ANALISA TROUBLESHOOTING PENYUMBATAN PIPA PRODUKSI DENGAN METODE FLUSHING PADA SUMUR KW 71 PT PERTAMINA EP FIELD CEPU

Transkripsi

1 LAPORAN FIELD PROJECT ANALISA TROUBLESHOOTING PENYUMBATAN PIPA PRODUKSI DENGAN METODE FLUSHING PADA SUMUR KW 71 PT PERTAMINA EP FIELD CEPU OLEH: WILDHAN ARIF KURNIAWAN NRP DOSEN PEMBIMBING NOPEM ARIWIYONO, ST., MT. NIP PROGRAM STUDI TEKNIK PERMESINAN KAPAL JURUSAN TEKNIK PERMESINAN KAPAL POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2011

2 ABSTRACT POINT Produksi minyak dalam KW 71 mengandung parafin yang menggumpal di pipa produksi dan membuat sumbatan. Penyumbatan tersebut dapat dihilangkan dengan berbagai metode, salah satu metode tersebut adalah Flushing. Metode flushing terbukti bisa menghilangkan endapan parafin dan melancarkan aliran dalam pipa produksi

3 LATAR BELAKANG Parafin yang terkandung dalam produksi minyak akan membuat sumbatan dalam pipa produksi. Sumbatan tersebut membuat berbagai kerusakan. Metode flushing lebih cocok untuk mengatasi penyumbatan pipa tersebut.

4 PERUMUSAN MASALAH Masalah yang terjadi dalam field project ini antara lain: Bagaimana sifat minyak produksi Berapa rate produksi KW 71 Berapa tekanan produksi dan tekanan flushing Bagaimana memilih pompa flushing

5 TUJUAN DAN MANFAAT Tujuan Field project ini antara lain: 1. menerangkan metode flushing, 2. menuntaskan tugas kuliah, 3. menjadikan referensi untuk penelitian selanjutnya Manfaat Field Project ini antara lain: dapat memberikan pengetahuan tentang maintenance pipa yang tersumbat; dapat memberikan pengetahuan tentang pemilihan pompa dengan kebutuhan tertentu; dapat digunakan sebagai acuan untuk menganalisa problematika yang terjadi di lapangan

6 TINJAUAN PUSTAKA 1. Eksplorasi dan produksi minyak Eksplorasi dan produksi minyak pada KW 71 menggunakan pumpung unit untuk memindahkan minyak dari dalam bumi kemudian dialirkan menuju tanki penampung melalui pipa produksi. Pipa produksi tersebut mempunyai tekanan kerja maksimal yang dihitung dengan persamaan :

7 2. Penyebab pengendapan parafin Penggumpalan parafin dapat diindikasikan dengan mengetahui faktor solubility (K) minyak. Nilai K dapat diketahui setelah melihat grafik solubility dengan berbasis total ionic strength. Penggumpalan parafin dapat diidentifikasi melalui rumus: SI = K - (ph+pca+palk) dimana : jika nilai SI > 0, maka endapan parafin tidak terbentuk. Jika nilai SI < 0, maka endapan parafin akan terbentuk

8 3. Paraffin removal methods 1. Mekanik Dalam kategori ini, parafin dihilangkan dengan menggunakan energi mekanik yang medorong atau memisahkan parafin. Metode-metode pembersihan parafin antara lain rod scrappers, wire-line scrappers, flowline scrappers, insoluble plugs, dan flushing. 1. Thermal Penghilangan parafin menggunakan metode termal berkaitan dengan menambahkan panas kedalam system dengan meminimalisir heat loss di sekelilingnya. 1. Chemical Perlakuan kimia untuk sumur produksi untuk dapat dikategorikan melalui zat kimia yang terlibat antara lain: Pelarut Pengurai Crystal modifier

9 4. Mekanika fluida Statika Fluida Statika fluida berhubungan dengan dengan sifat fluida dalam keadaan tidak bergerak. Sifat-sifat tersebut antara lain: tekanan : dan massa jenis : Dinamika fluida Dinamika fluida berhubungan dengan sifat fluida dalam keadaan bergerak (mengalir). Sifat-sifat tersebut antara lain: laju aliran massa : Q = A.v

10 5. Dasar pengertian pompa Pompa adalah mesin yang digunakan untuk memindahkan cairan (fluida) dari suatu tempat ke tempat yang lain, melalui media pipa (saluran) dengan cara menambahkan energi pada cairan yang dipindahkan dan belangsung terus menerus. Kapasitas pompa adalah banyaknya cairan yang dapat dipindahkan oleh pompa setiap satuan waktu. Kapasitas pompa sering juga disebut debit yang mempumpunyai persamaan: Klasifikasi pompa Pompa dapat diklasifikasikan menjadi pompa possitive displacement dan pompa rotary. Pompa possitive displacement adalah pompa piston dan pompa roda gigi sedangkan pompa rotary adalah pompa sentrifugal dan axial.

