ANALISIS PENGARUH JENIS DAN KONSENTRASI SURFAKTAN PADA PIPA MINYAK BERSIFAT PARAFFINIC WAX DARI LAPANGAN X (STUDI LABORATURIUM DAN SIMULASI)

Transkripsi

1 ANALISIS PENGARUH JENIS DAN KONSENTRASI SURFAKTAN PADA PIPA MINYAK BERSIFAT PARAFFINIC WAX DARI LAPANGAN X (STUDI LABORATURIUM DAN SIMULASI) TUGAS AKHIR Oleh: YVAN CHRISTIAN NIM Diajukan sebagai salah satu syarat untuk mendapatkan gelar SARJANA TEKNIK pada Program Studi Teknik Perminyakan PROGRAM STUDI TEKNIK PERMINYAKAN FAKULTAS TEKNIK PERTAMBANGAN DAN PERMINYAKAN INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2010

2 ANALISIS PENGARUH JENIS DAN KONSENTRASI SURFAKTAN PADA PIPA MINYAK BERSIFAT PARAFFINIC WAX DARI LAPANGAN X (STUDI LABORATURIUM DAN SIMULASI) TUGAS AKHIR Oleh: YVAN CHRISTIAN NIM Diajukan sebagai salah satu syarat untuk mendapatkan gelar SARJANA TEKNIK pada Program Studi Teknik Perminyakan Fakultas Teknik Pertambangan dan Perminyakan Institut Teknologi Bandung Disetujui oleh: Dosen Pembimbing Tugas Akhir, Tanggal... (Dr. Ir. Leksono Mucharam)

3 Analisis Pengaruh Jenis dan Konsentrasi Surfaktan Terhadap Kehilangan Tekanan Pada Pipa Minyak Bersifat Paraffinic Wax dari Lapangan X (Studi Laboratorium dan Simulasi) Analysis of Surfactant Types and Concentration Effect to Pressure Loss of Paraffinic Wax Oil Pipeline from X Field (Laboratory Study and Simulation) Oleh: Yvan Christian Sari Sejak digunakan sebagai fluida untuk injeksi kimia ke dalam reservoir, surfaktan telah memperoleh pengakuan dari industri perminyakan untuk meningkatkan faktor perolehan dari suatu reservoir minyak. Dalam perkembangannya, surfaktan kemudian diinjeksikan juga ke dalam pipa untuk mengurangi gaya tarik fluida dalam pipa. Hal ini akan mengurangi gaya gesek fluida terhadap pipa, sehingga menyebabkan pengurangan kehilangan tekanan dalam pipa. Salah satu cara mengetahui nilai friksi adalah dengan menggunakan Renault Number yang memperhitungkan parameter viskositas fluida. Untuk itu, dilakukan penelitian untuk mempelajari pengaruh jenis dan konsentrasi surfaktan terhadap viskositas minyak dan kehilangan tekanan dalam pipa. Kata kunci: Surfaktan, Gaya Tarik, Friksi, Kehilangan Tekanan, Viskositas, Abstract Since its use as a fluid for chemical injection into reservoir, surfactant has received acknowledgement from oil industry to increase recovery factor from an oil reservoir. In its development, surfactant is also injected into pipeline to decrease drag force of the fluid inside the pipe. This phenomenon will decrease the friction force of fluid against the inside wall of the pipe, which in turn will decrease the pressure loss along the pipeline. One way to determine the value of friction is by using Renault Number, which considers the viscosity parameter of the fluid. Therefore, a research was conducted in order to study the effect of the type and concentration of surfactant to the oil viscosity and pressure loss inside the pipe. Keywords: Surfactant, Drag Force, Friction, Pressure Loss, Viscosity I. PENDAHULUAN Surfaktan telah bertahun-tahun digunakan dalam industri perminyakan sebagai fluida injeksi yang digunakan dalam salah satu metode peningkatan perolehan minyak (enhanced oil reservoir). Surfaktan meningkatkan nilai faktor perolehan dengan menurunkan saturasi residual minyak. Hal ini disebabkan oleh sifat surfaktan yang menurunkan tegangan antarmuka minyak dengan batuan, sehingga minyak lebih mudah lepas dari batuan dan mengalir. Salah satu kegunaan lain dari surfaktan adalah sebagai Drag Reducer Agent (DRA). Drag Reducer Agent adalah suatu senyawa kimia tertentu yang memiliki kemampuan untuk mengurangi gaya gesek (friksi) antara dua permukaan yang bersentuhan. Hal ini yang mendasari penggunaan DRA, karena dalam tahap transportasi fluida (dalam hal ini minyak) melalui pipa, minyak akan bersentuhan dengan dinding pipa bagian dalam dan mengakibatkan friksi. Akibat adanya friksi tersebut, akan terjadi kehilangan tekanan sepanjang jalur pipa. Jika kehilangan tekanan yang terjadi terlalu besar, minyak yang dialirkan tidak akan memiliki energi yang cukup untuk tetap mengalir. Untuk itu, pada beberapa lapangan, dapat dijumpai pompa pada jalur pipa untuk memberikan energi kepada minyak Yvan Christian, , Sem 2 9/2010 1

