BAB VI

Analisa Kimia Air Formasi II

6.1. Tujuan

1. Menentukan kandungan Kalsium (Ca)

2. Menentukan kandungan Klorida (Cl)

3. Mengetahui sifat air formasi apakah mengendap atau tidak

4. Mengetahui skala stabilisasi

5. Mengetahui akibat dari sifat kimia air formasi

6.2. Dasar Teori

Air formasi disebut pula dengan oilfield water atau conate water. Air

formasi ini ada yang ikut terproduksi bersama-sama minyak dan gas yang

disebut dengan internal water. Air ini biasanya mengandung bermacam-

macam garam dan asam, terutama NaCl sehingga merupakan air yang

asam bahkan asam sekali.

Air formasi hampir selalu ditemukan dalam reservoir hidrokarbon

karena memang didalam suatu akumulasi minyak, air selalu menempati

sebagian dari seluruh reservoir, minimal 10% dan maksmial 100% dari

keseluruhan pori.

Air formasi diperkirakan berasal dari air laut yang ikut terendapkan

bersama-sama dengan endapan disekelilingnya, karena situasi

pengendapan batuan reservoir minyak terjadi pada lingkungan pengendapan

laut.

Adapun sifat-sifat air formasi :

a. Sifat fisik yang meliputi :

Kompresibilitas

Kelarutan gas dalam air

Viskositas gas dalam formasi

Berat jenis

Konduktivitas

b. Sifat kimia yang meliputi :

Anion

Kation

Keberadaan air formasi akan menimbulkan gangguan produksi sumur

, tetapi walau demikian keberadaan air formasi juga mempunyai kegunaan

yang penting yaitu :

a. Untuk mengetahui penyebab korosi pada peralatan produksi suatu sumur.

b. Untuk mengetahui adanya scale formation.

c. Untuk dapat menentukan sifat lapisan dan adanya suatu kandungan

yodium dan barium yang cukup besar, dan dapat juga digunakan untuk

mengetahui adanya reservoir minyak yang cukup besar.

Adapun kesulitan yang ditimbulkan karena adanya air formasi :

a. Adanya korosi

b. Adanya solid deposit

c. Adanya scale formation

d. Adanyaemulsi

e. Adanyakerusakanformasi

Untuk menganalisa air formasi secara tepat, dipakai klasifikasi air

formasi yang digambarkan, secara grafis hal ini dimaksudkan

untukmengidentifikasi sifat air formasi dengan cara yang paling sederhana

tetapi dapat dipertanggungjawabkan, hanya kelemahannya tergantung pada

spesifikasinya.

Pengambilan sample air formasi dilakukan di kepala sumur dan / atau

di separator dengan menggunakan penampung bertutup terbuat dari kaca

atau plastik agar tidak terjadi kontaminasi dan hilangnya ion Hidrogen karena

akan mempengaruhi kebasahan sample.

Percobaan yang dilakukan adalah dengan menentukan pH,

Alkalinitas, penentuan kandungan Kalsium, Magnesium, Barium, Sulfat,

Ferro, Klorida, Sodium dan perhitungan indeks stabilitas kalsium karbonat.

Untuk menentukan kandungan Ca dan Mg perlu terlebih dahulu

ditentukan kesadahan totalnya.

Unsur ion baku ditentukan dalam air formasi ialah Cl, yang

konsentrasinya lemah sampai pekat. Metode Mohr selalu digunakan dalam

penentuan kadar klorit, tanpa perbaikan nilai pH. Cara pengujian dapat

ditentukan untuk fluida yang bernilai pH antara 6 sampai 8.5 dan hanya ion

SO yang sering mengganggu. Gangguan dapat diketahui dari warna setelah

titrasi dengan larutan AgNO3 warna abu-abu sampai hitam. Bila hal ini dapat

diketahui sebelumnya, ion ini dapat dihilangkan dengan cara mengasamkan

contoh air yang akan diperiksa dengan larutan asam senyawa (HNO) dan

dimasak selama 10 menit. setelah didinginkan, naikkan pH samapi 6 hingga

8.5 dengan NaOH., larutan buffer kesadahan total atau larutan buffer Calver,

dan tidak sekali-sekali mengurangi pH dengan HC.

