Bab I Pendahuluan
1.1. Latar Belakang Pada prinsipnya, yang dipelajari dalam teknik produksi adalah cara-cara mengangkat fluida dari dalam reservoir ke permukaan. Hal utama yang harus diperlihatkan didalam memproduksi suatu sumur adalah “laju produksi”, dimana besarnya harga laju produksi yang diperoleh dengan metode produksi tertentu harus merupakan laju produksi optimum, baik ditinjau dari sumur itu sendiri maupun dari lapangan secara keseluruhan. Dua hal pokok yang mendasari teknik produksi adalah: 1. Gerakan fluida dari formasi ke dasar sumur, melalui media berpori 2. Gerakan fluida dari dasar sumur ke permukaan, melalui media pipa Gerakan fluida dari fotrmasi ke dasar sumur akan dipengaruhi: 1. Sifat-sifat fisik batuan dan fluida reservoir di sekitar lubang bor 2. Gradien tekanan antara reservoir dan lubang bor Kedua faktor di atas akan menentukan besarnya kemampuan reservoir untuk Performance Relationship Relationship mengalirkan fluida ke dasar sumur yang disebut Inflow Performance
(IPR). Untuk lebih memahami tknik produksi tentu kita harus tahu apa saja tahapan produksi itu. Secara umum tahapan atau metode produksi dibagi menjadi dua, yakni : Flowing) a. Tahapan sembur alam ( Natural Flowing Artificial Lift ), b. Tahapan sembur buatan ( Artificial ), antara lain meliputi metode yang
umum:
Page | 1
Gas Lift
Pompa hisap ( Sucker Rod Pump)
Pompa benam (Submergible Pump)
Apabila tekanan reservoir cukup besar, sehingga mampu mendorong fluida reservoir sampai ke permukaan disebut sebagai sumur “sembur alam”. Sementara “Sembur buatan” dilakukan dengan maksud untuk m mempertahankan empertahankan tingkat produksi agar tetap tinggi, karena kemampuan produksi suatu sumur akan terus berkurang dengan bertambahnya waktu.
1.2. Tujuan Agar dapat mengetahui apa saja proses-proses pada tahapan produksi dan perbedaan atau ciri proses-proses tersebut.
1.3. Rumusan Masalah 1. Apa saja tahapan produksi itu ? 2. Apakah yang dimaksud dengan tahapan produksi sembur alam (Natural Flowing) ? 3. Apakah yang dimaksud dengan tahapan produksi sembur buatan (Artificial Lift) ? 4. Apa saja tipe metode sembur buatan ? 5. Apa perbedaan perbedaan antara penggunaan penggunaan tahapan produksi produksi sembur alam dengan sembur buatan ?
Page | 2
Gas Lift
Pompa hisap ( Sucker Rod Pump)
Pompa benam (Submergible Pump)
Apabila tekanan reservoir cukup besar, sehingga mampu mendorong fluida reservoir sampai ke permukaan disebut sebagai sumur “sembur alam”. Sementara “Sembur buatan” dilakukan dengan maksud untuk m mempertahankan empertahankan tingkat produksi agar tetap tinggi, karena kemampuan produksi suatu sumur akan terus berkurang dengan bertambahnya waktu.
1.2. Tujuan Agar dapat mengetahui apa saja proses-proses pada tahapan produksi dan perbedaan atau ciri proses-proses tersebut.
1.3. Rumusan Masalah 1. Apa saja tahapan produksi itu ? 2. Apakah yang dimaksud dengan tahapan produksi sembur alam (Natural Flowing) ? 3. Apakah yang dimaksud dengan tahapan produksi sembur buatan (Artificial Lift) ? 4. Apa saja tipe metode sembur buatan ? 5. Apa perbedaan perbedaan antara penggunaan penggunaan tahapan produksi produksi sembur alam dengan sembur buatan ?
Page | 2
Bab II Tahapan Produksi
Secara umum tahapan atau metode produksi dibagi menjadi dua, yakni : Flowing) c. Tahapan sembur alam ( Natural Flowing
d. Tahapan sembur buatan ( Artificial ), antara lain meliputi metode yang Artificial Lift ), umum:
Gas Lift
Pompa hisap ( Sucker Rod Pump)
Pompa benam (Submergible Pump) Apabila tekanan reservoir cukup besar, sehingga mampu mendorong fluida
reservoir sampai ke permukaan disebut sebagai sumur “sembur alam”. Keadaan Keadaan demikian umumnya dapat ditemui pada awal masa produksi duatu sumur, tetapi keadaan ini tidak dapat terus dipertahankan, disebabkan tekanan reservoir yang akan terus menerus berkurang dari waktu ke waktu. “Sembur buatan” dilakukan dengan maksud untuk memp mempertahankan ertahankan tingkat produksi agar tetap tinggi, karena kemampuan produksi suatu sumur akan terus berkurang dengan bertambahnya waktu. Atau kemampuan sumur yang bersangkutan untuk berproduksi sejak awal ditemukan sangat kecil, sehingga perlu dilakukan sembur buatan.
2.1. Sembur Alam ( Natural Flowing) Bila tekanan reservoir cukup besar, sehingga mampu mendorong fluida reservoir sampai ke permukaan disebut sebagai “sumur sembur alam”. Sumur Page | 3
sembur alam dapat diproduksikan dengan atau tanpa “jepitan” (choke) di permukaan. Sebagian besar sumur sembur alam menggunakan
choke di
permukaan dengan berbagai alasan, antara lain: a.
Sebagai pengaman
b.
Untuk mempertahankan produksi, sebesar yang diinginkan
c.
Mempertahankan batas atas laju produksi, untuk mencegah masuknya
pasir d.
