RESERVOIR GAS KONDENSAT WIWIEK JUMIATI-INSTITUT TEKNOLOGI SAINS BANDUNG
SILABUS • Penentuan isi awal gas di tempat dan isi awal kond ko nden enssat di te tem mpa patt de deng ngaan an anaali lisi siss ko komp mpos osis isii ters rseedia dan tidak tersed ediia. • Pene Penent ntua uan n ca cada dang ngan an (r (rec ecov over erab able le res eser erve ve)) ga gass da dan n kond ko nden ensa satt de deng ngan an la labo bola lato torry si simu mula lati tion on,, perhitungan flash dan korelasi empirik.
• Gas bumi adalah ca cam mpuran hidro rok karbon ri rin ngan dengan komponen utama uta many nyaa C1 at atau au me meta tana na.. Kan Kandu dung ngan an (f (fra raks ksii mo mol) l) C1 C1 did didal alam am suat su atu u re rese serv rvoi oirr da dapa patt be berb rbed edaa di diba band ndin ing g de deng ngan an re rese serv rvoi oirr la lain in.. • Kandungan C1 di di su suatu reservoir da dapat mencapai lebih dari 95%, teta te tapi pi ba bany nyak ak re rese serv rvoi oirr mem memil ilik ikii ka kand ndun unga gan n C1 han hanya ya 70 70% % atau atau bahkan kurang dengan komponen sisanya adalah C2, C3, C4, dst. plus seringkali gas non-hidrokarbon seperti N2, CO2, H2S, He. • Gas bumi pada kondisi awal didalam reservoir berbentuk fasa gas. • Gass bu Ga bum mi bi bila la di dipr prod oduk uksi sika kan n da dari ri da dala lam m re rese serv rvoi oirr ak akan an men engh ghaasi silk lkan an di per perm muk ukaa aan n ha hany nyaa gas sa saja at atau au ga gass dan dan ca cair iran an hidro hid roka karbo rbon n (k (kon onde dens nsat at), ), te terg rgan antun tung g da dari ri ko komp mpos osis isii ga gass it itu u di dida dala lam m reservoir. • Oleh Oleh ka kare rena na it itu, u, re rese serv rvoi oirr gas gas da dapa patt di dika kata tago gori rika kan n at atas as:: res reser ervo voir ir ga gass kering,, reservoir kering reservoir gas basah, basah, dan reserv reservoir oir gas kondensat kondensat..
Retrograde Gas
Properties Campuran Hidrokarbon
the pseudo-critical pressure & pseudo-critical temperature of gases correlation • Brown et al. (1948) presented in a graphical method. • Standing (1977) expressed this graphical correlation in the following mathematical forms: • Natural Gas Systems
• Gas-Condensate Systems
Pseudo-critical properties of natural gases
Properties PseudoReduced untuk Gas
• Untuk campuran faktor kompresibilitas (z) di generate sama dengan gas alam, dimana Z di plot dari fungsi pseudo reduced temperature Tpr dan pseudo reduced pressure Ppr
Faktor kompresibilitas untuk natural gas
Pengaruh komponen non hidrokarbon pada nilai Z • Komponen seperti H2S, CO2 mempunyai pengaruh yang signifikan terhadap nilai z. Jika perhitungan disamakan dengan tanpa adanya pengotor maka ada eror yang besar untuk hasil z. • Wichert dan Aziz membuat persamaan yang mempertimbangkan kedua gas tersebut.
• T'pc dan P'pc digunakan untuk menghitung Tpr dan Ppr. Nilai ε diperoleh dari grafik Wichert dan Aziz atau korelasi
Korelasi faktor adjustment(
Dimana: A= yH2S + yCO2 B=fraksi mol H2S (yH2S) dalam campuran
Metode koreksi Carr-Kobayashi-Burrows (1954) • Prosedur simpel untuk adjustment properties pseudocritical dari gas alam ketika komponen non hidrokarbon muncul. • Metode ini dapat digunakan ketika komposisi gas alam tidak tersedia.
