MENDESKRIPSIKAN NODAL NODAL ANALYSIS DALAM OPTIMALISASI PRODUKSI PRODUKSI DENGAN PIPESIM Irvan Syahputra, Aprilia Anggrayeni, Ator Dwi Subroto, Maulana Syahrul Alam, Afrizal Nurhandika W.P,Angga Nurmansyah, Subakti, Mirza,ST Teknik Industri,Sekolah Industri,Sekolah Tinggi Teknologi Minyak Dan Gas JL.KM 8 Soekarno-Hatta Balikpapan 0542-736566 0542-736566 E-mail:
[email protected]
Sari
Dalam kegiatan migas khususnya dalam bidang teknik produksi. Untuk mengestimasi laju produksi dan optimalisasi komponen produksi kita biasanya menyebutnya nodal sistem analysis.fluida yang melewati komponen produksi, akan ada mengalami penurunan tekanan seiring fluida mengalir. Data-data produksi yang diperoleh akan di analisa melalui program pipe sim dan diamati dengan melakukan sensitivitas data. Sensitivitas data yang dilakukan dari nodal analysis menghasilkan grafik hubungan tekanan vs production rate . Analisa sensitivitas juga dilakukan untuk mengetahui kemampuan sumur memproduksikan fluida reservoir ke permukaan. Paper ini akan membahas nodal analysis dalam optimalisasi produksi dengan pipe sim. Kata kunci: Nodal sistem analisis, IPR, Pipe Sim Sim Abstract
In activity oil industry especially in production engineering. To estimate est imate production rate and optimum production components we were normally call it is nodal sistem analisis.The fluids through production components, there will be pressure drop to acompany flow fluids. The production datas were got it will be analyzed through Pipe Sim Program and looked by doing sensitivity analyzing. The sensitivity analyzing had done of nodal analysis to result the relationship graphic of pressure vs production rate. A sensitivity analisis was done to know ability of a well produced fluid reservoir to the surface . this paper going to discuss about nodal analysis within optimal production of the Pipe Sim. Keyword : Nodal sistem analisis ,IPR, Pipe Sim.
I. PENDAHULUAN
Nodal Sistem Analisis merupakan suatu teknik sederhana yang digunakan untuk menentukan hubungan antara Inflow Performance Relationship dengan Tubing Intake, yang dapatdigunakan untuk menentukan laju produksi optimum yang terjadi dalam suatu sistem produksi. Suatu persamaan matematis digunakan untuk menggambarkan kemampuan suatu reservoir untuk memproduksi fluida menuju lubang sumur dan sistem perpipaan yang mengalirkan fluida ke separator di permukaan. Komponen-komponen lain yang menyebabkan kehilangan tekanan seperti lubang perforasi dan choke juga dapat diperhitungkan untuk menentukan kehilangan total sistem.Teknik ini kemudian digunakan secara luas keperluan desain, evaluasi keekonomian, dan penyelesaian masalah pada sumur minyak dan gas.Pada umumnya teknik ini diselesaikan secara grafik dengan menggunakan plot tekanan versus laju alir.Persamaan inflow dan outflow berbeda dan berpotongan pada suatu titik. Titik perpotongan ini menunjukkan laju alir dan tekanan yang terjadi dalam sistem. Jika kedua kurva tersebut tidak berpotonganberarti sumur tersebut tidak mampu memproduksikan fluida menuju permukaan. Ha lini bisa diatasi antara lain dengan metode artificial lift seperti gas lift dan submercible pumps.
Gambar 1. Kurva nodal sistemanalisis Pada makalah ini kita menyelesaikan Nodal Sistem analysis dengan menggunakan Pipe sim .dimana data yang sudah diketahui dimasukan ke black oil , vertical well, tubing dan nodal sistem analisis. Di nodal sistem analysis akan menampilkan grafik hubungan tekanan vs laju alir yang kita produksikan. Bagian inflow diwakili dengan persamaan IPR dan bagian outflow diwakili oleh persamaan kehilangan tekanan dalam tubing. Kedua persamaan inilah yang digunakan dalam penyelesaian secara analitis, tanpa menggambar kurva yang terbentuk terlebih dahulu. Jadi, dengan adanya makalah ini diharapkan nodal sistem analisis dapat dilakukan secara cepat dengan suatu program sederhana yang mudah digunakan. INFLOW PENFORMANCE RELATIONSHIP
Gambar 1 memberi gambaran secarajelas bagaimana nodal sistem analisis diselesaikan secara grafis.
