Kesalahan pembulatan Kesalahan ini dapat terjadi karena adanya pembulatan angka-angka di belakang koma. Adanya pembulatan ini menjadikan hasil

Transkripsi

1 BAB V PEMBAHASAN Simulasi reservoar merupakan usaha untuk menirukan/memodelkan suatu reservoar yang sesungguhnya dengan model matematis sehingga perilaku reservoar di masa yang akan datang dapat diprediksi. Model matematis yang digunakan dalam simulasi reservoar ini adalah persamaan-persamaan finite difference. Persamaan finite difference ini diperoleh dari persamaan diferensial parsial yang telah didiskritisasi dalam bentuk ruang dan waktu, sedangkan persamaan diferensial parsial ini diturunkan dari persamaan Darcy, persamaan keadaan dan persamaan konservasi massa. Diskritisasi dalam bentuk ruang mempunyai arti bahwa reservoar dibagi menjadi ruang-ruang (blok-blok), sedangkan diskritisasi dalam bentuk waktu berarti bahwa perilaku reservoar dibagi dalam setiap selang waktu (time step). Diskritisasi dibuat untuk mempermudah penyelesaian numerik dari suatu simulasi reservoar. Persamaan finite difference ini menggambarkan kinerja aliran fluida dalam media berpori. Hasil simulasi reservoar sebenarnya kurang akurat karena masih mengandung kesalahan-kesalahan. Kesalahan yang utama adalah proses diskritisasi, dimana reservoar dibagi menjadi ruang-ruang dan perilakunya dibagi dalam setiap selang waktu tertentu. Diskritisasi menjadi kesalahan yang utama karena sebenarnya suatu reservoar mempunyai satu persamaan matematis yang berbentuk persamaan differensial parsial. Persamaan diferensial parsial ini sangat sulit dipecahkan secara analitis maka dibuatlah persamaan finite difference yang relatif lebih mudah dipecahkan secara numerik. Kesalahan lainnya antara lain: Kesalahan bawaan Kesalahan ini dapat terjadi karena kesalahan mengambil data maupun kesalahan memasukkan data dalam simulator

2 Kesalahan pembulatan Kesalahan ini dapat terjadi karena adanya pembulatan angka-angka di belakang koma. Adanya pembulatan ini menjadikan hasil perhitungan menjadi kurang akurat. Kesalahan Pemotongan Kesalahan ini dapat terjadi karena adanya pemotongan suatu deret matematis. Adanya pemotongan ini juga menjadikan hasil perhitungan menjadi kurang akurat. Simulasi reservoar dibagi menjadi berbagai tahap utama, yaitu: preparasi data, input data, inisialisasi, history matching (penyelarasan) dan prediksi. Preparasi Data Data-data yang harus disiapkan dalam suatu simulasi reservoar antara lain adalah data geologi dan geofisika, data batuan, data sifat fisik fluida, data produksi, data tekanan dan data penunjang. Data-data ini harus dipersiapkan secara akurat dan tepat, karena simulasi reservoar mempunyai prinsip Garbage In Garbage Out. Prinsip ini mengandung pengertian bahwa apabila data yang salah dimasukkan ke dalam simulator maka hasil yang dikeluarkan oleh simulator juga akan salah dan sebaliknya apabila data yang benar dimasukkan ke dalam simulator maka hasil yang dikeluarkan oleh simulator juga akan benar. Hasil simulator yang benar ini juga dipengaruhi oleh proses inisialisasi dan history matching (penyelarasan) yang benar. Data geologi yang paling utama adalah peta struktur kedalaman, peta isopach, peta isoporositas, peta isosaturasi dan peta isopermeabilitas. Keempat peta ini sangat penting untuk membuat suatu model geologi reservoar. Peta struktur ini terdiri dari peta top struktur dan peta struktur dasar (bottom struktur). Peta top struktur adalah peta yang garis-garis konturnya menunjukkan tempattempat dengan kedalaman puncak lapisan yang sama, sedangkan peta bottom struktur adalah peta yang garis-garis konturnya menunjukkan tempat-tempat dengan kedalaman dasar lapisan yang sama. Peta top struktur dan bottom struktur menunjukkan adanya batas kontak minyak-air (WOC) ataupun batas kontak minyak-gas (GOC) dan dapat digunakan untuk membuat suatu peta isopach. Peta

