BAB III PERALATAN DAN PEROSEDUR PERCOBAAN
Alat vibrasi yang digunakan pada ekperimen ini merupakan pengembangan dari rancangan Tim Vibroseismik Teknik Perminyakan ITB. Alat ini mampu menstimulasi vibrasi dari arah atas (longitudinal aksial, gelombang P) dimana alat sebelumnya mempunyai sumber getar vibrasi hanya tipe transversal sirkular (gelombang S). Komponen-komponen vibrator, prosedur pengukuran, pengukuran parameter-parameter
fisis
sampel
core,
serta
pelaksanaan
eksperimen
dilaboratorium telah dijelaskan secara lengkap dalam thesis Beni. Beberapa modifikasi pada komponen vibrator terutama pada penggunaan mode vibrasi aksial terletak pada sumber getar aksial dan penguat/amplifier (gambar 3.1). Sumber getar aksial ditempakan pada bagian atas alat vibroseismik (gambar 3.2) dan dihubungkan kepenguat kemudian dari penguat dihubungkan ke unit vibroseismik exciter.
c
a d b
Gambar 3.1. (a) Penguat vibrasi aksial, (b) vibrator aksial, (c) unit vibrator exciter, dan (d) unit sonic delay analyzer Pada penelitian ini mode vibrasi aksial dan sirkular digetarkan secara simultan dengan pendesakan air pada core sintetis yang terdiri dari bebagai variasi permeabilitas (k) dan porositas. Frekuensi yang dipakai adalah 15 Hz pada amplitudo yang sama. Laju injeksi konstan pada 0,3 cc/menit dan pendesakan diusahakan hingga minyak tidak lagi terproduksi. Untuk membandingkan efek
15
stimulasi vibrasi maka digunakan sampel core yang sama sebelum dan setelah vibrasi.
Sumber Gel. P (Axial) Sumber Gel. S (Circular) X‐Y Receiver X‐Z Receiver Ultrasonic Injection Valve Core Holder Overburden Line Saluran Produksi
Gambar 3.2. Alat vibroseismik mampu menstimulasi vibrasi tipe longitudinal aksial (gelombang P) dan transversal sirkular (gelombang S) 3.1 Peralatan dan Bahan
3.1.1 Peralatan 1.
Alat vibrasi tim vibroseismik Teknik Perminyakan ITB Spesifikasi : Sensor Desain elemen
: Triaxial piezzo ceramic
Dimensi
: 59 x 59 x 62 mm
Case material
: Diamagnetic stainless steel
16
Transmit mode
: Shear (X dan Y) dan pressure (Z)
Konektor
: 8 pin receiver & 7 pin transmitter
Recommended cabling
: Aluminium shielded ground
Transmitter HV pulse
: 10 – 250 V internal adjustable
Pulse rate
: 25 – 150 Hz continue
Receiver Charge amplifier gain
: 0 – 75 dB
Coupling
: RC
Main Calibration delay
: 0 – 20 µs (ADJ)
Trigger delay
: 0 – 100 µs (10 x 10 µs stepped)
Power supply
: 220 V AC
Temperature range
: 15 – 55 oC
Sonic delay analyzer terdiri dari : 1.
Sonic delay analyzer modul
2.
Transmit sensor
3.
Receive sensor
4.
Transmit cable (7pin)
5.
Receive cable (8 pin)
6.
2 RG-58 with BNC connector
7.
Instrument case
2.
UltraporeTM 300 Helium Pycnometer System
3.
Ultra PermeameterTM 400
17
4.
S.S Hassler (Type CAT.#103), Core Laboratories
5.
Osiloskop
6.
Pompa vakum
7.
Neraca digital balance
8.
Pompa injeksi merkuri
9.
Flask / gelas ukur
10. Solvent ekstraksi 11. Neraca digital 12. Piknometer 13. Oven 14. Sieve elektrik 15. Motor pemotong core
3.1.2 Bahan 3.1.2.1 Bahan core sintetis 1.
Pasir kuarsa dengan ukuran mesh 20, 35, 50, 100
2.