Inflow Performance Relationship (IPR) didefinisikan sebagai grafik fungsi antara laju produksi vs tekanan alir bawah permukaan. Metode Vogel digunakan untuk aliran 2 fasa , persamaannya adalah
2
P P qo 1.0 0.2 wf 0.8 wf dengan Qmax P r P r Tekanan Reservoir dibawah Bubble Point Pressure (Pr < Pb) – Pb) – 2 2 fasa (gas + oil) dan Tidak terjadi kerusakan formasi (S = 0). catatan
:
Untuk reservoir diatas bubble point tapi dengan pressure flowing dibawah bubble point . PI tetap dan persaman vogel bisa dikombinasikan untuk meperkirakankurva IPR. Persamaannya adalah
Dimana : q0 = oil flow rate in stb/d qmax = the theoretical maximum flow rate when Pwf =0 in stb/d qb = oil flow rate at Pwf =Pb in stb/d s tb/d Pb = bubble point pressure in psia Pwf = flowing bottomhole pressure in psia Pr = average reservoir pressure in psia. II. METODOLOGI
Untuk memperoleh laju optimum yang diperlukan dan besar kehilangan tekanan dalam permodelan IPR 2 fasa digunakan Inflow Performance Relathionship (IPR) dengan Vogel’s Equation dengan Equation dengan Tekanan reservoir > Bubble Point yaitu
Dalam makalah ini, kita menggunakan software khusus bidang teknik produksi yaitu Pipe sim 2000. Dengan langkahlangkah sebagai berikut :
1. Datadata fluida reservoir dimasukan kedalam Black Oil Pvt. 2. Lalu pilih flow correlation, vertival flow dengan source : tulsa & correlation : begg & brill. 3. Lalu membuat alur produksi dari hulu sampai hilir seperti vertical well -> node -> Tubing. 4. Klik vertical well isi reservoir data. 5. Klika tubing pilih simple model, kemudian well bor data dimasukan ke data tubing, untuk size tubing bisa kita peroleh dari help hel p lalu pilih tubing table. 6. Lalu klik operations pilih flow correlation matching, isi data outlet pressure dan liquid rate kemudian vertical flow corelation nya beggs & Brill source: Tulsa. 7. Klik icon nodal letakan disamping vertical well, hubungkan tubing dari vertical well ke nodal analysis. 8. Klik operations pilih nodal analysis, isi outlet pressure, kemudian lakukan sensitivitas sesuai kebutuhan yang diperlukan contoh: inflow: API dan outflow: Water Cut, lalu klik run model. Dari sana kita dapat menganalisa laju produksi dan besar penurunan tekanan melalui sensitivitas di nodal analysis. III.Studi III. Studi Kasus
Dalam kasus ini kita akan melakukan analisa laju produksi terhadap sensitivitas water cut, GOR, dan Tubing. Data properties fluida yang digunakan merupakan data hipotetik. (Tabel 1) Black oil PVT & Res data water cut
5%
GOR
200
SG gas
0,8
scf/stb
SG Air
1,1
Oil API Reservoir Pressure Pb (Bubble Point Press) Reservoir Temperature
20 200 0 170 0
psi
210
f
PI Wellhead Pressure
10
stb/d/psi
200
psi
Liquid Rate
550
stb/d
Wellbore data TV Temperatur bottom MD (ft) D e (f) 0 6000
0 600 0
Gambar 9. Grafik sensitivitas Water cut
ID Casing "
60
5 1/2
210
5 1/2
Untuk laju produksi optimum terhadap sensitivitas Water cut, GOR dan Tubing di dapat dengan cara memasukan data sensitivitas dalam nodal analysis. misalkan, sensitivitas API di inflow sebagai
Laju produksi yang dihasilkan dari gambar 9 sampai 11. Dapat dilihat dalam kurva , perubahan water cut sebagai outflow terhadap API sebagai inflow tidak berpengaruh pada Api karena line water cut tidak bersinggungan dengan line API . sehingga tidak ada water cut yang ikut terproduksikan maka kelarutan gas pada minyak akan mudah.
