ANALISA SURVEI PTS FLOWING UNTUK MENENTUKAN PRODUKTIVITAS SUMUR PANAS BUMI MENGGUNAKAN WELLBORE SIMULATOR

Transkripsi

1 Seminar Nasional Cendekiawan ke 3 Tahun 217 ISSN (P) : Buku 1 ISSN (E) : ANALISA SURVEI PTS FLOWING UNTUK MENENTUKAN PRODUKTIVITAS SUMUR PANAS BUMI MENGGUNAKAN WELLBORE SIMULATOR Ilham Narendrodhipo1)Sugiatmo Kasmungin2) Bambang kustono3) 1). Jurusan Teknik Perminyakaan Fakultas Teknologi Kebumian Energi Universitas Trisakti 2) Dosen Pembimbing I 3) Dosen Pembimbing II ilhamnarendrohipo@gmail.com sugiatmo_ftke@trisakti.ac.id Abstrak Serangkain uji sumur umumnya dilakukan pada setiap sumur yang telah selesai dilakukan pengeboran guna memonitor informasi karakterisitik reservoirnya tak terkecuali pada sumur X ini. Dengan analisa survey PTS tersebut maka letak feedzone dan produktivitasnya dapat diketahui. Penganalisan dimulai dengan melakukan kalibrasi atau mengubah data spinner menjadi profil kecepatan fluida (fluidvelocity), kemudian dari kecepatan fluida dihitung massrate dan Prodcutivity index setiap feed zone. Setelah dilakukan analisa dari data PTS flowing pada sumur X maka terkonfirmasi bahwa sumur X memiliki lima feedzone yaitu di kedalaman meter, meter, meter, meter, dan meter dengan tiap-tiap Kontribusi mass rate secara berurutan sebesar 11 kg/s, 1.5 Kg/s, 2.5 Kg/s, 3 kg/s dan 8 Kg/s. Sehingga total produksi sumur X pada tekanan kepala sumur 11 bara adalah sebesar 26 Kg/s. Simulasi pressureloss dilakukan pada sumur X, maka hasilnya dapat terbilang sesuai dengan data olahan dari pengukuran alat PTS. Kata Kunci: Panas Bumi, Survei PTS, Simulasi Wellbore, Kurva Deliverabilitas, Produktivitas Pendahuluan Dalam mendapatkan informasi serta memonitormengenaikeadaanreservoirpanas bumi baikitubesaran data tekanan,suhu,maupunlajualir massa,salah satunya dapatdilakukandengan caramenurunkanperalatansurvey bawah pemukaan setelahdilakukanya pemboraandankomplesisumur.salahsatusurvey bawahpermukaantersebut adalah pressure, temperature, spinner.tujuandilakukanptssurvey untukmenentukan zona rekahatau biasa disebutfeedzoneserta nilaiindex produktivitasdan injektivitasdari tiap masing-masingfeed zone. Survey PTS sangat berguna menditeksi adanya zona thief zone dan zona dengan aliranfluidabertemperatur rendah (Janitra Halim, 211). Pada makalah yang dikerjakan ini, secara umum penganalisaan terbagi menjadi dua tahapan. Tahapan yang pertama berupa penganalisaan survey PTS dengan kalibrasi data spinner menjadi mass rate. Tahapan kedua yaitu melakukan match hasil pembacaan alat PTS dengan hasil simulasi yang dilakukan.maka dengan mengetahui informasi-informasi tersebut dari data analisa terhadap hasil PTS sumur maka dapat direncanakan jumlah mass rate yang diperlukan agar sumur dapat berkerja secara optimum. Studi Pustaka PTS survey atau PressureTemperature Spinner surveymerupakan Suatu survey bawah sumur yang dilakukan untuk menentukan besarnya tekanan dan suhu dengan PT Tool serta kecepatan fluida dengan spinner tool. PelakasanaanPTSsurveyiniumunyadilakukanpadakeadaaninjection, flowing, serta shut in. PadadasarnyaPTSsurvey injectionmerupakan jenisptsyangdilakukanpadasaatkedaansumurterinjeksikanolehair.dalam halinialiranfluidapanasmengalirdaridalampermukaanmenujukedalambumi Sedangkan 117

