II. Perhitungan Lab Porositas

Banyak metode yang dikembangkan untuk menghitung porositas batuan. Sebagian besar metode didesain untuk sampel core yang kecil, kira-kira seukuran biji cemara. 3 parameter dasar yang dibutuhkan untuk menghitung porositas yaitu bulk volume / volume keseluruhan batuan, volume butir, dan volume pori-pori. Metode untuk menghitung bulk volume pada umumnya dapat digunakan untuk menghitung porositas total dan effective porosity.

A. Volume Keseluruhan (Bulk Volume)

Meskipun bulk volume dapat dihitung dari dimensi sampel yang seragam menggunakan jangka sorong, prosedur yang biasa dipakai adalah dengan menjenuhkan core dengan cara divakumkan, lalu mengisi pori-porinya dengan suatu fluida. Hal ini sangat memudahkan perhitungan pada sampel yang memiliki bentuk tak teratur.

Menjenuhkan core dengan suatu fluida dapat diobservasi secara volumetric dan gravimetric. Keduanya sangat penting untuk menghindari rembesan fluida lain ke dalam pori-pori karena fluida dalam core yang dijenuhkan harus berada dalam 1 fasa. Masalah ini dapat diselesaikan dengan 3 cara (a) melapisi batuan dengan paraffin atau zat sejenisnya, (b) menjenuhkan batuan dengan fluida dengan cara dicelup ke dalamnya, atau (c) menggunakan mercury (Hg).

Perhitungan bulk volume secara volumetric dapat terselesaikan dengan mengukur langsung volume core dengan menggunakan jangka sorong. Perhitungan bulk volume secara gravimetric iukur dengan enggunakan alat electric Hg picnometer atau volumeter yang terlebih dahulu dikalibrasi dengan bola-bola besi.

Contoh :

Metode mencari Volume Bulk :

1.     Electric Hg Picnometer

Prinsip nya adalah dengan mengukur volume air raksa yang terganti dari core yg dijenuhkan. Telebih dahulu , alat ini dikalibrasi dengan menggunakan bola-bola besi untuk mendapatkan grafik simpangan vs volume. Bola besi dapat diasumsikan sebagai volume butir batuan. Setelah mendapatkan persamaan linier antara simpangan dan volume, kita ukur core yg telah dijenuhkan dan kita mendapatkan volume bulk dari simpangan yang didapat.

2.     Russel Volumeter

Prinsip kerja dari alat Russel Volumeter ini adalah mengukur volume fluida yang terdisplacement oleh volume core sehingga diketahui volume bulk dari core sample. Cara kerjanya adalah dengan menempatkan core sample pada core bottle. Sebelumnya Russel Volumeter harus diisi dengan fluida (tetrakloroetana atau mercury) dan dikalibrasi sehingga diketahui zero point. Setelah core sample dimasukkan maka fluida yang terdisplacement akan terlihat di graduated tube.

3.     Metode Volumetrik

Prinsip yang digunakan adalah dengan megukur secara langsung dimensi dari sample core dengan jangka sorong.

4.     Melapisi dengan paraffin

Prinsip kerjanya adalah dengan menghitung selisih berat kering, berat core yang dilapisi oleh paraffine dan berat core yang dilapisi paraffine yang direndam dalam air.

B. Volume Butir Pasir (Sand-Grain Volume)

Volume butir dapat dihitung dari berat kering sampel dan densitas butir pasir. Dari berbagai percobaan sebelumnya, hasil perhitungan akan cukup akurat apabila memakai densitas kuarsa sebesar 2.65 gm/cc sebagai densitas butir pasir.

Ada 2 metode yang sering digunakan :

1.      Teknik Melcher-Nutting

Pertama hitung dahulu bulk volume sampel. Kedua, hancurkan sampel sampai ukuran butiran lalu hitung volumenya.

