BAB IV PENGOLAHAN DATA DAN ANALISIS. Pengukuran dilakukan pada empat sampel batuan berbeda. Data yang

Transkripsi

1 BAB IV PENGOLAHAN DATA DAN ANALISIS 4.1 Metode Falling Head Pengukuran dilakukan pada empat sampel batuan berbeda. Data yang didapatkan dengan menggunakan metode Falling Head akan dibandingkan dengan perhitungan menggunakan persamaan (1) yaitu : ka ΔP Q = η L Hasil yang didapatkan sebagai berikut : Batu A dengan d = 2.54 cm dan L = 2 cm memiliki permeabilitas sebagai berikut : awal, H 1 (cm) akhir, H 2 (cm) Tabel 3. Data Pengukuran Sampel Batu A Waktu, t (s) Konduktivitas hidrolik, K (cm/s) Permeabilitas, k (cm 2 ) Permeabilitas, k (D) E E E E E E Dari data di atas didapat permeabilitas rata-rata Batu A (k A ) sebesar 14 D. 23

2 24 Tabel 4. Perhitungan Permeabilitas Sampel Batu A air, h (cm) Waktu, t (s) Volume air, V (cm 3 ) Tekanan, P (gr/cm.s 2 ) Debit, Q (cm 3 /s) Grafik Permeabilitas Batu A Debit, Q (cm3/s) y = 3E-5x R 2 = Tekanan, P (gr/cm.s2) Grafik 1. Permeabilitas Sampel Batu A Permeabilitas yang didapat dari perhitungan menggunakan persamaan (1) sebesar 1.18 x 1-7 cm 2 atau 11.8 D. Batu B dengan d = 2.54 cm dan L = 1.8 cm memiliki permeabilitas sebagai berikut :

3 B 25 Tabel 5. Data Pengukuran Sampel Batu B Konduktivitas Waktu, Permeabilitas, Permeabilitas, awal, H 1 akhir, H 2 hidrolik, K t (s) k (cm 2 ) k (D) (cm) (cm) (cm/s) E-7 5.9E Dari data di atas didapat permeabilitas Batu B (k B ) sebesar.59 D atau.59 md. Tabel 6. Perhitungan Permeabilitas Sampel Batu B Waktu, Volume air, Tekanan, P Debit, Q air, h (cm) t (s) V (cm 3 ) (gr/cm.s 2 ) (cm 3 /s) Permeabilitas yang didapat dari perhitungan menggunakan persamaan (1) sebesar 5.86 x 1-12 cm 2 atau.586 D. Batu C dengan d = 2.54 cm dan L = 1.8 cm memiliki permeabilitas sebagai berikut : awal, H 1 (cm) akhir, H 2 (cm) Tabel 7. Data Pengukuran Sampel Batu C Waktu, t (s) Konduktivitas hidrolik, K (cm/s) Permeabilitas, k (cm 2 ) Permeabilitas, k (D) E E E-7 2.9E Dari data di atas didapat permeabilitas rata-rata Batu C (k C ) sebesar.29 D atau.29 md.

4 26 Tabel 8. Perhitungan Permeabilitas Sampel Batu C air, h (cm) Waktu, t (s) Volume air, V (cm 3 ) Tekanan, P (gr/cm.s 2 ) Debit, Q (cm 3 /s) E E-5 Grafik Permeabilitas Batu C Debit, Q (cm3/s) y = 1E-9x - 4E Tekanan, P (gr/cm.s2) Grafik 2. Permeabilitas Sampel Batu C Permeabilitas yang didapat dari perhitungan menggunakan persamaan (1) sebesar 3.55 x 1-12 cm 2 atau.36 md. Batu D dengan d = 2.54 cm dan L = 1.2 cm memiliki permeabilitas sebagai berikut :

