[Modul 2_Senin 1_10111072].pdf

8/11/2019 [Modul 2_Senin 1_10111072].pdf

1/17

LAPORAN PRAKTIKUM PETROFISIKA TM-2108

PERCOBAAN MODUL II

EMULSI

Nama : Rina Yuliana

NIM : 10111072

Shift : Senin 1

Tanggal Praktikum : 7 Oktober 2013

Tanggal Laporan : 14 Oktober 2013

Dosen : Dr. Ir. Taufan Marhaendrajana

Asisten : Alfino Harun Lubis 12210013

Nelly Irmawati 12210047

LABORATORIUM PETROFISIKA

PROGRAM STUDI TEKNIK PERMINYAKAN

FAKULTAS TEKNIK PERTAMBANGAN DAN PERMINYAKAN

INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG

2013

8/11/2019 [Modul 2_Senin 1_10111072].pdf

2/17

EMULSI

I. Tujuan

1.

Memahami bagaimana dan mengapa emulsi terbentuk.

2.

Memahami proses pemecahan emulsi

II. Teori Dasar

Emulsi merupakan kombinasi dua jenis cairan yang immiscible (tidak saling larut) pasa

kondisi normal. Salah satu cairan tersebut akan tersebar atau terdispersi sebagai droplet pada

cairan lainnya. Fasa terdispersi dianggap sebagai fasa dalam dan medium dispersi sebagai fasa

luar atau kontinu. Terdapat tiga komponen dalam suatu emulsi oil-water, yaitu air, minyak, dan

emulsifying agent. Berdasarkan ukuran partikelnya, terdapat 2 jenis emulsi. Pertama, mikro

emulsi dengan ukuran partikel 0.0001 0.1 m. Secara fifik, bila emulsi kelihatan jernih dan

tembus pandang artinya ukuran partikel fasa terdispersi kurang dari 0.1m. Kedua, makro emulsi

dengan ukuran partikel 0.1 50 m.. Dan bila emulsi tersebut terlihat buram (tidak jernih),

artinya ukuran partikrl dari fasa tedispersi kira-kira 7 m.. Selain itu, terdapat 3 jenis emulsi

minyak air, yaitu emulsi minyak dalam air o.w (emulsi yang terbuat dari air dan minyak dengan

jumlah air lebih banyak dari minyak, sehingga membentuk emulsi minyak di dalam air), serta

emulsi multistage emulsion (air dalam minyak dalam air).

Sesuai dengan definisi emulsi, maka terbentuknya emulsi disebabkan oleh 3 faktor, yaitu :

terdapat dua cairan yang tidak saling melarutkan (immiscible), terjadinya proses pengadukan

(agitasi), dan adanya emulsifying agent. Untuk dapat terbentuknya emulsi pada minyak harus

terjadi proses pengadukan, misalnya gelembung gas bergerak melewati campuran minyak-air atau

akibat campuran air-minyak melewati celah kecil dengan kecepatan relatif tinggi. Pembentukan

emulsi pada umumnya terjadi dari beberapa tingkat pada waktu produksi. Sumber proses agitasi

yang cukup untuk dapat membentuk emulsi, diantaranya terjadi pada waktu minyak atau air

masuk kedalam sumur (minyak dan air mengalir dari formasi melewati lubang perforasi),

pengangkatan buatan yaitu dengan pompa maupun gaslift, aliran fliuda pada tubing, flowline,

valve, dan jepitan yang dapat menimbulkan turbulensi aliran yang akan memecahkan partikel

minyak sehingga potensial untuk terbentuk emulsi, dan penurunan tekanan dan temperatur fluida

produksi.

Emulsifying agent (emulsifier) merupakan zat aktif permukaan (surfactant) yang memperkecil

tegangan antar muka air dan minyak. Emulsifying agent tersusun atas kelompok polar disebut

8/11/2019 [Modul 2_Senin 1_10111072].pdf

3/17

hydrophilic(suka air) dan kelompok non polardisebut hydrophobic(takut air).Emulsifying agent

yang umum ditemukan dalam emulsi minyak bumi adalah asphalt, material resin, naphtenikdan

asam-asam organicyang terlarut dan tersebar di dalam minyak.

Tiga proses yang berlangsung dari proses emulsifying agent adalah mempekecil tegangan

antar muka partikel, membentuk lapisan penghalang (film), yang mencegah penggabungan antar

butiran air, serta mensuspensi butiran air.

