BAB 4 Pressure Drawdown Testing
Pressure Drawdown Testing
0
BAB IV PRESSURE DRAWDOWN TESTING
Prsessure Prsessure drawdow drawdown n testing testing adalah adalah suatu pengujia pengujian n yang dilaksa dilaksanaka nakan n dengan jalan membuka sumur dan mempertahankan laju produksi tetap selama penguj pengujian ian berla berlangs ngsung ung.. Sebag Sebagai ai syarat syarat awal, awal, sebel sebelum um pembuk pembukaa aan n sumur sumur tersebut, tekanan hendaknya seragam di seluruh reservoir yaitu dengan menutup sumur sementara waktu agar dicapai keseragaman tekanan di reservoirnya. Mengingat hal tersebut di atas, waktu yang paling ideal untuk melakukan pres pressu sure re draw drawdo down wn test test adal adalah ah pada pada saat saat-s -saa aatt pert pertam aman an suat suatu u sumu sumur r berproduksi. Namun tentu saja bahwa test ini tidak hanya terbatas pada sumursumur baru saja. Jadi pada dasarnya, pengujian ini dapat dilakukan pada !.
Sumur baru.
".
Sumu Sumurr-su sumu murr lama lama yang yang tlah tlah ditut ditutup up sekia sekian n lama lama hingg hingga a dica dicapa paii keseragaman tekanan reservoir dan,
#.
Sumurmur-su sumu murr pro produkti kti$ yan yang apabil bila dila ilakuka kukan n build ildup test test,, si empunya sumur akan sangat merugi.
%pabila didisain secara memadai, perolehan dari pengujian pengujian ini mencakup banyak in$ormasi yang berharga seperti permeabilitas $ormasi, $aktor skin dan volume pori-pori yang berisi $luida. &amba &ambarr '.! secara secara skemat skematis is mempe memperli rlihat hatkan kan sejara sejarah h produ produksi ksi dan dan tekanan selama pengujian berlangsung. berlangsung. Seperti telah dikatakan di atas, pertama, idealn idealnya ya sumur sumur yang yang diuji diuji ditutu ditutup p sampai sampai tekan tekanan an mencap mencapai ai tekana tekanan n statik statik reservoirnya. (untutan ini bisa terjadi pada reservoir-reservoir yang baru tetapi jarang dipenuhi pada reservoir-reservoir reservoir-reservoir yang telah lama atau tua. )emudian yang kedua, laju produksi di saat drawdown harus dipertahankan tetap selama pengujian.
Pressure Drawdown Testing
1
%pabila kedua tuntutan itu tidak dapat dipenuhi dengan baik, ada cara lain untuk menganalisanya yaitu * multi rate testing+ yang akan dibicarakan pada bab lain. Jadi pada bab ini, laju aliran dianggap tetap dan penurunan tekanan dasar sumur dimonitor secara kontinyu. Pada pengujian ini, segala data komplesi harus diketahui
agar e$ek dan
lamanya
*wellbore
storage
dominated+ dapat
diperkirakan. )euntungan ekonomis melakukan pengujian jenis ini adalah kita masih memperoleh produksi minyak selama pengujian tidak seperti pada pressure buildup test, sedangkan keuntungan secara teknis adalah kemungkinan untuk dapat memperkirakan volume reservoir. (etapi kelemahan yang utama adalah, sukar sekali mempertahankan laju aliran tetap selama pengujian berlangsung. Seperti telah dibicarakan pada ab //, apabila suatu sumur diproduksikan dengan laju alir yang tetap, tiga rejim aliran akan terjadi gambar ".0 dan ".1 yaitu perioda transien, perioda transien lanjut dan perioda semi mantap pseudo steady-state atau semi steady-state. 2i sini adakan dibicarakan metoda analisa Pressure 2rawdown (esting di ketiga perioda tersebut.
