NODAL SYSTEM ANALYSIS
1 . P E N D A H ULUA N 1. Komp Kompon onen en reservoir. 2. Komponen 3. Komponen 4. Komponen 5. Komponen 6. Komponen
form fo rmasi asi pr prod oduk ukti tiff komplesi. tubing. pipa salur restriksi/jepitan. separator.
1 . P E N D A H ULUA N 1. Komp Kompon onen en reservoir. 2. Komponen 3. Komponen 4. Komponen 5. Komponen 6. Komponen
form fo rmasi asi pr prod oduk ukti tiff komplesi. tubing. pipa salur restriksi/jepitan. separator.
Kepala Sumur
Separator
Flow line
Casing
Tubing
Safety Valve
Skin
Packer
Formasi Produktif Dasar Sumur
GAMBAR 1 Sistim Sumur Produksi
2 . P e r k i r a a n L a j u P r o d u k s i S u m u r d e n g a n M e n g g u n a k a n A n a li s a S i s t i m N o d a l
Pwf
Psep
Pf Pt
3 . P r o s e du d u r A n al a l i s a S i s t i m N o d a l U n tu tu k T i ti ti k N od al di D as ar S u m u r
1.Untuk kondisi “open hole” 2. Untuk kondisi dasar sumur di perforasi .
Kepala Sumur
Separator
Packer
Skin
Formasi Produktif
Dasar Sumur
Gambar 2 Arah Perhitungan Untuk Titik Nodal di Dasar Sumur
3.1.1. Contoh Soal Analisa Sistim Nodal dengan Titik Nodal di Dasar Sumur Untuk Kondisi Open Hole
Diketahui: Panjang pipa salur Diameter pipa salur Kedalaman sumur Diameter tubing Kadar Air Perbandingan gas cairan Tekanan statik
= = = = = = =
300 ft 2 in 5000 ft 2 3/8” 0 400 SCF/bbl 2200 psi
Tentukan laju produksi yang diperoleh dengan menggunakan dasar sumur sebagai titik Nodal.
Perhitungan: 1. Pada kertas grafik kartesian, buat sistim koordinat dengan tekanan pada sumbu tegak dan laju produksi pada sumbu datar. Lihat Gambar 3. 2. Berdasarkan J = 1.0 dan Ps = 2200psi, hitung Pwf pada berbagai anggapan harga q, yaitu sebagai berikut:
Pwf
Ps
q
untuk q = 200 bbl/hari
J 200
Pwf
2200
1
200 ~
psi
Untuk laju produksi yang lain di peroleh hasil seperti pada tabel berikut : q anggapan
Pwf
200
2000
400
1800
600
1600
800
1400
1000
1200
1500
700
3. Buat kurva IPR dengan memplot q vs Pwf dari Tabel dilangkah 4. Gunakan langkah kerja di Bab II, untuk menentukan tekanan kepala sumur pada aliran mendatar. Hasil perhitungan adalah sebagai berikut:
q anggapan
Psep
Pwh
200
100
115
400
100
140
600
100
180
800
100
230
1000
100
275
1500
100
420
Catatan: Gunakan grafik pressure aliran mendatar untuk diameter pipa = 2”, GLR = 400 SCF/STB dan pada q anggapan.
