PERAMALAN KURVA IPR UNTUK SUMUR MINYAK PADA RESERVOIR EDGE WATER DRIVE

Transkripsi

1 PERAMALAN KURVA IPR UNTUK SUMUR MINYAK PADA RESERVOIR EDGE WATER DRIVE Oleh: Reza Oktokilian Chon *) Pembimbing: Dr. Ir. Pudjo Sukarno Dr.Ir. Asep Kurnia Permadi Sari Makalah ini merupakan hasil penelitian tentang kurva IPR untuk kondisi aliran satu fasa minyak pada sumur yang berproduksi dari reservoir yang mempunyai mekanisme pendorong edge water. Model reservoir yang digunakan dibangun dari simulator reservoir, yang mewakili bentuk reservoir silindris, homogen, isotropic dengan sumur tunggal yang berada di tengah reservoir. Sedangkan aquifer sebagai mekanisme pendorong ditambahkan disekeliling reservoir minyak. Pemodelan reservoir ini dikembangkan dengan menggunakan simulator CMG. Dengan menggunakan model ini dapat diperkirakan kinerja aliran fluida reservoir dari formasi produktif ke lubang sumur. Penelitian ini mempelajari pengaruh dari mekanisme pendorong edge water terhadap kurva IPR sumur satu fasa serta peramalan kurva IPR-nya di waktu yang akan datang. Parameter yang dianggap berpengaruh adalah parameter kekuatan aquifer yang dinyatakan dalam bentuk perbandingan ukuran jari-jari aquifer dengan jari-jari reservoir (r a /r e ). Dalam makalah ini juga disajikan type curve untuk reservoir satu fasa minyak dengan pengaruh mekanisme pendorong edge water. Type curve yang dihasilkan pada penelitian ini dapat digunakan untuk peramalan produktivitas sumur di waktu yang akan datang, sehingga kinerja sumur dalam memproduksi minyak pada masa yang akan datang dapat diperkirakan. Type curve yang diusulkan tersebut masih perlu divalidasi dengan menggunakan data nyata dari lapangan. Kata kunci: Kurva IPR satu fasa, peramalan kurva IPR satu fasa, type curve, mekanisme pendorong edge water, perbandingan ukuran jari-jari aquifer dengan jari-jari reservoir Abstract This paper is a result of research concerning the IPR curve of a well producing oil as a single phase fluid producing from an edge water drive reservoir. The reservoir model is representing cylindrical shape, homogenues and isotropic with a single production well located at the center of reservoir. Aquifer as the driving mechanism is at the outer boundary of the reservoir. The development of the reservoir model is using CMG simulator. The research objective is to study the influenced of edge water drive to the IPR curve and predicting the future IPR curve. The main parameter that is used in this study is the strength of aquifer, that represented by the ratio of aquifer radius to reservoir radius (r a /r e ). In this paper, the type curve for estimating the strength of edge water drive and predicting the future IPR curve is presented. The proposed type curve is still need to be validated using real field data. Keywords: One phase IPR curve, forecasting one phase IPR curve, type curve, edge water drive, ratio of aquifer radius with reservoir radius *) Mahasiswa Program Studi Teknik Perminyakan Institut Teknologi Bandung I. PENDAHULUAN Kinerja suatu reservoir minyak selama berproduksi perlu diperkirakan dengan baik, terutama dikaitkan dengan penurunan tekanan di reservoir, selama berlangsungnya produksi minyak. Penurunan tekanan reservoir tersebut akan menurunkan kinerja reservoir, serta kinerja sumur produksi. Kinerja sumur produksi salah satunya ditentukan oleh kinerja lapisan produktif, yang merupakan kinerja aliran minyak dari formasi produktif masuk ke dalam lubang sumur yang dinyatakan sebagai hubungan antara laju alir minyak dengan tekanan alir dasar sumur. Kurva IPR satu fasa, dalam hal ini fasa minyak, akan memiliki hubungan yang linear dalam plot antara tekanan alir dasar sumur dengan laju alir minyak. Hubungan linear ini dibangun dengan anggapan bahwa tidak ada pengaruh mekanisme pendorong yang ada di reservoir. Reza Oktokilian Chon, Sem1 2007/2008 1

