12. BAB IV Stimulasi Acidizing Baru Revisi (v-4)

56

BAB IV EVALUASI KEBERHASILAN ACID WASH PADA SUMUR X-1 LAPANGAN PANASBUMI WAYANG WINDU

4.1. Latar Belakang Acid Wash

Dalam proses produksi uap pada Sumur X-1 telah mengalami penurunan  produksi seiring berjalannya waktu. Sumur X-1 merupakan sumur dengan jenis fasa uap. Penurunan produksi terjadi karena terbentuknya scaling pada lubang sumur yang menyebabkan berkurangnya suplai uap menuju power plant sehingga  produksi menurun. Salah satu cara untuk menanggulangi permasalahan  scaling   pada Sumur X-1 yaitu dengan menggunakan metode acid wash. wash.

4.2. Persiapan Data Awal

Adapun data yang perlu dipersiapkan untuk menganalisa permasalahan yang terjadi pada sumur X-1 seperti sejarah produksi Sumur X-1, komposisi  batuan (Bab ( Bab II), analisa fluida kimia anion dan kation, serta survei data tekanan dan temperatur plot terhadap kedalaman (Bab III).

4.2.1. Permasalahan

Pada lapangan Panas Bumi Wayang Windu khususnya pada Sumur X-1 yang berada pada bagian utara merupakan sumur uap, pada sumur tersebut mengalami penurunan produksi. Sehingga perlu dilakukan penanganan untuk mengatasi masalah tersebut. Penurunan ini diperkirakan akibat terbentuknya  scaling   didalam lubang bor sehingga perlu dilakukan

acid wash  wash  untuk

menanggulangi masalah tersebut. Gambar 4.1 menunjukkan penurunan produksi  pada Sumur X-1.

57

Produksi Sumur X-1

70.0

initial produksi

60.0     )    s     / 50.0    g     k     ( 40.0    e    t    a    R30.0    s    s    a 20.0    M 10.0 0.0 22-Feb-08

natural decline 6.9%/thn aktual decline 18%/thn

6-Jul-09

18-Nov-10 1-Apr-12 14-Aug-13 27-Dec-14

Date

Gambar 4.1. Profil Produksi Sumur X-1

4.2.2. Identifikasi Jenis Scale

Identifikasi jenis scale melalui jenis anion dan kation pada Sumur X-1.

Tabel 4.1. Jenis Anion dan Kation Sumur X-1 Anion

Konsentrasi

Kation

Konsentrasi

Cl- 

31.04

Na+ 

14700

HCO3-

227.62

K + 

3370

Sio2- 

172

Ca ++ 

1200

SO4- 

171.2

Mg++ 

0.549

 NH4-

-

B

939

F-

-

As+++

-

Li+

-

Fe++ (Besi Total)

0.57

Perhitungan Scaling Index  (SI) dengan menggunakan metode Stiff and  Davis untuk CaCO 3 Pengukuran SI Diketahui : T pengukuran = 150 0C (1167m)  pH sistem = 7.2

58



Menghitung konsentrasi pCa

 pCa = -0.4375 ln(Ca2+) + 4.6148  pCa = -0.4375 ln(1200) + 4.6148 = 1.5 

Menghitung pAlk

 pAlkalinitas = -0.4375 ln(HCO3) + 4.8301 = -0.4375 ln(227.62) + 4.8301 = 2.45 

Menghitung Scaling Index

K

= 0.4 (pada suhu 1500C)

 pH

= 7.2

SI

= pH - K –  pCa –  pAlk = 7.2 –  0.4 –  1.5 –  2.45 = +2.85 (scale CaCO3 terbentuk)

Dari perhitugan harga  scaling index  yang diperoleh adalah +2.85 (SI>0) menunjukkan air jenuh dengan CaCO 3 sehingga scale calcium carbonate cenderung terbentuk.