3 isopach adalah peta yang mengambarkan garis-garis yang menghubungkan titiktitik pada elevasi yang sama pada puncak lapisan suatu reservoar. Peta isopach ini dapat mengambarkan ketebalan lapisan dari suatu reservoar. Peta isoporositas adalah peta yang garis-garis konturnya menunjukkan tempat-tempat dengan harga porositas yang sama. Peta isoporositas ini dapat menggambarkan distribusi porositas dalam reservoar tersebut. Peta isosaturasi adalah peta yang garis-garis konturnya menunjukkan tempat-tempat dengan harga saturasi yang sama. Saturasi yang ditunjukkan dalam peta saturasi ini biasanya merupakan saturasi air. Peta isopermeabilitas adalah peta yang garis-garis konturnya menunjukkan tempat-tempat dengan harga permeabilitas yang sama. Distribusi permeabilitas dari suatu reservoar dapat ditunjukkan oleh suatu peta isopermeabilitas. Data geofisika merupakan data yang digunakan untuk mengetahui keadaan geologi bawah permukaan, terutama bentuk perangkap reservoar. Data geofisika ini dibutuhkan untuk menunjang data geologi sehingga data yang ada menjadi lebih akurat. Metode-metode yang digunakan untuk memperoleh data geofisika ini antara lain : metode gravitasi, metode magnetik dan metode seismik. Metode yang paling umum dan paling banyak digunakan adalah metode seismik. Data geologi dan geofisika ini digunakan sebagai input data untuk membentuk suatu model geologi yang akan digunakan dalam simulator. Data batuan yang dibutuhkan antara lain : porositas (Ø), permeabilitas relatif (K rg, K ro dan K rw ), tekanan kapiler (P c ), saturasi fluida (S g, S o dan S w ) dan kompresibilitas batuan (C f ). Data geologi yang berupa peta isoporositas dan peta isosaturasi dapat digunakan sebagai data porositas dan saturasi fluida. Data porositas dan saturasi fluida dapat ditentukan dari analisa logging maupun analisa core. Permeabilitas relatif didapatkan dari data analisa core yaitu dari data tekanan kapiler vs saturasi. Korelasi Stone dapat digunakan untuk menentukan permeabilitas relatif apabila data analisa core tidak ada. Tekanan kapiler dan kompresibilitas batuan dapat ditentukan melalui analisa core di laboratorium. Data sifat fisik fluida yang dibutuhkan antara lain : densitas hidrokarbon, faktor volume formasi hidrokarbon, viskositas hidrokarbon, kelarutan gas dalam

4 minyak dan kompresibilitas hidrokarbon. Kelima data sifat fisik fluida tersebut dapat ditentukan dengan test PVT di laboratorium atau juga dapat ditentukan dengan korelasi-korelasi tertentu sesuai dengan asumsinya masing-masing. Data produksi yang dibutuhkan antara lain : laju produksi (q g, q o dan q w ), Gas-Oil Ratio (GOR), Water-Oil Ratio (WOR), produksi kumulatif gas (G p ), produksi kumulatif minyak (N p ), produksi kumulatif air (W p ). Data produksi ini ditampilkan dalam hubungannya terhadap waktu. Data produksi ini sangat penting dalam proses history matching, karena data produksi merupakan data yang aktual dari suatu reservoar. Data tekanan yang dibutuhkan adalah tekanan dasar sumur (bottom hole pressure) ataupun tekanan reservoar. Data tekanan ini dapat diperoleh dari test tekanan dengan menggunakan Amerada (Pressure Bomb). Test tekanan ini akan mendapatkan tekanan pada kedalaman tertentu dan waktu tertentu. Data penunjang yang dibutuhkan antara lain : tanggal awal sumur berproduksi, perforasi, batasan (limit) produksi maupun tekanan, aquifer dan batas akhir peramalan. Data aquifer sangat dibutuhkan apabila reservoar mempunyai mekanisme pendorong water drive. Data aquifer yang dibutuhkan antara lain : lokasi aquifer, ketebalan aquifer, porositas aquifer, permeabilitas aquifer dan jarijari aquifer. Input Data Input data bertujuan untuk memasukkan semua data yang dibutuhkan ke dalam suatu simulator. Cara memasukkan data ke dalam simulator dapat dilakukan dengan tiga cara, yaitu typing, digitizing dan importing. Typing berarti memasukkan data ke dalam simulator dengan cara mengetik data yang dibutuhkan. Digitizing berarti membuat data-data yang dibutuhkan menjadi suatu file yang telah di-digitasi. Importing berarti memasukkan data ke dalam simulator dengan cara memasukkan hasil file digitasi. Digitizing dan importing umumnya digunakan untuk memasukkan data-data yang berupa peta, baik peta struktur, peta isopach, peta isoporositas, peta isosaturasi dan peta isopermeabilitas ke dalam suatu simulator.

