dentifikasi 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 har harus us diid diidenti entifika fikasi si seca secara ra din dinii untu untuk k dap dapat at dit ditang angani ani seb sebelu elum m prob problem lem terj terjadi adi mau ma upun setela lah h terj rja adi. Penan ang ganan pro rob ble lem m produk uks si 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 Problem coning baik gas maupun air . Menurunnya laju produksi Problem emulsi Problem scale Problem korosi Problem parafin
-
-
+.
!ebab " sebab Problem Produksi Prob Pr oblem lem pro produk duksi si ya yang ng te terja rjadi di sa sang ngat at be berg rgan antun tung g pa pada da ka kara rakte kteris ristik tik ba batua tuan n reservoir, reservo ir, karakteristik karakteristik fluida reservo reservoir, ir, dan kondisi reservo reservoir ir itu sendiri. #leh karena itu faktor-faktor diatas manjadi acuan untuk mengetahui sebab-sebab terjadinya problem produksi. $epasiran !ebab " sebab dari terproduksinya pasir berhubungan dengan : %enaga %e naga 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, karen ka rena a mel melaru arutka tkan n mat mater erial ial pe peny nyeme emen n ata atau u pe peng ngura urang ngan an gay gaya a ka kapil piler er de deng ngan an meningkatnya saturasi air. Penu Pe nuru runa nan n te teka kana nan n re rese serv rvoi oirr, de deng ngan an pe penu nuru runa nan n in inii ak akan an me meng ngga gang nggu gu si sifa fatt penyemenan antar batuan. &kut terproduksinya terproduksinya pasir pada operasi produks produksii menimbulka menimbulkan n 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. )al ini berarti pekerjaan komplesi sumur menjadi perhatian kritis dalam *ona-*ona kepasiran. erdasarkan kemudahan pasir ikut terproduksi maka formasi batupasir dibedakan ke dalam tiga jenis sebagai berikut : uicksand Pada Pa da for formas masii je jenis nis ini ika ikata tan n an antar tar bu butir tiran an pas pasir ir le lemah mah seh sehing ingga ga mud mudah ah be berge rgerak rak bersama-sama fluida produksi 'tersuspensi oleh fluida(. Pasir ini ikut terproduksi secara kontinyu dengan kapasitas kepasiran tetap selama kapasitas produksi fluida juga tetap. &kut 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. . Packed !and ormasi 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. &kut 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 '/ambar 0.+.(. 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. 0. riable !and Pada formasi pasir jenis ini ikatan antar butirnya nampak cukup kuat tetapi pada kenyataannya butiran pasair dapat tererosi oleh fluida yang terproduksi. !ama halnya packed sand, jenis friable sand bisa menyebabkan terbentuknya rongga-rongga di sekeliling lubang perforasi. $epasiran berkurang dengan terbentuknya lengkungan pasir dengan kestabilan lemah. 1untuhnya lengkungan pasir menyebabkan kepasiran dalam jumlah besar. !elain kekuatan formasi 'kemampuan formasi untuk menahan butiran pasir untuk tetap pada tempatnya( maka faktor lain yang menyebabkan kepasiran adalahsebagai berikut : +.
.
+.
.
0.
%ingginya kapasitas produksi fluida gaya seret fluida yang bekerja pada lengkungan kestabilan pasir juga tinggi. 2ika penurunan tekanan telah mele3ati batas kestabilan lengkungan pasir, maka lengkungan kestabilan menjadi runtuh. 4engkungan kestabilan yang lebih kecil umumnya lebih kuat 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. aktor "faktor yang mempengaruhi rusaknya kestabilan formasi pasir tercakup dalam sifat batuan itu sendiri disamping pengaruh fluida, faktor " faktor tersebut adalah: $ecepatan aliran5 adalah fungsi penurunan tekanan aliran formasi. !emakin 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 !ementasi batuan5 faktor sementasi tergantung pada tingkat konsolidasi batuan. ormasi dengan faktor sementasi lebih kecil dari +,6 merupakan formasi yang tidak stabil dan sering terjadi problem kepasiran pada formasi ini. $andungan lempung formasi5 Pada umumnya formasi pasir mengandung lempung sebagai matrik atau semen batuan dan kadar clay lining akan bertambah besar jika diameter pori " pori mengecil. iasanya lempung mempunyai sifat yang basah air atau 3ater 3et, sehingga apabila air bebas mele3ati formasi yang mengandung lempung akan menimbulkan dua akibat5 lempung menjadi lembek dan gaya adhesi dari fluida yang mengalir terhadap material yang dilaluinya akan naik. Akibatnya , butiran pasir
7.
+.
. 0.