59

4.2.3. Desain Operasional Acid Wash Pada Sumur X-1

Diketahui Data Lapangan : Temperatur

: 240 0C

Tekanan Reservoir (Pres)

: 1785 psi (123 bar)

Gradien Rekah

: 0.766 psi/ft

Depth (D)

: 1512 mTVD (4961 ft)

Depth (D)

: 1712 mMD (5616 ft)

Porositas Sekunder(ϕ)

: 75%

Faktor Skin (S)

:2

Jari-Jari Sumur (rw)

: 0.136 m (0.477 ft)

Permeabilitas Thickness (kh)

: 3.97 Darcy m (3970 mD)

Gradient Hidrostatik Asam (Gha)

: 0.499 psi/ft

Visikositas Asam HCl 20% (µa)

: 0.96 cp

Penentuan Tekanan Rekah Formasi

Prekah = Gf x D Prekah = 0.766 x 4961 Prekah = 3819 psi (263.31 bar)

Penentuan Tekanan Injeksi Maksimu di Permukaan

Pmax = (Gf-Gha) x Depth (TVD) Pmax = (0.766 –  0.499) x 3812 Pmax = 1325 psi (91.3 bar)

Efektif Wellbore Radius

 =  ×  −   = 0.477 ×  − rs = 0.0645 ft

60

Penentuan Laju Injeksi Asam Maksimum

. ×××(Prekah−Pres) = µ×  + . ×××(−)  =  . + .×.

Qi max

Qi max

Qi max = 6 bpm

Penentuan Volume Injeksi Asam Pada Casing

Diketahui : Ukurasan Casing

ID inch

OD inch

10 ¾

9.76

11.75

1167 mTVD

Gambar 4.2. Diagram Bor Sumur X-1

61

Ukurasan Casing

ID inch

OD inch

7

6.276

7.656

Persamaan yang digunakan untuk menentukan kapsitas volume asam pada casing : Tahapan Pre-Flush jumlah volume asam yang dibutuhkan dari kedalaman 1151-1573 mMD casing 10 ¾ dan 1573-1709 mMD casing 7 inch : Casing 10 ¾” :

 =   × ℎ × ϕ  =  ×(0.3355) × ((1573  1151) × 3.281) × 0.75  = 367   = 65  Casing 7”:

 =   × ℎ × ϕ  =  ×(0.1967) × ((1709  1573) × 3.281) × 0.75  = 41   = 7  Sehingga Vtotal untuk pre-flush adalah 72 barel.

Tahapan Main-Flush jumlah volume asam dari kedalaman 1151-1573 mMD casing 10 ¾ dan 1573-1709 mMD casing 7: Casing 10 ¾” :

 =   × ℎ ×   =  ×(0.4) × ((1573  1151) × 3.2 81) × 0.7 5  = 367   = 65  Casing 7”:

 =   × ℎ ×   =  ×(0.1967) × ((1709  1573) × 3.281) × 0.75  = 41   = 7  Sehingga Vtotal untuk main-flush adalah 72 barel.

62

Tahapan Post-Flush meiliki volume yang sama dengan Main Flush sehingga didapat volume total 408 ft 3 atau sama dengan 72 barel.

4.2.4. Komposisi Fluida Injeksi Pada Acid Wash

Setelah mengetahui jenis scale yang terbentuk dari sub bab sebelumnya maka asam pun dapat disusun. Untuk mengatasi pengendapan calsite  dan meminimalisir pengendapan garam-garam mineral, pengasaman yang dilakukan  pada sumur X-1 dengan 3 tahap, Pada Tabel 4.2 menjelasakan tentang rangkuman  pekerjaan acid wash.

Tabel 4.2. Rangkuman Pekerjaan Acid Wash

Acid Recipes

Sumur X-1

Pre-Flush

Main-Flush

Post-Flush

20% HCL

20%HCL-9% HF

6%HCL

1. Tahap Pre-flush, menggunakan HCl 20%, yang menggantikan air formasi dan melarutkan bahan karbonat. Tabel 4.7  menunjukkan komposisi additive.

