MODUL II

EMULSI

LAPORAN PRAKTIKUM

Nama : Lukito Nur Wulandari

NIM : 12212008

Kelompok : Jumat II

Tanggal praktikum : 11 Oktober 2013

Tanggal penyerahan : 18 Oktober 2013

Dosen : Ir.Zuher Syihab,M.Sc,Ph.D

Asisten Modul : Muizzuddin Shidqi (12210008)

Jhon Victor Siahaan (12210078)

LABORATORIUM ANALISA FLUIDA RESERVOIR

PROGRAM STUDI TEKNIK PERMINYAKAN

INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG

2013

I. JUDUL PERCOBAAN

EMULSI

II. TUJUAN PERCOBAAN

1. Memahami bagaimana dan mengapa emulsi terbentuk

2. Memahami proses pemecahan emulsi dan pengaruh agitasi terhadap kestabilan

emulsi

III. DATA PENGAMATAN

Sampel minyak diemulsikan dengan air dengan perbandingan 40 ml air dan 60 ml minyak.

a. Pengaruh agitasi terhadap kestabilan emulsi dengan putaran 260 RPM

- Jatibarang heavy

Waktu (Menit) Pengamatan

10 Muncul droplet air berukuran 1-1.5

mm di bagian bawah gelas ukur

11-40 Tidak ada perubahan yang berarti dari

pengamatan awal

- Duri Light

Waktu(menit) Volume air (ml)

2 20

4 25

6 28

8 31

10 32

12 33

14 34

16 35

18 36

20 36

22 37

24 37

26 37

28 37

30 37

32 37

34 38

36 38

38 38

40 38

- Indramayu Light

Waktu (menit) Volume air (mL)

2 32

4 32,5

6 32,5

8 32,5

10 33

12 33

14 33

16 33

18 33

20 33

22 33

24 33

26 33

28 33

30 33

32 33

34 33

36 33

38 33

40 33

b. Pengaruh agitasi terhadap kestabilan emulsi dengan putaran 500 RPM

- Jatibarang Heavy

Waktu (Menit) Pengamatan

15 muncul droplet air berukuran 1 mm

di bagian bawah gelas ukur

16-40 Tidak ada perubahan yang berarti dar

kondisi awal

- Duri Light

Waktu (menit) Volume air (mL)

2 21

4 26

6 32

8 37

10 39

12 39

14 39

16 40

18 40

20 40

22 40

24 40

26 40

28 40

30 40

32 40

34 40

36 40

38 40

40 40

- Indramayu Light

Waktu (menit) Volume air (mL)

2 21

4 36

6 36

8 36

10 36

12 36

14 36

16 36

18 36

20 36

22 36

24 36

26 36

28 37

30 37

32 37

34 37

36 37

38 37

40 37

c. Pengaruh agitasi terhadap kestabilan emulsi dengan putaran 800 RPM

-Jatibarang Heavy

Waktu (Menit) Pengamatan

22 >> muncul droplet air berukuran

0.5-1 mm di bagian bawah gelas

ukur

22-40 Tidak ada perubahan yang berarti

- Duri Light

Waktu (menit) Volume air (mL)

0 0

2 1

4 2

6 2.8

8 3

10 4

12 4.5

14 5

16 5.5

18 6

20 6.5

22 7

24 7.5

26 8

28 8.5

30 9

32 9.2

34 9.5

36 10

38 10.5

40 11

- Indramayu Light

Waktu(menit) Volume kumulatif

air(ml)

0 0

2 5

4 7

6 17

8 18,5

10 19,5

12 20

14 21

16 21,3

18 21,3

20 22

22 22,1

24 22,3

26 22,4

28 23

30 23

32 23,2

34 23,8

36 24

38 24

40 24

d. Pemecahan emulsi dengan cara kimia

- Jatibarang Heavy

Waktu (menit) Volume air (ml)

0 0

2 10

2,5 15

3 19

3,5 22

4 25

4,5 26

5 27,5

5,5 28,5

6 29

6,5 29,5

7 30

7,5 30

8 30,5

8,5 31

9 31

9,5 31,5

10 31,5

10,5 31,5

11 31,5

11,5 32

12 32

12,5 32

13 32

13,5 32

14 32

14,5 32

15 32

15,5 32

16 32

16,5 32

17 32

17,5 32,5

18 32,5

18,5 32,5

19 32,5

19,5 32,5

20 32,5

20,5 32,5

21 33

21,5 33

22 33

22,5 33

23 33

23,5 33

24 33

24,5 33

25 33

25,5 33

26 33

26,5 33

27 33

27,5 33

28 33

28,5 33

29 33

29,5 33

30 33

30,5 33

31 33

31,5 33

32 33

32,5 33

33 33

33,5 33

34 33

34,5 33

35 33

35,5 33

36 33

36,5 33

37 33

37,5 33

38 33

38,5 33

39 33

39,5 33

40 33

- Indramayu Light

- Duri Light

Waktu (sekon) Volume air (mL)

0 19

30 26

60 33

90 38

120 40

150 40

180 40

210 40

Waktu (menit) Volume air(ml)