Pada emulsi air dalam minyak, zat pengemulsi ini hadir dari fasa minyak dan bergerak ke

bidang antar muka, sehingga terakumulasi disekitar permukaan minyak air. Emulsifying agent ini

selanjutnya akan berperan sebagai penghalang (buffer) yang menurunkan gaya tarik menarik

antara partikel air dan minyak sehingga menurunkan luas permukaan antar butiran dan akibatnya

akan mampu menurunkan tegangan permukaan. Tidak semua jenis emulsifying agent mempunyai

kemampuan untuk menurunkan tegangan antar permukaan antar partikel, membentuk lapisan

penghalang serta mensuspensi butiran air dalam pembentukan emulsi. Kadang-kadang

emulsifying agentini hanya mampu bekerja dengan salah satu dari ketiga prinsip diatas, sehingga

jenis demulsifiermenjadi penentuan terhadap kestabilan emulsi.

Kestabilan atau ketahanan emulsi untuk pecah tergantung pada 4 faktor, yaitu:

Viskositas

Viskositas dari cairan berhubungan dengan ketahanan untuk mengalir. Bila minyak

mempunyai viskositas yang tinggi, maka butir-butir akan memerlukan waktu yang lebih lama

untuk bergabung dan mengendap dibandingkan pada minyak dengan viskositas yang rendah(butiran air relatif sulit bergerak dengan cepat dalam minyak yang relatif kental).

Kecepatan jatuh dari butiran air dalam minyak dapat dihitung dengan persamaan Stokes :

Vt =.()

Dimana Vt kecepatan jatuh butiran (cm/detik), dm diameter droplet (m), SG specific gravity,

viskositas fasa kontinu (cp).

Specific Gravity

Minyak berat mempunyai API yang rendah, minyak jenis ini cenderung untuk menahanbutiran air berada dalam suspensi untuk waktu yang relatif lama dibandingkan dengan

minyak yang memiliki API yang tinggi. Perbedaan spesifik gravitasi yang besar antara

minyak dan air akan menyebabkan pengendapan yang relatif cepat dan emulsi mudah

dipecahkan

Kandungan Air

8/11/2019 [Modul 2_Senin 1_10111072].pdf

4/17

Bila dalam emulsi water-in-oilkandungan air bertambah, maka diperlukan agitasi yang lebih

intensif supaya pengemulsian air dapat terjadi dengan sempurna. Emulsi dengan kandungan

air yang tinggi tentunya mempunyai jumlah butir-butir air per unit volume yang tinggi pula,

sehingga cenderung untuk lebih mudah membentuk butir-butir air yang lebih besar dan emulsi

akan pecah. Emulsi jenis water-in-oil dengan kandungan air yang besar cenderung untuk

menjadi tidak stabil.

Umur Emulsi

Emulsi pada dasarnya berada pada kondisi yang tidak stabil, bila emulsi water in oil

dimasukan dalam tangki dan tidak dilakukan treatment, maka sejumlah butiran air akan

bergabung dan memisahkan diri akibat gaya gravitasi. Bila dilakukan treatment terhadap

emulsi tersebut, maka proses pemecahan emulsi akan lebih sempurna dan tinggal sedikit

kandungan air yang tertinggal dalam minyak.

Demulsifikasi adalah proses pemecahan emulsi minyak. Prinsip dari proses demulsifikasi atau

pemecahan emulsi adalah penggabungan dari butiran-butiran yang tersebar (fasa terdispersi) dan

pemecahan film antar permukaan yang menyelimuti butiran-butiran.Pemecahan emulsi dapat

dikategorikan dalam 5 (lima) metode, yaitu metode gravitasi, metode pemanasan, metode listrik,

metode kimiawi, dam metode tenaga putaran (sentrifugasi).

III. Alat dan Bahan

Alat yang digunakan dalam percobaan adalah sebagai berikut:1. Gelas kimia 250 cc 3 buah 7. Pipet tetes

2. Gelas ukur 100 cc 4 buah

3. Mixer

4. Pemanas celup

5. Stopwatch

6. Toples

Bahan yang digunakan dalam percobaan adalah sebagai berikut:

1.

