DRILL STEM STEM TEST ( DST) DST mula-mula diperkenalkan pada tahun 1926 oleh Halliburton untuk memastikan apakah suatu formasi produktif atau tidak, dan dapat dilakukan pada sumur-sumur yang sedang dibor maupun pada sumur pengembangan. Penentuan zona test didasarkan pada petunjuk adanya minyak dari analisa cuting dan logging. Untuk melakukan pengetesan zona tersebut, maka rangkaian peralatan DST disambungkan dengan rangkaian drill string kemudian diturunkan sampai zona test. DST ini merupakan temporary completion dan zona test diisolasi untuk menghilangkan pengaruh tekanan hidrostatik lumpur, sehingga memungkinkan fluida formasi mengalir melalui drill pipe dan secara kontinyu mencatat tekanan selama test berlangsung. Umumnya prosedur DST meliputi periode aliran mula-mula yang pendek (the initial flow periode), suatu periode penutupan mula-mula yang pendek (the initial built up), suatu periode aliran periode kedua yang panjang (the final built up). Jika test DST ini hanya dilakukan satu periode dan satu periode penutupan, cara ini disebut sebagai “satu cycle” dan apabila test ini meliputi the initial built up dan the
final built up sebagai “dua cycle”. Cara kerja / operasi Pelaksanaan Test Pada prinsipnya cara kerja atau prosedur pelaksanaan tes dibagi menjadi lima bagian, yaitu : A. Going in Hole Prosedur Going in Hole ini adalah mempersiapkan lubang bor untuk dilakukan test :
Sebelum alat dimasukkan kedalam lubang bor, diadakan sirkulasi untuk membersihkan lubang bor.
Catat data-data sumur meliputi : a.
Kedalaman sumur serta interval pengujian.
b.
Tebal lapisan yang akan diuji.
c.
Diameter sumur, baik sudah dicasing maupun belum.
d.
Berat jenis lumpur pemboran yang digunakan.
e.
Karakteristik umum lapisan yang akan diuji.
Hal ini dilakukan untuk menentukan jenis alat yang akan dipergunakan, misalnya berapa panjang anchor, dimana packer diletakkan dan sebagainya.
Turunkan alat secara pelan-pelan untuk menghindari kemungkinan terjadinya break down formation.
Pasang flow line yang akan mengalir fluida hasil pengujian ke separator test.
B. Making Test Prosedur making test adalah sebagai berikut :
Setelah mencapai lapisan yang akan diuji, kembangkan packer dan buka tester valve.
Fluida yang masuk kedalam lubang bor akan mendesak bantalan air (water cushion) serta udara diatasnya
Bila aliran udara telah habis, maka kerangan dibuka untuk mengalirkan fluida formasi menuju separator test. Laju aliran diukur pada separator test. Bila tidak terjadi semburan udara berarti
terjadi kelainan pada sistem kerja alat penguji atau bila aliran terhenti berarti tekanan reservoir tidak mampu mengangkat fluida reservoir ke permukaan. C. Taking Closed in Pressure Setelah tahapan Making Test maka langkah berikutnya adalah sebagai berikut :
Bila laju aliran tidak stabil, maka operasikan “Closed in Valve” untuk mengakumulasikan tekanan reservoir. Pada saat ini terjadi suatu “Pressure Build Up” dari tekanan.
D. Equalizing Tahapan ini terjadi setelah periode penutupan akhir selesai, adapun langkahnya adalah membuka
“Equalizer Valve” untuk menyeimbangkan tekanan di atas dan dibawah packer. E. Reversing Merupakan tahapan terakhir dari test sebelum rangkaian dicabut, perlu diadakan sirkulasi lumpur, sehingga kondisi lubang sebelum dan sesudah pangujian adalah sama. Kemudian cabut alat pelanpelan untuk menghindari terjadinya “swab effect”. Maka pengujian lapisan telah selesai. Ada tiga kriteria tentang karakteristik hasil pencatatan tekanan ya ng baik dari DST, yang dianjurkan oleh Murphy, Timmeran dan Van Poolen, yaitu sebagai berikut : 1)
Preesure base line adalah merupakan garis lurus dan jelas.
2)
Tekanan hidrostatik mula-mula dan akhir yang dicatat sama dan tetap terhadap kedalaman dan berat lumpur sama.
