2011 Laboratorium of Physics: Geophysics, Rock Physics Kelompok 1 Stevanus Kristianto Nugroho1109100011 Indah Ayu1109100003 Frischa Marcheliana W1109100002 Roni Hidayat1109100013 Iftihatur Rofiah1109100006 I.PRINSIP DASAR 1.1Porositas Porositasdidefinisikansebagaiperbandinganvolumepori-pori(yaituvo,umeyangditempati fluida)terhadapvolumetotalbatuan.Adaduajenisparositanyaituporositasantarbutirdanporositas rekahan.Padakenyataannya,porositasdalamsuatusistempanasbumisangatbervariasi.Contohnyadi dalamsistemreservoirrekahalami,porositasberkisarsedikitlebihdarinol,akantetapidapatberharga samadengansatupadarejahannya.Padaumumnyaporositasrata-ratadarisuatusistemmediaberpori berharga antara 5%-30%. 1.2Densitas Batuan Densitasbatuandaribatuanberporiadalahperbandinganantaraberatterhadapvolume(rata-rata darimaterialtersebut).Densitasspesifikadalahperbandinganantaradensitasmaterialtersebutterhadap densitas air pada tekanan dan temperatur yang normal, yaitu kurang lebih 103 kg/m3. Secarasederhana,suatubatuanmemilikiduakomponen,komponenpadatandankomponen rongga (pori). Keberadaan komponen padatan maupun komponen rongga mempunyai nilai yang beragam pada tiap-tiap batuan sehingga massa jenis dari suatu batuan berbeda dengan batuan yang lainnya.ilustrasi padagambatdubawahmenunjukkanduajenisbatuanyangterdiridaripresentasipadatandanrongga yang berbeda-beda namun rongga yang terdapat pada batuan tersebuta juga dapat teeisi oleh fluida seperti air, minyak, ataupun gan bumi. Presentasi rongga yang terisi oleh fluida dikenal dengan istilah kejenuhan fluidauntukairdinamakansaturasiair(Sw),untukhidrokarbonminyakdangasbumidikenaldengan saturasi hidrokarbon (SHC). 1.2.1Pengaruh Komponen Padatan Terhadap Densitas Batuan Komponen padatan yang terdapat pada batuan juga dapat memiliki massa jenis yang berbeda-beda juga.Massajenisinidikenaldengandensitasmatriks,yangdapatdirumuskanmelaluirumus seperti demikian : m= m/V (1) Apabila komponen padatan pada kedua batuan tersebut adalah kuarsa, maka densitas matriks (m) untukkeduabatuantersebutadalahdensitasdarikuarsa(yaitusekitar2,65gr/ccatau2,65kg/l). Perhatikanbahwameskipunmassajenisdikomponenkuarsasamatetapikarenapersenrongga pada kedua komponen tersebut berbeda, maka densitas dari kedua batuantersebut akan berbeda-beda.Padabatuanyangpertamakomponenpadatannya80%sedangkanpadabatuankedua60% sehinggadensitaspadabatuanyangkomponenpadatannyaberupakuarsatersebutaadalah80%. 2,65gr/cc=2,12gr/ccuntukbatuanyangpertamadan60%.2,6gr/cc=1,59gr/ccuntukbatuan yangkedua.Dengandemikianhubunganantaradensitasmatriksdengandensitastotaldarisuatu batuan dapat dirumuskan sebagai berikut : = m. (1-) (2) dengan : persen rongga atau porositas 1.2.2Pengaruh Saturasi Fluida Terhadap Densitas Batuan Tiap-tiap fluida akan mempunyai densitas tertentu pula, nilai ini dapat berbeda ataupun sama antara masing-masing fluida tergantung pada komponen fluida tersebut, temperatus dan salinitasnya.Air, sebagai salah satu fluida yang merupakan fluida utama penyusun batuan dikatakan memiliki densitas yang berbeda-beda pada temperatur dan salinitas yang berdeda-beda. = m . (1-) + f . . Sf (3) -fluida berupa air = m .(1-) + w . . Sw (4) -saturasi air 100% = m . (1-) + w . (5) -mengandung HC = m . (1-) + w . . Sw + HC . . (1-Sw) (6) Rumus di atas didapatkan dengan menganggap bahwa semua pori batuan sedimen terisi penuh oleh fluida, maka besaran volume untuk tiap-tiap komponen penyusun batuan dapat dihitung dengan menggunakan rumus berikut: Sehingga untuk suatu bahan yang terdiri dari matriks, air, dan hidrokarbon, rumusnya dijabarkan sebagai berikut : Massa jenis batuan total = massajenis batuan dari matriks+ massa jenis batuan dari air+massa jenis batuan bari HC. = bat m + bat W + bat HC = mmatriks / Vbatuan + mair / Vbatuan + mHC / Vbatuan = mmatriks / (Vmatriks / (1- )) + mair / (VW / . SW) + mHC / (VHC / . (1-SW)) = m . (1-) + w . . Sw + HC . . (1-Sw) (6) Sehingaa penyebab massa jenis batuan berbeda-beda adalah sebagai berikut : 1.tiap batuan memiliki komposisi matriks yang berbeda-beda 2.tiap batuan memiliki porositas yang berbeda-beda 3.tiap batuan terisi oleh fluida pada rongganya yang mungkin bebeda jenisnya dengan saturasi yang berbeda pula, dan 4.tiap batuan memiliki kondisi fisik dan kimia yang berbeda-beda. 1.3 Perambatan Error Jikaz merupakan fungsi dengan variable ganda x dan y, diketahui