5. Tentukan tekanan alir dasar sumur, berdasarkan tekanan kepala sumur dengan menggunakan langkah kerja Bab II. Gunakan grafik pressure traverse aliran tegak untuk diameter tubing 2 3/8”, GLR = 400 SCF/STB, KA = 0 dan q anggapan. Hasil perhitungan adalah sebagai berikut:
q anggapan
Pwh
Pwf
200
115
750
400
140
880
600
180
1030
800
230
1190
1000
275
1370
1500
420
1840
6. Plot q terhadap Pwf dari langkah 5, pada kertas grafik di Gambar 3. Kurva ini disebut kurva Tubing Intake. 7. Perpotongan antara kurva IPR dengan kurva tubing intake, menghasilkan laju produksi sebesar 900 bbl/hari 8. Laju produksi yang diperoleh = 900 bbl/hari 2500
2000
1500 Pw f 1000
500
0 0
400
800
1200
1600
Qo
Gambar 3 Kurva Analisa Sistim Nodal pada Titik Nodal di Dasar Sumur Untuk Kondisi Lubang Sumur “Open Hole”
3.2.1. Contoh Soal Analisa Sistim Nodal dengan Titik Nodal di Dasar Sumur Untuk Kondisi Lubang Sumur Diperforasi Diketahui:
Panjang pipa salur = 3000 ft Diameter pipa salur = 2 in Kedalaman sumur = 5000 ft Diameter tubing = 2 3/8” Perbandingan Gas-Cairan = 400 SCF/STB Tekanan Statik Sumur = 2200 psi Tebal formasi produktif = 20 ft Permeabilitas Formasi = 162 md Kerapatan perforasi = 2, 4, 6, 8, 10 SPF Panjang lubang perforasi = 11.6 inch Diameter lubang perforasi = 0.51 inch Teknik Perforasi = “overbalanced” Viscositas minyak = 2.5 cp Densitas minyak = 30 lbm/cuft Faktor Volume Formasi minyak = 1.083 bbl/STB
Tentukan laju produksi yang diperoleh dengan menggunakan dasar sumur sebagai titik Nodal, dengan memperhitungkan kerapatan perforasi ! Perhitungan: 1. Pada kertas grafik kartesian, buat sistim koordinat dengan tekanan pada sumbu tegak dan laju produksi pada sumbu datar. Lihat Gambar 4. 2. Berdasarkan PI =1.0 dan Ps = 2200 psi, hitung Pwf pada berbagai anggapan harga q, yaitu sebagai berikut:
pwf
Ps
q
; untuk q = 200 bbl/hari
PI 200
Pwf
2200
1
200 ~
psi
Untuk laju produksi yang lain diperoleh hasil seperti pada tabel berikut:
q anggapan
Pwf
q Anggapan
Pwf
200
2000
800
1400
400
1800
1000
1200
600
1600
1500
700
3. Berdasarkan hasil perhitungan kehilangan tekanan sepanjang salur dan tubing untuk beberapa harga laju produksi, (telah dihitung di contoh soal sebelumnya) diperoleh tekanan alir dasar sumur (di kaki tubing), sebagai berikut: q angapan
Pwh
Pwf
200
115
750
400
140
880
600
180
1030
800
230
1190
100
275
1370
1500
420
1840
4. Hitung perbedaan tekanan antara tekanan di permukaan formasi produktif dengan tekanan di kaki tubing, sebagai berikut: Pwf (sandface)
Pwf (tubing)
200
2000
750
1250
400
1800
880
920
600
1600
1030
570
800
1400
1190
210
1000
1200
1370
-
1500
700
1840
-
q
Beda Tekanan
Plot perbedaan tekanan tersebut terhadap laju produksi, di Gambar 4.
5. Berdasarkan data perforasi, hitung kehilangan tekanan sepanjang perforasi untuk kerapatan perforasi 2, 4, 6, 8, dan 10 SPF,. Persamaan kehilangan tekanan sepanjang perforasi untuk data tersebut, telah dihitung di Modul II, dan telah diperoleh hubungan berikut:
Pwfs
Pwf
0.024621q
2
30.443q
Hasil perhitungan kehilangan tekanan untuk setiap kerapatan perforasi adalah sebagai berikut:
Laju Produksi
2SPF q/perf
4SPF P
Q/perf
6 SPF P
q/perf
P
200
5
152.83
2.50
76.26
1.67
50.81
400
10
306.89
5.00
152.83
3.33
101.75
600
15
462.18
7.50
229.71
5.00