Tabel 4.3. Komposisi Asam Pre-Flush Sumur X-1 ADDITVE

KONSENTRASI

Fresh Water

528 GPT

CI-27

15 GPT

Hy Temp-O

20 GPT

FERROTROL 210*

15 PPTG

FERROTROL 810*

433 PPTG

HCL 20%

433 GPT

FRW-14

4 GPT

63

2. Tahap Main-Flush, campuran 20%HCl- 9%HF yang bereaksi dengan batuan untuk membersihkan calsite  yang terdapat pada pipa produksi. Tabel 4.8 menunjukkan komposisi additive.

Menghitung Di ssolvin g Power (massa mineral yang di larutkan oleh



sejumlah massa asam

   

 min eral   MW min eral   asam  MW asam Untuk reaksi antara 100% HCl dengan CaCO 3

2HCL + CaCO 3 

CaCl2 + CO2 + H2O

MW CaC03 = 100.1 MW HCl = 36.5   100



110 0.1 2 36.5



1.37  

lbmCaCO3 lbmHCl 

Karna menggunakan HCl 20% maka :  ß20 = 0.20 (ß100 )= 0.274 lbCaCo3/lbm HCl



Menghitung Di ssolvin g Power V olu metr i c   (X)

SG HCl 20% = 1.1 Densitas CaCO3 = 169 lb/cuft

Maka: 3   lbCaCO3   (1.1)(62.4)(lb 20% HCl ) /( ft  20% HCl )    X 20  0.274  169(lbCaCO3) /( ft 3 CaCO 3)  lb 20% HCl     

 X 20  0.111

 ft 3 CaCO3  ft 3 20% HCl 

64

Tabel 4.4. Komposisi Asam Main-Flush Sumur X-1

ADDITVE

KONSENTRASI

Fresh Water

521 GPT

CI-27

15 GPT

Hy Temp-O

20 GPT

FERROTROL

50 PPTG

300* FERROTROL

20 PPTG

210* HF ACID

30 GPT

AF

320 GPT

HCL 20%

90 GPT

FRW-14

4 GPT

3. Tahapan Post-Flush menggunakan HCl 6%, digunakan untuk mendorong fluida treatment  yang masih ada di dalam casing agar seluruh asam masuk ke dalam formasi dan mengurangi waktu kontak dengan casing. Disamping untuk menjauhkan asam yang sudah terpakai jauh dari lubang sumur sehingga presipitasi yang terbentuk tidak akan banyak merusak.

4.2.5. Target Acid Wash

Sumur X-1 merupakan sumur miring dengan sudut kemiringan 35 0. Dapat dilihat pada Gambar 4.3 proyeksi target pengasaman pada Sumur X-1.

65

30” CONDUCTOR (AUGER) DRILLED AND CEMENTED @ 49 mMD 20” CASING K55 133 ppf,

30” CONDUCTOR @ 48 mMD KOP 79 mMD BOTTOM OF TIE BACK @

BTC SHOE @ 410 mMD / 404 10-3/4” TOL @ 800 mMD

26” HOLE TO @ 412 Mmd / 17-1/2” HOLE TO @ 822 mMD / 806 mTVD

20” CASING K55 133 ppf, BTC SHOE @ 410 mMD / 404

Scaling kalsium karbonat (CaCO3) terbentuk pada kedalaman 1167 m. Target pengasaman pada kedalanan 1167 m kebawah dengan suhu maksimum 7” TOL @ 1573 mMD

150 0C

10-3/4” PERF LINER K55 132  ppf, BTC SHOE @ 1595 mMD

12-1/4” HOLE TO @ 1595 mMD / 1335 mTVD mTVD

7” PERF LINER K55 26 ppf, BTC SHOE @ 1709 mMD

8-1/2” HOLE TO @ 1710 mMD / 1512 mTVD

Gambar 4.3. Proyeksi Target Acid Wash Sumur X-1

66

4.2.6. Pelaksanaan Acid Wash Di Lapangan

Berikut adalah tahap pelaksanaan Acid Wash di Sumur X-1:



Asam yang digunakan yaitu 20% HCL dan 9% HF.



