang mempengaruhi besar kecilnya Saturasi air adalah sebagai berikut:
- Struktur pori dalam batuan - Densitas fluida
- Karakteristik dari energi permukaan
Distribusi saturasi fluida akan bervariasi dari satu tempat ke tempat yang lain, dari suatu ketinggian diatas kontak minyak dan air dalam reservoir. Saturasi air cenderung lebih besar dalam bagian batuan yang kurang poros. Bagian strukrtur yang lebih rendah akan mempunyai saturasi air yang tinggi dan saturasi gas yang lebih rendah. Hal ini disebabkan oleh perbedaan densitas fluida masing- masing fluida.
3.3. ALAT DAN BAHAN 3.3.1. Alat
1. Solvent extractor termasuk condenser (pendingin) water up pemanas listrik. (Dean – Stark Distilation Apparatus)
2. Timbangan analisis dengan batu timbangan.
3. Gelas ukur 4. Exicator 5. Oven 3.3.2. Bahan
1. Sampel core 2. Air
3. Kerosin 4. Toluena
3.3.3. Gambar Alat
Keterangan :
1. Electric Heater 2. Core Holder 3. Goose Neck 4. Water Trap 5. Condenser
Gambar 3.1.
Rangkaian Dean – Stark Distilation Apparatus
Gambar 3.2.
Timbangan Digital
3.4. PROSEDUR PERCOBAAN
1. Mengambil sampel core dan menimbang core tersebut, misalnya beratnya a gr.
2. Menjenuhkan core tersebut dengan aquades selama 10 menit di vacum desikator.
3. Menimbang core jenuh air tersebut di timbangan digital.
4. Menjenuhkan core yang jenuh air tersebut ke dalam kerosin selama 5 menit di vacum desicator.
5. Menimbang core jenuh air + minyak tersebut, misal beratnya b gr.
6. Memasukkan core jenuh air + minyak tersebut kedalam labu Dean &
Stark yang telah diisi dengan toluene. Kemudian kita lengkapi dengan water trap dan reflux condensor.
7. Memanaskan selama kurang lebih 30 menit hingga air tidak tampak lagi.
8. Mendinginkannya dan membaca volume air yang tertampung dalam water trap, trap misalnya = c cc = c gr.
9. Maka kita dapat menghitung berat minyak dengan persamaan berikut :
a – ( b + c) gram = d gram
10. Volume minyak dihitung dengan persamaan :
volume minyak = d
bj minyak = e cc
11. Saturasi minyak dan saturasi air :So = b
Vp Sw = c
Vp
3.5. HASIL PERCOBAAN DAN PERHITUNGAN 3.5.1. Hasil Percobaan
Berat core dijenuhi air dan minyak = 32,53 gr
Saturasi minyak (So) = 0,3475
Saturasi Water (Sw) = 0,6525 3.5.2. Perhitungan
Berat Core dijenuhi minyak = 32,53 – W1
= 32,53 – 31,43
= 1,1 gram
Volume minyak = Berat Core dijenuhi minyak BJ Kerosin
= 1,1 0,8
= 1,375 cc
Saturasi minyak = Volume minyak Volume pori
= 1,375 3,956
= 0,3475
Saturasi water = 1 – 0,3475
= 0,625
3.6. PEMBAHASAN
Praktikum analisa inti batuan acara kedua berjudul Pengukuran Saturasi.
Tujuan praktikum ini yaitu untuk menghitung volume fluida dalam batuan terhadap volume total batuan, menentukan nilai saturasi fluida yang terdiri dari saturasi minyak (So) dan saturasi air (Sw) yang terkandung dalam core dengan metoda destilasi. Destilasi yang digunakan dalam praktikum ini menggunakan metode Dean & Stark method.
