Analisa Sistem Nodal

ANALISA SISTEM NODAL

Sistem sumur produksi yang menghubungkan antara formasi produktif dengan separ separato atorr dapat dapat diba dibagi gi menja menjadi di 6 komp kompon onen, en, sepe seperti rti

ditunj ditunjukk ukkan an

pada pada

Gambar-1, Gambar-1, yaitu :

1. Komponen Komponen formasi formasi produktif/re produktif/reserv servoar oar Dalam komponen ini fluida reservoar mengalir dari batas reservoar menuju ke lubang sumur, melalui media berpori. Kelakuan aliran fluida dalam media berpor berporii dinya dinyatak takan an dalam dalam bentuk bentuk hubung hubungan an antara antara tekana tekanan n alir alir di dasar dasar sumur dengan laju produksi.

. Komp Kompon onen en komp komple lesi si !danya lubang perforasi ataupun gravel pa"k di dasar lubang sumur akan mempengaruhi aliran fluida dari formasi ke dasar lubang sumur. #erdasarkan #erdasarkan analisa pada komponen ini dapar diketahui pengaruh jumlah lubang perforasi ataupun adanya gravel pa"k terhadap laju produksi sumur.

$. Komp Kompon onen en tub tubin ing g %lui %luida da multi multifa fasa sa yang meng mengal alir ir dala dalam m pipa pipa tega tegak k atau ataupu pun n miri miring ng akan akan mengalami kehilangan tekanan yang besarnya antara lain tergantung dari ukuran ukuran tubing. tubing. Dengan Dengan demikian demikian analisa analisa tentang tentang pengaruh pengaruh ukuran tubing tubing terhadap laju produksi dapat dilakukan dalam komponen ini.

&. Komp Kompon onen en pipa pipa salu salur r 'engaruh ukuran pipa salur terhadap laju produksi yang dihasilkan suatu sumur dapat dianalisa dalam komponen ini, seperti halnya pengaruh ukuran tubing dalam komponen tubing.

Analisa Sistem Nodal (P-05) (P-05)

1

(. Kompon Komponen en restri restriksi ksi/je /jepit pitan an )epita )epitan n yang yang dipas dipasang ang di kepala kepala sumur sumur atau atau dipasa dipasang ng di dalam dalam tubing tubing sebaga sebagaii *safety safety valve+ valve+ akan akan mempen mempengar garuh uhii besarn besarnya ya laju laju produk produksi si yang yang dihasilkan dari suatu sumur. 'emilihan ataupun analisa tentang pengaruh ukuran jepitan terhadap laju produksi dapat dianalisa pada komponen ini.

6. Komp Kompon onen en sepa separa rato tor r aju produksi suatu sumur dapat berubah dengan berubahnya tekanan kerja separa separator tor.. 'engar 'engaruh uh peruba perubahan han tekana tekanan n kerja kerja separa separator tor terhad terhadap ap laju laju produksi untuk sistem sumur dapat dilakukan pada komponen ini.

Gambar-1 Sistem sumur produksi

2

Analisa Sistem Nodal (P-05)

Ke-enam komponen tersebut berpengaruh terhadap laju produksi sumur yang akan dihasilkan. aju produksi yang optimum dapat diperoleh dengan "ara memv memvar aria iasi sika kan n ukur ukuran an tubi tubing ng,, pipa pipa salu salur, r, jepi jepita tan n dan dan teka tekana nan n kerj kerja a separator. 'engaruh kelakuan aliran fluida ini masing-masing komponen terh terhad adap ap sist sistem em sumu sumurr se"a se"ara ra kese keselu luru ruha han n akan akan dian dianal alis isa a deng dengan an menggunakan Analisa menggunakan Analisa Sistem Nodal .

oda odall meru merupa paka kan n titik titik pert pertem emua uan n anta antara ra dua dua komp kompon onen en,, dima dimana na di titik titik perte pertemua muan n terse tersebut but se"ara se"ara fisik fisik akan akan terjad terjadii keseim keseimban bangan gan dalam dalam bentuk bentuk keseimban keseimbangan gan masa ataupun keseimbangan keseimbangan tekanan. al ini berarti berarti bah0a bah0a masa fluida yang keluar dari suatu komponen akan sama dengan masa fluida yang yang masuk masuk ke dalam dalam kompon komponen en beriku berikutny tnya a yang yang salin saling g berhub berhubung ungan an atau atau tekanan diujung suatu komponen akan sama dengan komponen yang lain yang berhubun berhubungan. gan. Sesuai dengan dengan Gambar-1 Gambar-1 dalam dalam sistem sistem sumur sumur produks produksii dapat dapat diperoleh & titik nodal, yaitu :

1. itik itik nodal nodal di dasar dasar sumu sumur r itik tik

noda nodall

ini ini

meru merup pakan akan

perte rtemua muan

antar ntara a

kompon mpone en

form formas asii

produktif/re produktif/reserv servoar oar dengan dengan komponen komponen tubing tubing jika komplesi komplesi sumur adalah adalah *open hole+ hole+ atau titik pertemuan antara komponen tubing dengan komponen komplesi jika sumur diperforasi atau dipasang gravel pa"k.

. itik itik noda nodall di kepala kepala sumur sumur itik itik nodal nodal ini merupa merupakan kan titik titik pertem pertemuan uan antara antara kompon komponen en tubing tubing dan komponen pipa salur dalam hal sumur tidak dilengkapi dengan jepitan atau merupa merupakan kan titik titik pertem pertemuan uan antara antara kompon komponen en tubing tubing dengan dengan kompon komponen en jepitan jika sumur dilengkapi dilengkapi dengan jepitan.

$. itik itik nodal nodal di separa separator tor 'erte 'ertemu muan an anta antara ra komp kompon onen en pipa pipa salu salurr deng dengan an komp kompon onen en sepa separa rato tor r merupakan suatu titik nodal.