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. Migrasi butir " butir halus5 butir " butir halus formasi didefinisikan oleh Muecke adalah butir " butir halus yang dapat mele3ati saringan mesh terkecil, yaitu 788 mesh atau 09 µm, diendapkan se3aktu terbentuknya batuan dan masuk ke dalam formasi pada 3aktu operasi pemboran dan komplesi sumur. Material padat yang sangat halus ini terdapat di dalam ruang pori " 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. $arena 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.. $epasiran dapat menghambat kelangsungan operasi produksi, baik pada sumur atau di permukaan. $epasiran menimbulkan problem sebagai berikut : $apasitas produksi turun dratis akibat naiknya butiran pasir tersuspensi dalam fluida produksi. aktor lainnya antara lain : tersumbatnya lubang perforasi dan pipa salur di permukaan. Pembengkokan selubung atau liner akibat terbentuknya rongga-rongga di sekitar lubang perforasi karena pasir terproduksi terus-menerus ke permukaan. Pengikisan atau erosi pada peralatan produksi di ba3ah permukaan dan di permukaan pada choke atau di persimpangan pipa salur.
oning %erproduksinya air atau gas yang berlebihan tidak hanya menurunkan produksi minyak, tetapi juga dapat mengakibatkan sumur ditutup atau ditinggalkan sebelum 3aktunya. !elain itu terproduksinya air atau gas yang berlebihan akan menyebabkan proses pengolahan selanjutnya menjadi lebih sulit. %erproduksinya air atau gas berlebihan dapat disebabkan karena: +. Pergerakan air atau posisi batas air " minyak telah mencapai lubang perforasi. . Pergerakan gas atau batas gas " minyak telah mencapai lubang perforasi. 0. %erjadinya water fingering atau gas fingering +. ;ater oning ;ater coning didefinisikan sebagi gerakan vertikal dari air yang memotong bidang perlapisan formasi produktif seperti terlihat dalam /ambar 0.. ;ater coning tidak akan memotong penghalang permeabilitas vertikal kecuali pada rekahan alami atau buatan. ;ater coning yang tinggi sering terjadi pada reservoir terumbu karang atau reservoir lain yang memiliki permeabilitas relatif air yang tinggi. ;ater coning terjadi karena produksi sumur melebihi kondisi aliran kritis sehingga air yang berada di a
/as coning atau terproduksinya gas secara berlebihan yang berasal dari gas terlarut dalam minyak, tudung gas primer atau sekunder dan aliran gas dari *ona gas di atas atau di ba3ah *ona minyak. /ambar 0.0. memperlihatkan kelakuan rasio gas=minyak '/#1( dari reservoir minyak berhubungan dengan jenis mekanisme pendorong. Pada reservoir bertenaga dorong gas terlarut terjadi kenaikkan saturasi gas '! g( akibat penurunan tekanan selama pengambilan minyak. 2ika gas terlarut dalam minyak terbebaskan, maka gas mengalir menuju sumur dan menjadi fluida yang paling mobil karena tekanan yang terus-menerus. 2ika 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 ba3ah *ona minyak terjadi karena adanya selubung yang pecah, pecahnya semen dan rekahan-rekahan yang berhubungan dengan *ona gas. >mulsi
+. . 0.
+. .
+.
.
0.
>mulsi adalah campuran dua jenis cairan yang tidak dapat campur. Dalam emulsi salah satu cairan dihamburkan dalam cairan lain berupa butiran-butiran yang sangat kecil. $ondisi-kondisi yang menyebabkan terbentuknya emulsi adalah sebagai berikut : Adanya dua macam *at cair yang tidak saling campur pada kondisi tertentu. Adanya *at koloid yang membantu terbentuknya emulsi ' emulsifying agent (. Adanya agitasi 'pengadukan( yang mampu menghamburkan salah satu cairan menjadi tetes-tetes ' droplet ( dalam cairan yang lainnya. >mulsi kental memiliki jumlah oksigen droplet yang dihamburkan dalam cairan lebih banyak dan emulsi encer adalah sebaliknya. >mulsi semacam itu ditinjau dari viskositasnya. !edang berdasarkan fasanya maka emulsi dibagi menjadi dua yaitu : Air dalam emulsi minyak ' water in oil emulsion ( jika minyak sebagai fasa eksternal dan air menjadi fasa internal. Minyak dalam emulsi air ' oil in water emulsion ( jika sebaliknya. $estabilan emulsi merupakan ketahanan emulsi terhadap tenaga yang memecahkan emulsi. $estabilan emulsi tergantung pada faktor-faktor berikut ini : >mulsifying agent yang merupakan faktor penentu kestabilan emulsi. %anpa emulsifying agent tidak akan terjadi emulsi yang stabil karena tenaga emulsifying agent berpengaruh pada kestabilan emulsi. ?iskositas yang merupakan sifat keengganan fluida untuk mengalir. Minyak bervikositas tinggi cenderung menahan butiran air dalam jumlah besar. Minyak bervikositas tinggi membutuhkan 3aktu yang lebih lama untuk melepaskan droplet air. !pecific gravity '!/( yang merupakan berat *at dalam cairan per satuan volume tertentu. Perbedaan !/ yang besar menyebabkan 3aktu pemisahan emulsi lebih cepat sehingga minyak berat '!/ besar, 8 AP& kecil( cenderung menyimpan droplet air lebih lama.
