Apa Beda Porositas dan Permeabilitas Pada Batuan

Banyak yang bertanya apa perbedaan permeabilitas dan porositas pada batuan ? apakah sama atau tidak ? jika tidak apakah ada hubungan dan pengaruh antara keduanya terhadap batuan. Sebelum kita bahas ada baiknya coba kita pahami definisinya terlebih dahulu ;

"Permeabilitas batuan didefinisikan sebagai kemampuan batuan dalam melewatkan fluida dalam medium pori yang salimg berhubungan batuan"

"Sedangkan porositas didefinisikan sebagai perbandingan antara volome batuan yang tidak terisi oleh padatan terhadap volume batuan secara keseluruhan."

Secara sederhana dapat kita katakan bahwa porositas adalah kemampuan untuk menyimpan, sedangkan permeabilitas atau kelulusan yaitu kemampuan untuk melepaskan fluida tanpa merusak partikel pembentuk atau kerangka batuan.

Coba perhatikan ilustrasi diatas ada 3 kondisi, yang pertama (1) paling kiri tidak ada porositas, dan tidak mengalirkan fluida (nonpermeable/impermeable), pada kondisi tengah (2) terdapat pori, tetapi porositasnya saling tidak terhubung dan juga tidak mengalirkan fluida (nonpermeable/impermeable), yang terakhir paling kanan (3) terdapat pori, porositasnya saling terhubung dan dapat mengalirkan air (permeable). Tentu pada batuan tidak harus hanya masing masing kondisi diatas, bisa saja dalam satu tubuh batuan terdapat kombinasi antara ketiganya.

jadi porositas dan permeabilitas erat hubungannya sehingga dapat dikatakan bahwa permeabilitas tidak mungkin ada tanpa adanya porositas, walaupun sebaliknya belum tentu demikian. 

Penentuan porositas dapat langsung dilakukan dilapangan maupun di laboratorium, sedangkan penentuan nilai permeabilitas hanya dapat dilakukan di laboratorium. Kondisi ini menyebabkan perlunya diketahui hubungan antara porositas dan permeabilitas melalui pengukuran di laboratorium sehingga dapat diperkirakan nilai permeabilitas dari nilai porositas.

Kita bahas porositas terlebih dahulu ya;

Porositas.

Porositas atau pori merupakan ruang di dalam batuan; yang dapat terisi oleh fluida, seperti udara, air tawar/asin, minyak atau gas bumi. Porositas suatu batuan sangat penting dalam eksplorasi dan eksploitasi baik dalam bidang perminyakan maupun dalam bidang air tanah. Hal ini karena porositas merupakan variabel utama untuk menentukan besarnya cadangan fluida yang terdapat dalam suatu massa batuan.

Porositas secara sifat dapat dibagi menjadi dua yaitu porositas yang terhubung dan porositas tidak terhubung, Porositas terhubung dapat diukur dengan menggunakan gas atau cairan yang mengalir ke dalam bebatuan, namun tidak dapat melalui porositas yang tidak terhubung.

Perbandingan antara volume total ruang pori (baik itu terhubung maupun tidak) dan volume total batuan disebut porositas total atau absolut, sedangkan perbandingan antara ruang pori yang saling berhubungan dan volume total batuan disebut porositas efektif.

Porositas total atau absolut menurut Levorsen adalah:

Sedangkan porositas efektif didefinisikan sebagai;

Porositas beberapa reservoar menurut Koesoemadinata (1978) dikelompokkan menjadi:

Beberapa faktor yang mempengaruhi porositas antara lain adalah;

• Ukiran butir atau grain size, semakin kecil ukuran butir maka rongga yang terbentuk akan semakin kecil pula dan sebaliknya jika ukuran butir besar maka rongga yang terbentuk juga semakin besar.
• Bentuk butir atau sphericity, batuan dengan bentuk butir jelek akan memiliki porositas yang besar, sedangkan kalau bentuk butir baik maka akan memiliki porositas yang kecil.
• Susunan butir, Apabila ukuran butirnya sama maka susunan butir sama dengan bentuk kubus dan mempunyai porositas yang lebih besar dibandingkan dengan bentuk rhombohedral.
• Pemilahan, Apabila butiran baik maka ada keseragaman sehingga porositasnya akan baik pula. Pemilahan yang jelek menyebabkan butiran yang berukuran kecil akan menempati rongga diantara butiran yang lebih besar akibatnya porositasnya rendah.
• Komposisi mineral, Apabila penyusun batuan terdiri dari mineral-mineral yang mudah larut seperti golongan karbonat maka porositasnya akan baik karena rongga-rongga akibat proses pelarutan dari batuan tersebut.
• Sementasi, Material semen pada dasarnya akan mengurangi harga porositas. Material yang dapat berwujud semen adalah silika, oksida besi dan mineral lempung.
• Kompaksi, Adanya kompaksi dan pemampatan akan mengurangi harga porositas. Apabila batuan terkubur semakin dalam maka porositasnya akan semakin kecil yang diakibatkan karena adanya penambahan beban.