0 0

2 0

2,5 0

3 0

3,5 0

4 0

4,5 0

5 0

5,5 0

6 0

6,5 0

7 0

7,5 0

8 0

8,5 0

9 0

9,5 0

10 0

10,5 0

11 0

11,5 0

12 0

12,5 0

13 0

13,5 0

14 0

14,5 0

15 0

15,5 0

16 0

16,5 0

17 0

17,5 0

18 0

18,5 0

19 0

19,5 0

20 0

20,5 0

21 0

21,5 0

22 0

22,5 0

23 0

23,5 0

24 0

24,5 0

25 0

25,5 0

26 0

26,5 0

27 0

27,5 0

28 0

28,5 0

29 0

29,5 0

30 0

30,5 0

31 0

e. Pemecahan emulsi dengan cara pemanasan

- Jatibarang Heavy

Waktu Volume air (ml)

3 20

6 40

9 40

12 40

- Duri Light

31,5 0

32 0

32,5 0

33 0

33,5 0

34 0

34,5 0

35 0

35,5 0

36 0

36,5 0

37 0

37,5 0

38 0

38,5 0

39 0

39,5 0

40 0

Waktu (menit) Volume air (mL)

0 10

- Indramayu Light

Waktu(menit) Volume kumulatif

air(ml)

0 0

3 0

6 0

9 17

12 32

15 37

18 38

21 39

24 39

27 40

30 40

33 40

36 40

39 40

42 40

IV. PENGOLAHAN DATA

Berikut ini akan disajikan grafik perbandingan volume air terhadap waktu pada berbagai

kondisi.

3 34

6 39

9 39

12 39

15 39

18 39

21 39

24 39

0

5

10

15

20

25

30

35

40

2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40

volum kumulatif air vs waktu pada 260 RPM

duri light

jatibarang

indramayu

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40

volum kumulatif air vs waktu pada 500 RPM

duri light

jatibarang

indramayu

0

5

10

15

20

25

30

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40

Volume kumulatif air vs waktu pada 800 RPM

duri light

jatibarang heavy

indramayu

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

0

3,5

5,5

7,5

9,5

11,

5

13,

5

15,

5

17,

5

19,5

21,

5

23,

5

25,

5

27,

5

29,

5

31,

5

33,5

35,

5

37,

5

39,

5

volume kumulatif air vs waktu dengan demulsifier

jatibarang

duri

indramayu

V. ANALISIS

Pada percobaan kali ini,emulsi yang dilakukan yaitu antara minyak dengan air dimana

volume minyak lebih banyak daripada air.. Dalam percobaan ini, akan didapatkan data waktu

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42

volume kumulatif air vs waktu dengan pemanasan

duri

jatibarang

indramayu

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42

VOLUME KUMULATIF AIR VS WAKTU PADA JATIBARANG HEAVY

260 RPM

500 RPM

800 RPM

DEMULSIFIER

PEMANASAN

pemisahan air dan minyak serta volume air (ml). Asumsi-asumsi percobaan yang kami

gunakan yaitu :

- Kondisi ruangan selama percobaan berlangsung selalu dalam tekanan dan temperatur

yang konstan,

- Tidak ada selang waktu saat waktu pengadukan sudah selesai dan dituangkan ke

dalam gelas ukur untuk diamati proses pemecahan emulsinya

- Tidak ada sisa-sisa emulsi yang terdapat di mixer dan di gelas kimia

- Pembacaan volume air yang terpisah tepat,tidak terjadi kesalahan

- Alat percobaan berfungsi dengan baik

.Percobaan kali ini, dilakukan dengan berbagai perlakuan yang berbeda,berikut akan

dijelaskan pengaruh-pengaruh yang ditimbulkan dari perlakuan-perlakuan tersebut.

Selain itu sebenarnya kami praktikum hanya menggunakan crude oil bernama jatibarang

heavy, kami akan membandingkannya dengan crude oil yang lainnya.

1. Agitasi (pengadukan)

Kecepatan agitasi atau pengadukan ini berpengaruh pada kestabilan emulsi.

Semakin besar putaran putaran RPMnya, pencampuran antar minyak dan air pun

makin merata. Pada percobaan yang kami lakukan menggunakan crude oil

bernama Jatibarang heavy. Kami akan membandingkan data kami dengan data

yang kami peroleh dari kelompok lain dengan menggunakan crude oil yang

berbeda yakni duri light dan indramayu light yakni sebagai berikut :

a. Pada putaran 260 RPM

Berdasarkan data yang kami peroleh, ternyata pada jatibarang heavy, proses

pemisahan antara minyak dan air memerlukan waktu yang sangat lama, bahkan

pada menit ke-40, proses pemisahan air dan minyak ini hanya terlihat sebuah

gelembung gas kecil saja pada menit ke 10 hingga menit ke-40. Pada duri light

dan indramayu light, terlihat adanya pemisahan antara air dan minyak namun

terjadinya pemisahan air dan minyak yang paling cepat terjadi pada minyak duri,

lalu indramayu light.

