TUGAS 4 Identifikasi Problem Produksi

7/27/2019 TUGAS 4 Identifikasi Problem Produksi

1/27

TUGAS KE-4 Zefano Valery Lomarga 071.11.368

Identifikasi problem produksi

Problem Produksi

Di dalam memproduksikan fluida reservoir, selalu diusahakan agar sumur tetap berproduksi

secara optimum. Menurunnya kapasitas produksi dan laju produksi minyak secara drastis dari

suatu sumur minyak merupakan problem produksi. Problem produksi ini harus diidentifikasi

secara dini untuk dapat ditangani sebelum problem terjadi maupun setelah terjadi. Penanganan

problem produksi yang tepat akan mengembalikan sumur berproduksi dengan kapasitas yang

optimum.

Pada prinsipnya problem produksi yang mengakibatkan tidak optimumnya produksi minyak di

suatu sumur dapat dikelompokkan menjadi dua kelompok :

A. Menurunnya produktivitas formasi

- Problem kepasiran

Gambar 1

Problem Kepasiran

- Problem coning baik gas maupun air

Gambar 2

Water Coning

Identifikasi problem produksi 1


2/27


B. Menurunnya laju produksi

- Problem emulsi

Gambar 3

Emulsi pada Minyak dan Air yang Dicampur Surfaktan

Gambar 4

Emulsi Minyak dalam Air

- Problem scale

- Problem korosi

Gambar 5

Korosi dan Scale pada Pipa



3/27


- Problem paraffin

Gambar 6

Parafin Problem

Sebab sebab Problem Produksi

Problem produksi yang terjadi sangat bergantung pada karakteristik batuan reservoir,

karakteristik fluida reservoir, dan kondisi reservoir itu sendiri. Oleh karena itu faktor-faktor

diatas manjadi acuan untuk mengetahui sebab-sebab terjadinya problem produksi.

Kepasiran

Sebab sebab dari terproduksinya pasir berhubungan dengan :

- Tenaga pengerukan (drag force), yaitu tenaga yang terjadi oleh aliran fluida dimana laju

aliran dan visositasnya meningkat menjadi lebih tinggi.

- Pengurangan kekuatan formasinya, hal ini sering dihubungkan dengan produksi air, karena

melarutkan material penyemen atau pengurangan gaya kapiler dengan meningkatnya saturasi air.

- Penurunan tekanan reservoir, dengan penurunan ini akan mengganggu sifat penyemenan antar

batuan.Ikut terproduksinya pasir pada operasi produksi menimbulkan problem produksi. Problem

produksi ini biasanya berhubungan dengan formasi dangkal berumur tersier yang umumnya

batupasir berjenis lepas-lepas (unconsolidated sand) dengan sementasi antar butiran kurang kuat.

Hal ini berarti pekerjaan komplesi sumur menjadi perhatian kritis dalam zona-zona kepasiran.

Berdasarkan kemudahan pasir ikut terproduksi maka formasi batupasir dibedakan ke dalam tiga

jenis sebagai berikut :

1. Quicksand

Pada formasi jenis ini ikatan antar butiran pasir lemah sehingga mudah bergerak bersama-sama

fluida produksi (tersuspensi oleh fluida).



4/27


Gambar 7

Terbentuknya Quick Sand

Pasir ini ikut terproduksi secara kontinyu dengan kapasitas kepasiran tetap selama kapasitas

produksi fluida juga tetap. Ikut terproduksinya pasir jenis ini tidak menyebabkan terjadinya

pembesaran lubang di sekitar sumur karena rongga-rongga yang semula ditempati pasir yang ikut

terproduksi selalu diisi oleh pasir yang tersuspensi fluida produksi.

2. Packed SandFormasi pasir jenis ini mempunyai bahan penyemen yang sangat sedikit sehingga kekuatan

sementasinya sangat lemah dan pasir mudah terproduksi bersama-sama fluida pada kapasitas

produksi yang tertentu. Ikut terproduksinya pasir ini menyebabkan rongga-rongga di sekitar

lubang perforasi yang semula ditempati oleh pasir yang ikut terproduksi. Pembentukan rongga-

rongga ini tidak berlangsung terus karena pada suatu saat terbentuknya lengkungan ketsatbilan

pasir (sand arch) di sekitar lubang perforasi yang mampu menahan terproduksinya butiran pasir

Gambar 8

Packed Sand



5/27


Problem lengkungan kestabilan pasir ini dapat runtuh dalam jumlah yang besar akibat adanya

lempung atau lanau yang hampir tidak punya kekuatan rekat sama sekali terhadap butiran pasir.

3. Friable Sand

Gambar 9

Friable Sand

Pada formasi pasir jenis ini ikatan antar butirnya nampak cukup kuat tetapi pada kenyataannya

butiran pasair dapat tererosi oleh fluida yang terproduksi. Sama halnya packed sand, jenis friable

sand bisa menyebabkan terbentuknya rongga-rongga di sekeliling lubang perforasi. Kepasiran

berkurang dengan terbentuknya lengkungan pasir dengan kestabilan lemah. Runtuhnya

lengkungan pasir menyebabkan kepasiran dalam jumlah besar. Selain kekuatan formasi

(kemampuan formasi untuk menahan butiran pasir untuk tetap pada tempatnya) maka faktor lain

yang menyebabkan kepasiran adalahsebagai berikut :

1. Tingginya kapasitas produksi fluida gaya seret fluida yang bekerja pada lengkungan

kestabilan pasir juga tinggi. Jika penurunan tekanan telah melewati batas kestabilan

lengkungan pasir, maka lengkungan kestabilan menjadi runtuh. Lengkungan kestabilan yang

lebih kecil umumnya lebih kuat

2. Pertambahan saturasi air menyebabkan gaya kapileritas yang menahan butiran pasir pada

lengkungan kestabilan menjadi berkurang atau hilang sama sekali, sehingga lengkungan

kestabilan pasir mudah runtuh.