4.1. Analisa Pressure Drawdown pada Perioda Transien In!ini"e A#"in$%. %pabila suatu sumur diproduksi dengan laju aliran tetap dan tekanan awal reservoirnya 3 Pi, maka persamaan tekanan pada lubang bor r 23! yang dinyatakan di dalam variabel-variabel yang tidak berdimensi adalah
P D
1 2
ln t D 0.80907
Setelah
t D
2
r D
'.!
100 dan setelah e$ek wellbore storage menghilang, apabila
persamaan '.! digabungkan dengan persamaan- persamaan ".0 dan ".1, maka akhirnya akan didapatkan
Pressure Drawdown Testing
2
P wf P i
162.6.Q. . B k .h
k log( t ) log 3 . 2275 0 . 86859 . S . .C .r 2 t w
'." 2ari persamaan '." terlihat bahwa plot
antara
P w$ versus
logt
merupakan garis lurus dengan kemiringan
m
162.6.Q. . B
'.#
k .h
2alam dunia teknik perminyakan, biasanya orang memilih waktu t 3 ! jam dan mencatat Pw$ pada saat itu sebagai P !hr . 2engan menggunakan konsep ini, kita dapat menentukan *S+ dengan menggunakan persamaan berikut
P P S 1.151 1 1hr log C k r 2 3.2275 t w m
'.'
%da dua gra$ik yang selalu harus dilakukan di dalam menganalisa pressure drawdown pada perioda in$inite acting ini, yaitu
4.1.1. &o$'lo$ Plo" Un"u( )enen"u(an Well*ore S"ora$e. &ra$ik ini, log P i 4 P w$ 5s. 6ogt digunakan untuk menentukan kapan saat berakhirnya e$ek dari wellbore storage lihat ab ".7.". )emudian saat mencapai garis lurus semi-log dapat diperkirakan dengan
t
200, 00012 , 000S C s kh
'.7.a
2ari log-log plot ini pun dapat diperkirakan besarnya 8 S bbl9psi yaitu dengan menggunakan persamaan
C S
Q. B 24
P t
Pressure Drawdown Testing
'.7.b
3
dimana
t dan P adalah
harga yang dibaca dari suatu titik pada garis lurus
+unit slope+ tersebut.
4.1.+. Se,ilo$ Plo" Un"u( )enen"u(an -ara("eris"i( or,asi. &ra$ik ini adalah semilog plot antara P w$ 5s. 6ogt. 2engan membaca kemiringannya m, maka permeabilitas $ormasi kalau dianggap hanya satu $asa $luida yang mengalir, misalnya minyak dapat ditentukan dari persamaan '.#
k
162.6.Q . . B
m h
'.0
catatan m akan berharga negati$ sehingga menghasilkan permeabilitas yang positi$. )emudian $aktor skin dihitung dengan persamaan '.'. Satu hal yang harus dicatat bahwa P !hr harus dibaca pada garis lurus semilognya. Jika data tersebut tidak terletak pada garis lurus, maka harus dilakukan ekstrapolasi dan harga itulah yang digunakan untuk persamaan '.'. Prosedur ini penting sekali untuk menghindari kesalahan harga $aktor skin yang dikarenakan data awal yang masih dipengaruhi oleh wellbore storage. &ambar '." adalah suatu contoh plot P w$ 5s. 6ogt untuk suatu pressure drawdown test. (erlihat bahwa e$ek wellbore storage terasa pada saat-saat awal data tekanan seperti telah diterangkan pada ab ".7.". )emudian akhir dari perioda transien terlihat ketika terjadi deviasi data tekanan dari garis lurus, ini adalah awal dari perioda transien lanjut, yaitu ketika e$ek batas reservoir mulai terasa. )arena kita mengetahui bahwa pada perioda transien lanjut ini si$atsi$atnya tidak dapat diterangkan oleh pola aliran transien in$inite acting maupun pola aliran semi mantap, maka analisa tekanan pada perioda ini berbeda dan akan dibahas tersendiri.