2 PTSsurvey flowing dilakukan pada saat kedaan sumur sedang mengalir. Dalamhaliniarahaliranfluidapanasmengalir daridalambumimenuju kepermukaan. Serta PTS survey shut in dilakukan pada saat keadaan sumur sedang ditutup. PTS shut in umumnya dilakukan setelah pengeboran sumur geothermal. Hal ini dilakukan untuk memulihkan suhu sumur sebagai akibat pendinginan oleh fluidapengeboran (Axelsson, 213). Alat PTS survey yang biasanya digunakan antara lain: PT tool, Spinner, Centalizer, Kabel, Winch, Weight Sensor dan SRO. Gambar PTS tool dapat dilihat pada gambar 1 dibawah: Gambar 1: Alat PTS(Stevens, 2) Pengolahan data dengan alat PTS yang sudah di run-in hole kedalam sumur, selama itu juga alat akan membaca nilai tekanan, remperatur, serta RPM. Tekanan dan suhu dalam reservoir panas bumi merupakan parameter penting dan berkaitan langsung dengan suatu fluida (Steingrímsson, 213). Dari ketiga parameter dari log maka data selanjutnya diolah.perhitungan PTS Flowing menggunakan kalibrasi terhadap data spinnerdengan cara melakukan plot dari frekuensi (radian per second) dengan cablevelocity (meter per second) (Fahmi, 215). Nilai Slope pada dasarnya dapat ditentukan dengan cara membuat crossplot antara RPM dengan CableVelocity. Nilai Slope rata-rata ditentukan dengan cara memplot nilai slope vs kedalamaan yang nantinya diambil nilai slope yang terbanyak. Perhitungan FluidVelocity dapat dihitung dengan rumus berikut: (1). Nilai mass rateini dapat menetukan kedalaman titik feedzone. Perhitungan mass rate tiap feedzone ini juga sangat penting diketahui, karena dengan ini kontribusi feedzone serta produktivitasnya dapat diketahui (Buscato,212). Untuk luas lubang sumur dan mass rate dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut: 118

3 Seminar Nasional Cendekiawan ke 3 Tahun 217 ISSN (P) : Buku 1 ISSN (E) : (2) (). (3).. Dari data mass rate pada titik feedzone maka prodcutivity index dapat dihitung dengan persamaan: (4) Simulasi wellbore yang dilakukan merupkan perhitungan atau kalkulasi penurunan tekanan yang terjadi sepanjang sumur bor. Umumnya perhitungan penurunan tekanan dimulai dari bawah sumur hingga ke kepala sumur (Bottom to Top). Dalam kasus sumur ini digunakan metode homogenous. Pada dasarnya metode simulasi homogenous menganggap kedua fasa pada sumur diperlakukan satu fluida yang bergerak dengan kecepatan yang sama (Acuñaa and Arcederab, 25). Tahapan pertama yaitu tentukan titik kedalaman feedzone dan nilai mass rate per feedzone pada analisa PTS sebelumnya selanjutnya. Secara berurutan dhitung nilaifluidvelocity, bilangan Reynold, friction factor (Fanning) dan nilai pressureloss.... (6). ૡ ൮ ൮..ૠ. ቌቀ. ቁ.ૡૠ ቀૠ. ቁ.ૡ ૡ ቍ൲൲ (7) (5) (9) ( 8 ). Lakukan perhitungan berulang dengan menggunakan tekanan baru untuk kedalaman selanjutnya Metodologi Penelitian Metode penentuandaerahfeedzone, kontribusi feedzone, nilaiproduktivitas pada sumur X ini ditentukan dengan terlebih dahuludengan menurunkan alat surveybawah permukaanyaitu PTS survey (Pressure,Temperatur,SpinerSurvey)padasaatkeadaanflowing. Perhitungan parameterreservoirpada PTSflowing digunakankalibrasidaridataspinner. kemudiandaridata-datayangdidapatmakasetelahdianalisasertadihitung dapat ditentukandaerah-daerahfeedzone, nilai mass rate tiap feedzone, nilaiprodcutivity indexdari tiap feedzone. untuk matchdata dapat dilakukan dengan simulasi pressurelosshomogenous. Dari simulasi pressureloss yang sudah dilakukan maka nantinya hasil ini akan dibandingkan dengan data observasi dengan alat apabila data observasi dengan data simulasi dapat dikatakan match maka bisa disimpulkan bahwa penentuan titik feedzone dengan mass rate-nya sudah tepat. Berikut adalah flow chart pengerjaan makalah ini 119