Sebelum Asam diinjeksikan pompa di hentikan selama 2 menit.



10 bbl HCL 20% dipompakan melalui CT (Coiled Tubing) selama 2 menit lalu diikuti dengan menginjeksikan air 5-10 bbl juga melalui CT untuk mendorong asam menuju formasi dan mengurangi kontak asam dengan liner. Lalu pompakan air melalui annulus 60 l/s selama 15-20 menit untuk mendinginkan suhu < 150 0C. Ulangi prosedur ini hingga target interval terpenuhi dengan HCL 20%.



HF 9% dipompa melalui Coiled Tubing (CT) selama 2 menit diikuti dengan menginjeksikan air 5- 10 bbl melalui Coiled Tubing untuk mendorong asam menuju formasi dan mengurangi kontak asam dengan liner. Lalu pompakan air melalui annulus 60 l/s selama 15-20 menit untuk mendinginkan suhu < 150 0C. Ulangi prosedur ini hingga target interval terpenuhi dengan HF 9%.



Setelah injeksi di hentikan diperoleh waktu 7 menit suhu telah mencapai 150 0

C.

Total Acid volume Preflush HCl 20% = 200  bbls Main flush HF 9% = 100  bbls Post Flush 6% HCl

67

Gambar 4.4. Pelaksanaan Acid Wash Sumur X-1

4.3. Pembuatan Model Homogenous

Tahapan selanjutnya adalah pembuatan model matematis kehilangan tekanan. Model homogeneous yang dibuat dilakukan dengan metode bottom to up mulai dari dasar sumur hingga ke kepala sumur setiap interval tiga meter. Segmentasi ukuran 3 meter memberikan hasil yang lebih akurat dan baik, dalam  perhitungan maju ( forward calculation) maupun perhitungan iterative.. Hasil yang diperoleh dari pemodelan kehilangan tekanan dalam lubang sumur antara lain: 

Profil tekanan vs kedalaman



Profil temperatur vs kedalaman

4.3.1. Penyelarasan Tekanan dan Temperatur Sebelum Acid Wash

Proses penyelarasan tekanan dan temperatur pada dua kondisi yaitu sebelum dilakukan pekerjaan acid wash dan juga sesudah dilakukan pekerjaan acid wash. Hal ini dilakukan untuk mengetahui seberapa besar efektif pekerjaan acid wash terhadap sumur X-1. Untuk penyelarasan tekanan dan temperatur bahwa perubahan ukuran diameter lubang sumur memegang peranan penting terhadap proses penyelarasan tekanan dan temperatur pada sumur X-1. Maka hal pertama yang diubah adalah nilai dari ukuran casing pada sumur X-1. Data kondisi awal lubang sumur X-1 adalah sebagai berikut: Tabel 4.5. Geometri Sumur Sebelum Acid Wash

Kedalaman

Casing ID

Roughness

Casing ID

(m)

(m)

(m)

0

0

0.345

0.000045

13.583

821

821

0.255

0

10.039

1167

1167

0.196

0

7.717

1512

1512

68

Kendala yang dihadapai adalah kedalaman lubang sumur tersebut tertutup endapan sehingga alat ukur hanya mampu menembus kedalaman 1167. Lalu dibuat asumsi untuk dapat melakukan penyelarasan tekanan dan temperatur yaitu:



Zona produksi dianggap hanya satu ( single feedzone)



Lokasi feedzone berada pada kedalaman terdalam terukur



Perubahan diameter dianggap mewakili endapan yang terjadi di lubang sumur

Dari asumsi yang digunakan tersebut maka hasil dari proses penyelarasan dapat dilihat pada Tabel 4.6 dengan mengubah nilai diameter lubang sumur.

