Fluida Perekah

download Fluida Perekah

of 31

Transcript of Fluida Perekah

  • 8/11/2019 Fluida Perekah

    1/31

    4.2. Fluida Perekah dan Additive

    Fluida perekah atau fracturing fluids adalah fluida yang digunakan pada

    proyek perekahan perekahan. Fluida perekah tersebut akan dipompakan pada

    beberapa tingkat ( stages ) yang masing-masing mempunyai fungsi tersendiri.

    Pad adalah jenis fluida perekah yang tidak diberi proppant. Gunanya adalah untuk

    memulai perekahan perekahan sekaligus memperluasnya. Sementara rekahan

    berkembang, terjadi fluid loss atau leak-off ke dalam formasi, dan dianggap tegak

    lurus dengan pada dinding formasi, sambil membentuk filter cake . Volume leak-

    off ini akan sebanding dengan akar dua dari waktu airan bersatu. !adi, pad ini

    akan dikorbankan sehingga leak-off oleh slurry dengan proppant akan berkurang.

    Setelah pad , slurry dengan proppant akan mulai ditambahkan pada fluida perekah

    yang akan naik terus sampai pada harga maksimum yang telah ditentukan. "arga

    ini tergantung dari kemampuan fluida dalam membawa proppant dan#atau

    kapasitas reser$oir dan rekahan yang terbentuk.

    Se ara umum, leak-off yang berlebihan dapat disebabkan oleh

    ketidakseragaman (heterogeneities) reser$oirnya, seperti adanya rekahan alamiah

    (natural fissures ). "al lain yang bisa terjadi adalah meluasnya rekahan karena

    rekahan bergerak ke luar dari %ona produktif yang diinginkan. &isa saja terjadi

    bila di antara dua formasi produktif terdapat lapisan shale yang tipis, maka

    rekahan akan bergerak melewati shale tersebut walaupun di shale rekahan akan

    menipis dan ini mungkin tidak akan bisa dilewati oleh proppant sehingga akan

    terjadi screen out (proppant berkumpul tertahan karena airannya hilang). Slurry

    tidak bisa mentransport proppant, dan tekanan injeksi akan naik tinggi sehingga

    perekahan lebih lanjut ke dalam formasi tidak bisa dilakukan. Se ara umum, bila

    rekahan kurang dari tiga kali diameter proppant, makan proppant akan tertahan.

    Setelah slurry dipompakan, maka paling belakang akan diberi flush , agar slurry

    dengan proppant akan masuk ke dalam formasi dan tidak tertinggal di dalam

    sumur. 'alam prakteknya, harus ada proppant slurry yang tertinggal di sumur,

    karena kalau flush terlalu banyak maka akan menyebabkan sumur rekahan di

    sekitarnya akan menutup kembali sehingga peningkatan produkti$itas tidak efektif

    (disebut choked fracture ).

  • 8/11/2019 Fluida Perekah

    2/31

    4.2.1. Mekanika Fluida Perekahan Hidrolik

    Fluida yang dipompakan pada perekahan hidrolik pertama kali adalah

    adalah fluida perekah pertama yang disebut pad . ekanan di mana batuan pertama

    kali pe ah disebut breakdown pressure. Selanjutnya fluida perekah (fra turing

    fluids) digunakan untuk membuat rekahan dengan ukup lebar sehingga proppant

    dapat masuk tanpa terjadi pemampatan ( bridging ) dan juga tidak mengendap

    ( settling ). ntuk itu fluida perekah tersebut haruslah ber$iskositas besar. Selain itu

    kehilangan fluida ( fluid loss ) harus diperke il dengan sifat wall building

    pro perties dengan menggunakan polymer .

    4.2.1.1. Flow Regime

    Sifat dari fluida perekah bergantung dari flow regime . *ada perekahan,

    fluida mengalir pada beberapa bentuk geometri dengan kondisi shear dan

    temperatur yang berma am-ma am, misalnya kalau di fra tank, statik dengan

    temperatur sekeliling. +alau dipompa shearnya tinggi, waktunya singkat saja.

    +alau di tubing, biasanya turbulent dan sering berhenti dari waktu ke waktu

    sekitar menit dengan terkena panas dari sekelilingnya, shear rate -nya

    berkisar / 0 se - . &ila di perforasi, shear akan tinggi dan waktu

    pemompaan pendek. 'i rekahannya, aliran akan laminer yang terjadi dalam waktu

    ukup lama yakni sampai 0 1 jam lebih.

    Rheology

    *ada perekahan hidrolik, rheology digunakan untuk mendapatkan $iskositas yang

    ukup. Fluida dikenal ada tiga ma am yaitu Newtonian, Bingham Plastic, dan

    Power aw.

    ntuk fluida 2ewtonian 3

    == )#( dydu ......................................................................(1-14)

    di mana dalam p adalah $iskositas, dan untuk air 5 p, untuk minyak

    berma am-ma am sampai lebih dari / p. *lot grafik ( shear rate ) $s ( shear

    stress ) untuk fluida 2ewtonian diberikan pada Gambar 4.20. *ada gambar

  • 8/11/2019 Fluida Perekah

    3/31

    tersebut terlihat bahwa pada keadaan 6 ( ) $iskositasnya akan lebih besar dari

    keadaan 66 ( 4).