11 METODOLOGI PENELITIAN 1. Alir penelitian Mulai Studi dan observasi Pengumpulan data Analisa Kesimpulan Pelaporan Selesai

12 2. WAKTU DAN TEMPAT Waktu penelitian Penelitian ini dilaksanakan selama tiga bulan yaitu mulai tanggal 16 Pebruari 2011 sampai dengan 29 April No Kegiatan Bulan ke Pengajuan proposal 2. Studi Literatur 3. Identifikasi data 4. Perhitungan dan Pembahasan 5. Penyusunan Laporan Tempat penelitian Tempat penelitian dilakukan di PT PERTAMINA EP field Cepu dengan mengambil sampel sumur KW-71 yang berada di Distrik 1 Kawengan. Tempat lain juga dalam mencari nilai produksi dilakukan di SP3 yang masih dalam kawasan Distrik 1 Kawengan.

13 Langkah kerja 1. Persiapan Pada tahap persiapan ini, langkah yang dilakukan yaitu membuat jadwal penelitian, mempersiapkan dokumen-dokumen untuk izin masuk lokasi guna melakukan pengamatan dan pengambilan data. Menyiapkan data apasaja yang akan diambil serta melakukan pengamatan tentang jalannya proses flushing. 2. Pengambilan data Pengambilan data dilakukan dengan mengidentifikasi apakah alat ukur masih berfungsi dengan baik kemudian melakukan prosedur pengukuran. Data hasil pengukuran kemudian dicatat dan dikompilasi. pendataan Selesai persiapan Mulai

14 HASIL DAN ANALISA 1. Data minyak KW 71 minyak produksi KW 71 mempunyai data fisik dan kimiawi sebagai berikut : Objek Hasil Satuan Temp. Analisa 31 C Density 1,016 gr/cc ph 7,8 - Hardness total ( CaCO3 ) 200,00 mg/lt Eq. NaCl 22841,81 mg/lt 60 C 0,7908 cst Water resistivity 0,24 Head/m Scalling indeks 0,50 - Nama unsur (mg/lt) µ Na+ 9188,95 0, Ca++ 40,10 0, Mg++ 24,30 0, Cl ,42 0, HCO3-3083,43 0, SO4= 410,00 0,00861 CO3= 7,24 0, Total ionic strength 0,

15 2. Rate produksi dan tanggal flushing Data rate produksi KW 71 yang diperoleh didapatkan dalam 1 minggu dengan debit dalam satuan m 3. Selain data rate produksi, juga diketahui tanggal diadakan proses flushing pada KW 71 antara lain tanggal 10 Maret 2011, 28 Maret 2011, 18 April 2011, 9 Mei 2011 dan 29 Mei Minggu ke - Senin Selasa Rabu Kamis Jumat Sabtu Minggu Produksi (m 3 ) , , , , , , , , , , , , ,78 Keterangan: angka = tanggal terjadi proses flushing angka = tanggal di Bulan Februari 2011 angka = tanggal di Bulan Maret 2011 angka = tanggal di Bulan April 2011 angka = tanggal di Bulan Mei 2011

16 3. Efektifitas flushing dan interval flushing Dalam proses flushing, seringkali terjadi perbedaan tekanan maupun durasi flushing. Hal ini tentu berimbas kepada efektifitas proses flushing itu sendiri. Tabel dibawah menggambarkan efektifitas flushing berbasis tekanan dan durasi flushing serta interval flushing. Tekanan flowline sebelum flushing Tanggal flushing Tekanan aliran setelah flushing Selisih tekanan Tekanan flushing Durasi flushing , ,5 Tanggal flushing selanjutnya Selisih waktu 10 maret maret hari 28 maret april hari 18 april mei hari 9 mei mei hari Total 80 hari (rata-rata 20 hari)