4 untuk dapat terus mengalir menuju lokasi yang diinginkan. Penggunaan DRA yang mengurangi friksi, akan mengurangi jumlah pompa atau daya listrik yang dibutuhkan untuk pompa, sehingga mengurangi biaya operasional lapangan tersebut. Kegunaan lain dari DRA adalah meningkatkan kapasitas pipa untuk mengalirkan minyak. Ketika laju alir minyak di suatu lapangan ingin ditingkatkan, salah satu hal yang perlu dipertimbangkan adalah kapasitas pipa. Jika laju alir minyak yang diinginkan lebih besar daripada kapasitas pipa yang sedang digunakan, maka perlu dilakukan instalasi pipa baru dengan kapasitas yang lebih besar. Hal yang biasa dilakukan adalah dengan mengganti pipa dengan pipa berukuran (diameter) lebih besar. Untuk melakukan penggantian pipa, maka aliran minyak harus dihentikan atau dialihkan sementara, sehingga menimbulkan biaya tambahan selain dari biaya instalasi pipa yang baru. Injeksi DRA ke dalam pipa dapat menjadi solusi alternatif untuk masalah peningkatan kapasitas pipa. Karena DRA bekerja dengan mengurangi friksi yang kemudian mengurangi kehilangan tekanan di sepanjang pipa, maka dengan tekanan operasi yang sama seperti sebelumnya, kapasitas pipa yang digunakan dapat ditingkatkan. Mekanisme kerja surfaktan dalam mengurangi friksi dalam pipa sebenarnya masih belum diketahui secara pasti. Tetapi, surfaktan dikatakan mempunyai karakteristik untuk mencari permukaan untuk melekat. Hal ini disebabkan oleh bentuk molekul surfaktan yang mempunyai bagian kepala dan ekor. Jika surfaktan diinjeksikan ke dalam aliran minyak dalam pipa, bagian kepala surfaktan akan menempel kepada molekul permukaan minyak, sedangkan bagian ekor surfaktan akan menempel kepada dinding pipa bagian dalam. Fenomena tersebut akan membentuk suatu lapisan yang menyebabkan minyak tidak bergesekan secara langsung, sehingga akan mengurangi gaya friksi antara minyak dan pipa. Pengurangan gaya friksi inilah yang akhirnya mengurangi kehilangan tekanan dalam pipa. II. ALIRAN FLUIDA DALAM PIPA Aliran fluida dalam pipa terjadi karena adanya perbedaan tekanan antara kedua ujung pipa. Dalam alirannya di dalam pipa, dapat terjadi kehilangan tekanan karena beberapa hal, seperti terjadinya gesekan (friksi) antara fluida dengan dinding bagian dalam dari pipa. Besarnya friksi suatu aliran dalam pipa dipengaruhi oleh, antara lain faktor kekasaran permukaan bagian dalam pipa dan jenis aliran fluida itu sendiri. Informasi mengenai besarnya nilai faktor gesekan adalah penting untuk diketahui, karena informasi nilai tersebut dapat menentukan besarnya kehilangan tekanan yang terjadi di sepanjang pipa. Bilangan Reynold Pada abad ke-19, Ostwald Reynold menemukan jenis-jenis aliran fluida ketika melakukan percobaan menggunakan tinta pada air yang mengalir. Pada percobaan tersebut, terlihat bahwa aliran tinta yang dimasukkan ke dalam aliran air berupa osilasi. Tetapi, pada kecepatan alir yang lain, aliran tinta tidak berupa osilasi, melainkan sejajar (linear) dengan arah aliran air. Untuk menghormati penemuannya ini, dibuatlah konsep Bilangan Reynold yang menentukan apakah suatu aliran dikategorikan sebagai aliran laminar, turbulen, atau transisi (di antara laminar dan turbulen). Bilangan Reynold dapat dinyatakan dalam persamaan sebagai berikut: di mana: (1) γ L = specific gravity fluida, tanpa satuan q L = laju alir fluida, barel/hari d i μ = diameter dalam pipa, inch = viskositas fluida, cp Pada percobaan dengan Fann VG Viscomenter, di mana laju alir fluida disebabkan oleh perputaran rotor, persamaan untuk Bilangan Reynold adalah sebagai berikut: di mana:... (2) Ω = rotasi rotor per menit κ = perbandingan diameter rotor dan diameter cup R = diameter cup, inch μ = viskositas fluida, cp Yvan Christian, , Sem 2 9/2010 2