Pressure Drawdown Testing
4
4.+
Analisa Pressure Drawdown pada Perioda Transien &an/u" E0"ended )us(a" Analsis%. Pengembangan teori analisa tekanan pada perioda transien lanjut
didasarkan pada persamaan ".!: dengan melibatkan tambahan penurunan tekanan akibat adanya skin. 2kt r 3 2 P i P wf 2 kh C r ln r 4 S 2 Bn n , r eD Exp n , t DW n1 Q
e
2 t e
w
'.1
dimana n adalah suku terakhir ruas kanan persamaan ".!:. %pabila laju aliran tetap, maka tekanan rata-rata pada reservoir ini adalah
P P 1
Q t
C 1 h r e2
'.:
%pabila persamaan '.1 dan '.: dikombinasikan dan kemudian disusun kembali, maka akan didapatkan persamaan berikut ini Q
ˆ P wf P
2 kh
2 Bn n , r eD Exp n2 , t DW
'.;
dimana
ˆ P P wf
r 3 ln( ) S r 2 kh 4 Q
e
w
Perlu ditambahkan bahwa
P ini ˆ
'.!
akan tetap harganya apabila kita anggap
bahwa perubahan P terhadap waktu dapat diabaikan selama selang waktu yang pendek. %rti $isik
P adalah ˆ
Pressure Drawdown Testing
Pw$ pada perioda semi steady state. 5
)embali ke persamaan '.;, semua suku di bawah tanda sigma akan dapat diabaikan kecuali untuk n 3 ! sehingga
ˆ P wf P
Q 2 rkh
2 B1 1, r eD Exp 12 , t DW
'.'
Menggunakan tabel $ungsi matematis dari Jahnke dan =mde, dapat dibuktikan bahwa untuk r e2>!<<, 2 B1 ~ 0.84
dan
12 14.68919 r 2 eD
Jadi persamaan '.!< dapat dituliskan sebagai
ˆ 0.84 Q B Exp 14.6819k t P wf P 2 kh 2
C t r e
2i dalam unit-unit lapangan adalah
ˆ 118.6 P wf P
Q B 2 kh
k t Exp 14.6819 0C .000264 r
'.!!
2 t e
%tau persamaan '.!! tersebut dapat dituliskan sebagai
ˆ log log P wf P 118.6
2 kh
Q B
0.00168k t
'.!"
C t r e2
2ari persamaan '.!" terlihat bahwa gra$ik logP w$ -
P ˆ
5s. t harus merupakan
garis lurus dengan kemiringan
0.00168 k C t r 2
'.!#
t e
dan titik potong terhadap sumbu tegak b adalah
Pressure Drawdown Testing
6
b 118.6
Q B
'.!'a
k h
Plot antara logPw$ -
P ˆ
5s. t akan linear asalkan log
P ˆ
diketahui
besarnya. (etapi sayangnya tidak, sehingga pada metoda ini harus dilakukan coba-coba menggunakan suatu harga
P . ˆ
%pabila harga
P tadi ˆ
cocol dengan
kondisi yang ada, maka akan didapatkan garis lurus. Secara skematis, cara ini dapat dilihat pada &ambar '.#. %pabila garis lurus telah didapatkan, maka permeabilitas dihitung
k 118.6
Q B
'.!'b
bh
5olume pori-pori sejauh daerah pengurasan drainage volume sumur yang diujipun kemudian dapat diperkirakan, dalam satuan barrels Q B
V p 0.1115
bC
'.!7 ?aktor skin dapat pula ditentukan
r 0.75 r
S 0.84 P b P ln
ˆ
e
w
'.!0
P skin
4.2.
bS 0.84
'.!1
Analisa Pressure Drawdown pada Perioda Se,i S"ead S"a"e Reser3oir &i,i" Tes"% Pengujian
ini
terutama untuk
menentukan volume reservoir
yang
berhubungan dengan sumur yang diuji oleh sebab itu disebut *reservoir limit testing+. Persamaan dasar yang digunakan telah dibicarakan pada ab ".#.#.
