MATERIAL PENGGANJAL (PROPPANT) Proppant merupakan material untuk mengganjal agar rekahan yang terbentuk tidak menutup kembali akibat closure pressure ketika pemompaan dihentikan dan diharapkan mampu berfungsi sebagai media alir yang lebih baik bagi fluida yang diproduksikan pada kondisi tekanan dan temperatur reservoar yang bersangkutan. Pemilihan proppant akan menentukan konduktivitas rekahan (wkf), dimana : Konduktivitas rekahan = Lebar rekahan x Permeabilitas Sehingga semakin kontras permeabilitas di rekahan, akan semakin besar pula produktivitas tanpa mengesampingkan segi ekonomis dalam pemilihan proppant atau ukuran rekahan. Semakin keras formasinya, maka diperlukan proppant yang makin keras. Hal-hal yang harus diperhatikan dalam pemilihan proppant antara lain : Ukuran butir (granularitas) Distribusi (uniform) Kualitas (kandungan impurities) Derajat kebundaran dan kehalusan permukaan butirannya (roundness dan sphericity) 1. Jenis Proppant Beberapa jenis proppant yang umum digunakan sampai saat ini adalah pasir alami, pasir berlapis resin (Resin Coated Sand), dan proppant keramik (Ceramic Proppant). 1. Pasir Alami Berdasarkan sifat-sifat fisik yang terukur, pasir dapat dibagi ke dalam kondisi baik sekali, baik, dan dibawah standart. Golongan yang paling baik menurut standart API adalah premium sands yang berasal dari Illinois, Minnesota, dan Wisconsin. Biasanya disebut ‘Northern Sand”, “White Sand”, “Ottawa Sand”, atau jenis lainnya misalnya “Jordan Sand”, dimana jenis-jenis ini memiliki ciri well rounded, kadar quartz tinggi, sanggup menahan berat, SG = 2.65. Golongan yang baik juga berasal dari Hickory Sandstone di daerah Brady, Texas, yang memiliki warna lebih gelap daripada pasir Ottawa. Umumnya disebut “Brown Sand”, “Braddy Sand”, atau “Hickory Sand”, dimana jenis-jenis ini memiliki ciri angular, kadar quartz tinggi, sanggup menahan berat, SG = 2.65 serta memiliki kelebihan harganya yang lebih murah dibanding pasir Ottawa. 2. Pasir Berlapis Resin (Resin Coated Sand) Lapisan resin akan membuat pasir memiliki permukaan yang lebih rata (tidak tajam), sehingga beban yang diterima akan terdistribusi lebh merata di setiap bagiannya. Ketika butiran proppant ini hancur karena tidak mampu menahan beban yang diterimanya, maka butiran yang hancur tersebut akan tetap melekat dan tidak tersapu oleh aliran fluida karena adanya lapisan resin. Hal ini tentu saja merupakan kondisi yang
diharapkan, dimana migrasi pecahan butiran (fines migration) penyebab penyumbatan pori batuan bisa tereliminasi. Proppant ini sendiri terbagi menjadi dua jenis, yaitu : a. Pre-cured Resins Berat jenisnya sebesar 2.55 dan jenis ini dibuat dengan cara pembakaran dalam proses pengkapsulan. b. Curable Resins Penggunaan jenis ini lebih diutamakan untuk menyempurnakan kestabilan efek pengganjalan. Maksudnya adalah proppant ini dinjeksikan dibagian belakang (membuntuti slurry proppant) untuk mencegah proppant mengalir balik ke sumur (proppant flow back). Setelah membeku, proppant ini akan membentuk massa yang terkonsolidasi dengan daya tahan yang lebih besar. 3. Proppant Keramik (Ceramic Proppant) Proppant jenis ini dikelompokkan menjadi empat golongan sebagai berikut : a. Keramik berdensitas rendah (Low Density Ceramic) Jenis ini memiliki berat jenis hampir sama dengan pasir (SG = 2.7), memiliki kemampuan untuk menahan tekanan penutupan (Clossure pressure) sampai 6000 psi, serta banyak digunakan di Alaska. b. Keramik berdensitas sedang (Inter mediate Ceramic) Jenis ini lebih ringan dan lebih murah dibandingkan Sintered Bauxite, memiliki specific gravity 3.65. Karena harganya yang mahal maka proppant ini hanya digunakan untuk mengatasi tekanan yang benar-benar tinggi. Proppant jenis ini mampu menahan tekanan sebesar 12000 psi, biasa digunakan untuk temperatur tinggi dan sumur yang sour (mengandung H2S). c. Resin Coated Ceramic Suatu jenis baru yang merupakan kombinasi perlapisan resin dan butiran keramik. Jenis ini terbukti memberikan kinerja yang lebih baik. Khusus untuk resin coated proppant, variasi yang dimunculkan semakin banyak. Resin Coated Ceramic memiliki ketahanan terhadap closure pressure sebesar 15000 psi dan temperature hingga 450 oF. 2.
Spesifikasi Ukuran Proppant Alasan pentingnya ukuran dan distribusi proppant dalam operasional hydraulic fracturing, adalah : Bridging, agar bisa mulus maka dipakai patokan ukuran lebar rekahan harus sekitar empat kali ukuran proppant Cocok dengan ukuran perforasinya Konduktivitas merupakan fungsi dari ukuran proppant 3.
Konduktivitas Rekahan Sifat fisik proppant yang mempengaruhi besarnya konduktivitas rekahan antara lain : 1. Kekuatan proppant, apabila rekahan telah terbentuk maka tekanan formasi akan cenderung untuk menutup kembali rekahan tersebut yang dinotasikan sebagai closure stress (stress yang diteruskan
2. 3. 4. 5.
formasi kepada proppant pada waktu rekahan menutup, yang besarnya = {(Gf x D)-Pwf}). Sehingga proppant harus dapat menahan closure stress tersebut. Ukuran proppant, dimana semakin besar ukuran proppant, biasanya memberikan permeabilitas yang semakin baik. Kualitas proppant , dimana prosentase kandungan impurities yang besar dapat memberikan pengaruh pada proppant pack. Bentuk butiran proppant, semakin bulat dan halus permukaannya, semakin tahan tekanan. Konsentrasi (densitas) proppant , yang akan berpengaruh dalam transportasi proppant dan penempatannya dalam rekahan, dimana proppant dengan densitas yang tinggi akan membutuhkan fluida berviskositas tinggi untuk mentransport ke dalam rekahan.
4.
Transportasi Proppant Penempatan proppant dalam rekahan dipengaruhi oleh faktor-faktor seperti kecepatan pengendapan proppant (settling), waktu penempatan pad dan proppant, serta tinggi maksimum ruang rekahan yang dapat ditempati proppant. Secara matematis perhitungan untuk faktor-faktor di atas adalah sebagai berikut : 1. Kecepatan pengendapan proppant (vset) : v set
3n'.d p . p f 2n'1 .d p 72.K'. 2n'1 108 n'
1 n'
.....................................................(34)
2. Waktu pengendapan proppant (tset) : Adalah waktu mengendapnya proppant didalam rekahan. t set
hf 60.v set
.......................................................................................
(35) 3. Tinggi maksimum pengendapan proppant (hfp) h fp h f
(36)
v set .t prop 2
............................................................................