b. Pada putaran 500 RPM

Berdasarkan data yang kami peroleh, pada jatibarang heavy, setelah 40 menit

berlalu, tidak terjadi pemisahan antar minyak dan air secara berarti, hanya timbul

gelembung gas di menit ke 15. Sedangkan pada minyak indramayu light, pada

menit ke-40 seluruh air belum terpisah dari minyak dan pada minyak duri light,

mulai dari menit ke 16 saja seluruh air sudah terpisah dari minyak.

c. Pada putaran 800 RPM

Berdasarkan data yang kami peroleh, pada jatibarang heavy selah 40 menit

berlalu, tidak terjadi pemisahan antara minyak dan air, hanya terlihat gelembung

gas kecil pada menit ke 22. Pada duri light, hingga menit ke 40, volume air yang

terpisah dari minyak sebesar 11 ml saja dan pada indramayu light, volume air

yang terpisah hingga menit ke-40 yakni 24 ml.

Berdasarkan ketiga putaran diatas, dapat disimpulkan bahwa pada putaran RPM

yang semakin besar, emulsi akan semakin stabil dan emulsi makin lama pecah

karena dengan agitasi yang kuat maka akan terbentuk droplet yanglebih kecil

ukurannya sehingga memperlama terjadinya flokulasi dan coalesence. Selain itu

pada jatibarang heavy tidak mengalami pemisahan antara minyak dan air

diakibatkan oleh viskositasnya sangat besar karena mengandung fraksi-fraksi

berat hidrokarbon sehingga emulsi yang dihasilkan lebih stabil dibandingkan

dengan indramayu light maupun duri light.

2. Penambahan demulsifier

Pada data percobaan yang diperoleh dengan penambahan demulsifier, pada

indramayu light di detik ke-210 telah terpisah seluruhnya antar minyak dan air

sedangkan pada jatibarang heavy, pada menit ke-40 belum seluruh air terpisah

dari minyak. Adanya perbedaan ini diakibatkan oleh viskositas crude oil. Crude

oil jatibarang heavy lebih besar dibandingkan dengan indramayu ataupun duri

light karena mengandung fraksi berat, akibatnya pemisahan emulsi antara air dan

minyak dengan penambahan demulsifier ini lama dilakukan, emulsinya sangat

stabil. Sedangkan pada duri light, penambahan demulsifier ini malah membuat air

dan minyak tidak terpisah. Kemungkinan hal ini disebabkan sampel crude oil duri

light merupakan sampel yang telah lama ada di lab sehingga mungkin saja fraksi

ringan minyak sudah menguap. Selain itu disebabkan oleh demulisifer yang sudah

rusak termakan usia. Jika benar akibat demulisifier, maka pengadukan kembali 3

menit setelah di tetesi demulsifier menyebabkan emulsi menjadi paling stabil

sehingga tidak ada pemisahan minyak dan air.

Sebenarnya penambahan demulsifier di percobaan ini bertujuan untuk

mengurangi pengaruh emulsifier terhadap emulsi. Penambahan demulsifier ini

akan menyebabkan lapisan film yang melapisi air akan pecah, kemudian butiran-

butiran air akan tergabung dan memisahkan diri dari minyak berdasarkan

densitas.

3. Pengaruh Pemanasan (Heating)

Pada data percobaan yang diperoleh dengan pemanasan, pada jatibarang heavy

pemisahan antara air dan minyak secara sempurna terjadi pada menit ke-6, pada

duri light pemisahan antara air dan minyak terjadi pada menit ke 6 namun belum

seluruhnya yakni terbentuk 39 ml air yang terpisah dan indramayu light perlu 27

menit untuk terpisahnya air dengan minyak. Adanya perbedaan kecepatan dalam

terpisahnya air dan minyak ialah pada jatibarang heavy, karena viskositasnya

sangat besar maka saat terjadi pemanasan paling cepat mengalami pemisahan

antara air dan minyak karena molekul-molekul minyak yang rapat ini banyak

yang saling bertumbukkan (sangat berdekatan molekulnya dibandingkan dengan

duri atau indramayu light) sehingga cepat terpisah emulsinya.

Efek pemanasan akan menyebabkan kestabilan emulsi menurun. Pada temperatur

yang tinggi maka gerakan molekul menjadi lebih cepat sehingga tumbukan

antarmolekul menjadi lebih sering terjadi. Lapisan film antarbutir air yang

terbentuk akan pecah dan menyebabkan bergabungnya kembali butiran air. Lalu

setelah tergabung, butiran air ini akan memisahkan diri dari minyak sesuai dengan

densitasnya. Berdasarkan percobaan yang kami lakukan, proses pemecahan

emulsi yang paling cepat ialah menggunakan metode pemanasan.