Untuk memproduksikan reservoir reservoir pada laju yang paling efisien
e.
Untuk mencegah water atau gas coning
Biasanya choke dipasang pada awal produksi (choke / bean performance ), kemudian dengan bertambahnya waktu ukuran choke akan bertambah, dan pada akhirnya choke akan dilepaskan seluruhnya agar tetap diperoleh laju produksi yang optimum. Beberapa faktor yang harus diperhatikan dalam menentukan laju produksi maupun menganalisa kelakuan sumur sembur alam, yaitu:
Inflow Performance Performance Relationship
Tubing (Vertical Flow) Performance
Sistim di permukaan
Fasilitas peralatan di permukaan
Fasilitas peralatan baawah permukaan
Semua faktor di atas berkaitan erat satu dengan yang lain, dan akan mempengaruhi aliran minyak, gas, dan air dari reservoir sampai ke fasilitas di permukaan. Fonseca (1972) memberikan diskusi berikut tentang fasilitas yang ada di lapangan untuk melengkapi kontinuitas sistim dan cara control masing-masing:
Page | 4
a.
Antara batuan reservoir dan sumur minyak terdapat peralatan bawah permukaan yang terdiri dari casing, tubing, packer, bridge plug, bottomhole choke, katup-katup, seating nipple, peralatan pengaman dan lain-
lain. Semua peralatan yang dipasang ini disebut sebagai kondisi mekanis suatu sumur dan didesain sedemikian rupa sehingga akan terjadi hubungan antara reservoir dan sumur; dan memungkinkan untuk melakukan control yang efektif terhadap formasi produktif, meliputi kemungkinan workover khusus, stimulasi, dan operasi rekomplesi untuk problema produksi. b.
Antara sumur minyak dan sistim flowline terdapat peralatan permukaan untuk menngontrol sumur, meliputi fasilitas pengamanan dan fasilitas untuk memungkinkan dilakukannya operasi khusus sehubungan dengan kelakuan sumur produksi. Komponen utama dari sistim ini adalah flowline choke yang mengontrol tekanan aliran di permukaan ( tubing dan casing), dan pada dasar lubang.
c.
Antara flowline dan fasilitas permukaan, terdapat peralatan untuk memisahkan fasa-fasa yang berbeda (gas, minyak, dan air).
Page | 5
Gambar 3.2 memperlihatkan skema sistim aliran keseluruhan pada sumur
minyak.
2.2. Sembur Buatan (Artificial Lift) Maksud “sembur buatan” (artificial lift ) adalah untuk mempertahankan tekanan
produksi
dasar-sumur
yang
berkurang
sehingga
formasi
dapat
memberikan fluida reservoir yang diinginkan. Pada tahap awal suatu sumur dapat mampu melakukan tugas ini dengan tenaganya sendiri. Pada tahap masa aliran yang lebih akhir, sumur hanya mampu memproduksikan sebagian dari fluida yang diinginkan. Selama tahap masa aliran sumur ini dan terutama sesekali setelah sumur mati, suatu metode sembur buatan yang sesuai harus dipasang sehingga tekanan aliran dasar-sumur yang diperlukan dapat dipertahankan. Mempertahankan tekanan aliran dasar-sumur yang diperlukan adalah dasar untuk perencanaan (desain) setiap instalasi sembur buatan. Jika suatu tekanan
Page | 6
“drawdown ”yang ditentukan sebelumnya dapat dipertahankan, sumur akan memproduksikan fluida yang diinginkan. Banyak tipe metode sembur buatan yang tersedia, antara lain: a.
Pompa sucker-rod tipe beam,
b.
Pompa sucker-rod tipe piston,
c.
Pompa hidrolik sumur-minyak,
d.
Pompa listrik sentrifugal submergible ,
e.
Pompa rod berputar,
f.
Plunger lift ,
g.
Gas lift , dan lain-lain.
2.2.1. Gas Lift Sumur-sumur minyak yang laju produksinya sudah rendah atau bahkan sudah tidak mampu mengalirkan minyak ke permukaan dapat ditingkatkan / di“hidup”kan lagi dengan menggunakan gas (gas lift ) ataupun pompa. Pemakaian pompa dan gas lift pada suatu lapangan perlu memperhatikan karakteristik fluida yang akan diproduksikan, kemiringan sumur, laju produksi yang diinginkan, kekompakan formasi, dan lain-lain. Produksi dengan gas lift , yaitu suatu metode fluida pengangkat dimana gas tekanan relative tinggi (mminimum 250 psi) digunakan sebagai media pengangkat melalui proses mekanis. Gas-lift adalah
proses
pengangkatan
fluida
dari
sumur
dengan
menggunakan gas yang diinjeksikan ke dalam sumur. Proses pengangkatan ini berlangsung karena: a. Penurunan gradient fluida dalam tubing b. Pengembangan gas yang diinjeksikan, dan c. Pendorongan minyak oleh gas injeksi bertekanan tinggi
Page | 7
Gas-lift dapat diterapkan hamper pada setiap lapangan asalkan ada cukup
gas dan bukan minyak-berat. Ada dua metode gas-lift yang dapat diterapkan, yaitu a) Continuous gas lift . Dalam cara ini gas dengan tekanan dan volume tertentu diinjeksikan ke dalam sumur secara terus-menerus (kontinyu) selama proses pengangkatan minyak. Cara ini sesuai untuk sumur-sumur yang mempunyai PI tinggi dan tekanan dasar-sumur tinggi. b) Intermittent gas lift . Dalam cara ini gas diinjeksikan secara periodik. Waktu dari injeksi diatur oleh suatu alat di permukaan yang disebut sebagai “intermitter ”, atau oleh katup (valve) yang dipasang pada tubing dan sensitive terhadap perbedaan tekanan antara casing dan tubing. Metode ini lebih cocok untuk sumur-sumur dengan tekanan dasar-sumur rendah.