7. 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. @mur emulsi sejalan dengan 3aktu dimana masih terdapat prosentase air dalam minyak maka emulsi lebih stabil dan sukar diperlakukan. Pengendapan !cale >ndapan scale adalah endapan mineral yang terbentuk pada bidang permukaan yang bersentuhan dengan air formasi se3aktu minyak diproduksikan ke permukaan. %imbulnya endapan scale tergantung dari komposisi air yang diproduksikan. @ntuk lebih jelasnya dapat dilihat reaksi pembentukan scale di ba3ah ini : +. al Ba!#7 a!#7 Bal scale barium sulfat dengan air tak kompatibel. . !rl Mg!#7
!r!#7 Mgl scale strontium sulfat dengan air tak
kompatibel. 0. al Ba!#7
a#7 Bal scale gipsum dengan air tak
kompatibel dan supersaturasi. 7. Ba)#0 al
a#0 Bal # ) # scale kalsium karbonat
dengan air tak kompatibel. C. a')#0( a#0
+.
.
0.
7.
#
)#
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. 2ika kelarutan ion terlampaui maka komponen menjadiu terpisah dari larutan sebagai padatan, dan membentuk endapan scale. !ebab-sebab terjadinya endapan scale antara lain : 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. 2ika dua macam air ini bercampur maka terjadi ion-ion yang berlainan sifat tersebut sehingga menyebabkan terbentuknya *at baru tersusun atas kristal-kristal atau endapan scale. Penurunan tekanan !elama 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 # jadi terlepas dari ion-ion bikarbonat. Pelepasan # menyebabkan berubahnya kelarutan ion yang terkandung dalam air formasi sehingga mempercepat terjadinya endapan scale. Perubahan temperatur !ejalan 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 . aktor-faktor lainnya
Agitasi menyebabkan terjadinya turbulensi aliran, sehingga endapan scale lebih cepat terbentuk. !emakin lama 3aktu kontak semakin besar pula endapan scale yang terbentuk. !emakin besar p) larutan mempercepat terbentuknya endapan scale. Pengendapan Parafin dan Aspal %erbentuknya 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. $ristal-kristal lilin yang menjarum berhamburan dalam minyak mentah saat berbentuk kristal-kristal tunggal. ahan 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 ba3ah titik cair parafin, sehingga timbul parafin dan aspal. %erlepasnya gas dan hidrokarbon ringan dari minyak mentah bisa menyebabkan penurunnan kelarutan lilin, sehingga terbentuk endapan parafin dan aspal. /#1 yang tinggi dapat mempercepat terbentuknya endapan parafin dan aspal. $orosi 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. esi umumnya mudah bersenya3a dengan sulfida dan oksigen, sehingga korosi yang dihasilkan berupa feri oksida. @ntuk itu adanya anggapan bah3a korosi merupakan reaksi antara besi dengan oksigen atau hidrogen sulfida sebagai berikut : 7 e 0 # e#0 'karat( e )!
e! ) 'karat(
esi tidak bisa bereaksi dengan oksigen kering atau hidrogen sulfida kering pada temperatur biasa karena korosi hanya dapat terjadi jika ada air. $orosi sebenarnya merupakan proses elektrokimia yaitu proses listrik yang terjadi setelah reaksi kimia dan disebabkan oleh kandungan garam dan asam dalam air. 2ika ada dua permukaan logam berbeda muatan listrik maka terjadi aliran listrik melalui air. $orosi pada logam dapat dapat disebabkan oleh beberapa hal, yaitu : +. Pengaruh komposisi logam, dimana setiap logam yang berbeda mempunyai kecenderungan yang berbeda terhadap korosi. . Pengaruh komposisi air, dimana pengkaratan oleh air akan meningkat dengan naiknya konduktivitas. Disamping itu pengkaratan oleh air juga akan meningkat dengan menurunnya p) air. 0. $elarutan gas, dimana oksigen, karbon dioksida atau hidrogen sulfida yang terlarut didalam air akan menaikkan korosivitas secara drastis. /as yang terlarut adalah sebab utama problem korosi.
&dentifikasi Problem Produksi @ntuk mengetahui problem produksi, perlu dilakukan identifikasi problem produksi tersebut, dalam usaha pencegahan dan penanggulangannya. !ehingga bila terjadi penurunan kapasitas produksi dari sumur minyak, maka segera dapat dilakukan penanggulangan. @saha 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 ini bertumpu pada reservoar dan masalahnya. Macam problem yang menyebabkan menurunya produktifitas formasi, antara lain5 problem kepasiran, problem produksi air dan gas berlebihan, invasi cairan dan invasi padatan. $edua, 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.
