The Effect of Silica Sand Size on Mechanical Properties, Permeability and Proppant Microstructure

Abstract

Pellet silika merupakan produk teknologi keramik komposit berbahan penguat pasir silika yang diaplikasikan dalam industri minyak dan gas sebagai proppant (pasir frank) maupun sebagai filter air dan industri perminyakan. Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan pengaruh ukuran pasir silika terhadap kekuatan tekan, permeabilitas dan mikrostruktur. Pada penelitian ini, ukuran pasir silika yang dipilih ukuran pasir silika halus yaitu (200 mesh) dan pasir silika kasar yaitu (20 mesh) dan diikat oleh polyethylene glycol (PEG) 400. Hasil uji kekuatan tekan terendah didapat pada sampel I yaitu 33,24 MPa sedangkan kekuatan tekan tertinggi pada sampel III yaitu sebesar 34,05 MPa. Karena semakin banyaknya ukuran butir pellet silika halus mampu memberikan ikatan interfacial pada polyethylene glycol (PEG) 400, dengan ukuran diameter lebih kecil akan memudahkan terjadi ikatan pada matriks sehingga meningkatkan nilai kekuatan tekan. Namun, uji permeabilitas berbanding terbalik pada kekuatan tekan dimana nilai permeabilitas tertinggi didapat pada sampel I yaitu 29,93 mD, sedangkan nilai permeabilitas terendah pada sampel III yaitu sebesar 23,35 mD. Hal ini karena adanya hubungan ukuran pasir silika halus yang berlawanan arah dengan ukuran pasir silika kasar. Artinya, apabila ukuran butir pasir silika halus naik dan ukuran butir silika kasar turun maka nilai permeabilitas turun. Hasil pengamatan mikrostruktur pada sampel I terlihat lebih sedikit rongga atau porosity dan membuat suatu ikatan interfacial yang lebih kuat. Karena adanya ukuran butir pasir silika halus lebih dominan banyak dari pada ukuran butir pasir silika kasar serta dibantu oleh pengikat berupa polyethylene glycol (PEG) 400.