Beberapa kelebihan gas lift dibandingkan dengan metode sembur buatan lain, yaitu: a) Biaya peralatan awal untuk instalasi gas-lift biasanya lebih rendah, terutama sekali untuk pengangkatan sumur dalam ( deep lift ). b) Pasir (bahan abrasif) yang ikut terproduksi tidak merusak kebanyakan instalasi gas-lift. c) Gas-lift tidak tergantung/dipengaruhi oleh design sumur d) Umur peralatan lebih lama e) Biaya operasi biasanya lebih kecil,terutama sekali untuk deeplift f) Ideal
untuk
sumur-sumur
dengan
GOR
tinggi
atau
yang
memproduksikan buih gas (gas-cut foam). Meskipun demikian metode gas-lift mempunyai batasan berikut : a. Gas harus tersedia b. Sentralisasi kompresor sulit untuk sumur-sumur dengan jarak terlalu jauh.
Page | 8
c. Gas injeksi yang tersedia sangat korosif , kecuali diolah sebelum digunakan
2.2.1.1 Continuous Gas Lift Gambar 3.3 memperlihatkan tipe instalasi aliran continue. Ada enam katup (valve) didalam sumur. Empat katup bagian atas digunakan sebagai katup pengosongan sumur (unloading valve) dari fluida workover , untuk mencapai katup operasi kelima (operating valve). Satu katup tambahan dibawah “titik injeksi” (point of injection) ditambahkan untuk kondisi keamanan atau kondisi sumur yang berubah. Karena terdapat satu katup dibawah katup operasi, permukaan fluida pemati sumur (kill fluid) mencapai “titik keseimbangan” (point of balance) antara tekanan casing dan tekanan didalam tubing. Tanpa katup ini didalam sumur , permukaan cairan didalam casing akan tetap pada kedalaman katup-lima (operating valve). Empat katup pengosongan fluida tetap tidak beroperasi sampai katup ini diperlukan untuk mengosongkan sumur lagi pada kasus lain,seperti setelah penutupan sumur (shut-in). Continuous gas-lift ini sering digunakan pada sumur-sumur yang mempunyai kondisi : a) Produktifitas tinggi dan tekanan static tinggi (permukaan fluida dalam sumur pada saat static dapat mencapai 70% dari kedalaman sumur). b) Productivity index (PI) rendah,tetapi tekanan dasar sumur tinggi
Page | 9
2.2.1.2 Intermittent Gas Lift Pada metode ini gas diinjeksikan secara terputus yaitu gas diinjeksikan selama beberapa saat , kemudian injeksi dihentikan selama selang waktu tertentu , dan kemudian diinjeksikan lagi,dan seterusnya. Pengaturan frekuensi atau siklus injeksi tersebut dapat dilakukan dengan menggunakan: a. Surface-controller dengan menggunakan “jam” (clock) b. Choke, yang bekerja atas perubahan tekanan casing atau tubing. Penghentian injeksi gas diperlukan untuk member kesempatan terhadap cairan masuk dan terkumpul didalam tubing diatas titik-injeksi. Setelah terkumpul baru diinjeksikan gas dan gas akan mendorong fluida kepermukaan dalam bentuk kolom cairan (slug). Lamanya penghentian tergantung pada produktifitas formasi. Jika produktifitas farmasi besar, maka lamanya penghentian injeksi kecil
Page | 10
(singkat). Sedangkan bila produktifitas sumur kecil , maka pernghentian injeksi memerlukan waktu yang lama.
Intermittent gas-lift dapat digunakan pada dua kondisi sumur , yaitu : a. PI tinggi ( ≥ 0,5) dengan tekanan dasar -sumur rendah , atau b. Pi rendah dengan tekanan dasar sumur rendah Dalam metode intermittent pada gambar 3.4 sebelum gas diinjeksikan , minyak dibiaran dulu membentuk kolom (slug) diatas katup (gas-lift) didalam tubing. Karena gas diinjeksikan dan tekanan naik didalam annulus,maka katup membuka pada tekanan-bukanya yang diikuti oleh aliran gas kedalam tubing. Gas ini akan mendorong kolom minyak keatas. Selama pendorongan ini sebagian cairan akan mengalir kembali kebawah. Pada waktu kolom tadi mencapai permukaan,kolom berikutnya telah terbentuk karena aliran dari formasi. Gas
Page | 11
diinjeksikan , katup terbuka sehingga gas akan mendorong kolom minyak dan demikian seterusnya kolom demi kolom diangkat kepermukaan.