    Gambar 4.20.Shear Stre v . Shear Rate !ada Fluida "ewtonian 4#

    ntuk fluida non-2ewtonian, $iskositasnya bergantung pada laju aliran.

    Gambar 4.21. memperlihatkan plot $s. untuk tiga ma am fluida.

    Gambar 4.21.Harga Shear Rate v . Shear tre !ada Fluida "ewtonian

    dan "on$"ewtonian 4#

    ntuk fluida perekah, yang berlaku adalah power law , sehingga 3n ! 7 = .............................................................. ........................(1-10)

  • 8/11/2019 Fluida Perekah

    4/31

    dan pada plot pada Gambar 4.22. di bagian sebelah kiri adalah pada kertas biasa

    sedangkan yang kanan adalah pada kertas log-log. + 5 consistency inde" , lbf-

    se n #ft4 dan n 5 power law inde" . ntuk n 5 , maka fluidanya 2ewtonian. ntuk

    log-log plot,

    7logloglog n ! += .............................................. ..................(1-11)

    Gambar 4.22.Plot dari Fluida Power %aw dengan %inier dan %og$log 4#

    'alam pengukuran dengan alat di laboratorium di mana kalau aliran

    terjadi di sekitar silinder (misalnya di annulus) maka dibuat faktor +8 yang

    berhubungan dengan flow beha#ior inde", n8 5 n. &ila & 5 r up #r bob adalah radius

    dalam (misalnya tubing 9.'.) dan r bob 5 radius cup yang luar (misalnya asing

    6.'.) maka 3

    77#4

    47#4

    )(7

    )(7 nn

    n

    B Bn

    B B ! !

    = .......................................................... (1-1/)

    dengan demikian untuk pipa 37

    71,70

    7n

    pipa nn

    ! ! += ...................................................................(1-1:)

    dan untuk slot (antara dua pipa, annulus) 3

  • 8/11/2019 Fluida Perekah

    5/31

    7

    7074

    7n

    slot nn

    ! ! += ....................................................................(1-1;)

    Gambar 4.2&. sampai Gambar 4.2'. memperlihatkan grafik harga

    consistency inde" (+8) dan flow beha#ior inde" (n8) untuk berma am-ma am gel

    untuk fluida perekah. ntuk memudahkan perhitungan maka #iscosity apparent

    diberikan sebagai berikut 3

    777

  • 8/11/2019 Fluida Perekah

    6/31

    Gambar 4.24.Harga -( untuk 40 lb)1000 gal *i+ronate$,ro linked 4#

    Gambar 4.2 .Harga n( untuk 40 lb)1000 gal /orate$,ro linked 4#

  • 8/11/2019 Fluida Perekah

    7/31

    Gambar 4.2'.Harga -( untuk 40 lb)1000 gal /orate$,ro linked 4#

    ntuk menghitung shear rate pada pipa 3

    d u

    nn #?

    untuk slot, yang menyerupai geometri rekahan,>

    wu

    nn :

    70,74

    7 += ........................................................................(1-/ )

    di mana 3

    w 5 lebar slot atau rekahan

    u 5 (>i#4)(/.: /)#(: )(h)(w# 4) 5 ./: / >i#w

    > 5 laju injeksi dalam bbl#men (bpm),

    h 5 tinggin rekahan, ft,

    w 5 lebar rekahan, in.,

    *erlu diketahui bahwa >i#4 karena ada dua sayap dari rekahan.

    ntuk foam fluids , Valko8 et al ( ==4) menunjukkan bahwa consistency

    inde" pada Per amaan 4$4 # dapat dinyatakan sebagai 3n

    foam ! ! = ...............................................................................(1-/ )

    di mana adalah specific #olume e"pansion ratio 3

  • 8/11/2019 Fluida Perekah

    8/31

    foam

    li$uid

    li$uid

    foam

    #

    #

    ==7

    7 ........................................................................(1-/4)

    dan + foam dan n adalah karakteristik yang dimiliki oleh ampuran air dan gas pada

    temperatur tertentu. *ada suatu sumur, superficial #elocity dari foam tersebut

    berubah dengan kedalaman, karena temperatur juga berubah menyebabkan $ariasi

    dari densitas. Per amaan 4$ 1# penting karena terlihat bahwa + akan

    mengkompensasikan $ariasi densitas sehingga friction factor akan konstan

    sepanjang pipa baik di laminer maupun turbulen. Per amaan 4$ 1# disebut juga

    #olume e$uali%ed power law .

    Fluida perekah yang bersifat fluida power law adalah sangat sensitif

    terhadap temperatur tinggi. Polymer dapat mengalami degradasi dengan epat dan

    $iskositas turun karena temperatur. +arena itu perlu dilihat berapakah harga

    temperatur kerja polymer yang bersangkutan yang dapat dilihat dari setiap buku

    ser#ice companies (kontraktor). Gambar 4.2 . memperlihatkan efek temperatur

    pada $iskositas untuk 1 lb# gal "*G.