Saturasi fluida merupakan perbandingan antara volume pori-pori batuan yang ditempati oleh suatu fluida tertentu dengan volume pori-pori total pada suatu batuan berpori. Pada reservoar minyak biasanya tidak hanya terdapat minyak saja, tetapi juga air dan gas. Saturasi minyak adalah perbandingan volume pori batuan yang diisi oleh minyak dibandingkan dengan volume pori batuan total. Saturasi gas adalah perbandingan volume pori batuan yang diisi oleh gas dibandingkan dengan volume total pori batuan. Sedangkan saturasi air adalah perbandingan volume pori batuan yang diisi air dibandingkan dengan volume total pori batuan.
Penjumlahan dari ketiga jenis saturasi ini menghasilkan harga 1 sebagai indikator adanya saturasi yang terkandung di dalamnya.
Faktor-faktor yang mempengaruhi saturasi fluida pada core yaitu jenis fluida yang digunakan dalam pemboran seperti oil base mud atau water base mud karena ketika formasi mengalami tekanan yang lebih besar oleh kolom lumpur maka akan terjadi perbedaan tekanan yang bisa menyebabkan mud dan mud filtrat masuk ke dalam formasi yang akan berpengaruh terjadinya displacement minyak dan interstitial water. Selain itu terjadinya penurunan tekanan saat proses pengangkatan core juga akan berpengaruh pada fluida dalam core dapat yang menyebabkan fluida berekspansi keluar terutama fasa gas yang memiliki koefisien ekspansi yang lebih besar daripada air dan minyak.
Jenis-jenis saturasi air antara lain Irreducible water saturation, Saturasi water connate, dan Saturasi flush zone. Irreducible water saturation (Swirr) merupakan saturasi air dimana seluruh cairan tertahan di dalam batuan karena pengaruh dari tekanan kapiler dan sudah tidak dapat mengalir lagi berapapun banyaknya beda tekanan yang diberikan. Saturasi water connate
(Swc) adalah saturasi air yang terperangkap di dalam pori batuan yang tidak saling berhubungan ketika terjadinya pengendapan batuan sedimen. Sedangkan saturasi flush zone (Sxo) adalah saturasi filtrat lumpur di zona flush zone yang berada disekitar lubang bor ketika fase drilling. Jika pada minyak ada Sor (residual oil saturation) yang merupakan adalah saturasi dimana minyak sudah tidak dapat diproduksikan lagi kecuali menggunakan metode EOR.
Pada praktikum pengukuran saturasi ini peralatan yang digunakan antara lain labu Dean & Stark, electrical oven, exicator, gelas ukur, Solvent extractor termasuk reflux condenser (pendingin) water trap, timbangan, vacum desikator, dan vaccum pump. Dean &Stark method yang menerapkan prinsip destilasi dan kondensasi. Destilasi merupakan proses pemisahan larutan berdasarkan perbedaan titik didihnya. Proses destilasi terjadi pada saat pemanasan oleh electrical oven, dimana suhu dijaga konstan agar dapat menguapkan air saja. Kondesasi (pendinginan) merupakan proses perubahan gas atau uap menjadi cairan. Dua prinsip inilah yang diterapkan pada Dean & Stark method. Sedangkan bahan yang digunakan dalam praktikum ini yaitu air, kerosin, toluena, dan core.