Jika ada teman teman yang ingin mengetahui bagaimana proses perhitungan nilai porositas batuan dapat langsung dibaca pada paper ini

Permeabilitas,

Permeabilitas didefinisikan sebagai ukuran media berpori untuk meloloskan/melewatkan fluida.  Apabila media berporinya tidak saling berhubungan maka batuan tersebut tidak mempunyai permeabilitas. Oleh karena itu ada hubungan antara permeabilitas batuan dengan porositas efektif. Sekitar tahun 1856, Henry Darcy seorang ahli hidrologi dari Prancis mempelajari aliran air yang melewati suatu lapisan batu pasir

Dapat dinyatakan dalam rumus sebagai berikut :

Dimana;

K      : Permeabilitas (darcy)

Vis   : Viskositas (centi poise)

L      : Panjang (cm)

Q      : Laju Alir (cc/sec)

A      : Luas Penamapang (Cm^2)

P       : Tekanan (atm)

Permeabilitas beberapa reservoar menurut Koesoemadinata dikelompokkan sebagai berikut:

Didalam batuan reservoir fluida yang mengalir biasanya lebih dari satu macam, sehingga permeabilitas dapat dibagi menjadi : 

• Permeablitas Absolute, merupakan harga Permeabilitas suatu batuan apabila fluida yang mengalir melalui pori-pori batuan hanya terdiri dari satu fasa. contoh. yang mengalir hanya gas, atau minyak.

• Permeabilitas Efektif , merupakan permeabilitas bila fluida yang mengalir lebih dari sati macam. contoh yang mengalir pada batuan reservoir yaitu minyak, gas dan air.

• Permeabilitas Relatif , merupakan perbandingan antara permeabilitas efektif dengan permeabilitas absolute.

Faktor yang ikut mempengaruhi permeabilitas adalah :

• Bentuk dan Ukuran batu : Jika batuan disusun oleh butiran yang besar, pipih dan seragam dengan dimensi horizontal lebih panjang, maka permeabilitas horizontal (kh) akan lebih besar. Sedangkan permeabilitas vertical (kv) sedang-tinggi. Jika batuan disusun berbutir dominan kasar, membulat dan seragam, maka permeabilitas akan lebih besar dari kedua dimensinya. Permeabilitas buat reservoir secara umum lebih rendah, khususnya pada dimensi vertikalnya, jika butiranya berupa pasir dan bentuknya tidak teratur. Sebagian besar reservoir minyak berbentuk seperti ini.

• Sementasi : permeabilitas dan porositas batuan sedimen sangat dipengaruhi sementasi dan keberadaan semen pada pori batuan

• Retakan dan Pelarutan : pada batuan pasir, retakan tidak dapat menyebabkan permeabilitas sekunder, kecuali pada batuan pasir yang interbedded dengan shale, limstone dan dolomite. Pada batua karbonat, proses pelarut oleh larutan asam yang berasal dari perokolasi air permukaan akan melalu pori – pori primet batuan, bidang celah dan rekahan akan menambah permeabilitas reservoir.

Jika ada teman teman yang ingin mengetahui bagaimana proses perhitungan nilai permeabiltias batuan dapat langsung dibaca pada paper ini

Semoga bermanfaat,
Silahkan berkomentar jika ada yan kurang jelas..

Sumber;

• Levorsen, A.I. 1954. Geology Of Petroleum. San Fransisco. W.H. Freeman & Company.
• Koesoemadinata, R.P. 1978. Geologi Minyak Bumi. Bandung. Penerbit ITB.
• http://teknik-perminyakan-indonesia.blogspot.com/2015/07/pengukuran-permeabilitas.html
• https://core.ac.uk/download/pdf/11703377.pdf
• http://ceritageologist.blogspot.com/2012/04/porositas-dan-permeabilitas.html
• http://www.civilengineeringforum.me/permeability-of-concrete/