BAB III

ANALISA PRESSURE DRAWDOWN TESTING

Pressure drawdown testing adalah suatu pengujian yang dilaksanakan dengan

jalan membuka sumur dan mempertahankan laju produksi tetap selama pengujian

berlangsung. Sebagai syarat awal, sebelum pembukaan sumur tersebut tekanan

hendaknya seragam di seluruh reservoir yaitu dengan menutup sumur sementara

waktu agar dicapai keseragaman tekanan direservoirnya. Pada dasarnya pengujian

ini dapat dilakukan pada :

a. Sumur baru,

b. Sumur-sumur lama yang telah ditutup sekian lama hingga dicapai

keseragaman tekanan reservoir,

c. Sumur-sumur produktif yang apabila dilakukan buildup test, yang punya

sumur akan sangat merugi.

3.1. TUJUAN ANALISA

Informasi-informasi yang didapat dari hasil analisa pressure drawdown test

ini diantaranya untuk menentukan

a. Permeabilitas formasi (k),

b. Faktor skin (S).

c. Volume pori-pori yang berisi fluida (Vp).

3.2. TEORI DASAR

Berdasarkan pada rejim aliran yang terjadi, maka metoda analisa pressure

drawdown test dapat dibagi menj adi tiga, yaitu

a. pada saat periode transien,

b. periode transien lanj'ut,

c. periode semi mantap (pseudo steady-state atau semi steady-state).

3.2.1. Analisa Pressure Drawdown Pada Periode Transien (Infinite Acting)

Apablia suatu sumur diproduksi dengan laju aliran tetap dan tekanan awal

reservoirnya = Pi, maka persamaan tekanan pada lubang bor (rD = 1) yang dinyatakan

dalam variabel tidak berdimensi, adalah:

PD = 1/2 In (tD) + 0.80907 ..........................................................................(3-1)

Setelah tD/rD2 > 100 dan setelah efek wellbore storage menghilang, maka akhirnya

akan didapat :

Pwf = Pi - 162.6 QµB/kh[ log (t) + log {k/(ФµCtrw2)}- 3.2275+ 0.86859 S ]. (3-2)

Dari persamaan (3-2), terlihat bahwa plot antara Pwf versus log (t) merupakan garis

lurus dengan kemiringan (slope = m)

m = - 162.6 Q µ B ............................................................................(3-3)

khDalam dunia teknik perminyakan, biasanya orang memilih waktu t = 1 jam dan

mencatat Pwf pada saat itu sebagai P1hr. Dengan menggunakan konsep ini kita dapat

menentukan skin "S" menggunakan persamaan :

S = 1,151 Pi –P1hr - log (k / ΦµCt rW2) + 3.2275 ...............................(3-4)

m

Ada dua grafik yang selalu harus dilakukan didalam menganalisa pressure

drawdown pada periode infinite acting ini, yaitu Log-log plot untuk menentukan

wellbore storage dan Semilog plot untuk menentukan karakteristik formasi.

a. Log-log Plot Untuk Menentukan Wellbore Storage

Grafik log (Pi - Pwf) vs log (t) ini digunakan untuk menentukan kapan saat

berakhirnya efek dari wellbore'storage. Saat mencapai garis lurus semi-log

dapat diperkirakan dengan :

t >[(200,000 + 12,000 S) Cs] / kh/µ .....................................................(3-5)

Perkiraan besarnya Cs (bbl/ps;), adalah :

Cs = Q B Δt ...................................................................................(3-6) 24 ΔP

dimana Δt dan ΔP adalah harga yang dibaca dari suatu titik pada garis lunis

"unit slope" tersebut.

b. Semilog Plot Untuk Menentukan Karakteristik Formasi

Grafik ini adalah semilog plot antara Pwf vs log (t). Dengan membaca

kemiringannya (m), maka permeabilitas formasi dapat ditentukan, yaitu :

k = - 162.6 Q µ B / m h .........................................................................(3-7)

(Catatan : "m" akan berharga negatif sehingga menghasilkan permeabilitas

yang positif).

Satu hal yang harus dicatat bahwa :

P1hr harus dibaca pada garis lurus semilognya. Jika data tersebut tidak

terletak pada garis lurus, maka harus dilakukan ekstrapolasi dan harga itulah

yang digunakan untuk menghitung faktor skin menggunakan persamaan (3-

4).

