Bab Vii Gas Lift

8/12/2019 Bab Vii Gas Lift

http://slidepdf.com/reader/full/bab-vii-gas-lift 1/12

BAB VII

TUBING PRESSURE OPERATED VALVE DESIGN

A. PENDAHULUAN

Operating cycle dengan fluid operated (Gb 8-2)

8-2A : semua valve tertutup, standing valve terbuka, cairan formasi

masuk !ressure ditubing di bottom glv tidak cukup untuk membuka valve

Gas in"eksi menaikkan casing pressure terus

8-2# : bottom valve terbuka, semua valve diatasnya tertutup, tekanan

tubing dikedalaman valve build up sampai tekanan yang dapat membuka

valve (disebut trigger pressure) Gas in"eksi masuk, standing valve

tertutup, tekanan di casing mulai turun

8-2$ : tiga valve terba%a& terbuka, tiga valve diatasnya tertutup Gas

in"eksi masuk le%at tiga valve yang terbuka $asing pressure turun karena

masuknya in"eksi mele%ati valve-valve yang terbuka lebi& besar dari gas

in"eksi yang mele%ati c&oke di in"ection line

8-2' : emua valve terbuka, tubing penu& gas in"eksi dan slug mencapai

flo%line alve tetap terbuka sampai tubing pressure di tiap valve turun

dan tiak bisa men"aga valve tetap terbuka *ntuk ini maka %ell &ead

pressure &arus turun saat slug sampai di flo%line etela& valve tertutup,

casing pressure mulai naik $airan formasi masuk "ika tubing pressure

lebi& kecil dari formation pressure $ycle berulang kalau tubing pressure

di bottom valve melampaui trigger pressure 'alam fluid operated

installation, semua valve diatas valve terba%a& akan membuka dalam

setiap gas in"ection cycle +arena valve tidak akan tertutup sebelum tubing

pressure turun, c&oke tidak bole& dipasang di flo%line alve bisa tertutup

kalau casing pressure turun ke ba%a& trigger pressure

!emakaian valve ini adala& untuk :

) multione completion dengan gas in"eksi gabungan untuk lifting

banyak one

2) sumur dengan !O. dalam



/) kedalaman liftnya tidak diketa&ui

0) sumur dengan tubing besar

1) bila tekanan in"eksi relatif renda& dibanding kedalaman lift

) kurang data untuk design intermittent lift

3) umur-sumur yang ada dalam small closed relative system

8) 'ual one %ells di mana gas one dipakai untuk mengin"eksi oil one

!emakaian lainnya :

) *nloading glv untuk instalasi macaroni

2) alve-valve yang dipasang diatas casing pressure operated valve dan

dipakai untuk c&oke control gas in"eksi

/) #ottom unloading valve presis diatas casing pressure operated valve

pada c&amber installation

B. KELEBIHAN TUBING OPERATE VALVE

4engurangi gas breakt&roug& dan li5uid fallback berkurang karena valve-

valve sebela& atas ikut mengangkat slug (volume per cycle naik)

6ekanan gas in"eksi renda&

6idak perlu mengurangi valve opening pressure untuk valve-valve lebi&

ba%a&, se&ingga operating in"ection gas pressure bisa sama dengan

operating line pressure Ada instalasi yang memakai operating line

pressure Ada instalasi yang memakai tubing pressure operated valve

sebagai unloading valve dan casing pressure operated valve sebagai

operating valve agar tidak memngorbankan tekanan gas in"eksi dan

mendapatkan control yang lebi& baik pada cycle fre5uency

7oad in"ection gas demand rate

'apat didesign menggunakan gas in"eksi yang disimpan di caisng apalagi

casingnya cukup besar 6iap cycle tidak &arus memakai gas dari in"ection

line se&ingga tidak menimbulkan fluktuasi tekanan "aringan

urface control gas in"eksi seder&ana

#eberapa instalasi tidak memerlukan control device, paling-paling &anya

c&oke dan t%o-pen pressure recorder

2



karena opearasinya otomatis, tidak banyak melibatkan operation personnel

C. BATASAN-BATASAN TUBING PRESSURE OPERATED VALUE

DESIGN

#! yang sangat renda& tidak cocok untuk valve ini, karena ketinggian

cairan tidak cukup membantu pembukaan valve ini

+urangnya surface control dapat mencega& pengaturan untuk mencapai

produksi ma9imum (kontrol otomatis dilakukan ole& sumur)

ell&ead tubing pressure yang besar akan menyebabkan valve tidak maumenutup +alau %aktu turunnyta !%& lama, %aktu untuk cycle lama