    Gambar 4.2 .3 ek 5em!eratur !ada 6i ko ita untuk 40 lb)1000 gal HPG 4#

    Gambar 4.27. memperlihatkan harga $iskositas untuk berma am-ma am

    kadar proppant pada ma am-ma am harga n8.

  • 8/11/2019 Fluida Perekah

    9/31

    Gambar 4.27.Harga 6i ko ita /ebera!a Harga Pro!!ant

    untuk /erma+am Harga n( 4#

    4.2.1.2. Fluid %o

    &luid loss (leak-off , kebo oran) adalah kehilangan fluida karena fluidanya

    masuk meresap ke dalam formasi karena tingginya tekanan di formasi dan dapat

    mengakibatkan $olume rekahan yang terjadi akan berkurang serta proppant akan

    bridging atau screen-out (terhenti atau mengendap). !adi laju leak-off ini

    merupakan faktor terpenting dalam menentukan geometri rekahan nantinya. ?da

    dua ma am penilaian terhadap fluid loss , yakni 3

    . &luid efficiency (pengukuran total#global)

  • 8/11/2019 Fluida Perekah

    10/31

    dipompakan yang #olumerekahan#olume= .....................................................(1-/0)

    @/.0. umumnya.

    4. +oefisien leak-off (pengukuran setempat).

    spurt t

    ' ( tot += .............................................................................(1-/1)

    t )' * f tot ...........................................................................(1-//)

    Aooper dan kawan-kawan memperkenalkan total leak-off coefient (A tot) yang

    terdiri dari tiga mekanisme terpisah, yakni 3

    ). , 8 3 #iscosity controlled (dipengaruhi oleh $iskositas, ft#min #4), merupakan

    pengontrol filtrat yang masuk ke formasi, yang dihitung dengan hukum

    'ar y.

    min#.1:=,.4#

    ft pk

    '

    =

    ....................................................(1-/:)

    di mana 3

    k 5 permeabilitas relatif formasi terhadap material yang leak-off , 'ar y.

    p 5 perbedaan tekanan antara fluida di depan dinding dengan tekanan di

    pori-pori, psi.

    5 $iskositas filtrat fluida perekah pada kondisi suhu formasi, p.

    5 porositas batuan, fraksi.

    4). , 88 3 compressibility controlled , bila $iskositas filtrat sama dengan fluida

    reser$oir dan tanpa filter ake yang dihitung dengan persamaan

    diffusi$itas dan terutama dikontrol oleh kompressibilitas

    formasi#reser$oir.

    min#.0;1,.4#

    ft ' k

    p' t ++

    =

    ................................... . (1-/;)

    di mana 3

    t ' 5 kompressibilitas total formasi, psi -

  • 8/11/2019 Fluida Perekah

    11/31

    5 $iskositas fluida formasi yang mobil (dapat bergerak) pada kondisi

    reser$oir, p.

    'alam banyak perhitungan, A 6 dan A 66 sering dikombinasikan menjadi A $ 3

    4#,44 )1(

    4

    ++ + +

    ++ +

    #c' ' '

    ' ' '

    ++= ......................................................... (1-/

  • 8/11/2019 Fluida Perekah

    12/31

    Gambar 4.2 .Plot Ha il %aboratorium untuk Men+ari , w 9 , 888 4#

    Spurt time adalah waktu yang diperlukan untuk men apai bagian plot

    yang lurus, menit dan hasil seperti ini sering dipakai pada

    peren anaan perekahan, di mana 3

    )m

    ' w). :1,.(= ......................................................................(1-/=)

    di mana 3

    m 5 kemiringan

    ? 5 luas ore yang dipakai

    Aara lain adalah dengan menggunakan sistem grafik dan koreksinya

    diberikan pada Gambar 4.&0. dan Gambar 4.&1. *ada gambar tersebut misalnya

    permeabilitas 0 md, 1 lb# gal ompleBed "*G pada 4/ F, maka spurt loss

    5 ,04 gal#ft 4. ?ndaikan diperlukan koreksi temperatur misalnya 4 F, maka dari

    Gambar 4.&1. didapat faktor koreksi sebesar ,1 sehingga spurt loss 5 ,1 B ,04

    gal#ft4 5 ,1/ gal#ft 4. Gambar 4.&2. memperlihatkan harga spurt loss dan A w

    untuk fluida Versagel dan C?A-= ("alliburton).