Analisa Sistem Nodal (P-05) (P-05)

3

&. itik itik nodal nodal di upstre upstream/do am/do0nst 0nstream ream jepitan jepitan Sesuai Sesuai dengan dengan letak letak jepita jepitan, n, titik titik nodal nodal ini dapat dapat merupa merupakan kan pertem pertemuan uan antara komponen jepitan dengan komponen tubing. )ika jepitan dipasang pada pada tubi tubing ng seba sebaga gaii *safety safety valve valve++ atau atau meru merupa paka kan n pert pertem emua uan n anta antara ra kompon komponen en tubing tubing di permuk permukaan aan dengan dengan kompo komponen nen jepita jepitan, n, jika jika jepita jepitan n dipasang di kepala sumur.

)ika sistem nodal dilakukan dengan membuat diagram tekanan 2 laju produksi, yang merupakan grafik yang menghubungkan antara perubahan tekanan dan laju produksi untuk setiap komponen.

ubungan antara tekanan dan laju produksi di ujung setiap komponen untuk sumur se"ara keseluruhan pada dasarnya merupakan kelakuan aliran dalam : 1. 3edia 3edia berpo berpori ri menuj menuju u dasar dasar sumur sumur . 'ipa tegak/tubi tegak/tubing ng dan dan pipa pipa datar/horis datar/horisontal ontal $. )epita itan.

!nalisa sistem nodal terhadap terhadap suatu sumur, sumur, diperlukan dengan dengan tujuan untuk : 1. 3eneli 3eneliti ti kelaku kelakuan an aliran fluida fluida reserv reservoar oar di setiap setiap kompon komponen en sistem sistem sumur sumur untuk menentukan menentukan pengaruh pengaruh masing-mas masing-masing ing komponen komponen tersebut tersebut terhadap terhadap sistem sumur se"ara keseluruha. . 3eng 3engga gabu bung ngka kan n kela kelaku kuan an alira aliran n flui fluida da rese reserv rvoa oarr di selu seluru ruh h komp kompon onen en sehingga dapat diperkirakan laju produksi sumur.

4ntuk menganalisa pengaruh suatu komponen terhadap sistem sumur se"ara keselu keseluruh ruhan, an, dipili dipilih h titik titik nodal nodal yang yang terdek terdekat at denga dengan n kompon komponen en terseb tersebut. ut. Sebagai "ontoh, jika ingin mengetahui pengaruh ukuran jepitan terhadap laju produksi sumur, maka dipilih titik nodal di kepala sumur atau jika ingin diketahui pengaruh jumlah lubang perforasi terhadap laju produksi, maka dipilih titik nodal di dasar sumur.

4


'ada bab ini akan diuraikan tentang peren"anaan sistem sumur produksi ataupun perkiraan laju produksi dari suatu sistem sumur yang telah ada, dengan menggunakan * Analisa Sistem Nodal +. Ketelitian dan keberhasilan dari Analisa Sistem Nodal ini sangat tergantung dari ketelitian dan tepatnya pemilihan korelasi/metoda kelakuan aliran fluida reservoar yang digunakan dalam analisa.

)ika sistem nodal ini dapat diselesaikan dengan bantuan komputer, dimana dibuat program komputer yang merupakan gabungan dari perhitunganperhitungan kelakuan aliran pada komponen 1 sampai dengan 6. etapi dalam tulisan ini penyelesaian dengan komputer tidak ditinjau dan penyelesaian analisa sistem nodal adalah se"ara *manual + dengan menggunakan kurva-kurva * presure traverse+. 'enyelesaian dengan "ara ini dapat memberikan hasil yang sama dengan hasil perhitungan dengan komputer, jika kurva-kurva pressure traverse yang digunakan dibuat khusus untuk lapangan berdasarkan korelasi yang dipilih.

'ada bab-bab selanjutnya akan dibahas tentang penyelesaian analisa sistem nodal di setiap titik nodal, dan akan ditinjau pengaruh dari masing-masing komponen terhadap sistem sumur se"ara keseluruhan. Sebelum sampai ke penyelesaian analisa sistem nodal, akan dijelaskan terlebih dahulu tentang penggunaan kurva pressure traverse untuk menentukan kehilangan tekanan aliran multifasa dalam pipa.

1. Penggunaan ur!a Pressure Tra!erse Kurva pressure traverse yang telah dibuat khusus untuk suatu lapangan dapat digunakan untuk memperkirakan kehilangan tekanan aliran dalam pipa dengan hasil yang baik. Dengan menggunakan pressure traverse untuk ukuran tubing/pipa salur, kedalaman sumur atau panjang pipa salur, laju produksi, tempat jepitan dipasang dan perbandingan gas "airan tertentu, maka dapat diperkirakan : Analisa Sistem Nodal (P-05)

5

1. ekanan kepala sumur jika tekanan alir dasar sumur diketahui, dan sebaliknya dapat ditentukan tekanan dasar sumur jika tekanan kepala sumur diketahui. . ekanan kepala sumur jika tekanan separator diketahui atau sebaliknya tekanan separator jika tekanan kepala sumur diketahui. $. ekanan do0nstream

jepitan dipermukaan jika tekanan

separator

diketahui. &. ekanan do0nstream jepitan di tubing 5safety valve jika tekanan kepala sumur diketahui. (. ekanan upstream jepitan di tubing 5safety valve jika tekanan dasar sumur diketahui.

'rosedur penggunaan kurva pressure traverse untuk menentukan tekanantekanan yang disebutkan diatas adalah sama, maka se"ara umum akan digunakan istilah tekanan upstream dan do0nstream. 7ang termasuk tekanan upstream adalah : 1. ekanan kepala sumur jika diperkirakan dari tekanan separator. . ekanan dasar sumur jika diperkirakan berdasarkan tekanan kepala sumur. $. ekanan setelah jepitan 5dari arah aliran jika diperkirakan dari tekanan separator untuk jepitan di kepala sumur. &. ekanan setelah jepitan jika diperkirakan dari tekanan kepala sumur.