2 Energi pendorong air yang berasal dari aquifer merupakan salah satu mekanisme pendorong yang umum diketemukan pada sistem reservoir. Reservoir dengan mekanisme pendorong air terdapat pada lebih dari duapertiga bagian dari reservoir di dunia ini. Hampir semua reservoir dibatasi oleh batuan yang berisikan air formasi yang biasa disebut dengan aquifer. Aquifer ini dapat berukuran lebih besar atau lebih kecil daripada reservoir itu sendiri. Aquifer yang berukuran kecil sekaliupun dapat memberikan pengaruh yang berarti terhadap mekanisme pendorong fluida hidrokarbon serta mempengaruhi kelakuan perubahan tekanan reservoir, selama reservoir diproduksi. Dalam makalah ini akan disampaikan tentang penentuan kurva IPR satu fasa, minyak, dan peramalan kurva IPR sumur yang berproduksi dari reservoir minyak yang memiliki mekanisme pendorong edge water. Pada makalah ini diusulkan type curve untuk meramalkan kurva IPR sumur yang berproduksi dari reservoir minyak dengan mekanisme pendorong edge water. Type curve ini disajikan sebagai fungsi dari kekuatan tenaga pendorong air, dinyatakan dalam bentuk ukuran perbandingan antara radius aquifer dengan radius reservoir pada reservoir dengan edge water drive. Type curve ini juga dapat digunakan untuk melakukan peramalan kurva IPR minyak di waktu yang akan datang, sehingga kinerja sumur dalam memproduksi minyak pada masa yang akan datang, dapat diperkirakan. Penentuan dan peramalan kurva IPR sumur ini dikembangkan dari model sumur tunggal yang berproduksi dari reservoir edge water drive. Anggapan yang digunakan pada dalam membangun model tersebut adalah: (1) fasa yang mengalir adalah minyak, (2) sumur tidak mengalami kerusakan, faktor skin = 0, (3) aquifer berada di sekeliling reservoir dengan tidak ada aliran dari bawah, (4) reservoir dan aquifer berada pada lapisan batuan yang sama sehingga tidak terdapat perbedaan sifat fisik batuan diantara keduanya. Makalah ini bertujuan untuk melihat pengaruh dari mekanisme pendorong edge water terhadap hasil kurva IPR sumur minyak serta peramalannya. Parameter kekuatan mekanisme pendorong edge water dinyatakan sebagai berbagai perbandingan antara radius aquifer dengan radius reservoir (r a /r e ) mulai dari harga r a /r e = 2 hingga r a /r e = 10, yang dihitung pada 2 set skema kurva permeabilitas air yang berbeda. II. LATAR BELAKANG TEORI Kurva IPR (Inflow Performance Relationship) merupakan hubungan antara laju alir fluida dengan tekanan alir dasar umur. Kurva IPR digunakan untuk memperkirakan kinerja laju produksi minyak dari suatu sumur yang berproduksi dari suatu formasi produktif. Suatu reservoir minyak, akan hanya memproduksi minyak, selama tekanan reservoirnya berada di atas tekanan saturasi. Pada keadaan ini hubungan antara laju alir minyak dengan tekanan alir dasar sumur merupakan hubungan yang linear. Hal ini berarti bahwa perbandingan antara laju alir minyak dan perbedaan antara tekanan reservoir dengan tekanan alir dasar sumur, adalah tetap. Hubungan yang tetap ini dinamakan Productivity Index (PI) yang diturunkan dari persamaan Darcy, untuk fluida satu fasa, aliran radial yang mantap, dan incompressible. Jika tekanan reservoir telah turun hingga berada di bawah tekanan saturasi maka fasa gas akan terbentuk dan fluida yang mengalir di dalam reservoir terdiri dari 2 fasa yakni minyak dan gas. Muskat dan van Everdingen 7 memperliharkan bahwa untuk kondisi aliran dua fasa, harga produktivitas untuk aliran radial yang mantap pada suatu sumur produksi akan menurun seiring dengan peningkatan perbedaan antara tekanan reservoir dengan tekanan alir dasar sumur. Hal ini menyebabkan kurva IPR tidak lagi berbentuk garis lurus namun akan membentuk suatu lengkungan. Reservoir yang dibatasi oleh aquifer di sekelilingnya akan memiliki karakteristik yang khas. Keberadaan aquifer yang berdampingan dengan reservoir memberikan pengaruh terhadap mekanisme pendorong fluida hidrokarbon serta mempengaruhi kelakuan tekanan reservoir. Ketika fluida hidrokarbon dari suatu reservoir diproduksikan, reservoir akan mendapatkan tambahan tekanan yang berasal dari aquifer. Tambahan tekanan ini tentunya akan mempengaruhi kemampuan reservoir untuk memproduksikan fluida. Reservoir edge water drive adalah reservoir yang memiliki tenaga pendorong dari samping reservoir yang berasal dari aquifer yang berada di sisi sayap reservoir. Sedangkan posisi sumur tidak berada di atas aquifer. Gambar 1 menunjukkan skema reservoir dengan mekanisme pendorong edge water Teknik Perminyakan-FTTM-ITB September