Berdasarkan data yang diperoleh dari hasil percobaan, kecepatan pengadukan

berpengaruh pada kestabilan emulsi. Semakin cepat pengadukan, membutuhkan

waktu yang semakin lama untuk memisahkan air dan minyak. Volume air yang

terpisah yang paling banyak dan paling cepat yaitu dengan metode pemanasan

VI. KESAN DAN PESAN

Pada praktikum kali ini, jujur kami semua belum terlalu siap. Kami terlalu hectic dan

terpaku pada tugas pendahuluan, yang membutuhkan waktu lama dalam mencari

referensinya di internet akibatnya kami tidak terlalu siap dalam praktikum. Kami

sudah bertanya pada kelompok lain dan kata mereka tes awal dan tes alat praktikum

modul 2 ini selow, dan mudah, jadi kami santai saja tapi ternyata dugaan kami salah

besar. Kami belajar diagram fasa setiap 1 jenis fluida reservoir, bukan gabungannya

dan dibuat dalam 1 grafik, kami sangat bingung, jujur bang. Dan ternyata soal tes

awal lainnya juga diluar dugaan kami. Kami hanya tahu rumus hukum stokes dan

ternyata yang ditanyakan adalah penurunan rumus itu, kami bingung bang. Lalu soal

yang lain juga demikian, kami belum tahu terlalu detail manfaat dan kerugian dari

emulsi di dunia migas apalagi minimalnya 3 masing-masing manfaat dan

kerugiannya, saya hanya tahu 1 saja . Apalagi soal terakhir yakni emulsion

blocking, kami tidak tahu menahu mengenai hal itu bang. Ya itu memang salah kami

kurang membaca referensi lain. Dan setelah tes awal itu saya yakin sekali akan di

kick karena memang saya tidak bisa mengerjakan sepenuhnya tes awal tersebut. Lalu

saya melanjutkan dengan tes alat. Sebelumnya saya mengerti apa yang akan

dilakukan dalam praktikum kali ini, namun entah kenapa, mungkin saja karena

gugup, semua yang saya pahami hilang begitu saja di pikiran saya. Dan setelah tes

alat itu,perasaaaan saya sudah berkata bahwa saya akan di kick. Dan ternyata 1

kelompok kami di kick. Sedih bang, tapi memang itu kemampuan kelompok kami.

Tapi kami mengajukan agar kami tidak di kick malam itu dengan mengajukan

konsekuensi tugas tambahan untuk kami semua dan abang menyetujui, terima kasih

banyak ya bang sudah mengizinkan kami untuk praktikum malam itu . Namun

saya mempunyai usul atau pesan bang, mohon soal tes awalnya jangan susah-susah

seperti itu ya bang, kami tidak mengerti sama sekali. dan tetaplah semangat terus ya

bang di setiap jadi asisten praktikum dan kapan pun

VII. KESIMPULAN

1. Emulsi terbentuk dari dua cairan yang saling immiscible (tidak dapat bercampur pada

kondisi normal) yang mengalami proses pengadukan sehingga cairan yang lebih sedikit

jumlahnya akan terdispersi pada cairan lainnya.

2. Syarat terbentuknya emulsi yaitu adanya cairan yang saling immiscible, adanya proses

pengadukan dan adanya emulsifying agent.

3. Proses pemecahan emulsi dapat dilakukan dengan berbagai metode, di antaranya yaitu

pengaruh agitasi, penambahan demulsifier, pemanasan, Semakin cepat dan semakin lama

proses pengadukan,tingkat kestabilan emulsi makin tinggi.

4. Adanya faktor besarnya viskositas mengakibatkan jatibarang heavy dan air tidak bisa

terpisah (maik besar viskositas, emulsinya makin stabil dan sulit untuk dipisahkan).

5. Adanya faktor demulsifier yang tidak berfungsi dengan baik menyebabkan duri light dan

air tidak bisa dipisahkan.

6. Semakin tinggi temperature, maka kestabilan emulsi akan semakin menurun.

7. Berdasarkan percobaan kami, metode pemanasan merupakan metode paling cepat dalam

proses pemecahan emulsi.

VIII. DAFTAR PUSTAKA

- McCain, Wiliam D. Jr. The Properties of Petroleum Fluids. 2nd ed. PennWell

Publishing co. : Tulsa, Oklohama.1990.

- Modul 2.Emulsi. TM-2108 ITB Fluida Reservoir. Semester I 2013/2014.

- Zeidani, K., et al. Application of Emulsion Blocking Mechanism for Sealing the Near

Wellbore Region. 2008

- Mucharam, Leksono. Emulsion-Surface Facilities and Transportation.

- McAuliffe, Clayton D., et al. Crude-Oil-Water Emulsions to Improve Fluid Flow in

an Oil Reservoir. 1973.

IX. JAWABAN PERTANYAAN

1. Gambarkan diagram fasa 5 fluida reservoir dalam 1 grafik! Lengkapi gambar

dengan garis produksi, titik separator, cricondentherm, cricondenbar! Jelaskan

mengapa ada perbedaan kurva-kurva pada fluida reservoir! Cantumkan pula

resume bab 5 buku FR McCain!