Pressure Drawdown Testing
7
2ari persamaan ".!;, dapat dilihat bahwa P w$ 5s. t merupakan garis lurus dengan kemiringan
L
Q
'.!:a
C t r e2
)emudian dengan mengetahui kemiringan ini, drainage volume dapat ditentukan, di dalam suatu barrels
V p 0.0418
Q B
L C
'.!:b 4.4.
Penen"uan Ben"u( Reser3oir Reser3oir Sape% Dari Da"a Pressure Drawdown Berdasar(an Perioda Se,i'S"ead S"a"e dan Perioda In!ini"e A#"in$. Pada umumnya, persamaan aliran pada perioda semi-steady state untuk
setiap bentuk reservoir adalah
2 t ln ln 1
P D t D
DA
2
A
2.2458
2
C A
r W
'.!;
2engan mengkombinasikan persamaan di atas dengan persmaan ".0 dan akan diperoleh P wf
m * t P int
'."< dimana
m * adalah persamaan "."! dan
P int P i 70.6
Q B k h
Pressure Drawdown Testing
A 2.2458 ln ln 2 S r C 2 w
A
'."!
8
m * dan P m*
ini didapat dari plot P w$ 5s. t perioda semi steady state yaitu
int
adalah kemiringan dan P int didapat dengan mengekstrapolasi garis
linearnya ke t3<. Selanjutnya bentuk reservoir reservoir shape diperkirakan dari
P C A 5.456 Exp 2.303 m m*
ihr P int
m
'."" m dan P!hr diperoleh dari semilog plot P w$ 5s logt unyuk perio$a in$inite acting.
5on"o 4.1.
%nalisa Pressure 2rawdown @asil Pengujian di 2enver asin, Muddy Sandstone Aell.
/ni merupakan contoh klasik analisa pressure drawdown dari suatu sumur di 2enver asin, Muddy Sandstone, yang diambil dari monograph B ! Matthews Cussell. 2ata-data yang berhubungan dengan pengujian ini adalah
D 3 :<< S(92 o
3 ! cp 3 <.!'
o 3 !."7 C9S(
h 3 : $t Cw 3 <.## $t Pi 3 !:;7 psig 8t 3 !1.1 !<-0 psi-!
Sumur ini mengalami penutupan sebelum pengujian sehingga didapatkan tekanan yang seragam sebesar !:;7 psig, sedangkan laju alirannya cukup stabil selama pengujian berlangsung sehingga dapat dianggap tetap sebesar :<< S(92. 2i bawah ini akan dibahas metoda analisa dari masing-masing perioda yang terjadi.
Pressure Drawdown Testing
9
Analisa Pada Perioda Transien &ambar '.' adalah plot P w$ 5s 6ogt. 2ata tekanan sampai !"< menit membentuk garis lurus sebagai tanda periode transien. Mulai !"< menit, terjadi deviasi dari garis lurus yang berarti perioda transien berakhir dan aliran memasuki perioda transien lanjut dan semi steady state. )emiringan garis lurus perioda transien adalah -"!" psi9cycle, sehingga permeabilitas k dapat dihitung dengan persamaan '.0.
k
162.6Q B m h
(162.6)(80) (1.0)(1.25) ( 212)(8)
95.87 96md
Sedangkan $aktor skin S, dihitung dengan menggunakan persamaan '.'.
P P S 1.151 i 1hr log C k r 2 3.2275 t w m 1895 1960 1.151 log (0.14)(1.0)(1796.710 )(0.33) 3.2275 212 6
2
3 -7.< Analisa Pada Perioda Transien &an/u" asis analisa pada perioda transien lanjut ini dapat dilihat pada gambar '.7, yaitu plot logPw$ -
P ˆ
5s. t. Seperti terlihat pada gambar '.', akhir dari
perioda transien sekitar !"< menit. 2ari gambar '.0, perioda semi steady state dimulai pada range t !< sampai !0 jam. 2i dalam analisa pada perioda transien lanjut ini, data tekanan pada t 3 " sampai 1 jam diikut sertakan. 2engan cara coba-coba seperti terlihat pada gambar '.7, dapat diperkirakan bahwa gra$ik logP w$ -
P ˆ
P 3!'0< ˆ
psig, karena ternyata memberikan garis lurus pada
5s. t.
