PROPOSAL TUGAS AKHIR
Oleh Hari Gunawan Nugraha 071.11.173
JURUSAN TEKNIK PERMINYKAN FAKULTAS TEKNOLOGI KEBUMIAN DAN ENERGI UNIVERSITAS TRISAKTI JAKARTA 2014
Pemilihan Pola Injeksi pada Metode Injeksi Uap di Sumur Minyak Berat Lapangan S berdasarkan Perbandingan Faktor Perolehan Minyak dengan Menggunakan Simulasi Reservoir
Proposal Tugas Akhir
Oleh Hari Gunawan Nugraha 071.11.173
JURUSAN TEKNIK PERMINYKAN FAKULTAS TEKNOLOGI KEBUMIAN DAN ENERGI UNIVERSITAS TRISAKTI JAKARTA 2014
I.
JUDUL
“Pemilihan Pola Injeksi pada Metode Injeksi Uap di Sumur Minyak Berat Lapangan S Berdasarkan Perbandingan Faktor Perolehan Minyak dengan Menggunakan Simulasi Reservoir ”
II.
LATAR BELAKANG MASALAH
Pada studi kasus dalam kurun waktu teakhir ini, produksi minyak semakin lama semakin menurun. Hal itu disebabkan salah satunya karena sumur produksi yang masih beroperasi pada beberapa lapangan di Indonesia s udah menua. Sumursumur tersebut kini rata-rata sudah tidak dapat berproduksi dengan alamiah (natural flow), oleh sebab itu perlu diterapkannya metode-metode baru. Selain sudah tidak natural flow, dari segi geologinya pun khususnya di lapangan region Sumatera dikategorikan kedalam minyak berat. Dengan semakin sulitnya ditemukannya minyak mentah ringan, pemilihan injeksi thermal menjadikan cadangan minyak mentah berat yang masih sangat banyak dan menantang menjadi lebih siap untuk dieksplorasi secara komersial. Injeksi thermal adalah salah satu metode EOR dengan cara menginjeksikan energi panas kedalam reservoir untuk mengurangi viskositas minyak yang tinggi yang akan menurunkan mobilitas minyak sehingga akan memperbaiki efisiensi pendesakan dan efisiensi penyapuan. Umumnya minyak dengan °API kecil (minyak berat) akan mempunyai viskositas besar. Untuk memproduksikan minyak jenis ini sulit dilakukan, sehingga banyak upaya yang dilakukan yang salah satunya adalah dengan injeksi uap. Injeksi uap adalah metoda EOR dengan menginjeksikan uap bertekanan ke dalam reservoir yang dimaksudkan untuk memanaskan reservoir. Efek dari panas ini akan menurunkan viskositas minyak sehingga diharapkan minyak mudah mengalir ke lubang sumur. Metode EOR dengan menggunakan injeksi uap ini mampu meningkatkan faktor perolehan minyak hingga mencapai 60%.
III.
MAKSUD DAN TUJUAN
Penelitian ini dimaksudkan untuk mengetahui potensi cadangan dan perilaku reservoir terhadap beberapa skenario produksi yang akan diterapkan. Sedangkan tujuan yang hendak dicapai adalah untuk menentukan pola injeksi yang tepat dalam meningkatkan perolehan produksi minyak secara optimal.
IV.
METODOLOGI
Metodologi yang digunakan dalam penyusunan penulisan tugas akhir ini adalah studi lapangan, simulasi, dan diskusi. Studi lapangan dilakukan dengan menganalisa data-data lapangan yang berhubungan dengan judul tugas akhir ini dan akan diaplikasikan pada simulasi. Diskusi dilakukan terutama dengan pembimbing.
V.
