IATMI SM STT MIGAS Balikpapan

Dari Kami Untuk Negeri


Tinggalkan komentar

Metode Perhitungan Cadangan : Volumetris

1.1.    Metode Volumetris

Metode volumetris digunakan untuk memperkirakan besarnya cadangan reservoir pada suatu lapangan minyak atau gas yang baru, dimana data-data yang tersedia belum lengkap. Data-data yang diperlukan untuk perhitungan perkiraan cadangan secara volumetris, yaitu bulk volume reservoir (Vb), porositas batuan (f), saturasi fluida (Sf), dan faktor volume formasi fluida. Perhitungan perkiraan cadangan secara volumetris dapat digunakan untuk mengetahui besarnya initial hidrocarbon in place, ultimate recovery, dan recovery factor.

1.1.1. Penentuan Initial Oil In Place (IOIP)

Pada batuan reservoir yang mengandung satu acre-feet pada kondisi awal, maka volume minyak dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut:

 

 

 

 

 

 

 

 

Sedangkan untuk sejumlah gas mula-mula (initial gas in place) dapat ditentukan dengan persamaan:

 

 

 

 

 

Pada persamaan diatas, besaran yang perlu ditentukan terlebih dahulu adalah volume bulk batuan (Vb). Penentuan volume bulk batuan (Vb) ini dapat dilakukan secara analitis dan grafis.

1.1.1.1.    Penentuan Volume Bulk Batuan Secara Analitis

                   Langkah pertama yang dilakukan dalam menentukan volume bulk batuan adalah membuat peta kontur bawah permukaan dan peta isopach. Peta kontur bawah permukaan merupakan peta yang menggambarkan garis-garis yang menghubungkan titik-titik dengan kedalaman yang sama pada setiap puncak formasi. Sedangkan peta isopach merupakan peta yang menggambarkan garis- garis yang menghubungkan titik-titik dengan ketebalan yang sama dari formasi produktif. (Gambar 3.1).

Gambar 4.1.

Peta Isopach

(a). Total Net Sand, (b). Net Oil Sand,

(c). Completed Isopach Map of Oil Reservoir

(Amyx, J. W., D. M. Bass, Jr. and R. L. Whiting, 1960,”Petroleum Reservoir Engineering-Physical Properties”)

                   Setelah peta isopach dibuat, maka luas daerah setiap garis isopach dapat dihitung dengan menggunakan planimeter dan diplot pada kertas, yaitu luas lapisan produktif versus kedalaman.

Jika peta isopach telah dibuat, maka perhitungan volume bulk batuan dapat dilakukan dengan menggunakan metode:

  • Metode Pyramidal

Metode ini digunakan apabila perbandingan antara luas garis isopach yang berurutan £ 0,5 yang secara matematis dituliskan:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  • Metode Trapezoidal

Metode ini digunakan apabila perbandingan antara luas garis isopach yang berurutan > 0,5 yang secara matematis dituliskan:

 

 

 

 

  • Metode Simpson

Metode ini digunakan jika interval kontur dan isopach tidak sama (tidak teratur) dan hasilnya akan lebih teliti jika dibandingkan dengan metode trapezoidal yang secara matematis dituliskan:

 

 

1.1.1.2.    Penentuan Volume Bulk Batuan Secara Grafis

Penentuan volume bulk batuan secara grafis dilakukan dengan cara membuat plot antara ketebalan yang ditunjukkan oleh tiap-tiap garis kontur terhadap luas daerah masing-masing, seperti terlihat pada Gambar 3.2. Dari gambar tersebut terlihat bahwa volume bulk batuan merupakan luas daerah yang ditunjukkan dibawah kurva.

Gambar 4.2.

Contoh Grafik Penentuan Volume Bulk Batuan

(Amyx, J. W., D. M. Bass, Jr. and R. L. Whiting, 1960,”Petroleum Reservoir Engineering-Physical Properties”)

1.1.2. Ultimate Recovery (UR)

Ultimate recovery merupakan jumlah maksimum hidrokarbon yang diperoleh dari reservoir dengan mekanisme pendorong alamiahnya. Ultimate recovery ini biasanya dinyatakan dengan parameter unit recovery (UR), yang merupakan hasil bagi antara ultimate recovery terhadap volume bulk batuan yang dapat diproduksikan oleh beberapa pengaruh mekanisme pendorong sampai saat abandonment. Untuk mengetahui besarnya ultimate recovery harus diketahui data- data seperti mekanisme pendorong yang dominan, saturasi fluida mula-mula, dan akhir dari masa produksi (tekanan abandonment), serta faktor volume formasi minyak dan gas sebagai fungsi tekanan. Ultimate recovery ini dapat dinyatakan dalam persamaan sebagai berikut:

UR    =    N   x   RF………………………………..………………….….(4-7)

Keterangan  :

N                  : initial oil or gas in place, satuan volume

RF                : recovery factor, fraksi

Secara volumetris, ultimate recovery ini ditentukan dengan persamaan sebagai berikut:

 

 

 

 

 

 

 

Unit recovery pada reservoir gas dengan mekanisme pendorong water drive yaitu:

 

 

 

 

 

 

 

1.1.3. Recovery Factor (RF)

Untuk jumlah cadangan yang dapat diperoleh dipermukaan, maka terlebih dahulu perlu diketahui harga recovery factor (RF) yaitu perbandingan antara recoverable reserve dengan initial oil in place (fraksi), atau dapat ditulis dengan persamaan sebagai berikut:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Terimakasih kepada :

M. BAYU CIPTOAJI  : 113 070 140

UPN  / Kompre 2011


Tinggalkan komentar

PENGANTAR STUDI WATER FLOOD

3.1.    Pengertian Injeksi Air

            Pada lapangan yang sudah melewati batas primary recovery-nya, dilakukan optimasi produksi dengan cara yang lain salah satunya adalah injeksi air (water flooding). Mekanisme kerjanya adalah dengan menginjeksikan air  ke dalam formasi yang berfungsi untuk mendesak minyak menuju sumur produksi (produser) sehingga akan meningkatkan produksi minyak ataupun dapat juga berfungsi untuk mempertahankan tekanan reservoir (pressure maintenance), untuk lebih jelasnya lihat Gambar 3.1.