2.2.2. Pompa Sucker-Rod Tipe Beam Sekitar 80-90% dari semua sumur sembur buatan diproduksikan dengan pemompaan sucker-rod,yang paling umum adalah sistim pemompaan beam. Walaupun sistim sucker-rod beam secara mekanis sederhana dan telah terbukti berumur lama (awet) dan ekonomis dalam operasi , banyak faktor yang harus dipertimbangkandalam perencanaan sistim yang tepat. Design engineer harus mengetahui sepenuhnya fungsi dan segi rumit tiap bagian dari sistim keseluruhan jika kinerja optimum yang diharapkan. Walaupun kelihatan sederhana,kelakuan sistim beam dan sucker-rod kompleks sekali didalam praktek lapangan. Metode pemompaan sumur-minyak dapat dibagi kedalam dua kelompok utama , yaitu : a) Sistim rod , dimana gerakkan peralatan pemompaan bawah-permukaan berasal dari permukaan dan ditransmisikan kepompa dengan memakai rangkaian-rod (rod string). b) Sistim tanpa rod , dimana gerakan pemompaan dari pompa bawah permukaan dihasilkan dengan menggunakan selain sucker-rod . Dari dua kelompok diatas yang pertama diwakili sistim pemompaan beam , dan kedua diwakili sistim pemompaan hidrolik dan sentrifugal. Sistim pemompaan terdiri dari lima bagian yaitu : 1) Pemompa penggerak sucker rod dibawah permukaan 2) Rangkaian sucker rod yang mentransmisikan gerakan pemompaan dipermukaan dan tenaga untuk pompa bawah permukaan ( subsurface pump). Juga termasuk rangkaian tubing atau casing yang diperlukan
Page | 12
didalam mana sucker rod beroperasi dan menyalurkan fluida yang dipompakan dari pompa kepermukaan. 3) Peralatan pemompaan dipermukaan yang merubah geraan rotasi dan penggerak utama ( prime mover ) menjadi gerakkan osilasi linier. 4) Unit tranmisi tenaga atau “speed reducer ” 5) Prime mover yang menyediakan tenaga yang diperlukan kepada sistim.
Gambar 3.5 memperlihatkan berbagai komponen suatu sisitim lengkap pemompaan beam. Butir (3) dan (4) diatas menunjukkan unit pemompaan beam.
Gambar 3.6 memperlihatkan susunan peralatan dipermukaan ( surface equipment ) untuk tipe konvensional.
Page | 13
Gerakan rotasi dari “crank arm” dirubah jadi gerakan osilasi (naik turun) dengan menggunakan “walking beam”. Crank arm dihubungkan ke walking beam dengan menggunakan pitman arm dan walking beam disangga oleh “Sampson post ” dan “saddle bearing”.
“ Horse head ” dan “bridle” (susunan kabel penggantung) digunakan untuk memastikan bahwa pemasangan “sucker rod string ” (rangkaian sucker rod ) adalah vertical sepanjang waktu sehingga tidak ada momen lengkung yang digunakan terhadapa bagian tersebut dari rangkaian sucker rod diatas “stuffing box”. Kombinasi “ polished rod ” dan stuffing-box digunakan untuk mempertahankan sekat (seal) cairan yang baik untuk permukaan.
Page | 14
Gambar 3.7 adalah salah satu instalasi pompa bawah-permukaan (subsurface pump) tipe “tubing-pump ”, yang terdiri dari empat elemen dasar: a) Working barrel b) Plunger
c) Katup hisap/masuk ( standing valve) d) Katup buang/keluar ( traveling valve)
Page | 15
Gambar diatas memperlihatkan lokasi standing valve dan traveling valve pada saat langkah naik ( upstroke), sebelah kiri; dan langkah turun ( downstroke), sebelah kanan.
2.2.3. Pompa Listrik Sentrifugal Submergible (ESP) Electric Submergible Pump (ESP) merupakan pompa jenis sentrifugal
yang sigerakkan oleh tenaga motor listrik. Pompa ini disebut pompa submergible karena dalam operasinya pompa dan motor berada di bawah fluid level atau tercelup di dalam fluida. Pada mulanya pompa ini dikembangkan terutama untuk memompa air ditambang,
atau
pada
kapal.
Perkembangan
selanjutnya,
pompa
ESP
memungkinkan digunakan pada sumur dalam dan memberikan laju produksi yang besar. Selain untuk sumur produksi, pompa ESP digunakan pada proyek-proyek water-flooding dan pressure maintenance dimana dipasang pada sumur-sumur
injeksi. Selain itu dapat digunakan pada sumur yang dikomplesi tidak menggunakan tubing (tubingless completion ) dan produksi dilakukan melalui casing. System pompa ESP atau pompa listrik sentrifugal terdiri dari tujuh elemen dasar, yaitu: a. Motor listrik b. Protector
c. Separator gas d. Pompa sentrifugal bertingkat banyak (multistage) e. Kabel listrik f.
Switchboard
g. Transformer
Page | 16
Pada pemakaian normal, pompa ESP atau sentrifugal dimasukkan ke dalam tubing dan dicelupkan ke dalam fluida sumur. Instalasi ini dapat dipakai pada lubang bengkok ( crooked hole) atau sumua-sumur yang dibor secara berarah (directional ). Keuntungan pompa ESP adalah biaya perawatan rendah, demikian juga biaya pemasangan, terutama untuk lokasi yang jauh di pedalaman dan pada operasi lepas pantai. Gambar 3.8 mempelihatkan unit pompa listrik sentrifugal secara keseluruhan. Pada dasarnya pompa ESP adalah pompa setrifugal bertingkat banyak, dimana poros pompa sentrifugal dihubungkan langsung dengan motor penggerak. Motor penggerak menggunakan tenaga listrik yang disuplai dari permukaan dengan perantaraan kabel listrik dan sumber listrik diambil dari pembangkit tenaga listrik ( power plant ) setiap lapangan minyak. Sistim peralatan pompa ESP dibagi menjadi dua, yaitu:
Peralatan bawah permukaan
Peralatan permukaan
Page | 17
2.2.3.1 Peralatan Bawah Permukaan Lima komponen peralatan di bawah permukaan diperlihatkan pada gambar 3.9, terdiri dari: 1) Motor listrik sebagai unit penggerak Sebagai unit penggerak pppompa adalah tipe motor induksi tigafasa yang berii minyak untuk pendingin dan pelumas. Untuk pendinginan dapat juga digunakan fluida sumur pada saat mengalir ke permukaan, sehingga unit pompa dipasang di atas zona produksi. 2) Protector
Sebagai bagian penyekat dan pada dasarnya mempunyai empat fungsi berikut:
Page | 18
Mencegah fluida sumur masuk ke dalam motor
Menghubungkan pump housing dengan motor housing dengan menyambung poros penggerak motor ke poros pompa.