3)
Tekanan aliran dan build up pressure yang dicatat merupakan kurva yang smooth.
Dengan mengetahui karakteristik-karakteristik tersebut diatas, maka adanya kondisi lubang bor/sumur yang buruk, alat yang tidak bekerja atau berfungsi dengan baik dan kesukaran lainnya dapat diketahui dari grafik pencatatan tekanan test DST. Perencanaan, pengoperasian dan analisa hasil test sumur yang tepat akan melengkapi data tentang permeabilitas, derajat kerusakan sumur (S), tekanan reservoir, kemungkinan batas-batas reservoir dan heterogenitas formasi.
PRESSURE TEST Prinsipnya adalah mengukur perubahan tekanan terhadap waktu selama perioda penutupan atau pada perioda pengaliran. Penutupan sumur dimaksudkan untuk mendapatkan keseimbangan tekanan diseluruh reservoir, perioda pengaliran dilakukan sebelum atau sesudah perioda penutupan dengan laju konstan. Parameter yang diukur adalah tekanan statik (P ws), tekanan aliran dasar sumur (P wf ), tekanan awal reservoir (Pi), skin factor (S), permeabilitas rata-rata (k), volume pengurasan (Vd) dan radius pengurasan (re). Sedangkan metoda pressure test yang umum ada dua macam, yaitu: "Pressure Build-Up" dan
“Pressure Draw-down". 1.
Pressure Build-Up Test Pressure Build-Up Test adalah suatu teknik pengujian tekanan transien yang paling dikenal dan banyak dilakukan orang. Pada dasarnya, pengujian ini dilakukan pertama-tama dengan memproduksi sumur selama suatu selang waktu tertentu dengan laju aliran yang tetap, kemudian menutup sumur tersebut (biasanya dengan menutup kepala sumur di permukaan). Penutupan sumur ini menyebabkan naiknya tekanan yang dicatat sebagai fungsi waktu (tekanan yang dicatat ini biasanya adalah tekanan dasar sumur). Dari data tekanan yang didapat, kemudian dapat ditentukan permeabilitas formasi, daerah pengurasan saat itu, adanya karakteristik kerusakan atau perbaikan formasi, batas reservoir bahkan keheterogenan suatu formasi. Dasar analisa pressure Build-Up ini dikemukakan oleh Horner, yang pada dasarnya adalah memplot tekanan terhadap suatu fungsi waktu. Pada analisa PBU dipakai rumus Horner, yaitu :
P ws 2.
P i
162,6.q. . B kh
t t t
log
…………….…………………. (1)
Pressure Draw-down Test Pressure drawdown testing adalah suatu pengujian yang dilaksanakan dengan jalan membuka sumur dan mempertahankan laju produksi tetap selama pengujian berlangsung. Sebagai syarat awal, sebelum pembukaan sumur tersebut, tekanan hendaknya seragam diseluruh reservoir yaitu dengan menutup sumur sementara waktu agar dicapai keseragaman tekanan di reservoirnya. Mengingat hal tersebut diatas, waktu yang paling ideal untuk melakukan pressure drawdown test adalah pada saat-saat pertama suatu sumur diproduksi. Namun tentu saja bahwa tes ini tidak hanya terbatas pada sumur-sumur baru saja. Jadi pada dasarnya, pengujian ini dilakukan pada : a) Sumur baru. b) Sumur-sumur lama yang telah ditutup sekian lama hingga dicapai keseragaman tekanan reservoir. c)
Sumur-sumur produktif yang apabila dilakukan build-up test, sumur tersebut akan sangat merugikan.