Faktor adjustment untuk non hidrokarbon gas (Wichert & Aziz)
INTRODUCTION • Pentingnya mempelajari reservoar gas kondensat karena kebutuhan energi yang semakin tinggi. Dan semakin dalam kegiatan drilling pada reservoar. • Reservoar gas kondensat biasanya terjadi pada tekanan di bawah 2000 psi dan temperatur di bawah 100 oF. • Paling banyak diketahui reservoar gas kondensat berada pada range 3000 sampai 6000 psi dan suhu 200 sampai 400 oF. • Tipe gas kondensat adalah wet gas dan retrogade condensate. Pada saat di reservoar keduanya merupak single-phase perbedaannya adalah adanya gas yang terkondensasi pada tipe retrogade.
• Klasifikasi awal dapat ditentukan dengan peforma reservoar pada kondisi awal yaitu GOR>15000 scf/STB sedangkan P<8000 dan T<225 oF tidak akan ada liquid yang terbentuk di reservoar. • Ketika GOR berada diantara 6000-15000 scf/STB maka reservoar merupakan retrogade. • Jika GOR antara 3000-6000 scf/STB reservoar bisa merupakan volatile oil atau condensate retrogade. • Produksi awal GOR dibawah 3000 scf/STB reservoar berisiminyak atau volatile. • Ada juga reservoar gas retrogade dengan GOR kurang dari 2000 scf/STB namun ini merupakan kombinasi dengan tekanan melebihi 8000 psia, temperatur moderat dan konsentrasi yang tinggi antara C2 sampai C6.
• Banyak dari reservoar gas yang memproduksikan liquid hidrokarbon (kondensat). • Sehingga properties dan komposisi gas di permukaan tidaklah sama dengan reservoar gas. • Jika fase liquid terbentuk di reservoar maka metoda perkiraan properties liquid harus diperkirakan dengan cara khusus. • Karena kemungkinan komposisi eror juga keterbatasan volume yang diperoleh, sampling subsurface jarang digunakan dalam reservoar gas kondensat. • Teknik sampling surface biasa digunakan setelah periode aliran telah stabil. • Selama periode aliran stabil volume liquid dan gas di produksikan di facilities pemisahan di permukaan lebih akurat terukur dan sampel fluida dikombinasikan pada proporsi ini.
Tabel Komposisi Fluida Reservoar
em sa an permu aan engan ua dan tiga kompartemen
Metoda sampling fluida reservoar • Metode pengambilan langsung di bawah permukaan ( Direct Subsurface Sampling ) • Metode rekombinasi permukaan ( Surface Recombination Sampling ) • Metode aliran-terpisah ( Split - stream Sampling)
Metode pengambilan langsung di bawah permukaan
Metode rekombinasi permukaan
Proses Analisis Sampel • Komposisi hidrokarbon dari sampel separator diperkirakan dengan chromatografi atau distilasi fraksional pada temperatur rendah atau kombinasi keduanya. • Sampel gas dan liquid di kombinasikan dengan rasio yang tepat untuk memperoleh komposisi well stream. • Seringnya, gas yang berada di permukaan diproses dan dihilangkan dan komponen hidrokarbon yang lebih berat dari metana. • Produk liquid tersebut di ekspresitasikan dalam galon liquid per MSCF atau gal/MSCF atau GPM
e om nas ar sur ace u a (komposisi diketahui)
• Liquid dan gas yang berada dipermukaan dikombinasikan untuk memperkirakan properties dari gas di reservoar. • Rekombinasi dilakukan dengan menghitung komposisi fluida di permukaan yang diketahui dari: - komposisi permukaan yang diketahui - komposisi separator yang diketahui
Perhitungan komposisi gas • Komposisi reservoar gas dapat dihitung dari: - Stok tank liquid - Separator as - Stok tank vent gas • Jumlah GOR harus diketahui juga • Perhitungan rekombinasi simulasi laboratorium jumlah liquid dan gas diindikasikan dengan GOR. • Ketika komposisi reservoar gas telah dihitung, properties fisik dapat dihitung untuk dry gas.