TEORI DASAR
Steam Flooding atau yang kita kenal sebagai injeksi uap adalah salah satu metode perolehan minyak lebih lanjut/Enhanced Oil Recovery (EOR) dengan memasukkan uap kedalam sumur minyak dengan tujuan dapat memproduksi minyak pada sumur yang sudah tidak memiliki tenaga pendorong dan tidak dapat diangkat menggunakan primary dan secondary recovery lagi. EOR dilakukan pada sebuah reservoir minyak yang mengalami penurunan produksi setelah melalui tahap produksi primer dan sekunder.Tujuan utama EOR adalah berusaha untuk meningkatkan efisiensi pendesakan dan efisiensi penyapuan
volumetrik.Perolehan
minyak
lebih
lanjut
(Enhanced
Oil
Recovery/EOR) merupakan suatu metode untuk memperoleh minyak lebih lanjut dengan cara menginjeksikan suatu zat yang berasal dari salah satu atau beberapa metode pengurasan yang menggunakan energi luar reservoir.Pada dasarnya metode-metode EOR akan mengubah komposisi minyak dalam reservoir,
temperatur reservoir atau sifat-sifat ineratif fluida dengan batuan.Banyak sekali metode-metode EOR, pada bahasan artikel kali ini akan membahas salah satu metode dalam EOR yaitu Metode Injeksi Uap (Steam Flooding).Injeksi Uap adalah menginjeksikan uap kedalam reservoir minyak untuk mengurangi viskositas minyak supaya pendesakan minyak lebih efektif. Tujuan penyampaianinformasi dalam artikel ini adalah menjelaskan tentang metode injeksi uap (Steam Floodng) pada perolehan minyak lebih lanjut (Enhanched Oil Recovery/EOR) kepada para pembaca. Karena metode EOR sangat bayak, maka saya ingin mengangkat salah satunya yaitu injeksi uap (steam flooding) pada artikel ini dengan tujuan agar para pembaca setelah membaca artikel ini akan mengerti tentang injeksi uap pada EOR sumur-sumur minyak.
5.1 Pengertian
Injeksi uap adalah metode perolehan minyak lebih lanjut (EOR) dengan menginjeksikan uap kedalam reservoir minyak untuk mengurangi viskositas minyak yang tinggi supaya pendesakan minyak lebih efektif.
5.2 Mekanisme
Mekanisme injeksi uap ini adalah memilih sumur dengan suatu pola sumur yang baik dan berada disekitar sumur produksi, sumur ini nantinya akan menjadi sumur injeksi.Setelah sumur injeksi siap lalu uap panas dinjeksikan melalui sumur injeksi dan minyak yang didesak akan diproduksikan melalui sumur lain yang berdekatan.Karena uap yang diinjeksikan memiliki temperatur tinggi maka minyak dalam reservoir yang memiliki viskositas tinggi akan berkurang viskositasnya akibat proses destilasi dari uap panas yang diinjeksikan.Uap yang dinjeksikan akan membentuk suatu zona uap jenuh (steam saturated zone)
disekitar sumur injeksi.Temperatur zona ini sama dengan temperatur uap yang diinjeksikan.Kemudian uap bergerak menjauhi sumur, temperaturnya berkurang secara kontinyu karena terjadi penurunan tekanan. Pada jarak tertentu dari sumur (tergantung dari temperatur uap dan kaju penurunan tekanan), uap akan mencair dan membentuk hot eater bank.Pada zona uap, minyak tergiring oleh destilasi dan pendorongan uap.Pada zona hot water, perubahan sifat-sifat fisik minyak dan batuan reservoir mempengaruhi dan menghasilkan perolehan minyak.Perubahan tersebut adalah ekspansi panas dari minyak, penurunan viskositas, saturasi minyak sisa, dan merubah permeabilitas relatif. Gambar mekanisme Steam Flooding :
Gambar 5.1 Mekanisme Steam Flooding
5.3 Bahan dan alat-alat
Bahan-bahan yang digunakan untuk injeksi uap antara lain Karbon Dioksida (CO2), Nitrogen (N2), Gas alam, uap air. Tetapi bahan yang paling serng digunakan adalah uap air karena selain murah bahan uap airnya juga mudah didapatkannya. Alat-alat yang dipakai untuk injeksi uap adalah generator uap, pipa-pipa uap, injection well, peralatan treatment uap.