Faktor faktor yang mempengaruhi rusaknya kestabilan formasi pasir tercakup dalam sifat

batuan itu sendiri disamping pengaruh fluida, faktor faktor tersebut adalah:

1. Kecepatan aliran; adalah fungsi penurunan tekanan aliran formasi. Semakin besar aliran

fluda, semakin besar pula gaya seret fluida yang bekerja pada busur kestabilan. Dengan

membesarnya kecepatan fluida, kestabilan formasi semakin berkurang dan dapat

menyebabkan runtuhnya formasi



6/27


2. Sementasi batuan; faktor sementasi tergantung pada tingkat konsolidasi batuan. Formasi

dengan faktor sementasi lebih kecil dari 1,8 merupakan formasi yang tidak stabil dan sering

terjadi problem kepasiran pada formasi ini.

3. Kandungan lempung formasi; Pada umumnya formasi pasir mengandung lempung sebagai

matrik atau semen batuan dan kadar clay lining akan bertambah besar jika diameter pori

pori mengecil. Biasanya lempung mempunyai sifat yang basah air atau water wet, sehingga

apabila air bebas melewati formasi yang mengandung lempung akan menimbulkan dua

akibat; lempung menjadi lembek dan gaya adhesi dari fluida yang mengalir terhadap material

yang dilaluinya akan naik. Akibatnya , butiran pasir cenderung bergerak ke lubang sumur,

apabila air formasi mulai terproduksi. Pembengkakan (swelling) lempung menyebabkan

ruang pori semakin mengecil, sehingga porositas batuan berkurang. Dengan begitu,

permeabilitas akan mengalami penurunan pula.

4. Migrasi butir butir halus; butir butir halus formasi didefinisikan oleh Muecke adalah butir

butir halus yang dapat melewati saringan mesh terkecil, yaitu 400 mesh atau 37 m,

diendapkan sewaktu terbentuknya batuan dan masuk ke dalam formasi pada waktu operasi

pemboran dan komplesi sumur. Material padat yang sangat halus ini terdapat di dalam ruangpori pori sebagai indiidu partikel yang bebas bermigrasi bersama aliran fluida. Dengan ikut

terproduksinya partikel ke lubang sumur kemudian ke permukaan dan dianggap sebagai

pasir, sedangkan sisanya akan menyumbat pori pori disekitar lubang sumur. Karena

tertutupnya pori pori akan menyebabkan penurunan permeabilitas dan naiknya gradien

tekanan pada busur kestabilan, sehingga gaya akibat aliran semakin tinggi. Penambahan gaya

ini menjadi penyebab runtuhnya kestabilan formasi..

Kepasiran dapat menghambat kelangsungan operasi produksi, baik pada sumur atau di

permukaan. Kepasiran menimbulkan problem sebagai berikut :

1. Kapasitas produksi turun dratis akibat naiknya butiran pasir tersuspensi dalam fluida

produksi. Faktor lainnya antara lain : tersumbatnya lubang perforasi dan pipa salur dipermukaan.

2. Pembengkokan selubung atau liner akibat terbentuknya rongga-rongga di sekitar lubang

perforasi karena pasir terproduksi terus-menerus ke permukaan.

3. Pengikisan atau erosi pada peralatan produksi di bawah permukaan dan di permukaan pada

choke atau di persimpangan pipa salur.

Coning

Terproduksinya air atau gas yang berlebihan tidak hanya menurunkan produksi minyak, tetapi

juga dapat mengakibatkan sumur ditutup atau ditinggalkan sebelum waktunya. Selain itu

terproduksinya air atau gas yang berlebihan akan menyebabkan proses pengolahan selanjutnya

menjadi lebih sulit. Terproduksinya air atau gas berlebihan dapat disebabkan karena:

1. Pergerakan air atau posisi batas air minyak telah mencapai lubang perforasi.

2. Pergerakan gas atau batas gas minyak telah mencapai lubang perforasi.

3. Terjadinya water fingeringataugas fingering



7/27


1. Water Coning

Water coning didefinisikan sebagi gerakan vertikal dari air yang memotong bidang perlapisan

formasi produktif.

Gambar 10

Water Coning Process

Water coning tidak akan memotong penghalang permeabilitas vertikal kecuali pada rekahan

alami atau buatan.

Water coning yang tinggi sering terjadi pada reservoir terumbu karang atau reservoir lain yangmemiliki permeabilitas relatif air yang tinggi. Water coning terjadi karena produksi sumur

melebihi kondisi aliran kritis sehingga air yang berada di aquifer terikut aliran fluida produksi

dan menghambat aliran hidrokarbon ke permukaan.

2. Gas Coning

Gas coning atau terproduksinya gas secara berlebihan yang berasal dari gas terlarut dalam

minyak, tudung gas primer atau sekunder dan aliran gas dari zona gas di atas atau di bawah zona

minyak.

Gambar 11

Terjadinya Gas Coning



8/27


Pada reservoir bertenaga dorong gas terlarut terjadi kenaikkan saturasi gas (S g) akibat penurunan

tekanan selama pengambilan minyak. Jika gas terlarut dalam minyak terbebaskan, maka gas

mengalir menuju sumur dan menjadi fluida yang paling mobil karena tekanan yang terus-

menerus.

Jika tidak ada penghalang permeabilitas vertikal, maka gas mengembang ke dalam interval

produktif. Adanya beda tekanan yang tinggi di sumur, maka gas coning terjadi pada sumur yang

memiliki perubahan permeabilitas vertikal secara kontinyu. Dalam reservoir berlapis-lapis, aliran

gas di atas atau di bawah zona minyak terjadi karena adanya selubung yang pecah, pecahnya

semen dan rekahan-rekahan yang berhubungan dengan zona gas.

Emulsi

Emulsi adalah campuran dua jenis cairan yang tidak dapat campur.

