Irham Nurwiyanto Irham Nurwiyanto Berkala Fisika Vol. 9, No.4, Oktober 2006, hal 191-195
ISSN : 1410 - 9662
PENGARUH UKURAN BUTIR TERHADAP POROSITAS POROSITAS DAN PERMEABILITAS PERMEABILI TAS PADA PADA BATUPASIR BATUPASIR (Studi Kasus: Formasi Ngrao!g" Ngrao !g" K#r#$" L#do$ da! S#%or#&o' 1
1
2
M. Irham Nurwidyant Meida !ustiana !ustiana " Su#en# $idada 1). aboratorim !eo"i#ika $uru#an %i#ika &ni'er#ita# (ione*oro +emaran* 2). aboratorium aboratorium O#eano*ra"i %akulta# Ilmu elautan &ni'er#ita# (ione*oro +emaran* %BS&'%(&
It ha# been one a re#earh re#earh to know the in"luene o" *rain #i/e to ermeabiality an oro#ity on #an#tone# "rom N*rayon* %ormation, eok %ormation, erek %ormation an +eloreo %ormation. +eloreo %ormation. he ermeability i# mea#ure by 3&+ ermeameter !a#, while the oro#ity i# mea#ure mea#ure by oro#imeter oro#imeter !a# -956 #erie#. he *rain #i/e i# then etermine u#in* *rain #i/e analy#i# metho. "ter the alulation, the *rain #i/e i# attribute to ermeability an oro#ity o" #an#tone# with the analy#i# re*re#i metho. 3e#ult# obtaine iniate that the in"luene o" *rain #i/e #i*ni"iant at #i6 #an#tone#. 7a#e on the #tati#ti alulation it ha# been obtaine the relation with inear re*re##ion 2
2
e8uation o* k -5. o* : 15 with r 0., "or the *rain #i/e to ermeability an φ = -1.910 :5 2
with r 0., "or the relation o" *rain #i/e to )oro#ity. to )oro#ity. ey ;or< ;or< #an#tone, *rain #i/e, oro#ity, )ermeability oro#ity, )ermeability IN&I S%'I elah ilakukan enelitian untuk men*etahui en*aruh ukuran butir terhaa ermeabilita# an oro#ita# oro#ita# batua#ir aa %orma#i N*rayon*, %orma#i eok, %orma#i erek, an %orma#i +eloreo. ermeabilita# ermeabilita# iukur men**unakan 3&+ ermeameter !a#, #ean*kan oro#ita# iukur en*an men**unakan oro#imeter !a# #eri -956. emuian ukuran butir itentukan itentukan men**unakan metoe anali#i# *ranulometri. +etelah erhitun*an ukuran rata-rata butir iaat #elanutnya ihubun*kan en*an ermeabilita# an oro#ita# batua#ir en*an metoe anali#i# re*re#i. =a#il yan* i)eroleh menunukkan bahwa en*aruh ukuran butir #i*ni"ikan aa enam batua#ir yan* i*unakan. 7era#arkan 7era#arkan erhitun*an #tati#tik ieroleh er#amaan re*re#i re*re#i linear o* k -5, o* : 15 2
2
en*an r 0, untuk ukuran butir terhaa ermeabilita# ermeabilita# an iaatkan iaatkan er#amaan φ -1,9610 2
: 5 en*an r 0, untuk ukuran butir terhaa )oro#ita#. ata uni< batua#ir, batua#ir, ukuran butir, oro#ita#, oro#ita#, )ermeabilita# )ermeabilita# PENDAHULUAN
dan kebundaran kebundaran butir, butir, penyusuna penyusunan n butir, serta kompaksi dan sementasi. enelitian meng mengen enai ai poro porosi sita tass dan dan permeabilitas masi masih h #ara #arang ng dila dilaku kuka kan, n, teru teruta tama ma di $ormasi $ormasi %gray %grayong ong,, &erek, &erek, 'edok 'edok dan (elore (elore#o. #o. &aren &arenaa batup batupasi asirr antara antara formasi yang satu dengan dengan yang lainnya lainnya berbeda, sehingga perlu dilakukan penelitian tentang porositas dan permeabilitas serta hubung hubungann annya ya dengan dengan ukura ukuran n butir butir dan sortasi pada formasi)formasi tersebut. *atupasir merupakan salah satu dari batuan sedimen klastik yang mempunyai porositas cukup baik dan biasanya
Dalam eksplorasi eksplorasi baik dalam bidang peminyakan maupun air tanah, parameter porositas dan permeabilitas sangat penting. Hal ini dikarenakan porositas merupakan variabel utama untuk menentukan besarnya cadangan fluida yang terdapat dalam suatu massa massa batuan, batuan, sedangkan sedangkan permeabilitas meru merupa paka kan n vari variab abel el yang yang menentukan seberapa besar kemampuan batuan untuk [1] melepaskan minyak . orositas orositas dan permeabil permeabilitas itas pada batupasir ditentukan oleh ukuran butir dan distribusinya, sortasi !pemilahan", bentuk
191
berfungsi sebagai reservoir atau akuifer, sedangkan butirannya yang dominan berukuran pasir. *atupasir memiliki beberapa kenampakan fisik yang dapat
volume total seluruh batuan. erbandingan [+] ini biasanya dinyatakan dalam persen - 1 / volume pori − pori φ= volume keseluruhan batuan
