Beberapa batuan secara umum dapat menyerap fluida, seperti air, minyak, atau gas atau kombinasinya. Reservoir engineering memusatkan objeknya pada jumlah fluida yang terkandung dalam batuan tersebut, pergerakan fluida ke batuan, atau sifat yang berhubungan lainnya. Sifat-sifat ini bergantung pada batuan dan sifat fluida terhadap batuan tersebut. Ada porositas (pengukuran ruang kosong dalam batuan), permeabilitas (pengukuran perpindahan fluida dalam batuan), Saturasi fluida (pengukuran distribusi kasar fluida dalam batuan), dan electrical conductivity of fluid-saturated rocks (pengukuran konduktivitas batuan termasuk fluidanya terhadap arus listrik). Sifat-sifat diatas merupakan parameter dasar untuk mendeskripsikan batuan.

I. Tentang Porositas

A. Pengertian Porositas

Porositas merupakan hal yang sangat penting untuk mengukur ruang kosong yang tersedia bagi tempat menyimpan fluida hidrokarbon. Porositas (Φ) adalah kemampuan suatu batuan untuk menyimpan fluida. Porositas adalah perbandingan ruang kosong /pori-pori dalam batuan dengan keseluruhan volume batuan dikali 100 (untuk menyatakan persen).

Porositas dibagi 2 berdasarkan asal usulnya :

1.      Original (Primary) Porosity

Porositas yang terbentuk ketika proses pengendapan batuan (deposisi) tanpa ada faktor lain. Pada umumnya terjadi pada porositas antar butiran pada batupasir, antar Kristal pada batukapur, atau porositas oolitic pada batukapur.

2.      Induced (Secondary) Porosity

porositas yang terbentuk setelah proses deposisi batuan karena beberapa proses geologi yang terjadi pada batuan tersebut, seperti proses intrusi, fault, retakan, dan sebagainya. Proses tersebut akan mengakibatkan lapisan yang sebelumnya non-porosity/permeabelitas menjadi lapisan berporositas. Contohnya retakan pada shale dan batukapur, dan vugs atau lubang-lubang akibat pelarutan pada batukapur.

Batuan yang berporositas original lebih seragam dalam karakteristik batuannya daripada porositas induced.

Porositas berdasarkan kualitas :

– Intergranuler : Pori-pori terdapat di antara butir.

– Interkristalin : Pori-pori terdapat di antara kristal.

– Celah dan rekah : Pori- pori terdapat di antara celah/rekahan.

– Pin-point porosity : Pori-pori merupakan bintik-bintik terpisah-pisah, tanpa terlihat bersambungan.

– Tight : Butir-butir berdekatan dan kompak sehingga pori-pori kecil sekali dan hampir tidak ada porositas.

– Dense : Batuan sangat kecil sehingga hampir tidak ada porositas.

– Vugular : Rongga-rongga besar yang berdiameter beberapa mili dan kelihatan sekali bentuk bentuknya tidak beraturan, sehingga porositas besar.

– Cavernous : Rongga-rongga besar sekali yang merupakan gua-gua, sehingga porositasnya besar.

Porositas berdasarkan kuantitas :

– ( 0% – 5 %) dapat diabaikan (negligible)

– (5% – 10%) buruk (poor)

– (10%- 15%) cukup baik (fair)

– (15%- 20%) baik (good)

– (20%- 25%) sangat baik ( very good )

– (>25%) istimewa ( excellent )

B. Faktor Yang Mempengaruhi Porositas

1. Susunan Batuan

Pemeriksaan porositas batuan salah satunya dengan melihat porositas gabungan batuan. Dalam memperkirakan nilai porositas, Slichter dan kemudian Graton dan Fraser menghitung porositas berbagai susunan batuan serupa. Porositas dengan susunan kubik atau biasa disebut cubic packing (agak kompak) adalah 47.6 %, sedangkan rombohedral (seperti belah ketupat, lebih kompak) adalah 25,96 %.

Berdasarkan susunan kubik, porositas dapat dihitung :

r adalah jari-jari, sehingga tingginya 2r.

karena  ada 8 butir (1/8) maka volume butir pasirnya :

2. Distribusi Batuan

Kita tahu bahwa di alam, batuan terdiri dari berbagai jenis dan ukuran yang tidak hanya menyebabkan perbedaan susunannya saja tapi juga angularity dan distribusi dari berbagai ukuran partikel akan mempengaruhi nilai porositas batuan.

Distribusi suatu batuan berhubungan erat dengan komposisi butiran dari batuan tersebut. Batuan dengan satu jenis unsur penyusun bisa memiliki porositas yang lebih besar daripada porositas batuan yang terdiri dari berbagai macam unsur penyusun. Misalnya saja  batupasir dapat tersusun dari butiran kuarsa, feldspar, limestone, fossil, dan chert. Keberagaman penyusun batuan ini sangat mempengaruhi besarnya porositas dari suatu batuan karena bentuk dan ukuran dari masing-masing penyusun yang berbeda. Jelas akan sangat berbeda perhitungannya dengan ukuran partikel yang seragam.