Apabila didesain secara memadai, perolehan dari pengujian ini mencakup banyak informasi yang berharga seperti permeabilitas formasi, faktor skin dan volume pori-pori yang berisi fluida. Seperti telah dikatakan sebelumnya, pertama, idealnya sumur yang diuji ditutup sampai tekanan
mencapai tekanan statik reservoirnya. Tuntutan ini bisa terjadi pada reservoir-reservoir yang baru tetapi jarang dapat dipenuhi pada reservoir-reservoir yang telah lama atau tua. Kemudian yang kedua, laju produksi disaat drawdown harus dipertahankan tetap selama pengujian. Laju aliran dianggap tetap dan penurunan tekanan dasar sumur dimonitor secara kontinyu. Pada pengujian ini segala data komplesi harus diketahui agar efek dan lamanya "well bore storage" dapat diperkirakan. Keuntungan ekonomis melakukan pengujian jenis ini adalah dapat memperoleh produksi minyak selama pengujian (tidak seperti dalam pressure build-up test), sedangkan keuntungan secara secara teknis adalah kemungkinan dapat memperkirakan volume reservoir. Tetapi kelemahan yang utama adalah, sukar sekali mempertahankan laju aliran tetap selama pengujian berlangsung. Seperti telah dibicarakan sebelumnya, apabila suatu sumur diproduksikan dengan laju aliran yang tetap, tiga macam aliran akan terjadi, yaitu : perioda transien, perioda transien lanjut, dan perioda semi mantap (pseudo steady-state). A. Perioda Transien Apabila suatu sumur diproduksi dengan laju aliran tetap dan tekanan awal reservoirnya = P i, maka persamaaan tekanan aliran dasar sumur adalah :
P wf P i
162,6.q. . B
k 3 , 2275 0 , 86859 . S . .C .r 2 t w
log
kh
……... (2)
B. Perioda Transien Lanjut Pengembangan teori analisa tekanan pada perioda transien lanjut melibatkan tambahan penurunan tekanan akibat adanya skin. 2. kt r e 3 2 w … (3) Pi Pwf ln S 2 B ( , r ) exp( , r n n eD n D ) 2. kh . . C t . r w 2 r w 4 n 1
q. .
Apabila laju aliran tetap, maka tekanan rata-rata pada reservoir ini adalah
P Pi
q. t
. C
. h. r e
…..…………..……..……….……… (4)
2
Apabila persamaan (3) dan (4) dikombinasikan dan kemudian disusun kembali, maka akan didapatkan persamaan berikut ini :
Pwf
q. . P~ 2. kh
2.B ( , r n
n
eD
) exp( n , r D )] 2
w
…………... (5)
n 1
dimana :
q. . ~ P P ln rwre 2. kh
43 S ……………………………………………(6)
Perlu ditambahkan bahwa P ini akan tetap harganya apabila dianggap bahwa perubahan P terhadap waktu dapat diabaikan selama selang waktu yang pendek. Arti fisik P tidak lain adalah P wf pada perioda semi-steady state. Kembali ke Persamaan (5), semua suku dibawah tanda sigma akan diabaikan kecuali untuk n = 1 sehingga,
Pwf
q. .
~
P 0,84
2. kh
exp
14,68919. k. t . . C t . r w 2
................……...……..
( 7)
Didalam unit-unit lapangan adalah :
Pwf
~
P 118,6
q. . 2. kh
(14,68919)(0,000264). k. t . . C t . r w 2
exp
….........……(8)
Atau Persamaan (6) tersebut bisa dituliskan sebagai :
log Pwf
q. . 0,00168. k. t 118 , 6 ~P log 2. kh . . C. r e 2
……..……….. (9)
C. Metode Semi Steady State Pengujian ini terutama untuk menentukan volume reservoir yang berhubungan dengan sumur yang diuji, oleh sebab itu disebut "Reservoir Limit Test".
Pi
Pwf
2. kt r e 3 ln S 2 2. kh .. C t . r w r w 4 q. .
……………...…….. (10)
Dari persamaan aliran radial silindris pada kondisi pseudo steady-state dapat dilihat bahwa P wf vs t merupakan garis lurus dengan kemiringan : ßL = q / C h re²
………………………………………….…… (11)
Dengan mengetahui kemiringan ini, drainage volume dapat ditentukan (didalam satuan Barrels) : Vp = 0,0418 q B / ß L C …………………………..……………… (12)
RATE TEST Pada prinsipnya mengukur perubahan tekanan terhadap waktu pada kondisi sumur yang mengalir dengan rate yang bervariasi, perioda penutupan sumur tidak dilakukan. Analisa tekanan pada rate test juga akan menghasilkan tekanan statik reservoir, permeabilitas rata-rata dan skin factor. Pada dasarnya metoda
ini khusus untuk mengamati performance sumur, dimana karena alasan
ekonomis tidak mungkin ditutup atau untuk memberi kesempatan pada tekanan dasar sumur mencapai keseimbangannya sebelum dilaksanakan Pressure Draw-down test. 1.