2. Turunkan persamaan stokes sehingga jadi seperti ini :

Rangkum slide emulsi-new.pdf

3. Mengapa kita harus belajar emulsi di industri migas? Sebutkan keuntungan (min

3) & kerugiannya (min 3)! Cantumkan bukti screenshot kalian tergabung ke

www.onepetro.org ! Rangkum paper tentang keuntungan emulsi (5 orang tidak

boleh sama) dan kerugian emulsi ( 4 orang tidak boleh sama ) dengan

mencantumkan nama file paper yang kalian resume!

4. Apa itu emulsion blocking? Apa aplikasinya di dunia migas? Rangkum 1 paper

dari onepetro.org ( 1 kelompok 1 paper) dan cantumkan nama filenya.

5. Jika perbandingan volume air dibandingkan minyak dalam suatu sistem emulsi

adalah 40 : 60. Tentukan viskositas emulsinya jika diketahui viskositas minyak

murni 40 cp!

6. Gambarkan grafik apparent viscosity vs shear rate pada berbagai % volum air

pada emulsi!

Jawaban :

1. Diagram fasa 5 fluida reservoir dalam 1 grafik

dengan = cricondenbar

= crocondenterm

Adanya perbedaan kurva antara satu fluida reservoir dengan yang lainnya ini karena

adanya perbedaan komposisi dari masing-masing fluida reservoir, ada yang terdiri atas fraksi

berat hidrokarbon, fraksi ringan hidrokarbon dan ada yang terdiri dari gas ataupun liquid.

Selain itu juga adanya perbedaan karakteristik perubahan fasa pada fluida reservoir akibat

adanya perbedaan tekanan dan temperatur serta perbedaan letak separator.

Resume Bab 5 McCain :

Mengidentifikasi jenis fluida reservoir bisa ditentukan dari gas oil ratio, gravity of the

stock tank liquid, dan warna dari stock tank liquid.

Jenis-jenis fluida rservoir :

a. Black Oil (low shrinkage oil)

Diagram fasa :

penjelasan diagram fasa :

Garis 123 menunjukkan adanya

penurunan tekanan saat reservoir

diproduksi pada temperatur

konstan. Pada garis 12, minyak

masih dalam keadaan

undersaturated yang berarti

minyak masih berada fasa cair

dan sedikit gas terlarut. Di titik 2,

minyak dalam keadaan saturated

yang berarti minyak mengandung paling banyak gas terlarut dan minyak mulai

melepaskan gas terlarut untuk pertama kali. Pada garis 23 saat tekanan reservoir

makin turun, maka gas yang terlarut akan lebih banyak terlepas dari minyak. Black

oil dicirikan dengan garis isovol lebih rapat disekitar dew point line sehingga untuk

menghasilkan banyak gas, perlu penurunan tekanan yang signifikan.

Ciri khas lain :

- Gas oil ratio : 2000 scf/STB akan meningkat selama produksi saat tekanan reservoir

dibawah tekanan bubble point minyak

- Stock tank gravity <

- Warna stock tank oil hitam atau cokelat tua karena mengandung hidrokarbon fraksi

berat,

- Formation volume factor =

- Mengandung heptana >30 mol persen dan banyak hidrokarbon fraksi berat serta

nonvolatile molecules

b. Volatile Oil (high shrinkage oil)

Critical temperature hampir sama dengan temperatur reservoir tapi lebih rendah dari

black oil.

Penjelasan diagram fasa :

Pada titik 1-2 fluida dalam kondisi undersaturated. Saat reservoir diproduksi maka

tekanan reservoir akan turun dan saat melintasi bubble point, minyak mulai

melepaskan gas dan menjadi saturated. Pada diagram ini dicirikan dengan garis isovol

yang lebih rapat di bubble point line yang berarti penurunan sedikit tekanan mampu

melepaskan gas cukup besar sehingga specific volume minyak turun dengan cepat.

Ciri khas lain :

- Gas oil ratio = 2000-3000 scf/STB

- Stock tank oil gravity = akan meningkat selama tekanan produksi dibawah

bubble point.

- Warna stock tank oil = cokelat, orange, hijau

- Formation volume factor > 2.0 res bbl/ STB

- Mengandung lebih sedikit hidrokarbon fraksi berat dan lebih banyak intermediet

hidrokarbon.

c. Retrogade Gas

Penjelasan diagram fasa :

Diagram fasa retrogade gas lebih kecil

daripada minyak dan titik kritik berada

lebih bawah di sisi kiri envelope. Hal ini

dikarenakan retrogade gas mengandung

lebih sedikit hidrokarbon fraksi berat

daripada minyak. Critical temperatur <

reservoir temperatur dan cricondentherm >

temperatur reservoir. saat tekanan reservoir

turun pada titik pada titik 2 lalu menuju titik 3 maka gas akan terkondensasi menjadi cairan

di reservoir, cairan ini tidak dapat mengalir dan tidak dapat diproduksi. Lalu pada tekanan

lebih rendah lagi, kondensat akan kembali menguap, dan inilah yang disebut fenomena

retrogade.

Ciri khas lain :

- Gas oil ratio = 3300 scf/STB, gas dengan GOR yang tinggi mempunyai cricondentherm

yang mendekati nilai temperatur reservoi. GOR akan meningkat saat tekanan reservoir

dibawah tekanan gas di dew point.