5 Input data ini akan menghasilkan model geologi yang kemudian akan menghasilkan suatu model reservoar. Model geologi ini diperoleh setelah input data geologi dan geofisika dilakukan. Model geologi ini menunjukkan bentuk perangkap, ketebalan lapisan perangkap, distribusi porositas pada perangkap dan distribusi permeabilitas pada perangkap. Model reservoar diperoleh setelah model geologi didapat dan input data batuan dan sifat fisik fluida reservoar dilakukan. Pembuatan grid Pembuatan grid dilakukan setelah input data dan model reservoar didapat. Pembuatan grid dimaksudkan untuk membagi model reservoar dalam cell-cell. Grid ini dinyatakan dalam bentuk tiga dimensi, yaitu dimensi i, dimensi j dan dimensi k. Setiap cell ini memiliki data porositas, permeabilitas dan saturasi masing-masing. Pembuatan grid dilakukan untuk mempermudah penyelesaian persamaan dalam simulator, dimana satu cell diwakili oleh satu persamaan. Pembuatan cell yang semakin banyak akan semakin baik karena akan menghasilkan perhitungan tiap cell yang lebih teliti dan dapat menggambarkan pola aliran yang lebih halus, tetapi waktu kerja simulator akan semakin lama karena perhitungan yang dilakukan akan semakin baik. Inisialisasi Tahap inisialisasi bertujuan untuk mengkondisikan model reservoar sesuai dengan kondisi awal reservoar sesungguhnya. Parameter-parameter yang digunakan dalam proses inisialisasi antara lain Original Oil in Place (OOIP), Initial Gas in Place (IGIP) dan tekanan mula-mula reservoar (P i ). Kondisi awal model reservoar dalam simulator dianggap sama dengan reservoar sesungguhnya apabila OOIP, IGIP atau P i keluaran simulator sama dengan OOIP, IGIP atau P i reservoar sesungguhnya. OOIP atau IGIP reservoar sesungguhnya diperoleh dengan menggunakan metode perhitungan volumetris, sedangkan P i dapat diperoleh dari hasil analisa uji sumur (test tekanan). Perbedaan OOIP, IGIP atau P i antara keluaran simulator dengan reservoar sesungguhnya menandakan belum samanya kondisi awal model reservoar dalam simulator dengan reservoar sesungguhnya. Parameter-parameter tertentu harus dimodifikasi agar tahap

6 inisialisasi tercapai. Parameter-parameter tertentu itu antara lain : porositas (Ø), ketebalan (h) dan net to gross ratio (NTG). History Matching (Penyelarasan) History matching (penyelarasan) merupakan tahap validasi akhir agar perilaku model reservoar sama dengan perilaku reservoar sesungguhnya. Keselarasan antara perilaku model reservoar dengan perilaku reservoar sesungguhnya dapat dilihat dengan membandingkan data produksi keluaran simulator dengan data produksi reservoar sesungguhnya. Data produksi biasanya berupa grafik q o vs t, q w vs t, q g vs t, N p vs t, G p vs t, W p vs t, WOR vs t, GOR vs t. Tahap history matching telah tercapai apabila data produksi keluaran simulator selaras dengan data produksi reservoar sesungguhnya. Parameter tertentu harus dimodifikasi apabila data produksi keluaran simulator belum selaras dengan data produksi reservoar sesungguhnya. Parameter yang dimaksud adalah permeabilitas relatif (K rw, K ro atau K rg ). Modifikasi permeabilitas relatif ini tentunya akan mengubah kurva permeabilitas relatif terhadap saturasi. History matching (penyelarasan) seperti ini sering disebut penyelarasan produktivitas. History matching (penyelarasan) lainnya disebut dengan penyelarasan tekanan. Keselarasan perilaku model reservoar dengan perilaku reservoar sesungguhnya dapat dilihat dengan membandingkan data tekanan keluaran simulator dengan data tekanan reservoar sesungguhnya. Data tekanan yang dimaksud adalah data Bottom Hole Pressure (BHP) maupun tekanan reservoar. Parameter tertentu yang harus dimodifikasi apabila data tekanan keluaran simulator belum selaras dengan data tekanan reservoar sesungguhnya adalah porositas (Ø), ketebalan (h) dan kompresibilitas batuan (C f ). Prediksi Prediksi perilaku reservoar dilakukan setelah tahap history matching (penyelarasan) terhadap sejarah produksi maupun tekanan tercapai. Perilaku reservoar yang dimaksud meliputi hubungan tekanan reservoar terhadap waktu (P res vs t), hubungan laju produksi terhadap waktu (q o vs t, q g vs t dan q w vs t), kumulatif produksi (N p, G p maupun W p ) dan distribusi saturasi minyak.

