studi hubungan kuat tekan batuan dengan porositas

PROCEEDING SIMPOSIUM NASIONAL IATMI 2001
Yogyakarta, 3-5 Oktober 2001
STUDI HUBUNGAN KUAT TEKAN BATUAN DENGAN POROSITAS
MENGGUNAKAN DATA PARAMETER PEMBORAN
Sudarmoyo dan P. Subiatmono
UPN “Veteran” Yogyakarta
ABSTRAK
Kuat tekan batuan merupakan faktor yang penting dakam menentukan laju suatu pemboran. Metoda yang digunakan
memanfaatkan data porositas dihubungkan secara korelasi dan regresi untuk menentukan kuat tekan secara tidak langsung. Dari
analisis data lapangan menunjukan hubungan yang signifikan artinya persamaan yang diperoleh dapat digunakan untuk memprediksi
kuat tekan pada formasi yang sama dari data porositas.
dengan taraf signifikasi 1% berarti korelasi antara kedua
variabel tersebut tidak signifikan.
1. PENDAHULUAN
Untuk dapat mencapai laju penembusan yang cepat perlu
memperhatikan factor-faktor yang mempengaruhinya.
Diantara faktor-faktor tesebut adalah sifat kuat tekan batuan.
Tulisan ini mencoba menganalisis korelasi antara sifat fisik
porositas batuan dengan sifat mekanik kuat tekan batuan
dengan pendekatan model laju pemboran.
3. STUDI KASUS
Studi analisa dilakukan pada sumur eksplorasi di lapangan
Rengasdengklok pada formasi Cibulakan Atas, Baturaja dan
Talang Akar. Untuk menunjang data tersebut, maka analisa
dilakukan dengan meninjau data porositas dari logging.
Dengan melihat hubungan antara kuat tekan versus porositas
untuk ketiga formasi Cibulakan Atas, Baturaja dan Talang
Akar menunjukkan hubungan seperti terlihat pada Gambar-1
sampai dengan Gambar-3. Dari perhitungan menunjukkan
bahwa ketiga formasi harga koefisien korelasi perhitungan R2
>R2kritis. Hubungan kuat tekan dengan porositas sonic dan
effektif formasi Cibulakan Atas, Baturaja dan Talang Akar
dengan persamaan regresi non linear (eksponesial)
2. TINJAUAN PUSTAKA
4. DISKUSI
Arthur 3)
menyatakan bahwa kuat tekan pada batuan
merupakan fakor yang sangat penting untuk menentukan laju
pemboran. Kuat tekan pada batuan adalah kemampuan batuan
untuk mengikat komponen-komponen bersama-sama. Jadi
dengan kata lain bahwa apabila suatu batuan diberikan
tekanan yang lebih besar dari kekuatannya batuan tersebut
akan hancur, maka komponen-komponenya akan terpsahpisah atau dapat dikatakan hancur. Selanjutnya dengan
pengembangan
model
pemboran
yang
mula-mula
dikemukakan oleh Warren26 , persamaan kuat tekan dari model
laju pemboran adalah sebagai berikut :
Hubungan kuat tekan terhadap porositas yang dipakai disini
adalah porositas sonic dan porositas effektif. Hasil korelasi
dari Gambar-1 s/d 3, dimana R2 hasil perhitungan dengan
bantuan program Excel lebih besar dari R2kritis dari tabel, ini
menunjukkan bahwa hubungan kuat tekan dengan porositas
untuk ketiga formasi menunjukkan signifikan. Persamaan
regresi tersebut dapat digunakan untuk memprediksi harga
kuat tekan dari data porositas untuk formasi yang sama.
ó=
W2
2
aD å
N
R
cñì ND
Im
b
D
D
0,5
+
ö2
4 aå
öW
3
2 aDå 2
5. KESIMPULAN
Hubungan kuat tekan dengan porositas sonic/effektif formasi
Cibulakan Atas, Baturaja dan Talang Akar menunjukkan
korelasi yang signifikan dengan persamaan regresi non linear
(eksponesial)
6. DAFTAR PUSTAKA
Besarnya konstanta a, b dan c dan cone bit dari desain pahat
didasarkan pada berbagai jenis IADC pada jenis milled tooth
dan insert tooth bit, lihat Tabel-1
1.
Adam, N.J.,: Drilling Engineering A Complete Well
Planning Approach, Penn Well Books, Tulsa,
Oklahoma, 1985.
Metoda Korelasi Dan Regresi
2.
Amyx, J.W., Bass, D.M. Jr., Whitting, R.L.,: Petroleum
Reservoir Engineering, McGraw-Hill Publishing Co.,
NewYork, 1960.
3.
Arthur W.,: Oil Well Drilling Technology, University of
Oklahoma Press, 1959.
4.
Bourgoyne, Jr., Adam, T.,: Applied Drilling
Engineering, First Printing Society of Petroleum
Engineering Richardson, TX, 1986.