- Stock tank oil gravity =

- Liquid berwarna cokelat, orange, greenish, bening seperti air, mengandung hidrokarbon

intermediate

d. Wet gas

penjelasan :

Saat produksi dan tekanan turun, wet

gas selalu dalam fasa gas di

reservoir. saat mencapai separator,

sebagian gas terkondensasi

membentuk kondensat/hydrocarbon

liquid. Jika lokasi separator cukup

jauh dari dew point line, kondensasi

dapat terjadi di tubing string.

Ciri khas lainnya :

- Gas oil ratio = 70000-100000 scf/STB

- Gravity stock tank liquid > dan tidak berubah sepanjang umur reservoir itu

- Warna stock tank liquid ialah bening seperti air

- Mengandung metana dengan sejumlah kecil hidrokarbon intermediate(etana hingga

butana)

e. Dry gas

Dry gas selalu dalam fasa gas baik itu di

dalam reservoir maupun di permukaaan

Gas tidak mengandung molekul berat

sehingga tidak berubah menjadi liquid

saat dipermukaan.

Kandungan utamanya metana dan intermediet hidrokarbon dengan jumlah yang lebih

sedikit dibandingkan wet gas

2. Penurunan rumus

Stokes Law derivation

Dimana Fd =gaya gesek dari fluida kepada droplet,

m = viskositas fluida,

V = kecepatan dari droplet relatif terhadap fluida,

d =diameter dari droplet.

Diagram bebas benda

...(1)

Maka

Untuk emulsi air dalam minyak

Persamaan menjadi :

dengan r = d maka

Dengan

;

;

maka

Resume silde emulsi-new.pdf :

Dalam memproduksi suatu minyak bumi, sealu terproduksi juga fasa air dan membentuk emulsi.

Water cut dari lapangan minyak terus meningkat dengan bertambahnya kumulatif produksi

minyak.

BS & W merupakan basic sediment & water, yang digunakan untuk menunjukkan kandungan air

dan solid. Pembatasan BS & W umumnya 0,1%-0,3 %. Adanya pembatasan ini berguna untuk

menghindari kenaikan biaya transportasi, mengurasi kerusakan peralatan dan biaya treatment

serta pembuangan. Solid yang umum terproduksi dengan air yakni sand, silt, mud, scale.

Emulsi merupakan merupakan sistem cairan yang heterogen yang terdiri dari 2 cairan yang

immiscible yakni cairan yang tidak dapat bersatu pada keadaan normal. Salah satu cairan

tersebar dalam bentuk droplet pada cairna lainnya. Dalam emulsi terdapat emulsifier yang dapat

mencegah terjadinya coalescence, dalam dispersion tidak ada pencegah coalescence.

Emulsi :

Jenis-jenis emulsi

emulsi crude oil dan air paling banyak ditemukan berupa air yang terdispersi dalam fasa

minyak. Ada 2 jenis emulsi yaitu :

1. Emulsi normal = emulsi air dalam minyak(w/o)

2. Emulsi inverse= emulsi minyak dalam air (o/w) umumnya terjadi pada produksi

minyak berat.

Pengaruh adanya emulsifier

- Menurunkan interfacial tension droplet air sehingga ukuran droplet lebih kecil dan

memakan waktu yang lama untuk mengendap serta emulsi makin stabil

- Membentuk lapisan pada permukaan droplet sehingga mencegah terjadinya

coalescing ketika berbenturan

- Mengakibatkan polar molekul sehingga terjadi muatan listrik yang sama sehingga

terjadi toalk menolak antar droplet.

Jenis emulsifier : parafiin, resin, organic acid, salt, asphalt drilling mud

Persamaan stokes :

dengan Vt = kecepatan settling droplet

SG= specific gravity

dm = diameter droplet

viskositas fasa kontinu, cp

Syarat terbentuknya emulsi

- Ada dua cairan yang immiscible (minyak dan air)

- Ada agitasi (di choke, valve, aliran turbulent)

- Ada emulsifying agent

Klasidikasi emulsi berdasarkan ukuran partikel :

- Macroemulsion berukuran 02,-50 mm

- Microemulsion berukuran 0,001-0,2 mm

- Colloid droplet berukuran 0,001-1mm

Agitasi minyak dan air terjadi pada :

- pompa di dasar sumur

- Aliran dalam tubing

- Pompa dipermukaan

- Aliran melalui chike, valve

Droplet emulsi

- Jika agitasi makin besar, diameter droplet makin kecil, lebih sulit untuk dipisahkan

- Jumlah volume emulsi air dalam mminyak sekitar 1-6-%

- Pada minyak ringan (API>20), volume emulsi 5-20%

- Pada minyak berat (API

Viskositas emulsi selalu lebih besar daripada viskositas minyak murninya. Dala

persamaan :

F = fraksi dari fasa yang terdispersi (fasa air)