Multiple Rate Flow Test Multiple rate flow test adalah tes pada sebuah sumur yang dilakukan dengan laju aliran yang bervariasi. Suatu multiple rate flow test dapat berupa : a. Laju aliran yang bervariasi tanpa kontrol. b. Sederetan laju aliran yang masing - masing tetap besarnya. c. Laju aliran dengan perubahan yang kontinyu pada tekanan sumur yang tetap. Pengukuran laju aliran dan tekanan yang teliti merupakan sesuatu hal yang penting untuk berhasilnya analisa pada setiap transient well test. Pada multiple rate flow test, pengukuran laju aliran lebih kritis dibandingkan dengan pengukuran pada test yang konvensional atau pada test dengan laju aliran yang tetap, seperti drawdown dan buildup. Keuntungan-keuntungan daripada multiple rate flow test adalah sebagai berikut : 1. Dapat memberikan data transient test sementara produksi masih berlangsung. 2. Dapat mengurangi pengaruh perubahan-perubahan wellbore storage dan segregasi fasa. 3. Dapat memberikan hasil yang baik, sementara pengujian draw-down dan build-up tidak dapat dilakukan. Persamaan yang dikembangkan untuk multiple flow rate adalah berasal dari persamaan aliran radial untuk infinite-acting dengan cairan yang slightly compressible. Persamaan aliran untuk infinite-acting reservoir dapat dituliskan sebagai berikut :
P i P wf
P i
k 162,6.q. . B log t log 3 , 23 0 , 869 . S ………………. (13) 2 kh . . C . r t w
= m’ q (log t + S) dimana :
m’ = 162,6 q µ B / k h ……………………………………………… (14) dan S
k 3,23 0,869.S ..Ct . r w 2
= log
……………………………. (15)
Gambar 3.30 merupakan skematis dari suatu sumur yang berproduksi dengan aliran yang berubahubah. Untuk penyelesaian persoalan seperti ini tidak berarti bahwa produksi sumur seperti pada Gambar 3.30 tersebut tidak kontinyu. Dalam hal ini laju aliran yang kontinyu dapat diperlakukan sebagai sederetan dari selang laju aliran
diskrit yang tetap pada setiap selangnya. Pendekatan ini akan semakin teliti dengan semakin kecil interval waktu produksi. Jika suatu multiple-rate test mempunyai N variable laju aliran (q1, q 2, ... qn), maka menggunakan prinsip superposisi, persamaan (3-40) dituliskan menjadi,
Pi
Pwf q. n
(q q j1 ) log( t t j1 ) b' m' j q j1 n
………………… (3-51)
dimana,
m’ = 162,6 q µ B / k h
k 3 , 23 0 , 869 . S .. Ct . r w 2
b’ = m’ log
2.
Two Rate Flow Test Two rate flow test adalah merupakan multiple rate flow test yang terdiri dari hanya dua harga laju aliran (flow rate) (Gambar 3.34). Test ini dapat digunakan untuk menentukan permeabilitas (k) dan skin factor (S), sementara sumurnya masih terus terproduksi. Gambar 3.34. Skema Plot Data Two Rate Flow Test. Persamaan untuk two-rate flow test ini dapat diperoleh dari Persamaan (3-51), untuk n = 2 :
Pi
Pwf Pi
162,6. q 2 . . B q 1 kh
q 2
log. t
(q 2
q1 ) q2
k 3 , 23 0 , 869 . S . . C t . r w 2
+ log
16)
log( t t 1 )
…………….….. (3-52)
Jika dituliskan t 1 = t p1 dan t - t p1 = t, maka Persamaan (3-42) menjadi,
Pwf
q t t m 2 log. t log p1 Pint t q1
…………….………… (3-53)
dimana,
m = 162,6 q µ B / k h
………………………….…………. (3 -54)
dan
Pint
Pi m
q2 q1
k 3 , 23 0 , 869 . S log 2 . . C . r t w
……….… (3-55)
Dalam test ini, laju aliran ke dua, q 2, harus benar-benar dijaga tetap dan dalam penggunaan persamaan (3-53) diasumsi bahwa q1 adalah laju aliran yang tetap, sehingga t 1 dapat dihitung dengan persamaan :
t1
24
V p q1
……………………………………….………….
dimana : Vp = volume kumulatip yang diproduksi sejak awal q 1.
(3-56)