Perhitungan gas (Komposisi di permukaan) 1. Menghitung Apparent Molecular weight (AMW) dan Density stok tank liquid (ρSTO)
2. Konversi GOR menjadi lb mole gas/lb mol stok tank liquid. 3. Menghitung mole farksi dari rekombinasi gas reservoar
Contoh soal: komposisi permukaan
SOLUSI
Perhitungan stok tank density liquid
Konversi GOR menjadi lb mol gas/lb mol stok tank liquid
Meng Me nghi hitu tung ng ko komp mpos osis isii de deng ngan an re reko komb mbin inas asii ga gas s re rese serv rvoa oar r
Rekombinasi (komposisi separator Rekombinasi diketahui) • Seringkali sampel gas dan liquid diambil diambil dari separator primer. • Terkadang GOR separator separator yang yang diberikan diberikan dalam dalam scf/STB yang harus dikonversi ke dalam scf/sp bbl dengan membagi rasio dari volume liquid separator menjadi volume Stok tank liquid dimana normalnya sebagai bagian b agian analisis komposisi
Cont Co ntoh oh so soal al ko komp mpos osis isii se sepa para rato torr di dike keta tahu huii
Komposisi separator
Prosedur Perhitungan
1. 2. 3. 4.
Hitung GOR separator. Hitung AMW dan densitas liquid pada kondisi separator Konversi GOR dalam lb mol SP gas/lb mol separator liquid Hitung komposisi rekombinasi gas reservoar
Solusi
Konversi GOR menjadi lb mol SP gas/lb mol separator liquid
Perhitungan komposisi gas reservoar rekombinasi
Rekombinasi fluida di permukaan /surface (komposisi tidak diketahui) • Jika analisis komposisi tidak tersedia, kita harus menggunakan data produksi untuk memperkirakan sg dari gas reservoar. • Properties reservoar gas lainnya dihitung menggunakan SG. • Perkiraan SG dapat dilakukan ketika: -
Properties dan jumlah seluruh aliran gas di permukaan diketahui.
-
Hanya properties gas dari separator primer diketahui.
Separator gas ,properties stok tank vent bila diketahui • Sg rata-rata rata-rata dari dari fluida sumur total (untuk (untuk 2&3 stage sistem separator).
• GOR (untuk (untuk sistem separator 2 dan dan 3 tingkat) tingkat) .
Basis 1 stok tank barrel • Massa res reservoa ervoarr gas gas dalam dalam pou pounds nds • Massa gas rese reservoar rvoar dalam lb mol • Sg res reserv ervoar oar ga gass • Jika berat berat molekul molekul stok tank liquid tidak diketahu maka dapat diperkirakan:
Contoh Cont oh so soa al rek ekom omb bin inas asii flu luid ida a pe perm rmuk uka aan da dan n ko komp mpos osiisi tid idak ak diketahui
Solusi SG rata2 untuk fluida sumur total
Menghitung berat molekul stok tank liquid
SG gas reservoar
Properties stok tank tidak diketahui • Terkadang sistem separasi tiga tingkat, jumlah di separator kedua tidak diketahui, sehingga.
• Volume ekivalen (VEQ) adalah volume separator gas kedua dan stok tank gas dalam scf/STB ditambah volume dalam scf yang dipenuhi liquid dimana sebelumnya berbentuk gas.
• The additional Gas Produced (AGP) berhubungan dengan massa gas yang diproduksikan dari separator kedua dan stok tank.
Contoh soal properties stok tank tidak diketahui
Solusi • Hitung VEQ
• Hitung AGP
• Menghitung SG gas reservoar
Faktor volume formasi wet gas • Faktor volume formasi wet gas adalah volume wet gas berasosiasi dengan jumlah gas dan liquid di permukaan. • Unit:Barrel gas pada kondisi reservoar/barel stok tank liquid.
