Perencanaan Uji Sumur Untuk Tight Gas Reservoir

TEKNIK RESERVOIR NO : TR 05.01.02

JUDUL : UJI SUMUR (WELLTEST) SUB JUDUL : Perencanaan Uji Sumur

Halaman : 1 / 12 Revisi/Thn : 2/ Juli 2003

Manajemen Produksi Hulu

PERENCANAAN UJI SUMUR UNTUK TIGHT GAS RESERVOIR

1. PROSEDUR DESAIN UJI ULAH TEKANAN BENTUK UNTUK SUMUR GAS SEBELUM

DIREKAHKAN (PREFRACTURE)

Prosedur berikut ini, yang didasarkan pada prinsip teoritis dan operasional yang telah

dijelaskan sebelumnya, merupakan bukti yang cukup memadai sebagai titik awal untuk desain uji

ulah tekanan bentuk sebelum direkahkan (prefracture) pada sebagian besar reservoir gas dengan

permeabilitas yang rendah (tight - k < 1 mD). Tersedianya data permeabilitas efektif gas dari hasil

perkiraan sebelum dilakukan uji sangatlah penting.

1. Diperlukan perkiraan sifat-sifat sumur dan reservoir untuk desain uji.

a. Pilih tekanan alir dasar sumur untuk periode produksi sebelum penutupan (shut-in). Pastikan

bahwa laju alir yang dihasilkan cukup besar untuk mengangkat fluida secara kontinyu dari

lubang sumur.

b. Perkirakan harga Pi dan Pwf (∆t = 0) dan hitung Pav = ½(Pi + Pwf).

c. Perkirakan sifat-sifat gas pada Pav : Bg, µ dan ct.

d. Perkirakan harga kg, h dan φ.

e. Perkirakan indeks produktivitas, J = )/( wfg PPq − atau sebagai alternatif, Sa.

f. Perkirakan cwb = cg pada Pav dan temperatur permukaan dan dasar sumur aritmatik rata-rata

(BHT).

g. Perkirakan koefisien wellbore storage, C :

wbwbVcC = (1)

h. Perkirakan jari-jari penyerapan, re, dari jarak sumur atau panjang, L, sampai batas tak ada lagi

aliran (no-flow boundary) terdekat.

2. Perkirakan durasi dari distorsi wellbore storage, twbs.

a. Indeks produktivitas diketahui :

gwbs JB

Ct 200= (2)





b. Indeks produktivitas tidak diketahui, kgh/µ dan Sa diperkirakan :

µ/)000,12000,200(

hkCS

tg

awbs

+= , Sa > 0 (3)

(Untuk Sa < 0, gunakan Sa = 0)

3. Perkirakan waktu yang diperlukan untuk memperoleh jari-jari investigasi yang diperlukan untuk

mencapai tujuan pengujian tersebut.

a. Analisa kerusakan (damage) atau stimulasi : ri = 200 ft (61 m).

b. Kondisi pada jari-jari penyerapan : ri = re.

git krct /948 2min φµ= (4)

c. Konfirmasi dari penghalang aliran suatu perkiraan jarak L dari sumur:

Lri 4≥ (5)

4. Perkirakan waktu, tend, dimana efek boundary akan terlihat.

a. Untuk sumur yang berada di tengah-tengah daerah penyerapan sirkular :

g

etend k

rct

2237φµ= (6)

b. Untuk sumur yang berjarak L dari boundary terdekat :

g

tend k

Lct

2948φµ= (7)

5. Pilih waktu alir untuk uji.

a. Waktu alir sebelum pengujian lebih besar dari 4twbs dan tmin.

b. Jika ri = 200 ft (61 m) tidak dapat dicapai dalam waktu yang masuk akal walaupun twbs dapat

dilampaui, harga ri yang lebih kecil dapat dipilih, tapi harus beberapa kali lebih besar dari

kedalaman kerusakan (damage) atau stimulasi yang telah diperkirakan, rs, untuk sumur yang

rusak atau mengalami proses pengasaman, misalnya ri ≥ 5 rs (dengan ri dihitung





menggunakan perkiraan sifat-sifat dalam altered zone dekat lubang sumur daripada dalam

formasi).

