Penentuan Laju Produksi & Konsep MER

8/16/2019 Penentuan Laju Produksi & Konsep MER

1/12

3.4. Penentuan Laju Produksi

Penentuan laju produksi dari suatu sumur merupakan pekerjaan yang

penting untuk memperoleh perolehan minyak yang sebesar-besarnya. Laju

produksi yang terlalu besar akan mengurangi efesiensi perolehan minyak serta

dapat menyebabkan terjadinya penurunan tekanan dengan cepat, sehingga akan

mengakibatkan gas yang berasal dari larutan minyak ikut berproduksi secara

cepat. Disamping itu kemungkinan akan terbentuknya water conning dan gas

conning lebih besar yang selanjutnya mengakibatkan fingering.

Untuk dapat memproduksikan minyak dengan hasil perolehan yangmaksimum (ultimate recoery!, maka perlu dilakukan penentuan laju produksi.

"esarnya laju produksi untuk memperoleh ultimate recoery disebut laju produksi

optimum. Laju produksi dipengaruhi oleh mekanisme pendorong reseroir,

produktiitas produksi, sifat lithologi batuan, spasi sumur, dan tingkat

heterogenitas reseroir.

3.4.1. Pengertian Laju Produksi

Laju produksi merupakan aliran fluida dari reseroir ke lubang sumur yang

terjadi karena adanya perbedaan tekanan di dalam reseroir dengan tekanan di

dalam sumur, dimana tekanan di dalam reseroir lebih besar dari tekanan yang

ada dalam lubang sumur.

#arena fluida reseroir yang mengalir dari reseroir ke dalam lubang

sumur melalui suatu media berpori, maka jumlah debitnya selain tergantung

kepada perbedaan tekanan juga tergantung kepada karakteristik fluida yang

mengalir dan media yang dilaluinya. #arakteristik fluida yang berpengaruh secara

langsung adalah iskositas fluida dan faktor olume formasi, sedangkan

karakteristik batuan yang berpengaruh langsung adalah permeabilitasnya.

3.4.1.1. Laju Produksi Minyak

Persamaan laju produksi fluida dari reseroir ke dalam lubang sumur

produksi pertama kali dikembangkan oleh $enry Darcy, yang pada mulanya


2/12

melakukan percobaan dengan cara mengalirkan suatu fluida melalui media berpori

di bawah tekanan tertentu.

%nggapan-anggapan yang dikemukakan oleh Darcy adalah &

'. %liran mantap (steady state!

. )luida yang mengalir adalah satu fasa

*. +iskositas fluida yang mengalir konstan

. #ondisi aliran isothermal

. )ormasinya homogen dan arah alirannya horisontal.

. )luida incompressible.

Dari persamaan darcy kemudian dikembangkan penggunaannya untuk fluida yang

kompressibel, aliran pseudo steady state, dan kondisi aliran miring.

"erdasarkan persamaan darcy didapat beberapa persamaan untuk

penentuan laju pengurasan yang mana kondisi persamaan-persamaan tersebut

tergantung kepada bentuk geometri aliran dari fluida yang bersangkutan.

%pabila fluida yang mengalir dari reseroir ke dalam lubang bor adalah

minyak, maka kondisi-kondisi yang mempengaruhi terhadap laju pengurasan

minyak tersebut adalah perbedaan tekanan di reseroir dengan tekanan di lubang

bor, iskositas minyak, faktor olume formasi minyak, permeabilitas minyak, luas

daerah yang dialiri oleh minyak, bentuk geometri dari aliran minyak, dan jauhnya

daerah yang dilewati oleh aliran minyak. "erdasarkan beberapa faktor di atas,

maka dapat diberikan beberapa persamaan untuk laju pengurasan minyak adalah

sebagai berikut&

'. Geometri aliran linier

a. Lapisan horisontal

/# % P

0oo

o

= −''(1. ∂

µ ∂ ..........................................................(*-'23!

dimana &

/o 4 laju aliran (produksi! minyak, bbl5hari

# o 4 permeabilitasbatuan yang dilewati minyak, darcy

% 4 luas penampang media5lapisan, ft

.