dibedakan dari batuan #enis lainnya, yaitu struktur, tekstur dan komposisi. Dari tekstur batupasir dapat diturunkan men#adi tiga parameter empiris yaitu ukuran butir, bentuk butir !pembundaran dan pembulatan" dan sortasi. enelitian terdahulu yang dilakukan oleh &rumbein dan 0onk !192" telah mendapatkan relasi empiris antara permeabilitas dengan ukuran butir dengan 2 persamaan k e >-1,?5@), sedangkan 3ngelhardt dan (chopper dari analisis regresi yang diperoleh dari batupasir asal *entheim, 4erman menghasilkan relasi [2]. empiris lo* k -2,100 : 2,211 lo* enelitian tentang penentuan porositas satuan batupasir tufan yang terletak di daerah &ragilan, 5uryantoro, 5onogiri yang dilakukan oleh rayogo dalam 5armada !1996" menghasilkan persamaan empiris untuk ukuran butir terhadap 2 porositas adalah y19,901-?5,6?6, r 0,92 sedangkan sortasi terhadap porositas dihasilkan persamaan y ,9A1162 [6]. 29,1445, r 0,95
ori merupakan ruang di dalam batuan yang selalu terisi oleh fluida, seperti air ta:ar;asin, udara atau gas bumi. orositas efektif yaitu apabila bagian rongga pori)pori di dalam batuan berhubungan. orositas efektif biasanya lebih kecil daripada rongga pori)pori total yang biasanya berkisar dari 1/ sampai 1+/. orositas efektif dinyatakan sebagai [+] berikut volumepori − poribersambunagn -1 φ = /e
volumekeseluruhna batuan orositas batupasir dihasilkan dari proses) proses geologi yang berpengaruh terhadap proses sedimentasi. roses)proses ini dapat dibagi men#adi 2 kelompok, yaitu proses pada saat pengendapan dan proses setelah pengendapan. &ontrol pada saat pengendapan menyangkut tekstur batupasir !ukuran butir dan sortasi". roses setelah pengendapan yang berpengaruh terhadap porositas diakibatkan oleh pengaruh fisika dan kimia, yang merupakan fungsi dari temperatur, tekanan efektif dan :aktu.
DASAR TEORI *atupasir merupakan reservoir yang paling penting dan yang paling banyak di dunia ini, 7/ dari semua batuan reservoir adalah batupasir. *atupasir adalah batu) batu yang renggang !loo#e" tapi padat !omat " , yang terdiri dari fragmen) fragmen yang menyatu dan mengeras !emente " dengan diameter berkisar antara ,+ mm sampai ,2 mm. Di antara fragmen)fragmen batupasir dan pasir, selalu terdapat fragmen)fragmen yang komposisinya adalah 8uart. *utiran) butiran mineral feldspar, mika, glaukonit, karbonat dan mineral)mineral lainnya kadang)kadang terdapat di antara butiran []. mineral 8uart orositas ! φ " adalah perbandingan volume
rongga)rongga
pori
terhadap
menun#ukkan perkiraan visual dari tingkat pemilahan butir;sortasi.
berkurang
[1].
ambar)1
berikut
ini
ambar)1, perkiraan visual dari tingkat pemilahan butir;sortasi.
METODE
PENELITIAN
engambilan sampel batuan dilakukan pada bulan Desember 2. *atuan diambil dari empat formasi yang berbeda, yaitu $ormasi %grayong, $ormasi &erek, $ormasi 'edok dan $ormasi (elore#o. embentukan sampel batuan men#adi ore, pengukuran porositas, pengukuran permeabilitas dilakukan di 'aboratorium roduksi usdiklat 0igas ?epu, seda ngkan penentuan uk ran butir dilakukan di 'aboratorium eologi usdiklat 0igas ?epu. *atuan yang telah dibentuk men#adi ore diekstraksi dengan menggunakan labu destilasi berisi larutan methanol yang kemudian dipanaskan di atas kompor sampai larutan methanol dalam labu destilasi men#adi #ernih. (etelah proses ekstraksi selesai, batuan kemudian direndam dalam larutan methanol selama 2 #am. (etelah direndam selama 2 #am, batuan kemudian dimasukkan ke dalam oven dan dikeringkan selama 2 #am dengan suhu o 9 ?. (etelah proses pengeringan selesai, batuan siap untuk [7]. diu#i porositas dan permeabilitasnya
engukuran ermeabilitas dilakukan dengan menggunakan permeameter gas dengan memasukkan ore yang telah diukur pan#ang dan diameternya ke dalam rubber #toer . (etelah itu dipasang pada ore holer #lee'e, dan #eletor 'al'e diarahkan dari "lowmeter pada lar*e, re##ure re*ulatin* 'al'e dibuka perlahan) lahan sampai re##ure *a*e menun#ukkan angka ,2+ atm. 3an*e yang baik pada "low tube adalah antara 2 dan 1 mm. 4adi apabila bola dalam pipa besar berada di atas angka 2 mm, pembacaan dapat dilakukan. >etapi kalau berada di ba:ah 2 mm, re##ure re*ulatin* 'al'e ditutup dan pengukuran dipindah ke "lowmeter berikutnya, yaitu dengan mengarahkan #eletor 'al'e ke meium dan menaikkan tekanan perlahan)lahan sampai ,+ atm. &alau bola masih tetap berada di ba:ah angka 2, re*ulatin* 'al'e ke #mall ditutup dan tekanan dinaikkan sampai 1 atm.