Gambar 3.1 : Mekanisme waterflood

3.1.1.   Sejarah Perkembangan Dan Aplikasi Waterflood

Penemuan minyak mentah oleh Edwin L. Drake di Titusville pada tahum 1859 menandai dimulainya era industri minyak bumi. Penggunaan minyak bumi yang semakin meluas membuat orang mulai berpikir untuk meningkatkan perolehan produksi minyak bumi. Maka pada awal 1880-an, J.F. Carll mengemukakan pendapatnya bahwa kemungkinan perolehan minyak dapat ditingkatkan melalui penginjeksian air dari suatu sumur injeksi untuk mendorong minyak ke  sumur produksi adalah sangat besar.

Eksperimen waterflood pertama tercatat dilakukan di lapangan Bradford, Pennsylvania pada tahun 1880-an. Dari eksperimen pertama ini, mulai terlihat bahwa program waterflood akan dapat meningkatkan produksi minyak. Maka pada awal 1890-an, dimulailah penerapan waterflood di lapangan-lapangan minyak di Amerika Serikat.

Pada 1907, ditemukan metoda baru dalam pengaplikasian waterflood di Lapangan Bradford, Pennsylvania, yang disebut sebagai “metoda lingkar (circular method)”, yang juga tercatat sebagai pengaplikasian flooding pattern pertama. Karena adanya regulasi pemerintah yang melarang penerapan waterflood di masa itu, proyek ini dilakukan secara sembunyi-sembunyi, sampai larangan itu dicabut pada 1921.

Mulai tahun 1921, penerapan waterflood mulai meningkat. Pola pattern waterflood berubah dari circular method menjadi line method. Pada 1928, pola five spot ditemukan dan diterapkan secara meluas di lapangan-lapangan minyak. Selain tahun-tahun tersebut, operasi waterflood juga tercatat dilakukan di Oklahoma pada tahun 1931, di Kansas pada tahun 1935, dan di Texas pada tahun 1936.

Dibandingkan dengan masa sekarang, penerapan waterflood pada masa dahulu boleh dibilang sangat sedikit. Salah satu faktor penyebabnya adalah karena pada zaman dahulu pemahaman tentang waterflood masih sangat sedikit. Selain itu, pada zaman dahulu produksi minyak cenderung berada diatas kebutuhan pasar.

Signifikansi waterflood mulai terjadi pada akhir 1940-an, ketika sumur-sumur produksi mulai mencapai batasan ekonomis (economic limit)nya dan memaksa operator berpikir untuk meningkatkan producable reserves dari sumur-sumur produksi. Pada 1955, waterflood tercatat memberikan konstribusi produksi lebih dari 750000 BOPD dari total produksi 6600000 BOPD di Amerika Serikat. Dewasa ini, konstribusi waterflood mencapai lebih dari 50% dari total produksi minyak di Amerika Serikat.

Injeksi air ini sangat banyak digunakan, alasannya antara lain:

  • Mobilitas yang cukup rendah
  • Air mudah didapatkan
  • Pengadaan air cukup murah
  • Berat kolom air dalam sumur injeksi turut memberikan tekanan, sehingga cukup banyak mengurangi tekanan injeksi yang perlu diberikan di permukaan
  • Mudah tersebar ke daerah reservoir, sehingga efisiensi penyapuannya cukup tinggi
  • Memiliki efisiensi pendesakan yang sangat baik

Penginjeksian air bertujuan untuk memberikan tambahan energi kedalam reservoir. Pada proses pendesakan, air akan mendesak minyak mengikuti jalur-jalur arus (stream line) yang dimulai dari sumur injeksi dan berakhir pada sumur produksi, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.2, yang menunjukkan kedudukan partikel air yang membentuk batas air-minyak sebelum breakthrough (a) dan sesudah breakthrough (b) pada sumur produksi.

Gambar 3.2.

Kedudukan Air Sepanjang Jalur Arus

(a)     sebelum dan (b) sesudah Tembus Air Pada Sumur Produksi

3.1.2.   Perencanaan Waterflood

Perencanaan waterflood didasarkan pada pertimbangan teknik dan keekonomisannya. Analisa ekonomis tergantung pada perkiraan hasil dari proses waterflood itu sendiri. Perkiraan ini bisa baik atau buruk tergantung pada kebutuhan khusus dari proyek atau keinginan pelaksana. Lima langkah utama dalam perencanaan waterflood adalah ;

  1. Evaluasi reservoir meliputi hasil  hasil produksi dari primary recovery
  2. Pemilihan waterflood plan yang potensial
  3. Perkiraan laju injeksi dan produksi
  4. Prediksi oil recovery untuk setiap perencanaan proyek waterflood
  5. Identifikasi variabel-variabel yang menyebabkan ketidaktepatan analisa secara teknik