5 Kisaran Bilangan Reynold untuk menentukan jenis aliran fluida adalah sebagai berikut: Re < 0, aliran laminar 0 < Re < 4000, aliran transisi Re > 4000, aliran turbulen Faktor gesekan (friction factor) adalah nilai dari besarnya hambatan yang diberikan suatu permukaan yang diakibatkan oleh terjadinya gesekan (friksi) antara fluida yang mengalir dengan permukaan tersebut. Persamaan untuk faktor gesekan berbeda tergantung dari jenis alirannya, apakah alirannya turbulen atau laminar. Untuk jenis aliran fluida laminar, faktor gesekan dapat ditentukan dengan persamaan berikut: (3) Sementara, untuk persamaan faktor gesekan pada aliran turbulen dipengaruhi oleh kekasaran pipa yang digunakan. Misalnya untuk pipa halus dan N Re < 10 5, dapat digunakan korelasi Blasius: (4) Dengan mengetahui nilai faktor gesekan, dapat ditentukan besarnya kehilangan tekanan dalam pipa dengan persamaan sebagai berikut: di mana: ΔP = kehilangan tekanan, psi q L = laju alir fluida, barel/hari (5) γ = perbandingan massa jenis fluida terhadap air (specific gravity) L d i = panjang pipa, feet = diameter pipa bagian dalam, inch Fann VG Viscometer Fann VG Viscometer adalah alat untuk mengukur viskositas nyata (apparent viscosity) dari suatu fluida. Alat ini dapat memberikan putaran sebesar 3 RPM, 6 RPM, RPM, RPM, 300 RPM, dan 600 RPM. Besarnya putaran tersebut ditransmisikan kepada fluida melalui sebuah rotor. Fluida dalam cup akan ikut berputar dan kemudian memutar bob di sebelah dalam rotor. Perputaran bob akan mengakibatkan simpangan yang dapat dilihat dan dibaca sebagai dial reading (θ). Pada percobaan ini, diameter rotor yang digunakan adalah 3.87 inch. Viskositas Nyata Viskositas nyata adalah nilai viskositas suatu fluida pada nilai laju geser tertentu. Viskositas nyata perlu diketahui untuk menghitung Bilangan Reynold. Untuk menentukan nilai dari viskositas nyata, dibutuhkan nilai tegangan geser (shear stress) pada laju geser (shear rate) tertentu. Sehingga nilai dari viskositas nyata dapat dinyatakan dalam persamaan sebagai berikut: di mana: (6) μ a = viskositas nyata, centipoises τ = tegangan geser, dyne/cm 2 γ = laju geser, 1/detik Untuk penggunaan alat Fann VG Viscometer, nilai tegangan geser dan laju geser dapat ditentukan dari dial reading dan putaran per menit (rotation per minute, RPM). Persamaannya adalah sebagai berikut: di mana: θ N = dial reading (7) (8) = rotasi per menit (RPM) III. ALAT DAN BAHAN Alat dan bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah sebagai berikut: 1. Fann VG Viscometer 2. Fann thermo cup 3. Termometer 4. Gelas ukur 5. Neraca elektrik 6. Batang pengaduk 7. Pipet tetes 8. Sampel minyak dari lapangan X yang bersifat paraffinic wax. Yvan Christian, , Sem 2 9/2010 3