3/12

∂P 4 perbedaan tekanan

µo 4 iskositas minyak, centipoise

∂0 4 jarak, ft.

b. Lapisan miring

− %rah aliran dari atas ke bawah

/# % P

6 go

o

o

= − +

''(1.sin

µ∂∂

θ .........................................(*-'27!

− %rah aliran dari bawah ke atas

/# % P

6 go

o

o

= − −

''(1.sin

µ∂∂

θ .........................................(*-''2!

dimana &

θ 4 sudut kemiringan lapisan

. Geometri aliran radial

a. %liran steady state

( )( )

/# h P P

r r o

o

o

= −1 23 ' (

' (

.

lnµ.....................................................(*-'''!

b. %liran pseudo steady state

( )

( )[ ]/

# h P P

r r o

o e w

o e w

= −

−

1 23

2 -

.

ln .µ....................................................(*-''!

c. %liran unsteady state

Persamaan laju pengurasan untuk aliran yang unsteady state berdasarkan

kepada persamaan diffusiitas yang diturunkan oleh $urst dan +an 8erdingen.

' (

(r

P

r

P

r

9

#

P

t

o

o

∂∂

∂∂

φµ ∂∂

= .......................................................(*-''*!

3.4.1.2. Laju Produksi Gas

Untuk penentuan persamaan laju produksi gas perlu diperhatikan beberapa

sifat dari gas, dimana gas merupakan fluida yang kompressibel, artinya fluida


4/12

tersebut sifatnya mudah berubah dengan terjadinya perubahan tekanan dan

temperatur.

Persamaan penentuan laju pengurasan gas merupakan pengembangan dari

hasil percobaan darcy, persamaan tersebut adalah &

'. Geometri aliran linier

− Lapisan horisontal

( )/

k % P P

: 6 Lgg

f g

= −2''( '

(

(

(.

µ.................................................(*-''!

dimana &/g 4 laju produksi gas, bbl5hari

k g 4 permeabilitas batuan yang dilalui gas, darcy

% 4 luas penampang batuan, ft

P' 4 tekanan awal gas mengalir, psi

P 4 tekanan akhir gas mengalir, psi

:f 4 temperatur reseroir, o;

6 4 faktor kompressibilitas gas.. Geometri aliran radial

Persamaan untuk laju pengurasan aliran untuk geometri aliran radial dapat

dibagi atas karakteristik aliran fluidanya. Untuk yang mengalir gas, maka

persamaan laju pengurasannya adalah &

( )( )

/k h P P

: 6 r r g

g e w

f g e w

= −2''(

22

( (.

ln .µ...............................................(*-''!

3.4.2. Penentuan Laju Produksi Optimum

Pada hakekatnya dalam memproduksikan minyak diinginkan laju produksi

yang tinggi dan dapat dilakukan sesingkat mungkin serta mendapatkan perolehan

yang maksimum. Dalam kenyataannya, hal ini tidak dapat terpenuhi karena laju

produksi yang tinggi belum tentu menghasilkan perolehan minyak yang tinggi,

tetapi dapat mengakibatkan penurunan reseroir, sehinga gas terlarut akan

terbebaskan dari minyak. Dengan adanya gas bebas akan menurunkan besarnya


5/12

tenaga pendorong dan permeabilitas efektip minyak,sehingga laju produksi

minyak akan berkurang dan dapat menimbulkan gas dan water conning. Pada rate

sensitif juga harus ditentukan besarnya laju produksi agar tidak terjadi conning.