6.3. Alat dan Bahan

6.3.1. Alat

Buret

Tiang Statif

Gelas Kimia

Gelas Ukur

Labu Ukur

Labu Erlenmeyer

Pipet Tetes

Pipet Volumetrik

Balp

Spatula Kaca

Corong Gelas

6.3.2. Bahan

Air Formasi

NaOH 20% (Murexid)

EDTA 0,01 N (Trietanol Amin)

NH4OH 25% (Amonium Oksalat)

Indikator PP (Phenolptalein)

K2CrO4 5% (Kalium Kromat)

AgNO3 5% (Perak Nitrat)

6.4. Prosedur Percobaan

6.4.1. Penentuan ion Ca2+

1. Mengambil air formasi sebanyak 10 mL menggunakan gelas ukur

2. Memasukkan air formasi 10 mL ke dalam labu erlenmeyer

3. Mengambil larutan 3 mL NH4OH menggunakan pipet volumetrik dan balp

4. Memasukkan larutan 3 mL NH4OH ke dalam labu erlenmeyer berisi air

formasi 10 mL

5. Melihat indikasi yang terjadi

6. Membersihkan labu erlenmeyer

7. Mengambil 10 mL air formasi menggunakan gelas ukur

8. memasukkan air formasi 10 mL ke dalam labu erlenmeyer

9. Mengambil 1 mL larutan NH4OH menggunakan pipet tetes

10. Menambahkan 1 mL NH4OH ke dalam labu erlenmeyer berisi air formasi

11. Menambahkan 2 tetes indikator pp

12. Menitrasi air formasi menggunakan larutan EDTA sampai berubah

menjadi warna merah muda

13. Mencatat volume EDTA yang digunakan

14. Merapihkan alat dan bahan

6.4.2. Penentuan ion Cl-

1. Mengambil air formasi sebanyak 10 mL menggunakan gelas ukur

2. Memasukkan air formasi 10 mL ke dalam labu erlenmeyer

3. Mengambil larutan AgNO3 menggunakan pipet tetes sebanyak 2

mL

4. Menambahkan 1 tetes AgNO3 ke dalam labu erlenmeyer berisi air

formasi

5. Mengamati indikasi yang terjadi

6. Membersihkan labu erlenmeyer

7. Mengambil 10 mL air formasi menggunakan gelas ukur

8. Memasukkan air formasi 10 mL ke dlaam labu erlenmeyer

9. Mengambil larutan K2CrO4 menggunakan pipet volumetrik dan

balp sebanyak 1 mL

10. Menambahkan larutan K2CrO4 1 mL ke dalam air formasi

11. Menitrasi air formasi menggunakan larutan AgNO3 sampai

warna merah bata terlihat

12. Mencatat volume larutan AgNO3 yang digunakan

13. Merapihkan alat dan bahan

6.5. Analisa Data

6.5.1 Penentuan ion Ca2+

a. Kualitatif

Vsampel = 10 mL

VNH4OH = 3 mL

Indikasi = warna keruh

b. Kuantitatif

Vsampel = 10 mL

VNH4OH = 1 mL

Indikator pp = 2 tetes

VEDTA = 15,1 mL

6.5.2 Penentuan ion Cl-

a. Kualitatif

Vsampel = 10 mL

VAgNO3 = 1 tetes

Indikasi = warna keruh dan terdapat endapan Cl-

b. Kuantitatif

Vsampel = 10 mL

VK2CrO4 = 1 mL

VAgNO3 = 6,6 mL

Indikasi = terdapat tetesan warna merah bata

6.6. Pengolahan Data

a. Konsentrasi Ca2+

Diketahui : Vtitrasi = 15,1 mL

Vsampel = 10 mL

Ditanya : [Ca2+] = ... Mg/L ?

Jawab : [Ca2+] = Vtitrasi x 1000Vsampel

= 15,1 x 100010

= 1510 Mg/L

b. Konsentrasi Ca2+

Diketahui : [Ca2+] = 1510 Mg/L

ArCa = 40

Ditanya : [Ca2+] = ... Me/L ?

Jawab : [Ca2+] = ¿¿

= 151 04 0

= 37,75 Me/L

c. Konsentrasi Cl-

Diketahui : Vtitrasi = 6,6 mL

Vsampel = 10 mL

Ditanya : [Cl-] = ... Mg/L ?

Jawab : [Cl-] = Vtitrasi x 1000Vsampel

= 6,6 x 100010

= 660 Mg/L

d. Konsentrasi Cl-

Diketahui : [Cl-] = 660 Mg/L

ArCl = 35,5

Ditanya : [Cl-] = ... Me/L ?

Jawab : [Cl-] = [Cl- ] Mg/LArCl

= 66035,5

= 1,86 Me/L

e. Tabel 5.1

Nilai Kation dan Anion yang Terkandung

Anion Me/L Kation Me/L

Cl- 1,86 Ca2+ 37,75

SO4- 1,043 Mg2+ 0

CO3- 104 Ba2+ 0

HCO3- 17 Fe2+ 0,53

OH- 0 - -

Σ 123,903 Σ 38,28

f. Kadar Na+

Diketahui : Σ Anion = 123,902 Me/L

Σ Kation = 38,28 Me/L

ArNa = 23

Ditanya : Kadar Na+ = ... Me/L ?

Kadar Na+ = ... Mg/L ?