Gambar 12

Emulsi

Dalam emulsi salah satu cairan dihamburkan dalam cairan lain berupa butiran-butiran yang

sangat kecil. Kondisi-kondisi yang menyebabkan terbentuknya emulsi adalah sebagai berikut :

1. Adanya dua macam zat cair yang tidak saling campur pada kondisi tertentu.

2. Adanya zat koloid yang membantu terbentuknya emulsi (emulsifying agent).

Gambar 13

Surfaktan, Contoh Emulsifying Agent



9/27


3. Adanya agitasi (pengadukan) yang mampu menghamburkan salah satu cairan menjadi tetes-

tetes (droplet) dalam cairan yang lainnya.

Emulsi kental memiliki jumlah oksigen droplet yang dihamburkan dalam cairan lebih banyak dan

emulsi encer adalah sebaliknya. Emulsi semacam itu ditinjau dari viskositasnya. Sedang

berdasarkan fasanya maka emulsi dibagi menjadi dua yaitu :

1. Air dalam emulsi minyak (water in oil emulsion) jika minyak sebagai fasa eksternal dan air

menjadi fasa internal.

2. Minyak dalam emulsi air (oil in water emulsion) jika sebaliknya.

Kestabilan emulsi merupakan ketahanan emulsi terhadap tenaga yang memecahkan emulsi.

Kestabilan emulsi tergantung pada faktor-faktor berikut ini :

1. Emulsifying agent yang merupakan faktor penentu kestabilan emulsi. Tanpa emulsifying

agent tidak akan terjadi emulsi yang stabil karena tenaga emulsifying agent berpengaruh pada

kestabilan emulsi.

2. Viskositas yang merupakan sifat keengganan fluida untuk mengalir. Minyak bervikositas

tinggi cenderung menahan butiran air dalam jumlah besar. Minyak bervikositas tinggi

membutuhkan waktu yang lebih lama untuk melepaskan droplet air.

3. Specific gravity (SG) yang merupakan berat zat dalam cairan per satuan volume tertentu.

Perbedaan SG yang besar menyebabkan waktu pemisahan emulsi lebih cepat sehingga minyak

berat (SG besar, 0API kecil) cenderung menyimpan droplet air lebih lama.

4. Prosentase air yang besar cenderung membentuk emulsi tidak stabil karena droplet per satuan

volumenya lebih besar sehingga bisa bergabung menjadi droplet yang lebih besar dan mudah

terpisah dari minyak dengan gaya berat sendiri.

Umur emulsi sejalan dengan waktu dimana masih terdapat prosentase air dalam minyak maka

emulsi lebih stabil dan sukar diperlakukan.

Pengendapan Scale

Gambar 14

Pengendapan Scale



10/27


Endapan scale adalah endapan mineral yang terbentuk pada bidang permukaan yang

bersentuhan dengan air formasi sewaktu minyak diproduksikan ke permukaan. Timbulnya

endapan scale tergantung dari komposisi air yang diproduksikan. Untuk lebih jelasnya dapat

dilihat reaksi pembentukan scale di bawah ini :

1. BaCl2 + Na2SO4 BaSO4 + 2 NaCl scale barium sulfat dengan air tak kompatibel.

2. SrCl2 + MgSO4 SrSO4 + MgCl2 scale strontium sulfat dengan air tak kompatibel.

3. CaCl2 + Na2SO4 CaCO4 + 2 NaCl scale gipsum dengan air tak kompatibel dan

supersaturasi.

4. 2 NaHCO3 + CaCl2 CaCO3 + 2 NaCl + CO2 + H2O scale kalsium karbonat dengan air tak

kompatibel.

5. Ca(HCO3)2 CaCO3 + CO2 + H2O scale kalsium karbonat dengan supersaturasi sampai

terjadi penurunan tekanan, panas dan adanya agitasi.

Air mempunyai kemampuan yang terbatas untuk mempertahankan komponennya yang terdiri

dari ion-ion agar tetap dalam larutan air. Jika kelarutan ion terlampaui maka komponen menjadiu

terpisah dari larutan sebagai padatan, dan membentuk endapan scale.

Gambar 15

Scale Pada Pipeline

Sebab-sebab terjadinya endapan scale antara lain :

1. Air tak kompatibel

Air tak kompatibel adalah bercampurnya dua jenis air yang tak dapat campur akibat adanya

kandungan dan sifat kimia ion-ion air formasi yang berbeda. Jika dua macam air ini bercampur

maka terjadi ion-ion yang berlainan sifat tersebut sehingga menyebabkan terbentuknya zat baru

tersusun atas kristal-kristal atau endapan scale.

2.

Penurunan tekananSelama produksi terjadi penurunan tekanan reservoir akibat fluida diproduksikan ke permukaan.

Penurunan tekanan ini terjadi pada formasi ke dasar sumur, ke permukaan dan dari kepala sumur

ke tangki penimbun. Adanya penurunan tekanan ini, maka gas CO2 jadi terlepas dari ion-ion

bikarbonat. Pelepasan CO2 menyebabkan berubahnya kelarutan ion yang terkandung dalam air

formasi sehingga mempercepat terjadinya endapan scale.

3. Perubahan temperatur



11/27


Sejalan dengan berubahnya temperatur (ada kenaikkan temperatur ) terjadi penguapan, sehingga

terjadi perubahan kelarutan ion yang menyebabkan terbentuknya endapan scale. Perubahan

temperatur ini disebabkan oleh penurunan tekanan .

4. Faktor-faktor lainnya

Agitasi menyebabkan terjadinya turbulensi aliran, sehingga endapan scale lebih cepat terbentuk.

Semakin lama waktu kontak semakin besar pula endapan scale yang terbentuk. Semakin besar

pH larutan mempercepat terbentuknya endapan scale.