3 Gambar 1. Gambar skema reservoir dengan mekanisme pendorong edge water Banyak metode yang telah dikembangkan untuk mengamati kelakuan reservoir edge water drive. Van Everdingen-Husrt 4 pertama kali memperkenalkan metode tersebut dengan melakukan anggapan bahwa reservoir edge water drive terdiri dari two region composite reservoir. Van Everdingen-Husrt menganalogikan reservoir sebagai sumur, dan aquifer sebagai reservoir sehingga aliran dari aquifer dapat di analogikan sebagai aliran dari reservoir menuju sumur. Skema model reservoir komposit 2 bagian yang dikembangkan van Everdingen-Hurst dapat dilihat pada Gambar 2. Penurunan persamaan water influx dilakukan dengan asumsi tekanan pada batas reservoir-aquifer adalah tetap dengan menggunakan prinsip superposisi. Solusi persamaan water influx van Everdingen-Hurst sebagai berikut: dimana:...(1)..(2 Metode kedua adalah Carter-Tracy 5. Dalam metode ini Carter-Tracy mengembangkan model reservoir composite dari van Everdingan-Hurst dengan anggapan bahwa laju alir konstan pada batas air minyak, sehingga prinsip superposisi dapat dihilangkan. Metode yang ketiga adalah metode Fetkovich 6. Metode ini dkembangkan berdasarkan konsep Productivity Index (PI) dalam mendeskripsikan water influx dari aquifer ke reservoir, sehingga laju water influx dapat dikatakan berbanding lurus terhadap perbedaan tekanan rata-rata aquifer dengan tekanan pada batas aquifer dengan reservoir. Selain itu, Fetkovich juga menganggap bahwa kompresibilitas aquifer (c w + c f ) adalah tetap, sehingga jumlah water influx dari aquifer ke reservoir setara dengan penurunan tekanan di aquifer. Metode ini mengabaikan periode transien alami yang terjadi di aquifer sehingga hanya berlaku untuk aquifer yang tidak terlalu besar. Solusi persamaan water influx Fetkovich sebagai berikut:..(4) dimana W ei adalah volume air awal yang dapat keluar dari aquifer, dan p i adalah tekanan awal aquifer. Harga kumulatif water influx dapat ditentukan dengan persamaan: (5) Pada studi ini, penulis menggunakan metode Carter- Tracy untuk memodelkan laju water influx dari aquifer menuju reservoir. Pemilihan metode Carter- Tracy dengan alasan bahwa metode ini tidak mengabaikan periode transien alami pada aquifer sehinggga hasil yang didapat diharapkan cukup memuaskan untuk aquifer yang kecil maupun aquifer yang sangat besar. III. MODEL RESERVOIR Model reservoir yang digunakan adalah model reservoir homogen isotropik yang diproduksi dengan laju alir konstan melalui satu sumur yang berada di tengah reservoir yang berbentuk radial. Dengan menggunakan model sumur tunggal ini dapat diketahui secara jelas gerakan aliran minyak menuju ke sumur produksi. Model radial yang digunakan menggunakan anggapan bahwa aliran minyak mengalir secara simetris ke arah lubang sumur. Model aquifer sebagai mekanisme pendorong ditambahkan disekeliling reservoir dengan menggunakan simulator. Model dikembangkan dengan menggunakan data sintetik yang membutuhkan data masukan seperti sifat-sifat fisik batuan dan fluida reservoir (Tabel 1 dan Tabel 2). Gambar 2. Skema model reservoir komposit yang dikembangkan van Everdingen-Hurst Reza Oktokilian Chon, Sem1 2007/2008 3

4 Tabel 1. Data properti sifat fisik batuan reservoir. Properti Reservoir Dimensi Harga Ketebalan reservoir (h) ft 50 Porositas (φ) Permeabilitas (k) md 100 Saturasi air awal (S wi ) Saturasi air sisa (S wirr ) Saturasi minyak awal (S oi ) Saturasi minyak sisa (S or ) Kro (S w =S wirr ) Krw (S w =1-S or ) (A) 0.5 (B) Tekanan Saturasi (P b ) psia 79.2 Tekanan awal psia 3600 reservoir (P i ) Temperatur o F 200 reservoir (T R ) Kompresibilitas batuan (c f ) psi Tabel 2. Data properti fluida reservoir Properti Fluida Dimensi Harga Densitas minyak ( o ) lb/ft Densitas Air ( w ) lb/ft Viskositas minyak (µ o ) cp 2.08 Viskositas air (µ w ) cp 0.38 Kompresibilitas oil (c o ) psi -1 3E-6 Kompresibilitas air (c w ) psi E-6 Faktor Volum Formasi bbl/stb minyak (B o ) Faktor Volum Formasi air (B w ) bbl/stb IV. VALIDASI MODEL Model yang dikembangkan akan divalidasi dengan menggunakan kriteria sebagai berikut: 1. Plot tekanan tidak berdimensi (p D ) terhadap waktu tidak berdimensi (t D ) akan mengasilkan kemiringan pada periode early transient, sebesar Hal ini berlaku untuk model sistem reservoir sumur tungggal dengan aliran fasa tunggal dan fasa ganda. Plot hubungannya dapat dilihat pada Gambar Validasi kedua menggunakan analisa kurva pressure derivative pada reservoir komposit 2 bagian (minyak-air) yang dikembangkan oleh Anil KA 9. Anil mengatakan bahwa kurva pressure derivative pada reservoir komposit 2 bagian (minyak-air) akan membentuk 4 bagian yakni kurva yang dipengaruhi wellbore storage pada awal kurva, kurva garis lurus pada zona minyak, kurva transisi pada zona transisi minyak-air dan kurva garis lurus pada zona air. Data geometri model reservoir dan model aquifer dapat dilihat pada Tabel 3 dan Tabel 4. Tabel 3. Data geometri model reservoir. Parameter Dimensi Harga Geometri - Radial Dimensi Grid - 100x4x20 Kedalaman puncak ft 8271 Jari-jari pengurasan (r e ) ft 1300 Jari-jari sumur (r w ) ft 0.25 Tabel 4. Data model aquifer. Parameter Dimensi Harga Ketebalan aquifer ft 50 Kedalaman puncak ft 8271 Permeabilitas md 100 Porositas Jari-jari aquifer (r a ) ft Variasi Gambar 3. Plot hubungan P D terhadap t D dengan slope sama dengan Hasil analisis kurva pressure derivative pada model yang dikembangkan dapat dilihat pada Gambar 4. Kurva pressure derivative pada gambar tersebut memiliki bentuk kurva yang sesuai dengan teori reservoir komposit yang dikembangkan oleh Anil KA. Sehingga dapat dikatakan model telah berperilaku seperti reservoir komposit untuk reservoir dengan mekanisme pendorong edge water. Teknik Perminyakan-FTTM-ITB September