7 Faktor perolehan juga dapat ditentukan dari prediksi perilaku reservoar dengan simulasi reservoar. Faktor perolehan merupakan perbandingan antara produksi kumulatif minyak (N p ) dengan Original Oil in Place (OOIP). Produksi kumulatif minyak (N p ) dapat ditentukan dari prediksi dalam simulasi reservoar yang berupa grafik N p vs t, sedangkan Original Oil in Place (OOIP) dapat ditentukan dari hasil proses inisialisasi. Prediksi dalam suatu simulasi reservoar juga dapat digunakan untuk menentukan waktu suatu reservoar mencapai limit produksinya baik secara teknis maupun secara ekonomis. Limit produksi secara teknis berarti kemampuan maksimum reservoar untuk berproduksi secara primary recovery, baik sembur alami maupun sembur buatan. Limit produksi secara ekonomis berarti kemampuan maksimum reservoar untuk berproduksi dengan memperhitungkan keuntungan yang didapat oleh perusahaan. Limit produksi suatu reservoar juga mengindikasikan bahwa di reservoar masih terdapat minyak sisa yang dikenal dengan saturasi minyak sisa/residual oil saturation (S or ). Minyak sisa yang masih terdapat dalam reservoar dapat diambil dengan metode produksi tahap lanjut yang sering disebut Enhanced Oil Recovery (EOR), sehingga dapat dikatakan bahwa simulasi reservoar dapat digunakan sebagai acuan dalam penentuan kapan EOR akan dilakukan. Enhanced Oil Recovery (EOR) merupakan metode perolehan minyak tahap lanjut dengan menggunakan energi dari luar reservoar yang dapat berupa air, gas, bahan kimia, panas maupun mikroba. EOR bertujuan untuk mengambil minyak sisa yang tidak dapat diambil dengan cara primary recovery. Jenis-jenis EOR ini antara lain : Injeksi Tak Tercampur, Injeksi Tercampur, Injeksi Kimiawi, Injeksi Thermal dan Injeksi Mikroba. Injeksi tak tercampur merupakan metode perolehan minyak tahap lanjut dengan menggunakan energi dari fluida yang tidak bercampur dengan minyak. Fluida yang dimaksud ini adalah air dan gas. Injeksi tak tercampur yang menggunakan air disebut dengan injeksi air, sedangkan injeksi tak tercampur yang menggunakan gas disebut dengan injeksi gas. Injeksi air umumnya digunakan pada reservoar dengan mekanisme pendorong air (water drive). Air yang