3.2.2. Analisa Pressure Drawdown Pada Periode Transien Lanjut

Pengembangan teori analisa tekanan pada periode transien lanjut didasarkan pada

persamaan untuk reservoir silindris yang terbatas dengan melibatkan tambahan

penurunan tekanan akibat adanya skin, yaitu :

Pi – Pwf = Qµ 2kt + ln(re/rw)-3/4+S+2ΣBn(άn , reD) EXP(-άn

2,tDW) .......(3-8)

2πkh ΦµCt rw2

Apabila laju aliran tetap, maka tekanan rata-rata pada reservoir ini adalah :

P = Pi - Qt / Φ Ct h re2 ............................................................................(3-9)

Jadi persamaan yang umum dapat dituliskan sebagai :

Pwf – P = 0,84 QµB / 2πkh EXP(-14,68919 kt / ΦµCtre2) ........................(3-10)

atau persamaan (3-10) tersebut dapat dituliskan sebagai

log (Pwf – P) = log(118,6 QµB / 2πkh) - 0,00168 kt / ΦµCtre2 ..............(3-11)

Dari persamaan (3-11) grafik log (Pwf - P) Vs t harus merupakan garis lurus dengan

kemiringan :

β = 0.00168 kt / ΦµCt re2 .......................................................................(3-12)

dan titik potong terhadap sumbu tegak (b), adalah :

b = 118.6 Q u B .................................................................................(3-13)k h

Plot antara log (Pwf - P) Vs t akan linier asalkan P ditetahui besarnya. Tetapi

sayangnya tidak, sehingga pada metoda ini harus dilakukan coba-coba menggunakan

suatu harga P. Apabila harga P tadi cocok dengan kondisi yang ada, maka akan

didapatkan garis lurus dan apabila garis lurus telah didapatkan, maka permeabilitas

dihitung dengan :

k = 1 18.6 Q p B ...................................................................................(3-14)b h

Volume pori-pori seiauh daerah pengurasan (drainage volume) sumur yang diuji

dapat diperkirakan (bbl), yaitu :

Vp = 0,1115 QB / βbC .............................................................................(3-15)

Faktor skin dapat pula ditentukan, yaitu :

S = 0.84 ( P – P / b) –ln (re / rw) +0.75 ..................................................(3-16)

P (Skin) = b S / 0,84 ...............................................................................(3-17)

3.2.3. Analisa Pressure Drawdown Pada Periode Semi Steady State

Pengujian ini terutama untuk menentukan volume reservoir yang berhubungan

dengan sumur yang diuji, oleh sebab itu disebut "Reservoir Limit Testing".

Persamaan dasar yang digunakan adalah :

Pwf = Pi – 141,2 QµB / kh 0,000527 kt + ln reD – ¾ .......................(3-18)

ΦµCt re2

Dari persamaan (2-15), plot antara Pf Vs t merupakan suatu garis turus dengan

kemiringan :

βL = Q / πΦCt re2 .....................................................................................(3-19)

Kemudian dengan mengetahui kemiringan ini, maka drainage volume (bbl) dapat

ditentukan, yaitu :

Vp = 0.0418 Q B ...................................................................................(3-20)

βL C

3.2.4. Penentuan Bentuk Reservoir Dari Data Pressure Drawdown Test

Berdasarkan Periode Semi Steady State dan Infinite Acting.

Pada umumnya persamaan aliran pada periode semi steady State untuk setiap

bentuk reservoir, adalah :

PD (tD) = 2π tDA + ½ [ ln (A/rw2) + ln (2,2458 / Ca)] .................................(3-21)

Dengan mengkombinasikan persamaan diatas pada persamaan :

PD = kh (Pi – Pwf) / 141,2 QµB ............................................................. (3-22)

Maka akan diperoleh :Pwf = m* t + Pint ......................................................................................(3-23)

Dimana :

Pint = Pi – 70,6 QµB / kh [ ln (A/rw2) + ln (2,2458 / Ca) +2S] ..................(3-24)

m* dan Pint didapat dari plot Pwf Ws t (periode semi steady state), yaitu :

~ m* adalah kemiringan

~ Pint didapat dengan memgekstrapolasikan garis linier ke t = 0

Selanjutnya untuk reservoir (reservoir shape) diperkirakan dari :

CA = 5,456 m / m* EXP [2,303 (P1jam – Pint) / m] ....................................(3-25)

Dimana : m dan Pijam diperoleh dari semilog plot Pwf vs Log (t) untuk periode Infine

acting.