152.83
800
20
618.71
10.00
306.89
6.67
204.05
1000
25
776.46
12.50
384.38
8.33
215.40
1500
37.5
1176.24
18.75
579.46
12.50
384.38
8 SPF
10 SPF
Laju Produksi
q/perf
P
200
1.25
30.47
1.00
34.10
400
2.50
60.98
2.00
68.25
600
3.75
91.55
3.00
102.45
800
5.00
122.17
4.00
136.69
1000
6.25
152.83
5.00
170.99
1500
9.375
229.71
7.50
256.95
q/perf
Plot antara perbedaan tekanan tersebut terhadap laju produksi pada kertas grafik di Gambar 4
P
6. Perpotongan antara kurva perbedaan tekanan di kaki tubing dengan tekanan di permukaan formasi produktif dan kurva kehilangan tekanan di perforasi, menunjukkan laju produksi yang dihasilkan untuk setiap kerapatan perforasi, yaitu sebagai berikut: Kerapatan Perforasi (SPF)
Laju Produksi (STB/H)
2
648
4
752
6
800
8
836
10
840
1000 900 800 700 600 dPwf 500 IPR
400
2 spf 300
4 spf
200
6 spf
100
8 spf 10 spf
0 0
400
800
1200
1600
Qo
Gambar 4 Kurva Analisa Sistim Nodal pada Titik Nodal di Dasar Sumur Untuk Kondisi Lubang Diperforasi
3.2.2. Contoh Soal Analisa Sistim Nodal dengan Titik Nodal di Dasar Sumur Untuk Kondisi Lubang Sumur Diperforasi dan dipasang Gravel-pack
Diketahui:
Panjang pipa salur = 3000 ft Diameter pipa salur = 2 in Kedalaman sumur = 5000 ft Diameter tubing = 2 3/8” Kadar Air =0 Perbandingan gas cairan = 400 SCF/bbl Tekanan statik = 2200 psi Tebal formasi produktif = 20 ft Permeabilitas formasi = 162 md Kerapatan perforasi = 2, 4, 6, 8, 10 SPF Diameter dalam casing = 6.875 in Diameter lubang bor = 9.875 in Ukuran gravel = 50 mesh Permeabilitas gravel = 45000 md Viskositas minyak = 2.5 cp Densitas minyak = 30.0 lbm/cuft Panjang lubang perforasi = 11.6 in Dimeter lubang perforasi = 0.51 in Diameter lubang perforasi = 0.51 in Faktor Volume formasi minyak = 1.083 bbl/STB
Tentukan laju produksi yang diperoleh dengan menggunakan dasar sumur sebagai titk Nodal, dengan memperhitungkan kerapatan perforasi dan gravel pack. Perhitungan: 1. Pada kertas grafik kartesian, buat sistim koordinat dengan tekanan pada sumbu tegak dan laju produksi pada sumbu datar. Lihat Gambar 5 berikut ini: 1000 900 800 700 600 d P w f 500 400
IPR 2 spf
300
4 spf 6 spf
200
8 spf 100
10 spf
0 0
400
800
1200
1600
Qo
Gambar 5 Kurva Analisa Sistim Nodal pada Titik Nodal di Dasar Sumur Untuk Kondisi Lubang Sumur Diperforasi dan Gravel Pack
2. Berdasarkan J = 1.0 dan Ps = 2200 psi, hitung Pwf pada berbagai anggapan harga q, yaitu sebagai berikut:
Pwf
Pwf
Ps
200
q
; untuk q = 200 bbl/hari
J 200
1
2000 psi
Untuk laju produksi yang lain di peroleh hasil seperti pada tabel berikut:
q anggapan
Pwf
200
2000
400
1800
600
1600
800
1400
1000
1200
1500
700
3. Berdasarkan hasil perhitungan kehilangan tekanan sepanjang pipa salur dan tubing untuk beberapa harga laju produksi, (telah dihitung di contoh soal sebelumnya) diperoleh tekanan alir dasar sumur (di kaki tubing), sebagai berikut: q angapan
Pwh
Pwf
200
115
750
400
140
880
600
180
1030
800
230
1190
100
275
1370
1500
420
1840
4. Hitung perbedaan tekanan antara tekanan di permukaan formasi produktif dengan tekanan di kaki tubing, sebagai berikut:
q
Pwf (sandface)
Pwf (tubing)
Beda Tekanan
200
2000
750
1250
400
1800
880
920
600
1600
1030
570
800
1400
1190
210
1000
1200
1370
-
1500
700
1840
-
Plot perbdaan tekanan tersebut terhadap laju produksi, di Gambar 5
