EVALUASI EFISIENSI VOLUMETRIS DAN OPTIMASI SUCKER ROD PUMP PADA SUMUR-SUMUR LAPANGAN Y TANPA MERUBAH PUMP SETTING DEPTH ACHMAD ADRIRAHMAN-07108004
TEKNIK PERMINYAKAN UNIVERSITAS TRISAKTI Kata Kunci
:
Teknik Produksi, Inflow Performance Relationship , Artificial Lift , Sucker Rod Pum p
Paper ini di persiapkan untuk presentas sidang tugas akhir pada Fakultas Teknologi Kebumian dan Energi Universitas Trisakti di Jurusan Teknik Perminyakan pada bulan Mei 2013
RINGKASAN
Jika
dalam
memproduksikan
minyak sudah tidak dapat menggunakan sembur
alam
(natural
flow)
yang
optimasi pompa terpasang tersebut agar laju produksi di permukaannya naik. 1.
PENDAHULUAN
disebabkan tekanan reservoir lebih rendah dari tekanan
Dalam memproduksikan minyak
hidrostatik kolom fluida, buatan
dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu
kerjanya
dengan cara sembur alam (natural flow)
adalah mengurangi tekanan hidrostatik di
dan sembur buatan (artificial lift). Cara
lubang
pertama dilakukan bila tekanan reservoir
maka digunakan pengangkatan (artificial
lift),
yang
sumur,
prinsip
sehingga
fluida
dari
cukup tinggi, sehingga dapat mengalirkan
reservoir dapat tetap mengalir. Sumur A, B, C, dan D terletak pada Lapangan Lirik- Blok Japura, saat ini ke-4 sumur tersebut berproduksi menggunakan sucker
rod
pengangkatan
pump buatan.
sebagai Seiring
metode dengan
berjalannya waktu produksi pada sumur tersebut menurun. Untuk itu dilakukan evaluasi efisiensi volumetris dan optimasi
fluida
ke
permukaan
secara
alamiah.
Sedangkan cara yang kedua dilakukan apabila tekanan reservoir tidak mampu lagi mengalirkan fluida kepermukaan secara alamiah.
Salah
satu
metode
yang
digunakan dalam menangani masalah yang kedua adalah dengan menggunakan Sucker Rod Pump (SRP). Pompa sucker rod atau pompa
dari pompa sucker rod yang terpasang, dengan tujuan dapat mengetahui efisiensi
angguk
adalah
salah
satu
alat
yang
volumetris dari pompa tersebut dan hal apa
digunakan dalam metode artificial lift
yang dapat dilakukan untuk melakukan
yang paling baik diterapkan pada sumursumur dangkal. Dalam pengoperasiannya,
pompa
sucker
rod
memiliki
banyak
dengan laju alir di permukaan. Setelah
masalah yang sering timbul, diantaranya
evaluasi dilakukan optimasi yang meliputi
adalah tidak sesuainya laju produksi yang
perhitungan
diinginkan
terpasang
dengan
laju
produksi
sebenarnya.
langkah
Karena
sering
terjadi
ketidaksesuaian antara laju produksi dari pompa
yang
terpasang
dengan
laju
produksi pada saat perencaan pompa, maka akan dievaluasi efisiensi volumetris dari
pompa
SRP
tersebut,
sehingga
nantinya dapat di ketahui seberapa besar
kapasitas dengan
dan
total
merubah
kecepatan
pompa panjang
pompa
serta
melihat berapa kenaikan laju produksinya di permukaan.
Dari hasil yang didapat
maka dapat diketahui seberapa besar nilai efisiensi volumetrisnya dan berapa besar kenaikan
laju
produksinya
setelah
dilakukan optimasi sucker rod pump tanpa merubah pump setting depth.
penyimpangannya, dan kemungkinan apa yang menjadi penyebab ketidaksesuaian
2.
IPR
(INFLOW
PERFORMANCE
RELATIONSHIP ) SATU FASA
dari perencanaan sebelumnya. Dalam penulisan dititik beratkan
Kurva
IPR
( Inflow
Performance
pada efiensiensi volumetris dari pompa
Relationship) merupakan gambaran secara
SRP yang merupakan perbandingan dari
grafis
laju alir fluida
kemampuan
yang ada di permukaan
untuk
mengetahui
berproduksi
ukuran
( pruductivity
dengan kapasitas pompa maksimum yang
index) suatu sumur. Selanjutnya dengan
terpasang
data
di
lapangan,
serta
dapat
indeks
produktivitas
melakukan optimasi pada sumur kajian
dilakukan
yang didasarkan dari naiknnya laju alir
produksi
fluida di permukaan.