5 V. KURVA IPR DAN IPR TIDAK BERDIMENSI 5.1 Metode Penelitian Gambar 4. Kurva pressure derivative sebagai validasi model reservoir komposit 2 bagian. 3. Plot kurva peramalan IPR dan IPR tidak berdimensi untuk model reservoir yang dikembangkan tanpa mekanisme pendorong membentuk sudut 45 o derajat. Seperti yang terlihat pada Gambar 5 dan Gambar 6 berikut ini. Gambar 5. Kurva IPR satu fasa untuk reservoir tanpa mekanisme pendorong Dalam penelitian ini pembuatan kurva IPR satu fasa dilakukan dengan bantuan simulator CMG. Langkah utama yang dilakukan untuk membuat kurva IPR satu fasa adalah dengan mendefinisikan kondisi awal dari reservoir dengan menetapkan harga tekanan reservoir, yang lebih besar dari tekanan saturasi. Kemudian sumur diproduksikan dengan berbagai laju alir konstan untuk mendapatkan harga tekanan alir dasar sumur. Ketika suatu reservoir diproduksikan dengan laju alir tertentu, maka di dalam reservoir akan terjadi penurunan tekanan reservoir. Penurunan tekanan ini akan barkelakuan seperti penurunan tekanan pada reservoir yang tak terbatas di mana tekanan pada batas reservoir belum mengalami penurunan. Ketika penurunan tekanan mencapai batas reservoir, maka tekanan pada batas reservoir akan berkelakuan seperti penurunan tekanan pada volume konstan yang berarti tekanan akan turun dengan laju penurunan yang konstan. Kondisi ini disebut sebagai periode pseudo steadystate. Oleh sebab itu tekanan saat periode pseudo steady-state tercapai dapat dikatakan mewakili tekanan alir suatu reservoir pada saat diproduksikan pada laju alir tertentu. Kurva IPR dibangun dari plot antara tekanan alir dasar sumur suatu reservoir dengan berbagai harga laju alir tertentu. Studi kasus pada penelitian ini dilakukan dengan membuat kurva IPR satu fasa dan IPR tidak berdimensi dengan mensimulasikan model reservoir-aquifer berdasarkan metode Carter-Tracy dengan memperhitungkan perbandingan ukuran jarijari aquifer dengan jari-jari reservoir (r a /r e ) sebesar 2,3,4,5,6,7,8,9,10 dan 100. Untuk dapat melihat pengaruh ukuran (r a /r e ) terhadap kinerja reservoir dalam memproduksikan minyak, maka pengembangan kurva IPR minyak sebagai fungsi dari berbagai harga faktor perolehan minyak dengan selang harga faktor perolehan minyak sebesar 5%. Selanjutnya juga dibuat kurva-kurva IPR minyak berdasarkan pada 2 skema (A dan B) kurva permeabilitas relatif air yang berbeda untuk melihat pengaruh produksi air terhadap kurva IPR minyak dari reservoir jika air terproduksikan lebih awal. Gambar kurva permeabilitas relatif kedua skema dapat dilihat pada Gambar 7 dibawah ini. Gambar 6. Kurva IPR tidak berdimensi untuk reservoir tanpa mekanisme pendorong Reza Oktokilian Chon, Sem1 2007/2008 5

6 Gambar 7. Plot kurva permeabilitas relatif (c) 5.2 Hasil dan Diskusi Hasil penentuan kurva IPR minyak terhadap pengaruh ukuran perbandingan jari-jari aquifer dengan jari-jari reservoir (r a /r e ) pada skema A dapat dilihat pada Gambar 8 dibawah ini. (d) Gambar 8. Kurva IPR satu fasa hasil run untuk skema A dengan ukuran ra/re (a) 2, (b) 3, (c) 6, (d) 10. (a) (b) Hasil penentuan kurva IPR satu fasa terhadap pengaruh ukuran perbandingan jari-jari aquifer dengan jari-jari reservoir (r a /r e ) pada skema A dapat diketahui bahwa semakin besar ukuran perbandingan jari-jari aquifer dengan jari-jari reservoir (r a /r e ) maka penambahan tekanan yang berasal dari aquifer akan semakin besar. Pada kurva IPR satu fasa untuk r a /r e = 2 jika dibandingkan dengan kurva IPR minyak tanpa adanya mekanisme pendorong edge water (Gambar 5) maka pengaruh dari mekanisme pendorong edge water belum terlalu berpengaruh terhadap produktivitas reservoir. Pengaruh dari mekanisme pendorong edge water terhadap kelakuan produksi suatu sumur akan mulai terasa pada ukuran r a /r e > 3, hal ini sesuai dengan teori yang dikemukakan oleh Fetkovitch 6. Dari hasil penelitian juga dapat diketahui bahwa untuk satu ukuran (r a /r e ), kurva IPR minyak akan berbentuk garis lurus. Setiap kurva IPR minyak Teknik Perminyakan-FTTM-ITB September

