Modul Permeabilitas

Disusun oleh :

Kelompok 3

Sumita Kelista N.A                 0341164000013

Raditya Yudha P                     0341164000042

Shofi Iqtina Hawan                 0341164000056

I.               TUJUAN:

·       Memahami prinsip dan cara kerja Gas Permeameter

·       Menentukan permeabilitas batuan menggunakan gas permeameter

·       Memahami pengetahuan tentang permeabilitas absolut

·       Mengaplikasikan koreksi Klinkenberg Effect’s untuk mendapatkan permeabilitas fluida

II.            PRINSIP PERCOBAAN:

Permeabilitas adalah ukuran kemudahan cairan melalui pori batuan dan bisa ditentukan melalui percobaan aliran. Terdapat 3 permeabilitas, yakni permeabilitas absolut, efektif, dan relatif. Permeabilitas absolut adalah permeabilitas yang diukur dengan mengalirkan fluida dalam kondisi pori-pori terjenuhi 100% oleh fluida tersebut. Pada tahun 1856, Henry Darcy menentukan bahwa tingkat laju aliran air pada batuan dapat dijelaskan:

Di mana Q (cc/s) adalah debit; A (cm²) adalah luas permukaan; L (cm) adalah panjang; h1 (cm), h2 (cm); K (cm/s) adalah konstanta. Pada penelitian selanjutnya, Hukum Darcy menyatakan bahwa hokum ini dapat digunakan dalam berbagai cairan dengan mengubah konstanta K menjadi k/µ dimana k adalah permeabilitas batuan dan µ adalah nilai viskositas cairan yang melewati pori dalam batuan.

Di mana Q (cc/s), k (darcy) adalah permeabilitas, µ (cP - centipoise) adalah nilai viskositas, A (cm²), L (cm), dan  (atm) adalah perubahan tekanan.  

EFEK KLINKENBERG

Klinkenberg Effect atau Gas Slippage Effect merupakan fenomena dimana jalur gas mengalir (mean free path) lebih besar dari pada diameter pori/kapiler yang dilalui oleh molekul gas sehinggga energi kinetik digunakan untuk perpindahan molekul gas melalui pipa kapiler, dan terjadinya slip antara molekul gas dengan dinding pori/kapiler. Slippage ini mengakibatkan molekul gas bergerak lebih cepat pada pori-pori/kapiler pada arah perpindahannya sheingga data permeabilitas terhadap gas yang didapat lebih besar daripada permeabilitas absolutnya. Pada 1941, eksperimen Klinkenberg menyatakan bahwa:

1.     Permeabilitas gas adalah fungsi dari komposisi gas

2.     Permeabilitas gas adalah fungsi dari tekanan rata-rata

Rumus yang dinyatakan:

Di mana kg adalah permeabilitas gas, kl adalah permeabilitas cairan, b adalah faktor klinkenberg, dan P adalah tekanan.

III.          ALAT DAN BAHAN:

1.     Core holder dan thermometer

2.     Triple range flowmeter dengan selector valve

3.     Selector valve (flowmeter selector valve)

4.     Pressure gauge

5.     Pressure regulator

6.     Gas inlet

7.     Gas outlet

8.     Sample core

9.     Gas

IV.          CARA KERJA:

1.     Pastikan regulating valve tertutup, hubungkan saluran gas inlet.

2.     Masukkan Core pada Core holder dan kencangkan.

3.     Setting flowmeter selector valve pada tanda “Large”.

4.     Atur regulating valve sampai pressure gauge menunjukkan angka 0,25 atm. Hati-hati dalam mengatur pressure gauge agar jarum tidak terpengaruh.

5.     Pilih range pembaca pada flowmeter antara 20 – 140 division. Jika pembacaan menunjukkan angka di bawah 20,  putar selector valve perlahan ke “medium”.

6.     Jika pembacaan pada flowmeter tetap di bawah 20, putar selector valve ke ”small” dan naikkan tekanan sampai 1,0 atm.

7.     Jika flowmeter tetap tidak naik dari 20, hentikan percobaan dan periksa Core pada Core holder (tentukan kemungkinan-kemungkinan yang terjadi).

8.     Jika flowmeter menunjukkan angka di atas 140 pada ”large”, maka permeabilitas Core terlalu besar.

9.     Percobaan kita hentikan atau coba naikkan panjang Core atau kurangi cross sectional area dari Core.

10.  Catat tekanan barometriknya (mmHg), tekanan (atm), temperature gas (oC) dan pembacaan flowmeter (cm).

11.  Ulangi langkah 3 sampai 5 sampai 3 kali

12.  Hitung permeabilitas gas dan tentukan permeabilitas liquid menggunakan prosedur Klinkenberg

Gambar 1 Permeameter Gas

V.             ANALISA DATA DAN PENGHITUNGAN

5.1   Analisa

a)     Panjang Core (L)                          =          2,8 cm

Luas Penampang Core (A)           =          12,56 cm²

Beda Tekanan                      =          0,25 atm

Flow Reading                               =          4,5 cm

Laju Aliran Gas                            =          21,922 cc/s

Viscositas Gas                      =          0,01825  cP

Permeabilitas (k)                           =          0,445 darcy

Diameter                                       =          3.72 cm

b)    Panjang Core (L)                          =          2,8 cm

Luas Penampang Core (A)           =          12,56 cm²

Beda Tekanan                      =          0,5 atm

Flow Reading                               =          9 cm

Laju Aliran Gas                            =          40,625 cc/s

Viscositas Gas                     =          0,01825  cP

Permeabilitas                                =          0,330 darcy

Diameter                                       =          4 cm

c)     Panjang Core (L)                          =          2.3 cm

Luas Penampang Core (A)           =          12,56 cm²

Beda Tekanan                      =          1 atm

Flow Reading                               =          12 cm

Laju Aliran Gas                            =          50 cc/s

Viscositas Gas                      =          0,01825  cP

Permeabilitas                                =          0.203 darcy

Diameter                                       =          4 cm

5.2   Perhitungan

a)       Luas penampang core (A)    = phi (r)^2

                                              =  3,14 x (4 cm)²

                                                = 12,56 cm²

b)    Permeabilitas (k)

Rumus yang digunakan untuk menghitung adalah yang sesuai pada prinsip percobaan diatas

Menjadi,

¨     k₁

¨     k₂

¨     k₃