6 9. Surfaktan 10A 10. Surfaktan 13A* IV. PROSEDUR PERCOBAAN Percobaan Laboraturium Untuk memulai percobaan ini, terlebih dahulu dipersiapkan sampel minyak yang akan diuji. Pada percobaan ini, konsentrasi surfaktan 10A dan 13A* pada sampel minyak adalah ppm, ppm, dan 300 ppm. Larutan surfaktan dengan konsentrasi tersebut dapat dibuat dari larutan surfaktan dengan konsentrasi awal 0 ppm yang kemudian diencerkan.percobaan ini berlangsung pada beberapa temperatur berbeda yang dapat diatur di Fann thermo cup. Temperatur yang digunakan adalah o F, 110 o F, 120 o F, 130 o F, dan 140 o F. Setelah sampel disiapkan, sampel dimasukkan ke dalam Fann thermo cup, yang kemudian dipasangkan pada Fann VG Viscometer sampai bob di bagian dalam rotor terendam seluruhnya oleh minyak. Fann thermo cup kemudian diatur dengan temperatur uji terendah, yaitu o F. Setelah mencapai temperatur tersebut, Fann VG Viscometer dinyalakan dengan RPM terendah, yaitu 3. Jika jarum penunjuk pada alat Fann VG Viscometer mulai stabil, angka yang ditunjukkan diambil sebagai dial reading pada RPM tersebut. Jika dial reading pada o F dan 3 RPM telah didapat, maka percobaan dilanjutkan dengan menaikkan RPM sampai kepada 600 RPM. Selanjutnya, temperatur pada Fann thermo cup dapat dinaikkan ke temperatur uji berikutnya, yaitu 110 o F. Demikian seterusnya sampai kepada temperatur dan RPM uji akhir (140 o F dan 600 RPM). Simulasi Percobaan Data yang didapatkan dari percobaan laboraturium di atas, kemudian dimasukkan sebagai input ke dalam simulasi dengan software PipeSim 0. Input dari hasil percobaan adalah API dan kisaran viskositas. Beberapa data lain, di antaranya: Tekanan ujung hilir pipa (P out ) = 60 psia Laju alir fluida = 20 barel/hari Persamaan aliran = Moody (satu fasa) Temperatur ambien udara = 20 o C Temperatur ambien air = 14 o C Data-data input tersebut kemudian disimulasikan sehingga mendapatkan tekanan pipa pada ujung hulu pipa (inlet pressure). Data inlet pressure untuk penggunaan surfaktan yang berbeda dengan berbagai konsentrasi uji, kemudian dimasukkan sebagai input data. Kali ini, laju alir fluida dijadikan sebagai variabel yang dicari (unknown variable). V. DATA DAN PENGOLAHAN DATA Data API minyak yang digunakan adalah sebesar 30 o API. SG (specific gravity, γ) dapat ditentukan dari API dengan persamaan berikut: Maka, (9) Dengan asumsi densitas air adalah 1 gram/cc, maka densitas minyak adalah 0,876 g/cc. Data Profil Pipa untuk Simulasi a. Kasus 1 Pipa lurus. Panjang = 70 km Elevasi = 0 m OD pipa = 24 in ID pipa = 19,311 in Kekasaran = 0,001 in b. Kasus 2 Pipa memiliki segmen yang masuk ke dalam sungai. Pipa mulai masuk ke dalam sungai setelah berjarak 45 km dari ujung hulu. Panjang = 70 km OD pipa = 24 in ID pipa = 19,311 in Panjang pipa dalam sungai = m Kekasaran = 0,001 in c. Kasus 3 Pipa memiliki segmen yang masuk ke dalam sungai dan berdiameter lebih kecil dari pipa sebelum dan setelah masuk ke sungai. Pipa mulai masuk ke dalam sungai setelah berjarak 45 km dari ujung hulu. Yvan Christian, , Sem 2 9/2010 4