&dentifikasi 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 !; (Basic Sediment & Water) yang diambil di kepala sumur, choke manifold dan keluaran separator juga dapat mengidentifikasikan adanya problem produksi. %elah diketahui bah3a hasil analisa !; '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 P?%( di laboratorium untuk mendapatkan sifat fisik fluida. @ji produksi menghasilkan data laju produksi untuk masing-masing fasa yaitu laju produksi minyak ' o(, air ' 3( dan gas ' g(, sehingga identifikasi problem produksi seperti 3ater atas gas coning dapat dilakukan dengan mengamati rasio gas=minyak '/#1(, kadar air ';( dan rasio air=minyak ';#1(. @ji produksi adalah kegiatan produksi sumur yang dilakukan secara rutin. hoke manifold atau orifice digunakan dalam uji produksi untuk mendapatkan data laju produksi gas. 4aju produksi minyak diperoleh dari separator atau tangki pengumpul. !edangkan basic sediment and 3ater '! dan ;( 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 Choke manifold mempunyai dua fungsi yaitu : a(. Mengatur aliran dari 3ellhead. @ntuk keperluan ini choke manifold memiliki tiga cabang yaitu : - Manifold aypass 'tengah( digunakan untuk mengalirkan fluida pada saat clean up period. - hoke manifold 'kiri dan kanan( digunakan untuk mengatur kapasitas aliran fluida yang masuk separator pada saat flo3ing period dengan mengganti-ganti ukuran-ukuran
choke yang telah dipersiapkan. Penggantian ukuran choke menyebabkan perubahan tekanan dan temperatur kepala sumur ';)P dan ;)%(. b(. Menutup aliran fluida dari 3ellhead bila diperlukan. Misalnya untuk memperoleh data tekanan dan temperatur di kepala sumur pada 3aktu tutup sumur '!;)P dan !;)%(. . !eparator ungsi 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. 4aju produksi dapat berubah jika ukuran choke yang dipasang di manifold dirubah. entuk separator ada tiga macam yaitu : vertikal, horisontal dan sferikal. 0. %angki Pengumpul %angki pengumpul digunakan untuk menampung minyak dan air yang keluar dari separator-separator dengan maksud untuk mengambil tambahan sampel fluida, jika oil meter atau 3ater 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 minyak atau air dapat ditentukan pada tangki pengumpul. aranya dengan mengukur 3aktu yang dibutuhkan untuk pengisian satu satuan tangki pengumpul yang sudah diberi tanda 'misalnya + bbl( kemudian dilakukan perhitungan kapasitas produksinya. . 4aju Produksi Minyak, /as dan Air 4aju produksi dari sumur bisa terdiri dari tiga macam yaitu laju produksi minyak, gas dan air. esarnya ketiga laju produksi sangat penting dalam uji produksi. 4aju produksi minyak ' o( ditentukan dengan persamaan sebagai berikut :
....................................................'0-+(
dimana o E 4aju Produksi minyak pada keadaan standart, !%#=d. m E $oefisien oil meter. Ditentukan dari kalibrasi oil meter dan umumnya diambil m E +. $ E $oreksi volume ke temperatur standart 'F8 8(. !hr E aktor penyusutan minyak. Ditentukan dari shrinkage meter. !; E asic sediment and 3ater. Ditentukan dengan centrifuge. E !elisih pembacaan oil meter, bbl untuk interval ∆%. ∆1 E &nterval 3aktu alir, jam. ∆% @ntuk mengukur minyak bersih memakai meteran aliran, maka faktor meteran harus ditetapkan dulu melalui kalibrasi. 2ika meteran dengan kompresator temperatur dan gravity otomatis, maka pembacaan sudah dikonversikan untuk volume minyak pada F8 8.