8 diinjeksikan dimaksudkan untuk mendorong minyak sisa yang tidak terdesak oleh gaya dorong air mula-mula di dalam reservoar. Injeksi gas umumnya digunakan pada reservoar dengan mekanisme pendorong tudung gas (gas cap drive) ataupun gas terlarut (solution gas drive). Gas yang diinjeksikan dimaksudkan untuk mendorong minyak sisa yang tidak terdesak oleh gaya dorong gas mula-mula di dalam reservoar. Injeksi gas maupun injeksi air dapat meningkatkan perolehan minyak karena gas dan air tersebut mendesak minyak sisa yang tidak didesak pada saat primary recovery. Injeksi air lebih baik dibandingkan dengan injeksi gas karena batuan umumnya bersifat water wet (basah air). Air injeksi pada batuan water wet akan dapat mengisi dan mengalir melalui pori-pori batuan yang sempit serta menempel pada butiran batuan tersebut sehingga pendesakan minyak menjadi lebih efektif apabila dibandingkan dengan injeksi gas. Injeksi tercampur merupakan metode perolehan minyak tahap lanjut dengan menggunakan energi dari fluida yang dapat bercampur dengan minyak. Injeksi tercampur berawal dari konsep untuk menurunkan tegangan antar muka sehingga akan memperbesar bilangan kapiler (capillary number) dan pada akhirnya akan menurunkan saturasi minyak sisa. Tegangan antar muka dapat diturunkan/ditiadakan apabila terjadi percampuran antara fluida pendesak dengan fluida yang didesak, fluida pendesak yang dimaksud merupakan fluida yang diinjeksikan dan fluida yang didesak adalah minyak. Injeksi tercampur terdiri dari injeksi gas CO 2, injeksi gas inert, injeksi gas diperkaya dan injeksi gas kering pada tekanan tinggi. Keempat jenis injeksi tercampur ini membutuhkan kontak berulang kali dengan minyak sehingga terjadi percampuran antara fluida injeksi dengan minyak. Injeksi tercampur juga membutuhkan tekanan tertentu untuk dapat bercampur yang disebut dengan tekanan miscibilitas. Besarnya tekanan miscibilitas ini dapat ditentukan dengan percobaan di laboratorium menggunakan slim-tube. Injeksi gas CO 2 dapat meningkatkan perolehan minyak karena adanya gas CO 2 dalam minyak dapat menyebabkan pengembangan (swelling) minyak, penurunan viskositas, kenaikan densitas dan ekstraksi sebagian minyak.

9 Pengembangan (swelling) minyak akan mempermudah pendesakan karena volume minyak yang semakin besar akan memperbesar luas permukaan minyak yang didesak. Penurunan viskositas minyak dapat menyebabkan kenaikan mobilitas minyak sehingga minyak akan lebih mudah didesak. Kenaikan densitas minyak juga dapat mempermudah pendesakan minyak. Ekstraksi sebagian minyak akan mengubah komposisi minyak sehingga minyak terdiri dari sebagian besar komponen ringan dan komponen menengah. Komponen berat dan komponen menengah akan terekstraksi menjadi komponen yang lebih sederhana sehingga minyak akan lebih mudah terdesak. Injeksi gas inert umumnya merupakan injeksi gas nitrogen (N 2 ). Injeksi gas inert bertujuan untuk mendesak minyak sisa yang ada di dalam reservoar. Gas inert (N 2 ) dapat bercampur dengan minyak melalui kontak berulang kali. Percampuran ini tentunya akan meningkatkan efektivitas pendesakan oleh gas inert tersebut karena campuran minyak-gas inert akan menurunkan viskositas minyak dan menaikkan mobilitas minyak. Proses percampuran antara minyak dengan gas inert dapat dijelaskan oleh diagram Terner yang terdiri dari tiga komponen, yaitu : komponen C 1 -C 6, komponen C + 7 dan komponen N 2. Injeksi gas diperkaya umumnya merupakan injeksi gas yang sebagian besar komponennya merupakan komponen C 2 -C 6. Minyak sisa yang masih ada di dalam reservoar dapat didesak dengan injeksi gas diperkaya. Gas diperkaya juga mengalami percampuran dengan minyak di dalam reservoar. Percampuran ini diperoleh akibat kontak berulang kali antara gas yang diperkaya dengan minyak. Campuran minyak-gas diperkaya akan menurunkan viskositas minyak dan menaikkan mobilitas minyak sehingga minyak lebih mudah untuk didesak. Diagram Terner yang terdiri dari komponen C 1, komponen C 2 -C 6 dan komponen C 7 + dapat digunakan untuk menerangkan proses percampuran antara gas diperkaya dengan minyak. Injeksi gas diperkaya disebut dengan condensing gas drive karena gas yang digunakan untuk mendesak minyak sisa seolah-olah merupakan hasil proses kondensasi dengan komponen menengah yang mendominasi.