Analisa teknik produksi waterflood dilakukan dengan memperkirakan jumlah volume dan kecepetan fluida. Perkiraan diatas juga  berguna untuk penyesuaian atau pemilihan peralatan serta sistem pemeliharaan ( treatment ) fluida.

a.   Penentuan Lokasi Sumur Injeksi-Produksi

Pada umumnya dipegang prinsip bahwa sumur-sumur yang sudah ada sebelum injeksi dipergunakan secara maksimal pada waktu berlangsungnya injeksi nanti. Jika masih diperlukan sumur-sumur baru maka perlu ditentukan lokasinya. Untuk memilih lokasi sebaiknya digunakan peta distribusi cadangan minyak tersisa. Pada daerah yang sisa minyaknya masih besar mungkin diperlukan lebih banyak sumur produksi daripada daerah yang minyaknya tinggal sedikit. Peta isopermeabilitas juga membantu dalam memilih arah aliran supaya penembusan fluida injeksi (breakthrough) tidak terjadi terlalu dini.

b.   Penentuan Pola Sumur Injeksi-Produksi

Salah satu cara untuk meningkatkan faktor perolehan minyak adalah dengan membuat pola sumur injeksi-produksi, yang bertujuan untuk mendapatkan pola penyapuan yang seefisien mungkin. Tetapi kita harus tetap memegang prinsip bahwa sumur yang sudah ada sebelum injeksi harus dapat digunakan semaksimal mungkin pada waktu berlangsungnya injeksi nanti.

Pertimbangan-pertimbangan dalam penentuan pola sumur injeksi produksi tergantung pada:

  • Tingkat keseragaman formasi, yaitu penyebaran permeabilitas ke arah lateral maupun ke arah vertikal.
  • Struktur batuan reservoir meliputi patahan, kemiringan, dan ukuran.
  • Sumur-sumur yang sudah ada (lokasi dan penyebaran).
  • Topografi.
  • Ekonomi.

Pada operasi waterflood sumur-sumur injeksi dan produksi umumnya dibentuk dalam suatu pola tertentu yang beraturan, misalnya pola garis lurus, empat titik, lima titik, tujuh titik, dan sebagainya (seperti yang terlihat pada Gambar 3.3).

Pola sumur dimana sumur produksi dikelilingi oleh sumur-sumur injeksi disebut dengan pola normal. Sedangkan bila sebaliknya yaitu sumur-sumur produksi mengelilingi sumur injeksi disebut dengan pola inverted. Masing-masing pola mempunyai sistem jaringan tersendiri yang mana memberikan jalur arus berbeda-beda sehingga memberikan luas daerah penyapuan yang berbeda-beda.

Gambar 3.3. Pola-pola Sumur Injeksi-Produksi

c.   Penentuan Debit dan Tekanan Injeksi

Debit injeksi yang akan ditentukan di sini adalah untuk sumur-sumur dengan pola tertutup dengan anggapan bahwa mobility ratio (M) sama dengan satu. Besarnya debit injeksi tergantung pada perbedaan tekanan injeksi di dasar sumur dan tekanan reservoirnya.

Bentuk persamaan dikembangkan dari persamaan Darcy sesuai dengan pola sumur injeksi-produksi,sebagai berikut :

Persamaan yang disebutkan diatas adalah laju injeksi dari fluida yang mempunyai mobilitas yang sama (M=1) karena reservoir minyak terisi oleh cairan saja.

Untuk menentukan laju injeksi sampai dengan terjadinya interferensi digunakan persamaan:

Untuk mencapai keuntungan ekonomis yang maksimal, biasanya diinginkan debit injeksi yang maksimal, namun ada batasan yang harus diperhatikan. Batas bawah debit injeksi adalah debit yang menghasilkan produksi minyak yang merupakan batas ekonomisnya. Batas atas debit injeksi adalah debit yang berhubungan dengan tekanan injeksi yang mulai menyebabkan terjadi rekahan di reservoir.

Analisa berikutnya adalah injeksi air dari interface sampai dengan fill-up. Besarnya laju injeksi pada perioda ini dinyatakan dengan persamaan :

iwf = t x i   ………………………………………………………………………….     (3-6)

Dengan diketahuinya laju injeksi pada setiap periode dari perilaku water flood, maka diramalkan waktu injeksi dari setiap periode.

3.2.      Konsep Interaksi Batuan dan Fluida

Fluida dua fasa atau lebih dikatakan immiscible (tidak bercampur) pada tekanan atau temperatur tertentu jika terbentuk suatu lapisan kasat mata antar fasa setelah fasa- fasa fluida tersebut dicampurkan satu sama lain sampai mencapai kesetimbangan kimia. Kehadiran fasa-fasa immiscible ini di reservoir akan mengubah kemampuan batuan dalam menyalurkan fluida. Fasa-fasa immiscible di reservoir seperti : minyak-air, minyak-gas, air-gas, atau air-minyak-gas.