Pengendapan Parafin dan Aspal

Gambar 16

Pengendapan Parafin

Terbentuknya endapan parafin dan aspal disebabkan oleh perubahan kesetimbangan

fluida reservoir akibat menurunnya kelarutan lilin dalam minyak mentah. Pengendapan yang

terjadi pada sumur produksi dipengaruhi oleh kelarutan minyak mentah dan kandungan lilin

dalam minyak. Kristal-kristal lilin yang menjarum berhamburan dalam minyak mentah saat

berbentuk kristal-kristal tunggal. Bahan penginti (nucleating agent) yang terdapat bersama-sama

dengan kristal lilin dapat memisahkan diri dari larutan minyak mentah dan membentuk endapan

dalam sumur produksi.

Penyebab utama terbentuknya endapan parafin dan aspal adalah penurunan tekanan

karena kelarutan lilin dalam minyak mentah menurun saat menurunnya temperatur. Adanya

gerakan ekspansi gas pada lubang perforasi dan di dasar sumur dapat menyebabkan terjadinya

pendinginan atau penurunan temperatur sampai di bawah titik cair parafin, sehingga timbul

parafin dan aspal. Terlepasnya gas dan hidrokarbon ringan dari minyak mentah bisa

menyebabkan penurunnan kelarutan lilin, sehingga terbentuk endapan parafin dan aspal. GORyang tinggi dapat mempercepat terbentuknya endapan parafin dan aspal.

Korosi

Problem korosi timbul akibat adanya air yang berasosiasi dengan minyak dan gas pada

saat diproduksikan ke permukaan. Air bersifat asam atau garam, atau keduanya dan

kecenderungan mengkorosi logam yang disentuhnya. Besi umumnya mudah bersenyawa dengan

sulfida dan oksigen, sehingga korosi yang dihasilkan berupa feri oksida. Untuk itu adanya



12/27


anggapan bahwa korosi merupakan reaksi antara besi dengan oksigen atau hidrogen sulfida

sebagai berikut :

4 Fe+++ + 3 O2 2 Fe2O3 (karat)

Fe++ + H2S FeS + H2 (karat)

Besi tidak bisa bereaksi dengan oksigen kering atau hidrogen sulfida kering pada temperatur

biasa karena korosi hanya dapat terjadi jika ada air.

Korosi sebenarnya merupakan proses elektrokimia yaitu proses listrik yang terjadi setelah

reaksi kimia dan disebabkan oleh kandungan garam dan asam dalam air. Jika ada dua permukaan

logam berbeda muatan listrik maka terjadi aliran listrik melalui air.

Korosi pada logam dapat dapat disebabkan oleh beberapa hal, yaitu :

1. Pengaruh komposisi logam, dimana setiap logam yang berbeda mempunyai kecenderungan

yang berbeda terhadap korosi.

2. Pengaruh komposisi air, dimana pengkaratan oleh air akan meningkat dengan naiknya

konduktivitas. Disamping itu pengkaratan oleh air juga akan meningkat dengan menurunnya pH

air.

3. Kelarutan gas, dimana oksigen, karbon dioksida atau hidrogen sulfida yang terlarut didalam

air akan menaikkan korosivitas secara drastis. Gas yang terlarut adalah sebab utama problem

korosi.

Identifikasi Problem Produksi

Untuk mengetahui problem produksi, perlu dilakukan identifikasi problem produksi tersebut,

dalam usaha pencegahan dan penanggulangannya. Sehingga bila terjadi penurunan kapasitas

produksi dari sumur minyak, maka segera dapat dilakukan penanggulangan. Usaha

penanggulangan problem produksi secara tepat akan mengembalikan produksi sumur menjadi

berproduksi dengan kapasitas optimum.

Problem produksi yang mengakibatkan tidak optimumnya minyak yang diproduksikan di suatu

sumur, yaitu pertama menurunnya produktifitas formasi. Pengidentifikasian problem produksi inibertumpu pada reservoar dan masalahnya. Macam problem yang menyebabkan menurunya

produktifitas formasi, antara lain; problem kepasiran, problem produksi air dan gas berlebihan,

invasi cairan dan invasi padatan. Kedua, menurunnya laju produksi. Pengidentifikasian problem

produksi yang kedua ini dititikberatkan pada material produksi. Akibat yang ditimbulkan lebih

luas, tidak hanya di formasi tetapi juga dapat berlanjut sampai ke permukaan, bahkan sampai ke

refinery (pengilangan). Problem ini meliputi: problem emulsi, problem scale, problem korosi,

problem parafin.

Identifikasi problem produksi secara visual dilakukan di permukaan dengan cara mengamati laju

produksi yang tercatat pada meter aliran. Penurunan laju produksi secara drastis memberikan

informasi adanya problem produksi pada sumur. Analisa BS&W (Basic Sediment & Water) yang

diambil di kepala sumur, choke manifold dan keluaran separator juga dapat mengidentifikasikan

adanya problem produksi. Telah diketahui bahwa hasil analisa BS&W (dalam persen) bisa

memberikan informasi tentang jumlah sedimen/padatan dalam minyak mentah berhubungan

kepasiran atau air formasi yang mengandung bahan-bahan pembentuk endapan scale, gas-gas

korosif dan bahan emulsi. Analisa lanjutan adalah analisa fluida reservoir (uji PVT) di

laboratorium untuk mendapatkan sifat fisik fluida.



13/27


Uji produksi menghasilkan data laju produksi untuk masing-masing fasa yaitu laju produksi

minyak (Qo), air (Qw) dan gas (Qg), sehingga identifikasi problem produksi seperti water atas gas

coning dapat dilakukan dengan mengamati rasio gas/minyak (GOR), kadar air (WC) dan rasio

air/minyak (WOR).

Uji produksi adalah kegiatan produksi sumur yang dilakukan secara rutin. Choke manifold atau

orifice digunakan dalam uji produksi untuk mendapatkan data laju produksi gas. Laju produksi

minyak diperoleh dari separator atau tangki pengumpul. Sedangkan basic sediment and water

(BS dan W) didapatkan melalui centrifuge.