10 Injeksi gas kering pada tekanan tinggi merupakan injeksi gas yang sebagian besar komponennya merupakan komponen C 1. Injeksi gas kering dapat mendesak minyak sisa yang masih ada di dalam reservoar. Percampuran antara gas kering dengan minyak terjadi akibat kontak berulang kali antara gas kering dengan minyak. Campuran minyak-gas kering dapat menurunkan viskositas minyak dan menaikkan mobilitas minyak sehingga efisiensi pendesakan minyak dapat meningkat. Proses percampuran ini dapat dijelaskan dengan Diagram Terner yang terdiri dari komponen C 1, komponen C 2 -C 6 dan komponen C + 7. Injeksi gas kering pada tekanan tinggi disebut dengan vapourizing gas drive karena gas yang digunakan untuk mendesak minyak sisa seolah-olah merupakan hasil proses penguapan dengan komponen ringan yang mendominasi. Injeksi kimiawi merupakan metode pengurasan minyak tahap lanjut dengan menggunakan energi dari bahan-bahan kimia. Injeksi kimiawi terdiri dari injeksi polimer, injeksi surfactant dan injeksi alkaline. Polimer, surfactant dan alkaline yang diinjeksikan ke dalam reservoar bertujuan untuk merubah sifat fisik batuan dan fluida reservoar selain untuk mendesak minyak sisa. Perubahan sifat fisik batuan dan fluida reservoar bertujuan untuk meningkatkan efektivitas pendesakan minyak sisa. Injeksi polimer pada dasarnya merupakan injeksi air yang disempurnakan. Injeksi polimer menyebabkan viskositas air naik sehingga perbandingan mobilitas air-minyak akan turun, pada akhirnya akan meningkatkan efisiensi penyapuan. Kenaikan efisiensi penyapuan tentunya akan meningkatkan perolehan minyak yang didapat dari pendesakan minyak sisa. Polimer juga dapat mengurangi kerugian pendesakan akibat pengaruh permeabilitas dan rekahan, sehingga efisiensi penyapuan areal dan efisiensi penyapuan vertikal dapat ditingkatkan. Injeksi surfactant bertujuan untuk menurunkan tegangan antar muka antara air dan minyak agar tekanan kapiler pada daerah penyempitan pori-pori dapat dikurangi, sehingga minyak sisa pada daerah yang dipengaruhi tekanan kapiler tersebut dapat didesak untuk kemudian dapat diproduksikan. Injeksi surfactant ini biasanya digunakan bersamaan dengan injeksi polimer. Injeksi polimer ini

11 dilakukan untuk menghindari terjadinya fingering dan melindungi surfactant dari terobosan air pendesak. Injeksi alkaline dapat meningkatkan perolehan minyak dengan empat cara, yaitu : menurunkan tegangan antar muka minyak-air, emulsifikasi, perubahan kebasahan dan peleburan rigid interfacial film. Penurunan tegangan antar muka akan menyebabkan kenaikan bilangan kapiler dan pada akhirnya akan menurunkan saturasi minyak sisa (S or ). Penurunan S or berarti bahwa semakin banyak jumlah minyak yang dapat didesak dan diproduksikan ke permukaan sehingga perolehan minyak akan semakin besar. Emulsifikasi yang dimaksud merupakan pembentukan emulsi minyak dalam air. Emulsi minyak dalam air akan mempermudah proses pendesakan minyak sisa karena minyak akan berada di dalam air dan hal ini akan menyebabkan minyak dapat terproduksikan dengan mudah ke permukaan bersamaan dengan terproduksinya air. Emulsi minyak dalam air seolah-olah akan meningkatkan mobilitas minyak sama dengan mobilitas air. Perubahan kebasahan yang dimaksud merupakan perubahan dari oilwet ke water-wet. Batuan yang bersifat water-wet dapat mengalirkan minyak sisa yang semula melekat pada butiran batuan. Perolehan minyak mengalami peningkatan karena minyak sisa yang semula melekat pada butiran batuan akan ikut terdesak oleh fluida injeksi. Injeksi alkaline juga akan melebur rigid interfacial film yang dapat menghambat mengalirnya minyak sisa. Perolehan minyak akan meningkat karena minyak sisa yang semula dihambat oleh rigid interfacial film dapat didesak untuk diproduksikan ke permukaan. Injeksi thermal merupakan metode perolehan minyak tahap lanjut dengan menggunakan energi thermal (panas). Injeksi thermal ini sebenarnya bertujuan untuk mengubah komposisi minyak di dalam reservoar yang akan mengakibatkan penurunan viskositas minyak. Penurunan viskositas minyak ini akan memperbesar mobilitas minyak, sehingga minyak dapat didesak dan diproduksikan ke permukaan. Injeksi thermal terdiri dari injeksi air panas, injeksi uap dan in-situ combustion. Injeksi air panas dapat meningkatkan perolehan minyak karena injeksi air panas akan meningkatkan temperatur di reservoar. Peningkatan temperatur di