Inflow Performance relationship terhadap sensitivitas water cut . maka akan tampil grafik sensitivitas water cut.
Solution gas oil ratio (Rs) dan oil formation volume factor (Bo) dicari menggunakan korelasi lasaster .
V . ANALISA SENSITIVITAS
Untuk mengetahui nilai-nilai laju produksi optimum dengan Pipe sim di operasi nodal anaylsis untuk melakukan sensitivitas terhadap gas terhadap gas oil ratio ( GOR), GOR), Water Cut ( Wc ), dan diameter tubing . .
Gambar 10. Grafik sensitivitas diameter tubing Tidak jauh berbeda dengan water cut , sensitivitas yang dilakukan pada tubing dengan ukuran 1 ½ , 2 7/8 , 3 ½ , dan 4 . semua ukuran tubing tersebut tidak
mendekati / bersinggungan dengan line inflow ( API ) sehingga tidak bisa fluida tidak bisa naik atau terproduksikan . salah satu ukuran tubing yang mendekati adalah tubing dengan diameter 2 Ins karena tubing ini hampir mendekati/ bersinggungan dengan line outflow tersebut . untuk itu dibutuhkkan tenaga pendorong seperti menginjeksikan gas dalam lubang bor ( Gas Lift ) untuk mendorong minyak naik ke permukaan.
Gambar 11. Grafik sensitivitas Gas oil ratio Begitu juga, dengan sensitivitas Gas oil ratio tidak ada perubahan dengan percobaan sensitivitas yang dilakukan sebelumnya. Sensitivitas yang dilakukan terhadap GOR 100, 200, 300 dan 500 tidak menunjukkan pengaruh gas oil ratio dalam minyak karena tidak bersinggungan dengan 0utflow (API) . jika salah satu gor yang bersinggungan dengan outflow outflow dan melewati bubble point berarti gas yang terbebaskan dari minyak tersebut membantu meningkatkan laju alir yang rendah sehingga tidak membutuhkan injeksi gas ke dalam lubang bor .
VI . KESIMPULAN
Dari penelitian ini, dapat disimpulkan beberapa kondisi sebagai berikut: 1. Penyelesaian nodal sistem analisis dapat menggunakan Pipesim dengan melakukan sensitivitas di gas di gas oil ratio , water cut dan diameter tubing . 2. Pada penelitian ini, Rs ( solution gas oil ratio ) belum ) belum diketahui . jadi, kita menggunakan rumus solution gas oil ratio untuk di input ke dalam pipesim dalam black oil Pvt. 3. Analisa sensitivitas yang dilakukan terhadap water cut menunjukkan tidak ada pengaruh water cut dalam proses produksi fluida dari upstream ke downstream. downstream. 4. Selain itu, analisa sensitivitas yang dilakukan terhadap diameter tubing menunjukkan bahwa sumur tidak bisa diproduksikan karena dari tubing ukuran 1 ½ , 2 7/8 , 3 ½ , dan 4 tidak menyinggung IPR . yang mendekati hanya tubing ukuran 2 7/8 . agar bisa terproduksikan butuh tenaga pendorong seperti menginjeksi gas kedalam sumur. 5. Dan begitu juga, sensitivitas terhadap GOR tidak menyinggung kurva IPR . jadi, laju alir sumur tidak bisa meningkat karena tidak adanya GOR. VII. DAFTAR PUSTAKA
1. Dale Beggs Kermitt Brown., The Technology Of Artificial Lift Methods,PennWell, Okhlahoma.