Metode yang digunakan untuk menangani crude oil

a. Destabilization = chemical, heating

b. Coalescence = agitasi, coalescing plate, electric field, water washing, heating,

centrifugation

c. Gravity separation = gravity settling, heating, centrifugation

3. Kita harus belajar emulsi di industri minyak dan gas karena dalam pengeboran

minyak dan gas, akan didapatkan tidak hanya minyak dan gas namun juga air yang

membentuk emulsi dengan minyak. Oleh karena itu kita harus mengetahui

karakteristik emulsinya seperti apa dan penanganannya seperti apa. Tak itu saja, kita

perlu mempelajari emulsi karena emulsi ini juga bermanfaat dalam industri migas

yaitu :

- Emulsi crude oil in water dapat meningkatkan aliran fluida di reservoir minyak

- Untuk mengontrol mobilitas saat terjadi steamflooding

- Minyak berat memiliki viskositas yang besar sehingga degan membuat emulsi pada

minyak berat dan air dengan metode tertentu, trasnportasi minyak ke permukaan

menjadi lebih mudah sebab emulsi mampu membuat viskositas minyak menjadi lebih

kecil

- Adanya Emulsion viscocity reducers untuk menghasilkan fluida yang viskositasnya

kecil sehingga nilai jual minyaknya tinggi

Kerugian emulsi di industri migas :

- Kerusakan formasi akibat emulsi saat drilling menggunakan emulsified drilling fluids

- Membutuhkan biaya treatment yang besar akibat kerusakan alat dan formasi

- Mengurangi laju produksi minyak dan gas karena banyak minyak yang tercampur

membentuk emulsi

- Memakan waktu untuk menghasilkan minyak karena perlu proses untuk memisahkan

emulsi dengan minyak

bukti screenshot saya telah tergabung dalam onepetro.org :

Resume paper 00004370.pdf berjudul Crude Oil in Water Emulsions To Improve

Fluid Flow in an Oil Reservoir :

Tes lapangan digunakan untuk melihat apakah emulsi air dan minyak yang

disiapkan dari petroleum crude oil dapat mengurangi penyaluran air dari sumur

injeksi ke sumur produksi. Dalam periode 2 tahun setelah treatment emulsi dari 3

sumur injeksi, produksi fluida dari offset wells menunjukkan peningkatan recovery

minyak dan campuran minyak dan airnya sedikit serta meningkatnya sweep

efficiency.

Adanya penyaluran injeksi air melewati zona yang permeabilitasnya tinggi di

reservoir yang heterogen menunjukkan bahwa sweep efficiency makin rendah karena

perpindahan dari crude oil tersebut. untuk mengembangkan distribusi injeksi air ke

dalam sumur di waterfloods, sumur bor harus telah diperlakukan sedemikian rupa

dengan suatu padatan seperti semen, tanah kapur. Walaupun metode shallow

penetration mempengaruhi dengan lebih baik distribusi air ke dalam formasi di sumur

bor , metode ini tidak menghasilkan sweep efficiency yang baik, malah tingginya

zona permeabilitas itu terpisahkan oleh shale breaks yang permeabilitasnya lebih

rendah. Shale breaks yang permeabilitasnya rendah ini memungkinkan terjadinya

aliran crossflow yang besar karena lapisan cross formation ini lebih luas

dibandingkan dengan area formasi di flood fronts. Dalam penelitian belakangan ini

menyebutkan bahwa adanya emulsi minyak di dalam air menunjukkan properties

recovery minyaknya bagus. Injeksi emulsi ke dalam core batu pasir meningkatkan

sweep efficiency akibat dari peningkatan aliran fluida yang heterogen pada core batu

pasir.

Dalam memanfaatkan emulsi ini, pertama kita akan melakukan pengembangan

waterflood yakni mulai dengan injeksi air hanya ke Kinsey Sand karena kontak

minyak-air 400-600 ft lebih rendah daripada top oil sand. Injeksi ini dilakukan jika

posisi kontak minyak-air pada Kinsey dekat dengan top oil sands. Lalu

waterfloooding ketiga pasir itu akan berlangsung secara seragam. Pengembangan ini

dilakukan hingga tahun 1965 hingga didapatkan kenyataan bahwa air berlebih pada

aquifer berkurang dan menyebabkan keseragaman kontak antara minyak-air itu

kurang dicapai. Hal ini menyebabkan tidak adanya peningkatan produksi minyak, dan

air injeksinya menjadi mengandung garam dan mempunyai komposisi seperti top oil

dan kinsey sands. Akibat hal ini maka mulailah dikembangkannya emulsi untuk

diinjeksikan yakni yang mengandung 70% midway sunset section 26C crude oil (14

API), dengan 30% air yang mengandung 1 % NaOH. Emulsi yang paling stabil ini

diinjeksikan ke pori batuan, dan droplet emulsi ini akan berkembang dan bersarang

di pori lalu mengakibatkan penurunan permeabilitas fluida yang besar sehingga

mempengaruhi jumlah emulsi minyak yang diinjeksikan. Emulsi ini tidak dialirkan

bersama dengan air dari sumur injeksi ke sumur produksi.