4aju produksi air ' 3( dihitung dengan persamaan sebagai berikut :
4aju produksi gas ' g( dihitung berdasarkan pembacaan tekanan, temperatur, gas gravity dan ukuran jepitan atau orifice yang digunakan : +. Perhitungan melalui jepitan 'di kepala sumur( untuk temperatur alir dan gas gravity diketahui : ............................................................................'0-0( . Perhitungan melalui jepitan untuk temperatur alir dan gas gravity tidak diketahui :
dimana : g E laju produksi gas, M!=d. E $oefisien jepitan. P E %ekanan masuk, psi. E !pecific gravity gas. γ g % E %emperatur alir, 81 '%81 E 7F8 % 8(. 0. Perhitungan melalui orifice meter 'di separator (
................................................................'0-C( dimana : g E 4aju produksi gas pada kondisi reservoir, cuft=d + E $onstanta aliran orific. Gaitu kapasitas aliran dalam cuft=jam pada kondisi reservoir jika pressure eHtension, . h3 E eda tekanan, in. @dara. Pf E %ekanan statik, psi. )arga + dapat diperoleh dari hasil kali beberapa faktor yang dinyatakan sebagai berikut : ........................................ '0-F( dimana : b E aktor dasar aliran orific. r E aktor bilangan 1eynolds. ............................................................................'0-9(
G E aktor ekspansi. pb E aktor tekanan dasar sumur. tb E aktor temperatur dasar sumur. ........................................................................................'0-6(
%b E %emperatur dasar sumur absolut. g E aktor specific gravity gas. tf E aktor temperatur alir gas yang diukur bukan pada F88. ........................................................................................'0-I(
%f E %emperatur alir absolut sebenarnya. m E aktor meteran 'hanya alat ukur jenis merkuri(. pv E aktor superkompressibilitas. . /as #il 1atio, ;ater #il 1atio dan /as 4i
@ntuk menyatakan kondisi permukaan, maka Persamaan 0-F berubah menjadi : ..................................................'0-
++( dimana : /#1 E 1s E 1asio gas=minyak pada kondisi reservoir, !=!%. g E 4aju produksi gas, cuft=d. o E 4aju produksi minyak, bbl=d. kg E Permeabilitas efektif gas, md. ko E Permeabilitas efektif minyak, md. E ?iskositas gas, cp. µg µo E ?iskositas minyak, cp. '/#1(P>1M@$AAB E 1P E /#1 Produksi, !=!%. o E aktor volume formasi minyak, bbl=!%. g E aktor volume formasi gas, cuft=!.
@ntuk Ps di atas P b, maka produksi fluida belum menghasilkan gas bebas sehingga harga /#1 sama dengan keluaran gas dalam minyak mula-mula '1 si(. Dengan naiknya produksi kumulatif, maka P s sampai di ba3ah P b dan gas bergerak ke permukaan sehingga ! g sumur naik dan k o turun, yang selanjutnya menaikkan /#1 produksi. 1asio air=minyak ';#1( adalah perbandingan antara laju produksi air ' 3( terhadap laju produksi minyak ' o(. 2ika reservoir berproduksi minyak dan air tanpa adanya gas yang ikut terproduksi, maka minyak dan air mengalir bersama-sama ke permukaan. Pada kondisi reservoir besarnya ;#1 dapat ditulis sebagai berikut : ..........................................................................'0-+(
@ntuk kondisi permukaan ;#1 dinyatakan sebagai berikut : ..........................................................................'0-+0(
dimana harga faktor volume formasi air ' 3( E +.8 bbl=!%. 2ika aliran minyak yang bercampur dengan air dan gas, maka diturunkan persamaan rasio gas=cairan '/41(. /41 didefinisikan sebagai perbandingan antara laju produksi gas ' g( dan laju produksi cairan total ' o 3(. Persamaan /41 dinyatakan sebagai berikut : ......................................'0-+7(
dimana µ3 E viskositas air 'cp( dan k 3 E permeabilitas efektif air 'md( dan 3 E +.8 bbl=!%. D. asic !ediment and ;ater Penentuan kadar air dan sedimern '! ;( dari minyak mentah dilakukan memakai centrifuge yang terdiri dari centrifuge, centrifuge tube +88 ml dan transformer. !ampel ! ; diambil di kepala sumur, choke manifold atau keluaran separator jika dimungkinkan. aranya adalah sebagai berikut : +. Mengambil +88 ml sampel minyak dari kepala sumur sebanyak 7 kali. . Memasukkan sampel ke dalam centrifuge tube dalam posisi berpasangan. 0. entrifuge tube dimasukkan ke dalam centrifuge. 7. Menghubungkan centrifuge dengan trnasformer. C. Mengatur timer dalam +8 menit. F. Mengatur regulator pada posisi 8 dan membaca putaran tiap menit 'rpm(. 9. !etelah berhenti, mengambil centrifuge tube dan melaporkan ! ; dalam prosen. 6. 2ika minyak berelmusi tinggi, maka sampel ditambahkan emulsion breaker 0 tetes. &nformasi yang bisa didapatkan dari analisa ! ; adalah identifikasi kandungan sedimen=padatan dalam minyak mentah, emulsi, korosi scale. >. &dentifikasi ;ater ut
