Download - BAB VII Tekanan Kapiler(1)
-
7/24/2019 BAB VII Tekanan Kapiler(1)
1/18
BAB VII
PENENTUAN TEKANAN KAPILER PADA SAMPLEBATUAN RESERVOIR
7.1. Tujuan Percobaan
1) Mengetahui pentingnya pengukuran tekanan kapiler.
2) Menghitung kecepatan sedimentasi suatu suspensi yang dipengaruhi oleh
gaya gravitasi, gaya drag dan gaya apung dengan metode grafik.
3) Menunjukkan semakin besar jumlah volume, maka tekanan kapiler akan
semakin meningkat.
) Membuktikan bahwa indicator pressure berbanding terbalik dengan
mercury saturation.
7.2. Teor! Da"ar
Distribusi fluida vertical dalam reservoir memegang peranan penting
didalam perencanaan well completion. Distribution secara vertikal ini
mencerminkan distribusi saturasi fluida yang menepati setiap porsi rongga
pori. Adanya tekanan kapiler !c ) mempengaruhi distribusi minyak dengan
gas didalam rongga pori tidak terdapat batas yang tajam atau berbentuk "ona
transisi. #leh tekanan kapiler dapat dikonversi menjadi ketinggian diatas
kontak minyak air $ ), maka saturasi minyak, air dan gas yang menempati
level tertentu dalam reservoir dapat ditentukan. Dengan demikian distribusi
saturasi fluida ini merupakan salah satu dasar untuk menentukan secara
efisien letak kedalaman sumur yang akan dikomplesi.
Di dalam batuan reservoir, gas, minyak dan air biasanya terdapat
bersama%sama dalam pori%pori batuan, yang masing%masing fluida tersebut
mempunyai tegangan permukaan yang berbeda%beda.
Dalam sistem hidrokarbon di dalam reservoir, terjadi beberapa
tegangan permukaan antara fluida, yaitu antara gas dan cairan, antara dua
fasa cairan yang tidak bercampur immicible) dan juga antara cairan atau
&'
-
7/24/2019 BAB VII Tekanan Kapiler(1)
2/18
&(
gas dengan padatan. ombinasi dari semua tegangan permukaan yang aktif
akan menentukan tekanan kapiler dan kebasahan dari batuan porous.
*ekanan kapiler !c ) didefinisikan sebagai perbedaan tekanan yang
ada antara permukaan dua fluida yang tidak bercampur cairan%cairan atau
gas%cairan ) sebagai akibat dari terjadinya pertemuan permukaan yang
memisahkan mereka A#$%& '. (.+&- ). !erbedaan tekanan dua fluida ini
adalah perbedaan tekanan antara fluida non wetting fasa !nw ) dengan fluida
wetting fasa !w ) atau
wfnwc PPP =
*ekanan kapiler mempunyai dua pengaruh yang penting dalam reservoir
minyak atau gas, yaitu
+) Mengontrol distribusi fluida di dalam reservoir
/) Merupakan mekanisme pendorong minyak dan gas untuk bergerak
atau mengalir melalui pori%pori reservoir sampai mencapaibatuan yang impermeable.
*ekanan kapiler di dalam batuan berpori tergantung pada ukuran pori%pori
dan macam fluidanya. 0ecara kuantitatif dapat dinyatakan dalam hubungan
sebagai berikut
!r
g hc = =/. .cos
. .
Dimana
!c 1 tekanan kapiler2 1 tegangan permukaan antara
dua fluida
4 1 perbedaan densitas dua fluida
g 1 percepatan gravitasi
5 1 sudut kontak permukaan antara dua fluida
r 1 jari%jari lengkung pori%pori
h 1 selisih ketinggian permukaan kedua fluida
-
7/24/2019 BAB VII Tekanan Kapiler(1)
3/18
&&
7.. Pera*a+an ,an Ba-an
7..1Pera*a+an
Mercury 6njection 7apillary apparatus dengan komponen 8 komponen
sebagai berikut
+) !ump cylinder
/) Measuring screw
3) Make up. 9ut
') !icnometer lid
() 0ampel holder
&) #bservation window
:) !ump scale
;) Mecrometer dial
) !ressure hoss
+-) - 8 / atm - 8 3- psi ) pressure gauge
++) - 8 ( atm - 8 /-- psi ) pressure gauge
+/) - 8 +( atm - 8 /--- psi ) !ressure gauge
+3)
-
7/24/2019 BAB VII Tekanan Kapiler(1)
4/18
&:
Gambar
7.1
Mercury Injection Capillary Pressure Apparatus
Gambar 7.2 Vacum Gauge
-
7/24/2019 BAB VII Tekanan Kapiler(1)
5/18
&;
Gambar 7.3 Sample ol!er
Gambar 7." Pump Plunger
Gambar 7.# $ra%elling &o'e
-
7/24/2019 BAB VII Tekanan Kapiler(1)
6/18
&
Gambar 7.( Ma'e)up *ut
Gambar 7.7 Pump Cylin!er
+
Gambar 7., Picnometer -i!
