15
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.
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
a
b
c
d
16
stimulasi vibrasi maka digunakan sampel core yang sama sebelum dan setelah
vibrasi.
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
Sumber Gel. P (Axial)
Sumber Gel. S (Circular) X‐Y Receiver X‐Z Receiver Ultrasonic
Core Holder Overburden Line
Saluran Produksi
Injection Valve
17
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
18
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
19
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.
20
Gambar 3.3. Diagram alir pengambilan data penelitian
Injeksi core dengan air formasi
Mengukur φi and ki core
Membuat core
Saturasi core dengan minyak
Ekstrak core dan keringkan di oven
Saturasi core dengan minyak
Injeksi core dengan air formasi dan vibrasi pada frekuensi 15 HZ
Bandingkan pendesakan air vs Pendesakan air+Vibro
Mengukur φi and ki core setelah injeksi
Injeksi core dengan air formasi
21
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 kotoran-
kotoran
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.
22
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
23
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.
24
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.
25
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
26
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.