Lalu pembuatan emulsi ini dengan 14 % emulsi mengandung 33000 bbl crude oil

yang diinjeksikan ke dalam sumur bor. Kandungan emulsi 14% ini mengakibatkan

konsentrasinya tinggi, padahal lebih efektif lagi jika injeksi emulsi ini di konsentrasi

yang lebih rendah karena heterogenitasnya dapat dikontrol.

Produksi fluida dari waterflood area setelah diinjeksikan dengan air pada tahun

1965 ini meningkat namun tidak ada peningkatan produksi minyak. Produksi fluida

dari waterflood area yang diinjeksikan dengan emulsi ini menghasilkan data bahwa

total produksi fluida dan WOR meningkat dengan sedikit/ tidak ada peningkatan

produksi minyak. lalu setelah sumur ditreatment dengan menginjeksikan 3 sumur

selama 4 bulan dengan 14% emulsi yang mengandung 30000 bbl minyak tambahan

mengakibatkan produksi minyak yang meningkat , dengan total fluida yang konstan

serta nilai WOR yang menurun. Ini menunjukkan bahwa treatment dengan emulsi ini

telah mengurangi penyaluran air dari sumur injeksi ke sumur produksi. Selain faktor

diatas, salinitas juga mempengaruhi produksi fluida yakni salinitas makin besar dan

makin sedikit fresh water yang disalurkan ke sumur, makin banyak air formasi yang

diproduksi sehingga sweep efficiency makin besar. Produksi dari besarnya proporsi

air formasi yang saline ini setelah injeksi emulsi, mengindikasikan adanya

pengurangan penyaluran air injeksi.

4. emulsion blocking merupakan emulsi yang mampu menghalangi aliran minyak dan

gas keluar dari batuan. Emulsi ini akan masuk ke dalam pori-pori batuan dan menahn

fluida keluar dari batuan.

aplikasinya di dunia migas adalah untuk memperoleh pembentukan formasi yang

lebih dalam agar menghasilkan sweep efficiency yang lebih baik dan recovery

minyak yang lebih baik pula, digunakan untuk menyelesaikan masalah gas yang

keluar dari permukaan yang menyebabkan berkurangnya natural resources, polusi di

subsurface, dan pengeluaran gas greenhouse ke atmosfer.

Resume paper PETSOC-08-05-40-P.pdf berjudul Application of Emulsion

Blocking Mechanism for Sealing the Near Wellbore Region :

Banyak gas dari sumur yang bocor ke permukaan, dalam memecahkan masalah

ini, kita telah melakukan eksperimen skala laboratorium untuk tes lapangan novel

process yakni menginjeksikan emulsi minyak di dalam air yang mempunyai viskostas

tertentu untuk membentuk formasi didekat sumur bor. Untuk unconsolidated cores,

proses ini efektif tapi kedalaman penetrasi emulsi itu terbatas pada fraksi kecil dari

panjang core.

Pada gradien tekanan tertentu, ukuran droplet terlalu besar untuk masuk ke pori

batuan, disisi lain droplet menempel ke lapisan pori batuan dan mengalami koalesensi

sehingga mempercepat proses blocking, dan droplet yang viskositasnya besar ini

memblocking por-pori batuan. Pemilihan surfaktan terutama dalam hal konsentrasi

dan volum yang diinjeksikan, dapat mempengaruhi seberapa dalam emulsi oil in

water dapat dipenetrasi ke dalam batuan.

Emulsi ini ditemukan pada banyak kegiatan produksi dan pemrosesan. Aplikasi

dari emulsion blocking ini ialah untuk memperoleh pembentukan formasi yang lebih

dalam untuk menghasilkan sweep efficiency yang lebih baik dan recovery minyak

yang lebih baik pula. Emulsion blocking ini digunakan untuk menghalangi aliran

minyak ataupun gas dan ini dapat digunakan untuk menyelesaikan masalah gas yang

keluar dari permukaan yang menyebabkan berkurangnya natural resources, polusi di

subsurface, dan pengeluaran gas greenhouse ke atmosfer.

Pada proses emulsion-sealing ini , emulsi oil in water yang viskositasnya besar

diinjeksikan ke dalam casing sumur, sehingga memblocking formasi dan daerah

sementasi. Kita isi casing dengan air asin sehingga mampu menurunkan gradien

tekanan dan emulsi dapat menghalangi aliran gas ke permukaan dengan mudah.

Konsentrasi tinggi dari emulsi aspal di dalam air lebih efektif dalam memblocking

pori-pori batuan.

Rasio ukuran droplet ke pori batuan dan konsentrasi surfaktan mempunyai

peranan penting dalam penangkapan droplet di pori batuan. Droplet yang mempunyai

ukuran lebih besar daripada pori batuan, berdampak pada proses blocking yang

berlangsung secara signifikan. Jika surfaktan ini ada didalam solution, dapat

memudahkan transportasi emulsi ke medium pori yang lebih dalam.

5. Viskositas emulsi :

Diketahui fraksi air = 40/100 = 0,4

maka

106,24 cp

6. Viscosity vs shear rate 50/50 water/oil

Viscosity vs shear rate 20/80 oil/water