Laporan Sifat Porositas Batuan
A. TUJUAN
Untuk mengetahui tingkat porositas dari masing-masing batuan. B. LANDASAN TEORI
SIFAT MEKANIK BATUAN Selain daripada sifat-sifat fisik dari batuan terdapat sifat-sifat mekanik batuan yang berpengaruh pula dalam penembusan batuan. Sifat-sifat mekanik tersebut meliputi : strength batuan, drillabilitas batuan, hardness batuan, abrasivitas batuan, tekanan batuan dan elastisitas batuan. 1. Porositas batuan 2. Massa Jenis Batuan 3. Strength batuan 4. Drillabilitas batuan 5. Hardness batuan 6. Abrasivitas batuan 7. Tekanan batuan 8. Elastisitas batuan.
1. Porositas Batuan 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 didefinisikan sebagai perbandingan volume pori-pori (yaitu volume yang ditempati oleh fluida) terhadap volume total batuan. Ada dua jenis porositas yaitu porositas antar butir dan porositas rekahan. Secara matematis porositas dapat dituliskan sebagai berikut: 3
Sebagai contoh, apabila batuan mempunyai media berpori dengan volume 0,001 m , dan media berpori tersebut dapat 3
terisi air sebanyak 0,00023 m , maka porositasnya adalah: Pada kenyataannya, porositas di dalam suatu sistem panas bumi sangat bervariasi. Contohnya didalam sistem reservoir rekah alami, porositas berkisar sedikit lebih besar dari nol, akan tetapi dapat berharga sama dengan satu (1) pada rekahannya. Pada umumnya porositas rata-rata dari suatu sistem media berpori berharga antara 5 – 30%.
Berdasarkan asal usulnya porositas dibagi menjadi 2, yaitu :
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.
Induced (Secondary) 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. Berdasarkan waktu dan cara terjadinya, maka porositas dapat juga diklasifikasikan menjadi dua, yaitu : 1. Porositas primer, yaitu porositas yang terbentuk pada waktu yang bersamaan dengan proses pengendapan berlangsung. 2. Porositas sekunder, yaitu porositas batuan yang terbentuk setelah proses pengendapan. Besar kecilnya porositas dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu ukuran butir,susunan butir, sudut kemiringan dan komposisi mineral pembentuk batuan. Untuk pegangan dilapangan, ukuran porositas dapat dilihat pada Tabel 1. berikut :
Porositas
Kualitas
(%) 0-5
Dianggap jelek sekali
5-10
Dianggap jelek
10-15
Dianggap sedang
15-20
Dianggap baik
Diatas 20
Sangat baik
Faktor Yang Mempengaruhi Porositas
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 s erupa. Porositas dengan susunan kubik atau biasa disebut cubic packing (agak kompak) adalah 47.6 %, sedangkan rombohedral (seperti belah ketupat, lebih kompak) adalah 25,96 %.
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.
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 po ri yang terhubungkan, sehingga harga porositas efektif semakin besar.
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. J ika 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 .
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.
2. Massa Jenis Batuan
Massa jenis adalah pengukuran massa setiap satuan volume benda.Semakin tinggi massa jenis suatu benda, maka semakin besar pula massa setiap volumenya. Massa jenis rata-rata setiap benda merupakan total massa dibagi dengan total volumenya. Sebuah benda yang memiliki massa jenis lebih tinggi(misalnya besi) akan memiliki volume yang lebih rendah daripada bendabermassa sama yang memiliki massa jenis lebih rendah (misalnya air).Satuan SImassa jenis adalah kilogram per meter kubik (kg·m-3). Massa jenis berfungsi untuk menentukan zat. Setiap zat memiliki massajenis yang berbeda. Dan satu zat berapapun massanya berapapun volumenya akanmemiliki massa jenis yang sama.