A. Peralatan Produksi

Peralatan uji produksi di permukaaan antara lain : choke manifold, separator, tangki pengumpul

dan centrifuge yang dipakai untuk mengukur besaran-besaran produksi.

1. Choke Manifold

Gambar 17

Choke Manifold

Choke manifoldmempunyai dua fungsi yaitu :

a). Mengatur aliran dari wellhead. Untuk keperluan ini choke manifold memiliki tiga cabang

yaitu :

- Manifold baypass (tengah) digunakan untuk mengalirkan fluida pada saat clean up period.

- Choke manifold (kiri dan kanan) digunakan untuk mengatur kapasitas aliran fluida yang

masuk separator pada saat flowing period dengan mengganti-ganti ukuran-ukuran choke yang

telah dipersiapkan. Penggantian ukuran choke menyebabkan perubahan tekanan dan temperaturkepala sumur (FWHP dan FWHT).



14/27


Gambar 18

Manifold Bypass

b). Menutup aliran fluida dari wellhead bila diperlukan. Misalnya untuk memperoleh data

tekanan dan temperatur di kepala sumur pada waktu tutup sumur (SWHP dan SWHT).

2. Separator

Fungsi utama separator adalah untuk memisahkan gas, minyak dan air yang datang dari sumur

minyak atau gas, sehingga dapat dilakukan pengukuran data laju produksi gas, minyak dan air.

Laju produksi dapat berubah jika ukuran choke yang dipasang di manifold dirubah. Bentuk

separator ada tiga macam yaitu : vertikal, horisontal dan sferikal.

Gambar 19

Horizontal Separator

3. Tangki Pengumpul

Tangki pengumpul digunakan untuk menampung minyak dan air yang keluar dari separator-

separator dengan maksud untuk mengambil tambahan sampel fluida, jika oil meter atau water

meter tidak berfungsi dengan baik untuk mengukur laju produksi minyak atau air dan untuk

kepentingan kalibrasi kapasitas minyak atau air dan untuk kepentingan kalibrasi kapasitas



15/27


minyak atau air dapat ditentukan pada tangki pengumpul. Caranya dengan mengukur waktu yang

dibutuhkan untuk pengisian satu satuan tangki pengumpul yang sudah diberi tanda (misalnya 1

bbl) kemudian dilakukan perhitungan kapasitas produksinya.

Gambar 20

Tangki Pengumpul

B. Laju Produksi Minyak, Gas dan Air

Laju produksi dari sumur bisa terdiri dari tiga macam yaitu laju produksi minyak, gas dan air.

Besarnya ketiga laju produksi sangat penting dalam uji produksi. Laju produksi minyak (Qo)ditentukan dengan persamaan sebagai berikut :

....................................................(3-1)

dimana

Qo = Laju Produksi minyak pada keadaan standart, STBO/d.

Fm = Koefisien oil meter. Ditentukan dari kalibrasi oil meter dan

umumnya diambil Fm = 1.

K = Koreksi volume ke temperatur standart (600

F).Shr = Faktor penyusutan minyak. Ditentukan dari shrinkage meter.

BSW = Basic sediment and water. Ditentukan dengan centrifuge.

R = Selisih pembacaan oil meter, bbl untuk interval T.

T = Interval waktu alir, jam.

Untuk mengukur minyak bersih memakai meteran aliran, maka faktor meteran harus

ditetapkan dulu melalui kalibrasi. Jika meteran dengan kompresator temperatur dan gravity

otomatis, maka pembacaan sudah dikonversikan untuk

volume minyak pada 600F.

Laju produksi air (Qw) dihitung dengan persamaan sebagai berikut :

Laju produksi gas (Qg) dihitung berdasarkan pembacaan tekanan, temperatur, gas gravity dan

ukuran jepitan atau orifice yang digunakan :

http://3.bp.blogspot.com/-WAFR8ZA1AIE/TgoR6Tt36II/AAAAAAAAABo/M0MY0WiSi54/s1600/New+Picture+(1).pnghttp://4.bp.blogspot.com/-57Lyh_cDzeo/TgoRTu4IYdI/AAAAAAAAABk/sPVo9Kni8H0/s1600/New+Picture.png


16/27


1. Perhitungan melalui jepitan (di kepala sumur) untuk temperatur alir dan gas gravity diketahui

:

............................................................................(3-3)

2.

Perhitungan melalui jepitan untuk temperatur alir dan gas gravity tidak diketahui :

dimana :

Qg = laju produksi gas, MSCF/d.

C = Koefisien jepitan.

P = Tekanan masuk, psi.

g = Specific gravity gas.

T = Temperatur alir, 0R (T0R = 460 + T0F).

3. Perhitungan melalui orifice meter (di separator )

................................................................(3-5)

dimana :

Qg = Laju produksi gas pada kondisi reservoir, cuft/d

C1 = Konstanta aliran orific. Yaitu kapasitas aliran dalam cuft/jam

pada kondisi reservoir jika pressure extension, .hw = Beda tekanan, in. Udara.

Pf = Tekanan statik, psi.

Harga C1 dapat diperoleh dari hasil kali beberapa faktor yang dinyatakan

sebagai berikut :

........................................(3-6)

dimana :

Fb = Faktor dasar aliran orific.

Fr = Faktor bilangan Reynolds.

............................................................................(3-7)

Y = Faktor ekspansi.

Fpb = Faktor tekanan dasar sumur.

Ftb = Faktor temperatur dasar sumur.

........................................................................................(3-8)

http://3.bp.blogspot.com/-kCPN52g43DE/TgoTNQZSkaI/AAAAAAAAAB4/dvEpnSzoXFg/s1600/New+Picture+(4).pnghttp://2.bp.blogspot.com/-_fAqT96ZFjg/TgoSt0593BI/AAAAAAAAAB0/uP8ftM5quGA/s1600/New+Picture+(2).pnghttp://4.bp.blogspot.com/-ncdIBw1z0BY/TgoSVpSywCI/AAAAAAAAABs/4J8xqDnKNuk/s1600/New+Picture+(3).png


17/27


Tb = Temperatur dasar sumur absolut.

