Minggu, 22 April 2012

POROSITAS DAN PERMEABILITAS


Porositas

Porositas didefinisikan sebagai perbandingan antara volome batuan yang tidak terisi oleh padatan terhadaf volume batuan secara keseluruhan. Berdasarkan sifat batuan resevoir maka porositas dibagi menjadi dua yaitu porositas efektif dan porisitas absolut.
Porositas efektif yaitu perbandingan volume pori-pori yang saling berhubungan terhadap volume batuan secara keseluruhan.
Porositas absolut adalah  perbandingan volume pori-pori total tampa memandang saling berhubungan atau tidak , terhadap volume batuan secara keseluruhan.
Pori merupakan ruang di dalam batuan; yang selalu terisi oleh fluida, seperti udara, air tawar/asin, minyak atau gas bumi. Porositas suatu batuan sangat penting dalam eksplorasi dan eksploitasi baik dalam bidang perminyakan maupun dalam bidang air tanah. Hal ini karena porositas merupakan variabel utama untuk menentukan besarnya cadangan fluida yang terdapat dalam suatu massa batuan.
Porositas batupasir dihasilkan dari sekumpulan proses-proses geologi yang berpengaruh terhadap proses sedimentasi. Proses-proses ini dapat dibagi menjadi 2 kelompok, yaitu proses pada saat pengendapan dan proses setelah pengendapan. Kontrol pada saat pengendapan menyangkut tekstur batupasir (ukuran butir dan sortasi). Proses setelah pengendapan yang berpengaruh terhadap porositas diakibatkan oleh pengaruh fisika dan kimia, yang merupakan fungsi dari temperatur, tekanan efektif dan waktu (Bloch, 1991).
Beard dan Weyl (1973) menyatakan bahwa porositas sangat kecil dipengaruhi oleh perubahan dalam ukuran butir dengan sortasi yang sama, tetapi porositas bervariasi terhadap sortasi. Penurunan porositas dari 42,4 % pada pasir bersortasi baik sampai 27,9 % pada pasir yang bersortasi sangat jelek. Sedangkan Graton dan Fraser (1935 dalam Beard & Weyl, 1973) menemukan bahwa pengepakan bola sangat kuat hingga berbentuk rhombohedral diperoleh porositas sebesar 26 % dan pengepakan berbentuk kubus diperoleh porositas 47,6 %. Tetapi di alam pengepakan butiran tidak berbentuk kubus maupun rhombohedral.
Selanjutnya Scherer (1987) menyatakan bahwa parameter yang paling penting yang berpengaruh terhadap porositas adalah umur, mineralogi (kandungan butiran kuarsa), sortasi dan kedalaman terpendam maksimum.


Parameter geologi yang mengontrol porositas

Komposisi butiran mempengaruhi sifat-sifat kimia dan mekanika batupasir. Hal ini akan berpengaruh terhadap porositas selama periode setelah pengendapan dari evolusi batupasir (Bloch, 1991). Scherer (1987) menggunakan kelimpahan butiran kuarsa (termasuk di dalamnya kuarsa mono- dan polikristalin dan fragmen batuan yang tersusun dominan oleh kuarsa) sebagai parameter dalam modelnya.
Porositas tidak dipengaruhi oleh ukuran butir tetapi merupakan fungsi dari sortasi. Porositas berkurang secara progresif dari pasir bersortasi sangat baik sampai pasir yang bersortasi sangat jelek. Selanjutnya Scherer (1987) juga menyatakan bahwa median ukuran butir tidak dapat dijadikan parameter untuk memprediksi porositas. Hubungan antara porositas dan ukuran butir pada batupasir arkose dan lithic arkose (Lapangan Yacheng) lemah dengan R = 0,42 (Bloch, 1991). Dari penelitian tersebut diperoleh persamaan sebagai berikut :
Porositas = -6,1 + 9,8 (1/sortasi) + 0,17 (% butiran keras)
dengan sortasi diukur berdasarkan koefisien sortasi Trask.
Nilai koefisien regresi dari model ini secara statistik signifikan dengan prob > F = 0,0001 (Scherer, 1987). Model ini juga mempunyai nilai koefisien determinasi relatif tinggi R2 = 0,75).
Penentuan dari penghitungan porositas  didasarkan atas beberapa hal, yang antara lain :
a. Pori-pori intergranular (antar butiran)
b. Pori-pori intragranular (pada butiran)
c. Pori-pori yang melebihi ukuran relatifnya

Hubungan Kecepatan Gelombang Seismik dan Jenis Porositas 

Hubungan antara kecepatan gelombang seismik dan porositas akan menjadi kompleks karena pengaruh geometri lubang/rongga dan mineralogi, serta mengingat kenyataan bahwa sebagian besar batuan karbonat memiliki lebih dari 1 macam jenis (tipe) porositas. Namun, beberapa generalisasi dapat dibuat berkaitan dengan tipe lubang seperti di bawah ini: 

1. Porositas Interkristalin dan Interpartikel 
Tipe porositas ini memiliki karakter yang rasio bidang permukaan internal terhadap porositas yang tinggi. Baik kecepatan gelombang primer maupun sekunder akan rendah dan kecepatan ini sangat bergantung pada tekanan pembebanan efektif atau tekanan pembebanan bersih (net overburden pressure). 

2. Porositas Moldic dan Intrapartikel 
Porositas moldic adalah porositas sekunder, sedangkan porositas intrapartikel dan intrakristalin adalah porositas primer. Kecepatan gelombang seismik dalam batuan karbonat berporositas jenis moldic dan intrapartikel cederung tidak sensitif terhadap perubahan tekanan dan umumnya tinggi, karena tipe rongga ini sulit dideformasi. 