12 reservoar ini terjadi karena perpindahan panas dari air panas ke batuan reservoar secara konduksi. Peningkatan temperatur ini akan menyebabkan perubahan komposisi minyak di dalam reservoar yang akan menurunkan viskositas minyak. Penurunan viskositas minyak ini akan memperbesar mobilitas minyak sehingga pendesakan dengan air panas akan lebih efektif. Injeksi uap panas akan meningkatkan perolehan minyak karena adanya proses distilasi minyak dan penurunan viskositas minyak. Proses distilasi terjadi pada zona uap di dalam reservoar, sedangkan penurunan viskositas minyak terjadi pada zona air panas di dalam reservoar. Proses distilasi akan mengubah komposisi minyak dengan cara menguapkan sebagian komponen minyak. Sebagian besar komponen minyak yang teruapkan merupakan komponen ringan. Perubahan komposisi minyak ini tentunya akan menjadikan pendesakan minyak menjadi lebih efektif sehingga perolehan minyak juga meningkat. Penurunan viskositas minyak tentunya akan meningkatkan mobilitas minyak sehingga pendesakan minyak menjadi lebih efektif. Minyak dalam injeksi uap akan didesak oleh dua fluida yaitu air panas dan uap panas. In-situ combustion dapat meningkatkan perolehan minyak karena efek insitu combustion yang dapat meningkatkan temperatur di reservoar secara konduksi. Peningkatan temperatur di reservoar ini akan menyebabkan proses distilasi dan penurunan viskositas minyak. Kedua hal ini akan meningkatkan efisiensi pendesakan sehingga minyak sisa dapat diproduksikan ke permukaan. Insitu combustion akan menghasilkan zona pembakaran, dalam hal ini zona pembakaran dapat bergerak dari sumur injeksi ke sumur produksi yang disebut sebagai forward combustion atau zona pembakaran dapat bergerak dari sumur produksi ke sumur injeksi yang disebut reverse combustion. Zona pembakaran pada forward combustion juga berperan dalam pendesakan minyak karena letaknya yang berada di belakang zona minyak, sedangkan zona pembakaran pada reverse combustion akan membakar minyak yang akan diproduksikan karena arahnya yang berlawanan dengan arah produksi. Kualitas minyak pada reverse combustion tentunya akan lebih rendah daripada kualitas minyak pada forward combustion.