Fg = Faktor specific gravity gas.

Ftf = Faktor temperatur alir gas yang diukur bukan pada 600F.

........................................................................................(3-9)

Tf = Temperatur alir absolut sebenarnya.

Fm = Faktor meteran (hanya alat ukur jenis merkuri).

Fpv = Faktor superkompressibilitas.

C. Gas Oil Ratio, Water Oil Ratio dan Gas Liquid Ratio

Selama berlangsungnya produksi terjadi penurunan tekanan reservoir terus-menerus. Setelah

melewati tekanan titik gelembung maka gas yang semula terlarut dalam minyak terbebaskan. Gas

yang terbebaskan ini ikut terproduksi bersama minyak. Rasio gas/minyak (GOR) adalah

perbandingan gas bebas atau gas terlarut dalam minyak dan gas tanpoa adanya air yang ikut

terproduksi, maka minyak dan gas ikutan mengalir bersama-sama ke permukaan. Secara

matematis, GOR dinyatakan sebagai perbandingan antara laju produksi gas (Qg) dan lajuproduksi minyak (Qo) dalam kondisi reservoir sebagai berikut :

Gambar 21

Metode Estimasi GOR

..........................................................................(3-10)

Untuk menyatakan kondisi permukaan, maka Persamaan 3-26 berubah menjadi :

..................................................(3-11) dimana :

GOR = R s = Rasio gas/minyak pada kondisi reservoir, SCF/STB.

Qg = Laju produksi gas, cuft/d.

Qo = Laju produksi minyak, bbl/d.

kg = Permeabilitas efektif gas, md.

ko = Permeabilitas efektif minyak, md.

g = Viskositas gas, cp.

o = Viskositas minyak, cp.



18/27


(GOR)PERMUKAAN = RP = GOR Produksi, SCF/STB.

Bo = Faktor volume formasi minyak, bbl/STB.

Bg = Faktor volume formasi gas, cuft/SCF.

Untuk Ps di atas Pb, maka produksi fluida belum menghasilkan gas bebas sehingga harga GOR

sama dengan keluaran gas dalam minyak mula-mula (Rsi). Dengan naiknya produksi kumulatif,

maka Ps sampai di bawah Pb dan gas bergerak ke permukaan sehingga Sg sumur naik dan ko

turun, yang selanjutnya menaikkan GOR produksi.

Rasio air/minyak (WOR) adalah perbandingan antara laju produksi air (Qw) terhadap laju

produksi minyak (Qo). Jika reservoir berproduksi minyak dan air tanpa adanya gas yang ikut

terproduksi, maka minyak dan air mengalir bersama-sama ke permukaan. Pada kondisi reservoir

besarnya WOR dapat ditulis sebagai berikut :

..........................................................................(3-12)

Untuk kondisi permukaan WOR dinyatakan sebagai berikut :

..........................................................................(3-13)

dimana harga faktor volume formasi air (Bw) = 1.0 bbl/STB.

Jika aliran minyak yang bercampur dengan air dan gas, maka diturunkan persamaan rasio

gas/cairan (GLR). GLR didefinisikan sebagai perbandingan antara laju produksi gas (Qg) dan laju

produksi cairan total (Qo + Qw). Persamaan GLR dinyatakan sebagai berikut :

......................................(3-14)

dimana w = viskositas air (cp) dan kw = permeabilitas efektif air (md) dan Bw = 1.0

bbl/STB.

D. Basic Sediment and Water



19/27


Gambar 22

Proses Terbentuknya Batuan Sedimen

Penentuan kadar air dan sedimern (BS & W) dari minyak mentah dilakukan memakai centrifuge

yang terdiri dari centrifuge, centrifuge tube 100 ml dan transformer. Sampel BS & W diambil di

kepala sumur, choke manifold atau keluaran separator jika dimungkinkan.

Caranya adalah sebagai berikut :

1. Mengambil 100 ml sampel minyak dari kepala sumur sebanyak 4 kali.

2. Memasukkan sampel ke dalam centrifuge tube dalam posisi berpasangan.

3. Centrifuge tube dimasukkan ke dalam centrifuge.

4. Menghubungkan centrifuge dengan trnasformer.

5. Mengatur timer dalam 10 menit.

6. Mengatur regulator pada posisi 0 dan membaca putaran tiap menit (rpm).

7. Setelah berhenti, mengambil centrifuge tube dan melaporkan BS & W dalam prosen.

8. Jika minyak berelmusi tinggi, maka sampel ditambahkan emulsion breaker 3 tetes.

Informasi yang bisa didapatkan dari analisa BS & W adalah identifikasi kandungan

sedimen/padatan dalam minyak mentah, emulsi, korosi & scale.

E. Identifikasi Water Cut

Identifikasi water cut pertama kali dengan mengamati kelakuan kurva log resistivitas,

baik kurva resistivitas induksi dalam (Rd) dan mikrosferikal (RMSFL) ditunjang dengan log

porositas densitas-netron dan kurva gamma ray. Kurva resistivitas mendefinisikan keberadaan air

yang memiliki konduktivitas tinggi (beresistivitas rendah) dari pembacaan kurva Rd < RMSFL.

Kurva densitas dan netron menunjukkan harga yang tinggi, karena air berdensitas tinggi dan

banyak mengandung atom hidrogen minyak. Kurva gamma ray mendefinisikan lapisan porus dan

permeabel berkandungan air dan minyak.



20/27


Identifikasi selanjutnya dilakukan dengan uji produksi melalui pengukuran laju produksi

air dan laju cairan total. Water Cut (WC) didefinisikan sebagai perbandingan antara laju produksi

air (Qw) dan laju propduksi cairan total (Qo + Qw) dan dinyatakan sebagai berikut :

..................................................(3-15)

dimana : Bw = 1.0 bbl/STB.

