Hubungan Permeabilitas dan Saturasi

Hubungan Permeabilitas dan Saturasi

Permeabilitas didefinisikan sebagai ukuran media berpori untuk meloloskan/melewatkan fluida. Apabila media berporinya tidak saling berhubungan maka batuan tersebut tidak mempunyai permeabilitas. Oleh karena itu ada hubungan antara permeabilitas batuan dengan porositas efektif.

Kelulusan atau permeabilitas adalah suatu sifat batuan reservoir untuk dapat meluluskan cairan melalui pori – pori yang berhubungan, tanpa merusak partikel pembentuk atau kerangka batuan tersebut.

Defenisi permeabilitas dapat dinyatakan dalam rumus sebagai berikut ;

Dimana q dinyatakan dalam sentimeter per sekon, k dalam darcy (permeabilitas), viskositas m dinyatakan dalam sentipoise, dan dp/dx adalah gradient hidrolik yang dinyatakan dalam atmosfer per sentimeter. Dengan demikian jelaslah bahwa permeabilitas adalah k yang dinyatakan dalam Darcy.

Definisi API untuk 1 Darcy : suatu medium berpori mempunyai kelulusan (permeabilitas) sebesar 1 Darcy, jika cairan berfasa satu dengan kekentalan 1 sentipoise mengalir dengan kecepatan 1 cm/sekon melalui penampang seluas 1 cm² pada gradient hidrolik satu atmosfer (76,0 mm Hg) per sentimeter dan jika cairan tersebut seluruhnya mengisi medium tersebut. Dari defenisi di atas tidak dijelaskan hubungan antara permeabilitas dan porositas. Memang sebetulnya tidak ada hubungan antara permeabilitas dengan porositas. 

Batuan yang permeable selalu sarang (porous), tetapi sebaliknya, batuan yang sarang belum tentu permeable. Hal ini disebabkan karena batuan yang berporositas lebih tinggi belum tentu pori – porinya berhubungan satu dengan yang lain. Juga sebaliknya dapat dilihat, bahwa porositas tidak tergantung dari besar butir, dan permeabilitas merupakan suatu fungsi yang langsung terhadap besar butir.

a.  Besaran Permeabilitas

Sebagaimana telah disebutkan di atas, biasanya permeabilitas dinyatakan dalam ‘darcy’, yaitu untuk menghormati DARCY yang memproklamasikan pertama kalinya hokum aliran dalam medium yang berpori. Jadi suatu permeabilitas dengan k = 2 darcy berarti suatu aliran sebesar 2 cc persekon yang di dapatkan melalui suatu penampang seluas satu sentimeter persegi panjang 1 sentimeter, di bawah suatu tekanan perbedaan satu atmosfer untuk suatu cairan yang mempunyai kekentalan (viskositas) 1 sentipoise. 

Pada hakekatnya permeabilitas suatu batuan biasanya kurang dari satu darcy dan oleh karenanya dalam praktek permeabilitas dinyatakan dalam milidarcy (1 md = 0,001 darcy).

Sebagai contoh untuk batuan yang sarang tetapi tidak permeable, dapat ditunjukkan misalnya ; suatu serpih mempunyai permeabilitas yang sangt rendah, sedangkan porositasnya sama dengan batupasir. McKelvey (1962) memberikan nilai permeabilitas 9 X 10^-6 md untuk serpih yang telah kompak, tetapi porositasnya yaitu 24%. Untuk batupasir dengan porositas sama, misalnya 22,7 % (batupasir Bradford; dari daerah Pennsylvania) ternyata mempunyai permeabilitas 36,6 % md (Fettke, 1934). Dalam prakteknya permeabilitas berkisar antara 5 sampai 1000 milidarcy.

Cara penentuan permeabilitas adalah :

1)      Dengan permeameter, suatu alat pengukur yang mempergunakan gas.

2)      Dengan penaksiran kehilangan sirkulasi dalam pemboran.

3)      Dari kecepatan pemboran

4)   Berdasarkan test produksi terhadap penurunan tekanan dasar lubang (bottom-hole pressure-decline).

b. Skala Permeabilitas Semi – Kuantitatif

Secara perkiraan di lapangan dapat juga dilakukan pemerian semikuantitatif sebagai berikut:

1.    Ketat (tight), kurang dari 5 md

2.    Cukup (fair) antara 5 sampai 10 md

3.    Baik (good) antara 10 sampai 100 md

4.    Baik sekali (very good) antara 100 sampai 1000 md

      

c. Permeabilitas Relatif dan Efektif

Permeabilitas tergantung sekali pada ada tidaknya cairan ataupun gas di dalam rongga yang sama. Sebagai contoh, misalnya saja adanya air dan minyak. memperlihatkan permeabilitas relative. Penjenuhan air diperlihatkan pada absis dan dinyatakan dalam persen air, koordinat menunjukkan fraksi permeabilitas daripada fluida yang bersangkutan terhadap keadaan jika seluruh batuan tersebut dijenuhi oleh cairan tersebut saja. 

