Perhitungan Laju Aliran Fluida Kritis Untuk Mempertahankan Tekanan Reservoir Pada Sumur Ratu Di Lapangan Kinantan

Transkripsi

1 Perhitungan Laju Aliran Fluida Kritis Untuk Mempertahankan Tekanan Reservir Pada Sumur Ratu Di Lapangan Kinantan Calculatin f Flwing Rate Critice t Maintain Reservir Pressure On Ratu Well In Kinantan field Ali Musnal Jurusan Teknik Perminyakan Fakultas Teknik Universitas Islam Riau Jl. Kaharuddin Nasutin 113 Pekanbaru-884 ulpti@yah.c.id Abstrak. Sumur yang telah diprduksikan fluida reservirnya, sehubungan dengan perjalanan waktu lamanya prduksi sumur tersebut, sudah dipastikan laju prduksinya akan berkurang, hal ini disebabkan salah satu parameternya adalah turunnya tekanan reservir. Tekanan reservir mempunyai peranan aktif untuk mendrng fluida dari reservir kepermukaan. Banyak cara yang telah dilakukan untuk mempertahankan Tekanan reservir antara lain dengan menginjeksikan air kelapangan minyak tersebut melalui sumur injeksi, hal ini terkenal dengan istilah water Flding. Dan pada penelitian ini untuk mempertahankan tekanan reservir suatu sumur adalah dengan melakukan prduksi sumur tersebut dibawah laju aliran kritis. Untuk mendapatkan laju alir kritis dan menetukan panjang interval perfrasi suatu sumur dapat dihitung dengan menggunakan beberapa metde. Antara lain yaitu metde Chapern, Chierici, Meyer, Gardner and Pirsn. Sebagai aplikasi dari penelitian ini diambil data sumur Ratu dilapangan Kinantan yang merupakan salah satu lapangan minyak didaerah Riau. Kata-kata kunci: Laju Alir Fluida, Tekanan reservir dan Laju Airan Kritis. Abstract Wells which have prduced fluid reservir, in cnnectin with the passage f time the length f the prductin wells, ne wuld expect the rate f prductin will be reduced, and this is ne f the parameters is the pressure drp in the reservir. Reservir pressure has an active rle t push the fluid frm the reservir t the surface. Many ways have been dne t maintain reservir pressure by injecting water, amng thers, the il spaciusness thrugh injectin wells, it is knwn by the term water flding. And in this study t maintain reservir pressure f the well is t d with the prductin f the well belw the critical flw rate. T btain the critical flw rate and determine the length f a well perfratin interval can be calculated using several methds. Amng thers, the methd Chapern, Chierici, Meyer, Gardner and Pirsn. As an applicatin f this research field are taken well data Kinantan Queen which is ne f the il field area f Riau. Kata Kunci: Rate Fluida, KritisRate, Reservir Pressure. 1

2 I. PENDAHULUAN. Untuk pengangkatan Minyak dari reservir, prses prduksi memegang peranan penting di dalam suatu industri perminyakan. Prses prduksi adalah mencari cara yang ptimal untuk memprduksikan/ mengangkat fluida yang ada di dalam reservir sampai kepermukaan. Hal ini bukanlah mudah namun mencakup kegiatan yang cukup kmpleks. Oleh karena itu perlu diptimalkan dalam perlehan prduksi minyak agar hasil-nya memberikan prfit yang maksimal. Salah satu dari usaha tersebut adalah dengan mempertahankan tekanan reservir, sehingga diharapkan minyak yang ada direservir sebagian besar bisa terangkat kepermukaan. Apabila hal ini tidak diperhatikan kemungkinan yang akan terjadi tenaga pendrng sudah habis sedangkan minyak masih banyak tersisa di dalam reservir. Banyak upaya dan cara yang dapat dilakukan untuk mempertahankan Tekanan reservir pada saat prduksi diantaranya dengan mengntrl laju alir prduksi. Laju alir kritis dapat dihitung dengan menggunakan beberapa metde. Metde tersebut antara lain, (1) Chapern () Chierici, (3) Meyer, Gardner and Pirsn. Dari hasil perhitungan laju aliran kritis ke 3 metda ini Peneliti akan membahas untuk dijadikan rekmandasi dari penelitian ini. II. METODA PENELITIAN. Didalam penelitian ini penulis melakukan kegiatan terstruktur mulai dari studi literatur, studi lapangan, pengambilan data dan mengaplikasikan metda yang digunakan untuk menghitung besarnya laju aliran kritis.dari hasil perhitungan yang didapat diantara metda yang digunakan dilakukan evaluasi. Hasil evaluasi ini dapat direkmandasikan pada User sebagai stakhlder dari lapangan tersebut. III. TEORI DASAR 3.1 Kurva IPR Kurva Inflw Perfrmance Relatinship (IPR) adalah kurva yang menggambarkan kemampuan suatu sumur untuk berprduksi, yang dinyatakan dalam bentuk hubungan antara laju prduksi (q) terhadap tekanan alir dasar sumur (P). Dalam persiapan pembuatan kurva IPR terlebih dahulu harus diketahui Prductivity Index (PI) sumur tersebut, yang merupakan gambaran secara kwalitatif mengenai kemampuan suatu sumur untuk berprduksi.

