ANALISA FLUIDA RESERVOIR TKP 252
Ir. Muslim, MT Teknik Perminyakan Universitas Islam Riau Genap T.A 2009/2010
Pendahuluan Pengenalan Fluida Reservoir Kimia Hidrokarbon
Fluida reservoir terdiri dari : minyak, air dan gas. Minyak dan gas disebut sebagai Hidrocarbon (HC) yang terdiri dari rantai kimia yang panjang dan rumit. Komponen Hidrocarbon dan Non HC yang terdapat didalam minyak dan gas bumi, diantaranya adalah :
Unsur HC Unsur
Karbon (C) Hidrogen (H) Belerang (S) Nitrogen (N) Oksigen (O) Logam
Gas Bumi
Aspal
Minyak Mentah
Levorsen
Levorsen
Levorsen
Purdy
65 - 80 1 - 25 0,2 1 - 15 -
80 – 85 8,5 – 11 2 -8 0 – 2 -
82,2 – 87,1 11,7 – 14,7 0,1 – 5,5 0,1 – 1,5 0,1 – 4,5 -
83 – 87 11 – 25 0 – 6 0 – 0,7 0 – 0,5 0, - 0,1
Gas alam adalah Hidrokarbon dengan unsur yang paling dominan yaitu Methana (CH4), dimana gas ini terdapat atau terakumulasi didalam suatu wadah / tempat yang disebut sebagai reservoir gas. Senyawa yang terkandung didalam gas alam antara lain, dapat dilihat pada tabel dibawah ini :
Gas Alam Unsur
Persentase (%)
Metana
70 – 98%
Etana
4 – 21%
Propana
trace – 5%
Butana
trace – 2 %
Pentana
trace – 1%
Hexsana
trace – ½ %
Heptana
trace – ½%
Non HC Unsur
Persentase
Nitrogen
trace – 15%
Karbon dioksida
trace – 5%
Hidrogen sulfide
trace – 3%
Helium
trace – 5%
Gas yang terlarut didalam minyak Unsur
Persentase
Metana
45 – 92%
Etana
4 – 21%
Propana
1 – 15%
Butana
½-7%
Pentana
trace – 3%
Hexsana
trace – 2 %
Heptana
trace – 2½%
Non HC Unsur
Persentase
Nitrogen
Trace – 10 %
Karbon dioksida
Trace - 4 %
Hydrogen sulfide
Trace – 6%
Helium
0%
Susunan setelah pengolahan minyak mentah (destilasi) 1.Gas 2.Bensin 3.Kerosin 4.Solar atau Dieel 5.Pelumas Ringan 6.Pelumas Berat 7.Residu
C1 – C4 C5 – C10 C11 – C13 C14 – C17 C18 – C25 C26 – C35 C36 – C60
Unit Satuan
Minggu I Selesai
Diagram Fasa Zat Murni Diagram Fasa 2 Komponen Diagram Fasa 3 Komponen Diagram Fasa Multi Komponen
3 faktor penting yang berpengaruh terhadap sifat fisik molekul: 1. Tekanan 2. Temperatur 3. Intermolecular force : attraction & molecular repulsion
Tekanan : merefleksikan jumlah dan gerakan molekul Temperatur : merefleksikan energi kinetik molekul Pressure dan molecular attraction cenderung membatasi molekul untuk berkumpul Temperatur dan molecular repulsion Cenderung memisahkan molekul
3 Variable yang menjadi acuan : Tekanan, Temperatur dan Volume. Diagram fasa adalah grafik hubungan antara tekanan dengan temperatur
Critical Point
Melting Point Line
Vapor Pressure Line
Sublimation Pressure
Triple Point
Garis yang memisahkan liquid dengan gas pada diagram P & T Tekanan dan Temperatur di atas garis ini fasanya berupa liquid Tekanan dan Temperatur dibawah garis ini fasanya berupa gas
Batas atas dari garis vapor – pressure line disebut dengan critical point Tekanan pada titik tsb adalah Pc (critical pressure) Temperatur pada titik tsb adalah Tc (critical temperature) Critical Temperatur didefinisikan sebagai temperatur dimana gas tidak bisa berubah menjadi liquid tampa melihat berapa tekanan yang diberikan Critical Pressure didefinisikan sebagai tekanan dimana liguiq dan gas tidak bisa bersama-sama tampa melihat temperatur yang diberikan Definisi ini hanya berlaku pada sistim komponen tunggal