Pada waterflood dalam skala mikro, efesiensi pendesakan dipengaruhi oleh faktor interaksi fluida dan media yang di tempatinya.. Karena di reservoir terdapat lebih dari satu fasa, maka secara alamiah telah terjadi interaksi antara batuan dan fluida di reservoir yang sekaligus mempengaruhi pendesakan fluida. Karena itulah, pemahaman tentang sifat-sifat dasar batuan reservoir perlu dilakukan

Karena interaksinya dengan fluida, sifat-sifat batuan reservoir ini menjadi terbagi atas dua kelompok :

  1. Sifat absolut dari batuan itu sendiri, antara lain porositas, permeabilitas, dan distribusi ukuran pori.
  2. Sifat batuan reservoir akibat interaksi batuan dengan fluida reservoir yang bersifat statis, antara lain tekanan kapiler, wettability, dan contact angle.
  3. Sifat batuan reservoir akibat interaksi batuan dengan fluida reservoir yang bersifat dinamis, diantaranya mobilitas, dan permeabilitas relatif

Untuk itu, konsep dasar sifat-sifat batuan dan fluida reservoir telah menjadi bahan pertimbangan penting dalam studi waterflood karena dalam proses injeksi air akan terjadi kontak antara fluida yang diinjeksikan dengan batuan dan fluida formasi, sehingga dapat dipelajari kondisi efisiensi pendesakan yang lebih efektif untuk mendesak minyak sebagai efisiensi pendesakan pada skala mikroskopis.

Adapun sifat-sifat itu antara lain :

3.2.1. Porositas

Porositas diartikan sebagai perbandingan volume pori dengan volume total batuan, lebih umum dinyatakan dalam fraksi dibandingkan dengan persentase. Porositas terbagi dua :

  1. Porositas efektif

Merupakan perbandingan antara rongga pori yang saling berhubungan dengan volume bulk (total) batuan

  1. Porositas absolut

Merupakan perbandingan total volume pori dengan volume total batuan

Porositas dari sebuah media permeabel merupakan fungsi yang kuat dari variansi distribusi ukuran pori dan fungsi yang lemah dari ukuran pori itu sendiri.

 

3.2.2.Permeabilitas

Bisa diartikan sebagai kemampuan batuan dalam menyalurkan fluida, terbagi atas tiga :

  1. Permeabilitas absolut

Merupakan kemampuan batuan dalam mendistribusikan semua fasa fluida yang dikandungnya

  1. Permeabilitas efektif

Didefinisikan sebagai kemampuan batuan dalam mendistribusikan salah satu fasa fluida jika batuan tersebut mengandung lebih dari satu fasa fluida

  1. Permebilitas relatif

Merupakan rasio antara permeabilitas efektif dengan permeabilitas absolut, merupakan sifat fisik batuan yang sangat urgen dalam proses EOR. Atau perbandingan antara permeabilitas efektif dengan permeabilitas absolut.

Permeabilitas relatif reservoir terbagi berdasarkan jenis fasanya, sehingga didalam reservoir akan terdapat permeabilitas relatif air (Krw), permeabilitas relatif minyak (Kro), permeabilitas relatif gas (Krg), dimana persamaannya adalah :

dimana Kw, Ko, Kg  berturut-turut adalah permeabilitas relatif air, minyak, dan gas.

Permeabilitas relatif dipengaruhi variable-variabel seperti sejarah saturasi dan kebasahan batuan. Karakteristik dari permeabilitas relatif ditunjukkan pada gambar 3.10.

Gambar 3.4. Karakteristik Permeabilitas Relatif

Pada Gambar 3.4 menunjukkan pengaruh sejarah saturasi terhadap permeabilitas relatif. Itu dicatat bahwa arah aliran tidak berpengaruh pada perilaku aliran untuk fasa pembasah. Bagaimanapun, suatu perbedaan penting ada antara kurva drainage dan imbibition untuk tahap fasa non-pembasah. Untuk sistim water-wet, kita dapat memilih data imbibisi, sedangkan, data drainage diperlukan untuk mengoreksi prediksi dari reservoir oil-wet.

Sedangkan pengaruh wettability sangat penting untuk diketahui, hal ini dapat dilihat pada sistim water-wet dan oil-wet. Ada beberapa perbedaan antara kurva oil-wet dan kurva water-wet dimana :

  1. Saturasi air pada permeabilitas minyak dan air adalah jumlah (titik persimpangan kurva) yang akan lebih besar dari 50 % untuk sistim water-wet dan lebih kecil dari 50 % untuk sistim oil-wet.
  2. Saturasi air connate untuk sistim water-wet lebih besar dari 20 % dan untuk sistim oil-wet lebih kecil dari 15 %.
  3. Permeabilitas realtif untuk air pada saturasi air maksimum (residual oil saturation) akan lebih kecil dari 0.3 untuk sistim water-wet tetapi akan lebih besar dari 0.5 untuk sistim oil-wet.

Gambar 3.5. Pengaruh Sejarah Saturasi Terhadap Permeabilitas Relatif

 

Gambar 3.6. Pengaruh Kebasahan Terhadap Permeabilitas Relatif

Untuk nilai permeabilitas yang tinggi { (ko)Swir > 100 md}, penemuan ini tidak mungkin benar. Sebagai contoh, Batuan water-wet dengan pori-pori besar kadang-kadang memperlihatkan kejenuhan air tak bergerak kurang dari 10 hingga 15 persen. Meskipun demikian, pada Gambar 3.5. menunjukkan pentingnya kurva permeabilitas relatif yang dapat mengindikasikan tingkat kebasahan suatu reservoir untuk permeabilitas ke level rendah (ko)Swir < 100 md.

Rumus tes permeabilitas relatif air-minyak untuk contoh batuan core sering disebut sebagai “end point” karena merupakan refleksi dari Swir, Sor, (ko)Swir dan (kw)Sor. Hasil tes ini sedikit lebih mahal dari tes permeabilitas realtif normal, tapi tes ini dapat menyediakan informasi dari karakteristik- karakteristik reservoir

Berbeda dengan porositas, permeabilitas lebih dipengaruhi oleh ukuran pori batuan dibandingkan dengan distribusi butiran batuan tersebut.