Maka pada penjenuhan air kira – kira 20% permeabilitas relative minyak terhadap permeabilitas jika seluruhnya diisi oleh minyak adalah sedikit di bawah 0,7 x, sedangkan jika penjenuhan air itu kira – kira 50% maka permeabilitas keseluruhannya adalah 0,3 x daripada jika seluruh batuannya diisi oleh air saja atau oleh minyak saja. Pada penjenuhan 90% maka minyak sudah tidak mempunyai permeabilitas lagi sehingga hanya air sendiri saja yang bergerak. Dari grafik ini jelaslah, bahwa minyak bumi baru dapat bergerak jika mempunyai penjenuhan lebih dari pada 10% dan air sama sekali tidak bisa bergerak jika penjenuhannya di bawah 20%. Hal ini juga jelas sama untuk kehadiran gas dan minyak 

"Kurva permeabilitas relative ini ada hubungan nya dengan saturasi. Pada awal-awal minyak diproduksikan dan sumur minyak benar-benar baru pertama kali dibor, saturasi awalnya adalah saturasi water initial atau saturasi water connate. Setelah diproduksikan, nilai kro atau permeabilitas relative minyak semakin menurun, dan nilai krw semakin bertambah, karena pori-pori yang diisi minyak tadi selanjutnya diisi oleh air. Sampai pada titik akhir, nilai kro akan semakin menurun dan sampai titik saturasi oil residu atau sor"

Hal yang sama dapat dilihat, jika penjenuhan minyak kurang dari 40%, maka minyak sama sekali tidak bisa bergerak dan hanya gas saja yang dapat bergerak. Secara berangsur – angsur permeabilitas meningkat walaupun secara relative sangat lambat yaitu sampai 100% dijenuhi minyak.

FAKTOR YANG MEMPENGARUHI PERMEABILITAS

Faktor yang  ikut mempengaruhi permeabilitas adalah :

1.  Bentuk dan Ukuran batu : Jika batuan disusun oleh butiran yang besar, pipih dan seragam dengan dimensi horizontal lebih panjang, maka permeabilitas horizontal (kh) akan lebih besar. Sedangkan permeabilitas vertical (kv) sedang-tinggi. Jika batuan disusun berbutir dominan kasar, membulat dan seragam, maka permeabilitas akan lebih besar dari kedua dimensinya. Permeabilitas buat reservoir secara umum lebih rendah, khususnya pada dimensi vertikalnya, jika butiranya berupa pasir dan bentuknya tidak teratur. Sebagian besar reservoir minyak berbentuk seperti ini.

2. Sementasi : permeabilitas dan porositas batuan sedimen sangat dipengaruhi sementasi dan keberadaan semen pada pori batuan

3. Retakan dan Pelarutan : pada batuan pasir, retakan tidak dapat menyebabkan permeabilitas sekunder, kecuali pada batuan pasir yang interbedded dengan shale, limstone dan dolomite. Pada batua karbonat, proses pelarut oleh larutan asam yang berasal dari perokolasi air permukaan akan melalu pori – pori primet batuan, bidang celah dan rekahan akan menambah permeabilitas reservoir.

Hukum Darcy menjelaskan tentang kemampuan air mengalir pada rongga-rongga (pori) dalam tanah dan sifat-sifat yang memengaruhinya. Ada dua asumsi utama yang digunakan dalam penetapan hukum Darcy ini. Asumsi pertama menyatakan bahwa aliran fluida/cairan dalam tanah bersifat laminar. Sedangkan asumsi kedua menyatakan bahwa tanah berada dalam keadaan jenuh.
Pengujian permeabilitas tanah dilakukan di laboratorium menggunakan metode Constant Head Permeameter dan Variable/Falling Head Permeameter.

Permeabilitas berhubungan erat dengan drainase. Mudah tidaknya air hilang dari tanah menentukan kelas drainase tanah tersebut. Air dapat hilang dari permukaan tanah maupun melalui presepan tanah. Berdasarkan atas kelas drainasenya, tanah dibedakan menjadi kelas drainase terhambat sampai sangat cepat. Keadaan drainase tanah menentukan jenis tanaman yang dapat tumbuh. Sebagai contoh, padi dapat hidup

1. Permeabilitas (KHJ) adalah suatu sifat khas media sarang dan sifat geometri tanah itu sendiri yang menunjukkan kemampuan tanah didalam menghantarkan zat tertentu melalui pori- porinya

2. Permeabilitas tanah, merupakan pengaruh pada lapisan yang kedap, serta mempengaruhi ketebalan dan nisbah bentotit, itu semua yang sangat menentukan permeabilitas tanah.

Faktor-faktor yang di pengaruhi permeabilitas

1. Infiltrasi

Infiltrasi kemampuan tanah menghantar partikel. Jika permeabilitas tinggi maka infiltrasi tinggi.

2. Erosi

Erosi perpindahan massa tanah,jika permeabilitas tinggi maka erosi rendah

3. Drainase

Drainase adalah proses menghilangnya air yang berkelebihan secepat mungkin dari profil tanah. Mudah atau tidaknya r hilang dari tanah menentukan kelas drainase tersebut. Air dapat menghilang dari permukaan tanah melalui peresapan ke dalam tanah. Pada tanah yang berpori makro proses kehilangann airnya cepat, karena air dapat bergerak dengan lancer. Dengan demikian, apabila drainase tinggi, maka permeabilitas juga tinggi.

4. Konduktifitas

Konduktifitas ias didapat saat kita menghitung kejenuhan tanah dalam air (satuan nilai), untuk membuktikan permeabilitas itu cepata atau tidak. Konduktifitas tinggi maka permeabilitas tinggi.

5. Run off

Run off merupakan air yang mengalir di atas permukaan tanah. Sehingga, apabila run off tinggi maka permeabilitas rendah.

6. Perkolasi

Perkolasi merupakan pergerakan air di dalam tanah. Pada tanah yang kandungan litany tinggi, maka perkolasi rendah. Sehingga, apabila perkolasi rendah maka permeabilitasnya pun rendah.

Share this