  • 8/11/2019 Fluida Perekah

    13/31

    Gambar 4.&0.Men+ari Harga , w atau , 888 4#

    Gambar 4.&1.-orek i 5em!eratur untuk , w atau , 888 4#

  • 8/11/2019 Fluida Perekah

    14/31

    Gambar 4.&2.S!urt %o dan , 888 , w# untuk 6er agel dan :A,$ 4#

    Selanjutnya akan di ari hubungan antara fracture stiffness (S), laju

    penurunan tekanan ( p dan A), dan koefisien fluid loss . 'engan asumsi bahwa

    aliran linier Aarter untuk fluid loss berlaku, dan kembali ke Per amaan 4$ 0# ,

    maka 3

    [ ] =

    )(

    4

    at )

    'da$ loss

    ............................................................ (1-: )

    'alam hal ini diintegrasikan untuk seluruh daerah luas rekahan

    dikalikan dua karena terdapat dua sayap. 'ari persamaan tersebut )( a , yang

    merupakan waktu setiap elemen rekahan terbentuk) haruslah diketahui namun

    biasanya akan sulit untuk ditentukan. Solusinya adalah dengan membatasi antara

    dua limit teratas, sperti yang dilakukan oleh 2ordgren, Geerstma, dan lain-lain,

    bahwa untuk fluid loss yang sangat lambat maka 3

    ).(, losst ) ..........................................................................(1-: )

  • 8/11/2019 Fluida Perekah

    15/31

    sedangkan untuk fluid loss yang besar sekali, luas rekahan akan meluas sesuai

    dengan akar dari waktu 3

    )(, losst ) .......................................................................(1-:4)

    dan hal ini dapat dilukiskan seperti pada Gambar 4.&&.

    Gambar 4.&&.Pertumbuhan Rekahan v :aktu 4#

    Sebagai ontoh bila loss ke il ? t, maka 3

    pt )

    a = .........................................................................................(1-:0)

    di mana ? adalah luas rekahan pada seluruh waktu pemompaan sampai akhir, t p,

    dan a adalah pertambahan incremental ke il luas rekahan yang terjadi pada waktu

    , D t p dan ini akan memberikan 3

    pt )a

    = ...................................................................................(1-:1)

    atau

  • 8/11/2019 Fluida Perekah

    16/31

    = p

    loss

    t )a

    t )

    'da$

    4

    .............................................................(1-:/)

    yang kalau diintegrasikan dari luas ke ? akan memberikan laju fluid loss , loss$ ,

    untuk waktu t p, maka 3

    ( ){ } p p

    loss t t t t

    )' $ 44 .........................................................(1-::)

    atau{ } += 44

    ploss t

    )' $ ...........................................................(1-:;)

    di mana t 5 waktu, sama dengan t p E t s ( pumping time E shut-in time ) dan 5 t s#t p.

    'engan jalan yang sama, untuk fluid loss yang besar, Per amaan 4$ 1# dan

    Per amaan 4$ 2# dapat diintegrasikan untuk mendapatkan 3

    +=

    sin4

    ploss

    t

    )' $ ..........................................................(1-:

  • 8/11/2019 Fluida Perekah

    17/31

    4.2.2. Si at Fluida Perekah.

    Selain digunakan untuk memulai perekahan dan memperluas rekahan,

    fluida perekah juga harus dapat memperlebar rekahan, mentranspor dan

    menempatkan proppant, mempunyai sifat low fluid loss (kehilangan fluidanya

    sedikit) waktu crosslink -nya terkontrol, dan tidak mahal. !uga tidak menyebabkan

    friksi yang besar di tubing, mudah dibersihkan dengan clean-up (memulainya

    produksi kembali), kompatibel dengan formasi dan fluidanya, mudah di ampur,

    aman untuk personalia, dan relatif murah. Gambar 4.&4. memperlihatkan sejarah

    dari penggunaan fluida perekah, mulai dari oil-base , guar , crosslinker , dan lain-

    lain.

    *ada masa sekarang yang populer hanya guar dan "*G. Guar membentuk

    sisa padatan (residu) sekitar < 4 @. "*G dibuat dari reaksi guar dengan

    propylene oksida dan residunya sekitar 1 @. esidu ini dianggap sebagai

    penyebab plugging dari bagian pori-pori. "*G dianggap lebih baik karena karena

    lebih tahan terhadap temperatur. &iasanya residu membantu untuk menahan fluid

    loss dipermeabilitas yang besar. aka guar guar lebih banyak digunakan untuk

    formasi yang permeabilitas-nya lebih besar (karena residunya banyak), asalkan

    temperatur bukan menjadi persoalan.. A "*G dibentuk dari reaksi "*G dengan

    Natrium onochloroacetat di mana produk ini hanya digunakan untuk

    crosslinked gel . +arena biayanya tinggi maka jarang dipakai dan hanya digunakan

    untuk non-linear gel dengan temperatur tinggi. Hat lain seperti "IA, A A,

    A "IA, adalah termasuk jenis sintesis (kalau guar adalah tanaman). Polymer

    demikian didapat dari reaksi antara cellulose dari produk kapas atau kayu untuk

    bisa membentuk %at tersebut.. "IA didapat dari cellulose ditambah 2atrium

    "idroksida yang direaksikan dengan thylene /"yde dan dengan men ampur

    ydro"yethyl maka akan membentuk ydro"yethyl ther . A A dibuat dari reaksi

    )lkali 'ellulose dengan Natrium 'hloroacetate dan produk ini tidak membentuk

    residu. Selain itu biayanya tinggi dan tidak mudah bersatu dengan crosslink

    sehingga jarang dipakai. *ada saat ini "IA hanya dipakai untuk pelaksanaan

    proyek gra#el pack saja. A A juga tidak dipakai lagi karena sensitif terhadap

  • 8/11/2019 Fluida Perekah

    18/31

    konsentrasi garam. Sebagai pengganti A A maka digunakan A "IA, yang tidak

    sensitif terhadap garam dan tetap mudah di crosslink terutama untuk temperatur

    yang rendah. 0anthan dapat digunakan untuk linier atau rosslink gel dan

    umumnya digunakan untuk memperkental lumpur pemboran. Polycrylamides

    lebih digunakan sebagai friction reducer (pengurang friksi) daripada sebagai

    pengental "Al. Sifatnya adalah stabil pada temperatur tinggi namun sangat mahal

    biayanya, bisa di rosslinked, dan digunakan terutama pada fracture acidi%ing .