3.3.      Pengawasan Waterflood

(Reservoir Susveillance)

Kunci kesuksesan sebuah proyek waterflood terlelak pada perencanaan dan pelaksanaan  program pengawasan serta  monitoring pada sumur. Program ini disesuaikan dengan lapangan atau proyek yang bersangkutan, sebab masing-masing proyek waterflood mempunyai karakter yang beragam. Hal yang penting untuk diperhatikan pada program monitoring well khususnya system waterflood terdapat pada Gambar 3.7. Sebelumnya proyek waterflood hanya terfokus pada hasil produksi dan injeksi saja. Dewasa ini dengan pengetahuan manajemen reservoir modern, telah menjadi praktek industri untuk menjadikan sumur, fasilitas, water system dan kondisi pengoperasian menjadi program surveillance secara comprehensive.

Gambar 3.7.Waterflood Injection System

Managemen reservoir yang baik terdiri dari reservoir, well dan surface facilities sebagai komponen dari satu kesatuan system. Telah diakui bahwa karakteristik reservoir, fluida dan bentuk alirannya akan mempengaruhi operasi sumur dan proses produksi fluida di permukaan. Pelaksanaan program surveillance yang komprehensif dapat dilihat pada tabel berikut :

 

Tabel 3.1. Pelaksanaan Program Surveillance

Saat ini, pelaksanaan surveillance tidak hanya difokuskan pada kinerja reservoir, namun melibatkan sumur-sumur, fasilitas dan sistem air. Informasi tentang sejarah kinerja waterflood pada suatu lapangan lebih detail dapat diperoleh, memberikan suatu penilaian terhadap behavior waterflood yang tengah berjalan. Informasi ini mencakup :

¨    Deskripsi reservoir yang akurat dan lebih detail

¨      Kinerja reservoir, estimasi efisien penyapuan dan recovery minyak untuk tiap stage (at various stage of depletion)

¨      Sumur injeksi dan sumur produksi, beserta laju alir, tekanan, dan profil fluida

¨      Treatment dan kualitas air

¨      Performansi fasilitas dan perawatan

¨      Perbandingan performasi actual dan teoritis untuk memonitor behavior dan efektfitas waterflood

¨      Diagnosa terhadap permasalahan yang ada/potensial, dan solusinya.

5 jenis data yang sangat penting dalam Surveillance dan monitoring :

  1. Data reservoir
  • Litologi, pengendapan, patahan, WOC/GOC, bentuk perangkap, jenis drive
  • Pemetaan bentuk unit aliran
  • Data petrofisik (nilai rata-rata k, h, f)
  • Kompresibilitas (rock, gas, oil dan water)
  • Tipe rekahan
  1. Data statik
  • Pressure (RFT, Psi static, built up/fall off, step rate test)
  • Saturasi (resistivity, core, simulasi saturasi)
  • Volume produksi
  1. Sifat batuan dan fluida
  • PVT data (psi, volume, Rs, Viskositas, temperature)
  • Permeabilitas relative (Kro, Krg, Krw sebagai fungsi dari saturasi)
  • Sorw, Sorg (titik akhir dari proses pendesakan)
  1. Data injeksi/produksi sumur
  • Kecepatan produksi dan injeksi
  • Fluid entry/exit (PLT Logging)
  • Pwf
  • Productivity dan injectivity index
  • Kekuatan semen
  1. Facilities/operating condition
  • Kualitas air
  • Injection facilities operation
  • Production facilities operation
  • Monitoring equipment operation

3.4. Efisiensi Pendesakan Minyak

            Effisiensi pendesakan minyak diantaranya  :

 

3.4.1.Areal Sweep Efficiency

Pada pelaksanaan waterflood, air diinjeksikan dari beberapa sumur injeksi dan produksi akan terjadi dari sumur yang berbeda. Ini akan menyebabkan terbentuknya distribusi tekanan dan streamlines di daeah antara sumur injeksi dengan sumur produksi. Dua faktor ini akan menentukan seberapa besar kontak waterflood dengan daerah antara tersebut. Besar daerah reservoir yang mengalami kontak dengan air  ini yang disebut dengan Areal sweep efficiency.

                        Gambar 3.8.

(a)    Areal Sweep effisiensi, (b) Vertical Sweep effisiensi

            Secara rumus, Areal sweep efficiency didefinisikan sebagai :

 

3.4.2. Mobility Efficiency

            Efisiensi mobilitas merupakan efisiensi yang dipengaruhi oleh nilai saturasi minyak tersisa dan sifat pembasahan batuan. Didefinisikan sebagai fraksi minyak pada awal proses yang dapat diambil pada 100 % area vertikal.

Persamaan efisiensi mobilitas adalah sebagai berikut :

Untuk nilai Boi konstan, maka persamaan (3.12) diatas menjadi :

dimana

EM       = efisiensi mobilitas

Soi        = saturasi minyak awal

Sorp       = saturasi minyak residual/immobile oil

3.4.3.Vertical Sweep Efficiencies

Bervariasinya nilai permeabilitas pada arah vertikal dari reservoir menyebabkan fluida injeksi akan bergerak dengan bentuk front yang tidak beraturan. Semakin sedikit daerah berpermeabilitas bagus, semakin lambat pergerakan fluida injeksi.