7 Panjang = 70 km OD pipa = 24 in ID pipa = 19,311 in Panjang pipa dalam sungai = m OD pipa dalam sungai = 8 in ID pipa dalam sungai = 6,815 in Kekasaran = 0,001 in Berikut adalah data yang dihasilkan selama percobaan: 1. Minyak tanpa surfaktan Tabel 1 - o F , ,4 86, , ,8 62, , ,2 54, , ,4 48,66451 Tabel o F 9 45, ,4 26, , ,8 22, , ,2 22, , ,4 19,86307 Tabel o F 6 30, ,4 17, , ,8 16, , ,2 15, , ,4 15,89045 Tabel o F 5 25, ,4 14, , ,8 11, , ,2 10, , ,4 10,92469 Tabel o F 6 30, ,8 8, , ,2 8, , ,4 9, Minyak dengan Surfaktan 10A a. Konsentrasi ppm Tabel 6 - o F , ,4 65, , ,8 50, , ,2 43, , ,4 33,76721 Tabel o F 7 35, ,4 20, ,5 63, ,8 18, ,54 511,2 19, , ,4 19,86307 Tabel o F 5 25, ,4 14, , ,8 11, , ,2 10, , ,4 10,42811 Tabel o F 6 30, ,8 8, ,77 511,2 9, , ,4 8, Tabel o F , ,4 6, , ,2 6, , ,8 7,44865 b. Konsentrasi ppm Tabel 11 o F Yvan Christian, , Sem 2 9/2010 5

8 17 86, ,4 50, , ,8 40, , ,2 35, , ,4 30,78775 Tabel o F 6 30, ,4 17, ,77 340,8 14, , ,2 14, , ,4 14,40072 Tabel o F 4 20, ,4 11, , ,8 11, , ,2 10, , ,4 10,42811 Tabel o F 6 30, ,8 8, , ,2 8, , ,4 8, Tabel o F 5 25, ,8 7, , ,2 7, , ,4 7,44865 c. Konsentrasi 300 ppm Tabel 16 o F 16 81, ,4 47, , ,8 35, , ,2 30, , ,4 27,31172 Tabel o F 6 30, ,4 17, , ,8 16, , ,2 16, , ,4 17,38018 Tabel o F 5 25, ,4 14, , ,8 13, , ,2 12, , ,4 11,91784 Tabel o F 6 30, ,8 8, , ,2 8, , ,4 7, Tabel o F 5 25, ,8 7, , ,2 6, , ,4 6, Minyak dengan Surfaktan 13A* a. Konsentrasi ppm Tabel 21 o F 17 86, ,4 50, , ,8 43, , ,2 34, , ,4 29,29802 Tabel o F 6 30, ,4 17, , ,8 17, , ,2 15, , ,4 14,8973 Yvan Christian, , Sem 2 9/2010 6

9 Tabel o F 5 25, ,4 14, , ,8 11, , ,2 11, , ,4 11,91784 Tabel o F 7 35, ,8 10, , ,2 8, , ,4 9, Tabel o F Dial reading tidak dapat dibaca pada setiap RPM, dikarenakan tidak kunjung stabil. b. Konsentrasi ppm Tabel 26 o F 10 50,77 170,4 29, , ,8 26, , ,2 24, , ,4 22,84253 Tabel o F 5 25, ,4 14, ,77 340,8 14, , ,2 13, , ,4 13,90415 Tabel o F 4 20, ,4 11, , ,8 11, , ,2 10, , ,4 11,42126 Tabel o F 6 30, ,8 8, , ,2 8, , ,4 7, Tabel o F 5 25, ,8 7, , ,2 7, , ,4 7,44865 c. Konsentrasi 300 ppm Tabel 31 o F RPM θ τ γ μ a 15 76, ,4 44, , ,8 35, , ,2 31, , ,4 29,29802 Tabel o F RPM θ τ γ μ a 9 45, ,4 26, , ,8 23, , ,2 17, , ,4 16,88361 Tabel o F RPM θ τ γ μ a 6 30, ,4 17, ,77 340,8 14, , ,2 13, , ,4 13,40757 Tabel o F RPM θ τ γ μ a 4 20, ,4 11, , ,8 10, ,77 511,2 9, , ,4 9, Tabel o F Yvan Christian, , Sem 2 9/2010 7