Semakin besar ukuran butiran, semakin besar ruang kosong yang akan diisi dengan batu lempung atau partikel-partikel  lebih kecil dan materi semen. Semakin banyak partikel kecil yang masuk, mengurangi jumlah pori-pori batuan. Seperti contoh hasil pengayakan antara batupasir (a) dengan batupasir serpihan (b)

Distribusi ukuran batuan dapat dilihat dari skewness (kecondongan). Eksperimen yang dilakukan oleh Tickell di pasir Ottawa menunjukkan bahwa porositas adalah fungsi dari skewness distribusi ukuran batuan. Secara umum, semakin kecil butiran dan semakin besar angularity maka porositas semakin besar. Semakin besar ukuran butiran maka semakin kecil porositas.

Material semen juga perlu diperhatikan karena semen akan menyegel batuan sehingga fluida tidak dapat mengalir.

3. Sementasi

Sementasi juga merupakan salah satu faktor penting yang dapat mempengaruhi porositas. Material semen juga perlu diperhatikan karena semen akan menyegel batuan sehingga fluida tidak dapat mengalir. Jika suatu batuan tersementasi dengan baik, maka kemungkinan besar akan terdapat banyak pori yang tidak berhubungan. Hal ini dapat menyebabkan porositas efektif dari batuan itu menjadi kecil, sebaliknya jika suatu batuan tidak tersementasi dengan baik, kemungkinan besar semakin banyak pori yang terhubungkan, sehingga harga porositas efektif semakin besar.

4. Kompaksi

Kompaksi dapat mempengaruhi harga dari porositas. Semakin dalam posisi batuan dari permukaan, beban yang diterima semakin besar. Tekanan yang disebabkan oleh akumulasi beban batuan yang berada di atasnya disebut tekanan overburden. Jika suatu batuan terkompaksi dengan baik artinya semakin dalam dari permukaan,  pori-pori dari batuan itu akan semakin kecil karena butiran penyusun semakin merapat, contohnya pada rhombohedral packing. Begitu pula sebaliknya, jika kompaksi semakin rendah maka presentasi pori akan semakin besar, contohnya saja pada cubic packing.

5. Angularitas

Jika derajat angularitas butiran penyusun batuan semakin besar (semakin jauh dari kebundaran/roundness), bentuk butirannya akan semakin menyudut. Hal ini akan menyebabkan daerah sentuh antar butiran yang satu dengan yang lainnya akan semakin besar jika dibandingkan dengan bidang sentuh antar butiran yang roundness-nya tinggi (daerah sentuhnya kecil). Sehingga, mengakibatkan ruang yang dapat ditempati fluida akan semakin berkurang dan porositasnya menurun.

C. Porositas Total dan Effective Porosity

Total Porosity / Absolute Porosity adalah perbandingan ruang kosong/ pori-pori dalam batuan dengan bulk volume batuan (dinyatakan dalam persen).

Effective Porosity adalah perbandingan ruang kosong/ pori-pori yang saling berhubungan dalam batuan dengan bulk volume batuan (dinyatakan dalam persen).

Porositas Residual adalah porositas yang besarnya merupakan perbandingan antara volume pori yang tidak berhubungan dengan volume bulk batuan (dinyatakan dalam persen).

Para reservoir engineering menginginkan nilai effective point yang besar karena berhubungan dengan kelancaran laju alir fluida dalam batuan. Untuk batuan dengan penyemenan yang buruk hingga pertengahan, porositas total kira-kira hampir sama dengan effective porosity. Sedangkan penyemenan yang sangat tinggi dan batukapur, kemungkinan terjadi perbedaan yang signifikan antara porositas total dengan effective porosity.

Susunan pori sangatlah kompleks, tetapi relatif terdistribusi merata. Kekompleksan susunan pori meningkat dari interaksi berbagai faktor dalam lingkungan geologi, yaitu pengepakan butir dan distribusi ukuran butir dari kerangka pecahan, tipe material yang mengisi bagian kosong, dan tipe kadar penyemenan. Induced porosity seperti batuan karbonat memiliki tingkat susunan pori yang lebih kompleks. Terkadang terdapat dua atau lebih sistem pori pada batuan. Materi dasar batuan biasanya kristal sebagai matriks. Matriks mengandung pori-pori kecil terbuka yang terdiri dari 1 sistem pori.  Sistem ini berasal dari struktur kristal dari dalam batuan. Sistem pori dapat juga berasal dari fracturing/ retakan, lepasan dari batuan utama, atau pelarutan.

————————–

Baca selanjutnya :

Porositas Batuan (part 2)

Advertisements