Representasi dari tekanan dan temperatur dimana solid, liquid dan gas berada bersama-sama pada kondisi seimbang (equilibrium condition)
Garis melting point line memisahkan antara solid dengan liquid
Temperatur dibawah temperatur triple point Garis yang memisahkan antara solid dengan gas
Minggu II Selesai
Pc
Pc & Tc Cricondernbar
P b
P d Tc
Cricondernt
Cricondernbar ≈ Pc
Cricondernt > Tc
Tc = 15
Cricondernt = 24
332
275
0.036
0.249
Light Componen
Heaviest Componen
Middle Componen
Point 1 : Pure Componen B Point 2 : 30 % A dan 70 % C Point 3 : 50 % A, 30 % B dan 20 % C Line 43 : Komposisi A dalam Campuran Line 53 : Komposisi B dalam Campuran Line 63 : Komposisi C dalam Campuran Tentukan Komposisi pada point 7 ?
Tentukan berapa komponen dari masingmasing campuran pada point 7 ? Jawaban : 50 % B 15 % A 35 % C
Point 1 : Campuran Methane, Propane dan Penthane Point 2 : Gas equilibrium Point 3 : Liquid equilibrium Jumlah gas dalam campuran digambarkan dengan panjang line 13 dibagi dengan line 23 Jumlah liquid dalam campuran digambarkan dengan panjang line 12 dibagi dengan line 23
Point 2 : 14 % Propane + 12 % n – Pentane + 74 % Metana Point 3 : 13 % Metane, 17 % Propane, 70 % n – Pentane Fraksi gas : line 13 / 23 atau 0,65/1,07 = 0,607 Jumlah gas : 0,607 x 6 lb = 3,6 lb mole Fraksi liquid : line 12/23 atau 0,42/1,07 = 0,393 Jumlah liquid : 0,393 x 6 = 2,4 lb mole
Diagram P-T Multi Komponen digunakan : 1. Klasifikasi res 2. Klasifikasi HC sistem 3. Menjelaskan kelakuan fasa fluida res
Cari informasi Kiliping dari : 1. Riau Pos 2. Riau Mandiri 3. Metro Riau 4. Tribune Tentang semburan gas dari sumur segat 2
1. Sebutkan unsur2 yang terdapat di dalam HC 2. Sebutkan unsur2 yang terdapat di dalam gas alam 3. Konfersikan dari 250 ^ F menjadi ^C 4. Gambarkan dengan lengkap diagram P-T sistem komponen Tunggal 5. Apa yang dimaksud dengan Retrograde condensation
Jenis-Jenis Fluida Reservoir Gas Kering / Dry Gas Gas Basah / Wet Gas Retrograde Black Oil Volatile Oil
..\..\E-book\Reservoir Book\Heriot-Watt - Reservoir Engineering Class Notes.pdf
Tipe Reservoir
Reservoir minyak, jika T < TC Reservoir gas, jika T > Tc
Oil Reservoir
Undersaturated oil res, jika Pi > Pb Saturated oil res, jika Pi = Pb Gas cap res, jika Pi < pb
Klasifikasi Crude Oil
Low Shrinkage oil (heavy oil/ black oil) High Shrinkage oil (volatile oil) Retrograde condensate gas Wet gas Dry gas
Minggu ke V
Sifat-Sifat Gas Kering Faktor Volume Formasi Gas Kompressibilitas Gas Viskositas Gas Nilai kalor Efek Joule Thomson
..\..\E-book\Fluid Properties\McCain, W.D. - Properties of Petroleum Fluids (2nd Edition).pdf
Gas Kering Disebut gas kering karena, tidak adanya / terbentuknya liquid baik di dasar sumur maupun di permukaan. Komposisi gas di permukaan sama dengan komposisi gas di reservoir dan SG gas di permukaan sama dengan SG gas di reservoir. Sample diambil di permukaan kemudian dianalisa dan akan menghasilkan komposisi, atau SG untuk menghitung properties gas lainnya.