Ukuran ketidakseragaman invasi air adalah vertical sweep efficiency (Gambar 3.8), yang juga sering disebut sebagai invasion efficiency. Vertical sweep efficiency ini bisa didefinisikan sebagai bidang tegak lurus yang mengalami kontak dengan air injeksi dibagi dengan keseluruhan bidang tegak lurus di darah belakang front. Secara sederhana, vertical sweep efficiency ini menyatakn seberapa banyak bagian tegak lurus (vertikal) reservoir yang dapat dijangkau oleh air injeksi.

Persamaan untuk vertical sweep efficiency adalah :

            Ada beberapa hal yang mempengaruhi vertical sweep efficiency, ini :

  1. Mobility Ratio

Term injektivitas relatif ini adalah perbandingan indeks injekstivitas pada sembarang waktu dengan injektivitas pada saat dimulainya waterflood. Pada M = 1, injekstivitas relatif cenderung konstan. Pada M < 1, terlihat bahwa injektivitas menurun seiring menaiknya radius flood front. Sedangkan untuk M > 1, injektivitas relatif meningkat seiring naiknya radius flood front.

  1. Gaya Gravitasi

Karena air merupakan fluida dengan densitas yang tinggi, maka ia cenderung untuk bergerak di bagian bawah reservoir. Efek ini disebut dengan gravity segregation dari fluida injeksi, merupakan akibat dari perbedaan densitas air dan minyak.

Terlihat bahwa baik untuk sistem linear maupun untuk sistem five spot, derajat dari gravity segeragation ini tergantung dari perbandingan antara gaya viscous  dengan gaya gravitasi, . Sehingga laju alir yang lebih besar akan menghasilkan vertical sweep efficiency yang lebih baik pula.

  1. Gaya kapiler

Penelitian membuktikan bahwa volume hanya menurun sedikit walaupun laju alir injeksi dinaikkan sampai sepuluh kali lipat.

  1. Crossflow antar lapisan
  2. Laju alir

Perhatikan semua properties yang mempengaruhi  vertical sweep efficiency diatas.  Keseluruhannya dipengaruhi oleh laju alir

 

3.4.4.Volumetric sweep efficiency

Volumetric sweep efficiency  ini merupakan ukuran pendesakan tiga dimensi. Definisi volumetric sweep efficiency adalah perbandingan antara total volume pori yang mengalami kontak dengan air injeksi dibagi dengan total volume pori area injeksi. Volumetric sweep efficiency dirumuskan dalam persamaan berikut :

            Faktor-faktor yang mempengaruhi volumetric sweep efficiency sama dengan faktor-faktor yang mempengaruhi vertical  sweep efficiency.

 

3.4.5. Displacement Efficiency

            Displacement Efficiency didefinisikan sebagai jumlah total minyak yang berhasil didesak dibagi dengan total Oil in Place yang ada di daerah sapuan tersebut. Berdasarkan pengertian tersebut, Displacement Efficiency dapat dirumuskan dengan persamaan :

Efisiensi pendesakan ini merupakan efisiensi pendesakan tak bercampur  dalam skala makroskopik yang digunakan untuk menggambarkan efisiensi pendesakan volume spesifik minyak oleh injeksi air pada batuan reservoir, sehingga dapat ditentukan seberapa efektifnya fluida pendesak menggerakkan minyak pada saat fluida pendesak telah membentuk kontak dengan minyak.

Efisiensi pendesakan fluida reservoir dapat dilihat pada dua konsep berikut :

  1. Konsep desaturasi

Terjadi perubahan saturasi fluida dibelakang front seharga satu dikurangi saturasi residual fluida yang didesak, sehingga terdapat dua fasa yang mengalir yaitu minyak dan air. Sedangkan di depan front hanya minyak yang mengalir.

  1. Konsep pendesakan

Saturasi fluida pendesak pada front sama dengan satu dikurangi saturasi residual fluida itu sendiri. Dianggap minyak telah habis didesak sehingga yang dibelakang front hanya  fluida pendesak yang mengalir.

            Displacement Efficiency mempunyai nilai maksimum, yang dirumuskan sebagai berikut :

Sedangkan nilai  displacement efficiency pada saat breakthrough adalah :

Gambar 3.9. Effisiensi Displacement

Ucapan Terimakasih kepada :

REFKI JULIASTY 003210200 Universitas Islam Riau, Fakultas Teknik

:)


Tinggalkan komentar

Sieve Analysis

Oleh : Erina Suhartini

Sieve analysis adalah penentuan persentase berat butiran agregat yang lolos dari satu set

sieve. Tahap penyelesaian suatu sumur yang menembus formasi lepas (unconsolidated) tidak
sederhana seperti tahap penyelesaian dengan formasi kompak (consolidated) karena harus
mempertimbangkan adanya pasir yang ikut terproduksi bersama fluida produksi. Seandainya
pasir tersebut tidak dikontrol dapat menyebabkan pengikisan dan penyumbatan pada peralatan
produksi. Disamping itu juga menimbulkan penyumbatan pada dasar sumur. Produksi pasir lepas
ini, pada umumnya sensitive terhadap laju produksi. Apabila laju alirannya rendah, pasir yang
ikut terproduksi sedikit dan sebaliknya.
Metode yang umum untuk menanggulangi masalah kepasiran meliputi penggunaan slotted
atau screen liner, dan gravel packing. Metode penanggulangan ini memerlukan pengetahuan
tentang distribusi ukuran pasir agar dapat ditentukan pemilihan ukuran screen dan gravel yang
tepat. Formasi lepas adalah formasi yang tidak memiliki sementasi yang baik, merupakan suatu
sistem yang tidak stabil sehingga daya ikat antar butiran yang ada pada batuan sangat kecil,
sedangkan formasi lepas merupakan formasi yang memiliki sementasi yang baik, merupakan
suatu sistem yag stabil sehingga daya ikat antar butiran pada formasi batuan besar.