2.      Teknik Russell

Langsung melihat perubahan volume yang terjadi pada alat Russell volumeter untuk menghitung bulk volume dan volume butir.

Porositas dapat dihitung dari hasil perhitungan volume butir (example 2-4) dan bulk volume (example 2-1). Nilai porositas yang didapat berupa nilai porositas total.

Contoh :

Ada metode untuk menghitung volume efektif butir (effective grain volume) dan effective porosity yaitu dengan Steven porosimeter dan The Bureau of Mines gas expansion porosimeter. Keduanya memakai prinsip gas expansion dengan cara mengembangkan udara dan melihat perubahan volumenya.

Contoh :

C. Volume Pori (Pore Volume)

Semua metode perhitungan volume pori menghasilkan effective porosity. Metode yang digunakan bisa mengambil udara dari dalam batuan (memvakumkannya)atau memasukkan fluida ke pori-pori batuan. Alat yang digunakan yaitu Washburn-Bunting porosimeter, The Kobe porosimeter, atau Mercury Pump Porosimeter. Di bawah ini adalah beberapa metode menentukan volume pori :

1.      Washburn-Bunting porosimeter

Alat ini  mengukur volume udara yang diambil dari ruang pori dengan membuat vakum sebagian dalam porosimeter dengan cara memanipulasi dari reservoir merkuri yang dipasang pada alat.

Cara menggunakan metode saturasi dengan mencelupkan sampel yang kering dalam fluida yang diketahui densitasnya untuk menentukan volume pori dari berat dengan fluida dikurangi berat sebelumnya.

Contoh :2.     Liquid Saturation

Menghitung selisih berat jenuh dengan berat kering core sample. Volume didapat dengan membagi selisih berat dengan densitas dari fluida penjenuh.

3.     Stevens Porosimeter Method

Digunakan alat yang disebut Stevens Porosimeter. Prinsip kerjanya adalah dengan menghitung saturasi udara yang terkandung dalam sampel core  kering. Alat ini memiliki sebuah core chamber yang dapat diisolasi terhadap tekanan atmosfer dan disekat dengan bagian lain dari alat ini sendiri. Alat pengisolasi itu adalah needle valve.

4.     Porosimeter berdasarkan Hukum Boyle

Prinsip kerja dari alat ini adalah menghitung perbedaan tekanan dari core chamber kosong (yang memiliki volume konstan) dengan core chamber yang diisi dengan sampel core. Sebelumnya alat ini dikalibrasi dengan bola-bola besi. Volume pori didapatkan dengan penerapan Hukum Boyle, yang menganggap tekanan berbanding terbalik dengan volume.

5.     Logging Method

Pada metode ini digunakan alat porosity log yang diturunkansecara langsung ke dalam sumur pada proses logging dan dapat mengukur porositas dari formasi reservoir.

D. Ketelitian dalam Perhitungan Nilai Porositas

Kesimpulan yang dapat diambil dari perhitungan di atas adalah ada 2 teknik yang digunakan dalam mencari nilai porositas, dengan Teknik Saturasi (seperti mengganti fluida dengan suatu sampel atau dengan penjenuhan) dan Teknik Gas-Expansion.

Apabila kita perhatikan, hasil dari teknik gas-expansion akan bernilai lebih tinggi dibandingkan teknik saturasi. Error absorpsi gas akan menyebabkan teknik gas-expansion lebih tinggi nilainya, sedangkan proses saturasi yang tidak penuh menyebaabkan teknik saturasi lebih rendah. Perbedaan rata-rata keduanya mencapai 0.8 % porositas dengan penyebaran nilai tinggi dan rendah antara 0.07 – 2 % porositas. Hal ini akan sangat berpengaruh apabila sampel yang diamati kecil. Oleh karena itu, kehati-hatian dalam pengamatan dan perhitungan akan sangat berpengaruh pada hasil yang didapat.

—————————————

Sebelumnya baca yang ini dulu :

Porositas Batuan (part 1)

Advertisements