Bab 1 PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

Transkripsi

1 Bab 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Sejak ribuan tahun yang lalu, minyak bumi telah digunakan oleh manusia untuk berbagai keperluan. Usaha pencarian sumber minyak di dalam bumi mulai dilakukan pada tahun 1859 oleh Colonel Edwin Drake di Pensylvania. Drake mengebor sedalam 69 kaki dan berhasil menemukan cadangan minyak. Sejak saat itu pengeboran menjadi salah satu cara terbaik untuk mendapatkan minyak bumi. Sekarang minyak menjadi kebutuhan dasar bagi kehidupan manusia saat ini. Pada awal pengeksploitasian minyak sebagai salah satu sumber energi utama yang tak tergantikan, perolehan minyak dilakukan melalui produksi primer ( primary recovery) yaitu dengan memanfaatkan energi alami di dalam reservoir untuk mendesak minyak ke sumur sumur produksi. Eksploitasi yang terus menerus mengakibatkan penurunan energi alami di dalam reservoir, sehingga minyak yang diproduksi dengan menggunakan produksi primer semakin menurun, padahal kebutuhan dunia akan minyak dari tahun ke tahun semakin meningkat. Untuk mengatasi masalah itu, ada beberapa cara alternatif yang dapat dilakukan untuk meningkatkan perolehan produksi minyak, yaitu kita dapat mengebor membentuk sumur sumur baru ataupun memanfaatkan sumur sumur tua. Jika kita 1

2 BAB 1. PENDAHULUAN 2 mengebor dan membentuk sumur baru, maka kita harus mengeluarkan biaya lebih sedangkan kita ingin menekan biaya pengeluaran. Besarnya biaya untuk membentuk sumur sumur baru menyebabkan kita menggunakan sumur lama dengan metode yang sekarang banyak digunakan adalah produksi sekunder dan produksi tersier. Produksi sekunder yang banyak digunakan adalah injeksi air. Rata rata efisiensi perolehan produksi sekunder adalah 15% - 30%. Produksi tersier diciptakan untuk memperbaiki efisiensi dari produksi primer dan sekunder. Metode produksi tersier dikenal dengan nama EOR ( Enhanced Oil Recovery ). EOR merupakan teknik perolehan minyak tahap lanjut dengan menggunakan energi luar reservoir. Energi luar yang digunakan bisa salah satu atau gabungan dari energi mekanik, energi kimiawi, ataupun energi thermal. Berdasarkan energi luar yang dipakai, EOR dapat diklasifikasikan ke dalam 3 kategori: 1. Proses thermal, contoh metode EOR adalah injeksi uap, in situ combustion. 2. Proses kimia, contoh injeksi surfactant-polymer, injeksipolymer. 3. Injeksi tercampur, contohnya injeksi karbondioksida. Metode EOR dapat meningkatkan perolehan minyak sampai 80%. akan dibahas adalah metode EOR injeksi surfactant polymer. Metode yang Kita akan membahas tentang injeksi surfactant polymer. Menurut kategori di atas injeksi surfactant polymer merupakan injeksi dengan menggunakan bahan kimia. Surfactant merupakan akronim dari SURFace ACTive AgeNT atau dalam bahasa Indonesia adalah zat aktif permukaan. Dalam penggunaan injeksi air, air dan minyak mempunyai tegangan antar permukaan yang tinggi. Ketika air mendesak minyak di reservoir, tekanan antar permukaan yang tinggi menyebabkan minyak akan kembali ke pori batuan, sehingga saturasi minyak semakin besar. Oleh karena itu, diperlukan injeksi yang bisa menurunkan tegangan permukaan antara air dan minyak. Jika tegangan antar permukaan dapat diturunkan, air dan minyak dapat bergerak bersama sehingga memudahkan

3 BAB 1. PENDAHULUAN 3 untuk pendesakan minyak. Tegangan antar permukaan air dan minyak yang rendah adalah perlu tetapi bukan suatu syarat cukup untuk mendapatkan efisiensi perpindahan yang tinggi. Berikut adalah bahan kimia yang digunakan dalam injeksi surfactant polymer, yaitu:[5] 1. Surfactant Injeksi surfactant polymer bertujuan untuk menurunkan tegangan antar permukaan air dan minyak. Bahan surfactant yang digunakan adalah yang berkonsentrasi tinggi, karena pada konsentrasi tinggi terbentuk solusi micellar. Micellar adalah surfactant, air dan molekul molekul minyak berada pada fasa yang stabil. 2. Polymer Polymer disini berfungsi sebagai buffer mobilitas. Polymer yang digunakan sebaiknya mempunyai salinitas rendah untuk menjamin ketercampuran antara micellar dan polymer, serta membantu mengurangi terjebaknya fasa micellar ke batuan. Salinitas yang rendah dapat menaikkan viskositas yang efektif polymer sehingga kontrol mobilitas yang diinginkan dapat tercapai. 3. Cosurfactant Fungsi cosurfactant adalah mengkondisikan reservoir agar surfactant dapat bekerja dengan baik. Cosurfactant yang digunakan adalah alkohol. Alkohol bisa berfungsi menaikkan keenceran surfactant dan mengatur viskositas fasa mikroemulsi. 1.2 Rumusan Masalah dan Tujuan Pada tugas akhir ini, masalah yang akan dibahas adalah injeksi surfactant - polymer 1-D dengan menggunakan metode kontrol optimal yaitu prinsip maksimum pontryagin, H 2 optimal kontrol dan H optimal kontrol. Dengan membandingkan hasil yang diperoleh dengan ketiga metode tersebut.