dan

yang masing-masing adalah error dari pengukuran x dan y maka error untuk z (

) nya adalah II.Tujuan Percobaan Tujuan dari percobaan ini adalah mengetahui cara mengukur rapat massa dan menentukan besarnya porositas dan densitas dari batu bata (bata merah,bata ringan, bata kapur). III.Metodologi Percobaan Pengerjaanpraktikuminidimulaidenganbeberapatahap.Tahappertamayaitumemotongbatu bata,batukapurdanbaturingandenganukuran3x3x3,karenapadaprosespemotonganterjadi pergeseranpadaalatpemotongnyamakaukuranbatumenjadiberubah,prosesselanjutnyaadalah ( )( )( )( )22222222 2 2 2 221 1y x zy xi izsyzsxzs z hinggasyzsyzn nyyzn nxyzs||.|

\|cc+ |.|

\|cc= = A||.|

\|cc+||.|

\|cc=A||.|

\|cc+A||.|

\|cc= mengukur volume dari masing - masing batu dengan menggunakan penggaris untuk mengetahui panjang, lebar dan tingginya. berikutnya massa batu kering ditimbang dengan timbangan digital.Setelahdidapatkanmassanya,batudirendamkedalamairhinggamencapaimassajenuh, perendamandilakukanselamaduasetengahhari.Tahapberikutnyaadalahmenimbangbasahatau menimbangmassabatusetelahdirendamdenganmenggunakanneracaohaus,penimbangandilakukan sebanyak lima kali dari masing masing batu agar data yang diperoleh lebih akurat. Langkahselanjutnyaadalahmengukurdensitasdaribatu.Prosespertamayangdilakukanadalah menghancurkan sampel dari masing masing batu menjadi serbuk. Kemudian diukur densitasnya dengan menggunakan piknometer. Langkah langkah pengukuran densitas serbuk adalah : m1( massa dari pikno +tutup),m2(massapikno+tutup+alcoholpenuh),m3(massapikno+tutup+bahan),m4(massa pikno+tutup+bahan+alkohol).Setelahdidapatkanm1,2,3,4makamassajenisbahandapatdikeahui. Percobaan di ulangi dengan serbuk batu yang lain. Tahap 1 mengukur dan memotong batu dengan ukuran 3x3x3 mengukur kembali volume batu yang telah dipotong dengan menggunakan penggaris menimbang massa batu kering Tahap 2 merendam batu hingga mencapai massa jenuh menimbang massa batu setelah direndam Tahap 3 menghancurkan batu menjadi serbuk menghitung densitas serbuk dengan menggunakan piknometerIV.Hasil dan Analisis Dari percobaan yang telah dilakukan diperoleh

Jenis Batu m1 (gram) m2 (gram) m3 (gram) Batu bata77.177.277.2 Batu kapur32.532.532.5 Batu ringan4.34.34.3 Jenis Batuan m1 (gram) m2 (gram)m3 (gram) m4 (gram) alcohol (gram/cm^3) Batu ringan16.942625.11319.292726.7020.8 16.942725.111119.292826.69850.8 16.942825.1119.292926.69610.8 16.942825.1009219.292926.69310.8 16.942525.10919.29326.69320.8 batu kapur16.939325.110820.074927.35330.8 16.939425.109520.074827.34850.8 16.939425.108520.074727.34620.8 16.939425.107920.074827.34350.8 16.939425.105120.074927.34150.8 Batu bata16.945425.138820.965227.89220.8 16.945325.137420.96527.89050.8 16.945325.136320.965327.88460.8 16.94525.135320.96527.88370.8 16.94525.134420.965127.8820.8 Jenis Batu m1 (gram) m2 (gram)m3 (gram) m4 (gram) m5 (gram) Batu Merah96.1896.053896.1696.148696.0585 Batu kapur57.272457.287557.333157.254157.372 batu ringan26.110626.101226.112726.125726.1058 Tabel 1 Massa Kering Batuan Tabel 3 Pengukuran Massa Jenis Batuan dengan Piknometer Tabel 4 Massa Jenuh Air Batuan Dari data yang diperoleh dilakukan perhitungan 1.Densitas Sesuai dengan dasar teori bahwa densitas ( adalah