Formasi volume fakto dari wet gas (komposisi permukaan diketahui) • Hitung komposisi dari reservoar gas. • Menghitung formasi volume faktor wet gas dari volume gas pada reservoar dan volume stok tank liquid.
Contoh soal menghitung Bg wet gas dengan komposisi permukaan diketahui
Solusi • Menghitung properties pseudocritical dari gas:
• Menghitung Z faktor dan volume molar gas reservoar:
• Menghitung volume stok tank liquid dari 1 lb mol reservoar gas:
• Menghitung faktor volume formasi wet gas:
Faktor volume formasi wet gas (jika komposisi tidak diketahui) • Bila komposisi tidak diketahui, Bwg dapat dihitung dari VEQ. • Hanya GOR dari separator pertama yang dibutuhkan. • Jumlah GOR dari separator pertama dan VEQ dalam SCF reservoar wet gas dibutuhkan untuk menghasilkan 1 STB liquid.
Contoh soal menghitung Bg wet gas bila komposisi tidak diketahui
Solusi
Plant Produk • Proses di surface untuk mengganti dan mencairkan HC intermediate dipandang ekonomis. • Jumlah produk liquid yang diperoleh dalam Gallon per MSCF gas proses (GPM).
Adjusting untuk produksi liquid • Produksi liquid atau kondensat dapat dikonversi menjadi ekivalen gas dengan asumsi liquid seperti ideal gas ketika gas produksi teruapkan. • Berat molekul kondensat.
• Ekivalen gas dari produksi hidrokarbon liquid. • Ekivalen gas dari prodksi air
Contoh soal Adjusting produksi liquid
Solusi
Kadar air gas alam dengan koreksi salinity dan gravity
Volumetrik reservoar wet gas dan kondensat gas • Total initial gas in place termasuk gas dan ekivalen gas dari produksi hidrokarbon liquid (GT)
• Gravity gas (ɣW) dari rekombinasi sistem separasi 2 dan 3 tingkat. Impurities < 20% (Gold et al.)
Berat molekul stok tank liquid (Mo):
Jika produksi gas dari low separator dan stok tank tidak diukur. additional produksi gas (AGP atau Gpa) & ekivalen uap dari separator liquid tingakt pertama (Veq) dapat digunakan untuk menghitung gravity gas:
PseudoCritical propertis gas alam
Faktor kompresibil itas untuk gas alam (Standing dan Katz)
Gas formasi volume faktor (Bg)
Konversi
Fraksi total initial gas in place yang terproduksi dalam fasa gas di permukaan:
Original oil (kondensat) in place (N)
Contoh soal menghitung cadangan volumetrik
Solusi
Penentuan Isi Awal Gas di tempat dan isi awal kondensat di tempat • Jumlah awal gas dan kondensat di dalam reservoar dapat dihitung dengan unit volume dengan dua metode yaitu analisis komposisi yang tersedia (lebih akurat) dan analisis komposisi tidak tersedia (jika data yang tersedia terbatas).
Penentuan apabila analisis komposisi tidak tersedia Menghitung total massa fluida m w
Menghitung total mol fluida pada I barel minyak (nt)
Menghitung berat molekul total fluida
Menghitung spesifik gravity dari fluida Mw/28.97:
Perhitungan jika berat molekul tanki tidak diketahui
Contoh soal
Solusi
Penentuan jika analisis komposisi tersedia Jika analisis komposisi dari gas dan liquid separator tersedia maka Zfactor yang dihitung lebih akurat.