7 setelah produksi reservoir mencapai harga faktor perolehan minyak tertentu, untuk setiap tekanan rata-rata reservoir tertentu akan memiliki kemiringan yang sama. Hal ini berlaku pada saat air yang berasal dari aquifer belum masuk ke dalam lubang sumur. Pada kurva relatif permeabilitas skema A, air dari aquifer akan mulai masuk ke dalam lubang sumur pada faktor perolehan minyak sebesar 54%. Kurva IPR setelah air dari aquifer memasuki lubang sumur maka pada setiap tekanan rata-rata reservoir kurva IPR akan mempunyai kemiringan yang lebih curam seiring dengan meningkatnya prosentase air dalam laju produksi. Dari hasil penelitian didapatkan bahwa kurva IPR dengan ukuran r a /r e > 5 dapat mencapai faktor perolehan minyak sebesar 65%, dan air dari aquifer akan mulai masuk ke dalam lubang sumur pada faktor perolehan minyak sebesar 54%. Untuk meneliti lebih lanjut tentang fenomena ini, digunakan data relatif permeabilitas pada skema B yang memiliki kurva permeabilitas air lebih besar dibandingkan dengan skema A. Kemudian dilakukan penentuan kurva IPR yang sama seperti yang dilakukan pada skema A. Hal ini dimaksudkan untuk melihat pengaruh air terproduksikan pada harga faktor perolehan minyak yang lebih kecil, terhadap kurva IPR. Hasil penentuan kurva IPR minyak terhadap pengaruh ukuran perbandingan jari-jari aquifer dengan jari-jari reservoir (r a /r e ) pada skema B ditunjukkan pada Gambar 9 (a), (b), (c), dan (d) dibawah ini. (b) (c) (a) (d) Gambar 9. Kurva IPR satu fasa hasil run untuk skema B dengan ukuran ra/re (a) 2, (b) 3, (c) 6, (d) 10. Reza Oktokilian Chon, Sem1 2007/2008 7

8 Hasil penentuan kurva IPR minyak terhadap pengaruh ukuran perbandingan jari-jari aquifer dengan jari-jari reservoir (r a /r e ) pada skema B memperlihatkan bahwa semakin besar ukuran perbandingan jari-jari aquifer dengan jari-jari reservoir (r a /r e ) maka penambahan tekanan yang berasal dari aquifer dan harga laju alir akan semakin bertambah. Selain itu bentuk kurva IPR minyak yang didapatkan sebelum air ikut terproduksikan dan sesudahnya, memiliki hasil yang sama dengan perhitungan dengan menggunakan skema A. Maka secara umum dapat ditarik kesimpulan bahwa semakin besar harga ukuran perbandingan jari-jari aquifer dengan jari-jari reservoir (r a /r e ) maka kemampuan reservoir untuk mengalirkan fluida akan semakin bertambah. Dari hasil simulasi dengan menggunakan skema B juga didapatkan bahwa air dari aquifer akan mulai masuk ke dalam lubang sumur pada faktor perolehan minyak sebesar 28% dan reservoir mencapai faktor perolehan minyak sebesar 50% untuk ukuran r a /r e > 5. Hal ini disebabkan oleh harga permeabilitas air yang lebih besar dibandingkan dengan skema A yang menyebabkan mobilitas air menjadi lebih besar. Selain itu didapatkan juga bahwa laju alir maksimum pada skema B akan lebih kecil daripada skema A. Hal ini disebabkan oleh harga mobility ratio skema A (0.82) lebih kecil daripada skema B (2.94). Semakin kecil mobility ratio maka semakin besar laju alir minyak yang dihasilkan. Gambar perbandingan antara kurva IPR skema A dengan skema B pada ukuran r a /r e yang sama dapat dilihat pada Gambar 10 di bawah ini. Gambar 10. Kurva IPR satu fasa untuk skema A dan B pada ukuran ra/re 8 Dari kurva IPR minyak yang dibuat untuk masingmasing skema di atas, jika kemudian digabungkan untuk membuat kurva IPR tidak berdimensi dan persamaannya, maka diperoleh kurva IPR tidak berdimensi seperti ditunjukkan pada Gambar 11. Berdasarkan hasil dari kurva IPR tidak berdimensi (Gambar 11) tersebut didapatkan bahwa bentuk kurva IPR tidak berdimensi tidak dipengaruhi oleh faktor-faktor sensitivitas seperti yang dibahas sebelumnya. Sehingga didapatkan persamaan kurva IPR tidak berdimensi pada reservoir edge water drive sebagai berikut:...(6) Yang merupakan suatu hubungan yang linier. Gambar 11. Kurva IPR tidak berdimensi satu fasa gabungan. VI. PERAMALAN KURVA IPR SATU FASA Untuk mengembangkan peramalan kurva IPR minyak untuk reservoir minyak yang bertenaga dorong edge water, hasil-hasil uji sensitivitas kurva IPR minyak sebelumnya dikaitkan dengan faktor perolehan minyak dan perbandingan volume aquifer terhadap volume reservoir aquifer. Langkah utama yang dilakukan adalah: 1. Dari hasil uji sensitivitas kurva IPR terhadap faktor perolehan minyak untuk 1 ukuran perbandingan r a /r e diperoleh pasangan data tekanan reservoir (P r ) dan laju alir maksimum (q max ) pada saat sumur telah mencapai faktor perolehan minyak tertentu. Untuk IPR dengan faktor perolehan minyak 0% (kondisi awal) dinamakan IPR ke-1 dan dijadikan sebagai data tekanan reservoir dan laju alir maksimum saat ini dan diberikan penamaan p r1 dan q m1. 2. Selanjutnya untuk kombinasi faktor perolehan minyak untuk harga faktor perolehan minyak dengan selang 5% akan didapatkan pasangan data tekanan reservoir dan laju alir maksimum Teknik Perminyakan-FTTM-ITB September