(misalnya pada pipa yang pan"ang, dll)

#iaya lebi& ma&al karena "umla& valve yang dipasalng lebi& banyak

dibanding dengan casing pressure operated valve

6ubing pressure operated valve tiak bole& untuk continuous flo%, karena

valve-valve atas (unloading valve) bisa membuka saat tubing pressure naik

(!O. bisa beruba&-uba&)

#esarnya casing pressure saat tertutupnya valve sukar diketa&ui, karena

pengaru& buka;tutup dilakukan ole& tekanan tubing se&ingga kebutu&an

gas suikar di&itung !ada&al untuk sumur dalam, lo% li5uid level dan

casing besar, casing closing pressure dari glv diperlukan untuk mencega&

pemakaian gas in"eksi yang berlebi&an

ukar mengeta&ui kedalaman lift se&ingga sukar menentukan apaka&

turunnya produksi dari kurangya pasokan cairan dari reservoir atau

kesala&an glv

alve bisa men"adi sand trap, pasir mengumpul di bello%s

D. PERTIMBANGAN-PERTIMBANGAN DESIGN

6ekanan gas in"eksi untuk valve spacing

- #ila kick off pressure tersedia untuk unload sumur, maka valve

spacing dapat memakai kick off pressure

/



- #ila ada dua one (dual), operating pressure one satu kurang dari line

pressure< saat unloading dari one ini yang berdasar kick-off pressure,

sumur;one lainya bisa ditutup

!emili&an triger pressure

!emili&an trigger pressure untuk valve terba%a& berdasar pertimbangan :

