Mengenal Poisson’s Ratio dan Hubungannya dengan Saturasi Air

Posted on 23/02/2013

0


Poisson’s ratio merupakan ukuran kompresibilitas sebuah benda yang tegak lurus dengan stress atau perbandingan strain latitudinal dengan strain longitudinal. Jika kita mempunyai sample berbentuk silinder kemudian ditekan oleh suatu gaya, maka sample tersebut akan memendek dan membuat jari-jari bertambah. Perbandingan perubahan panjang dan perubahan jari-jari itulah yang disebut poisson’s ratio. Konstanta elastik ini dinamai oleh seorang matematikawan berkebangsaan Perancis yang bernama Simeon Poisson (1781-1840).

Hubungan poisson’s ratio dengan Vp dan Vs dapat digambarkan pada gambar di bawah ini

Gambar 1. Hubungan poisson’s ratio dengan Vp/Vs ratio

Dari Gambar 1 dapat ditarik kesimpulan:

Jika Vp/Vs = √2, maka σ = 0

Jika Vp/Vs = 1.5, maka σ = 0.1 (Gas Case)

Jika Vp/Vs = 2, maka σ = 1/3 (Wet Case)

Jika Vp/Vs = ∞, maka σ = 0.5 (Vs = 0)

Adapun nilai poisson’s ratio untuk litologi:

limestone ~ 0.3,

sandstones ~0.2,

shale > 0.3

batubara ~ 0.4

Gambar 2. Hubungan poisson’s ratio terhadap kedalaman

Dari Gambar 2 terlihat bahwa poisson’s ratio dengan litologi yang sama namun dengan isian fluida yang berbeda akan jauh lebih sulit dibedakan, selaras dengan bertambahnya kedalaman dan mengalami konsolidasi.

Berikut ini kita akan melihat hubungan poisson’s ratio dan Sw dengan studi kasus yang diberikan seperti Gambar di bawah ini:

Courtesy Hampson Russell

Gambar 3

Gambar 3 menunjukan crossplot dalam kasus gas dengan porositas 33%, Ks = 40, Kgas = 0.021, Kdry = 3.25 dan mu = 3.3 GPa. Pada saturasi gas sekitar 5% terjadi penurunan nilai Vp yang drastis yang kemudian nilai Vp akan bertambah dengan perubahan nilai Vp yang tidak terlalu signifikan sesuai dengan bertambanya saturasi gas (Sw berkurang). Fenomena ini dapat menjadi salah satu pitfall dalam DHI karena mampu membuat tampilan anomali amplitudo pada data seismik (bright). Sedangkan pada Vs, terlihat bahwa dengan semakin bertambahnya saturasi gas, nilai Vs semakin meningkat. Oleh karena itu, analisis log gabungan antara log DT (Vp) dengan log DTSM (Vs) dapat mengurangi pitfall, yaitu jika data seismik menunjukkan anomali amplitudo tinggi yang digambarkan log Vp nya menurun drastis namun hanya diikuti oleh kenaikan sedikit nilai log Vs nya.

Courtesy Hampson Russell

Gambar 4

Gambar 4 memperlihatkan bagaimana hubungan antara poisson’s ratio dengan Sw untuk kasus gas. Nilai poisson’s ratio mengalami perubahan meningkat secara drastis pada nilai Sw 90%-100% akibat pengaruh dari Vp.

Courtesy Hampson Russell

Gambar 5

Gambar 5 sama dengan Gambar 3 namun untuk kasus oil dengan Koil = 1.0 MPa. Nilai Vp mengalami penurunan dengan bertambahnya saturasi oil, sedangkan nilai Vs cenderung konstan. Hal ini dapat disimpulkan bahwa dengan adanya kehadiran oil di dalam reservoir, pembacaan Vs tidak terpengaruh.

Courtesy Hampson Russell

Gambar 6

Gambar 6 memperlihatkan hubungan seperti kasus pada Gambar 5 namun antara poisson’s ratio dengan Sw. Adanya trend linear yaitu meningkatnya nilai poisson’s ratio selaras dengan kenaikan Sw yang utamanya dipengaruhi oleh Vp. Oleh karena itu, hubungan poisson’s ratio dengan Sw linear berbanding lurus untuk kasus oil.

Posted in: Rock Physics