9 yang akan datang (P rn dan q mn ) yang akan diberikan penamaan dengan notasi. Sebagai contoh untuk IPR dengan faktor perolehan minyak 5% dinamakan IPR ke-2 dan akan didapatkan pasangan data p r2 dan q m2 dan seterusnya untuk faktor perolehan minyak ke-n. 3. Membuat tabel skenario data untuk peramalan seperti yang ada pada Tabel 5 dibawah ini. Tabel 5. Tabel skenario data untuk penentuan peramalan kurva IPR satu fasa. IPR P r1 P rn q m1 q mn P rn /P r1 q mn/ q m1 ke-n n P r1 P r1 P r1 P r1 P r1 P rn P r1 P r2 P r3 P r4 P r5 P rn q m1 q m1 q m1 q m1 q m1 q m1 q m1 q m2 q m3 q m4 q m5 q mn P r1 /P r1 P r2 /P r2 P r3 /P r3 P r4 /P r4 P r5 /P r5 P rn /P rn q m1/ q m1 q m2/ q m2 q m3/ q m3 q m4/ q m4 q m5/ q m5 q mn/ q m1 4. Ulangi langkah 1 sampai 3 untuk perbandingan ukuran perbandingan jari-jari aquifer dengan jari-jari reservoir (r a /r e ) 2,3,4,5,6,7,8,9,10 dan 100 untuk masing-masing untuk data skema A dan B. 5. Dari langkah 4 akan didapatkan tabel seperti dalam langkah 3 sebanyak 20 tabel. 6. Plot hubungan pada sumbu y dan pada sumbu x. Distribusi plot hubungan di atas dapat dilihat pada Gambar 12. Gambar 12. Distribusi plot hubungan untuk peramalan IPR satu fasa untuk reservoir dengan pengaruh mekanisme pendorong edge water minyak yang bertenaga dorong edge water. Persamaan selengkapnya untuk masing-masing ukuran r a /r e dapat dilihat pada Tabel 6. Secara umum persamaan tersebut dapat dituliskan sebagai berikut: Dimana harga a, b, c, dan d ditunjukkan pada Tabel 6. Tabel 6. Tabel skenario data untuk peramalan kurva IPR satu fasa. r a /r e a b c VII. TYPE CURVE UNTUK RESERVOIR SATU FASA MINYAK DENGAN PENGARUH EDGE WATER DRIVE Dari plot hubungan antara pada sumbu y dan pada sumbu x pada langkah 6 pada prosedur di atas, dapat dikembangkan menjadi type curve yang dapat menunjukkan pengaruh dari mekanisme pendorong edge water drive dengan cara melakukan regresi dengan metode polynomial pangkat 2. Bentuk Type curve dapat dilihat pada Gambar 13 di bawah. Dalam pembuatan type curve ini, untuk data dari masing-masing kurva pada ukuran 6 < r a /r e < 100 sampai mencapai kandungan air dalam fluida produksi antara 87-91%. Untuk kurva dengan ukuran r a /r e = 100 termasuk kedalam kategori very strong aquifer dan pada kenyataannya di lapangan amat sulit ditemui reservoir edge water drive dengan ukuran r a /r e = Dari distribusi plot di atas kemudian dilakukan regresi dengan metode polynomial pangkat 2 hubungan pada sumbu x dan pada sumbu y untuk mendapatkan persamaan peramalan kurva IPR minyak untuk reservoir Reza Oktokilian Chon, Sem1 2007/2008 9

10 Gambar 13. Type curve untuk reservoir minyak dengan pengaruh mekanisme pendorong edge water. 7.1 VALIDASI PERSAMAAN PERAMALAN IPR SATU FASA Pada bagian ini usulan-usulan persamaan pada bagian sebelumnya akan divalidasi dengan membandingkan antara kurva IPR yang diperoleh dari hasil simulasi dengan kurva IPR yang diperoleh dari menggunakan persamaan usulan tentang peramalan IPR minyak tidak berdimensi, yaitu persamaan (6). Dalam validasi ini, digunakan data simulasi hasil penentuan kurva IPR untuk skema A dan B untuk ukuran r a /r e 2, 6 dan 10. Untuk masing-masing ukuran r a /r e digunakan data harga faktor perolehan minyak awal (RF 0%) dan pada salah satu harga faktor perolehan minyak tertentu, diwaktu mendatang. Langkah utama dalam melakukan validasi adalah sebagai berikut: 1. Pada keadaan awal, yaitu pada RF = 0%, berdasarkan hasil data test tekanan dan produksi, tentukan harga tekanan reservoir (P r ), dan q max. 2. Perkirakan harga tekanan reservoir yang akan datang, Pm, pada harga RF tertentu, yang dapat merupakan extrapolasi dari hasil matching simulasi reservoir. 3. Masukkan harga P rn ; P r1 ; q m1 kedalam persamaan peramalan IPR minyak, persamaan (xx) yang ada pada Tabel 6 sesuai dengan ukuran r a /r e yang dimiliki. 4. Dengan menggunakan persamaan (xx) tersebut, maka dapat dihitung harga q mn, yang merupakan harga laju alir maksimum saat tekanan reservoir yang akan datang sebesar, P rn. 5. Dengan menggunakan persamaan (6), serta perkiraan harga P rn dan q mn maka dapat dihitung kurva IPR untuk waktu mendatang. Hasil perhitungan peramalan IPR tersebut dibandingkan dengan hasil perhitungan simulasi, dalam makalah ini. Hasil plot kurva IPR minyak hasil simulasi dan peramalan untuk skema A dan B pada ukuran r a /r e 2, 6 dan 10 dapat dilihat pada Gambar 14 hingga Gambar 15 dibawah ini. Teknik Perminyakan-FTTM-ITB September