Tempat bantalan dorong pompa ( pump thrust bearing) mengangkat daya dorong axial yang dihasilkan pompa
Ruang tempat pengembangan dan penyusutan minyak-motor pada saat unit dijalankan atau dimatikan.
3) Separator gas Memisahkan gas bebas dari fluida dan mengarahkan keluar dari pump intake. Merupakan bagian yang terpasang antara protector dan
pompa dan bertindak sebagai pump intake. 4) Pompa sentrifugal bertingkat banyak ( multistage ) Pada pompa sentrifugal bertingkat banyak, setiap tingkatnya terdiri dari impeller berputar dan stationary diffuser . Tipe tingkat yang digunakan menentukan volume fluida yang akan diproduksikan.
5) Kabel-listrik Mensuplai tenaga ke motor listrik. Kabel ini disolasi dan tahan pada temperature sumur lebih dari 300 ˚F, tersedia dalam bentuk bilat atau pipih; memiliki perisai (armor ) dari baja, perunggu, atau monel tergantung pada keperluan dan kondisi sumur.
2.2.3.2 Peralatan Permukaan Peralatan di atas permukaan terdiri dari: 1) Switchboard
Page | 19
Terdiri dari unit sederhana tombol penghubung magnetic ( pushbutton magnetic contactor ) dengan proteksi terhadap kelebihan-beban
(overload) hingga rangkaian yang lebih rumit dengan sekering pemutushubungan (fused disconnect), pencatat ammeter , proteksi di bawah voltase ( under-voltage) dan proteksi kelebihan-beban, lampu sinyal, pengaturan waktu ( timer ) untuk pemompaan intermittent , dan instrument operasi otomatis control jarak jauh. 2) Transformer
Untuk mengubah voltase utama ke voltase yang diperlukan motor.
3) Junction box
Terletak antara kepala sumur ( wellhead ) dan switchboard untuk alasan keamanan, tahan cuaca dan di vent untuk mengeliminasi gerakan gas. Gas dapat bergerak ke atas melalui kabel dan melewati permukaan kabel
switchboard yang
menyebabkan
bahaya
kebakaran
atau
kemampuan meledak ( potential explosion).
Page | 20
Bab III METODE ARTIFICIAL LIFT 3.1. Teori Dasar Artificial lift adalah metode pengangkatan
fluida sumur dengan cara
mengintroduksi tenaga tambahan ke dalam sumur dimana metode ini diterapkan apabila tenaga alami reservoir sudah tidak mampu lagi mendorong fluida ke permukaan atau untuk maksud-maksud peningkatan produksi. Introduksi tenaga tambahan yang ada terdiri dari : 1. Pompa terdiri dari : a. Pompa sucker rod b. Pompa centrifugal multistage c. Pompa hydraulic d. Pompa jet 2. Gas lift terdiri dari : a. Continous gas lift b. Intermittent gas lift 3. Chamber lift
a.Unit Pompa Sucker Rod Peralatan pompa sucker rod terdiri dari mesin penggerak mula, peralatan di atas permukaan dan dibawah permukaan.
Page | 21
-
Mesin Penggerak Mula Penggerak mula merupakan sumber utama seluruh peralatan pompa sucker
rod dimana bahan bakarnya dapat berupa gas alam yang berasal dari sumur sucker rod digunakan, solar atau listrik tergantung pada jenis mesin yang digunakan. -
Peralatan Pompa di atas Permukaan Fungsi utama dari peralatan-peralatan ini adalah :
a. Memindahkan energi dari prime mover ke unit peralatan pompa di dalam sumur. b. Mengubah gerak berputar dari prime mover menjadi suatu gerak bolak-balik naik-turun. c. Mengubah kecepatan putar prime mover menjadi suatu langkah pemompaan yang sesuai atau yang diinginkan. -
Peralatan Pompa di dalam Sumur Fungsi peralatan pompa sucker rod di dalam sumur, adalah untuk
membantu menaikan fluida sumur ke permukaan melalui tubing.
b. Instalasi Gas Lift Yang dimaksud disini adalah semua peralatan gas lift baik yang berada di dalam sumur maupun yang berada di permukaan, juga termasuk komplesi yang digunakan dalam sistem gas lift tersebut. Jenis-jenis komplesi gas li ft ini ada enam
Page | 22
macam yaitu komplesi terbuka, komplesi setengah tertutup, komplesi tertutup, komplesi ganda, komplesi ruang dan pack off instalation. Sedangkan peralatan gas lift untuk menunjang operasi pengangkatan minyak dengan menggunakn metode injeksi gas kedalam sumur dapat dibagi dua kelompok, yaitu peralatan di atas permukaan (well head gas lift, station kompresor gas, stasiun distribusi dan alatalat kontrol) dan peralatan dibawah permukaan (kamar akumulasi, pinhole collar, valve gas lift). b.1.1. Pompa Centrifugal Pompa centrifugal adalah pompa bertingkat banyak yang porosnya dihubungkan
langsung
dengan
motor
penggerak.
Motor
penggerak
ini
menggunakan tenaga listrik yang disupply dari permukaan dengan kabel dan sumbernya diambil dari power plant lapangan. Unit peralatan pompa centrifugal terdiri dari beberapa komponen utama, yaitu swicthboard, junction box, transformer, tubing head dan drum. Sedangkan peralatan yang ada dibawah permukaan terdiri dari motor listrik, gas separator, pompa centrifugal multistage dan kabel listrik.