Prosedur percobaan praktikum ini diawali dengan menjenuhi core dengan air dan juga minyak pada Vacum desikator dengan vaccum pump untuk mengeluarkan udara yang ada pada rongga pori-pori agar dapat dijenuhi air dan minyak secara maksimal selama 10 menit. Setelah core sudah dijenuhi air dan minyak kemudian dimasukkan pada core holder untuk nantinya dirangkai pada alat Dean & Stark. Kemudian menyiapkan peralatan Dean & Stark yang akan digunakan, terlebih dahulu dengan memasukkan toluena bersama kerikil ke dalam ground flask joint dan menyatukannya dengan ghoose neck yang satu rangkaian dengan condenser dan water trap dengan memberi grease pada setiap sambungan agar tidak bocor. Toluena disini berperan sebagai katalisator, yaitu sebagai zat untuk mempercepat reaksi tanpa ikut bereaksi. Toluena juga sekaligus sebagai demulsifier yang bekerja dengan cara memperbesar tegangan antarmuka sehingga dapat memisahkan dua zat cair dengan densitas berbeda. Core holder diletakkan pada ground flask joint pada bagian atas untuk dilakukan proses distilasi. Setelah semua rangkaian alat dihubungkan, kemudian mensirkulasikan air dengan kran
sebagai pendingin uap air. Lalu menghubungkan electrical oven dengan arus listrik dan menghidupkannya. Pada percobaan yang dilakukan, alat yang digunakan tidak berfungsi dengan baik karena terjadi kebocoran saat menyirkulasikan air sehingga tidak diketahui volume air yang sudah terkondensasi di water trap dikarenakan air sirkulasi juga bocor masuk ke water trap. Akhirnya dilakukan perhitungan secara manual yaitu dengan anggapan bahwa air di dalam core sudah seluruhnya menguap. Dengan begitu core sekarang dijenuhi oleh minyak kemudian dilakukan penimbangan untuk mengetahui beratnya dan dilakukan perhitungan untuk mendapatkan saturasi minyak dan air.
Berdasarkan pengukuran dan perhitungan yang dilakukan, diperoleh saturasi minyak sebesar 0,3475 dan saturasi water sebesar 0,6525. Saturasi dari perhitungan yang diperoleh tidaklah akurat karena dilakukan dengan asumsi. Hal tersebut dilakukan karena terjadi kerusakan pada alat sehingga tidak bisa mengikuti sesuai dengan prosedur percobaan. Saturasi menjadi salah satu faktor dalam penentuan bagus tidaknya produktivitas suatu sumur. Produktivitas dinilai bagus apabila memiliki nilai saturasi air kurang dari 0,5. Dari pernyataan tersebut, dapat dikatakan bahwa sampel core dalam formasi yang dilakukan ujicoba memiliki produktivitas yang buruk.
Aplikasi lapangan dari pengukuran saturasi yaitu untuk menghitung nilai dari OOIP (Original Oil In Place) dan OGIP (Original Gas In Place), sehingga jumlah cadangan minyak atau gas yang terkandung dalam reservoir dapat diketahui. Saturasi juga digunakan untuk menentukan secara efisien letak kedalaman pemboran agar diperoleh hasil yang maksimal dan formasi yang mengandung hidrokarbon sehingga letak perforasi akan diketahui.
3.7. KESIMPULAN
1. Berdasarkan pengukuran dan perhitungan yang dilakukan diperoleh:
a. Saturasi minyak (So) sebesar 0,3475 b. Saturasi water (Sw) sebesar 0,6525
2. Praktikum mengenai pengukuran saturasi bertujuan untuk menghitung volume fluida dalam batuan terhadap volume total batuan dan menentukan nilai saturasi fluida yang terkandung dalam core dengan metoda destilasi.
3. Saturasi fluida merupakan sebagai perbandingan antara volume pori-pori batuan yang ditempati oleh suatu fluida tertentu dengan volume pori-pori total pada suatu batuan berpori.
4. Saturasi dibagi menjadi 3 yaitu saturasi minyak, saturasi gas, dan saturasi air.
5. Jenis-jenis saturasi air antara lain Irreducible water saturation (Swirr), Saturasi water connate (Swc), dan Saturasi flush zone (Sxo).
6. Dean &Stark method yang menerapkan prinsip destilasi dan kondensasi.
7. Aplikasi lapangan dari pengukuran saturasi yaitu:
a. Perhitungan OOIP (Original Oil In Place) dan OGIP (Original Gas In Place)
b. Mengetahui letak kedalaman dimana akan dilakukan perforasi.