3.2.5 Prosedur Analisa

Tahapan atau langkah-langkah untuk melakukan analisa pressure drawdown

test berdasarkan masing-masing periode yang terjadi, adalah sebagai berikut :

A. Analisa Pada Periode Transien

a. Plot data Pwf vs log (t) pada gafik semilog

b. Tentukan saat berakhirnya periode transien yang ditandai dengan telah

terjadinya deviasi dari garis lurus hasil plot Pwf vs log (t). Saat ini berarti

juga bahwa aliran memasuki periode transien lanj'ut dan semi steady-state.

c. Tentukan kemiringan (slope, m) pada daerah periode aliran transien (garis

lurus).

d. Tentukan besarnya permeabilitas (k) menggunakan persamaan (3-3).

e. Tentukan faktor skin (S) menggunakan persamaan (3-4).

B. Analisa Pada Periode Transien Lanjut

a. Plot data log (Pwf - P ) vs t pada rafik semilog.

b. Tentukan besarnya harga P secara coba-coba sampal memberikan garis lurus

pada plot grafik log (Pwf - P ) vs t.

c. Ekstrapolasikan grafik pada harga P yang memberikan garis turus tersebut

sampai harga t = 0, sehingga didapatkan harga titik potongnya (harga b).

d. Tentukan kemiringan (slope, 0).

e. Tentukan permeabilitas (k) menggunakan persamaan (3-14).

f Tentukan besarnya volume pori-pori sejauh daerah pengurasan (Vp) dengan

persamaan (3-15).

g. Tentukan faktor skin (S) menggunakan persamaan (3-16).

C. Analisa Pada Periode Semi Steady-State

a. Plot antara Pwf vs t pada kertas Cartesian.

b. Tentukan kemiringan (slope, 0) dari grafik tersebut.

c. Tentukan besarnya volume pori-pori sej'auh daerah pengurasan (Vp)

dengan persaniaan (3-20).

Catatan :

Vp yang d'dapatkan dengan meiiganalisa periode transien lanjut dan periode

semi steady-state biasanya akan memberikan harga yang relatif sama. Apabila tidak

sama, maka Vp yang didapatkan dari periode semi steady-state lebih representatif

D. Penentuan Bentuk Reservoir (Reservoir Shape)

a. Plot antara Pwf vs t pada kertas Cartesian, kemudian lakukan ekstrapolasi

sampai pada t = 0, kemudian tentukan titik potongnya (Pint).

b. Tentukan kemiringan periode semi steady-state pada grafik tersebut (slope,

m*).

c. Plot antara Pwf vs t pada kertas semilog, kemudian tentukan kemii ingan

peiode transien pada grafik tersebut (slope, m).

d. Tentukan harga P1jam pada grafik langkah c.

e. Tentukan besarnya shape factor (CA) menggunakan persamaan (2-22).

f Gunakan Tabel Dietz (Tabel I - 1) untuk mendapatkan bentuk reservoir

yang mendekati harga shape factor (CA) hasil perhitungan pada langkah e.

g. Tentukan besarnya harga(tDA)PSS ,smenggunakan persamaan:

(tDA)pss= 0. 1833 ( t )PSS (m*/m)

h. Dari hasil perhitungan harga CA dan (tDA), tersebut tentukan beniuk reservoir

yang sesuai dengan tabel Dietz tersebut (langkah f).

3.3 DATA DAN PERHITUNGAN

3.3.1 Data

Di ketahui data reservoir sumur “DELTA” sebagai berikut :

Laju Produksi ( qo ) = 500 bbl/day

Porositas ( Φ ) = 0.2

Viskositas ( µ ) = 10.8 cp

Ct = 1.0 x 10-5 /psi

Jari – jari sumur ( rw ) = 6 inchi = 0.5 ft

Ketebalan formasi produktif ( h ) = 17 inchi = 55.76 ft

Faktor Volume Formasi Minyak ( Bo ) = 1.2 RB / STB

Pi atau P* = 3000 psi

Temperatur ( o F ) = 210 o F

3.3.2 Tabel dan Grafik

Tabel 3.1 Analisa Pressure DrawDown Pada Sumur “DELTA”