Air

2. Air formasi

3. Crude oil

4. Demulsifier

IV. Tabulasi Data

8/11/2019 [Modul 2_Senin 1_10111072].pdf

5/17

Berikut data hasil percobaan pengaruh agitasi terhadap kestabilan emulsi dengan putaran 260

RPM

t (menit) Volume air (ml) t (menit) Volume air (ml)

2 39 22 40

4 39 24 40

6 40 26 408 40 28 40

10 40 30 40

12 40 32 40

14 40 34 40

16 40 36 40

18 40 68 40

20 40 40 40


RPM


2 25.0 22 31.5

4 29.0 24 31.5

6 30.0 26 31.5

8 31.0 28 31.5

10 31.0 30 31.5

12 31.0 32 31.5

14 31.5 34 31.5

16 31.5 36 31.5

18 31.5 68 31.5

20 31.5 40 31.5


RPM


2 05.0 22 22.1

4 07.0 24 22.3

6 17.0 26 22.4

8 18.5 28 23.0

10 19.5 30 23.0

12 20.0 32 23.2

14 21.0 34 23.8

16 21.3 36 24.0

18 21.3 68 24.0

20 22.0 40 24.0

8/11/2019 [Modul 2_Senin 1_10111072].pdf

6/17

Berikut data hasil percobaan pemecahan emulsi dengan cara kimia

t (menit)Volume air

(ml)t (menit)

Volume air

(ml)t (menit)

Volume air

(ml)t (menit)

Volume air

(ml)

00.5 05.0 10.5 38.5 20.5 39.3 30.5 39.3

01.0 09.0 11.0 38.5 21.0 39.3 31.0 39.301.5 18.0 11.5 38.5 21.5 39.3 31.5 39.3

02.0 27.0 12.0 39.0 22.0 39.3 32.0 39.3

02.5 28.0 12.5 39.0 22.5 39.3 32.5 39.3

03.0 30.0 13.0 39.0 23.0 39.3 33.0 39.3

03.5 31.0 13.5 39.0 23.5 39.3 33.5 39.3

04.0 34.0 14.0 39.0 24.0 39.3 34.0 39.3

04.5 35.0 14.5 39.0 24.5 39.3 34.5 39.3

05.0 37.0 15.0 39.0 25.0 39.3 35.0 39.3

05.5 37.0 15.5 39.0 25.5 39.3 35.5 39.3

06.0 37.0 16.0 39.0 26.0 39.3 36.0 39.306.5 37.0 16.5 39.0 26.5 39.3 36.5 39.3

07.0 37.0 17.0 39.0 27.0 39.3 37.0 39.3

07.5 38.0 17.5 39.0 27.5 39.3 37.5 39.3

08.0 38.5 18.0 39.3 28.0 39.3 38.0 39.3

08.5 38.5 18.5 39.3 28.5 39.3 38.5 39.3

09.0 38.5 19.0 39.3 29.0 39.3 39.0 39.3

09.5 38.5 19.5 39.3 29.5 39.3 39.5 39.3

10.0 38.5 20.0 39.3 30.0 39.3 40.0 39.3

Berikut data hasil percobaan pemecahan emulsi dengan cara pemanasan

t (menit) Volume air (ml)

3 0

6 0

9 17

12 32

15 37

18 38

21 39

24 3927 40

30 40

33 40

36 40

39 40

42 40

8/11/2019 [Modul 2_Senin 1_10111072].pdf

7/17

V. Pengolahan Data

Dari data percobaan, dapat dibuat grafik untuk setiap percobaan sehingga perbandingan waktu

terhadap volume kumulatif air dapat teramati. Berikut adalah grafik kombinasi dari kelima

percobaan yang telah dilakukan dengan sumbu x menyatakan waktu dalam menit dan sumbu y

menyatakan volume kumulatif air dalam satuan ml :

Untuk metode gravity settling dengan agitasi 260 RPM:

Volume total = 100 ml

Volume kumulatif air pada menit ke 40 = 40 ml



Volume kumulatif air pada menit ke 40 = 31.5 ml




Untuk metode dengan menggunakan demulsifier


Volume kumulatif air pada menit ke 20 = 39.3 ml

Untuk metode pemanasan



-5

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

0 20 40 60 80

V

kumulatif(ml)

t (menit)

t vs Vkumulatif

gravity settling 250 RPM



dengan demulsifier

dengan pemanasan

8/11/2019 [Modul 2_Senin 1_10111072].pdf

8/17

VI. Analisis dan Pembahasan

Dalam percobaan kali ini akan dijelaskan tentang bagaimana dan mengapa emulsi dapat

terbentuk serta proses pemecahan emulsi dengan beberapa metode. Prinsip dari percobaan ini

adalah pengaruh agitasi dengan berbagai kecepatan putaran terhadap kestabilan emulsi serta

pemecahan emulsi dengan metode gravity settling, metode demulsifier (kimiawi), dan metode

pemanasan.