Sedangkan yang termasuk tekanan do0nstream adalah : 1. ekanan kepala sumur jika diperkirakan dari tekanan dasar sumur. . ekanan

kepala

sumur

jika

diperkirakan

berdasarkan

tekanan

do0nstream jepitan di tubing 5sfety valve. $. ekanan di separator jika diperkirakan dari tekanan kepala sumur atau dari do0nstream jepitan di permukaan. &. ekanan sebelum jepitan jika diperkirakan berdasarkan tekanan alir dasar sumur 5 untuk jepitan di dalam tubing.




'rosedur perkiraan kehilangan tekanan aliran dalam pipa tegak atau datar dengan menggunakan kurva pressure traverse akan dijelaskan pada subbab sebagai berikut :

1.1.

Per"itungan Tekanan #$pstream% atau #Do&nstream% Sea'ara Gra(is

Sebelum membahas tentang prosedur perhitungan tekanan upstream atau do0nstream, akan dijelaskan terlebih dahulu tentang kurva pressure traverse. Gambar-) dan * adalah "ontoh kurva pressure traverse, masing-masing untuk aliran tegak dan aliran mendatar. 8ambar-gambar tersebut menunjukkan hubungan antara tekanan 5sumbu

datar

dan

kedalaman

5sumbu

tegak.

'ada

sumbu

kedalaman, harga kedalaman makin meningkat ke arah ba0ah. Di sudut kanan atas, di"antumkan data laju produksi, ukuran tubing atau pipa salur, 9 !' gravity minyak, dan lapangan dimana kurva traverse tersebut dikembangkan. 8aris-garis lengkung dalam gambar tersebut adalah kurva-kurva gradien tekanan aliran, untuk berbagai harga perbandingan gas"airan. Dengan demikian satu kurva gradien tekanan aliran berlaku untuk ukuran tubing atau pipa salur, laju produksi "airan dan perbandingan gas-"airan tertentu.

'rosedur perhitungan tekanan upstrean atau do0nstream untuk sistem aliran fluida dalam pipa, dengan menggunakan kurva pressure traverse adalah sebagai berikut :

angkah-1.

Siapkan data penunjang ; 

'anjang pipa 5D



Diameter pipa 5dt



aju produksi 5<



Kadar air 5K!



'erbandingan gas-"airan 58=


!



ekanan *upstream+ atau *do0nstream+ 5'

angkah-. #erdasarkan <, K!, dan diameter pipa, pilih kurva pressure traverse yang sesuai.

"


Gambar-) ur!a Pressure Tra!erse untuk A+iran Tegak


#

Gambar-* ur!a Pressure Tra!erse untuk A+iran Mendatar

angkah-$.

'ilih garis gradien tekanan aliran yang sesuai dengan 8=. Seringkali garis tekanan alir pada harga 8= tersebut tidak tersedia, sehingga perlu interpolasi.

angkah-&. ekanan *do0nstream+ ditentukan sebagai berikut : a. 'lot tekanan *upstream+ di sumbu tekanan pada grafik pressure traverse b. Dari titik tekanan *upstream+ tarik garis tegak ke ba0ah sampai memotong garis gradien aliran pada langkah-$. ".

Dari perpotongan tersebut buat garis mendatar ke kiri sampai memotong sumbu panjang 5untuk pipa datar atau kedalaman 5untuk pipa tegak. #a"a harga panjang atau kedalaman tersebut dan dari harga ini disebut panjang atau kedalaman ekivalen tekanan upstream.

d. itung panjang atau kedalaman ekivalen tekanan *do0nstream+, yaitu :

panjang/kedal man  panjangpi a tau + ekivalentekananupstream kedal mansumur    10


e. 'lot

panjang/kedalaman

ekivalen

tekanan

*do0nstream+ pada sumbu panjang/kedalaman. f.

3ulai dari langkah-e, buat garis datar ke kanan sampai memotong

garis

gradien

aliran

pada

langkah-$. g. Dari titik potong tersebut buat garis tegak ke atas sampai memotong sumbu tekanan. itik potong ini adalah tekanan *do0nstream+.

angkah-(. ekanan *upstream+ ditentukan sebagai berikut : a. 'lot tekanan *do0nstream+ di sumbu tekanan pada grafik pressure traverse.

b. Dari titik tekanan *do0nstream+ tarik garis tegak ke ba0ah sampai memotong garis gradien aliran pada langkah-$. ".

Dari perpotongan tersebut buat garis mendatar ke kiri sampai memotong sumbu panjang 5untuk pipa datar atau

kedalaman

5untuk

pipa

tegak.

#a"a

panjang/kedalaman tersebut dan garis ini disebut panjang/kedalaman ekivalen tekanan do0nstream. d. itung panjang atau kedalaman ekivalen tekanan *upstream+, yaitu :

panjang/kedal man  panjangpi a tau + ekivalentekanandownstream kedal mansumur    Analisa Sistem Nodal (P-05)

11

e. 'lot panjang/kedalaman ekivalen tekanan *upstream+ pada sumbu panjang/kedalaman. f.

3ulai dari titik langkah-e, buat garis datar ke kanan sampai

memotong

garis

gradien

aliran

pada

langkah-$. g. Dari titik potong tersebut buat garis tegak ke atas sampai memotong sumbu tekanan. itik potong ini adalah tekanan upstream.

1.).

Soa+ Lati"an-1

1. Diketa"ui , Diameter tubing

>  in

'anjang tubing

> (?99 ft

aju aliran total

> 99 bbl/hari

Kadar air

> 9@

'erbandingan gas2"airan > 99 SA%/S#

)ika tekanan dasar sumur 5upstream, '0f > 1B9 psi, tentukan tekanan di kepala sumur 5do0nstream, '0h.

12


). Diketa"ui , Diameter pipa salur

> ,( in

'anjang pipa salur

> 1(999 ft

aju aliran total

> 699 bbl/hari

'erbandingan gas 2 "airan > 1999 SA%/S#

)ika tekanan separator 5do0nstream > 199 psi, tentukan tekanan *upstream+.