No t, Jam Pwf, psi P, psi1 0.0109 2976 242 0.0164 2964 363 0.0218 2953 474 0.0273 2942 585 0.0328 2930 706 0.0382 2919 817 0.0437 2908 928 0.0491 2897 1039 0.0548 2886 11410 0.109 2785 21511 0.164 2693 30712 0.218 2611 38913 0.275 2536 46414 0.328 2469 53115 0.382 2408 59216 0.437 2352 64817 0.491 2302 69818 0.546 2256 74419 1.09 1932 106820 1.64 1826 117421 2.18 1768 123222 2.73 1734 126623 3.28 1712 128824 3.82 1696 130425 4.37 1684 131626 4.91 1674 132627 5.46 1665 133528 6.55 1651 134929 7.25 1649 135130 7.5 1640 1360

Gra

fik 3

.1

Log

Δt v

s Log

Δp

1

10

100

1000

10000

0.01 0.1 1 10log Dt

log Dp

dt = 2.6

t EOWB = 3

dp = 1200

Gra

fik 3

.2

Log

Δt v

s Pw

fy = -113.34Ln(x) + 1847.5

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

0.01 0.1 1 10

log Dt

pwf

Series1Series2Series3Log. (Series2)

ETRMLR

LTR

tpss= 5.5

Gra

fik 3

.3

Δt v

sw P

wf

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

0 1 2 3 4 5 6 7 8

Dt

pwf Series1

t1=0

P1=1750

t2=7.5

P2=1640

3.3.3 Perhitungan

a. Konversi satuan

= 0.5 ft

h = 17 m x 3.28 ft

= 55.76 ft

b. Mencari nilai m (slope)

c. Menghitung nilai k

d. Menentukan P1jam dengan memotong garis pada t = 1 jam dengan garis

trendline pada grafik log t vs Pwf, harga P1jam = 1847.5 psi.

e. Menghitung S

f. Menghitung harga Ps:

ΔPs = 0.87 m S

g. Menentukan harga t dan P dari grafik log t vs log P.

Harga t = 2.6 jam, P = 1200psi

h.

i. Menghitung harga Pwf

j. Menentukan Flow Efficiency (FE)

k. Menghitung Produktivitas formasi (PI)

l. Dari grafik log t vs Pwf dapat diketahui harga tpss = 5.5

m. Menghitung besarnya radius of investigation (ri),

n. Dari grafik t vs Pwf, dapat menentukan :

o. Menghitung volume pori :

3.4. PEMBAHASAN

Pada pengujian Pressure Drawdown sumur ditutup untuk sementara waktu

hingga dicapai kondisi Pseudosteadystate kemudian diproduksikan dengan laju alir

yang konstan. Apabila suatu sumur diproduksikan dengan laju alir yang konstan

maka regim aliran yang berbeda terjadi pada perioda transient (dengan pengaruh

wellbore storage), periode transient lanjut dan periode pseudosteadystate.

Pada analisa Pressure Drawdown Test ini tidak dibahas mengenai Analisa

pada periode transient lanjut karena memerlukan iterasi P agar memberikan plot garis

lurus pada plot log (Pwf-P) vs t.

Periodisasi tekanan pada pengujian

Pressure Drawdown (plot Cartesian)

Dari Pressure Drawdown Testing ini kita dapat memperoleh informasi-

informasi diantaranya adalah :

# Permeabilitas formasi (k)

# Faktor skin (S)

# Volume pori-pori yang berisi fluida (Vp)

# Waktu berakhirnya efek wellbore storage (tWBS).

Ada dua grafik yang selalu harus dilakukan didalam analisa pressure

drawdown pada periode infinite acting, yaitu :

a. Log-log plot untuk menentukan berakhirnya efek wellbore storage.

b. Semilog plot untuk menentukan karakteristik formasi.

Analisa Pressure Drawdown (PDD) dan Analisa Pressure Build Up (PBU)

memiliki persamaan dan perbedaan. Persamaannya adalah pengujian dilakukan

dengan jalan memproduksikan sumur dengan laju produksi yang tetap dan menutup

sumur; sama-sama menentukan permeabilitas formasi (k); dan menentukan harga skin

factor (S). sedangkan perbedaannya adalah bahwa analisa PBU merupakan proses

“loading” yaitu pengisian volume lubang sumur oleh fluida formasi sedangkan

analisa PDD merupakan proses “unloading” yaitu pengosongan volume lubang

sumur dari fluida formasi dengan jalan memproduksikan fluida formasi tersebut

dengan tekanan dan laju alir yang tetap.