- Operating in"ection gas pressure

- #!f dan pressure build up curve

- +edalaman bottom valve

etela& pertimbangan diatss, pili& trigger pressure yang minimum

!enentuannya berdasarkan operating pressure bukan kick off pressure

'irekomendasikan ∆! antara tekanan in"eksi divalve dan tubing trigger

pressure &arus cukup besar (trigger pressure paling tidakl 21= in"ection

pressure) 4inimum ∆! 1> psi untuk single completion kecuali tekanan

in"eksi muda& dan valve spacing dekat 'alam dual one, trigger pressure

bedasar operating pressure one satunya, tidak peduli line pressure *ntuk

dual one, agar casing poressure tidak turun dan one satunya masi& tetap

terin"eksi, maka diambil trigger pressure ∆! kurang dari >> psi

#ila flo%ing #! renda& dan sumurnya dalam, pakaila& casing pressure

operated valve umur dalam membatasi minimum triger pressure

?stimasi kebutu&an gas in"eksi minimum

- 'i&itung berdasarkan volume gas untuk mengisi tubing diatas valve

terdalam yang membuka tiap cycle Alasannya : tubing pressure

operated valve akan menutup segera setela& slug sampai permukaan

- $ara meng&itung seperti pada intermittent lift, kecuali ba&%a pan"ang

starting slug tidak dikurangkan dari kedalaman lift untuk meng&itung

kapasitas tubing yang &arus diisi gas

6emperatur valve selama unloading

- !ada valve type standard, valve-valve sebela& atas selama unloading,

temperaturnya lebi& tinggi dibanding pada casing pressrue operated

0



valve karena bello%s pada tubing pressure operated valve ter-e9pose

ke %ell fluid di dalam tubing

- *ntuk valve-valve retrievable type, panasnya ama

E. DOWNHOLE EQUIPMENT

!emili&an c&oke atau port sie

+arena valve-vcalve atas (diatas valve terba%a&) "uga membuka tiap

cycle, maka untuk valve-valve atas dipakai c&oke atau port yang kecil,

se&ingga menegurangi (restriksi) gas in"eksi masuk tubing dan

valvemenutup melulu karena berkurangnya tubing pressure, biasnaya

dipakai port /; atau @ atau c&oke ;8, /; atau @ $&oke kecil

untuk tubing kecil

- #ila rekanan gas ink"eksi tinggi relatif ter&adap #!f, c&oke dipasang

up stream dari valve seat agar valve menutup segera setela& slug

sampai atas

$asing pressure operated valves sebagai unloading valves

- dipakai bila static fluid level di sumur beberapa ribu feet dari surface

dan sumurnya diisi, maka casing pressure operated dipasang sebagai

unloading untuk mengurangi "umla& valve, namun ber&enti kalau suda&

dekat kedalaman lift (bila tekanan in"eksi bukan masala&)

$asing pressure operated glv di bottom

*ntuk lo% #! %ell)

- Opening pressure valve ini berdasar #!f

- .nstalasi &arus beroperasi dengan c&oke kecil (di in"ection line)

- .ni sangat menguntungkan bila tekanan gas in"eksi renda& relatif

ter&adap kedalaman lift

?ffect ukuran tubing

- *ntuk lo% capacity %ell sebaiknya dipasang tubing kecil agar "umla&

cycle bisa banyak

1



- umur kapasitas tinggi dengan tubing besar mendapatkan volume yang

besar tiap cycle

F. TEORI DESING TUBING PRESSURE OPERATED GAS LIFT

4etode 4atematis

- 6anpa memerlukan rocking (pressure up) upper valves

- 6idak memakai flo%ing pressure gradient

- alve pertama (top valve) di&itung sama seperti biasa pada continous

flo%

- 'engan kalkulasi ini unloading casing dan tubing dilakukan tanpa

pertolongan dari formasi

- Gambar 8-1

• alve ke-2 suda& uncovered tapi gas belum masuk< casing pressure

di &adapan valve men"adi minimum karena tela& ditinggalkan fluid

&ead 'iperlukan ma9imum casing pressure saat unvovered

• *ntuk itu maka in"ection gas pressure dianggap sama dengan

tubing pressure di kedalaman valve saat valve uncovered

!vB7 C 6! D '# (G)

!vB7 C tekanan gas in"eksi di casing di kedalaman calve

6! C tekanan tubing di kedalaman valve

'# CGs

6!7B!v −

6! C trigger pressure

• 4akin tinggi 6! makin dekat "arak valve

!%& tidak punya efek ter&adap valve spacing, &anya berpengaru&

pada pendeknya li5uid coloum diatas valve untuk membuka

• tatic fluid gradient &arus selalu dipakai untuk semua valve

spacing

• 6! &arus berdasar operating in"ection gas pressure



• .n"ection gas pressure untuk meng&itung spacing bisa amemkai

kick off pressure• +edalaman valve dapat di&itung berdasarkan E! across all valves

yang kosntan yang akan mnyeder&anakan per&itungan, karena

"arak antara valve "adi sama, *ntuk memperta&ankan ∆! kosntan

untuk valve-valve lebi& ba%a&, trigger pressure dinaikkan setara

dengan kenaikan casing pressure yang diakibatkan ole& gas

column %eig&t

• Gambaran secara grafis &itungan matematis bisa dili&at pada

gambar 8-

4etode foot-per psi

- alve ke- (top valve) di&itung secara biasa

- 6rigger pressure C 1> psi diba%a& surface operating in"ection

pressure

- $onstant ∆! C 1> psi across semua valve

- Farak calve C ft;psi tekanan gas in"eksi yang tersedia untuk lifting

sumur

- #ila dianalisa secara matematis, sumur tida bisa unload tanpa pressure-

up tubing beberapa kali untuk membuka valve-valve lebi& atas

- $ara ini bisa dipakai kalau operator bisa melakukan pressure up setiap

kali dibutu&kan

pacing diba%a& fluid level

#ila buildup dari formasi cukup untuk membuka valve, spacing bisadilakukan dengan cara sama dengan intermittent lift (menggunakan

persamaan untuk per&itungan valve spacing)