). Ana+isa Sistem Noda+ $ntuk Sumur Sembur A+am ).1.

Prosedur Ana+isa Sistem Noda+ $ntuk Titik Noda+ di Dasar Sumur

'rosedur !nalisa Sistem odal di dasar sumur, terdiri dari dua prosedur sesuai dengan kondisi di dasar sumur, yaitu : 1. 4ntuk kondisi *open hole+ . 4ntuk kondisi dasar sumur di perforasi

!rah perhitungan untuk titik nodal di dasar sumur ini ditunjukkan pada Gambar-. #erikut akan diuraikan tentang prosedur untuk masing-masing kondisi tersebut. Analisa Sistem Nodal (P-05)

13

2.1.1. Prosedur Analisa Sistem Nodal Untuk Titik Nodal di Dasar Sumur untuk Kondisi “Open Hole”

'rosedur perhitungan adalah sebagai berikut :

angkah-1. Siapkan data penunjang, yaitu : 

Kedalaman sumur 5D



'anjang pipa salur 5



Diameter tubing 5dt



Diameter pipa salur 5dp



Kadar air 5K!






ekanan separator 5'sep



Kurva '=

angkah-. #uat sistem koordinat pada kertas grafik kartesian dengan tekanan pada sumbu tegak dan laju produksi pada sumbu datar.

14


Gambar- Ara" Per"itungan $ntuk Titik Noda+ di Dasar Sumur angkah-$. #erdasarkan uji tekanan dan produksi terbaru atau berdasarkan peramalan kurva '=, plot kurva '= pada kertas grafik di langkah-.

angkah-&. !mbil laju produksi tertentu 5
angkah-(. #erdasarkan pada

15

angkah-6. 'ilih garis gradien aliran berdasarkan perbandingan gas"airan 58=. Seringkali perlu dilakukan interpolasi jika garis-garis aliran untuk 8= yang diketahui tidak ter"antum.

angkah-B. #erdasarkan garis gradien aliran pada pressure traverse tersebut, tentukan tekanan kepala sumur, '0h 5tekanan upstream dari 'sep 5tekanan do0nstream.

angkah-C. Dari harga <, dt dan K! pilih grafik pressure traverse untuk aliran vertikal.

angkah-?. 'ilih garis gradien aliran untuk 8= yang diketahui. )ika garis gardien aliran untuk harga 8= tersebut tidak ter"antum, lakukan interpolasi.

angkah-19. 8unakan harga '0h pada langkah-B 5'0h > tekanan do0nstream untuk menentukan tekanan alir dasar sumur 5'0f > tekanan upstream.

angkah-11. 4langi langkah-& sampai dengan 19 untuk harga laju produksi yang lain. Dengan demikian akan diperoleh variasi harga
angkah-1. 'lot
angkah-1$. #erdasarkan letak kurva tubing intake terhadap kurva '= terdapat $ kemingkinan, yaitu :

1


a. Kurva tubing intake di atas kurva '= sehingga tidak dapat ditentukan titik potongnya. al ini berarti bah0a sumur tersebut mati untuk sistem pipa produksi yang digunakan. b. Kurva

tubing

intake

tidak

memotong

kurva

'=,

tetapi

perpanjangan kurva tubing intake dapat memotong kurva '=. )ika hal ini ditemui, ulangi langkah-& sampai dengan 19 untuk harga laju produksi lain yang dapat menyambung kurva pipa intake sehingga akan memotong kurva '= seperti pada keadaan di butir " beruikut ini. Disarankan untuk tidak melakukan ekstrapolasi jika laju produksi yang diperlukan tidak tersedia pada pressure traverse. ". Kurva tubing intake memotong kurva '= dan perpotongan tersebut memberikan laju produksi t. al ini berarti bah0a untuk sistem rangkaian tubing di dalam sumur dan pipa salur di permukaan, sumur dapat berproduksi sebesar t.

2.1.2. Soal Latian!2

Diketa"ui , 'anjang pipa salur

> $999 ft

Diameter pipa salur

>  in

Kedalaman sumur

> (999 ft

Diameter tubing

>  $/C in

Kadar air

> 9@

'erbandingan gas-"airan > &99 SA%/bbl ekanan statik


> 99 psi

1!

entukan laju produksi yang diperoleh dengan menggunakan dasar sumur sebagai titik nodal.

2.1.". Prosedur Analisa Sistem Nodal untuk Titik Nodal di Dasar Sumur untuk Kondisi Dasar Sumur Diper#orasi

'rinsip perhitungannya tidak berbeda dengan kondisi dasar sumur *open hole+, hanya saja ditambahkan perhitungan kehilangan tekanan sepanjang perforasi.

'rosedur perhitungan !nalisa Sistem odal pada titik nodal di dasar sumur untuk kondisi lubang di dasar sumur diperforasi adalah sebagai berikut :

angkah-1. 1"

Siapkan data penunjang, yaitu : Analisa Sistem Nodal (P-05)















Kadar air 5K!









Kurva '=



ebal formasi produktif 5ft



'ermeabilitas formasi produktif 5md



Kerapatan perforasi per foot 5S'%



'anjang lubang perforasi 5in



)ari-jari lubang perforasi 5in



eknik perforasi 5overbalan"ed atau inderbalan"ed


angkah-$. #erdasarkan uji tekanan dan produksi terbaru atau berdasarkan peramalan kurva '= pada kertas grafik di langkah-. ekanan alir dasar sumur yang diperoleh dari persamaan kurva '= merupakan tekanan di permukaan formasi produktif 5sandfa"e.

angkah-&. !mbil laju produksi tertentu 5
angkah-(. #erdasarkan pada
1#

angkah-6. 'ilih garis gradien aliran berdasarkan perbandingan gas"airan 58=. Seringkali perlu dilakukan interpolasi jika garis-garis

aliran untuk

8=

yang

diketahui

tidak

ter"antum.