Terdapat 3 macam variasi kecepatan pengadukan dalam percobaan kali ini, yaitu 260 RPM,

500 RPM, dan 800 RPM. Tujuan dari agitasi atau pengadukan ini adalah supaya emulsi dapat

terbentuk. Untuk metode gravity settling, variasi kecepatan pengadukan yang dipakai adalah

ketiganya. gravity settling (pengendapan secara gravitasi) adalah metode yang paling tua, mudah

dan banyak digunakan dalam pemecahan emulsi minyak. Langkah pertama yang harus dilakukan

adalah menyiapkan minyak mentah bebas air 60 ml (minyak ini merupakan minyak murni yang

belum terkontaminasi), serta air formasi sebanyak 40 ml. Minyak mentah tersebut diaduk dengan

menggunakan mixer, dan ketika proses pengadukan sedang berlangsung tambahkan air formasi.

Alasan digunakannya air formasi dalam proses pembentukan emulsi ini adalah karena di lapangan

(di reservoir) yang akan kita jumpai adalah air formasi buka aquades ataupun air biasa yang

sering kita gunakan. Pengadukan ini dilakukan selama 3 menit pada setiap kecepatan putar (260,

500, dan 800 RPM). Minyak mentah yang sudah diagitasi dan ditambahkan air formasi

didalamnya kemudian dimasukkan ke dalam gelas kimia 100 cc. Amati proses pemisahan

minyak-air setiap 2 menit selama 40-60 menit. Dan catat waktu vs volume air kumulatif.

Pengendapan secara gravitasi menjadikan emulsi tidak stabil, sehingga mudah pecah dan butiran

fasa terdispersi akan tergabung membentuk ukuran butiran yang lebih besar dengan gaya gravitasi

mendukung proses pemisahan. Pemanfaatan efek gravitasi akan dapat membantu pemisahan

butiran air yang telah menyatu pada suatu selang waktu pengendapan. Sesuai dengan namanya,

gravity settling ini menjadikan cairan yang memiliki densitas lebih besar akan berada diposisi

bawah pada waktu pemisahan. Namun demikian, gaya gravitasi ini tidak dapat bekerja

sepenuhnya karena adanaya gaya penahan (drag force) yang disebabkan oleh gerakan kebawah

partikel air melalui fasa minyak. Dari data hasil percobaan yang telah diperoleh, semakin besar

kecepatan putar saat agitasi, maka proses pemisahannya akan semakin lambat. Perhatikan bahwa

cairan yang diagitasi dengan kecepatan putar 260 RPM, emulsi lebih cepat memisah dari pada

cairan yang diagitasi dengan kecepatan putar 500 RPM. Serta cairan yang diagitasi dengan

kecepatan putar 500 RPM, emulsinya akan lebih cepat memisah dari pada cairan yang diagitasi

dengan kecepatan putar 800 RPM. Hal ini disebabkan pada kecepatan putar 800 RPM, ukuran

8/11/2019 [Modul 2_Senin 1_10111072].pdf

9/17

droplet air menjadi sangat kecil dan tersebar merata di dalam minyak. Dan emulsi yang terbentuk

ini dapat dikatakan stabil. Akibatnya, waktu yang dibutuhkan butir-butir air yang terdispersi di

dalam minyak ini untuk bergabung akan menjadi cukup lama. Jadi, semakin besar agitasi akan

semakin lama pula emulsi memecah, atau dengan kata lain emulsi akan semakin stabil, karena

dengan agitasi yang kuat, maka akan terbentuk droplet yang lebih kecil ukurannya, sehingga

memperlama terjadinya flokulasi dan coalesense .

Untuk pemisahan emulsi dengan cara kimia (penambahan demulsifier), langkah pertama yang

harus dilakukan adalah mengulangi prosedur sebelumya sampai terbentuk emulsi (kecepatan

putar yang digunakan saat agitasi adalah 800 RPM). Setelah itu, diamkan cairan selama 1 menit,

dan tambahkan demulsifier sebanyak 30 tetes dengan pipet tetes. Setelah satu menit, sistem

emulsi diaduk kembali pada 800 RPM selama 30 menit. Lalu, cairan dimasukkan ke dalam gelas

ukur, dan proses pemisahan diamati setiap setengah menit selama 20-40 menit. Jika diperhatikan,

grafik hasil percobaan memperlihatkan bahwa pemisahan emulsi dengan demusifier ini relatif

lebih cepat dibandingkan dengan metode gravity settling. Hal ini disebabkan oleh demulsifier