&dentifikasi 3ater cut pertama kali dengan mengamati kelakuan kurva log resistivitas, baik kurva resistivitas induksi dalam '1 πd( dan mikrosferikal '1 M!4( ditunjang dengan log porositas densitas-netron dan kurva gamma ray. $urva resistivitas mendefinisikan keberadaan air yang memiliki konduktivitas tinggi 'beresistivitas rendah( dari pembacaan kurva 1 πd J 1M!4. $urva densitas dan netron menunjukkan harga yang tinggi, karena air berdensitas tinggi dan banyak mengandung atom hidrogen minyak. $urva gamma ray mendefinisikan lapisan porus dan permeabel berkandungan air dan minyak. &dentifikasi selanjutnya dilakukan dengan uji produksi melalui pengukuran laju produksi air dan laju cairan total. ;ater ut ';( didefinisikan sebagai perbandingan antara laju produksi air ' 3( dan laju propduksi cairan total ' o 3( dan dinyatakan sebagai berikut : ..................................................'0-+C(
dimana : 3 E +.8 bbl=!%. &dentifikasi $epasiran 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. utiran - 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. !emakin 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. )arga 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 :
..KKKKKKKKKKKKKKKKKKKKK'0-+F(
..KKKKKKKKKKKKKKKKKKKKK'0-+9(
dimana 5 E faktor formasi E porositas batuan φ m E faktor sementasi 1o E resistivitas batuan dengan saturasi +88L air 13 E resistivitas air formasi %abel &&& " + aktor !ementasi untuk erbagai 2enis atuan Litologi Batupasir Loose uncemented sand Slightly cemented sand Moderatly cemented sand Well – cemented sand
Harga m 1,3 1,3 – 1,7 1,7 – 1,9 1,9 – 2,2
Batugamping Moderatly porous 2 limestone 2, Some oolitic limestone
0.+.+. &dentifikasi oning Produksi air atau gas yang berlebihan sebelum 3aktunya merupakan indikasi terjadinya water ! gas coning dan water ! gas fingering . #leh karena itu sejak a3al produksi, sumur sudah harus diperhatikan kemungkinan " kemungkinan penanggulangannya. Penyebab water ! gas coning adalah adanya "one air ! gas yang cukup besar diba3ah maupun diatas *one minyak. @ntuk mengidentifikasi suatu sumur akan mengalami water ! gas coning perlu diketahui antara lain: a. 2enis 1eservoir Misalnya reservoir 3ater drive untuk kasus water coning dan reservor gas cap drive untuk kasus gas coning . !edangkan data untuk mengetahui jenis reservoir tersebut diperoleh dari data eksplorasi. b. $arakteristik 1eservoir Data karakteristik reservoir meliputi: $etebalan *one minyak, yang diperoleh dari logging Permeabilitas efektif minyak dari arah vertikal dan horisontal, diperoleh dari analisa inti batuan. Massa jenis minyak, air dan gas, diperoleh dari analisa fluida reservoir. aktor volume formasi dan viskositas fluida, yang diperoleh dari ?%. Dari data diatas maka dapat dihitung kapasitas produksi kritis. Dengan perhitungan tersebut dapat diperkirakan kapan sumur tersebut akan memproduksi air atau gas.
-
Penyebab dari water atau gas fingering karena adanya perbedaan permeabilitas pada reservoir berlapis. Data yang perlu diketahui untuk mengidentifikasi problem ini adalah: a. $arateristik 1eservoir meliputi : Densitas air, gas, dan minyak , yang diperoleh dari analisa fluida reservoir. %ebal reservoir dan jari " jari lubang bor, diperoleh dari logging. 2ari " jari pengurasan, diperoleh dari test sumur Permeabilitas efektif minyak, diperoleh dari analisa inti batuan. ?iscositas, yang diperoleh dari ?% b. 2enis 1eservoir c. $ondisi 1eservoir - %ekanan, diperoleh dari 3ell test. Dengan menempatkan perforasi dan menggunakan laju aliran yang sesuai, tentunya diharapkan problem ini dapat dihindari semaksimal mungkin. &dentifikasi >mulsi 2enis 3ater in oil emultion jika dibandingkan dengan oil in 3ater emultion lebih sering terjadi dan ditemui di lapangan. $arena sering ditemukan, maka untuk mengidentifikasikan ada tidaknya emulsi tersebut dapat digunakan salah satu cara yaitu berupa analisa fluida hidrokarbon yang dilakukan di laboratorium. Adapun metode yang digunakan adalah # $ean and Stark Methode #% ini merupakan pengidentifikasian problem emulsi secara tidak langsung !edangkan identifikasi secara langsung dapat dilihat dari hasil production test yang berupa yang berupa 3ater oil ratio ';#1(. Dari ;#1 tersebut dapat dilihat bah3a semakin besar harga ;#1 maka makin besar pula kandungan air dalam minyak, maka tendensi untuk timbulnya emulsi menjadi makin besar. Disamping itu dari tipe tenaga pendorong air (water drie 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 " 0L. Diatas ataupun diba3ah harga standart tersebut dapat menyebabkan kemungkinan timbulnya emulsi, baik itu water in oil emultion maupun oil in water emultion &dentifikasi >ndapan !cale &dentifikasi problem dapat dilakukan dari air formasi yang diambil dari production test. &dentifikasi 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(. )arga yang didapat dari prosedur perhitungan sebaiknya diambil hanya sebagai petunjuk karena anggapan yang mempermudah telah dibuat pada penurunan setiap persamaan. !edangkan kelarutan pada air alamiah adalah gejala yang komplek. Apabila ditemukan sumber air yang menunjukkan gejala scaling maka harus dihindari atau melakukan treatment. egitu pula harus dihindari tercampurnya air yang analisa komposisinya menunjukkan kecenderungan pengendapan scale. erikut akan diuraikan perhitungan kelarutan calsium carbonat, calsium sulfat, dan barium sulfat.
a.