angkah-B. #erdasarkan garis gradien aliarn pada grafik pressure traverse tersebut, tentukan tekanan kepala sumur, '0h 5tekanan upstream dari 'sep 5tekanan do0nstream.

angkah-C. Dari harga <, dt, dan K! pilih grafik pressure traverse untuk aliran vertikal.

angkah-?. 'ilih garis gradien aliran untuk 8= yang diketahui. )ika garis gradien aliran untuk harga 8= tersebut tidak ter"antum, lakukan interpolasi.

angkah-19. 8unakan harga '0h di langkah-B 5'0h > tekanan do0nstream untuk menentukan tekanan alir dasar sumur 5'0f > tekanan upstream.

angkah-11. 4langi langkah-& sampai dengan 19 untuk harga laju produksi yan lain. Dengan demikian akan diperoleh variasi harga
angkah-1. itung tekanan dasar sumur di permukaan formasi produktif 5sandfa"e, berdasarkan harga laju produksi yang digunakan di langkah-& sampai dengan 19.

angkah-1$. itung perbedaan tekanan di dasar sumur, antara tekanan di permukaan formasi produktif dan kaki tubing, yaitu tekanan di dasar sumur dari langkah-1 dikurangi dengan tekanan dasar sumur dari langkah-11, pada harga laju 20


produksi yang sama. 'lot antara laju produksi dengan perbedaan tekanan di dasar sumur tersebut.

angkah-1&. #erdasarkan data perforasi, hitung kehilangan tekanan sepanjang perforasi pada beberapa laju produksi.

angkah-1(. 'lot perbedaan tekanan 5kehilangan tekanan terhadap laju produksi pada kertas grafik yang sama dengan plot di langkah-1$.

angkah-16. 'erpotongan kurva dari langkah-1$ dengan kurva dari langkah-1( 5kurva kehilangan tekanan dalam perforasi menunjukkan

laju

produksi

yang

diperoleh

pada

kerapatan perforasi tersebut.

angkah-1B. Dengan mengubah harga kerapatan perforasi maka dapat ditentukan kerapatan perforasi yang optimum.

2.1.$. Soal Latian!"

Diketa"ui , 'anjang pipa salur

> $999 ft

Diameter pipa salur

>  in

Kedalaman sumur

> (999 ft

Diameter tubing

>  $/C in

'erbandingan gas-"airan

> &99 SA%/bbl

ekanan statik

> 99 psi

ebal formasi produktif

> 9 ft

'ermeabilitas formasi

> 16 md

Kerapatan perforasi

> , &, 6, C, 19 S'%


21

'anjang lubang perforasi

> 11,6 in

Diameter lubang perforasi

> 9,(1 in

eknik perforasi adalah *overbalan"ed+ %aktor volume formasi minyak

> 1,9C$ bbl/S#

Eiskositas minyak

> ,( "p

Densitas minyak

> $9 pb/"uft.

entukan laju produksi yang diperoleh dengan menggunakan dasar sumur sebagai titik nodal dengan memperhitungkan kerapatan perforasi.

).).

Prosedur Ana+isa Sistem Noda+ $ntuk Titik Noda+ di epa+a Sumur

!nalisa Sistem odal untuk titik nodal di kepla sumur dibedakan menjadi dua prosedur, tergantung dari ada tidaknya jepitan di kepala sumur. Dengan demikian dalam sub-bab ini akan diuraikan dua prosedur analisa sistem nodal, satu prosedur untuk kepala sumur yang tidak dilengkapi dengan jepitan dan satu prosedur lagi untuk kepala sumur yang dilengkapi dengan jepitan.

22


Kelakuan aliran multifasa dalam jepitan diuraikan dalam bab tersediri, dimana

diuraikan

korelasi-korelasi

yang

digunakan

untuk

memperkirakan hubungan antara laju produksi dan tekanan.

2.2.1. Prosedur Analisa Sistem Nodal untuk Titik Nodal di Kepala Sumur Tanpa %epitan

'rosedur perhitungan adalah sebagai berikut : angkah-1.

Siapkan data penunjang, yaitu : 













Kadar air 5K!









Kurva '=

angkah-. #uat sistem sumbu pada kertas grafik kartesian dengan tekanan pada sumbu tegak dan laju produksi pada sumbu datar.

angkah-$. !mbil laju produksi tertentu 5
angkah-&. #erdasarkan harga <, dp, dan K! pilih grafik pressure traverse aliran horisontal.

angkah-(. 'ilih garis gradien aliran dengan 8= yang diketahui. )ika garis gradien aliran untuk harga 8= tersebut tidak ter"antum, lakukan interpolasi. Analisa Sistem Nodal (P-05)

23

angkah-6. Dari 'sep 5tekanan do0nstream tentukan tekanan kepala

sumur

'0h

5tekanan

upstream

dengan

menggunakan garis gradien alir di langkah-(. Aatat harga '0h yang diperoleh.

angkah-B. 4langi langkah-$ sampai dengan 6 untuk berbagai harga laju produksi yang lain. Dengan demikian diperoleh variasi harga
angkah-C. 'lot
angkah-?. !mbil laju produksi tertentu 5
angkah-19. #erdasarkan harga
angkah-11. 'ilih garis gradien aliran dengan 8= yang diketahui. )ika garis gradien aliran untuk harga 8= tersebut tidak ada, lakukan interpolasi. angkah-1. 3enurut persamaan '= yang diperoleh dari uji tekanan dan produksi terbaru atau menurut peralaman '=, hitung tekanan alir dasar sumur 5'0f, pada harga
angkah-1$. Dari harga '0f 5tekanan upstream tentukan tekanan kepala sumur, '0h 5tekanan do0nstream dengan menggunakan garis gradien aliran di langkah-11. Aatat harga '0h yang diperoleh.