(surfaktan yang mengakibatkan flocculation, coalescence dan solid wetting) bereaksi dengan

cepat saat dimasukkan dalam sistem emulsi. Namun, surfaktan ini tentu saja membutuhkan waktu

untuk berekasi dengan emulsi yang ingin dipisahkan. Demulsifier ini mengakibatkan pecahnya

lapisan penghalang antar butir-butir air. Sehingga droplet-droplet air akan lebih cepat untuk

menyatu dan pemisahan emulsi dapat berlangsung dengan cukup cepat. Dapat dilihat bahwa

volume air kumulatif pada metode ini mulai stabil di menit ke 19, dan metode gravity settling

menunjukkan volume air kumulatif yang stabil di menit ke 40. Dan metode pemanasan

menunjukkan volume air kumulatif air yang stabil di menit ke 33. Meskipun, metode pemanasan

baru stabil di menit ke 33, namun di menit ke 40, metode pemanasan menunjukkan volume air

kumulatif 40 ml, sedangkan untuk cara kimia masih menunjukkan volume air kumulatif air 39.3

ml. Jadi, pemisahan emulsi dengan cara kimia tidak lebih cepat dari pemisahan emulsi dengan

metode pemanasan.

Untuk pemisahan emulsi dengan metode pemanasan, langkah awal yang harus dilakukan

adalah membuat emulsi yang langkahnya sama seperti yang telah dilakukan sebelumnya

(kecepatan putar agitasi 800 RPM). Selanjutnya, emulsi dimasukkan ke dalam gelas ukur.

Tuangkan air biasa ke dalam toples. Air dalam toples dipanaskan dengan pemanas celup. Lalu

gelas ukur yang berisi emulsi dimasukkan ke dalam toples tersebut. Dan amati waktu vs volume

air kumulatif setiap 3 menit selama 40-60 menit. Panas air tetap dijaga selama percobaan masih

berrlangsung. Air yang digunakan dalam percobaan ini bukanlah aquades karena harga aquades

8/11/2019 [Modul 2_Senin 1_10111072].pdf

10/17

yang cukup mahal dan persediaannya terbatas. Pertimbangan digunakannya air biasa dalam

proses pemanasan adalah konduktivitas air biasa yang masih cukup tinggi, sehingga jika dialirkan

listrik di dalamnya, dapat menghantarkan panas ke gelas ukur yang berisi emulsi. Dalam grafik

hasil percobaan, pemecahan emulsi dengan cara pemanasan ini memberikan hasil pemisahan

paling cepat dibanding metode gravity settling dan metode demulsifier (jika pembentukan emulsi

dibuat sama, yaitu agitasi dengan kecepatan putar 800 RPM). Hal ini dikarenakan pada

temperature yang tinggi jarak antar partikel relatif jauh, dan selain itu gaya tarik menarik antar

molekul menjadi menurun. Oleh karenanya, viskositas cairan menjadi menurun, dan akibatnya

pemisahan emulsi menjadi cukup cepat. Temperatur tinggi mengakibatkan energy kinetic partikel

serta laju reaksi suatu partikel menjadi meningkat. Sehingga kemungkinan terjadinya tabrakan

antar butiran air menjadi cukup besar. Akibatnya, penggabungan butiran-butiran air menjadi lebih

mudah. Selain itu, pemanasan juga dapat meningkatkan beda densitas suatu sistem. Jadi,

pemisahan emulsi akan menjadi mudah. Jika diperhatikan, setelah melewati menit ke 9,

pemisahan emulsi menjadi sangat cepat. Pada grafik kombinasi, grafik untuk metode pemanasan

ini naik dengan sangat tajam, setelah menit ke-9. Dan mulai stabil di menit ke 30. Jadi, metode

pemanasan inilah yang memberikan waktu pemisahan emulsi tercepat.

Asumsi yang digunakan dalam percobaan ini adalah pengukuran volume untuk sample

minyak tepat 60 ml, serta pengukuran air formasi tepat 40 ml. Sehingga jika dijumlahkan, volume

total cairan adalah 100 ml (tidak kurang, dan tidak lebih). Dengan demikian, tidak perlu

dilakukan normalisasi untuk volume air kumulatif yang terukur pada saat pengolahan data dan

plot grafik. Alat yang digunakan, seperti gelas ukur diasumsikan bersih dari cairan pada saat

pengukuran sample minyak maupun air formasi. Pengukuran waktu vs volume air kumulatif

diasumsikan akurat dan tepat setelah proses agitasi untuk setiap metode.