Perhitungan calcium carbonat Metode yang dipakai adalah metode Stiff dan $ais sebagai perluasan metode'angelier . &ndeks kelarutan dari 'angelier dikembangkan untuk memperkirakan pembentukan scale a# 0 dari fresh water oleh Stiff dan $ais untuk digunakan dalam analisa air formasi. Persamaan empirisnya adalah sebagai berikut: !& E p) " p)s KKKKKKKKKKKKKKK.'0-+6( p)s E $ " p a " p Alk KKKKKKKKKKKKKKK.'0-+I( !& E p) " $ " p a " p Alk KKKKKKKKKKKK.'0-8( Dimana : !& E !caling indeks. 2ika !& berharga '-(, air diba3ah kejenuhan dan scale tidak terbentuk. p) E p) air sebenarnya $ E konstanta yang merupakan fungsi komposisi, salinitas dan temperatur air. )arga $ didapat dari hubungan grafik dengan ionic strength dan temperatur air. onic Strength adalah : µ E 'c+*+ c* c0*0 KKK.. cn*n( c E $onsentrasi ion dalam mole=+888 gr air * E ?alensi ion
Dimana total alkalinity E # 0- )#0Dalam menghitung kelarutan $alsium arbonat dengan cara ini, kita harus mengetahui p), temperatur air dan konsentrasi ion-ion : Ba , a, Mg, l-, #0-, )#0-, dan !#. !angat penting bah3a p) # 0- dan )# 0- diukur di lapangan segera setelah contoh diambil, karena parameter ini berubah sangat cepat setelah sampling. Perhitungan yang akurat tidak bila diperoleh di laboratorium. )arga $ adalah fungsi dari ionis strength dan chart untuk menentukan p a dan p Alk yang didapat dari grafik '4ampiran(. )asil dari perhitungan dapat disimpulkan sebagai berikut : +. )asil !& negatif, maka air tidak jenuh dengan a# 0 dan scale tidak terbentuk. . )asil !& positif, maka air diatas kejenuhan a# 0 dan terdapat indikasi terbentuknya scale. 0. )asil !& nol, maka air pada titik kejenuhan. b. Perhitungan kelarutan alcium !ulfate '/ypsum( Metode yang digunakan adalah Metode Skillman% Mc$onald dan Stiff. Metode ini banyak digunakan untuk memperkirakan kelarutan /ypsum di lapangan minyak pada temperatur diatas 68 o. Metode ini didasarkan pada penguykuran kelarutan thermodinamika dan mempunyai dasar teoritis sebagai berikut :
..KKKKKKKKKKKKKKK'0-+(
Dimana : ! E $elarutan gypsum hasil perhitungan 'me<=l( $ E $onstanta yang merupakan fungsi komposisi air dan temperatur yang disebut Soluility roduct Constant 'konstanta hasil kelarutan(. )arga $ didapat dari grafik korelasi dengan ionic strength seperti halnya pada a# 0. k sebagai fungsi ionic strength diberikan pada lampiran. N E $elebihan konsentrasi ion dalam grol=liter. &ni adalah perbedaan konsentrasi ion alcium dan !ulfate. Data yang sama diperlukan dalam perhitungan ini seperti halnya pada perhitungan !&. Perhitungan kelarutan gypsum 'ml=l( dibanding dengan konsentrasi aktual a EE dan !#7- yang terdapat di dalam air. 2ika ! lebih kecil dari yang terkecil dari kedua konsentrasi 'a dan !# 7-( maka scale gypsum akan terbentuk. 2ika ! lebih besar maka air tidak dijenuhi oleh gypsum dan scaling tidak mungkin terbentuk. c. Perhitungan kelarutan arium !ulfate $ita dapat mempekirakan kelarutan a!# 7 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 a!# 7 sangat terbatas sehingga adanya ion a dan !#7E menujukkan kemungkinan terbentuknya scale. Pembentukan scale dan plugging di sumur injeksi sering diakibatkan oleh bercampurnya dua atau lebih air yang sesungguhnya tidak boleh digabungkan (incompatile). ila air tersebut dialirkan sendiri-sendiri maka tidak akan menyebabkan problem scale, tetapi bila digabungkan akan terjadi reaksi antara ion-ion yang terlarut dari masing-masing air dan membentuk endapan. !ebagai contoh : adalah salah bila mencampur air yang mengandung banyak ion a dan air yang mengandung banyak ion !# 7E, karena endapan a!