Contoh soal analisis komposisi tersedia
Solusi
Penentuan cadangan recoverable reserve • Ketika jumlah awal hidrokarbon di tempat telah dapat dihitung penting untuk menghitung jumlah gas dan kondensat yang dapat diambil atau recoverable. • Tiga metoda untuk memperkirakan kinerja pengosongan reservoar secara volumetrik adalah:1. Simulasi laboratorium. 2. Perhitungan dengan flash. 3. Korelasi empirik. • Metode yang paling akurat adalah no.1
Recovery dengan simulasi laboratorium • Prosedur perhitungan ini mengasumsikan bahwa proses pemisahan adalah differential proses yaitu tidak ada fase liquid yang terbentuk di reservoar. • Keadaan terjadi pada kondisi tekanan dan temperatur di atas titik embun. • Gas yang diambil akan menurunkan tekanan dengan inkremen yang beralasan dengan asumsi tekanan abandon. • Setiap inkremen dari gas yang diambil dianalisa perkiraan setiap komposisinya dan dihitung volumenya. • Perubahan komposisi dengan penurunan tekanan diilustrasikan pada gambar 8-6
• Recovery liquid dari gas inkremen yang diproduksikan dari sel dengan melewatkan gas melalui small-scale separators atau dihitung dari komposisi untuk metode pemisahan di lapangan atau dihitung dari metode gasoline plant. • Recovery liquid dari pentana plus hasilnya akan lebih besar dengan metoda gasoline plants dibandingkan metode pemisahan lapangan (field separation). • Dan hasilnya akan lebih besar lagi untuk propana dan butana yang umumnya disebut LPG.
Contoh soal metode simulasi laboratorium
Solusi contoh 8.3
Recovery dengan metoda flash • Dengan tidak adanya data laboratorium untuk sistem gas-kondensat yang spesifik, perkiraan deplesi tekanan dapat diperoleh dengan rasio keseimbangan uap dan cairan (vapor-liquid equilibrium ratios) untuk menghitung total dua fasa ketika komposisi total gas-kondensat diketahui. • Multikomponen hidrokarbon gas dan liquid berada dalam tekanan yang sama. Hidrokarbon ringan terlarut dalam fase cair dan hidrokarbon berat menguap dalam fase gas.
Prosedur step-by-step untuk memperkirakan performa gas kondensat menggunakan rasio keseimbangan
1. Asumsikan komposisi sebenarnya yang diketahui dari tekanan sebenarnya (dan volume) dengan tekanan yang lebih kecil dimana komposisi dan jumlah mol dari fase cair dan gas dihitung dengan menggunakan nilai k yang tersedia. 2. Perkirakan volume dari setiap fasa menggunakan metoda ini. 3. Asumsi jumlah fasa uap yang terambil pada kondisi tekanan konstan untuk mengetahui gas yang tersisa plus fase cair pada reservoar yang dianggap volume konstan.
• Yang flash metode keseimbangan belom dimasukkan ke slide dale beggs bab 2
4. Asumsikan komposisi sebenarnya yang diketahui dari tekanan sebenarnya (dan volume) dengan tekanan yang lebih kecil dimana komposisi dan jumlah mol dari fase cair dan gas dihitung dengan menggunakan nilai k yang tersedia. 5. Dengan menggunakan komposisi total yang baru dari langkah 4 , hitung sistem flash untuk tekanan yang lebih rendah lagi dan ulangi dari langkah pertama.
Recovery dengan korelasi empirik • Ketika data laboratorium tidak tersedia hal yang mungkin untuk menggunakan hasil dari Jacoby, Koeller dan Berry. • Metoda ini berguna untuk memperkirakan produksi kondensat dan gas dalam analisis laboratorium
Kalkulasi ultimate recovery minyak dengan tekanan saturasi 500 psi
Np = Kumulatif stok tang produksi minyak dari tekanan titik embun 500 psia. Bbl stock tank oil/bbl HCPS, Ri = gor separator awal, scf/STB oil, T = temperatur reservoar, oF o API=initial stock tank garavity oil
Kalkulasi gas-in-place pada tekanan saturasi
G = total gas-in-place primary separator awal, scf pd,b = tekanan saturasi (titik embun atau titik gelembung), psia
Pengaruh water drive
Latihan Hitungan jumlah cadangan oil in place dan gas in place apabila tidak ada komposis
Rework contoh soal di Craft Hawkins untuk perhitungan cadangan gas kondensat apabila komposisi tersedia.