3. Strength Batuan
Strength pada batuan adalah kemampuan batuan untuk mengikat komponen-komponennya bersama-sama. Jadi dengan kata lain apabila suatu batuan diberikan tekanan yang lebih besar dari kekuatan batuan tersebut, maka komponen-komponennya akan terpisah-pisah atau dapat dikatakan hancur. Lebih lanjut lagi, kriteria kehancuran batuan diakibatkan oleh adanya : Stress (tegangan) dan Strain (regangan). Tegangan dan regangan ini terjadi apabila ada suatu gaya yang dikenakan pada batuan tersebut. 4. Drillabilitas
Drillabilitas batuan (rock drillability) merupakan ukuran kemudahan batuan untuk dibor, yang dinyatakan dalam satuan besarnya volume batuan yang bisa dibor pada setiap unit energi yang diberikan pada batuan tersebut. Drillabilitas batuan dapat ditentukan melalui data pemboran (drilling record). Selanjutnya dengan pengembangan model pemboran, drillabilitas batuan dapat ditentukan dengan menggunakan roller cone bit.
5. Hardness
Hardness atau kekerasan dari batuan, merupakan ketahanan mineral batuan terhadap goresan. 6. Abrasivitas
Merupakan sifat menggores dan mengikis dari batuan, sehingga sering menyebabkan keausan pada gigi pahat dan diameter pahat. Setiap batuan mempunyai sifat abrasivitas yang berbeda-beda, pada umumnya batuan beku mempunyai tingkat abrasivitas sedang sampai tinggi, batu pasir lebih abrasif daripada shale, serta limestone lebih abrasif dari batu pasir atau shale. Ukuran dan bentuk dari partikel batuan menyebabkan berbagai tipe keausan, seperti juga torsi dan daya tekan pada pahat.
7. Tekanan pada Batuan
Merupakan tekanan-tekanan yang bekerja pada batuan formasi. Tekanan-tekanan tersebut harus diperhatikan dalam kegiatan pemboran. Karena berpengaruh dalam cepat-lambatnya laju penembusan batuan formasi. 8. Elastisitas
Adalah sifat elastis atau kelenturan dari suatu batuan.
C. ALAT DAN BAHAN
1. Batu beku dan sedimen 2. Gelas ukur 3. Microwave 4. Timbangan 5. Pemotong batu
D. LANGKAH-LANGKAH PERCOBAAN
1. Menimbang batu pada keadaan awal (massa normal). 2. Memasukkan batu ke dalam gelas ukur,di rendam dalam air selama satu malam.
3. Menimbang massa basahnya. 4. Memanaskan batu ke dalam microwave dengan suhu 90 oC selama 30 menit.
5. Kemudian, menimbang batu lagi (massa kering).
E. DATA PENGAMATAN
No
Jenis Batuan
Massa normal(gram)
Volume (cm )
Massa jenis(g/cm )
Massa kering(gram)
Massa basah(gram)
Porositas
1
Sedimen
93,17
42
2,25
90,7
94,7
4,22 %
2
Sedimen
76,39
29
2,65
75,59
76,87
1,66 %
3
Beku
57,34
31
1,95
56,91
60,55
6,01 %
4
Beku
84,58
33
2,59
84,38
85,75
1,6 %
5
Beku
97,56
45
2,22
97
99,77
2,77 %
Cara Menghitung Porositas dan Densitas
Untuk menghitung besarnya porositas sebuah pellet, digunakan rumus seperti di bawah ini :
dimana, Ms = massa sampel basah di udara yaitu (massa piknometer dan sampel basah) dikurangi massa piknometer koson g Md = massa sampel kering di udara yaitu (massa piknometer dan sampel kering) dikurangi massa piknometer kosong Mi = massa di dalam zat cair yaitu (massa piknometer dan sampel dan penuh air) dikurangi (massa piknometer dan air) Maka data yang nanti akan diperoleh adalah massa piknometer kosong, massa piknometer+sampel kering, massa piknometer kosong+sampel basah, massa piknometer penuh air, dan massa air+piknometer+sampel. Sedangkan untuk menghitung besarnya densitas sebuah pellet, digunakan rumus b erikut :
Posted by Damayanti at 09.54 Labels: Catatan, Material Physics