=

sehingga Tabel 5 Massa Matrix sedangkan

dan

didapat dari

lalu error dari volume dan densitas didapat dari perambatan error pengukuran massa contoh perhitungan: Diketahui :Batu bata

1=96.18 gram

2=96.0538 gram

3=96.16 gram

4=96.1486 gram

5=96.0585 gram

1=77.1 gram

2=77.2 gram

3=77.2 gram Massa keringm1m2m3AverageError Batu bata77.177.277.277.1666670.1 Batu kapur32.532.532.532.50.1 Batu ringan4.34.34.34.30.1 Tabel 6 Pengukuran Densitas MatrixBatu Bata Menggunakan Piknometer \ Ditanyakan: Densitas batuan=? Jawab:

=

=

= 96.1202 gram dengan error sebesar

0.0001 gram (error alat ukur)

=

=

=77.2 gram dengan error sebesar

0.1 gram (error alat ukur) maka

18.95 cm3 dengan perambatan error didapat

=

=

= 0.1 cm3 maka

18.95cm3 sedangkan

didapat dari pengukuran piknometer Jenis Batuanm1m2m3m4 Batu bata16.945425.138820.965227.8922 16.945325.137420.96527.8905 16.945325.136320.965327.8846 16.94525.135320.96527.8837 16.94525.134420.965127.882

2.539356 gram/cm3 Tabel 7

batu bata dengan menggunakan piknometer Jenis Batuanm1m2m3m4 alkohol matrik Batu bata16.945425.138820.965227.89220.82.539356 16.945325.137420.96527.89050.82.538892 16.945325.136320.965327.88460.82.528898 16.94525.135320.96527.88370.82.529097 16.94525.134420.965127.8820.82.527371

= 2.53 gram/cm3 sedangkan error

(

) adalah standar deviasinya yaitu 0.002631 gram/ cm3 maka volume matrixnya adalah

= 30.48 cm3 sedangkan errornya(

) adalah

(

)

(

)

..

(

)

(

)

(

)

(

)

0.05 cm3 maka densitas batu bata

=

=

= 1.562 gram /cm3 error dari

= 0.11 cm3 sedangkan error densitas batu bata

(

)

(

)

..

(

)

(

)

(

)

(

)

=0.000013

gram/cm3 jadi densitas batu bata 1.562 gram/cm3 Tabel 8. Densitas Batuan Jenis Batu

error

batu bata1.5614024330.003 Batu kapur0.8921585510.03 batu ringan0.182552720.04 b. Porositasdari bagian a didapat

30.46786903 cm3

18.95 cm3

= 38.35 % error adalah

= (

)

(

)

= (

(

)

)

(

(

)

)

= (

)

(

)