5.4 Kerugian
Kerugian-kerugian dalam injeksi uap antara lain : 1. Terjadinya kehilangan panas di seluruh transmisi, sehingga perlu pemasangan isolasi pada pipa. 2. Spasi sumur harus rapat, karena ada panas yang hilang di formasi. 3. Terjadinya problem korosidan scale pada pipa-pipa serta problem emulsi. 4. Efisiensi pendesakan vertikalnya kurang baik karena formasi pada bagian atas tersaturasi oleh steam akigat adanya perbedaan gravitasi. 5. Kecenderungan terjadinya angket oil sangat besar, tergantung pada faktor heterogenitas batuan
5.5 Keuntungan
Keuntungan-keuntungan dalam injeksi uap adtara lain : 1. Uap memiliki kandungan panas yang lebih tinggi daripada air, sehingga efisiensi pendesakan lebih efektif. 2. Recovery lebih besar dibandingkan dengan injeksi air panas untuk jumlah input energi yang sama. 3. Didalam reservoir akan terbentuk zona steam dan zona air panas, dimana masing-masing zona ini akan mempunyai peranan terhadap proses pendesakan inyak ke sumur produksi. 4. Efisiensi pendesakan sampai 60 % OOIP.
5.6 Jenis air sumber uap
Uap yang digunakan untuk diinjeksikan dalam sumur dapat menggunakan beberapa jenis sumber air, antara lain : 1. Air Formasi
·
Biasanya mengandung H2S dan CO2 yang terlarut, dan memiliki krosivitas berbeda-beda.
·
Terkadang mengandung padatan yang tersuspensi.
·
Sering dijumpai sulfate reducing bacteria.
·
Kadang-kadang dapat membentuk scale.
2. Air tawar ·
Ada yang bersifat korosif, tergantung komposisinya.
·
Bila benar-benar tawar dapat membentuk scale.
·
Terkadang mengandung padatan yang tersuspensi.
·
Harus diperhatikan kecocokannya dengan air formasi.
3. Air permukaan ·
Sering dijumpai bakteri aerobic.
·
Banyak mengandung oksigen, korosivitas tergantung komposisi.
·
Mengandung padatan yang tersuspensi normal.
·
Jarang membentuk scale, tetapi dapat menyumbat apabila padatan tersuspensi cukup tinggi.
·
Dapat menyebabkan clay swelling.
4. Air laut ·
Jenuh dengan oksigen, sangat korosif.
·
Mengandung padatan tersuspensi dan organisme laut.
·
Perlu treatment intensif untuk padatan tersuspensi
·
Kalsium karbonat sering terbentuk pada sumur injeksi dan alat pemanas.
·
Banyak mengandung ion sulfat.
5.7 Pertimbangan dalam pemakaian injeksi uap
Dalam injeksi uap terdapat pertimbangan-pertimbangan pada saat pamakaian metode EOR ini meliputi : 5.7.1 Distribusi steam
Meliputi distribusi steam di permukaan melalui pipa-pipa dan distribusi steam di sumur injeksi.Kondisi aliran steam meliputi kualitas steam, temperatur steam, tekanan steam, dan laju aliran steam.Kondisi aliran steam diperlukan untuk menghitung kehilangan panas dengan menghitung punurunan tekanan secara kontinyu. 5.7.2 Penurunan tekanan
Ada 3 pembagian keadaan fluida untuk menghitung turnya tekanan di permukaan, di tubing, dan di sumur injeksi yaitu ; Superheated Steam, Saturated Steam, Air panas. 5.7.3 Kehilangan panas
·
Kehilangan panas di permukaan
Disebabkan oleh konduksi melalui pipa dan isolasinya, dan konveksi pada bagian dalam dan bagian luar pipa. Besarnya laju kehilangan panas dipermukaan tergantung dari temperatur udara, kecepatan angin, tebal pipa, tebal isolasi, letak pipa, kondisi steam dalam pipa. ·
Kehilangan panas di dalam sumur injeksi
Seiring mengalirnya uap dalam sumur maupun reservoir maka akan mengalami penurunan tekanan yang mengakibatkan steam kehilangan panasnya, sesuai sejauh mana uap panas mengalir.