    Gambar 4.&4.Se;arah Penggunaan Fluida Perekah dan

  • 8/11/2019 Fluida Perekah

    19/31

    5. &luid loss additi#e (%at tambahan untuk men egah kehilangan fluida).

    6. Surfactant (surfa e a ti$e agent).

    7. Buffers (pengontrol p").

    8. 9adioacti#e tracers .

    :. Biocides (anti bakteri).

    1;. &riction reducer (penge il friksi).

    11. 'lay stabili%ers (penstabil lay).

    12. 'rosslinker control agents (mengontrol %at untuk pengikat molekul).

    13. +ron control agents (pen egah pengendapan besi di formasi).

    14. Paraffin control .

    15. Scale inhibitors (pen egah scale ).

    16. "tenders, clean up, dan energi%ing agents (mempermudah produksi

    kembali).

    4.2.4. Pemilihan Fluida >a ar

    Fluida dasar terutama dipilih kerena sifat formasi, kandungan clay , jenis

    reser$oir (minyak atau gas), ada parafin ( asphaltene ), tekanan reser$oir, dan

    pengalaman masa lalu sukses atau tidak, serta harganya. Se ara umum, fluida

    dasar bisa berupa air, hidrokarbon, ampuran air atau alkohol, emulsi, foam , dan

    kombinasi dari bahan-bahan tersebut. Fluida dasar ini hasus diperkental dengan

    polymer sebagai thickener (pengental) dan mulai dari yang termurah adalah guar

    (indeB biaya relatif, 6& 5 , ), "*G ( ydro"ypropyl

  • 8/11/2019 Fluida Perekah

    20/31

    Gambar 4.& ./uah Guar dari Paki tan 4#.

    I onomides memberikan arahan mengenai pemilihan fluida perekah

    berdasarkan temperatur formasi, sensitif terhadap air, permeabilitas, tekanan

    reser$oir, dan tinggi rekahan, serta sumur minyak ataukah gas. Gambar 4.&'. dan

    Gambar 4.& . memberikan arahan untuk sumur gas dan minyak. 'alam prakteknya borate crosslinked adalah yang paling umum digunakan.

    ,ro link

    Arosslink diperlukan untuk meningkatkan $iskositas dengan pengikatan

    satu molekul atau lebih. Fluida linier akan mengalami penurunan $iskositas

    karena temperatur atau kalau shear bertambah (misalnya untuk rekahan yang

    menyempit). +alau $iskositas berkurang dari p dan ; det-

    , maka proppant

  • 8/11/2019 Fluida Perekah

    21/31

    dapat mengendap (turun ke bawah). 'alam beberapa hal $iskositas bisa turun

    sanpai hanya 4 p saja pada ;/ F karena itu harus digunakan crosslink agent

    yakni organometalic atau transition metal compunds yang biasanya borate, titan,

    dan %ircon.

    Gambar 4.&7.,ro link /orate 4#

    etal ini membentuk ikatan dengan rantai guar dan "*G yang

    menghasilkan polymer dengan $iskositas besar. Viskositas pada ; det - untuk

    crosslink borate 1 lb# gal bisa men apai $iskositas di atas 4 p pada

    F dan 4/ p pada 4 F .

    Gambar 4.&7. menunjukkan borate crosslink dan Gambar 4.& .

    menunjukkan organometalic crosslink .

  • 8/11/2019 Fluida Perekah

    22/31

    Gambar 4.& .,ro link ?rganometali+ 4#

    'rosslink borate tahan sampai temperatur 44/ F sedangkan crosslink

    %ircon dan titan dapat men apai 04/ F. +alau crosslink borate tidak sensitif

    terhadap shear (karena yang terlepas dapat terikat kembali), maka di crosslink

    %ircon maupun titan, sekali lepas maka tidak akan dapat diregenerasi kembali.

    +arena itu kadua jenis ini hanya dipakai untuk di formasi saja, tidak di permukaan

    atau tubing yang mungkin akan memberikan shear di pompa, pipa, dan lain-lain.

    Suatu fluida perekah seharusnya menghasilkan friksi tekanan yang ke il

    dan tetap ber$iskositas besar agar dapat menahan proppant serta bisa turun

    kembali $iskositasnya setelah selesai pelaksanaan perekahan dan penempatan

    proppant agar dapat memproduksi dari formasi dengan mudah. ?gar dapat

    memenuhi syarat tersebut maka additi#e perlu ditambahkan seperti 3

    1 . Buffers !engontrol !H#.