10 RPM θ τ γ μ a 5 25, ,8 7, , ,2 7, , ,4 7,44865 VI. PEMBAHASAN Penurunan Kehilangan Tekanan oleh Surfaktan 10A Hasil pengolahan data di atas menunjukkan adanya hubungan antara konsentrasi surfaktan dan temperatur percobaan dengan viskositas nyata minyak (μa). Kenaikan temperatur berbanding terbalik dengan viskositas nyata minyak, dalam arti bahwa semakin tinggi temperatur percobaan, viskositas nyata minyak semakin rendah. Sedangkan semakin tinggi konsentrasi surfaktan, pada umumnya, nilai viskositas nyata minyak semakin kecil. Tendensi tersebut mengalami deviasi pada temperatur 110 dan 120 o F, di mana pada konsentrasi 300 ppm, nilai viskositas nyata yang dihasilkan lebih besar dari nilai pada konsentrasi ppm. Perubahan konsentrasi Surfaktan 10A memberikan penurunan viskositas yang signifikan pada temperatur o F. Dengan memberikan ppm kepada minyak awal (belum diberikan surfaktan), viskositas nyata minyak berkurang dari sekitar 63 cp menjadi sekitar 48 cp, menghasilkan perbedaan sebesar 15 cp. Penambahan konsentrasi menjadi ppm kemudian mengurangi viskositas minyak sekitar 9 cp, menjadi 39 cp. Penambahan berikutnya menjadi 300 ppm hanya menurunkan viskositas sebesar kurang lebih 4 cp, menjadi 35 cp. Dari data-data di atas, dapat dilihat bahwa viskositas nyata minyak rata-rata terendah terdapat pada konsentrasi 300 ppm dan temperatur 140 o F. Tetapi, jika dilihat segi efektivitas, kerja paling baik Surfaktan 10A adalah pada temperatur o F dan konsentrasi 300 ppm. Hal ini karena pada kondisi tersebut, penurunan viskositas dari kondisi awal (minyak tanpa surfaktan pada temperatur percobaan yang sama) adalah yang paling besar, yaitu sekitar sebesar 28 cp. Selain itu, temperatur juga mempunyai efek yang baik dalam penurunan viskositas nyata minyak. Penurunan viskositas terbesar terjadi kenaikan temperatur dari o F menjadi 110 o F, menghasilkan penurunan sekitar 40 cp. Penurunan Kehilangan Tekanan oleh Surfaktan 13A* Sama seperti kondisi pada Surfaktan 10A, pada umumnya viskositas menurun dengan kenaikan temperatur dan konsentrasi surfaktan. Akan tetapi dapat dilihat bahwa untuk setiap temperatur percobaan (kecuali temperatur tertinggi, yaitu 140 o F) nilai viskositas kembali meningkat dengan bertambahnya konsentrasi Surfaktan 13A* dari ppm menjadi 300 ppm. Hal ini dapat diakibatkan oleh pada konsentrasi 300 ppm, Surfaktan 13A* justru membentuk suatu emulsi dengan sampel minyak sehingga menyebabkan sampel minyak lebih kental dari sampel minyak dengan konsentrasi Surfaktan 13A* ppm. Tendensi kembali meningkatnya nilai viskositas minyak tidak terjadi pada temperatur 140 o F. Pada temperatur ini, viskositas pada konsentrasi 300 ppm tidak melebihi nilai viskositas pada konsentrasi pada ppm, melainkan mempunyai nilai yang sama. Hal ini kemungkinan besar terjadi akibat efek temperatur yang tinggi, yang pada akhirnya menurunkan kekentalan dari emulsi yang diperkirakan terjadi pada konsentrasi 300 ppm. Pada percobaan laboraturium dengan Surfaktan 13A*, sayang sekali tidak diperoleh data nilai viskositas pada kondisi konsentrasi surfaktan sebesar ppm dengan temperatur 140 o F. Hal ini disebabkan oleh pada saat percobaan dilakukan, jarum penunjuk dial reading pada Fann VG Viscometer terus bergoyang dan tidak kunjung stabil dalam menunjukkan nilai dial reading (θ). Percobaan tidak dilakukan ulang karena terbatasnya jumlah Surfaktan 13A* dan waktu percobaan. Pada percobaan dengan surfaktan ini, nilai viskositas minyak rata-rata terendah terdapat pada kondisi temperatur 140 o F dan konsentrasi surfaktan 300 ppm, yaitu 7,9 cp. Tetapi, dari segi efektivitas, kerja paling baik Surfaktan 13A* adalah pada kondisi temperatur o F dan konsentrasi surfaktan ppm. Kondisi percobaan tersebut menghasilkan penurunan viskositas nyata minyak sebesar 37 cp, dari 63 cp menjadi 26 cp. Hasil ini mendekati efek terbaik yang diberikan oleh kenaikan temperatur percobaan dari 63 cp pada o F menjadi sekitar 23 cp pada 110 o F. Yvan Christian, , Sem 2 9/2010 8