5.7.4 Kualitas dan laju injeksi steam
Agar proses menjadi efektif maka uap harus memiliki kualitas yang baik serta laju dari injeksi harus optimum.Laju injeksi yang optimu dapat dicapai dengan mengubah beberapa parameter sebagai berikut: ·
Menaikkan tekanan injeksi
Dengan menaikkan tekanan injeksi maka temperatur uap akan terjaga dan kehilangan panas dapat diperkecil. ·
Mengurangi ketebalan pasir
·
Memperkecil jarak antar sumur
Memperkecil spasi akan meningkatkan laju injeksi per unit area, tetapi membutuhkan banyak biaya karena lebih banyak sumur yang harus di bor. 5.7.5 Pola sumur injeksi
Berikut merupakan ukuran pola injeksi yang umum dipakai untuk injeksi uap, antara lain: ·
Five Spot, ukuran pola injeksi 2 kali jarak antar sumur karena pola dasarnya adalah dua sumur (satu sumur injeksi dan satu sumur produksi).
·
Inverted Seven Spot (yang sumurnya saling berhadapan),ukuran pola injeksinya adalah tiga kali jarak antar sumur dan pola dasarnya adalah satu sumur injeksi dan dua sumur produksi.
·
Inverted Nine Spot, sama dengan five spot kecuali dengan tambahan dua sumur produksi untuk pola dasar yang terdiri dari empat sumur (satu sumur injeksi dan tiga sumur produksi).
·
Staggered Line Drive, pola dasarnya adalah 1,5 dari sebuah sumur injeksi dan 1,5 dari sumur produksi untuk satu sumur, oleh karena itu ukuran pola injeksinya sama dengan jarak antar sumurnya.
5.7.6 Komplesi sumur
Sumur untuk injeksi uap sama halnya dengan sumur-sumur lainya yang harus di komplesi dengan di casing, disemen, dan di perforasi.Ada berbagai macam komplesi sumur injeksi, antara lain : ·
Komplesi injeksi daerah tunggal Komplesi ini digunakan bila hanya ada satu lapisan atau daerah yang
ditargetkan untuk injeksi uap, casing disemen melewati seluruh daerah yang ditargetkan dan diperforasi. ·
Komplesi injeksi daerah bertingkat Komplesi ini digunakan untuk lebih dari satu lapisan atau daerah pada
formasi
yang
akan
diinjeksikan
uap,
dimana
uap
secara
serentak
diinjeksikan.Selain itu juga untuk mempertahankan kualitas uap dan laju aliran uap yang diinjeksikan ke dalam setiap zona pada harga tertentu. ·
Komplesi paralel Tubing injeksi paralel merupakan sebuah metoda dimana tubing
ditempatkan berdampingan didalam lubang bor. ·
Komplesi konsentrik Merupakan metode yang digunakan untuk mengontrol injeksi uap ke
dalam dua lapisan minyak mentah dengan menggunakan sebuah lubang yang berjenis tunggal.
VI.
RENCANA PELAKSANAAN
Pelaksanaan tugas akhir ini diperkirakan berjalan selama dua bulan (8 minggu) yang akan berlangsung pada bulan Januari 2015 hingga Februari 2015.
Namun, waktu pelaksanaan tugas akhir ini dapat berubah sesuai arahan pembimbing dan pihak perusahaan yang terkait. Berikut adalah perkiraan tahap pelaksanaan tugas akhir: Waktu
Minggu ke-1
Aktivitas
Mempelajari sejarah lapangan dan pengumpulan data
Tinjauan Lapangan dan Geologi Lapangan
Mempelajari stratigrafi dan struktur lapangan dan pengumpulan data
Mempelajari
tinjauan
geologi
lapangan dan pengumpulan data
Laporan mingguan
Memahami
kondisi
dan
karakteristik reservoir lapangan Minggu ke-2
Tinjauan Reservoir dan Produksi
Mempelajari
sejarah
produksi
lapangan dan pengumpulan data
Pengenalan
software
simulasi
reservoir
Minggu ke-3
Laporan Mingguan
Mempelajari beberapa persamaan, formula, dan perhitungan untuk
Simulasi Reservoir
desain injeksi uap
Memasukan
data
simulasi reservoir
Laporan mingguan
dan
memulai
Minggu ke-4 s.d. ke-6
Menganalisa kondisi reservoir
Menentukan tipe pola injeksi uap
Penentuan Pola Injeksi Uap
yang tepat sesuai kondisi reservoir
Membuat peramalan produksi dan faktor perolehan minyak untuk tiap pola injeksi uap
Minggu ke-7 s.d. ke-8 Tahap Akhir
VII.