Page | 23
3. 2. DESKRIPSI ALAT Nama
: Sucker Rod ( air balance pumping unit ) ( 4.2.1 )
Fungsi
:Untuk memproduksikan fluida hidrokarbon kepermukaan.
Mekanisme
:
Dengan mengintroduksi tenaga ke dalam sumur di mana gerak putar pada prime mover diubah menjadi gerak naik lurus pada sucker rod. Specification :
Diameter Rod
Diameter Coupling
AR
Inch
Inch
Inch
Berat Rod & Coupling Lb/ft
½
1
0.196
0.68
5/8
1½
0.307
1.14
¾
1 5/8
0.442
1.62
7/6
1 13/16
0.601
2.17
1
2 3/16
0.785
2.88
1 1/8
2 3/8
0.994
3.67
Page | 24
Nama
: Mark II Pumpings Unit ( 4.2.2 )
Fungsi
:Untuk memproduksikan minyak kepermukaan.
Mekanisme
: Merupakan jenis sucker rod pump yang dapat memproduksikan minyak.
Specification :
Unit
A
B
C
D
E
F
G
H
I
J
K
L
M-1824D427-216
25’6”
32’ -6”
2’-5 1/8”
53”
18’7”
27’-9 ¾”
67’
47’5”
44 3/8
130”
25 3/8”
75 ½”
M-1280D427-216
25’6”
32’ -6”
2’-5 1/8”
53”
18’7”
28’-5 ½’
67’
67’5”
44 3/8
130”
31 ¾”
75 ½”
X
Ay
AC
AG
Unit
M
R
T
U
V
W
M-1824D427-216
8’
45”
581/8’
52”
481/2”
481/2”
70’9”
9’- 6 ½”
26”
51”
M-1280D427-216
8’
45”
52 ½’
52”
481/2”
481/2”
9’-6”
9’-6 ½”
26”
51”
Page | 25
Nama
: Sucker Rod Conventional Pumping Unit ( 4.2.3 )
Fungsi
:Memproduksikan minyak kepermukaan.
Mekanisme
: Denganmenggunakan tenaga pendorong prime mover dimanequilizernya terletak di ekor kepala angguk.
Spesification :
Unit Designation
C-228D-173-74
C-160D-143-74
C-160D-173-64
C-160D-143-64
C-80D-119-64
C-160D-173-74
C-114D-143-74
C-114D-173-64
C-114D-143-64
Polished Rod Capacity,Lbs
17,300
14,300
17,300
14,300
11,900
Stroke lengths,inches
74,62,51
74,62,51
54,54,44
64,52,40
64,53,42
Walking Beam
24”x84 Lbs
24”x84”Lbs
24”x84 Lbs
19”x71 Lbs
18”x60 Lbs
Wireline Hanger
1”x9” CTRS
1’x9” CTRS
1”x9” CTRS
1’x9” CTRS
1”x9” CTRS
Cranks
6468B
6468B
6468B
5456B
4850B
Crank Pin Bearing
3SC
4SC
4SC
4SC
5A
Equalizer Bearing
2RA
3R
3R
3R
4R
Center Bearing
2TG
4TG
4 TG
4 TG
4TG
Page | 26
Nama
: Rod Guide ( 4.2.4 )
Fungsi
:Merupakan alat untuk memandu gerakan pompa dalam tubing
sumur yang terbuat dari karet ( rubber ) dipasang dengan cara di putar.
Mekanisme
: Dipasang pada rangkaian Sucker Rod yang berada di sumur yang berguna memandu gerakan naik turun.
Specification :
Tubing size
2”
2-1/2”
Rod size
Nylon Guide
Rubber Guide
Part Number
Part Number
7/8”
267-x-44035
267-x-25035
3/4”
267-w-44035
267-w-25035
5/8”
267-v-44035
267-v-25035
1”
267-y-44036
267-y-25036
3/4”
267-w-44036
267-w-25036
5/8”
267-v-44036
267-v-25036
Page | 27
Nama
: Sucker Rod Elevator ( 4.2.5 )
Fungsi
:Untuk mengangkat ( naik turun ) Rod String
Mekanisme
: Dipasangkan pada Horse head dan digunakan untuk menaikturunkan rangkaian rod string.
Specification :
Sucker Rod
Capacity
Elevator size Inch
1 1/8
T
Sh.tons
20
22
12.5
14
1 3/4x7/8 3/4x7/8 5/8x3/4 ½
Page | 28
Nama
: Polished Rod Clamps ( 4.2.6 )
Fungsi
: Untuk mengencangkan polished rod pada carier bar
Mekanisme
: Tangkai rod yang berada di luar sumur yang menghubungkan sucker rod dengan carier bar dan dapat naik turun di dalam stuffing box.
Specification :
Description
Polished Rod Size
Approx Weight Lbs
Little Giant Model A Little Giant Model B Little Giant
1” (25mm)-1 1/8” (29mm)-1 1/4 “ (32mm)-1 ½” (38mm)
10 ( 4.5 kg)
1 1/8’ (29mm)-1 ¼” (32mm)-1 ½” (38mm)
24 ( 10.9 kg )
1 1/8” (29mm)-1 ¼” (32mm)
9 ( 4.1 kg )
1” (25mm)-1 1/8’ (29mm)-
4 ( 1.8 kg )
Model C Little Giant
1 ¼” (32mm)-1 5/16” (33mm)
Page | 29
Nama
: Sucker Rod ( 4.2.7 )
( 4.2.8 ) Fungsi
: -
Memindahkan energi dari prime mover ke unit peralatan pompa didalam sumur.
-
Mengubah gerak berputar dari prime mover menjadi suatu gerak bolak-balik naik turun.