=3.7 x10-4 x 100%=0.03% sehingga porositas batuan Tabel 9. Porositas Batuan Jenis BatuPorositas (%) Error (%) batu bata38.35083607 0.03 Batu kapur68.08904653 0.07 batu ringan92.59753247 0.16 V.Pembahasan Padapraktikumdensitasdanporositasini,telahdilakukanpercobaandengantujuanuntuk menentukandensitasdanporositasdarisuatubahanyaitubatubata,batukapur,danbaturingan. Peralatan yang digunakan untuk melakukan prakikum ini antara lain adalah piknometer, neraca ohauss, neraca analitik, penggaris, gergaji, mortar, alu, jangka sorong, gelas, alkohol 80%, batu bata merah, batu kapur, batu ringan dan air. Tahap pertama untuk melakukan praktikum porositas adalah memotong batu bata, batu kapur, dan batu ringan dengan dimensi panjang, lebar, dan tinggi yaitu 3x3x3. Setelah dipotong, dimensi dari sample dihitungkembalimenggunakanjangkasorongkarenasaatpemotonganterjadiretakan-retakanyang menyebabkan dimensi sample tidak sesuai dengan yang diinginkan. Lalu volume sample dihitung dengan informasidimensiyangtelahdidapatkandandibandingkandengannilaivolumeyangdidapatkandari perhitunganvolumporusditambahvolummatriks,setelahitumassakeringsampleditimbangdengan menggunakan neraca analitik. Kemudian sample direndam sampai mencapai massa jenuh yaitu selama 65 jam.danditimbangmassajenuhnya.Daripengukuranmassajenuh,dapatdiamatibahwasetiapbatuan memilikitigkatresapanairyangbrbeda-beda.Halinidapatdiketahuidenganmengamatiperbandingan dari massa kering dan massa jenuh, juga lama waktu yang diperlukan setiap sample untuk jenuh. Setelahmassajenuhdiketahui,dapatdihitungvolumeporusdarisampledenganmengurangivolumejenuhdan volumkering.Volummatriksdarisampledapatdiketahuidengancaramenghancurkansampleyaitu ditumbukdanditimbangmassasampletersebutmenggunakanpiknometerdanneracaanalitik.Setelah volum porus dan matriks diketahui, dapat dicari nilai porositas seperti pada perhitungan.Porusetiapbatuanberbeda-beda.Poruspadabatuantebagimenjadiduayaituporusyang tersambungdanporusyangtidaktersamgung.Sehinggaselisihantaramassajenuhdanmassakering yang kecil belum berarti bahwa porositas sample tersebut kecil. Karena porus yang tidak tersambung idak dapat mengalirkan air. Setelahpercobaandanperhitungandilakukan,didapatnilaiporositasyaituporositasbatubata sebesar 38,34%, batu kapur sebesar 68,09%, dan batu ringan sebesar 92,59%. Untukmelakukanpercobaandensitas,pertamakalidilakukanpenghancuransampleyaitubatu bata, batu kapur, dan baturingan menjadi serbuk sama seperti pada percobaan porositas. Sebelum sample batuan tersebut dihancurkan, batuan tersebut di oven pada suhu 700C selama 5 jam. Pada percobaan ini, massaserbuksampledihitungmenggunakanpiknometer.Massaserbukdihitungpadasaatbasahdan massa tercelup yaitu serbuk dicampur dengan alkohol. Pertama kali di ukur adalah massa piknimeter dan tutuppiknometer(m1).Keduamassapiknimeter,tutup,danalkohol(m2).Ketigamassapiknometer, tutup,danserbukbahan(m3).Keempatmassapiknometer,tutup,serbukbahan,danalkohol.Dari penguranganm3-m1didapatkannilaimassaserbukbahan,daripenguranganm2-m1didapatkannilai massa alkohol, dan dari pengurangan m4-m3 didapatkan nilai massa alkohol. Sehingga didapatkan massa serbuk bahan dan massa alkohol murni dan yang sudah terkotori oleh serbuk bahan. Setelah itu, densitas bahandidapatkansepewrtirumusdanperitunganyangterdapatpadasubbabperhitungan.Pada praktikuminidigunakanalkoholkarenasifatalkoholyangmudahmenguap.Sehinggauntuk membersihkan dan menunggu piknometer untuk kering tidak terlalu lama berdasarkan sifat alkohol yang cepatmenguap.setelahperhitungandilakukan,didapatkannilaidensitasbatubatasebesar1,562gr/cm3 denganerrorsebesar0,003,batukapursebesar0,892gr/cm3denganerrorsebesar0,03,danbaturingan 0,183gr/cm3 dengan error seberas 0,04. Darihasilperhitungandensitasdanporositasdiatas,dapatdiketahuihubungandensitasdan porositas yaitu semakin besar densitas porositas akan semakin kecil. Sebaliknya, semakin kecil densitas, maka porositas akan semakin besar.VI.Kesimpulan Setelah percobaan dan perhitungan dilakukan, didapatkan di : 1.Pada percobaan ini didapatkan porositas dari perbandingan antara volume pori-pori pada batu bata/batu kapur / batu ringan terhadap volume total batuan(pori-pori dan matriks).2.Percobaan kedua diperoleh densitas pada tiap batuannya dengan cara . Sehingga Hal yang mempengaruhi percobaan ini adalah batuan yang digunakan kemudian diperoleh massa jenis, massa, volume dan pori-pori batuannya.3.Porositas berbanding terbalik dengan densitas. Semakin besar densitas maka semakin kecil porositas. Sebaliknya, semakin kecil densitas maka semakin besar porositas. 4.Selisih masa jenuh dan massa kering yang kecil belum tentu menunjukkan porositas yang besar karena terdapat porus yag tidak tersambung, dan sebaliknya. VII.Daftar Pustaka http://www.slideshare.net/winalda/sifat-batuan http://weiminhan.wordpress.com/tag/densitas/ Djonoputro,B Darmawaaan. 1984. Teori ketidakpastian. Penerbit ITB: Bandung. VIII.Lampiran Kritik dan Saran -Untuk percobaan ini, kami memberikan nilai 8 -Banyak hal yang kami dapat pada percobaan ini misalnya memperhatikan tingkat keeroran pada tiap langkah yang dilakukan dan selalu kreatif dalam membuat metodologi percobaan. Kami juga diajak untuk memikirkan dan mengembangkan praktikum yang dilakukan secara fisis dan lebih meluas. -Lebih menjelaskan sistematika praktikum.