-
7/24/2019 BAB VII Tekanan Kapiler(1)
7/18
:-
Gambar 7. Pressure Control
Gambar 7.1/ Pressure relie0 %al%e
7..2 Ba-an
+) >resh core
/) ?as
7.. Pro"e,ur Kerja
7..1 Ka*!bra"! A*a+
=aitu untuk menentukkan volume picnometer /;@+(- cc ).
+. !asang picnometer lidpada tempatnya,pump metering plunger
diputar penuh dengan manipulasi handwheel.
/. uka vacuum valve pada panel, sistem dikosongkan sampai
small gauge menunjukkan nol, kemudian panal valve ditutup,
-
7/24/2019 BAB VII Tekanan Kapiler(1)
8/18
:+
picnometer dokosongkan samapai tekanan absolutekurang dari
/- micro.
3. !utar handwheel sampai matering plunger bergerak maju dan
mercurylevelmencapai lower reference mark.
'. Moveable scaleditetapkan denganyoke stop pada /; cc ) dan
handwheeldial diset pada pembacaan miring kanan pada angka
+(.
(. Mercurydiinjeksikankepicnometersampai pada upper reference
mark, skala dan dial menunjukkan angka nol - ).
&. Bika pembacaan berbeda sedikit dari nol, perbedaan tersebut
harus ditentukan dan penentuan untuk dial handwheel setting
pada step '. Bika perbedaan terlalu besar yoke stopharus direset
kembali dan deviasi pembacaan adalah C -,--+ cc.
arena dalam penggunaan alat ini memakai tekanan yang besar tentu
akan terjadi perubahan volume picnometer dan mercury. ntuk itu
perlu dilakukanpreassre volume correctionyaitu
+) letakkanpicnometer lidpada tempatnya,pump matering plunger
diputar penuh dengan memanipulasi handwheel.
/) bah panel valveke vacuum jugasmall pressure gaugedibuka,
sistem dikosongkan sampai absolut pressure kurang dari /-
micro.
3) Mercury diinjeksikan sampai mencapai upper reference mark,
adjustmove able scale dial pada pembacaan -,-- cc kemudian
tutup vacum valve.
4) !utar bleed valve mercuryturun 3 mm dibawah upper reference
mark.
() !utar pompa hingga mercurymencapai upper reference marklagi
dan biarkan stabil selama C 3- detik
&) aca dan catat tekanan pada small pressure gauge serta
hubungan volume scaledan dial handwheel gunakan dial ) yang
-
7/24/2019 BAB VII Tekanan Kapiler(1)
9/18
:/
miring kekiri sebagai pengganti - 8 ( cc. raduated interval
pada skala.
:) 0tep d, e, dan f diulang untuk setiap kenaikan tekanan pada
sistem, kemudian catat volume dan tekanan yang didapat. Bika
tekanan telah mencapai limit + atm, bukan nitrogen valve.
;) Bika telah mencapai limit gunakan -,+(- atmgauge.
) Bika tes telah selesai, tutup panel nitrogen valve, sistem tekanan
dikurangi dengan mengeluarkan gas sampai tekanan sistem
mencapai + atm.
+-) Data yang didapat kemudian diplot, maka akan terlihat
bagaimana terjadinya perubahanpressure volume.
A 8 1 !erubahan volume oleh tekanan !ada tekanan rendah )
7 8 D 1 !erubahan volume pada tekanan tinggi
E 1!nflektion point
7..2 Pro"e,ur un+u #enen+uan +eanan a/!*er
+) 0iapkan core memperoleh corevol ) yang telah diekstraksi dengan
volume + 8 / cc, kemudian tempatkan pada core holder.
/) Picnometer liddipasang pada tempatnya dan putar handwheel secara
penuh.
3) bah panel valve ke vacuum dan pressure gauge dibuka, sistem
dikosongkan samapai absolute pressurekurang dari / micron.
') *utup vacum, putar pump metering plunger sampai level mercury
mencapai lower reference mark.