5. Berdasarkan data perforasi, hitung luas penampang aliran seluruh perforasi dan konstanta aliran laminar dan turbulen untuk setiap kerapatan perforasi, yaitu 2, 4, 6, 8, dan 10 SPF Hasil perhitungan adalah sebagai berikut: SPF
A
C
D
2
0.05676
0.909214
5.761078 x 10-4
4
0.11352
0.45607
1.440269 x 10-4
6
0.17028
0.303071
6.401197 x 10-5
8
0.22704
0.227304
3.600674 x 10-5
10
0.28380
0.181843
2.304431 x 10-5
6. Hasil perhitungan kehilangan tekanan untuk setiap kerapatan perforasi adalah sebagai berikut: laju Produksi
2 SPF p
4 SPF p
6 SPF p
8 SPF p
10 SPF p
200
204.89
96.68
63.17
46.90
37.29
400
455.86
204.89
131.47
96.68
76.42
600
752.93
324.61
204.89
149.34
117.40
800
1096.08
455.86
283.42
204.89
160.22
1000
1485.32
598.63
367.08
263.31
204.89
1500
2660.06
1005.97
598.63
421.97
324.61
Plot antara perbedaan tekanan tersebut terhadap laju produksi pada kertas grafik di Gambar 5
7. Perpotongan antara kurva perbedaan tekanan di kaki tubing dengan tekanan di permukaan formasi produktif dan kurva kehilangan tekanan di perforasi, menunjukkanlaju produksi yang dihasilkan untuk setiap kerapatan perforasi, yaitu sebagai berikut: Kerapatan Perforasi (SPF)
Laju Produksi (STB/H)
2
544
4
704
6
760
8
800
10
830
1000 900 800 700 600 dPwf
500 400
IPR 2 spf
300
4 spf 6 spf
200
8 spf 100
10 spf
0 0
400
800
1200
1600
Qo
Gambar 5 Kurva Analisa Sistim Nodal pada Titik Nodal di Dasar Sumur Untuk Kondisi Lubang Sumur Diperforasi dan Gravel Pack
4 . P r os e du r A n ali s a S i s t i m N od al U n tu k T i ti k N o dal d i K e p ala S u m u r Separator
Kepala Sumur
Packer
Formasi Produktif
Dasar Sumur
Gambar 6 Arah Perhitungan Untuk Titik Nodal di Kepala Sumur
4.1. Prosedur Analisa Sistim Nodal Untuk Titik Nodal di Kepala Sumur tanpa Jepitan 4.1.1. Contoh Analisa Sistim nodal dengan Titik Nodal di Kepala Sumur Tanpa Jepitan
Diketahui : Sama seperti contoh soal 3.1.1. Tentukan laju produksi yang diperoleh dengan menggunakan kepala sumur sebagai titik nodal tanpa menggunakan jepitan.
Perhitungan: 1. Pada kertas grafik kartesian, buat sistim koordinat dengan tekanan sebagai sumbu tegak dan laju produksi sebagai sumbu datar. Berdasarkan perhitungan di contoh 3.1.1. butir 4, diperoleh hasil sebagai berikut : q anggapan
Psep
Pwh
200
100
115
400
100
140
600
100
180
800
100
230
1000
199
275
1500
100
420
3. Plot antara q terhadap Pwh pada Gambar 7. 4. Berdasarkan perhitungan di contoh soal 3.1.1. butir 2 telah diperoleh harga Pwf untuk berbagai laju produksi anggapan. Dengan menggunakan grafik pressure traverse untuk aliran tegak, tentukan Pwh pada masing-masing q, dan diperoleh hasil sebagai berikut : q anggapan
Pwf
Pwh
200
2000
610
400
1800
540
600
1600
450
800
1400
330
1000
1200
180
1500
700
5. Plot antara q terhadap Pwh pada Gambar 7. 6. Perpotongan antara kurva dilangkah 3 dan 5 memberikan laju produksi yang diperoleh. 7. Laju produksi yang diperoleh = 900 bbl/hari. 800
600
d P w f 4 0 0
P ip a S alu r
200
T u b in g
0 0
200
400
600
800
1000
1200
Qo
Gambar 7 Kurva Analisa Sistim Nodal pada Titik Nodal di Kepala Sumur
4.2. Prosedur Analisa Sistim Nodal Untuk Titik Nodal di Kepala Sumur dengan Jepitan 4.2.1. Contoh Analisa Nodal dengan Titik Nodal di Kepala Sumur dengan Jepitan.