Data yang didapatkan dari pengukuran porositas, permeabilitas, ukuran butir dan sortasi dianalisis dengan menggunakan u#i korelasi. 4ika dari u#i korelasi terdapat hubungan antara dua variabel, maka data kemudian diolah men#adi grafik dengan metode statistikal [@]. regresi linear atau nonlinear
HASIL DAN PEMBAHASAN *erdasarkan u#i korelasi linear pada sampel batupasir untuk hubungan ukuran butir dengan permeabilitas diperoleh kesimpulan bah:a kedua variabel !ukuran butir dan permeabilitas" mempunyai hubungan linear yang kuat dan berkorelasi negatif. Dari hasil perhitungan didapat nilai r = ),AA, tanda minus !)" pada nilai r !koefisien korelasi" menun#ukkan hubungan yang berla:anan arah.
Grafik Hubungan antara Ukuran Butir dengan Permeabilitas
k= -5,7d + 15
k3.5 s 3 a t i l i 2.5 b a 2 e m r 1.5 e P 1
2
r = 0,7
g o0.5 L 0
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
2.7
2.6
Log Ukuran Butir d µm
ambar)2, rafik hubungan antara ukuran butir dengan permeabilitas
Grafik Hubungan antara Ukuran Butir dengan Porositas = -190d + 75 2
) 50 45 %40 ( s 35 a 30 t i 25 s 20 o r 15 o10 P 5 0
r = 0.7
0
0.2
0.4
0.6
Ukuran Butir d (mm)
ambar)6, rafik hubungan antara ukuran butir dengan porositas
*erdasarkan perhitungan statistik dengan metode regresi diperoleh hubungan dengan persamaan sebagai berikut 1. Hubungan ukuran butir >) dengan permeabilitas >k) adalahC 2 'og k = )+,@ 'og 1+ dengan r =,@ 2. Hubungan ukuran butir >) dengan porositas φ adalahC 2
2
φ = )1,9-1 @+ dengan r =,@ KESIMPULAN
Dari penelitian ini dapat disimpulkan bah:aC engaruh ukuran butir terhadap porositas dan permeabilitas pada *atupasir $ormasi %grayong, &erek, 'edok dan (elore#o adalah signifikan. Bkuran butir dengan porositas dan SAR AN
Bntuk mendapatkan relasi yang
lebih baik perlu dilakukan pengu#ian pada lebih banyak sampel batu pasir dari satu formasi yang sama tetapi dengan litologi yang berbeda)beda atau dari beberapa formasi yang berbeda)beda. &arena keterbatasan :aktu dan biaya hal itu tidak bisa penulis lakukan.
UAPAN TERIMA KASIH ada kesempatan ini penulis mengucapkan banyak terima kasih pada kepala 'aboratorium roduksi usdiklat 0igas ?epu, dan kepala 'aboratorium eologi usdiklat 0igas ?epu yang mamberi kesempatan penulis untuk mengu#i porositas dan permeabilitas batu pasir yang digunkan pada penelitian ini.
DAFTAR PUSTAKA [1]. &oesoemadinata, E.., 19@A, !eolo*i
Binyak 7umi, enerbit F>*, *andung [2]. (choen, 4.H., 1997, hy#ial 2ro)erty o" 3ok#<%unamental an 2rini)le# o" etrohy#i#, ergamon ress, ergamon [6].5armada, F.5., 1996, 2oro#ita# 7atua#ir an arameter Cm)iri# Dan* 7er)en*aruh, http;;:::.geopanged.or.id;kliping;1. shtml []. 'ange, G., Fvanova, 0., 'ebedeva, %., 1991, !eolo*i &mum, aya 0edia ratama, Hakarta [+]. ueguen,. dan alciauskaus, 199, Introution to the hy#i# o" 3ok#, rinceton Bniversity ress, rinceton %e: Hork. [7].