Pada periode transient (dengan efek wellbore storage) didapatkan data

mengenai karaktersitik formasi antara lain permeabilitas formasi (k) = 36.20294 mD,

factor skin (S) = -1.55979, Flow Effisiensi = 151.7659 % dan Index Produktivitas

formasi (PI) = 0.235 BPD/Psi. Faktor Skin menunjukkan adanya perbaikan dari

formasi yang di amatai. Sehingga didapatkan effisiensi aliran (FE) yang besar (lebih

dari 100%) dan index produktivitas formasi yang relativ kecil.

Informasi mengenai waktu berakhirnya wellbore strorage (EWBS) diperoleh

dari dua cara yaitu secara grafis dan perhitungan yang memberikan hasil yang

berbeda. Untuk EWBS melalui grafis, karena data yang diperoleh menunjukkan plot

log tekanan drawdown vs log waktu produksi berupa garis lurus (seakan tidak terjadi

efek wellbore storage), sehingga untuk penentuan unit slope =1 kurang akurat dicari

dimana penyimpangan pertama pada slope tersebut untuk ditambah 1,5 cycle skala

log hingga didapatkan EWBS = 3. Tetapi efek wellbore storage ini akan terlihat pada

plot Pwf vs log t, didapatkan penyimpangan data awal yang merupakan wellbore

storage pada periode transient. Untuk penentuan secara perhitungan sebenarnya juga

masih mengacu dari grafis, hanya saja diambil pangkal unit slope kemudian dihitung

dengan rumus. EWBS dengan perhitungan = 57.953 jam.

Analisa pada periode pseudosteadystate didapatkan informasi mengenai

waktu pseudosteadystate pada 7.5 jam, jari jari pengurasan (ri) = 137.3161 ft dan

volume pori yang diisi fluida sepanjang jari-jari pengurasan sebesar = 957272.7 RB.

Pengujian pada periode pseudosteadystate disebut juga reservoir limit testing yang

bertujuan untuk menentukan suatu batas reservoir dengan jalan mencatat penurunan

tekanan lubang sumur terhadap waktu. Respon tekanan pada periode

pseudosteadystate memperlihatkan reservoir telah mencapai batasnya, didapatkan

harga radius pengurasan (ri), sehingga volume pori yang diisi fluida sejauh jari-jari

pengurasan dapat ditentukan.

Periodisasi tekanan dan aliran fluida pada pengujian Pressure Drawdown

dipengaruhi oleh :

a. Transmilibilitas dan mobilitas (kh/µ) dari batuan dan fluida . Bila

mobilitasnya kecil maka waktu periodisasi akan lama begitu pula

sebaliknya.

b. Efek batas reservoir yaitu adanya patahan sealing, perubahan stratigrafi.

Periodisasi akan cepat mencapai kondisi pseudosteadystate bila gangguan

tekanan telah mencapai batasnya.

c. Laju aliran yang ditentukan. Bila laju aliran besar maka seolah – olah

terjadi efek skin yang besar (bila reservoir bersifat infinit) karena tekanan

pada lubang sumur jauh dari tekanan reservoir awal bila dibandingkan

dengan laju alir yang diberikan adalah setengah dari laju alir tadi.

d. Kandungan fluida (Storage Capacity) dari formasi/laipsan produktiv yang

dites dalam mensuplai fluida menuju lubang sumur.

. KESIMPULAN

1. Berdasarkan hasil percobaan di atas diperoleh hasil sebagai berikut :

- k = 36.20294 mD

- S = -1.55979

- Cs = 0.054167 bbl/psi

- t WBS = 3 jam

- FE = 151.7659 %

- PI = 0.235 BPD / psi

- ri = -7.5 ft

- Vp = 957272.7 bbl

2. Dari harga Skin yang diperoleh sebesar -1.55979 diketahui bahwa formasi

tersebut mengalami perbaikan disekitarnya.

3. Grafik yang selalu harus dilakukan didalam analisa Pressure Drawdown Test

adalah :

a. Log-log untuk menentukan wellbore storage

b. Semilog plot untuk menentukan karakteristik formasi.

4. Analisa pada pengujian Pressure Drawdown dibagi dalam tiga periode:

Periode Transien pada Early Time Region

Periode Transien lanjut pada Middle Time Region

Periode Semi Steadystate (Pseudosteadystate) pada Late Time Region

5. Periodisasi tekanan pada pengujian Pressure Drawdown dipengaruhi oleh :

Transmibilitas dan mobilitas fluida dan batuan reservoir.

Jarak batas reservoir dari sumur pengamatan

Laju aliran yang digunakan untuk tes

Storage capacity formasi yang dites