Diketahui :sama seperti contoh 3.1.1. Tentukan laju produksi yang diperoleh dengan menggunakan kepala sumur sebagai titik nodal, apabila digunakan jepitan dengan ukuran 32/64 in. Gunakan persamaan Gilbert untuk memperkirakan kelakuan aliran fluida dalam jepitan.
Perhitungan: 1. Pada kertas grafik kartesian, buat sistim koordinat dengan tekanan sebagai sumbu tegak dan laju produksi sebagai sumbu datar. Lihat Gambar 8. 2. Berdasarkan perhitungan di contoh soal 3.1.1. butir 2 telah diperoleh harga Pwf untuk berbagai laju produksi anggapan. Dengan menggunakan grafik pressure traverse untuk aliran tegak, tentukan Pwh pada masing-masing q, dan diperoleh hasil sebagai berikut:
Q Anggapan
Pwf
Pwh
200
2000
610
400
1800
540
600
1600
450
800
1400
330
1000
1200
180
1500
700
3. Plot antara q terhadap Pwh pada Gambar 8, kurva ini adalah kurva tubing.
4. Buat hubungan antara laju produksi dengan tekanan kepala sumur dengan menggunakan persamaan Gilbert, dan diperoleh hubungan seperti ditunjukkan di tabel berikut ini. q anggapan
Pwh
200
75.34
400
150.68
600
226.08
800
301.36
1000
376.70
1500
565.45
5. Plot laju produksi terhadap tekanan kepala sumur yang diperoleh dari langkah 4, pada kertas grafik di langkah 2, seperti ditunjukkan di Gambar 8. Kurva ini adalah kurva jepitan. 6. Tentukkan perpotongan antara kurva tubing yang diperoleh dari langkah 3 dengan kurva jepitan yang diperoleh dari langkah 5. 7. Perpotongan kedua kurva tersebut menunjukkan laju produksi sebesar 840 STB/hari.
800
600
Pwh 400
Jepitan
200
Tubing
0 0
400
800
1200
1600
Qo
Gambar 8 Kurva Analisa Sistim Nodal pada Titik Nodal di Kepala Sumur Dengan Jepitan
5 . P r os edu r A n ali s a S i s ti m N odal d en g an T i t i k N od al d i S e par at or 5.1. Contoh Soal Analisa Sistim Nodal dengan Titik Nodal di separator Diketahui : Sama seperti contoh soal 3.1.1. Tentukan laju produksi yang dapat diperoleh dengan menggunakan separator sebagai titik nodal.
Perhitungan: 1.Buat sistim koordinat pada kertas grafik kartesian dengan tekanan sebagai sumbu tegak dan laju produksi sebagai sumbu datar, seperti pada Gambar 8 2. Dari perhitungan contoh soal 3.1.1. langkah 4, telah diperoleh hubungan q terhadap Pwh untuk perhitungan yang diawali dari dasar sumur, yaitu sebagai berikut:
Q Anggapan
Pwf
Pwh
200
2000
610
400
1800
540
600
1600
450
800
1400
330
1000
1200
180
3. Berdasarkan Pwh di langkah 2, tentukan tekanan di separator, untuk beberapa anggapan laju produksi, Pwh = tekanan upstream dan tekanan di separator, Pins sebagai tekanan downstream.
Hasil perhitungan adalah sebagai berikut: Q anggapan
Pwh
Pe Separator
200
610
595
400
540
525
600
450
410
800
330
255
1000
180
4. Plot q terhadap Pins seperti pada Gambar 8
5. Pada Gambar 2-8, plot tekanan separator = 100 psi pada sumbu tekanan. Kemudian buat garis datar ke kanan sampai memotong kurva di langkah 4. Perpotongan ini menunjukkan laju produksi yang diperoleh, yaitu q = 900 bbl/hari
800 700 600 500 dPwf 400 300 P-sep
200
Pipa Salur 100 0 0
400
800
1200
Qo
Gambar 8 Kurva Analisa Sistim Nodal pada Titik Nodal di Separator
