Sifat Fisik Batuan

 Sifat Fisik Batuan berbeda dengan Sifat Mekanik Batuan, 

Sifat Fisik dan Sifat Mekanik Batuan

•Sifat Fisik batuan , misalnya :

  Berat isi ; Specific Gravity , Porositas , Absorbsi , Void ratio.

•Sifat Mekanik Batuan misalnya :

  Kuat tekan , Kuat tarik , Modulus elastisitas, Poisons ratio.

Kedua sifat tersebut dapat ditentukan  di laboratorium , maupun dilapangan ( insitu-test )

Berikut adalah sifat Fisik Batuan :

1.Bobot isi asli ( Natural Density )  = Wn / ( Ww – Ws )

2.Bobot isi kering ( dry density )  =  Wo / ( Ww – Ws )

3.Bobot isi jenuh ( saturated density ) = Ws / ( Ww – Ws )

4.Apparent Specific gravity = (Bobot isi kering / bobot isi air )

5.True Specific gravity  = [ Wo / (Wo-Ws) ] / bobot isi air

6.Kadar air asli  = [ (Wn-Wo) / Wo ] x 100 %

7.Derajat Kejenuhan  = {(Wn-Wo) / (Ww-Wo)} x 100 %

8.Porositas  n  =  { (Ww-Wo) / (Ww-Ws) } x 100 %

9.Void Ratio  :  e  =  n  / ( 1 – n ) 

Porositas

Porositas didefinisikan sebagai perbandingan volume pori-pori (yaitu volume yang ditempati oleh fluida) terhadap volume total batuan. Ada dua jenis porositas yaitu porositas antar butir dan porositas rekahan. Secara matematis porositas dapat dituliskan sebagai berikut:

Sebagai contoh, apabila batuan mempunyai media berpori dengan volume 0,001 m³, dan media berpori tersebut dapat terisi air sebanyak 0,00023 m³, maka porositasnya adalah:

Pada kenyataannya, porositas didalam suatu sistem panasbumi sangat bervariasi. Contohnya didalam sistem reservoir rekah alami, porositas berkisar sedikit lebih besar dari nol, akan tetapi dapat berharga sama dengan satu (1) pada rekahannya. Pada umumnya porositas rata-rata dari suatu sistem media berpori berharga antara 5 – 30%. 

Kecepatan Aliran Fluida

Kecepatan aliran darcy atau flux velocity (v) adalah laju alir rata-rata volume flux per satuan luas penampang di media berpori. Sedangkan kecepatan rata-rata fluida yang melalui media berpori dikenal sebagai interstitial velocity (u). Hubungan antara kedua parameter kecepatan tersebut adalah sebagai berikut:

Harga flux velocity pada umumnya sekitar 10^-6 m/s. Besarnya interstitial velocity digunakan untuk kecepatan suatu partikel (partikel kimia penjejak atau tracer) yang mengalir pada media berpori.

Permeabilitas

Permeabilitas adalah parameter yang memvisualisasikan kemudahan suatu fluida untuk mengalir pada media berpori. Parameter ini dihubungkan dengan kecepatan alir fluida oleh hukum Darcy seperti di bawah ini

Tanda negatif dalam persamaan di atas menunjukkan bahwa apabila tekanan bertambah dalam satu arah, maka arah alirannya berlawanan arah dengan pertambahan tekanan tersebut. Dari persamaan (2.3) dapat dinyatakan bahwa kecepatan alir fluida (kecepatan flux) berbanding lurus dengan k/m, dimana didalam teknik perminyakan, k/m dikenal sebagai mobility ratio.

Permeabilitas mempunyai arah, dimana ke arah x dan y biasanya mempunyai permeabilitas lebih besar dari pada ke arah z. Sistem ini disebut anisotropic.

Apabila permeabilitas tersebut seragam ke arah horizontal maupun vertikal disebut sistem isotropik.

Satuan permeabilitas adalah m². Pada umumnya pada reservoir panasbumi, permeabilitas vertikal berkisar antara 10^-14 m², dengan permeabilitas horizontal dapat mencapai 10 kali lebih besar dari permeabilitas vertikalnya (sekitar 10^-13 m²). Satuan permeabilitas yang umum digunakan didunia perminyakan adalah Darcy (1 Darcy = 10^-12 m²).

Densitas Batuan

 Densitas batuan dari batuan berpori adalah perbandingan antara berat terhadap volume (rata-rata dari material tersebut). Densitas spesifik adalah perbandingan antara densitas material tersebut terhadap densitas air pada tekanan dan temperatur yang normal, yaitu kurang lebih 10³ kg/m³.

Batuan mempunyai sifat-sifat tertentu yang perlu diketahui, dalam mekanika

batuan dapat dikelompokkan menjadi dua yaitu ;

a. Sifat fisik batuan seperti bobot isi ”Spesific Gravity” porositas dan absorbsi ”Void Ratio”.

b. Sifat mekanika batuan seperti kuat tekan, kuat tarik, modulus elastisitas, ”   Poisson `s Ratio”.

Kedua sifat tersebut dapat ditentukan, pada umumnya ditentukan terhadap sampel yang diambil dari lapangan. Satu persatu dapat digunakan untuk menentukan kedua sifat batuan. Pertama-tama adalah penetuan sifak fisik batuan yang merupakan pengujian tanpa merusak (Non Destructive Test), kemudian dilanjutkan dengan penentuan sifat mekanik batuan yang merupakan pengujian merusak (Destructive Test) sehingga contoh fasture (hancur).

Pembutan contoh batuan dapat dilakukan dilaboratorium maupun dilapangan (insitu). Pembuatan percontohan dilaboratorium dilakukan dari blok batuan yang diambil dilapangan hasil pemboran Core (inti). Sampel yang didapat berbentuk selinder dengan diameter pada umumnnya antara 50-70 mm dan tingginya dua kali diameter tersebut. Ukuran percontohan dapat lebih kecil dari ukuran yang disebut diatas tergantung maksud pengujian.

Pengujian ini dilakukan pada inti bor (core) dengan contoh berbentuk silinder dengan dimeter 50-70 mm kemudian dipotong dengan mesin untuk mendapatkan ukuran tinggi dua kali diameternya. 

Kemudian conto yang diambil dimasukkan eksikator dan udara yang ada dalam eksikator dihisap sehingga conto dalam keadaan vacum. 

Dari conto yang didalam eksikator didapatkan nilai berat jenis,berat jenuh tergantung dalam air dan berat kering conto.