17 4. Data pipa produksi Tabel berikut menjabarkan informasi tentang pipa flowline yang terpasang pada KW-71. Data dari pipa ini akan digunakan untuk menentukan tekanan maksimal flushing unit Nama pipa Carbon Steel Seamless ASTM A106 GrB Sch 40 BW Pipe type Seamless Weld join factor (E) 1,00 Specified min. Yield strength psi Allowable stress value (S) 20 F to 250 F psi Material Carbon Steel Pipe for High Temperature Service Nominal diameter 4 inch Inside diameter 4,026 inch Thickness 0,237 inch Outside diameter 4,5 inch Schedule 40 Grade C Cubic feet per foot 0,884 Weight per foot 10,79 pound

18 5. Analisa penggumpalan parafin Data ionic strength dapat digunakan untuk menghitung scale indeks CaCO 3. Perhitungan CaCO 3 dimaksudkan untuk mengetahui adanya terjadi pengendapan parafin. Pertama-tama menggunakan data total ionic strength untuk mencari nilai K melalui grafik solubility. Kemudian melalui persamaan dan maka akan digunakan untuk menghitung scale indeks dengan menggunakan persamaan SI = K - (ph+pca+palk) Maka didapatkan nilai SI 0,50. dimana: jika nilai SI > 0, maka endapan parafin tidak terbentuk. jika nilai SI < 0, maka endapan parafin akan terbentuk. Maka dalam minyak produksi tersebut akan terbentuk endapan parafin

19 6. Durasi flushing Dalam satu kali flushing membutuhkan 2 tanki air yang dibawa oleh vacuum truck. Sebuah vacuum truck dapat menampung air hingga 5000 liter (5 m 3 ). Volume tersebut direncanakan mampu dihabiskan dalam waktu 2 jam agar tekanan yang dihasilkan oleh pompa flushing maksimal. Sehingga pompa harus mampu memompa air dengan debit : Q = = = 5 m 3 /jam = 0, m 3 /s

20 7. Tekanan operesional flushing Tekanan operasional flushing akan ditentukan berdasarkan pada kekuatan pipa flowline dalam menahan tekanan. Tekanan tersebut tidak boleh melebihi kekuatan pipa tersebut dalam menahan tekanan. Berdasarkan ASME Code for Pressure Piping, penentuan tekanan pipa yang diizinkan akan dihitung sebagai berikut: S = 0,72.E.specific min. Yield strength = 0,72.1, = psi Dengan mengetahui nilai Allowable stress value (S) = 28800, maka dapat ditentukan tekanan kerja maksimal flushing adalah sebagai berikut: Pi = 2.S.tc/D = ,237.0,22 = 3033,6 psi = 210,17 bar

21 8. Pemilihan pompa Dalam pemilihan pompa flushing, diutamakan pompa yang mampu mengalirkan air dengan tekanan tinggi dalam debit yang besar. Hal ini berdasarkan berdasarkan data efektifitas pompa flushing. Dari data dan perhitungan, maka pompa flushing harus memenuhi spesifikasi sebagai berikut: Debit aliran pompa minimal harus mampu mencapai debit 0, m 3 /s (83,34 liter/menit) Tekanan pompa flushing tidak boleh melebihi tekanan maksimal pipa (merujuk standart pipa) yaitu 210,17 bar Maka ditentukan pompa flushing dengan spesifikasi : Merk Seri Flow Pressure Power input Speed Cat Pump 2831K 25 Galons per Minute 95 Litres per Minute PSI 7 70 BAR 17,1 HP 12,8 kw 1025 rpm

22 KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Berdasarkan hasil analisa data dan perhitungan, maka dapat disimpulkan bahwa: Metode Flushing terbukti mampu menangani penyumbatan pipa produksi Sumur KW 71 PT. PERTAMINA EP Field Cepu; Efektifitas flushing tergantung dari debit dan tekanan aliran fluida yang dipompa oleh flushing unit. Semakin besar debit atau semakin tinggi tekanan aliran fluida tersebut, maka efektifitas flushing akan semakin tinggi; Pompa Cat Pump seri 2831K bisa digunakan sebagai pompa flushing untuk Sumur KW 71 PT. PERTAMINA EP Field Cepu. Saran Hal hal yang perlu dievaluasi untuk perkembangan proses field project antara lain : dibutuhkan pencarian data secara lebih terperinci guna menunjang tercapainya tujuan field project; dibutuhkan komunikasi dan wawasan yang lebih baik guna menunjang penyelesaian secara lebih efektif.

23