Pengetahuan tentang emulsi di dunia perminyakan sangatlah penting untuk dipelajari. Hal ini

disebabkan peningkatan oil recovery dapat dilakukan dengan membentuk emulsi minyak dalam

air di reservoir dan jika kita ingin memecah emulsi minyak dalam air di separator, maka kita bisa

menggunakan cara yang lebih efektif dan efisien sehingga hasil produksi minyak bisa optimal.

VII. Kesimpulan

1. Emulsi dapat terbentuk karena adanya dua macam cairan yang immiscible (tidak saling larut)

serta adanya pengadukan (agitasi). Semakin cepat agitasi, maka emulsi yang terbentuk akan

semakin stabil.

8/11/2019 [Modul 2_Senin 1_10111072].pdf

11/17

2. Jika emulsi dibentuk dengan proses agitasi yang sama (kecepatan putar 800 RPM), maka

proses pemecahan emulsi tercepat adalah dengan menggunakan metode pemanasan,

dilanjutkan dengan cara kimia dan metode gravity settling. Volume air kumulatif di menit 40

untuk metode gravity settling sebesar 24 ml, 39.3 ml untuk metode demulsifier (dengan cara

kimia), serta 40 ml untuk metode pemanasan.

VIII.Pustaka

Mucharam, Leksono, Surface Facilities and Transportation

IX. Pesan dan Kesan

Selama praktikum, praktikan memperoleh banyak ilmu pengetahuan tentang emulsi karena

selama keberjalanan praktikum, asisten juga menjelaskan tentang emulsi. Praktikum kali ini juga

enjoy dan tidak tegang, karena prosedur dan prosesnya tidak terlalu ribet. Pesan untuk asisten

tetaplah baik hati serta jangan pernah lelah untuk membagi ilmunya untuk praktikan.

X. Jawaban Pertanyaan

1. Jelaskan tentang wettability

Rock wettability merupakan sifat batuan untuk dapat dibasahi oleh suatu fluida relatif

terhadap fluida yang lain. Kebasahan ini merupakan hasil interaksi antar bagian padatan

batuan dan fluida yang mengisi pori-pori. Dalam media berpori termuat dua atau lebih fluida

yang tidak saling larut (immiscible). Misalnya, untuk reservoir minyak yang pori-porinya

terisi juga dengan air. Bila air ini mudah membasahi butir-butir batuan (diding pori-pori),

maka batuan ini dikatakan sebagai water-wet. Sebaliknya, bila minyak mudah membasahi

batuan itu, maka sifat kebasahan batuan ini adalah oil-wet.

Gaya kapiler hanya ada jika dua dua fluida yang impressible. Gas tidak membasahi

batuan bila air dan atau minyak berada bersama-sama gas. Jadi sifat kebasahan batuan

reservoir gas selalu water-wet. Fluida yang membasahi batuan disebut wetting phase, dan

fluida yang tidak membasahi batuan disebut non-wetting phase. Dimana gas selalu berada

dalam kondisi non-wetting phase. Sifat kebasahan dapat mempengaruhi distribusi fluida (air

dan minyak/gas) dalam pori-pori dan proses displacement, resistivity batuan reservoir, bentuk

kurva tekanan kapiler, dan bentuk tekanan permeabilitas relatif.

8/11/2019 [Modul 2_Senin 1_10111072].pdf

12/17

Gambar 3 memperlihatkan sistem air-minyak yang kontak dengan benda padat, dengan

sudut kontak sebesar . Umumnya sudut kontak diukur melalui fasa air. Sudut kontak diukur

antara fluida yang lebih ringan terhadap fluida yang lebih berat, yang berharga 0 - 180 C,

yaitu antara air dengan padatan, sehingga tegangan adhesi (AT) dapat dinyatakan dengan

persamaan:

AT = so sw= wocos wo

Dimana AT adalah tegangan adhesi, so adalah tegangan permukaan antara padatan dan

minyak, sw adalah tegangan permukaan antara padatan dengan air, serta wo adalah

tegangan permukaan antara fluida. Ketika dua fluida yang immiscible (gas-liquid atau liquid-

liquid) saling kontak (bersentuhan), maka fluida akan terpisah oleh dinding interface.