Gas Formation Volume Factor Faktor volume formasi gas adalah : volume gas pada kondisi reservoir yang diperlukan untuk menghasilkan 1 scf pada kondisi permukaan (res. cuft/scf atau res. bbl/scf)
Grafik Bg vs P res pada temperatur konstan untuk Dry Gas
Bg, res. Cuft/scf
Reservoir pressure, psia
Bg
Vr e s
Vr e s Vsc
Vsc
res. c u f t sc f
Coefficient of Isothermal Compressibilty of Gas Disebut juga sebagai : Kompresibilitas Gas
Didefinisikan sebagai : perubahan volume terhadap perubahan tekanan pada temperatur konstan dan secara persamaan dapat dituliskan sbb :
Cg -
1 V
C g P si V
cu. cu. ft
P
psi
v p T
-1
Psi-1 disebut dengan sip dan umumnya Cg mencapai 10 -6x psi-1dan sebut dengan microsips. Sebagai contoh, cg = 1300 x 10 -6 psi-1
Grafik Kompressibilitas Gas vs Tekanan
Cg, psi^-1
Reservoir pressure, psia
Kompressibiltas gas ideal :
PV nRT or V
nRT
P nRT Cg nRT P 2
P
1 P
Kompressibiltas gas nyata :
Cg
1 P
-
z Z p T 1
Viscositas Gas Viscositas adalah : ukuran keengganan suatu fluida untuk mengalir. Satuan yang digunakan adalah centipoice. Viscositas : Dynamic dan Kinematic Visc Kinematik = Perbandingan Visc Dinamik thd Densitas gas (centipoice)/(gr/cc)
Viscos gas akan turun dengan turunnya tekanan reservoir, dan pada tekanan rendah viscositas gas akan meningkat dengan naiknya temperatur
Viscos pada HC gas (tunggal)
Viscos gas pada High Pressure : Pada umumnya viscos gas tidak hanya pada kondisi tekanan standar, tetapi lebih sering pada kondisi actual / reservooir yang lebih tinggi dari tekanan standar.
Heating Value / Nilai Kalor Nilai kalor adalah : Jumlah panas yang dihasilkan dari pembakaran gas secara sempurna. Satuan dari nilai kalor adalah : British Thermal Unit / SCF Atau BTU/SCF. Klasifikasi Heating Value : Wet, Dry, Gross dan Net
Joule – Thomson Effect Perubahan temperatur saat penurunan tekanan ketika gas mengalir melalui : valve, chock atau perforasi. Fenomena ini disebut sebagai Joule-Thomson Effect
Minggu ke VI
Sifat-Sifat Gas Basah Rekombinasi fluida permukaan Formation volum factor
Rekombinasi fluida permukaan Komposisi permukaan diketahui
Pemisahan wet gas di surface
Rekombinasi fluida permukaan Komposisi separator diketahui
Sifat-Sifat Black Oil Definisi sifat-sifat black oil, penentuan API Formation volum factor Solution GOR Formation volum factor total Kompresibilitas minyak Tegangan permukaan
Sifat-Sifat Black Oil – Studi Fluida Reservoir Flash vaporization Differential vaporization Separator test
Sifat-Sifat Black Oil – Data Lapangan dan Korelasi Production history korelasi untuk black oil
Pemisahan di Permukaan
Prosedur perhitungan separator 2 tahap dan 3 tahap
Sifat-sifat Air Formasi Satuan-satuan pada air formasi, diagram Stiff, penentuan Bw Efek salinitas terhadap densitas dan viskositas air formasi, penentuan cw, tegangan permukaan air-gas, dan airminyak