Semen
3.
Air
4.
Pipa paralon diameter 1 inchi, panjang 1.5 inchi
5.
Plastik ukuran ¼ kg (tempat adukan)
3.1.2.2 Bahan percobaan 1.
Minyak lapangan
2.
Air formasi
3.
Gas N2
18
4.
Grease
5.
Gas Helium
3.2 Prosedur Percobaan
Pengambilan data dimulai dengan membuat core sintetis. Prosedur pembuatan core sintetis menggunakan pasir kuarsa dengan berbagai kombinasi ukuran butir pasir menggunakan satuan mesh dan semen seperti dijelaskan pada penjelasan no. 1 dibawah. Sampel yang dipakai pada tahap penggetaran adalah sampel yang sama dipakai pada proses pendesakan air tanpa vibrasi. Proses persiapan dan pengambilan data pada penelitian ini dapat dilihat dalam diagram alir pada gambar 3.3.
19
Membuat core
Injeksi core dengan air formasi
Mengukur φi and ki core
Saturasi core dengan minyak
Injeksi core dengan air formasi
Ekstrak core dan keringkan di oven
Mengukur φi and ki core setelah injeksi
Saturasi core dengan minyak
Injeksi core dengan air formasi dan vibrasi pada frekuensi 15 HZ
Bandingkan pendesakan air vs Pendesakan air+Vibro
Gambar 3.3. Diagram alir pengambilan data penelitian
20
Beberapa bagian proses persiapan dan pengambilan data pada penelitian ini seperti pada diagram alir diatas dapat dijelaskan sebagai berikut: 1.
Pembuatan core sintetik, persiapan, dan pengukuran dimensi core
Gambar 3.4. Pasir kuarsa yang telah dicuci untuk menghilangkan kotorankotoran Pasir kuarsa yang diperoleh dari lapangan dicuci terlebih dahulu agar kotoran-kotoran dapat dibuang. Keringkan pasir kuarsa tersebut kedalam oven, atur temperatur oven sekitar ± 50o C, biarkan proses pengeringan selama 1 hari. Saring pasir kuarsa yang telah dikeringkan menggunakan sieve elektrik dengan wadah ukuran butir sesuai yang kita inginkan, pisahkan ketempat penyimpanan dengan masing-masing ukuran butir. Saring juga semen agar semen yang bergumpal dapat dipisahkan sehingga tidak mengganggu saat proses pembuatan core.
21
Gambar 3.5. Plastik pengaduk yang telah berisi campuran pasir dan semen Siapkan bahan-bahan untuk membuat core: pasir kuarsa, semen, pipa paralon diameter 1 in panjang 1.5 in, sendok, kayu ukuran 1 in, plastik pengaduk ukuran ½ kg, dan gelas ukur. Timbang pasir kuarsa masing-masing ukuran butir dan semen dengan digital balance, masukkan kedalam plastik pengaduk yang sudah disiapkan, aduk-aduk agar pasir dan semen tercampur sempurna. Ukur volume air yang diperlukan (lihat komposisi pada table 4.1), campurkan dengan pasir dan semen yang telah disatukan dalam plastik pengaduk. Agar tidak terjadi penggumpalan, ratakan pencampuran dengan memencet gumpalan-gumpalan yang ada, kemudian diaduk sampai rata.