5 27 awal, H 1 (cm) akhir, H 2 (cm) Tabel 9. Data Pengukuran Sampel Batu D Waktu, t (s) Konduktivitas hidrolik, K (cm/s) Permeabilitas, k (cm 2 ) Permeabilitas, k (D) E E E E E E Dari data di atas didapat permeabilitas rata-rata Batu D (k D ) sebesar.242 D atau 2.42 md. Tabel 1. Perhitungan Permeabilitas Sampel Batu D air, h (cm) Waktu, t (s) Volume air, V (cm 3 ) Tekanan, P (gr/cm.s 2 ) Debit, Q (cm 3 /s) Grafik Permeabilitas Batu D Debit, Q (cm3/s) y = 1E-8x -.1 R 2 = Tekanan, P (gr/cm.s2) Grafik 3. Permeabilitas Sampel Batu D

6 28 Permeabilitas yang didapat dari perhitungan menggunakan persamaan (1) sebesar 2.36 x 1-11 cm 2 atau 2.36 md. Tabel 11. Perbandingan Permeabilitas Hasil Pengukuran dan Perhitungan Sampel Pengukuran Perhitungan Falling Head Rumus Error Batu A 14 D 11.8 D 15 % Batu B.59 md.586 md.6 % Batu C.29 md.36 md 24 % Batu D 2.42 md 2.36 md 2 % Berdasarkan pengolahan data di atas, Batu A memiliki permeabilitas yang sangat besar jika dibandingkan dengan sampel lainnya yang hanya berkisar dalam orde md. Data yang diambil untuk sampel Batu B, C, dan D tidak terlalu banyak karena waktu yang diperlukan untuk penurunan permukaan air cukup lama. Pada Batu B, permukaan air tidak lagi mengalami penurunan setelah mencapai ketinggian 82.9 cm. Hal ini kemungkinan disebabkan oleh kurangnya tekanan yang diberikan sehingga air tidak dapat mengalir melewati batuan lagi. Jika perhitungan permeabilitas dari metode Falling Head dibandingkan dengan perhitungan menggunakan persamaan (1) didapatkan hasil yang berbeda untuk setiap sampel batuan (Tabel 11). Hal ini kemungkinan disebabkan oleh adanya ketidaktelitian dalam pengambilan data selang waktu dan ketinggian permukaan air yang dilakukan secara manual. Selain itu, penurunan ketinggian permukaan air tidak semata-mata disebabkan oleh keluarnya air melalui sampel batuan, tetapi juga karena adanya kemungkinan penguapan air atau kebocoran melalui sambungan pipa. Walaupun demikian, perbedaan yang terjadi tidak terlalu

7 29 jauh sehingga dapat dinyatakan bahwa metode Falling Head dapat digunakan untuk mengestimasi nilai permabilitas suatu batuan. 4.2 Analisis Citra Digital Pengukuran dilakukan pada delapan sayatan tipis sampel batuan yang diambil dari keempat sampel core. Setiap citra digital sampel dianalisis dengan menggunakan TPCF untuk mendapatkan nilai porositas, permeabilitas, dan luas permukaan spesifik. Satu hal yang harus diperhatikan adalah ukuran pixel yang dipakai pada program DIPMA dengan ukuran pixel citra digital yang didapat dari mikroskop berbeda. Oleh karena itu, untuk mendapatkan hasil akhir perlu dilakukan perbandingan antara kedua ukuran pixel. 1 pixel pada DIPMA = 8 µm, sedangkan pada citra digital 1 pixel = 4 µm, sehingga setiap data yang didapat dari analisis DIPMA dikalikan dengan.5 untuk mendapatkan hasil akhir. Di bawah ini akan dipaparkan data hasil pengamatan dari tiap sampel sayatan tipis berupa citra digital sayatan tipis dan grafik TPCF :

8 3 Batu A 1 : Gambar 12. Sayatan Tipis Batu A 1. Warna merah menunjukkan daerah pori. Grafik TPCF Batu A TPCF Jarak, r (pixel) Grafik 4. Grafik TPCF untuk Sayatan Tipis Batu A 1.

9 31 Batu A 2 : Gambar 13. Sayatan Tipis Batu A 2. Warna merah menunjukkan daerah pori. Grafik TPCF Batu A 2 TPCF Jarak, r (pixel) Grafik 5. Grafik TPCF untuk Sayatan Tipis Batu A 2.