24


angkah-1&. 4langi langkah-? sampai dengan 1$ untuk berbagai harga laju produksi yang lain. Dengan demikian akan diperoleh variasi harga
angkah-1(. 'lot
angkah-16. )ika kurva tubing memotong kurva pipa salur, maka sumur akan berproduksi dengan laju produksi 5t yang ditentukan dari titik perpotongan tersebut. )ika kurva tubing tidak memotong kurva pipa salur, maka sumur tidak dapat berproduksi untuk sistem rangkaian pipa tersebut. )ika kurva tubing dan kurva pipa salur tidak berpotongan tetapi perpanjangan kedua kurv atersebut memberikan kemungkinan untuk berpotongan, maka ulangi langkah-$ sampai dengan 1( untuk laju produksi yang lain, sehingga kurva tubing dan kurva pipa salur dapat

diperpanjang,

dan

kemudian

tentukan

titik

potongnya. itik potong ini memberikan laju produksi yang

diperoleh.

idak

dibenarkan

melakukan

ekstrapolasi, ke"uali jika laju produksi tidak tersedia di grafik pressure traverse.

angkah-1B. Dengan membuat kurva tubing dan kurva pipa salur untuk berbagai ukuran tubing dan ukuran pipa salur, maka dipilih pasangan ukuran tubing dan pipa salur yang dapat menghasilkan laju produksi optimum.

2.2.2. Soal latian!$

Diketa"ui : sama seperti Soal atihan-.


25

entukan laju produksi yanng diperoleh dengan menggunakan kepala sumur sebagai titik nodal tanpa menggunakan jepitan.

2.2.". Prosedur Analisa Sistem Nodal untuk Titik Nodal di Kepala Sumur Den&an %epitan

'rosedur perhitungan adalah sebagai berikut :

angkah-1.

2








Diameter tubing 5dt Analisa Sistem Nodal (P-05)






Kadar air 5K!









Kurva '=



4kuran jepitan


angkah-$. !mbil laju produksi tertentu 5
angkah-&. #erdasarkan harga
angkah-(. 'ilih garis gradien aliran dengan 8= yang diketahui. )ika garis gradien aliran untuk harga 8= tersebut tidak ada, lakukan interpolasi.

angkah-6. #erdasarkan persamaan '= yang diperoleh dari uji tekanan dan produksi terbaru atau menurut peramalan '=, hitung tekanan alir dasar sumur 5'0f pada harga
angkah-B. Dari harga '0f 5tekanan upstream tentukan tekanan kepala sumur, '0h 5tekanan do0nstream dengan menggunakan garis gradien aliran langkah-(.


2!

angkah-C. 4langi langkah-$ sampai dengan B untuk berbagai harga laju produksi yang lain. Dengan demikian akan diperoleh variasi harga
angkah-?. 'lot
angkah-19. 'ilih korelasi aliran fluida dalam jepitan yang sesuai dengan kondisi lapangan.

angkah-11. #erdasarkan korelasi yang dipilih, buat hubungan antara laju produksi dengan tekanan kepala sumur.

angkah-1. 'lot antara laju produksi terhadap tekanan kepala sumur yang diperoleh dari langkah-11 pada kertas grafik di langkah-. Kurva yang diperoleh disebut sebagai kurva jepitan.

angkah-1$. 'erpotongan antara kurva tubing dengan kurva jepitan menunjukkan harga laju produksi yang dihasilkan oleh sumur, dengan menggunakan ukuran jepitan yang diberikan.

angkah-1&. 4ntuk mengetahui pengaruh ukuran jepitan terhadap laju produksi sumur, maka buat kurva jepitan dengan menggunakan

langkah-11,

untuk

beberapa

ukuran

jepitan yang berbeda.

angkah-1(. 'erpotongan kurva-kurva jepitan dengan kurva tubing, menunjukkan laju produksi yang diperoleh untuk setiap ukuran jepitan.

2.2.$. Soal Latian! ' 2"


Diketa"ui , sama seperti Soal atihan-.

entukan laju produksi yang diperoleh dengan menggunakan kepala sumur sebagai titik nodal, jika digunakan jepitan dengan ukuran $/6& in. 8unakan persaamaan 8ilbert untuk memperkirakan kelakuan aliran fluida dalam jepitan.

).*.

Prosedur Ana+isa Sistem Noda+ $ntuk Titik Noda+ di Separator

'rosedur perhitungan analisa sistem nodal dengan titik nodal di separator adalah sebagai berikut :

angkah-1.







2#

angkah-.






Kadar air 5K!



'erbandinmgan gas-"airan 58=






Kurva '=

#uat sistem koordinat pada kertas grafik kartesian dengan tekanan pada sumbu tegak dan laju produksi pada sumbu datar.

angkah-$.

'lot kurba '= pada kertas grafik di langkah-.

angkah-&.

!nggap laju produksi 5
angkah-(.

'ilih

grafikpressure traverse aliran vertikal sesuai

dengan
angkah-6.

'ilih kurva gradien tekanan aliran dengan 8= yang diketahui. )ika untuk harga 8= tersebut tidak tersedia kurva gradien alirannya, lakukan interpolasi.

angkah-B.

#erdasarkan kurva '= di langkah-$, ba"a harga tekanan alir dasar sumur, '0f pada
angkah-C.

8unakan grafik pressure traverse 5langkah-( dan kurva gradien aliran 5langkah-6 untuk menentukan tekanan kepala sumur '0h 5tekanan do0nstream berdasarkan '0f 5tekanan upstream.

30


angkah-?.

Aatat harga '0h yang diperoleh.

angkah-19. 'ilih grafik pressure traverse aliran horisontal yang sesuai dengan
angkah-11. 'ilih kurva gradien aliran yang sesuai dengan 8= yang diketahui. )ika untuk harga 8= tersebut tidak tersedia kurva gradien alirannya, lakuka interpolasi.

angkah-1. 8unakan grafik pressure traverse 5langkah-19 dan kurva gradien aliran 5langkah-11 untuk menentukan tekanan masuk di separator, 'ins berdasarkan harga '0h dari langkah-?.

angkah-1$. Aatat harga 'ins dan
angkah-1&. 4langi langkah-& sampai dengan 1$ untuk berbagai harga laju produksi. Dengan demikian akan diperoleh hubungan antara 'ins terhadap
angkah-1(. 'lot harga 'ins terhadap
angkah-16. 'lot 'sep pada sumbu tekanan dan dari titik ini tarik garis datar ke kanan sampai memotong kurva yang diperoleh dari langkah-1(.

angkah-1B. 'erpotongan tersebut menunjukkan laju produksi yang akan diperoleh.