3. Vug dan Porositas “Channel” 
Porositas Vuggy memiliki kerangka batuan yang kuat dan rasio bidang permukaan internal terhadap porositas yang rendah. Dengan demikian gelombang primer dan sekunder akan relatif cepat dan tidak sensitif terhadap perubahan tekanan. Porositas “Channel” biasanya mudah dideformasi, dengan demikian cepat rambat gelombang seismik di batuan seperti ini biasanya lebih rendah. 

4. Porositas Fenestral 
Porositas sekunder yang satu ini mempunyai lubang lebih besar daripada kisi-kisi batuan karbonat grain-supported. Kecepatan gelombang seismik di karbonat tipe porositas fenestral sama yang ada di tipe porositas interkristalin. 

5. Porositas Breksia/Rekahan 
Porositas rekahan berevolusi ke tipe breksia, dengan pertambahan jarak antara dinding-dinding yang merekah. Satu hal yang menarik dari rekahan adalah baik gelombang primer maupun sekunder bergantung pada arah rambatan gelombang relatif terhadap orientasi rekahan tersebut. Jika rekahannya banyak dan berorientasi acak, maka batuan akan bersifat isotropis. Meskipun rekahan tidak banyak berkontribusi pada porositas total, mereka sangat berpengaruh dalam menurunkan cepat rambat gelombang seismik pada batuan karbonat. Pada batuan yang terletak sangat dalam, rekahan-rekahan kecil kemungkinan sudah rapat dan tidak berpengaruh pada kecepatan gelombang primer.
·         Permeabilitas
Permeabilitas batuan didefinisikan sebagai kemampuan batuan dalam melewatkan fluida dalam medium pori yang salimg berhubungan batuan
Ada tiga jenis permeabilitas yang dikenal yaitu permeabilitas absolut, permeabilitas efektif, permeabilitas relatif.
Permeabilitas absolut dipakai untuk aliran fluida satu fasa. Permeabilitas efektif digunakan unuk aliran yang tersiri dari dua fasa atau lebih.
Permeabililtas raltif adalah perbandingan antara absolut dengan permeabilitas efektif, ini tergantung jenis fluidnya.
Semua jenis tanah bersifat lolos air (permeable) dimana air bebas mengalir melalui ruang-ruang kosong (pori-pori) yang ada di antara butiran-butiran tanah. Tekanan pori diukur relatif terhadap tekanan atmosfer dan permukaan lapisan tanah yang tekanannya sama dengan tekanan atmosfer dinamakan muka air tanah atau permukaan freasik, di bawah muka air tanah. Tanah diasumsikan jenuh walaupun sebenarnya tidak demikian karena ada rongga-rongga udara.

Permeabilitas tanah menunjukkan kemampuan tanah dalam meloloskan air. Struktur dan tekstur serta unsur organik lainnya ikut ambil bagian dalam menaikkan laju permeabilitas tanah. Tanah dengan permeabilitas tinggi menaikkan laju infiltrasi dan dengan demikian, menurunkan laju air larian.
Tinggi muka air tanah berubah-ubah sesuai dengan keadaan iklim tetapi dapat juga berubah karena pengaruh dari adanya kegiatan konstruksi. Di tempat itu dapat juga terjadi muka air tanah dangkal, di atas muka air tanah biasa, sedangkan kondisi dapat terjadi bila tanah dengan permeabilitas tinggi di permukaan atasnya dibatasi oleh lapisan muka air tanah setempat, tetapi berdasarkan tinggi muka air tanah pada suatu tempat lain yang lapisan atasnya tidak dibatasi oleh lapisan rapat air.
Koefisien permeabilitas terutama tergantung pada ukuran rata-rata pori yang dipengaruhi oleh distribusi ukuran partikel, bentuk partikel dan struktur tanah. Secara garis besar, makin kecil ukuran partikel, makin kecil pula ukuran pori dan makin rendah koefisien permeabilitasnya. Berarti suatu lapisan tanah berbutir kasar yang mengandung butiran-butiran halus memiliki harga k yang lebih rendah dan pada tanah ini koefisien permeabilitas merupakan fungsi angka pori. Kalau tanahnya berlapis-lapis permeabilitas untuk aliran sejajar lebih besar dari pada permeabilitas untuk aliran tegak lurus. Lapisan permeabilitas lempung yang bercelah lebih besar dari pada lempung yang tidak bercelah (unfissured).
Permeabilitas ini merupakan suatu ukuran kemudahan aliran melalui suatu media poreus. Secara kuantitatif permeabilitas diberi batasan dengan koefisien permeabilitas. Banyak peneliti telah mengkaji problema permeabilitas dan mengembangkan beberapa rumus. (Rumus Fair dan Hatch 1933) dapat dipandang sebagai sumbangan yang khas.
Permeabilitas intrinsik suatu akifer bergantung pada porositas efektif batuan dan bahan tak terkonsolidasi, dan ruang bebas yang diciptakan oleh patahan dan larutan. Porositas efektif ditentukan oleh distribusi ukuran butiran, bentuk dan kekasaran masing-masing partikel dan susunan gabungannya, tetapi karena sifat-sifat ini jarang seragam, konduktivitas hidrolik suatu akifer yang berkembang dibatasi oleh permeabilitas lapisan-lapisan atau masing-maisng zone, dan mungkin bervariasi cukup besar tergantung pada arah gerakan air.