Dalam melakukan korelasi antara dua variabel X dan Y maka
langkah pertama penentuan koefisien korelasi (R). Uji tingkat
keeratan korelasi dapat dilakukan dengan membandingkan
harga koefisien korelasi yang dihitung dengan bantuan Exell
Window terhadap R kritis yang diperoleh dari table. Jika R2
dari hasil perhitungan dengan Excell ≥ harga R2 dari table
dengan taraf signifikan 1% hal ini berarti korelasi antara
kedua variabel dipertimbangkan cukup erat. Apabila harga
R2< hasil perhitungan lebih kecil dibandingkan R2 dari Table-2
IATMI 2001-72
Studi Hubungan Kuat Tekan Batuan dengan Porositas Menggunakan Data Parameter Pemboran
5.
Croxton, F.E, Towden, D.J., and Klein S., : Applied
General Statistic, Prentice Hall of India Private Limited,
New Delhi, 1973.
6.
Crain E.R.,: The Log Analyst Handbook , PennWell
Publishing Co., Tulsa, Oklahoma, 1986.
7.
Cunningham R.A., and Eenink J.G. ,: Laboratory Study
of Effect Overburden, Formation and mud Columm
Pressures on Drilling Rate of Permeabel Formations,
Trans AIME 216, 1959, p 9-15.
Sudarmoyo, P. Subiatmono
Tabel-1
Konstanta Pahat
Jenis
8.
Franklin at. All. : Rock Engineering, McGraw-Hill
Publising Co., McGraw-Hill Publishing Co., New
York, 1958.
9.
Gatlin C.,: Petroleum Engineering Drilling and Well
Completion, Prentice Hall Inc, Englewood Cliffs N.S.,
1954.
10.
Gestaldes S., and Ruynal J.,: Measurement of Some
Mechanical Properties Of Rock and Their Relationship
to Rock Drillability, JPT (August 1966), p.991-996.
11.
Gnirk P.L., : Theoretical Description of Rotary Drilling
for Idealized Down Hole Bit/Rock Condition, SPEJ
December 1969, Trans AIME 246, p.443-450.
12.
Goodman R.E., : Introduction to Rock Mechanic, John
Wiley Inc., NY, 1980.
13.
Hareland Gels, : Use of Drilling Parematers to Predict
In-Situ Stress Bounds, Oklahoma State U, SPE, 1983
14.
Jaeger J.C. and Cook N.G., : Fundamentals Of Rock
Mechanics, Second Edition,
15.
Chapman and Hall Ltd., London, 1971.
DAFTAR SIMBOL
a,b,c
D
Im
N
R
W
ε
ρ
σ
µ
φ
= Konstanta pahat
= Diameter pahat, in.
= Impact Force, lbf.
= RPM
= Laju pemboran, ft/jam.
= Beratan pahat, klbs.
= Ductility batuan, dimensionless
= Densitas Lumpur, ppg.
= Kuat tekan batuan, psi.
= Viskositas Lumpur, cp.
= Cone offset, dimensionless
IATMI 2001-72
Milled
tooth
Insert
tooth
φ
a
(hr-rpmin/ft)
0,0083
b
(hr-rpmin/ft)
0,0248
c
(hr-rpmin/ft)
0,0023
8,763
0,0101
0,0123
0,0020
1,303
Tabel-2
Harga Koefisien Korelasi Kritis (R2kritis)) untuk berbagai N 5)
JUMLAH
SAMPEL
N
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
25
50
100
125
200
300
Harga R2 PADA TARAF SIGNIFIKASI
5%
0,997
0,950
0,878
0,811
0,754
0,707
0,666
0,632
0,602
0,576
0,553
0,532
0,514
0,497
0,482
0,468
0,456
0,444
0,396
0,304
0,217
0,176
0,138
0,113
1%
1,000
0,990
0,959
0,917
0,874
0,834
0,798
0,765
0,735
0,708
0,684
0,661
0,641
0,623
0,606
0,590
0,575
0,561
0,505
0,393
0,283
0,230
0,181
0,148
Studi Hubungan Kuat Tekan Batuan dengan Porositas Menggunakan Data Parameter Pemboran
Sudarmoyo, P. Subiatmono
10000
Kuat Tekan, psi
Kuat Tekan, psi
10000
8000
6000
4000
y = 777723,5e-4,4628x
8000
6000
4000
y = 75902e-3,811x
R2 = 0,3964
R2 = 0,6591
2000
2000
0
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.25
0.3
0.25
0.3
0.25
Porositas Effektif, fraksi
Porositas Sonic, fraksi
Gambar 1
Porositas vs kuat tekan formasi Cibulakan Atas
25000
Kuat Tekan, psi
Kuat Tekan, psi
25000
20000
15000
10000
y = 40202e-4,2795x
20000
15000
10000
y = 37112e - 3 , 3 2 8 x
R 2 = 0,1975
R 2 = 0,1523
5000
5000
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0
0.05
Porositas Sonic, fraksi
0.1
0.15
0.2
Porositas Effektif, fraksi
Gambar 2
Porositas vs kuat tekan formasi Bturaja
Kuat Tekan, psi
30000
30000
25000
25000
20000
20000
15000
15000
10000
y = 1320e-0,918x
y = 1215e - 1 , 1 1 2 x
10000
R2 = 0,6866
R 2 = 0,7179
5000
5000
0
0.1
0.2
0.3
0
Porositas Sonic, fraksi
Gambar 3
Porositas vs kuat tekan formasi Talang Akar
IATMI 2001-72
0.05
0.1
0.15
0.2
Porositas Effektif, fraksi