sumurnya yang secara matematika dapat
Dari data potensi sumur yang ada kemudian
di
buat
kurva
IPR
untuk
mengetahui seberapa besar kemampuan
ditulis
perkiraan
tersebut,
terhadap
dengan
perubahan
tekanan
modifikasi
alir
laju dasar
Persamaan
Gilbert , yaitu : q = PI (Ps – Pwf )
produksi sumurnya. Selajutnya di lakukan evaluasi
efisiensi
volumetris
terhadap
Dimana:
sucker rod pump terpasang yang meliputi
PI
= Index Produktivity, bpd/psi
menghitung kapasitas total pompa serta
q
= Laju produksi, bpd
membandingkan
Pwf
= Tekanan alir dasar sumur, psi
Ps
= Tekanan statis reservoir , psi
kasitas
total
pompa
Untuk sumur Sucker Rod Pump, Pwf dan Ps dihitung dari data SFL dan DFL yang
IPR 600
diperoleh dengan alat sonolog . Kurva ini dibuat berdasarkan hubungan antara tekanan aliran dasar sumur (Pwf )
) i 400 s p ( f w200 P
dengan laju produksi minyak (q o). Bentuk
IPR
0
kurva IPR satu fasa adalah berupa garis
0
10000 20000 Q (BFPD)
lurus, dimana fluidanya dapat berupa
Gambar 3.1 - Grafik IPR pada Sumur
minyak atau juga minyak dan air. Sebagai
contoh
berikut
adalah
30000
hasil
A
perhitungan beserta grafik IPR pada salah 3.
satu sumur.
PERHITUNGAN POMPA
Berikut adalah langkah perhitungan untuk Tabel 3.1 - Hasil perhitungan laju alir produksi pada Sumur A
Pwf (psi) 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 498.50 510.35
Qt (BFPD) 19771 17833.98 15896.96 13959.94 12022.92 10085.90 8148.88 6211.86 4274.84 2337.82 459 0
evaluasi
dan
optimasi
pompa
yang
terpasang, yaitu : A. EVALUASI POMPA
Evaluasi dilakukan untuk mengetahui perbandingan antara produktivitas formasi sumur kajian terhadap kapasitas pompa yang terpasang. Hal ini dapat diketahui dari
analisa
efisiensi
volumetrisnya
(%Ev), di bawah ini adalah langkahlangkah perhitungan sebagai berikut: 1) Penentuan harga A p, At, dan K.
A p = 0.25π(d p)2
Ar = 0.25π(dr )2
K = 0.1484(A p)
2) Penentuan berat rod string (Wr ) dan berat fluida (Wf ).
Wr = Mrod x L
Wf
=
0.433xSG l[(LxA p)-
(0.294xWr )]
3) Penentuan faktor percepatan (α).
Sumur
4) Penentuan PPRL dan MPRL.
PPRL = Wf + Wr (1 + α) MPRL = Wr (1 – – 0.127SGl)
5) Penentuan stress maximum (σmax) dan stress minimum (σmin).
σ
σi
(Ci).
7) Penentuan peak torque (T p).
( - )
i
8) Penentuan plunger over travel (e p). e
5.9
Ar, in
2
0.4
K, bpd/spm
0.9
Wr, lb
2004.9
Wf , lb
2945.6
α
0.15
PPRL, lb
5246.41
MPRL, lb
1450.9
, psi
11881.47
, psi
3285.9
σmax σmin
Ci, lb
3348.66
Tp, in-lb
88802.55
ep, in
0.3
er, in
5.1
et, in
1.39
Sp, in
79.81
V, bpd
883.4
Ev, %
55.07
9) Penentuan rod stretch (er) dan tubing stretch (et).
A
2
Ap, in
6) Penentuan counterbalance effect ideal
i
Tabel 3.2 – Hasil Evaluasi Pompa
e
e
A. OPTIMASI POMPA
10) Penentuan effective plunger stroke (S p). S p = S + e p – (er + et) 11) Penentuan Pump Displacement (V). V = K x S p x N
Optimasi
pompa
dilakukan
dengan
melakukan perubahan pada parameter parameter pompa, seperti stroke length pompa (S) dan kecepatan pompa (N) untuk dapat meningkatkan laju alir fluida. Untuk
12) Penentuan efficiency volumetric (Ev).
langkah perhitungan optimasi tidak jauh
berbeda
dengan
perhitungan
evaluasi,
efisien karena berdasarkan evaluasi
hanya ditambahkan perhitungan laju alir
dari efisiensi volumetris pompa
produksi
terpasang, efisensinya berada di
(q)
mempertahankan
dengan
anggapan
tingkat
efisiensi
bawah 65%.