3 3.1.1 Prduktivity Index (PI) Prduktiuvity Indeks merupakan indeks yang digunakan untuk menyatakan kemampuan suatu sumur untuk berprduksi pada suatu kndisi tertentu, atau dinyatakan sebagai perbandingan antara laju prduksi suatu sumur pada suatu harga tekanan alir dasar sumur (P) tertentu dengan perbedaan tekanan dasar sumur pada keadaan statik (Ps) dan tekanan dasar sumur pada saat terjadi aliran (P), dinyatakan dalam stck tank barrel per day. Secara matematis bentuknya dapat dituliskan sebagai berikut: q PI J... (3-1) P P s PI = Prductivity Index, bpd/psi Q = Laju Prduksi, bbl/day Ps = Tekanan Statistik Dasar Sumur, Psi P = Tekanan Alir Dasar Sumur, Psi Secara teritis persamaan (3-1) dapat didekati leh persamaan radial dari Darcy untuk fluida hmgen, incmpressible dan hrizntal. Dengan demikian untuk aliran minyak saja berlaku hubungan : Selanjutnya jika fluida yang mengalir merupakan kmbinasi dari fluida fasa satu dan fluida dua fasa, yaitu terjadi pada kndisi tekanan reservir (Pr) lebih besar dari pada tekanan bubble pint (Pb) dan tekanan alir dasar sumur (P) sudah mengalami penurunan hingga lebih kecil dari Pb. Aliran satu fasa yaitu qb, terjadi mulai dari Pr hingga Pb, dan aliran fluida dua fasa yaitu q, akan terjadi mulai dari Pb hingga P. Dalam persiapan pembuatan kurva IPR untuk kndisi satu fasa lebih dahulu harus diketahui hubungan sebagai berikut ini, dimana PI (J) pada saat P = 0 Psi adalah: q max J...(3-4) Jika tes dilakukan pada kndisi dibawah tekanan gelembung minyak (Pb), maka J dapat ditentukan dengan persamaan berikut: dan apabila test dilakukan pada saat P > Pb, maka: qtest J Pr P Pr P test ) qtest....(3-5) J P P P b Pr P 1 0, 0,8 b 1,8 Pb Pb Semua penentuan harga PI yang telah dikemukakan di atas dapat dilakukan bila data-data dari hasil tes yang telah tersedia Kurva IPR Satu Fasa 3

4 Kurva IPR untuk satu fasa akan membentuk suatu garis linear dengan harga PI yang knstan untuk setiap harga P. Hal ini terjadi apabila tekanan reservir (Pr) lebih besar dari tekanan gelembung minyak (Pb). Aliran fluida pada tekanan reservir lebih besar dari pada tekanan gelembung atau PI knstan dan Ps juga knstan, maka variabelnya adalah laju prduksi (q) dan tekanan aliran di dasar sumur (P) kurva IPR dapat dibuat persamaan : Pada persaman (3-6) terlihat bahwa P dan laju prduksi mempunyai hubungan yang linier, yang disebut Inflw Perfrmance Relatinship, yang menggambarkan reaksi-reaksi reservir bila ada perbedaan tekanan didalamnya.berdasarkan anggapan diatas, maka bentuk garis dari persamaan (3-6) adalah merupakan garis lurus seperti yang terlihat pada Gambar 3.1 Apabila sudut OAB adalah θ, maka :. (3-7) Untuk membuat kurva IPR diperlukan data-data sebagai berikut : P tan q Pr...(3-6) P I OB OA Laju prduksi (q) PI x Ps PI Ps Tekanan alir dasar sumur (P) Tekanan statik atau tekanan reservir (Pr) Ketiga data tersebut diperleh dari hasil uji sumur serta test prduksi dari sumur yang bersangkutan. Untuk menentukan laju aliran kritis digunakan beberapa metde antara lain : Metde Chapern Chapern mengembangkan persamaan laju alir kritis pada reservir yang terjadi gas cning, persamaannya sebagai berikut : 3, q B 5 k h h q * Untuk U.S. il field units persamaan diatas menjadi : 4, q B 4 khh q * IV. HASIL PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN 4.1. Data Sumur Diketahui data sebuah sumur adalah sebagai berikut : Tekanan reservir : 190 Psi Jaju Prduksi : 300 Bfpd Tebal Lapisan Prduktif : 65 ft Tp Penfrasi : 31,815 ft Tekanan Alir dasar Sumur : 1600 Psi Permeabilitas Minyak : 3 md c c 4