11 Simulasi Kehilangan Tekanan Dengan data-data di atas, kita dapat menentukan besarnya kehilangan tekanan dalam pipa pada temperatur, jenis, dan konsentrasi surfaktan tertentu. Percobaan kali ini menggunakan software PipeSim 0 dengan asumsi aliran fluida satu fasa (hanya minyak). Berikut adalah hasil dari simulasi menggunakan PipeSim 0: Kasus 1: Pipa 70 km lurus dengan ukuran 24 inci. Surfactant P out, psi P in, psi ΔP, psi - 0 ppm , ,4457 ppm , , A ppm ,361 68, ppm ,474 58,4742 ppm ,070 90, A* ppm 60 88,072 28, ppm ,269 54,2692 Kasus 2: Pipa sepanjang 70 km dengan m segmen masuk ke dalam sungai. Pipa yang masuk ke dalam sungai berdiameter sama, yaitu 24 inci. Surfactant P out, psi P in, psi ΔP, psi - 0 ppm , ,627 ppm , ,303 10A ppm ,688 83, ppm ,749 70,749 ppm , ,556 13A* ppm 60 90,593 30, ppm ,746 64,746 Kasus 3: Pipa sepanjang 70 km dengan m segmen masuk ke dalam sungai. Diameter pipa yang masuk ke dalam sungai lebih kecil dari pipa di permukaan, yaitu 8 inci. Surfactant P out, psi P in, psi ΔP, psi - 0 ppm , ,0636 ppm , ,076 10A ppm , , ppm ,674 86,6736 ppm , , A* ppm 60 97,695 37, ppm ,341 79,3406 Dari hasil simulasi di atas, dapat dilihat bahwa performa surfaktan dalam menurunkan kehilangan tekanan berbanding lurus dengan konsentrasi surfaktan yang digunakan. Dan secara umum, Surfaktan 13A* memiliki performa yang lebih baik jika dibandingkan dengan Surfaktan 10A. Tetapi, terdapat anomali yang sama seperti pada percobaan laboraturium, yaitu pada Surfaktan 13A* dengan konsentrasi 300 ppm. Dengan konsentrasi 300 ppm, Surfaktan 13A* justru memperbesar nilai kehilangan tekanan sepanjangan pipa, bahkan melebihi besarnya kehilangan tekanan menggunakan Surfaktan 10A pada 300 ppm. VII. KESIMPULAN DAN SARAN Dari hasil percobaan dan simulasi yang dilakukan, maka didapatkan kesimpulan sebagai berikut: 1. Kedua jenis surfaktan (Surfaktan 10A dan Surfaktan 13A*) dapat digunakan sebagai DRA (Drag Reducer Agent). 2. Efek drag reducer Surfaktan 10A dan Surfaktan 13A* memiliki kondisi optimum yang berbeda, tergantung dari temperatur dan konsentrasi saat digunakan. 3. Kondisi optimum untuk Surfaktan 10A pada percobaan ini adalah pada temperatur of dengan konsentrasi 300 ppm, dengan kehilangan tekanan sebesar 58,47 psia (Kasus 1), 70,75 psia (Kasus 2), dan 86,67 psia (Kasus 3). 4. Kondisi optimum untuk Surfaktan 13A* pada percobaan ini adalah pada temperatur of dengan konsentrasi ppm, dengan kehilangan tekanan sebesar 28,07 psia (Kasus 1), 30,6 psia (Kasus 2), dan 37,7 psia (Kasus 3). 5. Surfaktan 13A* memiliki performa optimum yang lebih baik dibandingkan Surfaktan 10A Yvan Christian, , Sem 2 9/2010 9