G. PERHITUNGAN DESIGN UNTUK FLUID OPERATED GLV

'ata-data untuk kalkulasi

$asing sie dan beratnya

2 6ubing sie

3



/ 4aksimum kick-off pressure di sumur

0 Operating in"ection gas pressure di sumur

1 ell &ead tubing pressure

tatic mig gradient untuk load fluid

3 6op of preforation

8 .n"ection gas gravity

6emperature of in"ection gas at surface

> #ottom &ole temperature

Hlo%ing %ell &ead temperature

#ila data temperature beda dengan grafik A 2-1, A 2-, A 2-3 maka sebaiknya

di&itung grafik gradient gasnya (garis lurus) untuk macam-macam gas gravity

A 2-/ bisa dipakai untuk meng&itung tekanan in"eksi di kedalaman pada

temperature rata-rata

'etailed procedure ada 0 macam

4etode matematis dengan trigger pressure sama untuk semua valve

2 4etode matematis dengan ∆! across valve sama

/ 4etode foot per psi dengan trigger pressure sama

0 metode foot per psi dengan ∆! across valve sama

Cara 1 : matematis, trigger pressure sama

step : itung dalamnya top valve secara konvensional

tep 2 : pili& trigger pressure 31= atau 1> !sig kurang dari surface operating

in"ection gas pressure

tep / : itung dalamnya valve ke-2 (72)

a itung !ko di&adapan top valve

b '# dan 72

c 6entukan !ko di&adapan top valve

d itung ulang '#-2 dan 72 berdasar !ko di 72

tep 0 : itung kedalaman valve ke-/ (7/)

a 4isalkan '#-2C'#2-/

b 6entukan !ko di&adapan 7/ tersebut (dengan gradient gas)

c itung ulang '#2-/ dan 7/ berdasar !ko di 7/

8



alve-valve selan"utnya dicari dengan cara yang sama

Cara 2 : matematis, P across Valves sama :Farak antara valve-valve dengan cara ini adala& sama

tep : &itung kedalaman top valve seperti biasa

tep 2 : pili& ∆! antara trigger pressure dan operating in"ection gas pressure

.1O psi atau 21% kurang dari surfase Operating in"ection gas pressure

tep / : itung E! yang diperlukan untuk meng&itung "arak semua valve

dengan mengurangkan surface operating pressure dari !ko dan tamba&kan

dengan E! di step 2

tep 0 : itung "arak valve dengan membagi E! dari tep-/ dengan static

fluid gradient

tep 1 : &itung kedalaman valve dengan "arak sama

$ara / : Hoot I per I psi metrod I triggar pressure sama

tep : itung dalamnya top valve

tep 2 : 4isalkan "arak valve ft ; psi J urface !ko

tep / : itung kedalaman valve-valve dengan "arak sama$ara 0 : foot-per-!si met&od -- E! across valves sama

ama dengan cara -/

4eng&itung valve opening pressure :

!ili& tipe tubing pressure operated valve yang sesuai

2 6entukan Operating in"ection !ressure di casing untuk setiap valve

(berdasar gradient tekanan casing)

/ itung trigger pressure untuk kondisi operasi

- #ila semua trigger pressure sama, maka trigger pressure C 31= atau 1>

psi kurang dari urface Operating !ressure

#ila yang sama E! nya, maka kurangkan E! yang didapat dari langka& 2

diatas dari casing pressure dikedalaman untuk mendapatkan trigger

pressure

0 ?timasi temperatur di tubing di&adapan valve

1 itung ! bt berdasar 6! dan !oB7



itung ! b dari grafik A2-2

3 itung !tro (!vo) B >> H

CONTOH SOAL DESIGN :

'ata umur :