4 Gambar 2: Prosedur Pengukuran dan Analisa Hasil dan Pembahasan Fasa suatu fluida didalam sumur dapat dilihat dengan membandingkan nilai dari suhunya terhadap boiling point depth suatu sumur. Boiling point depth merupkan titik suhu dimana suatu fluida berada pada dua fasa yang berbeda. Fasa tersebut diantaranya adalah fasa cair dan fasa uap Pressure (Bara) & Temperature (Celcius) Depth ( m ) AVG P AVG T BPD Gambar 3: Profil Suhu, Tekanan, dan BPD sumur X Gambar 3 di atas didapat dengan memplot pembacaan tekanan dan suhu yang terbaca pada PT tool. Hasil pembacaan alat perlu dilakukan peringkasaan data menjadi per 2- meter dan sudah dirata-ratakan tiap log up dan log down. Untuk sumur X apabila dilihat pada gambar 2ini suhu dari dasar sumur hingga di well head berada pada tiitik diatas titik BPD-nya. Ciri ini menyimpulkan bahwa fasa tersebut berada pada fasa uap atau dominated vapor. Selain itu juga dengan melihat suhu yang berada diatas nilai BPD-nya, 12

5 Seminar Nasional Cendekiawan Buku 1 ke 3 Tahun 217 ISSN (P) : ISSN (E) : dapat diketahui bahwa sumur tersebut merupakan reservoir yang overheat. Penentuan feedzonedapat ditentukann dengan melihat adanya perubahan mass rate di suatu kedalaman yang sebelumnya relative konstan Mass Rate ( Kg/s ) Depth ( m ) m 3 65 m m m m Mass Rate Casing ID 9 5/8" Liner ID 7" Gambar 4: Penentuan titik feedzone serta kontribusi mass ratenya. Gambar 4 di atas didapat dengan melakukan perhitungan dari data spinner yang dikonfersi ke fluidvelocity dengan persamaan (1) kemudian dihitung mass rate dengan persamaan (3) Hasil pembacaan alat perlu dilakukan peringkasaan data menjadi per 2- meter dan sudah dirata-ratakan tiap log up dan log down. Dari grafik mass rate pada gambar 3 diatas maka dapat diketahui bahwa sumur X memiliki 5 feedzone. Kedalaman feedzone tersebut adalah m, m, 7-713m, m, dan m dengan mass rate tiap feedzone secara berurutan adalah 11 Kg/s, 1..5 Kg/s, 2.5 Kg/s, 3 Kg/s dan 8 Kg/s. Dengan data PTS shut in (P static), ௪, serta mass rate maka dapat diketahui nilai PI masing masing feedzone pada sumur X ini dengan rujukan perhitungan dengan persamaan (4) adalah: Feed Zone (m) Inflow 1 77 Inflow Inflow 3 74 Inflow 4 65 Inflow Tabel 1 Mass rate dan PI tiap Feedzone m (Kg/s) Pr (Bara) Pwf (Bara) Productivity Index Proses simulasi pressureloss dimulai dengan menentukan nilai mass rate tiap feedzone dengan acuan hasil analisa survey PTS sebelumnya seperti terlihat pada tabel 1. Kemudian dari data (ambil satu kedalaman paling bawah) ini dihtiung secara berurutan yaitu nilai fluidvelocity, bilangan Reynold, friction factor (Fanning) dan nilai pressureloss. Secara berutuan persamaan merujuk pada persamaan (5), (6), (7). Setelah didapat ௪ baru maka hitung dp untuk kedalaman selanjutnya dengan menggunakan ௪ yang baru. Perhitungan dilakukan berulang hingga mencapai tekanan kepalaa sumur. 121

