Perpustakaan Digital ITB

Studi mengenai dinamika aliran fluida dalam media berpori memegang peranan krusial dalam berbagai aplikasi strategis, khususnya dalam upaya peningkatan perolehan minyak (Enhanced Oil Recovery / EOR). Mengingat kompleksitas geometri mikroskopis batuan yang menyulitkan prediksi analitik, penelitian ini mengimplementasikan simulasi komputasi numerik Lattice Boltzmann Method (LBM) model kisi 2D (D2Q9) dengan pendekatan operator tumbukan Bhatnagar- Gross-Krook (BGK). Kode simulasi aliran fasa tunggal inkompresibel dikembangkan secara mandiri (in-house code) menggunakan bahasa pemrograman Julia. Geometri media berpori direkayasa secara sistematis melalui variasi rasio jari-jari leher pori terhadap badan pori (rt/rp) sebesar 1/6, 1/3, dan 1/2, variasi bilangan koordinasi (CN=4 dan 8), serta eskalasi momentum inersia dari Bilangan Reynolds (Re) 6.0 hingga 45.0 untuk mengisolasi efek geometris dan hidrodinamis terhadap konduktivitas matriks batuan. Hasil komputasi menunjukkan bahwa dimensi relatif leher pori (throat) merupakan faktor pembatas utama konduktivitas hidrolik, di mana pelebaran rasio rt/rp meminimalisasi dominasi gesekan viskos dinding secara eksponensial selaras dengan prinsip Hagen-Poiseuille. Peningkatan interkonektivitas matriks melalui penambahan rute pelarian diagonal (CN=8) terbukti efektif menurunkan derajat tortuositas dan secara visual meredam fluktuasi termodinamika (pressure recovery) akibat formasi vorteks pada rezim inersia tinggi. Melalui perumusan regresi Plot Forchheimer Termodifikasi, simulasi berhasil mengekstraksi properti Permeabilitas Absolut (Kabs ) yang bebas bias inersia dan memvalidasi keberadaan sinergi topologi yang kuat: penambahan rute diagonal pada celah sempit (rt/rp = 1/6) hanya memberikan peningkatkan marginal, namun pada celah terlebar (rt/rp = 1/2), modifikasi ini memicu lonjakan Kabs dari 41,66 LU2 menjadi 119,24 LU2. Hal ini mengonfirmasi bahwa optimasi permeabilitas tertinggi pada media berpori tidak cukup hanya dengan memperbesar porositas lokal, melainkan wajib disinergikan dengan peningkatan arsitektur konektivitas untuk menekan hambatan viskos dan Forchheimer secara simultan.