    *ada pen ampuran di tempat, polymer dalam bentuk powder ditambahkan

    pada fluid dasar. ntuk bisa terpisah dengan baik, p" harus sekitar = yang didapat

    dari pen ampuran dengan basa, seperti 2a9", 2" 19", 2a-a etat atau ?sam

    ?setat, 2atrium Aarbonat atau ?sam Fumari (A 1" 19 1) dan ?sam Sulfami

    ("S9 0 2" 4).

    2 . Bactericides/biocides .

    &akteri yang menyerang organic polymer akan merusak ikatannya dan

    mengurangi $iskositasnya sehingga perlu ditambahkan antibakteri seperti

    glutaraldehyde , chloropenates , $uaternary amines, dan isothia%oline. Hat tersebut

    perlu ditambahkan di tanki sebelum air ditambahkan, karena en%im yang terlanjur

  • 8/11/2019 Fluida Perekah

    23/31

    dihasilkan (walaupun bakterinya sudah mati) bisa meme ahkan polymer . &ila

    minyak sebagai fluida dasar ( oil base ), maka bactericides tidak perlu dipakai lagi.

    & . Pencampur Gel.

    ntuk menghindarkan terjadinya fish-eye (menggumpalnya gel) maka

    sering gel tersebut di ampur dahulu dengan / @ methanol atau isopropanol .

    *enggunaan %at ini bisa diperbesar kadarnya untuk formasi yang sensitif, bahkan

    pernah dengan @ methanol .

    4 . Fluid Loss Additives.

    &luid loss sangat penting untuk dikurangi. ntuk formasi yang homogen

    biasanya filter cake saja sudah ukup. &luid loss bisa menembus matriks, ke

    microfracture, bahkan sampai ke macrofracture. 'i sini material yang dipakai

    antara lain 3

    *asir - esh.

    Silika &luor (04/- esh) baik untuk rekahan ke il alamiah ( Silika &luor

    4 - esh untuk rekahan ke il akan kurang dari / mi ron dan - esh

    untuk yang lebih besar dari / mi ron).

    /il soluble resins.

    )domite regain (corn starch ).

    'iesel 4 / @ (diemulsikan).

    =nrefined guar . !araya gums .

    . Breakers.

    Polymer breakers , yaitu untuk meme ahkan rantai polymer sehingga

    kembali menjadi en er (ke il $iskositasnya) setelah slesai penempatan proppant

    agar produksi aliran minyak kembali mudah untuk dilakukan. 'i sini breaker

  • 8/11/2019 Fluida Perekah

    24/31

    harus bekerja epat. +onsentrasinya pada polymer harus ukup untuk

    mengen erkan polymer yang ada. Polymer biasanya pe ah sendiri pada

    temperatur kerja di atas 44/ F. ntuk temperatur rendah digunakan %at kimia. ?da

    juga breaker yang dimasukan ke dalam kapsul. Breaker ini bekerja karena aksi

    se ara fisika atau kimia dan yang umum dipakai antara lain /"idi%er seperti

    Pero"ydisulfate (S 49 hermal decomposition dari Pero"ydisulfate selanjutnya akan

    memproduksikan radikal sulfate yang sangat reaktif dan bisa menyerang inti

    polymer . *ada temperatur di bawah 4/ F thermal decomposition akan lambat

    namun bisa diper epat dengan menambahkan amines . 'i atas 4/ F reaksi akan

    epat sehingga hanya akan diperlukan ,4/ lb# gal. 'i sini mula-mula

    breaker ditambahkan sedikit saja pad, kemudian ditambah lagi sesuai dengan

    bertambahnya proppant. Selanjutnya Natrium atau )mmonium Persulfate (S* atau

    ?*) yang memberikan radikal bebas juga dipakai. aterial ini tidak memproduksi

    radikal sampai temperatur mendekati 4 F.

    'alam prakteknya, kontaminan seperti ion metal bisa memper epat

    dekomposisi dari pero"ides sehingga kinerjanya sukar untuk diperhitungkan.

    Selain itu material ini juga berbahaya bagi manusia. In%im seperti emicellulase

    atau protein dipakai sebagai breaker yang akan mulai meme ahkan polymer

    selama p" 0,/ < dan akan di non-aktifkan oleh temperatur saat kurang dari

    4/ F. In%im ini sama dengan bakteri yang digunakan untuk menekan polymer .

    &.!. (S*I *aper 2o.4ech.

    Paper 13th Petroleum 'onference by gyptian

  • 8/11/2019 Fluida Perekah

    25/31

    Conventional Enzyme 3 - 7,5 70 - 130High Temperature Enzyme 3 - 7,5 100 - 250

    pH Tolerant Enzyme 3 - 14 100 - 250O i!izer 3 - 14 130 - 2"0#Catali$t O i!izer 3 - 14 70 - 120

    High Temperature O i!izer 3 - 14 1%0 - 250En&ap$ulate! O i!izer 3 - 14 100 - 300

    'elay O i!izer 3 - 14 100 - 300(ea) *&i!$ - 200#

    J Sangat mudah pe ah dan sensitif di atas < oFJJ idak o ok untuk reser$oir karbonat

    Breaker yang digunakan pada fluida perekah dapat sangat mempengaruhi

    sifat fluida walaupun pada konsentrasi yang sangat rendah. Gambar 4.40 .

    menunjukkan pengaruh dari oBidi%er pada $iskositas gel (digunakan ?*- )monium

    Persulfate lb# gal).