6 Pressure (Bara) & Temperature (Celcius) Depth ( m ) P Tool T Tool P Simulasi T Simulasi Casing 9 5/8" Liner 7" Gambar 5: Matching data observasi alat dan simulasi untuk tekanan dan suhu Dari gambar 5 diatas terlihat bahwa data pembacaan alat dengan perhitungan simulasi apabila dibandingkan maka terlihat bahwa hasil sudah dapat dikatakan match. Hal ini terlihat dari grafik PT alat berimpit dengan PT simulasi. Dikarenakan simulasi pressureloss dengan metode homogenous valid. Maka dengan simulasi ini dihitung kembali penurunan tekanan dari bawah sumur ke kepala sumur dengan laju alir yang berbeda-beda untuk menentukan kurva deliverabilitasnya. Sehingga dengan kurva deliverabilitas ini maka produktivitas optimumnya dapat diketahui m (Kg/s) Pwh Gambar 6: Kurva Deliverabilitas Kesimpulan dan Saran 1. Pada sumur X terdapat lima feedzone yaitu di kedalaman 77 m, 761 m, 74 m, 65 m, dan 596 m. 2. Besar mass ratefeedzone di kedalaman 77 m, 761 m, 74 m, 65 m, dan 596 m secara berurutan sebesar 8 kg/s dengan ௪ sebesar 25.7 Bara, 1.5kg/s dengan ௪ sebesar Bara, 2.5kg/s dengan ௪ sebesar Bara,3kg/s dengan ௪ sebesar Bara, dan 8 Kg/s dengan ௪ sebesar 2.47 Bara. 3. Hasil pengolahan data menggunakan alat log PTS dengan simulasi (pressurelosshomogenous) sesuai. 122

7 Seminar Nasional Cendekiawan ke 3 Tahun 217 ISSN (P) : Buku 1 ISSN (E) : Penggunaan simulasi dengan metode homogenous pada sumur X terbilang valid. Maka dari itu untuk sumur X penentuan kurva deliverabilitas lebih baik ditentukan dengan metoda ini berikut juga untuk pengujian serta simulasi selanjutnya. Daftar Simbol Viskositas ߤ Densitas ߩ A Luas CV Cable Velocity D Diameter g konstanta gravitasi dp Pressure Loss F Friction Factor FV Fluid Velocity m Mass rate Tekanan Statik Pi Tekanan awal ௪ Tekanan alir sumur PI Productivity Index Re Bilangan Reynold Daftar pustaka Acuna, Jorge A. dan Brian A. Arcedera.25. Two-Phase Flow Behavior and Spinner Data Analysis in Geothermal Wells. Thirtieth Workshop on Geothermal Reservoir Engineering Stanford University. Stanford. Axelsson, Gundi Geothermal Well Testing. ShortCourse V on Conceptual Modelling of Geothermal Systems. El Savador Buscato, Normann M Quantifying Feed Zone Contributions from Pressure- Temperature-Spinner Data and Pressure Transient Analysis Using Well Tester. Geothermal Training Programme. Iceland Drenick, Andy.Pressure Temperature SpinnerSurvey in a Well at Geyser. Eleventh Workshop on Geothermal Reservoir Engineering Stanford University, Stanford. Halim, Janitraat. al Analisa Pressure Temperature Spinner (PTS) Survey pada Sumur Panas Bumi Satu Fasa. InstitutTeknologi Bandung. Bandung Leaver, Jonathan D Injectivity And Productivity Estimation in Multiple Feed Geothermal Wells. Eleventh Workshop on Geothermal Reservoir Engineering Stanford University. Stanford Peter, Peter dan Jorge A. Acuna. 21. Implementing Mechanistic Pressure DropCorrelations in Geothermal Wellbore Simulators. Proceeding Geothermal Congress. Bali Ramadhan, Fahmi dan Bambang Kustono Analisis Hasil PTS Survey pada Saat Komplesi untuk Menentukan Zona Produksi Sumur X Lapangan Wayang Windu. Seminar Nasional Cendikiawan. Steingrímsson, Benedikt, 213. Geothermal Well Logging: Temperature and Pressure Logs. Short Course on Geothermal Drilling, Resource Development and ower Plants. El Salvador Steven, Lynell. 2. Pressure, Temperature and Flow Logging In Geothermal Wells. Proceedings Geothermal Congress. Japan 123