Identifikasi Kepasiran

Problem kepasiran terjadi akibat rusaknya kestabilan dari ikatan butir-butir pasir yang

disebabkan oleh adanya gaya gesekan serta tumbukan yang ditimbulkan oleh suatu aliran dari

fluida dimana laju aliran yang terjadi melampaui batas maksimum dari laju aliran kritis yang

diperbolehkan, sehingga butiran-butiran pasir akan ikut terproduksi bersama-sama minyak ke

permukaan.

Butiran - butiran pasir yang terkumpul di dalam suatu sistem akan membentuk suatu ikatan antar

butiran itu sendiri dalam suatu ikatan sementasi yang mana ikatan sementasi tersebut membuat

butiran-butiran itu pasir bersatu dan kuat. Semakin besar harga faktor sementasi yang didapat,maka akan semakin kuat ikatan antar butiran butiran pasir yang ada dan semakin

terkonsolidasi, demikian juga sebaliknya semakin rendah harga faktor sementasi, semakin rendah

tingkat konsolidasinya, dan akhirnya butiran - butiran pasir tersebut akan mudah lepas.

Harga faktor sementasi ini dapat diketahui dari analisa yang dilakukan pada core yang

didapatkan dan analisa tersebut merupakan analisa core spesial yang merupakan rangkaian dari

suatu penilaian formasi. Dimana merupakan harga faktor sementasi yang diperoleh dapat

digunakan untuk mengidentifikasikan adanya kemungkinan problem kepasiran, semakin kecil

faktor sementasi yang diperoleh maka semakin besar kemungkinan problem kepasiran terbentuk.

Archie mengemukakan suatu persamaan yang meupakan hubungan antara porositas, faktor

sementasi dan faktor formasi, yang dapat digunakan untuk menentukan sementasi batuan, ini

ditunjukkan dalam persamaan :

..(3-16)

..(3-17)

dimana ;

F = faktor formasi

= porositas batuan

m = faktor sementasi

Ro = resistivitas batuan dengan saturasi 100% air

Rw = resistivitas air formasi



21/27


Tabel III 1

Faktor Sementasi untuk Berbagai Jenis Batuan

Litologi Harga m

Batupasir

Loose uncemented sand

Slightly cemented sand

Moderatly cemented sand

Well cemented sand

Batugamping

Moderatly porous limestone

Some oolitic limestone

1,3

1,3 1,7

1,7 1,9

1,9 2,2

2

2,8

Gambar 23

Proses Sementasi Geologi

3.1.1. Identifikasi ConingProduksi air atau gas yang berlebihan sebelum waktunya merupakan indikasi terjadinya water /

gas coningdan water / gas fingering. Oleh karena itu sejak awal produksi, sumur sudah harus

diperhatikan kemungkinan kemungkinan penanggulangannya.

Penyebab water / gas coningadalah adanya zone air / gas yang cukup besar dibawah maupun

diatas zone minyak. Untuk mengidentifikasi suatu sumur akan mengalami water / gas coning

perlu diketahui antara lain:



22/27


23/27


yang dilakukan di laboratorium. Adapun metode yang digunakan adalah Dean and Stark

Methode , ini merupakan pengidentifikasian problem emulsi secara tidak langsung

Sedangkan identifikasi secara langsung dapat dilihat dari hasil production test yang berupa yang

berupa water oil ratio (WOR). Dari WOR tersebut dapat dilihat bahwa semakin besar harga

WOR maka makin besar pula kandungan air dalam minyak, maka tendensi untuk timbulnya

emulsi menjadi makin besar. Disamping itu dari tipe tenaga pendorong air (water drive

mechanism) juga dapat menimbulkan emulsi karena semakin banyak air yang ikut terproduksi

sejalan dengan produksi jika dibandingkan dengan minyak yang ada.

Pada analisa fluida formasi tadi harga standar yang diijinkan untuk perbandingan antara air

dengan minyak berkisar antara 2 3%. Diatas ataupun dibawah harga standart tersebut dapat

menyebabkan kemungkinan timbulnya emulsi, baik itu water in oil emultion maupun oil in water

emultion

Identifikasi Endapan Scale

Identifikasi problem dapat dilakukan dari air formasi yang diambil dari production test.

Identifikasi ini dilakukan dengan mengadakan perhitungan kelarutan.

Perhitungan kelarutan dapat digunakan untuk meramalkan pembentukan beberapa scale.

Perhitungan tersebut mengindikasikan derajat dan scaling tendensi (kecenderungan pembentukan

scale). Harga yang didapat dari prosedur perhitungan sebaiknya diambil hanya sebagai petunjuk

karena anggapan yang mempermudah telah dibuat pada penurunan setiap persamaan. Sedangkan

kelarutan pada air alamiah adalah gejala yang komplek. Apabila ditemukan sumber air yang

menunjukkan gejala scaling maka harus dihindari atau melakukan treatment. Begitu pula harus

dihindari tercampurnya air yang analisa komposisinya menunjukkan kecenderungan

pengendapan scale. Berikut akan diuraikan perhitungan kelarutan calsium carbonat, calsium

sulfat, dan barium sulfat.

a. Perhitungan calcium carbonat

Metode yang dipakai adalah metode StiffdanDavis sebagai perluasan metodeLangelier. Indekskelarutan dari Langelier dikembangkan untuk memperkirakan pembentukan scale CaCO3 dari

fresh wateroleh StiffdanDavis untuk digunakan dalam analisa air formasi.

Persamaan empirisnya adalah sebagai berikut:

SI = pH pHs .(3-18)

pHs = K p Ca p Alk .(3-19)

SI = pH K p Ca p Alk .(3-20)

Dimana :

SI = Scaling indeks. Jika SI berharga (-), air dibawah kejenuhan dan scale tidak

terbentuk.

pH = pH air sebenarnya

K = konstanta yang merupakan fungsi komposisi, salinitas dan temperatur air. Harga

K didapat dari hubungan grafik dengan ionic strength dan temperatur air.