Jawab : Kadar Na+ = Σ Anion - Σ Kation

= 123,903 – 38,28

= 85,653 Me/L

Kadar Na+ = Me/L Na+ x ArNa

= 85,653 x 23

= 1970 Mg/L

g. Tabel 6.2

Tenaga Ion

IonKonsentrasi Konsentrasi Faktor

Tenaga Ion (BxC)Me/L (A) Mg/L (B) Ppm (C) Me/L (D)

Na+ 85,653 1970 2,2 x 10-5 5 x 10-4 4334 x 10-5

Ca2+ 37,75 1510 5,0 x 10-5 1 x 10-3 7550 x 10-5

Mg2+ 0 0 8,2 x 10-5 1 x 10-3 0

Cl- 1,86 660 1,4 x 10-5 5 x 10-4 924 x 10-5

Σ = 12808 x 10-5

Tenaga Ion = Konsentrasi ion Mg/L x Konsentrasi Faktor ion ppm

h.

i. k Pada 100 C = 2,184

k Pada 500 C = 2,04

k Pada 800 C = 0,28

j. Harga pCa = 1,4

Harga pAlk = 0,95

k. SI dengan k pada 100 C

Diketahui : pH = 8

K = 2,184

pCa = 1,4

pAlk = 0,95

Ditanya : SI dengan k pada suhu 100 C= ... ?

Jawab : SI dengan k pada suhu 100 C= pH – k – pCa – pAlk

= 8 – 2,18 – 1,4 – 0,95

= 3,5

Karena SI > 0 maka air formasi mengandung endapan

SI dengan k pada 500 C

Diketahui : pH = 8

K = 2,04

pCa = 1,4

pAlk = 0,95

Ditanya : SI dengan k pada suhu 500 C= ... ?

Jawab : SI dengan k pada suhu 500 C= pH – k – pCa – pAlk

= 8 – 2,08 – 1,4 – 0,95

= 3,61

Karena SI > 0 maka air formasi mengandung endapan

SI dengan k pada 800 C

Diketahui : pH = 8

K = 0,28

pCa = 1,4

pAlk = 0,95

Ditanya : SI dengan k pada suhu 800 C= ... ?

Jawab : SI dengan k pada suhu 800 C= pH – k – pCa – pAlk

= 8 – 0,28 – 1,4 – 0,95

= 5,37

Karena SI > 0 maka air formasi mengandung endapan

Keterangan

SI > 0 : air formasi mengandung endapan

SI = 0 : endapan pada air formasi imbang

SI < 0 : air formasi tidak mengandun endapan

6.7. Pembahasan

Setelah melakukan percobaan pada data yang didapat bahwa pH

sebesar 8, pCa sebesar 1,45 dan pAlk sebesar 0,95. Kemudian dari

pengolahan data didapat konsentrasi Ca2+ yaitu sebesar 1510 Mg/L

selanjutnya dikonversikan menjadi 37,75 Me/L. Setelah itu untuk konsentrasi

Cl- adalah 660 Mg/L kemudian dikonversikan menjadi 1,86 Me/L.

Dari anion dan kation yang telah dijumlahkan adalah sebesar

123,902 Me/L untuk anion dan sebesar 38,28 Me/L untuk kation. Kemudian

dilakukan perhitungan kadar Na+ yaitu sebesar 85,652 Me/L dan

dikonversikan menjadi 1970 Mg/L. Untuk mendapatkan jumlah tenaga ion

maka dilakukan penjumlahan dari seluruh konsentrasi ion Mg/L dikali faktor

konsentrasi ion ppm dan didapat hasil sebesar 12833,2 x 10-5.

Dari grafik didapat harga k untuk 100 C adalah 2,184, untuk 500 C

adalah 2,04 dan untuk 800 C adalah 0,28. Kemudian ditentukan harga

stabilisasi indeks setiap suhu pada air formasi , untuk 100 C didapat nilai 3,5,

untuk 500 C didapat nilai 3,61 dan untuk 800 C didapat nilai 5,37. Dari

seluruh kondisi tersebut disimpulkan bahwa nilai SI lebih besar dari 0 maka

air formasi mengandung endapan

6.8. Analisa Kesalahan

Dari percobaan analisa kimia air formasi II ini terdapat beberapa

kesalahan, yaitu :

Pembacaan skala buret kurang teliti

Tetesan pada saat menitrasi tidak konstan

Berlebihan dalam menggunakan larutan AgNO3 saat proses titrasi

6.9. Kesimpulan

Berdasarkan hasil percobaan analisa kimia air formasi II dapat

disimpulkan beberapa hal antara lain :

1. Harga SI yang sama dengan nol menunjukkan bahwa tidak ada

masalah pada produksi adalah sifat yang timbul dari air formasi yang

bersifat seimbang tidak mementuk korosi maupun scale.

2. Harga SI yang positif mempengaruhi masalah produksi, masalah

yang timbul dari air formasi bersifat korosif.

3. Harga SI yang negatif, masalah yang timbul dari air formasi bersifat

scale.

4. Semakin tinggi suhu maka semakin rendah nilai k

5. Harga SI untuk 100 C sebesar 3,5

6. Harga SI untuk 500 C sebesar 3,61

7. Harga SI untuk 800 C sebesar 5,37