-
Mekanisme
Mengubah kecepatan putar prime mover
: Peralatan pompa sucker rod terdiri dari mesin penggerak mula, peralatan di atas dan di bawah permukaan.
Specification
In
Ft
:
API Sucker Rod size
Thread size
5/8
Length of Sucker Rod
Full size Coupling OD
Simhole Coupling OD
Min. Coupling Length
15/16
4
4
¾
1/16
½
1½
1
1 3/8
4
4
1½
1¼
1 5/8
1½
2¾
2
Page | 30
Nama
: Legrond Polished Rod Stuffing Box ( 4.2.9 )
Fungsi
:Untuk menghubungkan Sucker Rod string dengan carier bar.
Mekanisme
:
Penghubung ini dapat naik turun di dalam stuffing box. Spesification
:
Unit
LP-320D-246-86
Lp-228D-173-64
LP-114D-133-54
LP-160D-173-64 Polished Rod Capacity, Lbs
24,600
17,300
13,300
Stroke Length, inch
86”,74”,64”
64”,54”,44”
54”,42”,36”
N Bearing
2 LPTGA
2 LPTGA
P 19
Rank Pin Bearing
2SD
3SD
4SD
Page | 31
Nama
: Top Ring Valve ( 4.2.10 )
Fungsi
: Untuk menambah/mempertahankan performa dari suatu sumur, biasanya digunakan untuk sumur gas.
Mekanisme
: Di pasang pada bagian atas sumur, mempertahankan performa sumur dengan mengatur valvenya.
Spesication
:
OD size Tubing Tool is to be installed in
Pump Type
2’
1-1/4 RH 1-1/2 RW
2-1/2”
1-1/4 RH 2 RW
Page | 32
Nama
: Oversize Standing Valve ( 4.2.11` )
Fungsi
: Memberi kesempatan minyak dari dalam sumur masuk ke working barrel.
Mekanisme
: Merupakan katub yang terdapat di bagian bawah working barrel, upstrole valve terbuka maka minyak masuk, down-stroke valve tertutup maka minyak tertahan.
Spesification
:
Tubing size
Cage No .Single Thd
Guide No.
Ball & Seal
2” Upset
SL 2R
2.594 EU8R
SL7
2 ½” API
2 ½” Reg
SL 2 ½ V
2 7/8- 11 ½ V
SL 9
2 ¾” API
2 ½” Upset
SL 2 ½ R
3.094 EU88
SL 9
2 ¾” API
3’ Reg
SL 3V
3 1/3-11 ½ V
SLA 32
3 ¼” API
3” Upset
SL 3R
3 ¾ EU8R
SLA 32
3 ¼” API
3” Upset
A 3R
4 ¼ EU8R
SLA 32
3 ¼” API
3 ½” Upset
X
4 ¾ EU8R
SL 10
3 ¾” API
4” Upset
I
3 ¾ EU8R
SL 10
3 ¾” API
Page | 33
Nama
: Giant Stuffing Boxes ( Model L&S Easy Pack Stuffing Box )
(4.2.12) Fungsi
: Rings pada paralatan berupa synthetic rubber mencegah kebocoran minyak dan kesalahan pemasangan.
Mekanisme
: Terdapat long-lasting nylon pada bagian atas dan syntetic rubber tahan minyak. Sehingga mengurangi kesalahan pemasangan dan kebocoran minyak. Diameter lebih kecil daripada Polished Rod.
Spesification
:
Boxed Rings for Set
ODxPol.Rod SizexStack Heigh preset
8 Rig per set
2 1/8” (54mm)xPol.rod sizex2 ¼”
8 Rig per set
2 1/8” (54mm)xPol.rod sizex2 1/16”
7 Rig per set
2 ¼” (57mm)xPol.rod sizex2 ¼”
8 Rig per set
2 ¼” (57mm)xPol.rod sizex2 7/8 Boxed RPS on Request
7 rig per set
2 ¼” (57mm)xPol.rod sizex2 ¼ Boxed RPS on Request
8 Rig per set
2 ¼” (57mm)xPol.rod sizex2 7/8Boxed RPS on Request
7 Rig per set
2 ¼” (57mm)xPol.rod sizex2 ½ Boxed RPS on Request
Page | 34
8 Rig per set
2 ¼” (57mm)xPol rod sizex3 1/8 Boxed RPS on Request
8 Rig per set
2 ½’ (64mm)xPOl.rod sizex2 ¾”
8 Rig per set
2 ½” (64mm)xPol.rod sizex2 7/8”
8 Rig per set
2 ½” (64mm)xPol.rod sizex3 ½”
Nama
: Beam Extension 4 Extra Counter Balance (4.2.13 )
Fungsi
: Mengbah gerak berputar dari crank center j adi gerak naik turun ke rangkaian pompa dalam sumur lewat rangkaian rod.
Mekanisme
: Terbuat atas 2 bagian dan dapat diterapkan untuk keseimbangan crank
yang ada saat ini dengan membakar 8 lubang di “walking beam”. Spesification
:
Extension
Max weight added,Lbs
Distance from Equalizer Bearing to center of weights
48”
2600
28”
60”
4000
40”
Page | 35
Nama
: Plunger ( 4.2.14 )
Fungsi
: Untuk menghisap minyak dari formasi masuk ke dalam barrel yang kemudian diangkat ke permukaan melalui lubang.
Mekanisme
: Bagian dari pompa yang terdapat di dalam bam dan dapat bergerak naik turun untuk menghisap minyak dari formasi ke permukaan melalui tubing.
Spesification
:
Standart size are (in)
1-1/4 1-1/2 1-3/4 1-25/23 2-1/4 2-3/4
Standart lengths are 2 throught 6 ft
Page | 36
Nama
: Conventional Casing-Pressure-Operated Gas Lift Valve ( 4.2.15 )
Fungsi
: Untuk menahan lubang bor agar tidak terjadi keruntuhan selama produksi pada unit pompa conventional sucker rod.