() Pump scale diikat dengan yoke stop dan handwheeldial diset pada
pembacaan +( miring kekanan ). Dan berikan pembacaan pertama
/;,+(- cc
&) Mercurydiinjeksikan sampai mencapai upper reference mark. aca
besarnya bulk volume dari pup scale dan handwheel dial. 0ebagai
contoh pembacaan skala lebih besar dari +/ cc dan dial menunjukkan
3/,( maka bulk volume sampal +/,3/( cc.
-
7/24/2019 BAB VII Tekanan Kapiler(1)
10/18
0
1
0.15 X
0,1
0
:3
:) ?erakkanpump scaledan handwheel dial pada pebacaan -,--- cc.
;) !utar bleed valve, maka gas F udara mengalir ke sistem sampai
level mercuryturun 3 8 ( mm dibawah upper reference mark.
) !utar pompa sampai permukaan mercurymencapai tanda paling
atas dan usahakan konstan selama 3- detik
10) aca dan catat tekanan low pressure gauge) dan volume skala
serta handwheeldial miring ke kiri ) untuk mengganti - 8 ( cc
graduated intervalpada skala
11) 0tep ;, , dan +- diulang untuk beberapa kanaikan tekanan. Bika
tekanan telah mencapai + atm buka nitrogen valve. Bika sistem
telah mencapai limit pada - %/ atmgauge, gaugediisolasi dari
sistem dan gunakan - 8 +(- atmgauge.
+/) 0tep ++ diulangi sampai tekanan akhir didapat
7atatan >luktuasi thermometer C + 8 / o7
1) Bika tes telah selesai, nitrogen valveditutup. *ekanan sistem
dikurangi sampai mencapai tekanan atm dengan mengeluarkan
gas lewat bleed valve.
+')
7.. a"!* Percobaan ,an Per-!+un3an
7..1 Per-!+un3an In+er/o*a"!
Misal pressure volume correct
9o. +
Dari gambar diatas diperoleh
+ 8 -.+ -.+( % G
+ 8 - -.+( 8 -
-. -.+( % G
+ -.+(
-
7/24/2019 BAB VII Tekanan Kapiler(1)
11/18
0.15
4
0.25 X
2.5
1
0.15
4
0.25 X
3.5
1
:'
G 1 -.-+( cc
9o. /
' 8 /.( -./( % G
' 8 + -./( 8 -.+(
+.( -./( % G
3 -.+
G 1 -./ cc
9o. 3
' 8 3.( -./( % G
' 8 + -./( 8 -.+(
-.( -./( % G
3 -.+
G 1 -./33 cc
-
7/24/2019 BAB VII Tekanan Kapiler(1)
12/18
0.25
9
0.35 X
6.5
4
0.25
9
0.35 X
7.5
4
:(
9o. '
8 &.( -.3( % G
8 ' -.3( 8 -./(
/.( -.3( % G
( -.+
G 1 -.3 cc
9o. (
8 :.( -.3( % G
8 ' -.3( 8 -./(
+.( -.3( % G
( -.+
G 1 -.3/ cc
-
7/24/2019 BAB VII Tekanan Kapiler(1)
13/18
:&
$abel 7.1 Pengu'uran te'anan 'apiler
No
.
In,!ca+o
r
Pre""ure
4a+#)
5orrec+
Pre""ure
4a+#)
In,!ca+or
Vo*u#e o6
Mercur$
Injec+!on
Pre""ure
Vo*u#e
5orrec+!on
4cc)
Ac+ua*
Vo*u#e
o6
Mercur$
Injec+!on
4cc)
Mercur$
Sa+ura+!o
n 4)
+ 0,1 0,15 25,103 0,015 25,088 83,627
/2,5 2,55 22,5 0,2 22,3 74,333
33,5 3,55 17,5 0,233 17,267 57,557
'4 4,05 15 0,25 14,75 49,167
(6,5 6,55 13 0,3 12,7 42,333
&7,5 7,55 10,333 0,32 10,013 33,377
:10,5 10,55 9,1 0,362 8,738 29,127
;15 15,05 9 0,4 8,6 28,667
22 22,05 8,64 0,435 8,205 27,35
+-
35 35,05 8,6 0,48 8,12 27,067
++58 58,05 7,89 0,508 7,382 24,607
+/70 70,05 7,6 0,517 7,083 23,61
+375 75,05 7,4 0,521 6,879 22,93
+'80 80,05 7 0,525 6,475 21,583
+( 85 85,05 6,95 0,528 6,422 21,407
-
7/24/2019 BAB VII Tekanan Kapiler(1)
14/18
::
+&90 90,05 6,9 0,532 6,368 21,227
+:95 95,05 6,7 0,536 6,164 20,547
+;105 105,05 6,5 0,55 5,95 19,833
+115 115,05 6,4 0,575 5,825 19,417
/-120 120,05 6,3 0,59 5,71 19,033
$abel 7.2 ubungan antara Pressure !an Volume
Pre""ure 4a+#) Vo*u#e 4cc)
- -,-
+ -,+(' -,/(
-,3(
+( -,'-
/( -,'(
3( -,';
'- -,'
(- -,(-
&- -,(+
+-- -,('
++- -,(&
+/- -,(
+/( -,&/
+/; -,&'
+3- -,&:
+3+ -,&
+3/ -,:+
+33 -,:'
+3' -,::
+3( -,;-
+3& -,;3
+3: -,;:
-
7/24/2019 BAB VII Tekanan Kapiler(1)
15/18
:;
+3 -,
+'- +,-
7.8. Pe#ba-a"an
!ada percobaan ini membahas mengenai tekanan kapiler yang
diberikan kepada suatu formasi batuan reservoir. *ekanan kapiler merupakan
perbedaan tekanan yang ada antara permukaan dua fluida yang tidak
tercampur, sebagai akibat dari terjadinya pertemuan permukaan yang
memisahkan fluida tersebut. *ekanan kapiler menyebabkan penyebaran
distribusi pada reservoir.