6. Pilih waktu penutupan (shut-in) untuk uji ulah tekanan bentuk.

a. Waktu penutupan harus melebihi 4twbs (langkah 2) dan tmin (langkah 3).

b. Lanjutkan seperti pada langkah 5b jika ri = 200 ft (61 m) tidak dapat dicapai pada uji

penutupan dari panjang yang masuk akal.

c. Jika ∆tmax < 4twbs untuk selama mungkin uji dilakukan, anggap suatu penutupan dasar sumur.

Sebaliknya, interpretasi uji mungkin akan didasarkan pada analisa type curve saja dan dengan

demikian bisa bermakna ganda. Juga, jika twbs > tend, penutupan dasar sumur harus

dipertimbangkan.

7. Perkirakan kemiringan dari garis lurus semilog :

hkBq

mg

gg µ6.162= (8)

Kemudian perkirakan perubahan tekanan antara waktu pada akhir garis lurus dengan 90% dari

waktu tersebut :

)90.0/1log(mP =∆ = m0458.0 .

8. Pilih suatu pengukur tekanan yang cukup sensitif untuk merespon perubahan tekanan yang

diharapkan selama uji dilakukan.

9. Perkirakan tekanan maksimum yang ingin dijumpai dalam uji (seperti Pi).

10. Pilih suatu kisaran pengukur tekanan sehingga tekanan uji maksimum jatuh antara 60 dan 80%

dari batas tertinggi pengukur tersebut.

11. Jika memungkinkan, pilih suatu pengukur waktu pada alat pengukur yang memiliki kandungan

tersendiri sehingga sebagian besar grafik digunakan, tetapi juga agar alat pengukur tersebut hanya

digunakan satu kali selama uji dilakukan, yaitu agar tidak perlu diambil dan digunakan kembali





(sampai dengan 180 jam lamanya, diluar dimana resolusi waktu sangat kecil sehingga lebih

disukai untuk meggunakan alat pengukur itu lagi). Pengukur berurutan dua-dua sangat penting.

Satu alternatif yang sempurna pada pengukur mekanikal konvensional adalah pengukur tipe

memori (memory-type gauge).

2. CONTOH DESAIN

Bagian ini menjabarkan prosedur yang dianjurkan untuk memperkirakan permeabilitas yang

akan digunakan pada perhitungan desain dan desain uji ulah tekanan bentuk sebelum direkahkan

(prefracture). Tabel 1 meringkas sifat-sifat yang umum untuk seluruh bagian dari contoh ini.

Perkiraan Permeabilitas Pendahuluan

Pada uji pendahuluan, suatu sumur gas pada formasi dengan permeabilitas rendah diproduksi selama

20 jam pada suatu harga BHP akhir; Pwf = 400 psia (2.8 MPa). Pada akhir dari periode produksi, laju

qg adalah 110 Mscf/D (3,115 std m3/D) dan produksi kumulatif adalah 110 Mscf/D (3,115 std m3).

Sebelum pengujian, formasi diinjeksi dengan air KCl dan perkiraan faktor skin apparent, Sa, adalah –

1.0. Kita ingin memperkirakan permeabilitas efektif gas, kg.

Penyelesaian.

Waktu produksi efektif, tp, adalah

Mscf/D 110Mscf 110)hr/D 24(24

==g

gp q

Qt = 24 jam.

Kita lanjutkan dengan prosedur perkiraan yang telah dibahas sebelumnya.

1. Perkirakan rd sebagai perkiraan pertama untuk kg = 0.1 mD : 2/1

377

=

t

gd c

tkr

φµ

= 2/1

4 )100.2)(015.0)(118.0)(377(24

× −

gk

= 424 kg ½

= 424 (0.1) ½

= 134 ft.

2. Cari jawaban untuk kg :





+−

−

= aw

d

wfi

ggg S

rr

PPhBq

k 75.0ln)(

2.141 µ

−−

×

−= 0.175.0

365.0ln

)400200,3)(6()015.0)(5.1)(110)(2.141( dr

−

= 75.1

365.0ln0208.0 dr

−

= 75.1

365.0134ln0208.0

= 0.0864 mD.

3. Saring lagi perkiraan dari rd :

rd = 424 kg ½ = (424)(0.0864) ½ = 125 ft.

