Sifat Fisika Batuan Dan Fluida

download Sifat Fisika Batuan Dan Fluida

of 43

  • date post

    28-Dec-2015
  • Category

    Documents

  • view

    229
  • download

    3

Embed Size (px)

description

water treatment

Transcript of Sifat Fisika Batuan Dan Fluida

  • 1

    SIFAT FISIKA

    BATUAN dan FLUIDA

  • Sifat fisik Batuan: Porosity

    Pore size distribution

    Permeability

    Formation compressibility

    Sifat statis batuan-fluida (interaksi batuan & fluids di dalam pori):

    Wettability & contact angle

    Capillary pressure & interfacial tension

    Irreducible & connate water saturation

    Residual oil saturation

    Sifat Dinamis batuan-fluida (interaksi batuan & fluida):

    Relative permeability

    Mobility

    Saturation distribution during immiscible fluid displacement

    Sifat Fisik Batuan Reservoir

    2

  • Original or primary porosity - dibentuk bersamaan dgn pengendapan batuan, terkompaksi dan tersemen bersama menjadi matriks

    Induced or secondary porosity - berkembang akibat proses geologi yang terjadi setelah pengendapan

    Total porosity - total rongga batuan dibagi bulk volume batuan

    Effective porosity - ratio rongga yang saling berhubungan terhadap bulk volume batuan

    Properties of the Rock Material Porosity

    3

  • Properties of the Rock Material

    Porosity

    4

    VolumeBulk

    VolumeVoidPorosity

    VolumeBulk

    VolumePorectedInterconnePorosityEffective e

    VolumeBulk

    VolumePoreTotalPorosityTotal T

    grainscementedbeweenvolumeVoid

    grainssolidbyoccupiedVolumeRockVolumeBulk

  • Properties of the Rock Material Porosity

    Sandstones = 1% - 38%

    rata-rata = 20%

    Limestone & dolomite rata-rata = 10%

    5

    Pore Space in Packing of Uniform Spheres

  • Persamaan Darcys untuk aliran horizontal linear melalui media pori

    Properties of the Rock Material

    Permeability Persamaan Darcys

    6

    A

    Q

    Q

    Dp

    p1

    p2

    L

    L

    pp

    Akq

    1 2

    21 ppALq

    k

    dimana: q = volumetric rate (cm3/sec)

    k = permeability (darcies)

    A = area (cm2)

    m = viscosity (cp)

    p1 = upstream pressure (atm)

    p2 = downstream pressure (atm)

    L = length of porous media (cm)

  • Batuan memiliki permeabilitas satu Darcy akan mengalirkan fluida berviskositas satu centipoise melalui luasan satu cm2 dengan laju alir satu centimeter cubic per detik pada gradient tekanan sebesar satu atmosphere per cm. Biasanya 1 Darcy terlalu besar untuk ukuran batuan reservoir, sehingga millidarcy, merupakan satuan

    yang biasa digunakan

    1000 md = 1 D

    Properties of the Rock Material Permeability Persamaan Darcys

    7

  • Persamaa Darcys untuk aliran horisontal / linier :

    q = volumetric flow rate of liquid (bbl/day)

    k = permeability (md)

    A = flow area (ft2)

    p1 = upstream pressure (psi)

    p2 = downstream pressure (psi)

    m = fluid viscosity (cp)

    L = thickness of porous media (ft)

    Properties of the Rock MaterialPermeability Persamaan Darcys

    8

    L

    ppAk1.1271x10q

    213

  • Asumsi persamaan Darcys adalah: Aliran Incompressible flow

    Viskositas konstan

    Aliran laminar sangat pelan

    Aliran Steady state

    Properties of the Rock Material

    Permeability Persamaan Darcys

    9

    Ketika menggunakan persamaan Darcys, apakah batasab tersebut sepenuhnya dapat terpenuhi untuk mendapatkan permeability menjadi akurat ?

  • Permeabilitas

    Sifat batuan & bukan fluida yang mengair melaluinya, menyebabkan fluida 100% mensaturasi seluruh pori batuan

    Permeabilitas Absolute

    Permeabilitas batuan yang di saturasi satu jenis fluida

    Permeabilitas Effective

    Permeabilitas batuan bila pada batuan tersebut disaturasi oleh lebih dari satu fluida

    Jumlah dari permeabilitas effective utk fluida yang berlainan selalu < permeabilitas absolute-nya

    Properties of the Rock Material Permeabilitas Absolute dan Effective

    10

  • Static Rock-Fluid Properties

    Wettability

    Sudut kontak < 90 (water-wet)

    Sudut kontak > 90 (oil-wet)

    Sudut kontak = 90 (neutral)

    11

    Forces in Equilibrium at Oil-

    water Interface

    Wettability - kecenderungan satu fluida ter-adesi di

    permukaan padatan dibandingkan fluida taktercampur

    lainnya

  • Pada umumnya reservoirs, merupakan:

    25% water-wet

    25% oil-wet

    50% intermediate or mixed wettability

    Efficiency Pendesakan fluida nonwetting mendesak fluida membasahi biasanya lebih kecil dibandingkan fluida wetting terhadap non-wetting

    Static Rock-Fluid Properties

    Wettability

    12

    Oil Wet Water Wet

    Sand Grain

    Water

    Oil

    Sand Grain

    Water

    Oil

  • Drainage - apabila fasa non-wetting displaces fasa wetting

    Imbibition apabila fasa wetting displaces fasa non-wetting

    Static Rock-Fluid Properties

    Wettability

    13

  • Wettability dapat diidentifikasi dengan cara:

    Apabila air produksi memiliki komposisi sama dengan air conat, reservoir bersifat water-wet.