Spesification
:
Valve
OD
Port size
Port area
Bellows area
R
1-R
Part No.
CMO-C
0.625
8/64
0.0123
0.1246
0.987
0.9013
110000-000-008
10/64
0.0192
0.1540
0.8460
110000-000-010
12/64
0.0276
0.2216
0.7784
110000-000-012
8/64
0.0123
0.0385
0.9615
101005-000-008
10/64
0.0192
030602
0.9398
101005-000-010
12/64
0.0276
0.0866
0.9134
101005-000-012
16/64
0.0491
0.1539
0.8461
101005-000-016
8/64
0.0123
0.0173
0.9827
101010-000-008
10/64
0.0192
0.0271
0.9729
101010-000-010
12/64
0.0276
0.0389
0.9611
101010-000-012
16/64
0.0491
0.0692
0.9308
101010-000-016
20/64
0.0676
0.1081
0.8919
101010-000-020
24/64
0.1104
0.1556
0.8444
101010-000-024.
28/64
0.1503
0.2119
0.7881
101010-000-028
CM1
CM2
1.000
1.500
0.3189
0.7096
Page | 37
3.3. Pembahasan Dalam perencanaan sucker rod selalu diusahakan atau yang dipilih yang ringan, artinya memenuhi kriteria ekonomis, tetapi dengan syarat tanpa mengabaikan kelebihan pada sucker rod tersebut. Sucker yang dipilih dari permukaan, sampai unit pompa di dasar sumur (plunger) tidak perlu sama diameternya, tetapi dapat dilakukan/dibuat kombinasi dari beberapa type dan ukuran rod. Sucker string yang merupakan kombinasi dari beberapa tipe dan ukuran tersebut, disebut Tappered Rod String. Peralatan gas lift untuk menunjang sistem pengangkatan minyak dengan menggunakan metode injeksi gas kedalam sumur terdiri atas dua kelompok besar, yaitu peralatan di atas permukaan (well head gas lift, station compresor gas, stasiun distribusi dan alat-alat kontrol) dan peralatan bawah permukaan (kamar akumulasi, pinhole collar dan valve gas lift).
Page | 38
Bab IV Penutup 3.1. Kesimpulan Apabila tekanan reservoir cukup besar, sehingga mampu mendorong fluida reservoir sampai ke permukaan disebut sebagai sumur “sembur alam”. Keadaan demikian umumnya dapat ditemui pada awal masa produksi duatu sumur, tetapi keadaan ini tidak dapat terus dipertahankan, disebabkan tekanan reservoir yang akan terus menerus berkurang dari waktu ke waktu. Pada sumur “sembur alam” yang diproduksikan, terdapat dua kondisi permukaan yang umum ditemui, yaitu sumur diproduksikan dengan menggunakan “jepitan” (Choke/Bean Performance) atau sumur diproduksi tanpa choke di permukaan. Choke biasanya dipasang pada awal masa produksi, kemudian dengan bertambahnya waktu ukuran choke akan bertambah sampai akhirnya choke akan dilepas seluruhnya agar tetap diperoleh laju produksi yang optimum. Beberapa faktor yang harus diperhatikan dalam menentukan laju produksi maupun menganalisa kelakuan sumur sembur alam, yaitu:
Inflow Performance Relationship
Tubing (Vertical Flow) Performance
Sistim di permukaan
Fasilitas peralatan di permukaan
Fasilitas peralatan baawah permukaan
Maksud “sembur buatan” (artificial lift ) adalah untuk mempertahankan tekanan
produksi
dasar-sumur
yang
berkurang
sehingga
formasi
dapat
Page | 39
memberikan fluida reservoir yang diinginkan. “Sembur buatan” dilakukan dengan maksud untuk mempertahankan tingkat produksi agar tetap tinggi, karena kemampuan produksi suatu sumur akan terus berkurang dengan bertambahnya waktu. Atau kemampuan sumur yang bersangkutan untuk berproduksi sejak awal ditemukan sangat kecil, sehingga perlu dilakukan sumur buatan. Untuk artificial lift : 1. Dengan menggunakan pompa sucker rod dalam metode pengangkatan fluida sumur dengan cara mengintroduksi tenaga tambahan kedalam sumur, hal ini dilakukan apabila tenaga alami reservoir sudah tidak mampu lagi mendorong fluida ke permukaan. 2. Dalam metode gas lift digunakan gas/uap untuk menurunkan viscositas minyak, sehingga minyak akan dapat mengalir ke permukaan. 3. ESP merupakan salah satu jenis pompa yang digunakan untuk memproduksi minyak dengan cara peningkatan buatan. Pada impeller tenaga mekanis diubah menjadi tenaga hidrolis pada diffuser terjadi perubahan energi kinetis ke energi mekanis. Mempertahankan tekanan aliran dasar-sumur yang diperlukan adalah dasar untuk perencanaan (desain) setiap instalasi sembur buatan. Jika suatu tekanan “drawdown ”yang ditentukan sebelumnya dapat dipertahankan, sumur akan memproduksikan fluida yang diinginkan.
3.2. Kritik dan Saran Dalam makalah ini penulis mengharapkan pembaca dapat memanfaatkan pengetahuan yang telah dijelaskan dan terus berusaha mencari pengetahuan
Page | 40
tambahan mengenai tahapan produksi yang sangat penting dalam aktivitas pertambangan minyak. Semoga makalah ini dapat digunakan sebagaimana mestinya dan penulis tentu mengharapkan kriktik yang membangun dari pembaca.
Page | 41