Tabel 4.6. Geometri sumur X-1 yang sudah dimodifikasi

Kedalaman

Casing ID

Roughness

Casing ID

(m)

(m)

(m)

0

0

0.342

0.000045

13.465

821

821

0.230

0

9.055

1167

1167

0.189

0

7.441

1512

1512

69

10

Pressure bara 20

15

25

30

35

0 200 D

400

e

600

p

800

t 1000 h 1200 , 1400 m 1600 1800 2000 Data_LD1

Model

Data_LU1

Gambar 4.5. Matching Tekanan Model Terhadap Data Aktual Sumur X-1

Temperatur 0C 150

160

170

180

190

200

210

220

230

240

250

260

0

D e p t h, m

200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 Data_LD1

Data_LU1

Model

Gambar 4.6. Matching Temperatur Model Terhadap Data Aktual Sumur X-1

Dari hasil penyelarasan tersebut, melakukan kembali proses tersebut pada kondisi setelah dilakukan acid wash.

70

4.3.2. Proses Penyelarasan Tekanan dan Temperatur Sesudah Acid Wash

Sama seperti yang dilakukan pada kondisi sebelum dilakukan acid wash. Survei tekanan temperatur dilakukan karena keterbatasan data sehingga digunakan data survey sebelumnya dengan memasukkan data laju alir yang sebesar 40 kg/s hasil setelah acid wash.

Tabel 4.7. Geometri sumur X-1 yang sudah dimodifikasi

Kedalaman (m)

Casing ID

Roughness

Casing ID

(m)

(m)

(m)

0

0

0.335

0.000045

13.189

800

800

0.255

0

10.039

1167

1167

0.196

0

7.717

1512

1512

Pada Tabel 4.8 dapat dilihat dengan mengubah parameter diameter casing untuk proses matching, prosesnya sama dengan saat melakukan matching pre acid wash.

Pressure bar 10

15

20

25

30

0 200

D 400 e 600 p 800 t 1000 h, 1200 m 1400 1600 1800 2000 Data_LD1

Model

Data_LU1

Gambar 4.7. Matching Tekanan Model Terhadap Data Aktual Sumur X-1

35

71

Temperatur 0C 150

160

170

180

190

200

210

220

230

240

250

260

0 200

D e p t h, m

400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 Data_LD1

Data_LU1

Model

Gambar 4.8. Matching Temperatur Model Terhadap Data Aktual Sumur X-1

4.4. Evaluasi Keberhasilan Berdasarkan Laju Produksi

Pada saat awal diproduksikan, Sumur X-1 berproduksi sebesar 30 kg/s uap dengan tekanan kepala sumur sebesar 13 barg. Setelah dilakukan pekerjaan acid wash,  sumur produksi X-1 mengalami kenaikan sebesar 10 kg/s sehingga menambah laju alir sebesar 40 kg/s.

70.0

improvement

60.0     )    s     / 50.0    g     k     ( 40.0    e    t    a    R30.0    s    s    a 20.0    M 10.0

sebesar 10 kg/s Kondisi Initial Natural Decline

0.0 22-Feb-08

6-Jul-09

18-Nov-10

1-Apr-12

14-Aug-13

Date

Gambar 4.9. Improvement Laju Produksi Sumur X-1 Setelah Acid Wash

72

Tabel 4.8. Produksi Sumur X-1 Sebelum Aci d Wash 

Data Produksi Parameter

Satuan

Nilai

Steam

kg/s

30

WHP

barg

13

Tabel 4.9. Produksi Sumur X-1 Sesudah Aci d Wash 

Data Produksi Parameter

Satuan

Nilai

Steam

kg/s

40

WHP

barg

13

4.5. Hasil Output Curve Pre dan Post Acid Wash

Berikut adalah hasil output curve pada Sumur X-1 sebelum dan sesudah acid wash :

Tabel 4.10. Harga Q Sebelum dan Sesudah Acid Wash Pada Berbagai Tekanan Whp

Q1

Q2

40

0

0

35

8

15

30

15

22

25

21

29

15

28

37

13

30

40

73

Output Curve 45 40 35    g    r 30    a     b25    H20    W    P15 10 5 0

Sebelum Acid Wash Sesudah Acid Wash

0

10

20

30

40

Laju Alir(Q) kg/s

Gambar 4.10. Output Curve Q vs Pwh

50