    Apabila air produksi sama dengan air injeksi, ada dua kemungkinan:

    Reservoir adalah oil-wet.

    Air injeksi melewati zona porous yang sangat tipis atau fracture, dan karenanya tidak mempunyai kesempatan kontak secara cukup dengan connat water kecuali pada sistem dengan proses water breakthrough yang lama

    Static Rock-Fluid Properties

    Wettability

    14

  • Capillary pressure - perbedaan tekanan antar muka dua fluida tidak membasahi pada sistem kapiler (porous)

    Static Rock-Fluid Properties

    Capillary Pressure

    15

  • Hubungan antara saturasi air, Sw, pada setiap titik di media pori dengan tekanan kapiler-nya didefinisikan sebagai capillary-pressure curve

    Dua tipe:

    Drainage curves - memperlihatkan perubahan saturasi fasa non-wetting mendesak fasa wetting

    Imbibition curves - memperlihatkan perubahan saturasi fasa wetting mendesak fasa non-wetting

    Static Rock-Fluid Properties

    Capillary Pressure

    16

  • Capillary Pressure Curve menyatakan distribution air di dalam reservoir

    Terdapat interval saturation yang secara gradual berubah dari 100% hingga saturasi air konate < 20%

    Static Rock-Fluid Properties

    Capillary Pressure

    17

    Example of a typical capillary pressure curve and the corresponding

    vertical fluid distribution in the reservoir

  • Layer yang kurang permeabel memiliki zona transisi yang lebih lebar dan Saturasi air konat lebih besar

    Kesalahan dalam menentukan Tekanan Kapiler dapat menyebabkan estimasi OOIP yang optimistik

    Capillary pressure curves menyatakan sifat sample & kehati-hatian diperlukan ketika scaling up ke skala reservoir

    Untuk menjamin distribusi saturasi dari data pengukuran tekanan kapiler, saturasi harus dikalibrasi terhadap logs

    Static Rock-Fluid Properties

    Capillary Pressure

    18

  • OWC

    Dep

    th

    Water Saturation, Swc

    Top of OW

    Transition Zone

    5000

    5800

    0 100%

    Sw = Swir

    OWC

    Dep

    th

    Water Saturation, Swc

    Top of OW

    Transition Zone

    5000

    5800

    0 100%

    Sw = Swir

    OWC

    Dep

    th

    Water Saturation, Swc

    Top of OW

    Transition Zone

    5000

    5800

    0 100%

    Sw = Swir

    OWC

    Dep

    th

    Water Saturation, Swc

    Top of OW

    Transition Zone

    5000

    5800

    0 100%

    Sw = Swir

    Static Rock-Fluid Properties

    Capillary Pressure

    19

  • Irreducible water saturation, Swir

    Minimum saturation pada capillary pressure curve vertical

    Maximum saturation tanpa aliran air

    Connate water saturation, Swc

    Saturasi air asli dalam reservoir yang dapat lebih besar atau sama dengan Swir

    Jika Swc > Swir berarti fasa mobile

    Pada beberapa perhitungan reservoir, irreducible & connate water saturations dapat diasumsikan identik

    Dipengaruhi oleh wettability batuan - cenderung lebih rendah pada batuan oil-wet dibandingkan pada water-wet rocks

    Irreducible & Connate Water Saturation

    20

  • Relative permeability - perbandingan permeabilitas effective terhadap permeabilitas absolute-nya

    Persamaan Darcy's, aslinya diformulasikan untuk digunakan pada media pori yang disaturasi hanya dengan satu fluida . . yaitu air

    Dynamic Rock-Fluid Properties

    Relative Permeability

    21

    abs

    effr

    k

    kk

  • Dynamic Rock-Fluid Properties

    Relative Permeability

    22

    ds

    dz g -

    ds

    dp

    A k - = q o

    o

    o

    o

    o

    ds

    dz g -

    ds

    dp

    A k - = q g

    g

    g

    g

    g

    ds

    dz g -

    ds

    dp

    A k - = q w

    w

    w

    w

    w

    k

    k = k

    oro

    k

    k = k

    grg

    k

    k = k

    wrw

  • Dynamic Rock-Fluid Properties

    Pengaruh Wettability pada Relative Permeability

    23

    Examples of relative permeability curves

  • Kharakteristik water-oil relative permeability untuk water-wet & oil-wet reservoirs:

    24

    1.0

    0.8

    0.6

    0.4

    0.2

    0 0 20 40 60 80 100

    Water

    Oil

    Water Sat., % PV

    Re

    lati

    ve

    Pe

    rme

    ab

    ilit

    y F

    racti

    on

    Typical wat