11 yang akan datang, seperti yang telah diuraikan sebelumnya. Berkaitan dengan fungsi dari type curve tersebut, maka perlu disampaikan prosedur untuk penggunaannya. Gambar 14. Validasi persamaan peramalan IPR satu fasa pada skema A. Prosedur untuk menentukan ukuran perbandingan radius aquifer dengan radius reservoir pada reservoir dengan edge water drive dengan menggunakan data produksi sumur di lapangan adalah sebagai berikut: 1. Mengolah data uji produksi dan uji tekanan sumur untuk memperoleh beberapa pasang data dan 2. Plot data data dan ke dalam type curve. 3. Letak titik-titik plot tersebut pada garis r a /r e menunjukkan pola penurunan tekanan reservoir dari sumur yang bersangkutan. 4. Dari hasil plot dapat diperkirakan besarnya perbandingan jari-jari aquifer dengan jarijari reservoir (r a /r e ). Sebagai bahan perbandingan dan validasi terhadap type curve yang dihasilkan dalam penelitian ini, dalam makalah ini akan digunakan data lapangan dari reservoir yang memiliki mekanisme pendorong edge water. Namun dalam hal ini, penulis tidak memiliki data lapangan dari reservoir tersebut. Oleh sebab itu, validasi dilakukan dengan menggunakan data lapangan dari reservoir yang berasal memiliki mekanisme pendorong bottom water yang diambil dari tesis milik Nurhidayat 8. Data lapangan yang digunakan ditunjukkan pada Tabel 8 berikut ini. Gambar 15. Validasi persamaan peramalan IPR satu fasa pada skema B. Dari hasil validasi yang ditunjukkan pada Gambar 14 dan 15 dapat disimpulkan bahwa persamaan usulan untuk meramal IPR minyak di waktu yang akan datang dapat memberikan ketelitian yang baik. VIII. APLIKASI TYPE CURVE DENGAN DATA LAPANGAN Dari hasil penelitian pada bagian sebelumnya didapatkan type curve yang menunjukkan pengaruh dari mekanisme pendorong edge water (Gambar 13). Type curve tersebut dapat digunakan untuk memperkirakan perbandingan radius aquifer dengan radius reservoir pada reservoir dengan edge water drive. Jika perbandingan radius aquifer dengan radius reservoir telah diketahui maka peramalan kurva IPR di waktu mendatang hanya dengan memperkirakan tekanan rata-rata reservoir diwaktu Tabel 8. Tabel Data Lapangan X untuk validasi type curve P r1 P rn q m1 q mn P rn /P r1 q mn/ q m Langkah selanjutnya yang dilakukan adalah memplot data dan ke dalam type curve. Gambar hasil plot data lapangan X di dalam type curve untuk reservoir dengan mekanisme pendorong bottom water milik Nurhidayat ditunjukkan pada Gambar 16. Sedangkan Gambar hasil plot data lapangan X di dalam type curve untuk reservoir dengan mekanisme pendorong edge water ditunjukkan pada Gambar 17. Reza Oktokilian Chon, Sem1 2007/

12 prn/pr qmn/qm1 Gambar 16. Hasil plot data lapangan lapangan X di dalam type curve untuk reservoir dengan mekanisme pendorong bottom water 8). Gambar 17. Hasil plot data lapangan lapangan X di dalam type curve untuk reservoir dengan mekanisme pendorong edge water. Teknik Perminyakan-FTTM-ITB September