    Gambar 4.40.Pengaruh ? idiBer AP# !ada 6i ko ita 4#

    ntuk minyak sebagai fluida dasar maka breaker -nya akan berbeda, asam

    dan basa bisa meme ahkan gel aluminium phospate ester . !adi biasanya asam atau

    basa yang terlarut dengan lambat ditambahkan ke gel-nya. Gel bisa pe ah

    karenanya dan biasanya tidak akan bekerja dengan temperatur di bawah F.

    Gambar 4.41. menunjukkan o"ydi%ers.

  • 8/11/2019 Fluida Perekah

    26/31

    Gambar 4.41.? idiBer 4#

    ' . iscosity !tabili"ers.

    Suatu %at tambahan untuk menjaga penurunan $iskositas pada

    Polysaccharide gels (fluida perekah) yang dilakukan pada temperatur tinggi untuk

    waktu yang lama di atas 4 F. mumnya digunakan methanol dan Natrium>hiosulfate (2a 4S490). Ithanol berbahaya karena mudah terbakar dan di mana

    dipakai / @ $olume. Sodium >hiosulfate dipakai sebanyak 4 lb# gal

    dan lebih efektif dan diperkirakan bekerja dengan mengikat oksigen. Gambar

    4.42. menunjukkan skematik dari kerja stabili%er .

  • 8/11/2019 Fluida Perekah

    27/31

    Gambar 4.42.StabiliBer 4#

    . !urfactant.

    Surfactant akan bekerja pada konsentrasi yang rendah dan akan

    menyerap dua permukaan antara dua fluida yang yang tidak ber ampur.

    Surfactant mempunyai dua sisi di mana satu sisi menghadap ke fluida pertama

    dan sisi yang lain menhadap ke fluida kedua sehingga antara kedua fluida tersebut

    dapat ber ampur. *enggunaannya antara lain pada pembentukan foam . Selain itu

    fluorocarbon surfactant akan mengurangi tekanan permukaan ( surface tension )

    dan mempermudah menghilangkan air dari permukaan formasi dan

    mempermudah terjadinya rekahan (S*I onograph hal. 1 ). Selain itu fluorosurfactant tersebut adalah bersifat nonionoc yang bisa men egah terjadinya

    emulsi.

    7. #$tenders% &lean'(p% dan #nergi"ing Agents.

    &iasanya berupa nitrogen, karbon dioksida, alkohol, atau IG &I ( mutual

    sol#ent ). Hat-%at tersebut digunakan untuk mempermudah produksi kembali

    setelah fase perekahan selesai dilaksanakan, terutama bila tekanan dasar sumur ke il. Inergi yang ada akan lebih epat dalam mengeluarkan kembali sisa material

    untuk perekahan tersebut sehingga tidak menyebabkan terjadinya formation

    damage . Selain itu, Ily 1) menyatakan bahwa gas tersebut akan mengurangi

    terjadinya fluid loss . utual sol$ent dapat mempermudah aliran fase minyak dari

    formasi. 5abel 86$ menunjukkan skematik dari penggunaan foam A9 4 dan 2 4

    serta kerugian dan keuntungannya.

  • 8/11/2019 Fluida Perekah

    28/31

    5abel 86$ .-erugian dan -euntungan Penggunaan Foam ,? 2 dan " 2 4#

    A9 4 F9? 2 4 F9?

    p" 0 0,/ p" sama seperti fluida dasar erlarut di air, minyak,

    dan alkohol 6nert

    Friksi tekanan tinggi Friksi tekanan rendah'ipompakan sebagai airan 'ipompakan sebagai gas

    ekanan hidrostatik tinggi ekanan hidrostatik rendah

    Imulsi di permukaan D / @ 5 energi%ed, / -= @ 5

    foam, K= @ 5 mist (kabut)Sangat kompresibel +ompresibel

    &aik untuk men egah

    fluid loss

    &aik untuk men egah

    fluid loss

    4.2. . *at 5ambahan %ain

    Selain material tambahan di atas, di bawah ini akan diberikan se ara

    singkat material lain yang dipakai dalam proyek perekahan hidrolik.

    1 . Friction Reducing Agents.

    Semua polymer akan berlaku sebagai %at yang menghalangi terjadinya

    turbulensi. urbulensi akan menyebabkan kehilangan tekanan yang besar. 'engan

    adanya polymer maka kehilangan tekanan juga relatif akan menge il. aterial

    yang digunakan untuk mengurangi kehilangan tekanan seperti misalnya anionic

    dan cationic polyacrylamide untuk fluida dasar air, air tawar, atau asam ( #1 gal# gal). erdapat pula dalam bentuk serbuk puder anionic atau cationic

    untuk asam, air, dan air garam ( #1 4 lb# gal). Selain itu ada juga khusus

    friction reducer untuk fluida dasar hidrokarbon dengan polysodecylmethacryalate

    (; gal# gal) di mana akan diperlukan acti#ator atau aluminium phospate

    ester gel (4 gal# gal). &riction reducer hanya dipakai kalau aliran mungkin

    akan turbulen sehingga untuk aliran laminer tidak akan diperlukan.