10 32 Batu B 1 : Gambar 14. Sayatan Tipis Batu B 1. Warna merah menunjukkan daerah pori. Grafik TPCF Batu B 1 TPCF Jarak, r (pixel) Grafik 6. Grafik TPCF untuk Sayatan Tipis Batu B 1.

11 33 Batu B 2 : Gambar 15. Sayatan Tipis Batu B 2. Warna merah menunjukkan daerah pori. Grafik TPCF Batu B TPCF Jarak, r (pixel) Grafik 7. Grafik TPCF untuk Sayatan Tipis Batu B 2.

12 34 Batu C 1 : Gambar 16. Sayatan Tipis Batu C 1. Warna merah menunjukkan daerah pori. Grafik TPCF Batu C 1.7 TPCF Jarak, r (pixel) Grafik 8. Grafik TPCF untuk Sayatan Tipis Batu C 1.

13 35 Batu C 2 : Gambar 17. Sayatan Tipis Batu C 2. Warna merah menunjukkan daerah pori. Grafik TPCF Batu C 2 TPCF Jarak, r (pixel) Grafik 9. Grafik TPCF untuk Sayatan Tipis Batu C 2.

14 36 Batu D 1 : Gambar 18. Sayatan Tipis Batu D 1. Warna merah menunjukkan daerah pori. Grafik TPCF Batu D 1 TPCF Jarak, r (pixel) Grafik 1. Grafik TPCF untuk Sayatan Tipis Batu D 1.

15 37 Batu D 2 : Gambar 19. Sayatan Tipis Batu D 2. Warna merah menunjukkan daerah pori. Grafik TPCF Batu D TPCF Jarak, r (pixel) Grafik 11. Grafik TPCF untuk Sayatan Tipis Batu D 2.

16 38 berikut : Setelah dilakukan analisis TPCF maka didapatkan data citra digital sebagai Tabel 12. Hasil Analisis TPCF Sampel Sayatan Tipis Sampel Porositas (%) Permeabilitas (D) Luas Permukaan Spesifik (µm -1 ) Batu A Batu A Batu B Batu B Batu C Batu C Batu D Batu D Dari data di atas dapat terlihat bahwa batuan yang sama, contohnya batu A, akan memiliki nilai permeabilitas yang berbeda saat pengamatan dilakukan pada lapisan yang berbeda. Hal ini menunjukkan bahwa batu tersebut memiliki persebaran pori yang tidak sama tiap-tiap lapisannya dan memiliki jalur yang tidak lurus jika diamati dalam 3D. 4.3 Perbandingan Permeabilitas Kedua Metode Tabel 13. Perbandingan Permeabilitas Sampel Batuan Sampel Batuan Falling Head Analisis Citra Batu A 14 D.14 D Batu B.59 md 1.22 D Batu C.29 md.57 D Batu D 2.42 md.87 D

17 39 Pada Tabel 13 dapat dilihat perbandingan permeabilitas seluruh sampel dengan menggunakan kedua metode dimana sebelumnya permeabilitas yang didapat dari analisis citra digital telah dirata-ratakan. Dari data diatas dapat dilihat bahwa terdapat perbedaan yang sangat jauh antara hasil pengukuran dengan metode Falling Head dengan analisis citra digital. Hal ini terjadi karena air mengalir pada ruang pori yang tidak lurus di dalam sampel core sehingga air lebih sulit melewati sampel dibandingkan dengan lintasan aliran air yang lurus. Sedangkan pada sampel sayatan tipis, hasil permeabilitas batuan hanya bergantung kepada lapisan yang dibuat lapisan tipis tanpa memperhitungkan bentuk lapisan-lapisan batuan dibawahnya, sehingga tentu saja nilai yang dihasilkan antara kedua metode akan berbeda. Jika terdapat nilai yang sama antara hasil pengukuran dengan metode Falling Head dan analisis citra digital, maka berarti batuan tersebut memiliki ruang pori berbetuk pipa kapiler lurus. Pada analisis citra digital, penentuan bagian pori sangat menentukan hasil analisis citra karena ada kemungkinan warna matriks yang sama dengan warna pori akan dianggap sebagai pori sehingga hasil yang didapatkan tidak sesuai dengan nilai sebenarnya.