Konsultasi Skripsi; Permeabilitas

Permeabilitas didefnisikan sebagai sebagai suatu bilangan yang menunjukkan kemampuan dari suatu batuan untuk mengalirkan fluida dalam suatu media berpori sebagai akibat dari adanya perbedaan tekanan. Permeabilitas batuan merupakan fungsi dari tingkat hubungan ruang antar pori-pori dalam batuan.

Definisi kuantitatif permeabilitas pertama-tama dikembangkan oleh Henry Darcy (1856) dalam hubungan empiris dengan bentuk diferensial sebagai berikut :

...................................................................................(2.13)

dimana :

V = kecepatan aliran, cm/sec

Μ = viskositas fluida yang mengalir, cp

dP/dL = gradient tekanan dalam aliran, atm/cm

k = permeabilitas media berpori

Tanda negatif pada persamaan 2-13 menunjukkan bahwa bila tekanan bertambah dalam satu arah, maka arah alirannya berlawanan dengan arah penambahan tekanan tersebut.

Beberapa anggapan yang digunakan Darcy dalam persamaan 2-13 adalah:

1         Alirannya mantap (steady state)

2         Fluida yang mngalir satu fasa

3         Viskositas fluida yang mengalir konstan

4         Kondisi aliran siothermal

5         Formasinya homogen dan arah alirannya horisontal

6         Fluidanya incompressible

Dalam batuan reservoir, permebalitas dibedakan menjadi tiga bagian yaitu :

-    Permeabilitas absolut adalah permeabilitas dimana fluida yang mengalir melalui media berpori tersebut hanya satu fasa misal hanya minyak atau gas saja

-    Permeabilitas efektif adalah permeabilitas batuan dimana fluida yang mngalir lebih dari satu fasa misalnya minyak dan air, air dan gas, gas dan minyak atau ketiga-tiganya.

-    Permeabilitas relatif adalah perbandingan antara permeabilitas efektif dengan permeabilitas absolut

Dasar penentuan permeabilitas batuan adalah hasil percobaan yang dilakukan oleh Henry Darcy. Dalam percobaan ini, Henry Darcy menggunakan batu pasir tidak kompak yang dialiri air. Batu pasir silindris yang porous ini 100% dijenuhi cairan dengan viskositas μ dengan luas penampang A dan panjangnya L. kemudian dengan memberikan tekanan masuk P1 pada salah satu ujungnya maka terjadi aliran dengan laju sebesar Q sedangkan P2 aalah tekanan keluar (Gambar 2.5)

Dari percobaan dapat ditunjukkan bahwa Q. μ.L/A. (P1-P2) adalah konstan dan akan sama dengan harga permeabilitas batuan yang tidak tergantung dari cairan, perbedaan tekana dan dimensi batuan yang digunakan. Dengan mengatur laju Q sedemikian rupa sehingga tidak terjadi aliran turbulen, maka diperoleh harga permeabilitas absolut batuan.

.......................................................................(2-14)

Satuan permeabilitas dalam percobaan ini adalah :

K (darcy) = Q (cm³/sec). μ (centipoise)L (cm)  .............................(2.-15)

                             A (sqcm). (P1-P2)(atm)

Dari persamaan 2-14 dapat dikembangkan untuk berbagai kondisi aliran yaitu aliran linier dan radial, masing-masing untuk fluida yang compresible dan incomprsible.

Pada prakteknya di reservoir, jarang sekali terjadi aliran satu fasa kemungkinan terdiri dari dua fasa atau tga fasa. Untuk itu dikembangkan pula konsep mengenai permeabilitas efektif dan permeabilitas relatif. Harga peremabilitas efektif dinyatakan dalam K₀, K_g, K_w, dimana masing-masing untuk minyak, gas dan air. Sedangkan permeabilitas dinyatakan sebagai berikut:

K₀ = K_O,   K_rg = K_O,  K_rw = K_w

         K              K              K

Dimana masing-masing untuk permeabilitas relatiuf minyak, gas dan air. Percobaan yang dikukan pada dasarnya untuk sistem satu fasa, hanya disini digunakan dua macam fluida (minyak-air) yang dialirkan bersama-sama dan dalam keadaan kesetimbangan. Laju aliran minyak adalah Q_o dan air adalah Q_w. jadi volume total (Q_o + Q_w.) akan mengalir melalui pori-pori batuan per satuan waktu dengana perbandingan minyak-air permulaan, pada aliran ini tidak akan sama dengan Q_o /Q_w. Dari percobaan ini dapat ditentukan harga saturasi minyak (S_o) dan saturasi air (S_w) pada kondisi stabil. Harga permeabilitas efektif untuk minyak dan air adalah

........................................................................(2-16)

........................................................................(2-17)

dimana :

μ_o = viskositas minyak

μ_w = viskositas air

Percobaan ini diulangi untuk laju permukaan (input rate) yang berbeda untuk minyak dan air dengan (Q_o + Q_w.) tetap konstan. Harga-harga K_o dan K_w pada persamaan 2-16 dan 2-17 jika diplot terhadap S_o dan S_w akan diperoleh 

Yogyakarta, Jogja,