31

2.".1.

Soal Latian!(

Diketa"ui , sama seperti Soal atihan-.

entukan laju produksi yang dapat diperoleh dengan menggunakan separator sebagai titik nodal.

*. Ana+isa Sistem Noda+ di Sumur Pengangkatan uatan Dengan "ara yang sama, analisa sistem nodal juga dapat digunakan pada sumur pengangkatan buatan, misalnya sumur sembur buatan 5$as lift , sumur pompa angguk 5su%&er rod pump, sumur pompa elektris 5ele%tri% su'mersi'le pump, maupun pompa hidrolik. Seperti halnya dengan pemakaian analisa sistem nodal pada sumur sembur alam, maka pada sumur pengangkatan buatan, analisa sistem nodal ini dapat digunakan untuk 32


pemilihan peralatan pengangkatan buatan, optimasi produksi dan analisa sensitivitas terhadap parameter-parameter peralatan pengangkatan buatan.

'ada a0al peren"anaan

sumur

pengangkatan buatan,

sumur

tetap

diperlakukan sebagai sumur sembur alam. Dengan memperhatikan seluruh sistem pipa dan peralatan produksi serta produktivitas lapisan, dibuat plot antara laju produksi "airan terhadap tekanan pada suatu titik nodal, baik pada kondisi *inflo0+ maupun *outflo0+. Gambar-/ menunjukkan hasil plot kurva *outflo0+ dan *inflo0+ jika dasar sumur diambil sebagai titik nodal. Sebagai ilustrasi, harga kadar air pada laju produksi "airan pada Gambar-/ sebesar (@. aju produksi yang dihasilkan sumur ditentukan oleh harga perpotongan antara kurva *inflo0+ dengan kurva *outflo0+. )ika harga kadar air tersebut meningkat menjadi B(@, ternyata kurva inflo0 memotong kurva outflo0. 'ada kondisi ini sumur tidak lagi dapat berproduksi se"ara sembur alam, atau lebih sering dinyatakan bah0a sumur tersebut *mati+. Dalam praktek, suatu sumur tidak akan ditunggu sampai *mati+, tetapi jika sumur sudah tidak lagi dapat berproduksi se"ara ekonomis, maka sumur dianggap *mati+.

4saha selanjutnya adalah meng+hidup+kan kembali sumur yang telah *mati+ tersebut. #erdasarkan Gambar-/, jika ditinjau dari letak kurva *outflo0+ 5untuk titik nodal didasar sumur, maka sumur dapat berproduksi kembali jika kurva *outflo0+ tersebut bergeser ke ba0ah sampai memotong kurva *inflo0+. 'erubahan letak kurva *outflo0+ ini dapat dilakukan dengan menurunkan harga-harga tekanan pada kurva *outflo0+ sebesar d', seperti ditunjukkan pada Gambar-0. 4saha mengurangi harga-harga tekanan pada kurva *outflo0+ dapat dilakukan dengan dua "ara, yaitu :

1. Dengan menginjeksikan gas pada tubing, sehingga perbandingan gas"airan

reservoar

yang

mengalir

dalam

tubing

akan

meningkat.

'eningkatan perbandingan gas-"airan ini akan menurunkan kehilangan tekanan aliran dalam tubing, d', sehingga kurva *outflo0+ akan bergeser


33

ke ba0ah dan memotong kurva *inflo0+ pada laju produksi yang lebih besar dan pada tekanan alir dasar sumur yang lebih rendah. . Dengan memasang pompa, baik pompa elektris, pompa su"ker rod, maupun pompa hidrolik akan menghasilkan perbedaan tekanan antara *titik masuk+ pompa dengan *titik keluar+ pompa. )ika perbedaan tekanan yang dihasilkan pompa tersebut "ukup besar, maka tekanan pada *titik masuk+ akan rendah. al ini berarti bah0a tekanan alir dasar akan rendah, sehingga kurva *outflo0+ akan bergeser ke ba0ah dan akan memotong kurva *inflo0+ pada laju produksi yang tinggi.

Kedua "ara tersebut diatas merupakan hal yang umum dilakukan dalam operasi produksi pada sumur minyak. 3eskipun demikian, penggunaan analisa sistem nodal dalam peren"anaan sumur pengangkatan buatan sampai tahun 1?C& masih sangat terbatas, yaitu hanya digunakan untuk gas lift. Kesulitan penggunaan analisa sistem nodal pada sumur pompa 0aktu itu adalah belum dikembangkannya persamaan untuk menghitung perbedaan tekanan pada *titik masuk+ dan *titik keluar+ pada pompa atau kehilangan tekanan pada pompa. etapi setalah diterbitkannya *he e"hnology of !rtifi"ial ift 3ethods+ 2 Eolume E yang men"antumkan persamaanpersamaan dan prosedur perhitungan kehilangan tekanan pada pompa, maka analisa sistem nodal pada sumur pengangkatan buatan dapat dilakukan.

34


Gambar-/ Pengaru" &ater 'ut ter"adap produksi sumur


35

Gambar-0 Peruba"an +etak kur!a #out(+o&% dengan menurunkan "arga-"arga tekanan pada kur!a #out(+o&% sebesar dP

Se"ara

skematis

distribusi

tekanan

alir

dalam tubing

pada sumur

pengangkatan buatan ditunjukkan pada Gambar-. 8ambar tersebut menunjukkan bah0a suatu sumur berproduksi pada laju yang konstan, pada tekanan kepala sumur tertentu. )ika sumur harus berproduksi pada tekanan kepala sumur tetap, maka tekanan pada titik keluar pompa sama dengan tekanan kepala sumur ditambah kehilangan tekanan pada tubing. Sedangkan tekanan pada titik masuk pompa adalah tekanan pada titik keluar dikurangi dengan kehilangan tekanan pada pompa. al ini ditunjukkan sebagai garis mendatar sebesar kehilangan tekanan dalam pompa, pada titik kedalaman pompa. Selanjutnya tekanan dasar sumur adalah tekanan masuk pompa ditambah dengan kehilangan tekanan alir dalam "asing.