A. Penentuan Laju Produksi Optimum Tanpa Kepasiran

Didalam produksi minyak pada reseroir pasir tidak kompak perlu

diperkirakan laju produksi optimum tanpa terjadi kepasiran (terikut atau

terproduksinya pasir bersama fluida produksi!. Pada formasi pasir tidak kompak

mempunyai kecenderungan membentuk kelengkungan kestabilan yang sensitipterhadap aliran fluida produksi dari dalam formasi tersebut, maka dari itu perlu

mengendalikan laju produksi sehingga pasir tidak ikut terproduksi.

ones telah mengadakan penyelidikan untuk memperkirakan

laju produksi dari suatu formasi dengan problem pasir. Pendekatan yang

dilakukan didasarkan atas hubungan laju produksi dengan differensial tekanan

pada kelengkungan kestabilan pasir yang menyebabkan terjadinya aliran di

formasi. Dengan demikian laju produksi yang diperbolehkan adalah laju produksi

pada differensial tekanan kritis di formasi. >ika produksinya melampaui laju

produksi optimum pada harga differensial tekanan kritis, maka pasir akan

terproduksi. )ormasi pasir yang mempunyai kekuatan pasir cukup tinggi akan

mampu menahan differensial tekanan yang tinggi pula, sehingga laju produksi

optimum bebas pasir di dalam formasi tersebut akan besar pula.

Pada ?ambar *.'. memperlihatkan sistem kelengkungan kestabilan

formasi pasir yang tidak kompak. Pada gambar tersebut terlihat bahwa dari dalam

sistem kelengkungan kestabilan dari formasi dianggap sebagai jarak antara bidang

kontak permukaan pasir-fluida dengan batas terluar dari permukaan pasir yang

mungkin bergerak jika terjadi aliran. Perhitungan didasarkan pada anggapan

bahwa differensial tekanan maksimum yang diperbolehkan pada bidang

kelengkungan adalah sebanding dengan kekuatan formasi. Dengan menggunakan

hukum Darcy, maka dapat ditentukan gradien tekanan sepanjang dr, yaitu &

Ak x ,

Bq

dr

dp a

*'2(1' −=

µ

...................................................(*-''!


6/12

dimana &

dp

dr 4gradien tekanan aliran, psi5ft

@a 4 laju produksi dari kelengkungan, ika suatu sumur memproduksi fluida dari A buah interal perforasi, maka &

=

µ

t a

qq ..........................................................................(*-''1!

dan @t adalah laju produksi total, bbl5


7/12

64kondisi sumur yang diselidiki

?ambar *.'


8/12

. Konsep Kapasitas Aliran Kritis Ter"adap #ater !onning

#apasitas aliran kritis terhadap water conning adalah laju produksi

maksimum dimana belum terjadi conning atau terikutnya air dari ona air. Untuk

menghitung kapasitas aliran kritis terhadap water conning dapat digunakan

metode chierici dengan asumsi sebagai berikut &

− reseroir homogen

− kontak antara fluida adalah horisontal di bawah kondisi statis

− pengaruh tekanan kapiler diabaikan

− ukuran a@uifer terbatas sehingga tidak menjadi tenaga pendorong

reseroir ini.

− fluida reseroir incompressible.

Persamaan untuk menghitung kapasitas aliran kritis terhadap water conning

menurut chierici adalah &

( )w Deoo

howw ,oc , ,r

B

k h x ,Q δ

µ

ρ ∈

= −(

*'221* ...............(*-'!

dimana &

/oc, g 4 kapasitas aliran kritis minyak tanpa terjadi gas conning,


9/12

µo 4 iskositas minyak, cp

r De 4 Er e5hF, k 5k h

δg 4 Eheg5hF

δw 4 Ehew5hF

heg 4 jarak dari ?=9 ke puncak interal perforasi, ft

∈ 4 interal perforasi, ft

k 4 permeabilitas efektip ertikal, mD

r e 4 jari-jari pengurasan, ft.

%gar tidak terjadi water conning, maka /o C /oc,w. $arga ini merupakan

fungsi dari (r De, ∈, δw! pada Persamaan *-'* dan Persamaan *-', sehingga

diperoleh grafik pada ?ambar *.'1.

?ambar *.'1

?rafik untuk Benentukan harga (r De, ∈, δw!!