12 untuk penggunaan pada minyak bersifat paraffinic wax. 6. Sampel minyak bersifat parafficinc wax yang digunakan memiliki kepekaan yang lebih besar terhadap perubahan temperatur dibandingkan dengan perubahan jenis dan atau konsentrasi surfaktan. 7. Diameter pipa cukup berpengaruh pada kondisi tanpa surfaktan, tetapi pengaruhnya semakin kecil dengan semakin meningkatnya efektivitas surfaktan. Dari kesimpulan di atas, disarankan untuk: 1. Menganalisis keekonomian dalam penggunaan surfaktan yang bersangkutan, untuk mengetahui biaya yang akan dikeluarkan untuk menggunakan surfaktan dibandingkan dengan menggunakan pemanas atau insulasi. 2. Melanjutkan percobaan laboraturium menggunakan surfaktan yang bersangkutan dengan sampel minyak jenis lain. VIII. REFERENSI 1. Campbell, Samuel E. & Jovancicevic, Vladimir. 1. Performance Improvements From Chemical Drag Reducers. SPE. 2. Hamouda, A.A et al Drag Reducer Performance Measurement-A Scaled-Up Laboratory Test Compared With a Field Trial. SPE. 3. Mucharam, Leksono. 8. Liquid Flow in Pipes (Slide Kuliah). 4. Prasetyo, Indra. 3. Drag Reducer Increases Pipeline Capacity to Accommodate the Successful of Field Development. SPE. 5. Prawesti, Annisa. 9. Analisa Pengaruh Polymer dan Surfaktan terhadap Viskositas Minyak (Studi Laboratorium). Teknik Perminyakan ITB. 6. Schramm, Lauriel L. 0. Surfactants: Fundamentals and Applications in the Petroleum Industry. Cambridge University Press. Yvan Christian, , Sem 2 9/

13 Viscosity, cp Viscosity, cp IX. LAMPIRAN Grafik Viskositas Nyata Surfactant 10A Temperature, F 0 ppm ppm ppm 300 ppm Surfactant 13A* Temperature, F 0 ppm ppm ppm 300 ppm Yvan Christian, , Sem 2 9/

14 Tekanan Pipa, psia Model Desain Pipa pada PipeSim Kasus 1: Pipa lurus sepanjang 70 km Kasus 2 dan 3: Pipa sepanjang 70 km dengan segmen sepanjang m yang masuk ke dalam sungai Grafik Kehilangan Tekanan Kasus 1: Pipa lurus 250 Profil Tekanan Pipa (Kasus 1) No Surfactant 10A ppm 10A ppm 10A 300 ppm 13A* ppm 13A* ppm 13A* 300 ppm Panjang Pipa, km Yvan Christian, , Sem 2 9/

15 Tekanan Pipa, psia Kasus 2: Pipa bersegmen masuk ke dalam sungai, ukuran pipa tetap (24 in) 300 Profil Tekanan Pipa (Kasus 2) No Surfactant 10A ppm 10A ppm 10A 300 ppm 13A* ppm 13A* ppm 13A* 300 ppm Panjang Pipa, km Yvan Christian, , Sem 2 9/

16 Tekanan Pipa, psia Kasus 3: Pipa bersegmen masuk ke dalam sungai, ukuran pipa berubah (24 in 8 in 24 in) 350 Profil Tekanan Pipa (Kasus 3) No Surfactant 10A ppm 10A ppm 10A 300 ppm 13A* ppm 13A* ppm 13A* 300 ppm Panjang Pipa, km Yvan Christian, , Sem 2 9/