Porositas dan Permeabilitas

A. Porositas

        Porositas merupakan salah satu faktor penting di industri perminyakan hulu. Porositas batuan lah yang besaran yang sering dipakai untuk menyibak apa yang ada di bawah permukaan bumi Maksudnya? Data porositaslah (bersama permeabilitas) yang sering digunakan untuk menentukan misalnya : bentuk geometri suatu reservoir. Dari situ kita dapat mengetahui jumlah cadangan minyak atau gas yang ada di suatu reservoir.

        Sebelum lebih jauh lagi, apa itu porositas? Porositas adalah besaran yang menyatakan rasio antara volume pori dan volume total batuan (volume bulk).

Jadi, porositas biasanya dinyatakan dengan angka 0 hingga 1 atau dalam persen. Adapun jenis-jenis porositas berdasarkan pori-pori, antara lain:

1. Intergranular porosity = porositas karena volume pori antara butir-butir batu.

2. Intragranular porosity = porositas karena kosongnya ruang dalam butir batu.

3. Dissolution porosity = porositas yang dihasilkan dari pelarutan butiran batuan.
4. Fracture porosity = porositas yang dihasilkan dari rekahan pada batuan.

5. Intercrystalline porosity = microporosity yang ada di sepanjang batas antar butir-butir kristal (biasanya di batuan karbonat). 

6. Moldic porosity = jenis dissolution porosity pada batuan karbonat yang menghasilkan cetakan dari butir-butir asli atau sisa-sisa fosil .
7. Fenestral porosity = holey porositas (lubang-lubang pori) dalam batuan karbonat yang biasanya terkait dengan algal mat.

8. Vug porosity = porositas yang terkait dengan vugs (rongga kecil pada batuan), umumnya dalam batuan karbonat.  

Sebenarnya, porositas jenis di atas tidak selalu ada di setiap jenis batuan. Tapi, ada beberapa porositas yang memang hanya ada di jenis batuan tertentu. Contoh:

a. Sandstone, porositas yang ada di batupasir antara lain: intergranular porosity, pressure dissolution porosity, fracture porosity.

b. Batuan karbonat, porositas yang ada di batuan karbonat antara lain: intergranular porosity, intragranular porosity, intercrystalline porosity, vuggy porosity, fracture porosity, moldic porosity.

Selain dari prosesnya, porositas juga dibedakan berdasarkan strukutur, yaitu:

1. Total porosity merupakan porositas yang memperhitungkan seluruh pori-pori, baik pori-pori yang saling berhubungan atau tidak.

2. Effective porosity merupakan porositas yang hanya memperhitungkan pori-pori yang saling berhubungan.

Berdasarkan waktu terbentuknya, porositas dapat dibedakan menjadi 2, antara lain:

1. Porositas primer, porositas dari suatu batuan yang terbentuk selama proses deposisi batuan. Jadi, porositas primer terbentuk bersamaan dengan adanya deposisi. Contohnya: inter-granular porosity, intragranular porosity.

2. Porositas sekunder, porositas yang terbentuk dari proses diagenesa batuan. Contohnya: inter-crystaline porosity (tidak selalu porositas sekunder, bisa juga primer, tergantung pada kapan pori-pori terbentuk), vug porosity, fracture porosity.

Nilai porositas tidak sama antara suatu core dengan core lain. Bahkan meskipun core itu diambil dari formasi yang sama, namun berbeda titik pengambilan sampel bisa menyebabkan hasil yang berbeda. Sehingga tidak ada nilai eksak untuk mendeksripsikan besarnya porositas suatu batuan. Adanya range porositas. Berikut ini adalah range porositas untuk beberapa jenis batuan (sumber dari Freeze and Cherry (1979) ):
1. Sandstone (batupasir): 0.05 - 0.30
2. Carbonate rock (batu karbonat): 0.0-0.20
3. Claystone: 0.40-0.70
4. Shale rock: 0.0-0.10

Sumber lain dari McWorter and Sunada (1977) (Effective Porosity):

1. Sandstone (batupasir): 0.14 - 0.49
2. Carbonate rock (batu karbonat): 0.07-0.56
3. Claystone: 0.34-0.57

B. Permeabilitas

        Permeabilitas merupakan besaran yang menyatakan keengganan suatu batuan untuk mengalirkan fluida. Permeabilitas pada perminyakan biasanya dinyatakan dalam satuan yang disebut millidarcys (satu millidarcy adalah 1/1000 dari darcy). Kebanyakan batuan reservoir minyak dan gas memiliki permeabilitas antara sepuluh sampai beberapa ratus millidarcys. 

        Permeabilitas juga merupakan faktor penting di industri peerminyakan. Bayangkan saja apabila permeabilitas batuan terlalu rendah ataupun terlalu tinggi. Jika permeabilitas suatu batuan makin tinggi maka akibatnya fluida (minyak/gas) tidak akan terjaga (tidak bisa berada dalam posisi tetap), selalu mengalir kemana-mana. Jika terlalu rendah juga sangat tidak baik, fluida akan sulit mengalir ke sumur. Akibatnya, fluida (minyak dan gas) tidak bisa diproduksi.

Hubungan porositas dan permeabilitas

C. Permasalahan Menyangkut Porositas dan Permeabilitas

        Dalam 10 tahun terakhir terjadi peningkatan jumlah produksi gas AS yang berasal dari sumur shale gas. Menurut referensi di Geomore. porositas Shale rock kadangkala melebihi porositas dari sandstone. Walaupun porositasnya tidak terlalu kecil, permasalahannya ada pada permeabilitas. Permeabilitas dari shale rock sangat kecil. Dengan kondisi seperti itu, berarti shale secara historis merupakan reservoir miskin hidrokarbon. Gas yang telah diproduksi dari shale rock selama lebih dari seratus tahun hanya dalam jumlah yang kecil. Namun, teknologi telah berevolusi, sehingga memungkinkan untuk meningkatkan pengembangan shale oil dan shale gas. Teknologi itu adalah Horizontal Drilling dan Hydraulic Fracturing. Dengan adanya horizontal drilling, area reservoir yang dilingkupi sumur makin luas. Sehingga, minyak/gas yang mengalir lebih banyak. Selain itu, dengan adanya hydraulic fracturing menyebabkan adanya fracture buatan. Sehingga shale yang awalnya rendah permabilitasnya menjadi memiliki permeabilitas lebih tinggi.

Referensi:

http://www.geomore.com/porosity-and-permeability-2/

http://homepages.see.leeds.ac.uk/~earpwjg/PG_EN/CD%20Contents/GGL-66565%20Petrophysics%20English/Chapter%202.PDF
http://web.ead.anl.gov/resrad/datacoll/porosity.htm