Gambar 3.6. Proses pencetakan core sintetis menggunakan cub motor
22
Siapkan paralon yang telah dipotong dengan ukuran yang diinginkan. Tuangkan campuran pasir dan semen diatas menggunakan sendok kedalam paralon sampai penuh. Taruh kayu diatas paralon yang telah diisi campuran semen dan pasir tersebut, tekan menggunakan handle cub Motor. Tambahkan campuran kemudian tekan lagi, dan lakukan terus sampai paralon penuh. Simpan cetakan yang sudah jadi, biarkan mengering ± 2 hari. Buka cetakan yang disimpan ± 2 hari menggunakan cub motor. Ambil pipa besi sesuai ukuran (1 in), letakkan kayu diatas cetakan dan cetakan diatas pipa besi tersebut, tekan handle cub motor sampai core didalam cetakan keluar. Ratakan kedua ujung core yang telah jadi tersebut menggunakan mesin pemotong core sampai betul-betul rata (tidak ada kemiringan). Siram core yang telah dipotong dengan air bersih agar debu hasil pemotongan tidak menyumbat pori-pori core. Simpan didalam oven ± 1 hari. Ukur diameter dan panjang core minimal 3 kali pengukuran untuk mendapatkan reratanya. Timbang core menggunakan digital balance. 2.
Injeksi core dengan air formasi Siapkan pompa merkuri, tabung penyimpan pada Hassler Core Holder yang telah diisi air formasi. Atur kecepatan pompa merkuri pada 0,3 cc/menit. Masukkan core kedalam core holder, buka valve tabung N2 atur confining pressure 100 psig. Setelah diinjeksi air formasi, core tersebut dikeringkan didalam oven pada temperature ± 50o C selama 24 jam.
23
3.
Saturasi core dengan minyak lapangan
Gambar 3.7. Saturasi core menggunakan pompa vakum Saturasi core dilakukan dengan cara meletakkan core didalam tabung Erlenmeyer yang dihubungkan dengan pompa vakum. Prosedur saturasi pertama meletakkan core didalam tabung Erlenmeyer yang kosong, hubungkan dengan pompa vakum menggunakan selang dan pastikan bahwa semua saluran yang ada tidak bisa dimasukin udara dengan cara mengolesi setiap sambungan dengan vaselin. Nyalakan pompa, biarkan selama ± 1 jam kemudian buka penutup pada labu diatas tabung Erlenmeyer yang berisi minyak sampai sampel core didalam tabung tenggelam. Apabila gelembung sudah tidak ada lagi maka dianggap semua pori didalam core telah terisi minyak (fluida). Untuk permeabilitas yang makin kecil, biasanya proses saturasi akan lebih lama.
24
4.
Pengukuran porositas dan permeabilitas core sebelum vibrasi
Gambar 3.8. UltraporeTM 300 Helium Pycnometer System (kiri) dan Ultra PermeameterTM 400 (kanan) Prosedur pengukuran porositas dan permeabilitas menggunakan UltraporeTM 300 Helium Pycnometer System dan Ultra PermeameterTM 400 dapat dilihat pada lampiran lampiran B. Porositas dan permeabilitas hasil pengukuran merupakan porositas absolut dan permeabilitas absolut. 5.
Pembersihan core tersaturasi minyak
Gambar 3.9. Proses ekstraksi menggunakan cairan toluen Pembersihan core menggunakan soxhlet extraction apparatus menggunakan cairan toluene seperti gambar 3.8. Alirkan air dari kran ketabung ekstraksi 25
agar proses pendinginan tidak terhambat. Masukkan core kedalam tabung dimana posisi core berada dibagian atas. Panaskan toluen pada temperature 50o – 60o C. Uap toluen yang dipanaskan akan menembus pori-pori dan membersihkan pori-pori core dan minyak tersebut akan jatuh kebagian bawah tabung sementara uap toluene akan bergerak keatas melewati lubang ditengah tabung yang berisi air, mengalami pendinginan kemudian menjadi cairan kembali dan jatuh kebagian bawah tabung. Pori-pori core dikatakan bersih dari minyak apabila toluene pada bagian bawah tabung bebas dari minyak (toluen berwarna bening) yang mengotori. Setelah bersih, keringkan kembali core kedalam oven ± 1-2 hari. 6.
Pengukuran sampel menggunakan alat vibroseismik Prosedur percobaan menggunakan alat vibroseismik dapat dilihat pada lampiran C.
26