Aktivitas permukaan membuat film (penghalang) seperti layer molekul yang merupakan

tegangan, fungsinya untuk pembebasan energi interface. Jika sudut kontak kurang dari nol,

artinya air menyebar ke semua permukaan, sehingga sulit untuk diukur. Jika sudut kontaknya

0 < < 30, artinya bersifat basa air. Dan jika sudut kontaknya 30 < < 65, artinya wickly

water wet. Dan apabila sudut kontaknya > 65, artinya wickly oil wet. Tegangan adhesi

positif mengindikasikan bahwa fasa tersebut membasahi permukaan yang padat. Sedangkan

tegangan adhesi nol mengindikasikan bahwa fasa tersebut memiliki gaya kontak yang sama

besarnya dengan permukaan solid. Berikut adalah konsep dari wettability:

8/11/2019 [Modul 2_Senin 1_10111072].pdf

13/17

Merkuri menyerupai bentuk bola, droplet minyak menyebar menjadi bentuk busur (setengah

lingkaran), dan air menyebar menutupi permukaan gelas. Wettability sistem fluida batuan

secara keseluruhan merepresentasikan karakteristik rata-rata keheterogenan sistem wetting

relatif secara mikroskopik melalui medium pori. Penentuan sifat kebasahan ini sangatlah

penting karena kebasahan memilki pengaruh dalam penentuan t ingkat produksi minyak, rasio

produksi air/minyak, saturasi residual oil reservoir yang berada dalam keadaan bebas.

Metode langsung dalam penentuan sifat kebasahan, yaitu dengan menganalisis sudut kontak

secara cermat. Metode tidak langsung menggunakan indeks sifat relatif fasa wetting adalah

metode Amott berdasarkan imbibisi fluida oleh sample batuan dibawah berbagai kondisi,

serta USBM (U.S. Bureau of Mines) method berdasarkan penentuan lokasi dibawah kurva

tekanan kapiler yang diperoleh dengan menggunakan sentrifugasi, kombinasi Amott-USBM

method, dan spontaneous imbibitions method yang didasarkan pada tingkat kecepatan

imbibisi.

2. Petroleum System

Di dalam petroleum system, terdapat komponen-komponen penting yang harus ada sepeti

source rock, reservoir rock, migrasi, trap (jebakan), serta seal.

8/11/2019 [Modul 2_Senin 1_10111072].pdf

14/17

a. Source Rock

Source rock merupakan endapan sedimen yang mengandung bahan-bahan organic yang

cukup untuk dapat menghasilkan minyak dan gas bumi ketika endapan tersebut tertimbun

dan terpanaskan, dan dapat mengeluarkan minyak dan gas bumi tersebut dalam jumlah

yang ekonomis. Bahan organic yang terkandung disebut karogen. Karogen memiliki 4

tipe, yaitu

- Tipe 1, alga dari lingkungan pengendapan lacustrine dan lagoon. Tipe seperti ini dapat

menghasilkan minyak dengan kualitas baik dan mampu menghasilkan gas.

- Tipe 2, campuran dari tumbuhan dan mikroorganisme laut. Tipe seperti ini merupakan

bahan utama minyak dan gas bumi.

- Tipe 3, tanaman darat dalam endapan dan mengandung batubara. Tipe seperti ini

umumnya mengahasilkan gas dan sedikit minyak.

- Tipe 4, bahan bakar tanaman yang teroksidasi. Tipe seperti ini tidak mampu

menghasilkan minyak dan gas.

b.

Reservoir Rock

Batuan yang mampu menyimpan dan mampu mengalirkan hidrokarbon. Dimana batuan

tersebut harus memiliki porositas sebagai penyimpanan hidrokarbon dan permeabilitas

sebagai tempat mengalirnya hidrokarbon. Jenis-jenis reservoir adalah:

- Siliclastic rock

- Carbonate rock

8/11/2019 [Modul 2_Senin 1_10111072].pdf

15/17

- Igneous Rock (batuan beku)

- Metamorphic rock

c. Migrasi

Proses transportasi minyak dan gas dari batuan sumber menuju reservoir. Dalam

transportasi hidrokarbon terjadi beberapa proses, yaitu migrasi primer (migrasi di dalam

sekuen dari source rock), ekspulsion (dari sekuen source rock menuju carrier bed), migrasi

sekunder (transportasi carrier bed menuju ke trap).

d. Trap (jebakan)

