fundamental of rock properties

Prinsip Dasar Properti Batuan Kuliah 1 (11.Sep.2015)

Courtesy: Schlumberger

Dosen: Sri Konsep Harum Wicaksono

Properti Batuan

• Batuan reservoir bisa berasal dari unconsolidated sampai consolidated sandstone, limestone, dsb serta tersusun dari banyak mineral (silica, calcite, dll).

• Pengetahuan properti batuan penting untuk mengetahui dan mengevaluasi performa reservoir.

• Properti batuan ditentukan melalui analisis laboratorium dengan mengambil core (sample reservoir).

Data Core – Untuk apa?

Analisis Rutin Core & Analisis Spesial Core

Analisis Data Core

Analisis Rutin Core

• Porositas

• Permeabilitas

• Saturasi

Analisis Spesial Core

• Tekanan overburden

• Tekanan Kapiler

• Permeabilitas Relatif

• Kebasahan

• Tegangan permukaan dan antar-muka

Porositas – Prinsip Porositas merupakan ukuran kapasitas penyimpanan (volume pori) yang yang berisi fluida. Secara kuantitatif, porositas berarti rasio volume pori dibagi volume total (bulk volume)

Porositas absolut Porositas efektif

Porositas – Faktor Penting

Faktor yang mempengaruhi besar kecilnya porositas antara lain:

1. Ukuran butir 2. Bentuk butir 3. Susunan butir

• Cubic-packing (47.7%) • Rhombohedral packing (25.9%) • Hexagonal packing (39.54%)

4. Pemilahan / sorting 5. Komposisi mineral 6. Sementasi 7. Kompaksi dan pemampatan

Perata-rataan porositas (Porosity Averaging)

K-Phi Law K-Phi (Permeability-Porosity) Law dipakai untuk menentukan nilai permeability berdasarkan persebaran data porosity yang ada di SCAL (Special Core Analysis)

Porositas – Contoh (1)

Porositas – Contoh (2)

Saturasi – Prinsip Saturasi merupakan fraksi, atau persen, dari volume pori yang diisi oleh fluida tertentu.

Saturasi – Prinsip

Saturasi – Contoh

Kebasahan Batuan

Kebasahan batuan merupakan tendensi dari satu fluida untuk menyebar pada permukaan benda padat.

Wettability

WW phi < 90 deg OW phi > 90 deg

Tegangan Permukaan dan Antar Muka

Permeability

Didefinisikan sebagai kemampuan batuan untuk mengalirkan fluida. Dihitung menggunakan hukum Darcy.

Berdasarkan arahnya, permeability didefinisikan: permeabilitas horizontal dan permeabilitas vertikal.

Unit in SI?

Efek Klinkenberg

Klinkenberg menemukan bahwa terdapat perbedaan kecepatan pada fluida yang mengalir di antara butir pasir.

Liquid memiliki kecepatan = 0 pada permukaan butir pasir, sedangkan gas memiliki kecepatan yang berhingga. Hal ini disebut sebagai slippage.

Oleh karena itu permeability pada gas lebih besar daripada liquid

Efek Klinkenberg

Permeabilitas Rata-rata

Permeabilitas Contoh

Relative Permeability Applications of relative permeability data

• To model a particular process, for example, fractional flow, fluid distributions, recovery and predictions • Determination of the free water surface; i.e., the level of zero capillary pressure or the level below which fluid production is 100% water. • Determination of residual fluid saturations

Relative Permeability Definition

Absolute permeability – ability of the porous media to transmit fluids Effective permeability – permeability of a given phase when more than one phase is present Relative permeability – the ratio of the effective permeability for a particular fluid to a reference or base permeability of the rock.

Pada gas, terdapat Klinkenberg effect slippage effect karena gas memiliki mobility yang tinggi k abs gas lebih tinggi

Relative Permeability


Sgc - critical gas saturation, when gas first becomes mobile, generally at Sg = 2 to 5%, always between 0 and 10% this would be measured during a drainage process Sgr = Sgt -residual or trapped gas saturation, when gas can no longer flow because its saturation is being reduced during an imbibition process, generally at values between 15 and 40%.

Relative Permeability Relationship between capillary pressure and relative

permeability

Relative Permeability Oil-Water System

Relative Permeability Oil-Gas System

Relative Permeability Three Phases System

Capillary Pressure (Pc)

Pc = P Nw - Pw

P Nw = P non wetting phase P w = P wetting phase

Capillary Pressure (Pc) – J Function

Flow Units

Gamma Ray Log

Petrophysical Data

Pore Types

Lithofacies Core

1

2

3

4

5

Core Plugs

Capillary Pressure

f vs k

Pc(Sw) Depends on k,f

High Quality

Low Quality

Function moves up and right, and becomes less “L” shaped as reservoir quality decreases

Proses Hysterisis

Distribusi Saturasi Inisial

• Sebuah aplikasi yang penting dari prinsip Pc adalah untuk mengetahui distribusi fluida di reservoir.

• Data Pc-Sw dapat dikonversi menjadi data ketinggian-saturasi dan untuk menentukan ketinggian Free Water Level (FWL).

Distribusi Saturasi Inisial

Mengubah data Pc lab ke Pc res

Mengubah data Pc lab ke Pc res

For a pay zone whose top and bottom are 45 ft and 25 ft from the free water table, use the laboratory Pc graph below to calculate the average water saturation for this pay interval.

Hydrocarbon in Place (Volume)

Initial Oil in Place (IOIP) Initial Gas in Place (IGIP)

Faktor Konversi / Satuan Unit !!

Quiz

Hitunglah porositas dari sebuah sample core batu pasir dengan data-data analisis core berikut ini: Volume Bulk sample kering : 8.1 cm3 Berat dari sample kering: 17.3 g Densitas butir pasir: 2.67 g/cm3

Tentukan porositas dan jenis batuan dari sebuah sample core, dengan data-data yang dberikan berikut ini: Berat sample kering core: 259.2 g Berat sample core yang tersaturasi air 100%: 297 g (densitas air 1 g/cm3) Berat sample core di air: 161.4 g

Sebuah brine dipakai untuk mengukur permeabilitas absolute dari sebuah core plug. Sample batuan memiliki panjang 4 cm dan luas cross section 3 cm2. Brine memiliki viscosity 1 cp dan mengalir dengan laju konstan 0.5 cm3/detik pada differential pressure 2 atm. Tentukan permeabilitas absolutnya!

1

2

3

fundamental of rock properties

Documents