4. Saring lagi perkiraan dari kg :

−

= 75.1

365.0125ln0208.0gk = 0.0850 mD.

5. Iterasi lagi:

rd = 424(0.0850) ½ = 124 ft;

−

= 75.1

365.0124ln0208.0gk

= 0.0848 mD.....konvergen.

Perlu diperhatikan bahwa setelah 30 hari produksi pada BHP yang sama,

+

−=

awt

gg

wfigg

Src

tkB

PPhkq

2688,1

ln6.70

)(

2φµµ

−

×

−=

− 2)365.0)(100.2)(015.0)(118.0)(688,1(

)24)(30)(0848.0(ln)015.0)(5.1)(6.70(

)400200,3)(6)(0848.0(

24

= 77.6 Mscf/D.





Desain Uji Ulah Tekanan Bentuk Sebelum Perekahan (Prefracture)

Kita ingin melakukan suatu uji ulah tekanan bentuk pada sumur sebelum perekahan. Tujuan kita

adalah untuk mendesain suatu uji yang dapat menyediakan perkiraan permeabilitas formasi dan

tekanan awal reservoir. Untuk meminimumkan gas yang terbakar, operator lebih suka untuk

memproduksi sumur selama 1 hari atau kurang dan lebih suka membatasi periode penutupan sampai

kurang dari 3 hari.

TABEL 1 – SIFAT-SIFAT YANG DIGUNAKAN DALAM CONTOH DESAIN

φ 0.118

rw, ft 0.365

Pwf, psia 400

Vwb, bbl 15

Pi, psia 3,200

µ, cp 0.015

Bg, RB/Mscf 1.5

h, ft 6

ct, psi-1 2.0 × 10-4

cwb, psi-1 2.9 × 10-4

Penyelesaian :

Kita mulai dengan memperkirakan sifat-sifat.

1. Perkiraan sifat-sifat.

a. Perkiraan harga kg, h, µ dan S telah disediakan di atas. Bagaimanapun, untuk Sa < 0, kita

gunakan Sa = 0 untuk desain uji.

b. Koefisien penyimpanan lubang sumur diperkirakan dengan :

C = cwb Vwb

= (2.9 × 10-4)(15)

= 0.00435 bbl/psi

c. Perkiraan harga Bg, ct dan φ disediakan pada Tabel 1.





d. Produksikan sumur pada Pwf = 400 psia (2.8 MPa) dan asumsikan bahwa qg = 100 Mscf/D

(2832 std m3/D) dapat dipertahankan pada akhir periode alir.

e. Untuk jarak 640 acre (259 ha) :

π/Are =

π/)43560)(640(=

= 2979 ft.

2. Durasi dari distorsi penyimpanan lubang sumur:

gg

awbs hk

CSt

µ/)000,12000,200( +

=

[ ])015.0/()6)(0848.0(

)00435.0()0)(000,12(000,200 +=

= 25.6 jam.

3. Waktu yang dibutuhkan untuk menyelidiki jarak-jarak yang bervariasi ke arah reservoir :

git krct /948 2φµ=

0848.0/)100.2)(015.0)(118.0)(948( 24ir

−×=

200396.0 ir= ,

dimana :

ri t

(ft) (jam)

10 0.396

50 9.9

100 39.6

4. Waktu, tend, dimana efek batas terlihat :





g

etend k

rct

2237φµ=

)0848.0()2979)(100.2)(015.0)(118.0)(237( 24−×

=

= 8,780 jam.

5. Waktu alir untuk pengujian : Sumur harus dialirkan selama 4 hari, sebab 4twbs = (4)(25.6) = 102

jam atau secara mudah, 4 hari. Dengan periode alir tersebut, sekitar 150 ft (46 m) formasi akan

diselidiki di dekat lubang sumur. Laju alir sebesar 100 Mscf/D (2864 std m3/D) akan

dipertahankan pada akhir dari periode ini.

6. Waktu penutupan : Waktu penutupan selama 4 hari juga digunakan.

7. Kemiringan garis lurus semilog :

hkBq

mg

gg µ6.162=

)6)(0848.0()015.0)(5.1)(100)(6.162(

=

= 719 psi/cycle.

Perubahan tekanan antara akhir dari pengujian (96 jam) dan waktu pada 90% durasi pengujian

(86 jam):

∆P = 0.0458 m

= (0.0458)(719)

= 33 psi.