Ada dua grafik yang akan dibahas pada bab ini, yaitu
Gra0i' 7.1 ubungan Correct Pressure atm !an Mercury Saturation
-
7/24/2019 BAB VII Tekanan Kapiler(1)
16/18
:
10 20 30 40 50 60 70 80 90
0
20
40
60
80
100
120
140
0.152.553.554.05
6.557.5510.5515.05
22.05
35.05
58.05
70.0575.05
80.0585.0590.0595.05
105.05
115.05120.05
Mercury saturation (%)
correct pressure (atm)
?rafik di atas merupakan grafik mercury saturation pada suatu
batuan reservoir terhadap correct pressure. Dari grafik tersebut dapat kita
ketahui bahwa correct pressure sangat mempengaruhi besar kecilnya
mercury saturation suatu batuan reservoir, karena apabila correct pressure
semakin besar maka mercury saturationpada batuan akan semakin kecil.
Misal, pada data ke%+ correct pressure sebesar -,+ atm dan mercury
saturationnya sebesar &,&3 H. Akan tetapi, pada data ke%/ ketika correct
pressurediperbesar menjadi /,-( atm batuan tersebut menghasilkan mercury
saturationlebih kecil, yaitu ;/,& H.
Gra0i' 7.2 ubungan Volume cc !an Pressure atm
-
7/24/2019 BAB VII Tekanan Kapiler(1)
17/18
;-
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2
0
20
40
60
80
100
120
140
160
0 1 4
915
2535
40
50
60
100
110
120125128
130131132133134135136137
139140
volume (cc)
pressure (atm)
?rafik di atas membahas mengenai hubungan antara volume dengan
pressureyang terdapat dalam suatu formasi batuan reservoir. Dilihat dari
grafik di atas, dapat kita ketahui bahwa semakin besar volume yang
terdapat dalam batuan, maka semakin besar pula pressure yang diberikan
kepada batuan tersebut. 0eperti halnya pada grafik, ketika volume pada
batuan sebesar -,+( cc, makapressureyang diberikan adalah sebesar + atm.
Dan ketika volume dinaikkan menjadi -,/( cc,pressureyang diberikan juga
bertambah besar yaitu ' atm.
7.7 Ke"!#/u*an
+) !enentuan tekanan kapiler dari suatu sampel formasi dapat dikatakan lebih
cepat dan efisien pada distribusi saturasi fluidanya, dari sumur.
/) !ndicator pressure berbanding terbalik dengan mercury saturation yaitu
dengan berkurangnya indicator pressure akan meningkatkan mercury
saturation.
-
7/24/2019 BAB VII Tekanan Kapiler(1)
18/18
;+
3) erdasarkan dari data percobaan hubungan antara Mercury saturation
dengan nilai correct pressure berbanding tebalik, sedangkan pada
hubungan tekanan dengan volume berbanding lurus 0emakin besar
volume maka nilai tekanan akan semakin menigkat.
') 0eperti halnya pada grafik, ketika volume pada batuan sebesar -,+( cc,
makapressureyang diberikan adalah sebesar + atm. Dan ketika volume
dinaikkan menjadi -,/( cc, pressureyang diberikan juga bertambah besar
yaitu ' atm.
() Dari percobaan diperoleh dari adanya distribusi tersebut, maka akan
terdapatnya "ona transisi karena tidak terdapat batas fluida yang jelas.