$asing sie : 1 K L O' I 3 b;ft

2 6ubing sie : 2L nominal

/ 4ak9imum !ko at %ell C 31> psig

0 Operating in"ection pressure at %ell C 3>> psig

1 ell &ead tubbing pressure C 1> psig

static fluid gradient of load fluid C >,01 !si;bt

3 6op of perforation C 1>>> bt

8 .n"ection gas gravity C>,

6emperature of in"ection gas at %ell C >>>H

> #ottom &ole temperature C >> H B 18>> bt

Hlo%ing %ell &ead temperature : >>> H

'ari data diatas dibuat grafik gradient temperature dan grafik gradient tekanan

!ico dan !o

Soal # 1 :

4atematis, trigger pressure sama

A meng&itung kedalaman valve :

7 C (31> psig I 1> psig> ;>01 psig;bt C 11 bt

2 pili& trigger pressure (6!) C (3>>-1>) C 11> psig

/ 4encari 72

• !ic>B7 C 333 psig B 11 ft

• Appr '#-2 C (333-11>);>,01 C 1>0 ft

Appr72 C (11 D 1>0) C 2>> ft

• !k>B Appr 72 C 380 psig B 2>>ft

• '#-2 C (380-11>); >,01 C 12> ft

72 C (11 D 12>) ft C 2>3 ft

0 itung 7/

• Appr '#2-/ C '#-2 C 12> ft

>



• Appr 7/ C (2>3 D 12>) C 21 ft

• !ic>B Appr 7/ C 3/ psi B 21 ft

• '#2-/ C (3/-11>);>01 C 10> ft

• 7/ C (2>3 D 10>) C 2/ ft

valve-valve selan"utnya bisa di&itung dengan cara sama valve ke 0, 1,

dan 3 ada di /3, /3>, 0/3 dan 0 ft +arena top perfomasi ada di

1>>> ft maka bottom valve ada di 01> ft (assumed)

# 4eng&itung valve opening pressure :

) !akaila& comco type F-2>, port @

2) 6op valve !vB7 C 320 psig B 11 ft (3>> psig at surface)

#ottom valve !vB73 C 333 psig B 01> ft

/) 6rigger pressure (6!) C 11> psig untuk semua valve

0) 6emperatur valve di dalam sumur

6op valve : 6vB7 C °H B 11 ft

#ottom valve : 6vB73 C >°H B 01> ft

1) ! bt C >// (6!) D >>3 (!vB7)

6op valve : ! bt C (>// 9 11>) D >>3 (320) C 12 psig

#ottom valve : ! bt C (>// 9 11>) D >>3 (333) C 11 psig

) 6entukan ! bB >°H

6op valve : 12 psig B 2°H → 1>> psig B >°H

#ottom valve : 11 psig B >°H → 01 psig B >°H

3) alve opening pressure B >°H

!v> C >32 (! b)

6op valve : >32 (1>>) psig C 1/ psig B >°H

#ottom valve : >32 (01) psig C 08 psig B >°H

Co!o" Soal # :

($ara matematis, ∆! across valves sama)

A $alculation untuk kedalaman valve

) 7 C (31> I 1>) ; >01 C 11 ft

2) !ili& ∆! C 1> psig



/) itung ∆! untuk "arak valve

pacing ∆! C (31>-3>>) D 1> C 2>> psi

0) itung '# C (2>>);>01 C 000 ft

1) itung kedalaman valve-valve lain

72 C 7 D 000 ft C 11 D 000 C 2>>> ft

7/ C 72 D 000 ft C 2000 ft

alve-valve lain: 2888, //3, 022>, 00 dan 1>8 (pakai 01> ft untuk

bottom valve)

# 4eng&itung valve opening pressure$arannya sama &anya 6! untuk tiap valve di&itung dari opening pressure

valve (di surface 3>> psig) dengan 1> psi

Co!o" $oal # % :

(Hoot-per-psi, dengan trigger pressure sama)

A) +alkulasi kedalaman valve

) itung 7 C 11 ft

2) 6entukan '# semua valve 31> ft

/) $ari 72, 7/dst

#) itung valve opening pressure

2

Bab Vii Gas Lift

Documents

Transcript of Bab Vii Gas Lift