3.$ Konsep Ma%imum &''i(ient )ate *M&)+

B8; didefinisikan sebagai laju produksi terbesar yang diijinkan tanpa

menyebabkan kerusakan reseroir dan kehilangan energi yang sia-sia, sehingga

dapat dicapai ultimate recoery.

Penentuan laju optimum menurut konsep B8; dapat dilakukan untuk tiap-

tiap sumur (B8; sumur! ataupun untuk reseroir secara keseluruhan (B8;

reseroir!, tergantung pada perkembangan lapangan yang ditinjau. Dan bila

kedua-duanya dilakukan, maka pada umumnya laju optimum dari reseroir

tersebut diambil pada harga terkecil dari keduanya.

Laju produksi tiap sumur tidak perlu selalu sama karena tergantung pada &

'. #araketristik formasi disekitar sumur, yang mana dapat dilihat dari

productiity inde0 (PG! setiap sumur, sebagai petunjuk kemampuan formasi di


10/12

sekitar lubang sumur yang bersangkutan untuk memproduksikan fluida. >adi

perlu dijaga jangan sampai melebihi kemampuan sumurnya sendiri.

. Bekanisme pendorong reseroir.

"agi reseroir depletion drie, besarnya laju produksi tidak terlalu menjadi

masalah. "ila suatu saat timbul fasa gas maka hal ini akan dialami oleh setiap

sumur dimanapun letaknya, sehingga penurunan produksi juga dialami oleh

seluruh sumur.

Pada reseroir water drie, terutama bottom water drie, dengan adanya

kenaikkan bidang H=9, maka sumur-sumur yang letaknya pada kontur

struktur terendah akan lebih cepat mencapai break through. "agi sumur-sumur

yang terletak pada bagian kontur yang lebih atas, harus dijaga kemungkinan

terjadinya water coning.

Pada reseroir segregation drie, penurunan produksi akan dialami oleh sumur-

sumur yang terletak pada struktur kontur yang tinggi. Pengaturan laju produksi

reseroir ini harus memperhatikan kemungkinan terjadinya gas coning. $al-hal

tersebut terjadi karena laju produksi yang terlalu tinggi, sehingga

mengakibatkan berkurangnya recoery minyak yang seharusnya diperoleh.

3.$.1. Penentuan Laju Produksi Optimum erdasarkan Konsep Ma%imum

&''i(ient )ate *M&)+

B8; suatu reseroir minyak adalah laju tertinggi yang dapat

dipertahankan sepanjang waktu, yakni laju yang memberikan ultimate recoery

yang tinggi, ataupun dapat dikatakan sebagai laju yang dapat memberikan present

worth alue (nilai harga sekarang! paling besar. Dan bila laju tersebut itu

dilampaui akan menyebabkan turunnya ultimate recoery yang seharusnya

didapatkan, sedang pengurangan laju dibawah B8; tidak akan memberikan

penambahan ultimate recoery-nya.


11/12

Dalam praktek, laju optimum ditentukan dengan menggunakan kriteria

dengan faktor-faktor pembatasan yang berlainan untuk masing-masing B8;,

yaitu &

'. 8ngineering B8;, dengan faktor pembatas sifat reseroir itu sendiri serta

kemampuan teknik yang ada.

. 8conomic B8;, dengan faktor seperti & keadaan pemasaran, biaya operasi dan

pertimbangan politis.

%pabila B8; ditetapkan menurut engineering B8;, maka B8; disini adalah

laju produksi yang dapat memberikan recoery terbesar.


12/12

Untuk water oil ratio pada abandonment, H=; a adalah &

A

OAaQ

Q FRWOR −= K..............................................................(*-'!

Pada awal Pengembangan suatu lapangan baru, B8; biasanya dibatasi

oleh effeciency rate untuk setiap sumur.

Penentuan Laju Produksi & Konsep MER

Documents

Transcript of Penentuan Laju Produksi & Konsep MER