  • 8/11/2019 Fluida Perekah

    29/31

    2 . &lay !tabili"ers.

    'lay pada formasi batupasir seperti kaolinite, illite, dan chlorite atau

    smectite , dapat menjadi masalah. ?liran dari fluida perekah dengan perubahan

    tekanan atau temperatur atau lingkungan ion dapat menyebabkan clay terlepas dan

    bermigrasi sehingga akan merusak formasi. 'i sini, +Al men egah menyebarnya

    clay dengan memberikan sifat cationic untuk men egah perpindahan ion, namun

    +Al tidak dapat men egah terjadinya migrasi bila hal tersebut sudah terjadi. +Al

    juga dapat digunakan untuk men egah pembengkakan clay . 2" 1Al berfungsi

    sama seperti +Al tetapi tidak digunakan dalam perekahan hidrolik melainkan pada

    pengasaman. AaAl 4 akan mengendap pada kondisi air formasi dengan sulfat atau

    alkalin yang dominan. AaAl 4 dapat digunakan untuk larutan air air atau methanol

    di mana kelarutan +Al dan 2" 1Al terbatas.

    Garam @icronimum 'hloride juga digunakan untuk mengikat clay di

    tempatnya tetapi umumnya digunakan pada tahap preflush . Sema am Polyamines ,

    *uarternary )mines juga digunakan untuk men egah clay yang membengkak.

    Lang lain seperti Polymeric ydrohy"aluminium juga dapat digunakan namun

    jarang sekali dipakai.

    & . )ron &ontrol Additives.

    Sama seperti pada pengasaman, ion Fe 0E harus di egah karena dapat

    menimbulkan pengendapan. aterial yang digunakan dari additi#es ini antara lain

    'itric )cid dan I' ?, atau )cetic dengan 'itric , 'rythrobic , dan lain-lain.

    4 . Paraffin &ontrol.

    'apat digunakan parafin dispersant atau dipanaskan untuk men egah

    terjadinya pengendapan parafin di tubing. &isa juga digunakan kombinasi

    paraffin inhibitor dan dispersant.

    . &rosslinker &ontrol Agent.

    )dditi#e ini bertujuan untuk mengontrol waktu crosslink misalnya untuk

    menghambat terjadinya crosslink , )cetinate yang dilarutkan, terutama pada >i-

  • 8/11/2019 Fluida Perekah

    30/31

    crosslink . ntuk temperatur rendah, waktu crosslink malah akan diper epat. ?tau

    ampuran keduanya untuk mengontrol waktu crosslink.

    ' . Radioactive *aterials.

    Hat radioaktif ( )ntimon, +ridium, dan Scandium ) akan ditambahkan sekitar

    ,/ sampai , milli uries # lb proppant) dengan maksud agar dapat

    ditentukan %ona rekahan yang dilakukan dengan gamma-ray log.

    . !cale )nhibitors.

    &iasanya digunakan inhibitor Phosponate atau )crylate .

    4.2.'. 5em!eratur 8n;ek i

    &ila diketahui 3o s 5 temperatur fluida di permukaan, oA

    r w 5 jari-jari sumur, m

    A p 5 kapasitas panas fluida, k!#kg- oA

    i 5 laju injeksi, m 0#det

    A pf 5 kapasitas panas formasi, k!#kg- oA

    t 5 waktu injeksi, detik

    + f 5 kondukti$itas termal formasi, k!#m-det- oA

    5 densitas fluida, kg#m 0

    f 5 densitas formasi, kg#m 0

    % 5 jarak $ertikal dari permukaan, m

    5 gradien geothermal, oA#m

    maka temperatur di tubing dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 3

    %ee %f %

    f

    f s +

    += ...................................... (1-; )

  • 8/11/2019 Fluida Perekah

    31/31

    sedangkan

    iA+

    iAr 4 pf f f pwf = .................................................................(1-;4)

    'engan mengetahui waktu injeksi t dan harga besaran yang lain, maka

    temperatur di dasar sumur dapat dihitung. ntuk aliran di formasi, harga M bisa

    diperkirakan dengan 3

    hA4ti

    M

    4# ,

    = ...................................................................................(1-;0)

    dan koefisien $ dapat dihitung dengan persamaan 3

    0 pf f f

    $A+

    AA4

    = ..............................................................(1-;1)

    dan harga di ari dari 3

    $

    M

    B

    g

    g

    =

    ........................................................................(1-;/)

    %e,e %f %f f

    s +

    +=

    .........................................(1-;:)

    di mana 3

    5 temperatur reser$oir, oA

    5 temperatur yang di ari, oA

    M 5 panjang rekahan satu sayap, m

    5 temperatur dasar sumur, oA

    A 5 koefisien fluid loss, m#det #4