# 7 akan terbentuk. !ituasi akan menjadi rumit bila lebih dari dua air yang bercampur. Mencampurkan dua atau lebih air yang incompatible dipermukaan tidak dianjurkan digunakan untuk sumur injeksi. Problem lain akan timbul jika air injeksi tidak compatible dengan air formasi. %etapi hanya sedikit plugging yang disebabkan oleh hal tersebut pada sumur injeksi, karena hanya sedikit daerah kontak air injeksi dan formasi. Problem yang serius timbul sesudah air injeksi menerobos (reaktrough) ke sumur produksi dimana kesempatan air untuk kontak semakin besar, sehingga semakin banyak air injeksi yang terproduksi dan akan semakin banyak pembentukan scale 'di daerah produksi(. $ompabilitas dari air yang bercampur dapat diperkirakan dengan perhitungan atau dengan percobaan. Penentuan dengan percobaan lebih dapat dipercaya apabila contoh air yang akan bercampur ada. Perhiyungan kelarutan yang dilakukan adalah: +. Analisa air yang akan dicampur . )itung komposisi anion dan kation untuk beberapa perbandingan percampuran yang mungkin terjadi 0. )itung kecenderungan pengendapan scale
!edangkan pengetesan kompabilitas air adalah sebagai berikut: Air contoh yang akan dicampur di saring untuk menghilangkan padatan yang tersuspensi dan kemudian dicampur pada berbagai macam perbandingan, kemudian diamati apakah menimbulkan endapan atau tidak. &dentifikasi >ndapan Parafin dan Aspal Masalah endapan parafin pada prinsipnya terjadi karena sifat yang dimiliki oleh minyak yang diproduksikan, yaitu berkaitan dengan komposisi minyak, dimana komposisi minyak tersbut dapat mempengaruhi harga titik kabut (cloud point) dan titik tuang (pour point)dari minyak yang bersangkutan Pada umumnya endapan parafin terjadi bila minyak yang diproduksikan banyak mengandung komponen berat ' +6 - 06( atau biasa disebut minyak berat, dengan demikian dapat dikatakan bah3a minyak berat sering menimbulkan endapan parafin. !elain itu parafin dapat juga terbentuk jika temperatur minyak lebih rendah dari pour dan cloud pointnya. $emungkinan terbentuknya endapan parafin dapat diidentifikasikan dari analisa drilling log pada contoh cutting yang didapatkan dari analisa tersebut dapat diperkirakan jenis hidrokarbon yang ada apakah termasuk minyak berat atau minyak ringan. !elain dari analisa drilling log endapan parafin dapat juga diidentifikasikan dari analisa air formasi yang dilakukan di laboratorium yang berupa uji harga pour point dan cloud point dari minyak yang ada, dimana endapan parafin akan terbentuk pada temperatur yang lebih rendah dari pour point serta cloud point -nya. Dengan demikian identifikasi problem endapan parafin dapat dilakukan dari data yang didapat dari penilaian formasi seperti drilling log dan analisa air formasi. &dentifikasi $orosi Ada beberapa cara yang digunakan untuk mengidentifikasi adanya problem korosi, yaitu : +. 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 Surey Caliper surey dilakukan untuk memeriksan bagian dalam tubing atau casing. ara ini sangat berguna untuk mengetahui area kerusakan akibat korosi. . Casing *hickness 'og Disini digunakan suatu alat untuk mengukur ketebalan casing. 2ika logam yang hilang dari bagian dalam casing diukur dengan caliper log, maka kehilangan logam pada bagian luar casing dapat diperkirakan dari data thickness log . c. Mengukur $ehilangan 4ogam dengan Coupons Disini sepotong logam (coupon) disisipkan ke dalam sistem untuk suatu 3aktu tertentu. !ebelumnya logam tersebut ditimbang dahulu. Dengan demikian dapat ditentukan jumlah logam yang hilang, masa jenis logam dan 3aktu yang diperlukan. 4aju korosi biasa dinyatakan dalam mils per year 'MPG(.
Adapun satuan yang biasa digunakan untuk menyatakan derajat korosi adalah: 4aju korosi J C MPG 5 korosi ringan
Laju korosi Laju korosi
5 MPY ; korosi sedang 15 MPY ; korosi berat
. Pemeriksaan secara tidak langsung Mengetahui korosi secara tidak langsung yaitu dengan mengadakan analisa air formasi, hal ini dimaksudkan untuk: Memperkirakan adanya korosi dengan menentukan kadar # , )!, a.
# dalam air yang diproduksikan. Mengetahui efektifitas inhibitor dengan jalan menentukan kadar besi dalam fluida yang diproduksikan sebelum dan sesudah pemakaian inhibitor. b.
0. 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.