volumetris tidak berubah (konstan), yaitu:
Sumur
A
5.9
Ar, in
2
0.4
K, bpd/spm
0.9
Wr, lb
2004.9
Wf , lb
2945.6
α
0.15
PPRL, lb
5246.41
MPRL, lb
1450.9
, psi
11881.47
, psi
3285.9
σmax σmin
V
EV
(BFPD)
(BPD/SPM)
(%)
SUMUR
2
Ap, in
Q
2. E
A
459
833,412
55,07
f
B
134
214,66
62,42
i
C
225
350,31
64,22
s
D
74
176,59
41,9
i ensi volumetris pada sumur kajian ini lebih dipengaruhi oleh faktor mekanis dari pompa, karena pompa yang terpasang sudah tidak dalam kondisi optimal.
3. Bola yang ada pada standing dan
Ci, lb
3348.66
Tp, in-lb
88802.55
ep, in
0.3
er, in
5.1
et, in
1.39
Sp, in
79.81
V, bpd
880.98
penggantian
Ev, %
55.07
produksinya cukup banyak, namun
Qt, BFPD
485.20
juga menghabiskan biaya
traveling valve sudah tidak bulat sempurna , sehingga menggangu proses menutupnya valve
yang
menyebabkan kebocoran.
4. Jika
optimasi
melakukan
pompa,
kenaikan
yang
cukup banyak pula, dibandingkan dengan hanya merubah kecepatan 4.
KESIMPULAN
dan
panjang
tersebut. 1. Efisiensi volumetris pada sumur A, B, C, dan D di anggap belum
langkah
pompa
5. Disarankan
melakuan
Pen
optimasi
tanpa menggati pompa selain biaya yang
lebih
produksinya berbeda
murah, tidak
Well
Publishing
Company,
Tulsa, Oklahama, 1980.
kenaikan
terlalu
dibandingkan
jauh
6.
k
dengan
mengganti pompa.
http://en.wikipedia.org/wiki/Pumpjac
7.
yo,
W
“Working
Petroleum
and
Guide
Natural
to Gas
Production giee” Elsevier Inc.
DAFTAR PUSTAKA
2010. 1.
Ahmed, T., Reservoir Engineering Handbook, Second
Edition,
Gulf
Professional Publishing 2.
8.
“I esificio for Subsurface
3.
10.
11.
Publishing
Company,
Tulsa, Oklahama, 1980. 4.
PT. Pertamina – UBEP Lirik, File
cks, “ucke od uig eWe
ooio,
2003 12.
www.ingenieriadepetroleo.com
13.
www.pappareta.wordpress.com
Bow, K , ”he echoogy of Artificial Lift Mehod”, oue , PennWell
Publishing
Company,
Tulsa, Oklahama, 1980. 5.
“uig Ui ee og”,
u”
ifici if ehod”, oue , Well
gieeig
Data, Jakarta.
Bow, K , ”he echoogy of
Pen
od
Lufkin.
11AX, seventh edition, Dallas, June 1979
d
u”, eso, 9 9.
us d iigs”, I ec
“u
Bow, K , ”he echoogy of ifici if ehod”, oue ,
DAFTAR SIMBOL
H
= Kedalaman sumur, ft
L
= Kedalaman pompa, ft
D
= Mid-Perforasi, ft
DFL
= Dynamic Fluid Level , ft
SFL
= Static Fluid Level , ft
σmin
= Stress minimum, psi
SGl
= Specific Gravity Liquid
e p
= Plunger Overtravel , inchi
Ps
= Tekanan statik, psi
er
= Perpanjangan rangkaian batang
Pwf
= Tekanan alir dasar sumur, psi
PI
= Produktivity Index, bpd/psi
et
= Perpanjangan tubing, inchi
q
= Laju produksi, bpd
S p
= Effective plunger stroke, inchi
qt
= Laju produksi total, bfpd
T p
= Torsi maksimum, inchi-lb
qo
= Laju produksi minyak, bopd
V
= Pump Displacement , bpd
K
= Konstanta plunger ,
Ev
= Efisiensi volumetris pompa, %
bpd/inchi/spm M
= Berat nominal rod, lb/ft
N
= Kecepatan pompa, spm
S
= Panjang langkah pemompaan, inchi
A p
= Luas permukaan plunger , inchi2
Ar
= Luas penampang rod , inchi2
At
= Luas penampang dinding tubing , inchi2
Ci
= Counterbalance effect ideal , lb
Wf
= Beban fluida, lb
PPRL = Peak Polished Rod Load , lb MPRL = Minimum Polished Rod Load , lb Wr
= Beban rod , lb
= Faktor percepatan
σmax
= Stress maksimum, psi
isap, inchi