4 BAB 1. PENDAHULUAN 4 Tujuan dari tugas akhir ini adalah merancang simulator kontrol untuk injeksi surfactant polymer 1-D dengan menggunakan prinsip maksimum pontryagin, H 2 optimal kontrol dan H optimal kontrol sehingga diperoleh ukuran bahan kimia yang diinjeksikan agar minyak yang diperoleh optimal dengan nilai biaya injeksi yang rendah untuk hasil keuntungan yang optimal. 1.3 Batasan Masalah Fokus bahasan dalam tugas akhir ini adalah optimasi injeksi surfactant polymer satu dimensi yang dapat memaksimumkan keuntungan. Satu dimensi dalam hal ini menyatakan bahwa aliran di pinggir maupun di tengah reservoir dianggap mempunyai kecepatan alir yang sama. Pendesakan yang digunakan adalah pendesakan linier atau 1-D. Pendesakan linier adalah pendesakan yang mempunyai kecepatan hanya dalam satu arah pada setiap saat dan setiap tempat. Permasalahan didekati dengan model diskrit dan kontinu. Keuntungan didefinisikan hanya sebagai selisih antara nilai minyak yang diperoleh dengan nilai bahan kimia yang diinjeksikan. Asumsi asumsi yang digunakan untuk memodelkan fungsi objektif dari keuntungan adalah: 1. Perubahan harga minyak dan harga bahan kimia tidak terjadi, 2. nilai waktu dari uang tidak berubah, 3. tidak disertakan biaya teknis, 4. keadaan awal reservoir merupakan keadaan pasca waterflooding, 5. keadaan reservoir homogen. Ada 6 komponen dan 3 fasa yang bergerak yang akan kita tinjau dalam masalah injeksi surfactant polymer. Komponen komponen yang akan ditinjau adalah : 1. air,

5 BAB 1. PENDAHULUAN 5 2. minyak, 3. surfactant + cosurfactant (alkohol), 4. polymer, 5. total anion, 6. ion kalsium, Fasa fasayangakankitatinjauadalah: 1. Aqueous disebut fasa air kaya, karena air lebih dominan, 2. Oleic disebut fasa minyak kaya, karena minyak lebih dominan, 3. mikroemulsi, fasa yang mengandung surfactant tinggi. Komponen yang dapat kita kontrol pada inlet reservoir adalah surfactant, polymer, total anion, ion kalsium. Masalah kontrol optimum yang dibahas di sini adalah menentukan kontrol batas yang dapat memaksimumkan keuntungan. Untuk selanjutnya indeks indeks di atas dipakai untuk menunjukkan masing masing komponen dan fasa. 1.4 Sistematika Pembahasan Tugas akhir ini terdiri dari enam bab. Bab pertama yaitu pendahuluan yang terdiri dari latar belakang mengapa mengambil topik tugas akhir ini, rumusan masalah yaitu permasalahan apa saja yang akan dibahas dan kemudian batasan masalah yaitu asumsi - asumsi dan batasan masalah yang akan dibahas dan sistematika pembahasan. Bab kedua menguraikan mengenai teori dasar yang akan digunakan untuk menyelesaikan permasalahan yang sedang dibahas yaitu prinsip maksimum pontryagin, teori kontrol H 2, dan teori kontrol H. Bab ketiga membahas penurunan model matematika dan model fisika injeksi surfactant polymer 1 dimensi.,

6 BAB 1. PENDAHULUAN 6 kemudian dibentuk menjadi persamaan ruang keadaan. Bab keempat adalah optimasi injeksi surfactant polymer 1 dimensi dengan memanfaatkan model persamaan ruang keadaan yang telah diperoleh. Bab kelima membahas hasil simulasi dari model yang telah dioptimalkan pada bab keempat. Selanjutnya bab terakhir berisi kesimpulan dan saran mengenai penulisan tugas akhir ini.