Pemilihan besar keseragaman butiran menurut Schwartz yaitu :
C < 3, merupakan pemilahan yang seragam
C > 5, merupakan pemilahan yang jelek
3 < C < 5, merupakan pemilahan yang sedang

Produktivitas Sumur Menurun
Penurunan produktivitas sumur dapat disebabkan oleh beberapa hal, yaitu kondisi
reservoir, kondisi produksi, proses penyumbatan pada tubing, lubang bor dan perforasinya, atau
kerusakan mekanis. Plugging/ penyumbatan pada tubing, lubang bor dan perforasinya dapat
disebabkan oleh pasir, partikel-partikel formasi termasuk batuannya, partikel-partikel lumpur,
endapan paraffin, asphalt, scale atau collapse pada tubing/casing (lihat Gambar 1).

Gambar 1. Penyumbatan pada Tubing

Terproduksinya air dalam sumur dapat menimbulkan bermacam-macam masalah, diantaranya
yaitu :

Kerusakan peralatan dan fasilitas produksi

Penyumbatan aliran fluida produksi dalam pipa alir

Masalah-masalah lain yang sangat mengganggu produktivitas sumur

Analisa Butiran Pasir
Analisa butiran pasir adalah untuk mengetahui distribusi besar butir dari pada formasi pasir.
Tujuan menganalisa butir pasir untuk menentukan metoda-metoda penanggulangan masalah
kepasiran. Contoh pasir yang akan dianalisa butirannya diambil dari side wall atau convensional
coring. Adapun prosedur analisa pasir adalah contoh yang diambil dari side wall atau
convensional coring, ditumbuk agar butirannya terpisah. Kemudian contoh tersebut ditimbang
dan kalau memungkinkan ditentukan kadar lempung, silt pasir. Selanjutnya dimasukkan ke
dalam alat analisa butiran yang mana alat ini tersusun dari beberapa saringan (sieve) dengan
bukaan saringan (sieve opening) berbeda-beda. Saringan dengan bukaan paling besar diletakkan
paling atas dan saringan dengan bukaan paling kecil ditempatkan paling bawah, dan susunan
saringan diletakkan pada pengguncang (vibrator). Setelah butiran pasir cukup terpisah-pisah
untuk setiap saringan, kemudian masing-masing ditimbang beratnya. Ukuran besar butir pada
suatu saringan berada di antara ukuran saringan di atasnya. Hasil penimbangan kemudian dibuat
atau persen berat versus ukuran butiran, seperti terlihat pada Gambar 2.

Gambar 2. Distribusi Butiran Pasir Hasil Analisa Saringan

Untuk mengkumulatifkan persen berat terhadap besar butir (grain size) menentukan baik-
buruknya pemilahan (sorted) diambil perbandingan ukuran butiran pada kumulatif 40 % terhadap
butiran pada kumulatif 90 % berat, secara matematis ditulis :

C = d40
d90
dimana :
1. Pemilihan baik (well sorted) bila C < 3
2. Pemilihan buruk (poar sorted) bila C > 5

Dengan mengetahi sifat-sifat butiran pasir dari analisa saringan (sieve analysis) dapat dipakai
sebagai penuntun untuk memilih sistem penanggulangan kepasiran (sand control).

Sand Consolidation
Sand Consolidation dengan menggunakan material plastik. Pemilihan metoda ini cocok untuk
zona produksi yang pendek. Cara pelaksanaannya adalah sebagai berikut :
a. Clean fluid uniform
b. Menginjeksikan material plastik ke zona produktif
c. Membersihkan pasir yang kotor dengan HF acid mutual solvent. Merupakan teknik
dengan menginjeksikan resin ke dalam formasi, dimana resin tersebut diharapkan
mengikat butir pasir sehingga berfungsi sebagai material penyemen.

Resin Coated Gravelpack
Injeksi dengan menggunakan plastik coated sand dan viscous placement fluid, biasanya metoda
ini dipakai pada zona yang panjangnya medium, dimana pasir telah diproduksikan dan
memperlihatkan gejala caving. Metoda yang digunakan adalah “sand lock”, yaitu dengan
memasukkan resin pembungkus gravel ke dalam formasi. Resin disini akan membentuk jaringan
batu pasir sintetis yang sangat permeabel.

Gravel Pack
Gravel pack merupakan workover yang terbaik untuk single completion dengan zona produksi
yang panjang. Pelaksanaannya adalah sebagai berikut :
a. Pembersihan perforasi dengan clean fluid sebelum gravel pack dipasang.
b. Penentuan ukuran gravel pack sesuai dengan ukuran butiran pasir formasi
c. Squeeze gravel pack ke dalam lubang perforasi, digunakan water wet gravel jika
digunakan oil placement fluid
d. Produksikan sumur dengan segera setelah packing, aliran produksi dimulai dengan laju
produksi rendah kemudian dilanjutkan dengan kenaikkan laju produksi sedikit demi
sedikit.