Bentuk dari suatu geometri atau facies yang mampu menahan minyak dan gas bumi untuk

berkumpul dan tidak berpindah lagi. Suatu trap harus terdiri dari batuan reservoir sebagai

tempat penyimpan hidrokarbon dan suatu set seal (penutup/tudung) sehingga tidak

dimungkinkan terjadi migrasi lagi. Proses migrasi dan pembentukan trap tidak saling

berhubungan dan terjasi di waktu yang berbeda. Waktu pembentukan trap sangat penting

Karena jika trap terbentuk sebelum hidrokarbon bermigrasi maka kemungkinan akan

ditemukannya akumulasi hidrokarbon di dalam trap. Dan jika sebaliknya, maka

kemungkinan hidrokarbon telah melewati trap tersebut. Adapun 5 jebakan, yaitu:

- jebakan structural (pelipatan, pengangkatan, intrusi)

- jebakan stratigrafi (perubahan facies, perubahan permeabilitas, pinch out)

-

jebakan patahan (fault trap)

- jebakan ketidakselarasan (unconformity trap)

- jebakan kombinasi

8/11/2019 [Modul 2_Senin 1_10111072].pdf

16/17

e. Seal (tudung penutup), yaitu batuan yang memiliki porositas dan permeabilitas kecil.

3. Pemecahan emulsi dengan metode sentrifugasi

Sentrifugasi adalah pemisahan dengan menggunakan gaya putaran atau gaya sentrifugal.

Pada metode ini, semakin besar perbedaan rapat massa dari kedua cairan, maka kedua cairan

tersebut semakin mudah untuk dipisahkan. Dimana cairan yang lebih berat akan menjauhi

pusat putaran. Gaya sentrifugal berfungsi ganda, yaitu sebagai perusak sistem emulsi dan

memisahkan kedua fasa cairnya. Pemisahan sentrifugal ini menggunakan prinsip dimana

objek diputar secara horizontal pada jarak radial dari titik dimana titik tersebut dikenakan

gaya. Objek yang diputar secara horizontal dan konstan merubah arah dan percepatan

walaupun kecepatan rotasi konstan. Peralatan sentrifugasi untuk memisahkan dua fasa cair

dapat dikelompokkan menjadi dua tipe,yaitu tubular centifuge dan disk bowl centrifuge.

Emulsi yang akan dipisahkan dimasukkan dalam tabung , kemudian tabung dimasukkan

kedalam alat sentrifugasi. Selain itu, digunakan tabung lain yang berisi cairan sebagai

penyeimbang. Di dalam alat sentrifugasi, tabung diputar dengan cepat. Karena adanya daya

sentrifugal, maka cairan dengan berat jenis lebih besar akan terkumpul di bagian bawah

tabung sehingga memudahkan untuk dipisahkan dari sistem emulsi.4. Pemecahan emulsi dengan metode elektrostatik

Prinsip dari metode ini adalah memberikan aliran listrik pada cairan. Alat yang digunakan

untuk pemisahan emulsi dengan metode elektrostatik ini adalah dehydrator. Dehydrator

merupakan vessel yang berfungsi untuk memisahkan butiran-butiran air yang masih

terkandung di dalam minyak. Pemisahan yang terjadi di dalam dehydrator menggunakan kalor

8/11/2019 [Modul 2_Senin 1_10111072].pdf

17/17

atau pemanas dan sistem listrik (prinsip elektrostatik). Di dalam vessel terdapat sepasang

elektroda, yaitu upper electrode dan lower electrode yang berupa kisi-kisi (electrical grids).

Lower electode dialiri listrik sebesar 23 kV sedangkan upper electrode dihubungkan dengan

ground. Elektroda tersebut berfungsi untuk membangkitkan medan listrik tegangan tinggi

yang disuplai dari sebuah transformer pada bagian atas. Ketika melewati medan listrik

tegangan tinggi, yang dibangkitkan oleh elektroda, titik-titik air dalam minyak akan terinduksi

menjadi partikel dengan dua kutub yang berlawanan (terpolarisasi). Hal ini akan

menyebabkan kutub-kutub yang berlawanan akan selalu tarik-menarik, menyebabkan

partikel-partikel air akan saling bergabung membentuk droplet-droplet air yang lebih besar.

Demikian seterusnya sampai droplet yang terbentuk cukup besar untuk menyebabkan gaya

gravitasi dapat menarik jatuh ke bagian dasar vessel.

[Modul 2_Senin 1_10111072].pdf

Documents

Transcript of [Modul 2_Senin 1_10111072].pdf