Menentukan pola injeksi uap
Menganalisa pola injeksi uap
Laporan
Evaluasi
Diskusi
Laporan akhir
HASIL YANG DIPEROLEH Beberapa hasil yang akan diperoleh, diantaranya:
1. Peramalan produksi untuk tiap pola injeksi uap 2. Penentuan pola injeksi uap yang optimal 3. Perkiraan faktor perolehan minyak untuk tiap pola injeksi uap
VIII.
MANFAAT KAJIAN
Dari studi dan analisa pada pemilihan pola injeksi uap yang di kaji akan didapat beberapa hal, sebagai berikut : 1. Bagaimana caranya untuk mendesain proses injeksi uap 2. Bagaimana caranya menggunakan software simulasi reservoir untuk membuat peramalan produksi dan faktor perolehan minyak dari beberapa pola injeksi uap 3. Bagaimana memilih pola injeksi uap yang terbaik untuk lapangan ini
IX.
OUTLINE
KATA PENGANTAR RINGKASAN DAFTAR ISI DAFTAR GAMBAR DAFTAR TABEL DAFTAR LAMPIRAN BAB I.
PENDAHULUAN
BAB II.
TINJAUAN UMUM LAPANGAN
2.1. Sejarah Singkat Lapangan 2.2. Letak Geografis 2.3. Keadaan Geologi 2.4. Karaktersitik Reservoir dan Sejarah Produksi BAB III. TEORI DASAR 3.1. Konsep Pendesakan Minyak dengan Injeksi Uap 3.2. Mekanisme Pendesakan Uap 3.3. Sifat-sifat Uap 3.5. Efisiensi Injeksi Uap 3.6. Peramalan Recovery 3.8. Pengaruh Terhadap Karakteristik Reservoir Pada Proses Injeksi Uap
BAB IV.
PERENCANAAN OPERASI INJEKSI UAP
4.1. Pola Sumur Injeksi Produksi 4.2. Fasilitas Instalasi Injeksi Uap 4.3. Treatment Terhadap Air yang digunakan BAB V.
PEMBAHASAN
BAB VI.
KESIMPULAN
DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
X.
TINJAUAN PUSTAKA
1. Ahmad, T., “Petroleum
Reservoir
Handbook, ”Gulf Publishing
Company, Houston, Texas. 1946. 2. Budihardjo, H. Ir. MT., “Enhanced Oil Recovery”, Jurusan Teknik Perminyakan, Fakultas Teknologi Mineral, Universitas Pembangunan Nasional, Yogyakarta. 2000. 3. Gomma, E. E., “Enhanced Oil Recovery Microbiology, Gas Injection, Chemical Injection, Thermal and Practical Aspect”, Society of Indonesian Petroleum Association, Yogyakarta, 1995. 4. Jones, J., “Cyclic Steam Reservoir Model for Viscous Oil, Pressure Depleted, Gravity Drainage Reservoirs”, SPE 47th Annual Meet, California, August, 1977. 5. Pasarai, Usman, Ir. MT., “Potensi Pengembangan EOR Untuk Peningkatan Produksi Minyak Indonesia”, LEMIGAS, Jakarta, 2011. 6. Siregar, S., Ir. Dr.,dan Kristanto, D., Ir. M.sc., “Pengurasan Minyak Tahap Lanjut”, Jurusan
Teknik
Perminyakan, Fakultas Teknologi
Mineral, Universitas Pembangunan Nasional, Yogyakarta, 1999.