MEKANISME DAN PENGARUH INJEKSI PARTIKEL SILIKA NANO PADA PEROLEHAN MINYAK DARI BATUAN KARBONAT DISERTASI Oleh WIWIEK JUMIATI NIM: 32219003 (Program Studi Doktor Teknik Perminyakan) INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG Januari 2025 i ABSTRAK MEKANISME DAN PENGARUH INJEKSI PARTIKEL SILIKA NANO PADA PEROLEHAN MINYAK DARI BATUAN KARBONAT Oleh WIWIEK JUMIATI NIM: 32219003 (Program Studi Doktor Teknik Perminyakan) Penggunaan teknologi nano di industri minyak dan gas bumi telah diterapkan pada eksplorasi, pengelolaan reservoir, pemboran, produksi, kilang dan proses. Partikel nano dari bahan silika banyak digunakan untuk studi peningkatan perolehan minyak tahap lanjut atau enhanced oil recovery (EOR) karena partikel silika nano memiliki mekanisme disjoining pressure, mengubah sifat kebasahan batuan maupun menurunkan tegangan permukaan/interfacial tension (IFT) karena adanya adsorpsi partikel silika nano pada permukaan batuan maupun dengan fluida minyak bumi. Banyak penelitian telah menginvestigasi pengaruh penggunaan partikel silika nano LHP (lipophobic and hydrophilic polysilicones) dan HLP (hydrophobic and lipophilic polysilicones) dengan perbedaan sifat kebasahan awal batuan dan jenis batuan yang berbeda untuk EOR. Studi ini meneliti peningkatan perolehan minyak dan laju alir injeksi pada batuan karbonat dengan sifat kebasahan batuan kondisi awal water-wet dan neutral-wet menggunakan jenis partikel silika nano LHP dan HLP dan bagaimana pengaruhnya pada adsorpsi dinamis yang merupakan gap pada penelitian ini dan menggunakan minyak mentah Sumatra dari Indonesia. Pengujian komprehensif laboratorium dilakukan untuk mencapai tujuan penelitian antara lain penggunaan partikel silika nano pada beberapa skenario injeksi dan variasi laju alir injeksi dan adsorpsi spektrofotometer UV-VIS. Beberapa pengujian dilakukan untuk mendukung tujuan dari studi ini antara lain pengukuran IFT, Amott wettability index, stabilitas fluida partikel silika nano, SEM (scanning electron microscope), TEM (transmission electron microscope) dan XRF (X-Ray Fluorescence). Hasil dari eksperimen ini menunjukkan prospek yang menjanjikan dalam penggunaan partikel silika nano untuk EOR dalam reservoir karbonat. Hasil menunjukkan bahwa peningkatan perolehan minyak dipengaruhi oleh jenis partikel silika nano yang digunakan. Secara khusus, partikel silika nano LHP memberikan hasil perolehan minyak yang lebih tinggi pada batuan karbonat dengan sifat neutral- wet, sedangkan partikel silika nano HLP menunjukkan kinerja yang lebih baik pada batu karbonat yang bersifat water-wet pada tiga skenario injeksi. Selain itu, ditemukan hubungan yang sebanding antara adsorpsi dinamis partikel silika nano LHP dan HLP pada batuan serta fluida dengan perolehan minyak. Pengaruh laju ii alir pada injeksi partikel silika nano antara 0,3-1 cc/min memberikan hasil yang optimum pada laju alir terkecil. Hasil ini memberikan wawasan penting untuk memilih jenis partikel silika nano dan kondisi awal sifat kebasahan batuan karbonat dalam aplikasi EOR. Kata kunci: Partikel Silika Nano LHP dan HLP, Sifat Kebasahan Batuan Karbonat, IFT, adsorpsi, injeksi peningkatan perolehan minyak. iii ABSTRACT MECHANISMS AND EFFECTS OF SILICA NANOPARTICLES INJECTION FOR OIL RECOVERY ON CARBONATE ROCKS by WIWIEK JUMIATI NIM: 32219003 (Doctoral Program in Petroleum Engineering) Nanotechnology in the oil and gas industry has been applied across exploration, reservoir management, drilling, production, refining, and processing. Furthermore, nanosilica particles are cost-effective, widely available, and environmentally friendly compared to other chemicals. These nanosilica particles exhibit mechanisms such as disjoining pressure, alteration of rock wettability, and reduction of surface/interfacial tension (IFT) due to the adsorption of nanosilica particles on rock surfaces and interactions with petroleum fluids, making them suitable for use in advanced enhanced oil recovery (EOR) processes. Numerous studies have investigated the impact of using LHP (lipophobic and hydrophilic polysilicones) and HLP (hydrophobic and lipophilic polysilicones) nanosilica particles on EOR in carbonate rocks with initial water-wet and neutral- wet wettability conditions. This study examines the improvement in oil recovery and coreflood injection flow rates from carbonate rocks with initial water-wet and neutral-wet conditions using LHP and HLP nanosilica particles. It focuses on their impact on dynamic adsorption, representing a gap in previous research. This study used Sumatran crude oil from Indonesia, and comprehensive laboratory tests were conducted to achieve the research objectives.