(itik potong b 3 #"< psig. Pressure Drawdown Testing
10
)emiringan 3 log#"<9#" 9 1.' 3 !91.' hr -!. 2engan menggunakan persamaan '.!', diperoleh
k 118.6
Q B bh
118.6
(800)(1.0 )(1.25)
46.4md
( 320)(8 )
dari persamaan '.!7,
V p 0.1115
Q B
bC
0.1115
(800)(1.25) (1
6
74
)(320)(17.710 )
0.146.106
Res.Bbl
?aktor skin dihitung dengan menggunakan persamaan '.!0, ˆ
r
S 0.84( P b P ) ln( r e ) 0.75 w
1460 ) ln( 0482 ) 0.75 0.84( 1895320 .33
3 -7.'
Analisa Pada Perioda Se,i S"ead S"a"e 2ari gambar '.0, kemiringan dP9dt 3 !7.: psi9hr, dan 5p sebesar
Vp 0.0418
Q B
L C
( 800)(125)
0.0418 (15.8)(17 .7.10
6
)
0.149
Res.Bbl
@arga permeabilitas menurut perioda transien berbeda dengan harga yang didapatkan dari perioda transien lanjut. @al ini disebabkan oleh kenyataan bahwa sumur tersebut mengalami +hydraulic $racturing+ sebelum pengujian berlangsung. 2i dalam +$ractured well+, harga k yang didapat dari pressure drawdown biasanya tergantung dari range waktu dari mana data t ekanan tadi diambil.
Pressure Drawdown Testing
11
%liran pada saat awal pada bidang rekahan akan linier karena bentuk alamiah rekahan tersebut. Eleh karena teori transien tekanan ini dikembangkan untuk aliran radial, k yang diperoleh pada perioda transien akan cenderung tinggi. (etapi dengan berjalannya waktu pengaliran, aliran radial yang berasal dari tempat yang jauh dari bidang rekahan menjadi dominan. Eleh sebab itu analisa pada perioda transien lanjut yang menggunakan teori aliran radial untuk mencari parameter reservoir lebih dapat dipercaya di dalam hal +$ractured well+. 5p yang didapatkan dengan menganalisa perioda transien lanjut dan perioda semi steady state menunjukkan harga yang relati$ sama. %pabila tidak sama, 5p yang didapatkan dari perioda semi steady state lebig representati$.
Penen"uan Reser3oir Sape 2ari &ambar '.1, titik potong, P int 3 !7!7 psia. )emiringan perioda transien, m 3 -"!" psi9cycle. )emiringan perioda semi steady state,
m* 3
-!7.: psi9cycle.
Menurut persamaan '.""
C A 5.456 mm* Exp[2.303
P 1hr P int m
]
( 212)
1515 C A 5.456 ( 18.8) Exp[2.303 1690 ] ( 212)
3 !<.; 2ari tabel "." 2ieF didapatkan a.
!
Pressure Drawdown Testing
12
!
b.
8 %
3 !".;
t2%pss
3 <.1
8 %
3 !<.:
t2%pss
3 <.'
! !
tpss di sini dimulai pada !7.: jam, maka untuk kon$irmasi t 2%pss dihitung dengan menggunakan persamaan
t DA pss 0.1833 t pss mm* 0.1833 18.8 \((15212.8)) 3 <."!0 2ari perhitungan ini, ternyata 8 % 3 !<.; dan t2%pss 3 <."!0. Jadi bentuk reservoir yang paling cocok adalah bentuk reservoir b.
Pressure Drawdown Testing
13
Pressure Drawdown Testing
14
Pressure Drawdown Testing
15
Pressure Drawdown Testing
16
Pressure Drawdown Testing
17
Pressure Drawdown Testing
18
Pressure Drawdown Testing
19
Pressure Drawdown Testing
20