8. Pengukur tekanan dengan sensitivitas secukupnya : Suatu tabung pengukur Bourdon yang biasa

cukup sensitif untuk uji ini. Pengukur lain dengan sensitivitas yang lebih besar juga dapat

diterima.





9. Untuk Pi = 3,200 psia (22 MPa), kisaran pengukur berkisar dari 4,000 sampai 5,300 psia (27.6

sampai 36.5 MPa).

10. Suatu pengukur waktu 120-jam akan dibutuhkan untuk alat pengukur.

Ringkasan

Operator tidak dapat menguji sebagaimana yang dianjurkan pada awalnya dan tetap memperoleh uji

yang layak. Bahkan, ia harus :

(1) mengalirkan sumur selama 4 hari pada Pwf = 400 psia (2.8 MPa),

(2) menutup sumur selama 4 hari, dan

(3) menggunakan tabung pengukur Bourdon dengan kisaran 4,000 psia (27.6 MPa) dan pengukur

waktu 120-jam.

Pada pengujian, distorsi penyimpanan lubang sumur akan diatasi baik pada periode alir maupun ulah

tekanan bentuk, dan efek batas tidak akan dijumpai.

Seperti telah dibahas sebelumnya, akan diperoleh cukup banyak kegunaan dari penentuan suatu harga

dari tekanan penemuan (discovery pressure), Pi, sebelum urutan uji alir/ulah tekanan bentuk

dilakukan. Waktu saat uji sebelum perekahan dilakukan bisa menjadi kesempatan terbaik untuk

menentukan Pi, yang diperlukan untuk analisa umum teknik reservoir dan lebih spesifik untuk

membantu interpretasi uji ulah tekanan bentuk sebelum perekahan. (Garis lurus semilog yang tepat

pada grafik Horner harus diekstrapolasi ke harga Pi yang diketahui). Tekanan penemuan ini dapat

diukur dengan memproduksikan sumur untuk waktu yang singkat (misalnya 5 menit) dan

menutupnya cukup lama (beberapa jam) sehingga tekanan naik sampai Pi.





3. DAFTAR PUSTAKA

1. Lee, W. J. : "Pressure-Transient Test Design in Tight Gas Formations", SPE, Texas A&M U.,

1987.





4. DAFTAR SIMBOL

Bg = faktor volume formasi gas dihitung pada Pav, RB/Mscf (res m3/std m3)

C = koefisien wellbore storage, bbl/psi (m3/MPa)

cg = kompresibilitas gas, psia-1 (Pa-1)

ct = kompresibilitas total dihitung pada Pav, psia-1 (Pa-1)

cwb = kompresibilitas gas di dalam lubang sumur, psia-1 (Pa-1)

h = ketebalan bersih, ft (m)

J = indeks produktivitas, qg( P − Pwf), Mscf/D-psi (std m3/d.kPa)

kg = permeabilitas formasi gas, mD

L = jarak dari sumur ke boundary terdekat, ft (m)

P = tekanan rata-rata daerah pengurasan, psia (kPa)

Pav = tekanan rata-rata aritmatik, ½(Pi + Pwf), psia (kPa)

Pi = tekanan awal, psia (kPa)

Pwf = tekanan alir dasar sumur, psia (kPa)





Qg = produksi gas kumulatif, Mscf (std m3/d)

re = jari-jari pengurasan eksternal, ft (m)

ri = jari-jari investigasi, ft (m)

rs = jari-jari zona yang berhubungan di dekat lubang sumur, ft (m)

Sa = faktor skin apparent, S + Dqg, tak berdimensi

t = waktu, jam

tend = waktu di akhir garis lurus semilog, jam

tmax = harga waktu maksimum untuk suatu uji, jam

tmin = harga waktu minimum untuk suatu uji, jam

twbs = durasi distorsi wellbore storage, jam

Vwb = volume lubang sumur, bbl (m3)

µ = viskositas gas dihitung pada Pav, cp (Pa.s)

φ = porositas batuan reservoir, tak bersatuan

Perencanaan Uji Sumur Untuk Tight Gas Reservoir

Documents

Transcript of Perencanaan Uji Sumur Untuk Tight Gas Reservoir