13 Dari hasil overlay plot pada Gambar 16 dapat dilihat bahwa plot data lapangan bersesuaian dengan kurva karena data lapangan berasal dari reservoir dengan bottom water drive. Sedangkan dari hasil overlay plot pada Gambar 17 didapatkan bahwa plot data lapangan memiliki tren penurunan tekanan reservoir rata-rata dan laju alir maksimum yang tidak jauh berbeda dengan tren penurunan kurva pada type curve untuk reservoir dengan mekanisme pendorong edge water. Sehingga dapat simpulkan bahwa type curve yang dihasilkan dalam penelitian ini dapat menggambarkan pengaruh dari kekuatan tenaga pendorong edge water terhadap kinerja aliran minyak dari formasi produktif masuk ke dalam lubang sumur. IX. KESIMPULAN Berdasarkan penelitaian yang telah dilakukan dapat dimabil kesimpulan sebagai berikut: 1. Persamaan untuk kurva IPR tidak berdimensi pada reservoir edge water drive tetap mengikuti persamaan umum IPR tak berdimensi aliran satu fasa sebagai berikut: q o P w f = 1 q m ax P r 2. Peramalan produktivitas sumur di masa yang akan datang untuk reservoir bermekanisme pendorong edge water drive dapat diprediksi dengan menggunakan persamaan peramalan IPR satu fasa pada Tabel Type curve yang dihasilkan dalam penelitian ini dapat menggambarkan pengaruh dari kekuatan tenaga pendorong edge water terhadap kinerja aliran minyak dari formasi produktif masuk ke dalam lubang sumur, yang dinyatakan dalam bentuk perbandingan antara jari-jari aquifer dengan jari-jari reservoir. X. SARAN Perlu dilakukan studi kasus lebih lanjut dengan menggunakan data lapangan untuk menentukan ukuran perbandingan radius aquifer dengan radius reservoir dan peramalan IPR pada reservoir dengan edge water drive. XI. φ DAFTAR SIMBOL = Porositas batuan, fraksi = Sudut, radian k = Permeabilitas, md S wi = Saturasi air awal, fraksi S wirr = Saturasi air sisa, fraksi S oi = Saturasi minyak awal, fraksi S or = Saturasi minyak sisa, fraksi k ro = Permeabilitas relatif minyak, fraksi k rw = Permeabilitas relatif air, fraksi T r = Temperatur reservoir, o F c f = Kompressibilitas batuan, psi -1 c o = Kompressibilitas minyak, psi -1 c w = Kompressibilitas air, psi -1 o = Densitas minyak, lb/ft3 w = Densitas air, lb/ft3 µ o = Viskositas minyak, cp µ w = Viskositas air, cp B o = Faktor volum formasi minyak, bbl/stb B w = Faktor volum formasi air, bbl/stb B = Konstanta water influx, stb/psi h = Ketebalan reservoir, ft r e = Jari-jari pengurasan, ft r e = Jari-jari aquifer, ft r w = Jari-jari lubang sumur, ft r a /r e = Perbandingan radius aquifer dengan radius reservoir, fraksi = Selisih tekanan, psi = Selisih laju alir, STB/hari PI = Productivity Index, fraksi p D = Tekanan tak berdimensi, fraksi t D = Waktu tak berdimensi, fraksi RF = Faktor perolehan minyak, % q o = Laju alir minyak, STB/hari q l = Laju alir cairan, STB/hari q max = Laju alir maksimum, STB/hari q m1 = Laju alir awal, STB/hari q mn = Laju alir maksimum ke-n, STB/hari P r = Tekanan reservoir, psi P b = Tekanan titik gelembung, psi P i = Tekanan reservoir initial, psi P R = Tekanan di batas reservoir-aquifer, psi P r1 = Tekanan reservoir rata-rata awal, psi P rn = Tekanan reservoir rata-rata ke-n, psi P wf = Tekanan alir dasar sumur, psi W e = Water influx, stb = Water influx awal, stb W ei XII. UCAPAN TERIMAKASIH Penulis mengucapkan syukur Alhamdulillah kehadirat ALLAH SWT atas rahmat dan karunia- Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan makalah ini. Dengan segenap ketulusan hati, penulis mengucapkan banyak terimakasih kepada Dr. Ir Pudjo Sukarno sebagai pembimbing pertama dan Dr.Ir Asep Kurnia Permadi sebagai pembimbing kedua. Tak lupa ucapan terimakasih juga penulis ucapkan kepada Mas Dedi, Amega, Triyono dan Reza Oktokilian Chon, Sem1 2007/

14 Andri yang telah berdiskusi mengenai software CMG serta semua pihak yang telah membantu dan mendukung penulis dalam penelitian ini. Penulis juga mengucapkan terimakasih kepada perusahaan software simulasi reservoir CMG yang telah menyediakan software CMG untuk menyelesaikan makalah ini. XIII. DAFTAR PUSTAKA 1. Craft, B.C., dan Hawkins, M.F., Applied Petroleum Reservoir Engineering, 2 nd Edition, Prentice-Hall, Englewood Cliffs, New Jersey, Smith, C.R., G.W., dan Farrar, R.L., Applied Reservoir Engineering Vol.2, OGCI Publications, Tulsa, Oklahoma, Ahmed, T., Advanced Reservoir Engineering, Anadarko Canada Coorperation, Calgary, Hurst, W., Water Influx in A Reservoir and Its Application to The Equation of Volumetric Balance. Trans AIME Vol.151, Carter, R.D and Tracy, G.W., An Improved Methods for calculating Water Influx, Pan American Petroleum Corp, Tulsa, Fetkovich, M.J., A Simplified Approach to Water Influx calculations-finite Aquifer Systems, SPE-AIME, Phillips Petroleum Co, Everdingen, H. H and Muskat, M., "Calculation of Theoriyical Productivity Factor. Trans., AIME, Nurhidayat, Peramalan Produktivitas Sumur Satu Fasa Pada Reservoir Bottom Water Drive, Tesis Magister TM-ITB Ambastha, A.K., Pressure Transient Analysis for Composite Systems, PhD dissertation, Stanford U., Stanford, Teknik Perminyakan-FTTM-ITB September