Metoda ini merupakan metoda pengontrolan pasir yang paling sederhana dan paling tua
umurnya. Pada prinsipnya, adalah gravel yang ditempatkan pada annulus antara screen/sloted
dengan casing/lubang bor, dimaksudkan agar dapat menahan pasir formasi. Gravel pack adalah
suatu cara untuk menanggulangi kepasiran yang masuk ke dalam sumur dengan memasang krikil
(gravel) di depan formasi produktif dengan cara diijeksikan, yang mana gravel-gravel itu dapat
menahan butiran yang lepas dan berlaku sebagai penyaring. Pemakaian gravel itu baik untuk
formasi yang tebal, seragam (uniform) dan halus. Keseragaman dan ukuran butiran berhubungan
dengan perencanaan ukuran gravel. Selain itu perencanaan gravel tergantung pula kepada
pengalaman seseorang. Dewasa ini para ahli cenderung untuk memakai gravel berukuran lebih
kecil. Di dalam penempatan gravel pack dipasang saringan. Ukuran saringan tergantung kepada
distribusi ukuran gravel yang digunakan.

Jenis gravel pack pada umumnya dapat dibagi dua, yaitu :
1. Open Hole Gravel Pack (OHGP), yaitu gravel pack yang ditempatkan di antara
saringan dengan dinding bor pada formasi produktif.
2. Inside Gravel Pack (IGP), yaitu gravel pack yang ditempatkan antara casing yang
diperforasi dengan pipa saringan.

Ada beberapa faktor yang perlu dipertimbangkan di dalam perencanaan gravel pack, yaitu :
1. Ukuran gravel pack yang tersedia
Gravel pack tersedia dalam beberapa ukuran. Apabila ukuran gravel hasil perhitungan tidak
tersedia, umumnya memakai ukuran yang lebih kecil. Kadang-kadang memakai ukuran yang
lebih besar apabila ukuran yang lebih kecil tidak tersedia.

2. Angularitas dan Besar Butir Gravel
Permeabilitas dan kompaksi gravel dapat dipengaruhi oleh angularitas dan besar butir.
Suman mengemukakan angularitas secara relatif tidak begitu mempengaruhi terhadap
permeabilitas gravel. Akan tetapi Archie mengemukakan bahwa permeabilitas angular jauh
lebih besar bila dibandingkan dengan permeabilitas yang bundar.

3. Kebasahan Gravel
Minyak kadang-kadang bersifat senyawa polar yang apabila diserap oleh permukaan gravel,
menyebabkan gravel cenderung bersifat basah minyak (oil wet). Oleh karena itu, jika
minyak digunakan sebagai fasa kontinu untuk fluida pembawa dalam penempatan gravel,
material gravel sebaiknya dibasahi dulu dengan air sebelum dinjeksikan ke dalam sumur.

Prosedur Pemasangan Gravel Pack
Adapun prosedur pemasangan gravel pack di dalam lubag sumur mengikuti urutan-urutan
sebagai berikut :
1. Pembesar lubang pada formasi produktifnya dan bersihkan dengan air garam.
2. Turunkan rangkaian pipa dan injeksikan gravel ke dalam sumur untuk mengisi lubang
tadi dengan tekanan tertentu.
3. Turunkan pipa saringan dengan packer yang dilengkapi pipa pembersih (wash pipe)
untuk membersihkan pasir yang ada di dalam lubang sumur. Biasanya dengan sirkulasi
balik atau dengan sirkulasi biasa.
4. Setelah selesai penurunan pipa saringan pada kedalaman tertentu dudukkan packer,
baru diangkat pipa pembersih.

Screen Design
Pemilihan ukuran screen atau slot liner pada gravel pack completion, dimasukkan untuk
menahan gravel agar tidak ikut terproduksi. Penentuan celah screen dapat dilakukan dengan
beberapa persamaan yang diturunkan oleh:
1. Coberly, dengan koefisien keseragaman 2,5 – 7,5 sebagai berikut :
W= 2 x d10
2. Wilson, dengan ukuran butir pasir yang lebih seragam, sebagai berikut :
W = d10
3. Wilson, adalah sebagai berikut :
W = d15
4. SCHWARTZ, Coberly, Rogers, bahwa slot adalah :
W = d100

Dalam prakteknya, lebar slot yang sering digunakan adalah sebagai berikut :

0.05 inci W d20
Dimana:
W = lebar screen/slot, inci
d10 = diameter butir pada titik 10 % berat kumulatif, pada kurva distribusi, inci
d15 = diameter pada titik 15 % berat kumulatif, pada kurva distribusi, inci
d20 = diameter butir pada titik 20 % berat kumulatif, pada kurva distribusi, inci
d100 = diameter butir pada titik 100 % berat kumulatif, pada kurva distribusi, inci

Persamaan yang diajukkan Schwartz, Coberly, Rogers akan memberikan hasil yang memuaskan,
terutama apabila masalah-masalah kepasiran djumpai pada formasi-formasi baru.Ukuran lebar
celah 0.05 inci merupakan ukuran minimum yang dapat mencegah tersumbatnya celah tersebut.
Apabila harga d20 lebih kecil dari 0.05 inci, maka perlu digunakan metoda sand control yang lain.

Dianjurkan, bahwa beberapa jenis screen slot yang digunakan mempunyai sifat antara lain :

  1. Stainless Steel
  2. Mempunyai daya tahan yang sangat tinggi terhadap korosi
  3. Memberikan kapasitan aliran yang optimum
Ikuti

Get every new post delivered to your Inbox.