3


Gambar- Skema distribusi tekanan a+ir da+am tubing pada sumur pengangkatan buatan

Seperti telah diuraikan sebelumnya, bah0a usaha meningkatkan laju produksi berdasarkan !nalisa Sistem odal dapat dilakukan dengan menggeser kurva *outflo0+ ke ba0ah. al ini berarti bah0a pada laju produksi tertentu diusahakan dapat diperoleh tekanan alir dasar sumur yang lebih rendah. Dengan menambahkan pompa pada suatu kedalaman tertentu yang dapat menghasilkan kehilangan tekanan pompa tertentu, maka dapat diusahakan pengurangan tekanan alir dasar sumur. 3akin besar kapasitas pompa, maka makin besar kehilangan tekanan pompa dan semakin ke"il tekanan alir dasar sumur.

3engingat bah0a penggeseran kurva *outflo0+ sumur pengangkatan buatan sangat dipengaruhi oleh kapasitas pompa, yang dinyatakan dalam bentuk spesifikasi pompa, maka perlu dilakukan analisis se"ara teliti tentang spesifikasi pompa yang digunakan. al ini dilakukan supaya diperoleh sistem pemompaan yang optimum. Gambar-2 menunjukkan "ontoh kurva *inflo0+ dan kurva *outflo0+ untuk berbagai tingkat pompa dari FS'. Dari gambar tersebut dapat dinyatakan bah0a laju produksi yang tinggi dapat di"apai jika Analisa Sistem Nodal (P-05)

3!

digunakan pompa FS' dengan jumlah stage yang banyak. al ini sesuai dengan kenyataan sebenarnya. al yang sama dapat dilakukan untuk pompa su"ker rod, jet pump, dan hydrauli" pump.

'embuatan kurva *outflo0+ pada !nalisa Sistem odal untuk sumur pengangkatan buatan, pada dasarnya sama seperti sumur sembur alam. 'embuatan kurva *outflo0+ untuk sumur gas lift lebih mudah dibanding dengan pembuatan kurva *outflo0+ untuk sumur pompa, karena anatara sumur sembur alam dengan sumur gas lift sangat mirip. 'erbedaannya adalah terletak pada penggunaan perbandingan gas-"airan dari formasi, dan perbandingan gas-"airan total 5gabungan antara gas dari formasi dan gas yang diinjeksikan.

!nalisa Sistem odal untuk sumur pompa lebih sulit dibandingkan dengan sumur gas lift. etak pompa di dasar sumur atau di atas dasar sumur memerlukan prosedur perhitungan yang berbeda. 4ntuk setiap jenis pompa akan dibedakan juga perhitungan tentang fluida yang dipompa, yaitu : 1. %luida yang dipompa hanya "airan . %luida yang dipompa berupa "ampuran gas dan "airan.

!susmsi yang digunakan dalam perhitungan adalah : 1. ekanan kepala sumur konstan . 4kuran tubing tetap $. 'ada "ampuran gas-"airan, gas berasal dari *asso"iated gas+.

3"


Gambar-2 3onto" kur!a #in(+o&% dan kur!a #out(+o&% untuk berbagai tingkat pompa dari ESP

'ada sumur pompa yang juga memproduksikan gas, perkiraan volume total fluida 5gas dan "airan reservoar merupakan suatu hal yang sangat penting. Eolume total fluida ini menentukan jumlah tingkat pompa FS', ke"epatan pemompaan dan panjang langkah pada pompa su"ker rod, laju po0er fluid pada pompa hidrolik dan pompa jet.

)ika pada mekanisme pemompaan dimungkinkan untuk memisahkan gaas bebas, sehingga sebagian gas bebas tersebut tidak masuk ke dalam pompa, maka hal ini jug harus diperhitungkan dalam penentuan volume total fluida.

'erhitungan volume total fluida adalah sebagai berikut :

Eolume 1 S# "airan ditambah gas yang berasosiasi 5dalam hal ini disebut sebagai faktor volume formasi, %E%, pada tekanan dan temperatur tertentu dinyatakan dalam persamaan sebagai berikut :

%E% > 5GA#0 H 51 2 GA#o H 58=-51 2 GA=s 2 5GA=s0#g Analisa Sistem Nodal (P-05)

I.51 3#

Karena harga =s0 sangat ke"il, maka harga tersebut umumnya diabaikan. Selain itu, untuk tujuan penyederhanaan, harga #0 diambil sama dengan 1 5satu. #erdasarkan anggapan ini, maka persamaan-1 dapat disederhanakan menjadi :

%E% > 5GA H 51 2 GA#o H 58= 2 51 2 GA=s#g

IIIIIII.5

)ika sebagian gas bebas dapat dipisahkan, sehingga tidak masuk ke dalam pompa, maka persamaan- dapat dituliskan :

%E% > 5GA H 51 2 GA#o H 8'58= 2 51 2 GA=s#g IIIIIII.5$

dimana ; 8' > gas yang masuk ke dalam pompa, fraksi

Eolume total fluida 5gas dan "airan yang terproduksi pada setiap tekanan dan temperatur dapat dinyatakan sebagai :

E >
IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII.5&

dimana ;
'ersamaan-& dapat digunakan untuk membuat kurva '= dengan dasar laju produksi fluida 5gas dan "airan total. arga
4ntuk sumur pompa berdasarkan kurva '= total tersebut pada suatu tekanan alir dasar sumur tertentu, maka dapat diperkirakan laju produksi total 40


Analisa Sistem Nodal

Recommend Documents