Hydraulic Fracturing

PendahuluanPerekahan hidrolik merupakan stimulasi menggunakan tekanan fluida pada permukaan batuan agar terjadi rekahan, yang kemudian diteruskan hingga ke dalam formasi.

Tujuan perekahan hidrolik: Meningkatkan produktivitasTerutama pada formasi dengan k kecil Menghilangkan damage Sebagai fracpacYaitu untuk menahan pasir supaya tidak ikut terproduksiLebih menguntungkan dari screen dan gravel pack, karena tidak akan menyebabkan skin

Perekahan hidrolik pada: Permeabilitas kecilPerekahan akan cukup jauh. Permeabilitas besarPerekahan akan cukup pendek tetapi lebih besar

Fluida pada proses perekahan hidrolik: PrepadMerupakan cairan seperti air, minyak atau foam, yang ditambahkan gel, friction reducer, fluid loss, surfactant atau KCl untuk memperkecil kemungkinan damageDigunakan untuk mempermudah pembukaan rekahan dan mendinginkan formasiTidak perlu dipakai pada temperatur rendah dan gradient rekah biasa PadMerupakan fluida kental tanpa proppantDigunakan untuk memperlebar dan mempertinggi rekahanPad akan membentuk filter cake, sehingga mengurangi kebocoran pada slurry nantinya SlurryMerupakan fluida dengan proppantDigunakan untuk mengembangkan panjang dan lebar rekahanProppant ramp system proppant dimasukkan dengan kadar rendah, naik bertahap hingga kadar maksimum, lalu konstan FlushMerupakan cairan yang dipompakan di belakang slurry untuk mendorong slurry agar masuk ke formasi, namun tidak boleh semuanya agar rekahan dari sumur tidak tertutup Tip Screen Out (TSO)Merupakan teknik perekahan pada permeabilitas besar agar proppant mencapai ujung rekahan dan mengisi seluruh rekahan (lebih merata)Rekahan yang terjadi biasanya pendek dan menggembungDapat menghilangkan damage dan meningkatkan konduktivitas

Mekanika BatuanInsitu Stress

Lebar rekahan:

Overburden StressPengaruh dari Stress di LapanganMekanika Fluida Perekahan HidrolikFluida PerekahanProppantModel Geometri PerekahanPendahuluanModel geometri perekahan hidraulik perlu dilakukan dengan mengetahui berapa hasil produksi, material yang diperlukan, tekanan, fluid loss, dll. Model dibuat berdasarkan mekanika batuan, sifat-sifat fluida perekah dan stress-stress di batuan. Untuk menghitung pengembangan rekahan, diperlukan prinsip hukum konservasi momentum, massa dan energi, serta kriteria berkembangnya rekahan, yang berdasarkan interaksi batuan, fluida dan distribusi energi.Secara umum model geometri perekahan adalah : Model Perekahan Dua Dimensi (2D)Tinggi tetap, aliran fluida 1 dimensi (1D) Model Perekahan Pseudo 3 Dimensi (P3DH)Perkembangan dengan ketinggian bertambah, aliran 1 atau 2D Model 3 Dimensi (3D)Perluasan rekahan planar 3D, aliran fluida 2DDalam diskusi di sini, hanya akan dibicarakan model perekahan 2D, karena mungkin masih bisa dipecahkan secara matematis. Sedangkan 3D memerlukan komputer dan memakan waktu agak lama. Model Geometri Pan American ModelHoward dan Fast memperkenalkan metode ini yang dipecahkan secara matematis oleh Carter. Untuk menurunkan persamaannya maka dibuat beberapa assumsi: Lebar rekahan tetap Aliran ke rekahan linier dan arahnya tegak lurus pada muka rekahan Kecepatan aliran leak-off ke formasi pada titik rekahan tergantung dari panjang waktu pada titik permukaan tersebut mulai mendapat aliran Fungsi kecepatan v = f(t) sama untuk setiap titik di formasi, tetapi nol pada waktu pertama kali cairan mulai mencapai titik tersebut. Tekanan di rekahan sama dengan tekanan di titik injeksi di formasi, dan dianggap konstan.Model Howard-Fast

Laju kenaikan volume rekahan:

; dimana Penentuan luas rekahan:

; dimana ;A = luas satu sisi (ft2) pada waktu t, qi = laju injeksi (ft3/min), W = lebar rekahan (ft), t = waktu injeksi (min), C = leak off coefficient.Fracture efficiency:

;

PKN atau Perkins, Kern (Atlantic Richfield) dan Nordgren.PKN adalah model pertama 2D yang banyak dipakai dalam analisa setelah tahun 1960-1970. Metode ini digunakan bila panjang rekahan jauh lebih besar dari tinggi rekahan (xf >> hf).

KGD atau Kristianovich, Zheltov (Russian Model) lalu diperbaharui oleh Geertsma dan Klerk (Shell).Model ini (1969) dipakai jika tinggi rekahan jauh lebih besar dari kedalamannya (xf 2000 (turbulent): ; dimana ; Friction pressure drop

(psi) Koreksi tekanan terhadap line efficiency????

???????? Surface injection pressure

(psi) Horsepower required

(HP); qt (bpm) Tentukan kf???? Tentukan FCD:

Tentukan Productivity Ratio (PR) dari gambar???? Perhitungan Metode Penjajalan Hitung BHP fracture (sda) Tentukan C

Dari gambar, tentukan PR, rf dan A???? Tentukan q, V, dan HP dengan trial n error untuk mencapai A yang diinginkan Tentukan Cw, Pact, Cw-act:

???

Hitung x (sda) Tentukan Eff (sda) Tentukan V

Tentukan X, qt, sampai HP (sda)Pelaksanaan Perekahan di LapanganEvaluasi Perekahan Hidrolik

1.

Suatu sumur sedalam 5200 ft akan direkahkan. Gradient overburden 1.2 psi/ft, poroclastic constant 0.65 dan poisson ratio 0.25. Ambil harga gradien hydraulic = 0.465 psi/ft dan . Tensile stress 870 psi.

10Wahish A.I. 122 04 013