5 Permeabilitas Hrisntal : 100 md Permeabilitas Vertikal : 400 md Jari - Jari Pengurasan Sumur : 950 ft Jari - Jari Sumur : 1,667 ft Faktrvlume frmasi :1,307 bbl/stb Visc Oil : 0,667 cp Densitas Oil : 0,48 lb/ft 3 Densitas Water : 1 lb/ft 3 - Untuk harga P yang lain dapt dilihat pada tabel 4.1 dibawah. Menentukan Laju Alir Maksimum (Qmax), pada saat P = 0 Psi. Qmaks = 0.5 bfpd/ psi (190 Psi - 0 ) = 1095 BFPD 4.. Membuat Kurva IPR PI = = 0.5 Penentukan nilai P untuk masingmasing Q asumsi - Asumsi I Asumsikan laju alir (Q = 0 Bpd) P Q PI P r P P r Q PI P = = 190 Psi Tabel 4.1 Hasil Perhitungan P Q asumsi P (Bpd) (Psi) Dari hasil tabel kita plt antara laju prduksi dengan Tekanan alir dasar sumur, maka didapat kurva IPR untuk sumur Ratu lapangan Kinantan. - Asumsi II Asumsikan laju alir (Q = 100 Bpd) P P r Q PI P = = 1990 Psi 5

6 = 0,813 Langkah 4 Menghitung q 4, q B 4 khh q * c q 4, , ,667 q = 151,7063 STB/day 0,50, 813 Gambar 1. Kurva IPR dan Laju airan Kritis Menentukan Laju Alir Kritis Untuk menentukan laju aliram krits pada penelitian ini dipergunaan metda Chapern perhitungannya sebagai berikut : Langkah 1 Menghitung nilai qc Langkah Menghitung α Langkah 3 " ( re / h)( kv / kh ) q c 0,5 =(950/80) (400/100) 0,5 = 3,75 Menghitung qc " 0,7311 (1,943/ ) = 0, (1,943/3,75) Dari hasil perhitungan diatas dapat dilihat untuk sumur Ratu lapangan Kinantan diperleh besarnya laju alira kritis Q 151,706 STb/day, dengan tekanan reservir sebesar 1890 Psi. Didalam teri sudah dijelaskan bahwa supaya kita dapat mempertahankan Tekanan reservir dalam jangka waktu lama, maka laju alir minyak yang diprduksikan tidak bleh melewati laju aliran kritis, dan apabila ada kecendrungan tekan reservir menurun dapat juga dilakukan dengan water flding yaitu dengan menginjeksikan air ke sumur injeksi. V. KESIMPULAN Dari hasil penelitian ini penulis dapat menyimpulkan sebagai berikut : 1. Berdasarkan hasil perhitungan besarnya laju prduksi maksimum dari sumur Ratu 1095 BFPD.dan laju alir kritis sebesar BFPD. 6

7 . Untuk mempertahankan tekanan reservir dari sumur Ratu, maka laju prduksi yang dihasilkan tidak bleh melewati 15,706 BFPD. 3. Apa bila sudah terjadi kecendrungan tekanan reservir menurun, maka dapat juga dilakukan dengan water flding. VI. DAFTAR PUSTAKA 1. Paper SPE presented at the SPE Asia Pasific Cnference n Integrated Mdelling fr asset management, 004.Wibw, W., BP Indnesia, Permadi P., Mardisewj, P and Sukarn, P., Institut Teknlgi bandung, Behaviur f Water Cresting and prductin Perfrmance f Hrzntal Water Drive reservir: A Scaled Mdel Study,.. Craft, B. C. and Hawkins, M. F.: Applied Petrleum Reservir Engineering, nd Ed., Revised by R. E. Terry, Prentice-Hall Inc., Englewd Cliffs, NJ, Amyx, J.W. Bass, D.M.,Jr.,Whitting,R.L; Petrleum Reservir Engineering Physical Prperties ; Mc.Graw Hill Bk C.Inc.;NewYrk; Burjik E. J.,; Prpeties f Petrleum Reservir Fluid, Jhn Wiley and Sns Inc., New Yrk, Mc.Cain, WD.Jr., The Prperties f Petrleum Fluid, Petrleum Publishing Cmpany, Tusla. Missisipi State, DAFTAR SIMBOL Dimana : q μ = Laju alir kritis (laju prduksi minyak maksimum tanpa terjadi cning), STB/hari = Viscsitas minyak, cp B = Faktr vlume frmasi minyak, RB/stb ρ ρw kh kv h re rw Δρ = Densitas minyak, gm/cc = Densitas air, gm/cc = Permeabilitas hrisntal, md = Permeabilitas vertikal = Ketebalan klm minyak, ft = Jari-jari pengurasan, ft = Jari-jari sumur, ft = ρw ρ, perbedaan densitas, ft J = Prductivity index, bbl/hari/psi 7

8 k = Permeabilitas batuan, md kw = Permeabilitas efektif terhadap sumur, md k = Permeabilitas efektif terhadap minyak, md Bw = Fktar vlume frmasi air, bbl/stb 8