Ionic Strength adalah :

= (c1z12 + c2z2

2 + c3z32 + .. cnzn

2)

c = Konsentrasi ion dalam mole/1000 gr air

z = Valensi ion



24/27


Dimana total alkalinity = CO32- + HCO3

-

Dalam menghitung kelarutan Kalsium Carbonat dengan cara ini, kita harus mengetahuipH, temperatur air dan konsentrasi ion-ion : Na+, Ca++, Mg++, Cl-, CO3

2-, HCO3-, dan SO.

Sangat penting bahwa pH CO32- dan HCO3

- diukur di lapangan segera setelah contoh diambil,

karena parameter ini berubah sangat cepat setelah sampling. Perhitungan yang akurat tidak bila

diperoleh di laboratorium.

Harga K adalah fungsi dari ionis strength dan chart untuk menentukan p Ca dan p Alk yang

didapat dari grafik (Lampiran).

Hasil dari perhitungan dapat disimpulkan sebagai berikut :

1. Hasil SI negatif, maka air tidak jenuh dengan CaCO3 dan scale tidak terbentuk.

2. Hasil SI positif, maka air diatas kejenuhan CaCO3 dan terdapat indikasi terbentuknya scale.

3. Hasil SI nol, maka air pada titik kejenuhan.

b. Perhitungan kelarutan Calcium Sulfate (Gypsum)

Metode yang digunakan adalah Metode Skillman, McDonald dan Stiff. Metode ini banyak

digunakan untuk memperkirakan kelarutan Gypsum di lapangan minyak pada temperatur diatas

80oC.

Metode ini didasarkan pada penguykuran kelarutan thermodinamika dan mempunyai dasar

teoritis sebagai berikut :

..(3-21)

Dimana :S = Kelarutan gypsum hasil perhitungan (meq/l)

K = Konstanta yang merupakan fungsi komposisi air dan temperatur yang disebut Solubility

Product Constant(konstanta hasil kelarutan). Harga K didapat dari grafik korelasi dengan ionic

strength seperti halnya pada CaCO3. k sebagai fungsi ionic strength diberikan pada lampiran.

X = Kelebihan konsentrasi ion dalam grol/liter. Ini adalah perbedaan konsentrasi ion Calcium

dan Sulfate.

Data yang sama diperlukan dalam perhitungan ini seperti halnya pada perhitungan SI.

Perhitungan kelarutan gypsum (ml/l) dibanding dengan konsentrasi aktual Ca== dan SO42- yang

terdapat di dalam air.

Jika S lebih kecil dari yang terkecil dari kedua konsentrasi (Ca++ dan SO42-) maka scale gypsum

akan terbentuk. Jika S lebih besar maka air tidak dijenuhi oleh gypsum dan scaling tidak

mungkin terbentuk.

c. Perhitungan kelarutan Barium Sulfate

Kita dapat mempekirakan kelarutan BaSO4 dalam air yang mengandung ion sodium dan chlorida

yang agak dominan dan ion calcium yang sangat kecil, tetapi hal tersebut tidak begitu penting

karena kelarutan BaSO4 sangat terbatas sehingga adanya ion Ba++ dan SO4

= menujukkan

kemungkinan terbentuknya scale.



25/27


26/27


Identifikasi Korosi

Ada beberapa cara yang digunakan untuk mengidentifikasi adanya problem korosi, yaitu :

1. Pemeriksaan secara langsung

Pada metode ini peralatan yang digunakan diperiksa secara langsung kerusakan yang terjadi

akibat adanya korosi. Metode ini memang mudah dan sederhana, tetapi tentu saja

pemeriksaannya hanya terbatas pada peralatan yang terlihat oleh mata, sedang bagian dalam

peralatan digunakan peralatan tersendiri.

a. Caliper Survey

Caliper survey dilakukan untuk memeriksan bagian dalam tubing atau casing. Cara ini sangat

berguna untuk mengetahui area kerusakan akibat korosi.

Gambar 25

Micro Caliper

b. Casing Thickness Log

Disini digunakan suatu alat untuk mengukur ketebalan casing. Jika logam yang hilang dari

bagian dalam casing diukur dengan caliper log, maka kehilangan logam pada bagian luar casing

dapat diperkirakan dari data thickness log.

Gambar 26

Casing Thickness Log

c. Mengukur Kehilangan Logam dengan Coupons

Disini sepotong logam (coupon) disisipkan ke dalam sistem untuk suatu waktu tertentu.

Sebelumnya logam tersebut ditimbang dahulu. Dengan demikian dapat ditentukan jumlah logam

yang hilang, masa jenis logam dan waktu yang diperlukan. Laju korosi biasa dinyatakan dalam

mils per year (MPY).



27/27


Adapun satuan yang biasa digunakan untuk menyatakan derajat korosi adalah:Laju korosi < 5 MPY ; korosi ringan

Laju korosi 5 MPY ; korosi sedang

Laju korosi 15 MPY ; korosi berat

2. Pemeriksaan secara tidak langsung

Mengetahui korosi secara tidak langsung yaitu dengan mengadakan analisa air formasi, hal ini

dimaksudkan untuk:

a. Memperkirakan adanya korosi dengan menentukan kadar O2, H2S, CO2 dalam airyang diproduksikan.

b. Mengetahui efektifitas inhibitor dengan jalan menentukan kadar besi dalam fluida

yang diproduksikan sebelum dan sesudah pemakaian inhibitor.

3. Pengukuran ketebalan metal dari satu sisi

Dengan menggunakan audio gauge dan penetron dapat mengukur ketebalan pipa dan dinding

tangki hanya dari satu sisi sisi saja. Audio gauge mengukur kecepatan suara dalam metal

sedangkan penetron mengintensitaskan sinar gamma yang dihamburkan oleh metal.

TUGAS 4 Identifikasi Problem Produksi

Documents

Transcript of TUGAS 4 Identifikasi Problem Produksi