13 Injeksi mikroba merupakan metode perolehan minyak tahap lanjut dengan menggunakan energi dari mikroba. Adanya mikroba di dalam reservoar akan menghasilkan bioproduk melalui hasil fermentasi yang dapat meningkatkan efisiensi pendesakan minyak di dalam reservoar. Bioproduk itu antara lain produksi asam, produksi gas, produksi surfactant, produksi polimer dan produksi pelarut. Asam yang diproduksi dari hasil fermentasi mikroba akan menaikkan porositas dan permeabilitas sehingga minyak sisa akan lebih mudah untuk mengalir dan mudah didesak oleh fluida pendesak. Gas yang diproduksi dari hasil fermentasi mikroba akan menyebabkan bertambahnya tekanan reservoar sehingga draw-down akan meningkat dan laju produksi akan meningkat. Gas CO 2 yang dihasilkan akan menyebabkan pengembangan volume minyak, penurunan viskositas minyak, kenaikan densitas minyak dan ekstraksi sebagian komponen minyak. Keempat hal itu akan meningkatkan efisiensi pendesakan oleh gas CO 2 tersebut. Surfactant yang diproduksi dari hasil fermentasi mikroba dapat menurunkan tegangan antar muka minyak-air sehingga minyak sisa akan didesak dan dapat diproduksikan ke permukaan. Polimer yang dihasilkan oleh fermentasi mikroba dapat menaikkan viskositas fluida pendesak (air) sehingga mobilitas fluida pendesak (air) akan meningkat dan pada akhirnya akan meningkatkan efektivitas pendesakan minyak oleh fluida pendesak (air). Pelarut yang dihasilkan oleh fermentasi mikroba akan bercampur dengan minyak sehingga viskositas minyak akan turun dan mobilitasnya akan meningkat. Injeksi mikroba juga dapat menghasilkan penyumbatan selektif dan pembelahan hidrokarbon. Penyumbatan selektif dapat membelokkan aliran dari permeabilitas tinggi ke permeabilitas rendah sehingga minyak dapat didesak secara maksimal pada tempat-tempat dengan permeabilitas rendah (pori-pori sempit). Pembelahan hidrokarbon ini dilakukan oleh bakteri aerob. Pembelahan hidrokarbon ini akan menghasilkan molekul-molekul hidrokarbon yang lebih rendah sehingga minyak akan lebih mudah terdesak dan lebih mudah terproduksikan ke permukaan. Pemilihan metode EOR yang akan digunakan tergantung dari kriteria seleksi masing-masing metode EOR. Kriteria seleksi metode EOR ini terdiri dari

14 kriteria seleksi untuk batuan reservoar dan fluida reservoar. Kriteria seleksi untuk batuan reservoar terdiri atas tekanan reservoar (P res ), transmisibilitas (kh/µ), permeabilitas (k), ketebalan (h), saturasi minyak sisa (S or ), kedalaman (D), temperatur (T), porositas (Ø) dan jenis batuan. Kriteria seleksi untuk fluida reservoar terdiri dari viskositas (µ), spesific gravity minyak ( o API) dan komposisi minyak. Metode EOR dapat dilaksanakan pada reservoar yang sesuai dengan kriteria seleksi metode EOR tersebut. Besaran-besaran pada reservoar tersebut harus berada pada kisaran besaran-besaran kriteria seleksi metode EOR yang ada. Simulator dalam suatu simulasi reservoar akan menghasilkan parameterparameter yang penting dari masing-masing metode produksi tahap lanjut (EOR). Parameter-parameter ini tentunya akan berhubungan dengan kinerja pendesakan dengan metode produksi tahap lanjut di dalam reservoar. Parameter-parameter yang dihasilkan simulator untuk injeksi air adalah kemajuan front dan waktu terjadinya breakthrough. Simulator dapat menunjukkan pergerakan front fluida pendesak (air) sebagai fungsi jarak dan waktu. Pergerakan front fluida pendesak ini diawali dari sumur injeksi dan berakhir pada sumur produksi. Simulator juga dapat menunjukkan waktu terjadinya penerobosan air injeksi sehingga melewati zona minyak, yang sering disebut dengan breakthrough. Breakthrough ini ditunjukkan dengan terproduksinya air injeksi pada sumur produksi. Parameter-parameter yang dihasilkan simulator untuk injeksi gas pada prinsipnya sama dengan injeksi air namun perbedaannya terletak pada fluida pendesaknya. Simulator yang dapat digunakan untuk memodelkan injeksi air dan injeksi gas adalah simulator black oil. Parameter-parameter yang dihasilkan simulator untuk injeksi tercampur adalah miscibilitas dan viskositas. Miscibilitas ini berhubungan dengan proses difusi, konveksi dan perpindahan massa secara thermodinamika. Injeksi tercampur tentunya akan menurunkan viskositas minyak sisa sehingga minyak sisa dapat diproduksikan ke permukaan. Simulator yang dapat digunakan untuk memodelkan injeksi gas tercampur adalah simulator compositional atau simulator modified black oil.

15 Parameter-parameter yang dihasilkan simulator untuk injeksi polimer adalah mobility ratio, adsorbsi dan rheology. Injeksi polimer bertujuan untuk menurunkan mobility ratio antara minyak-air sehingga pendesakan minyak menjadi lebih efektif. Polimer yang diinjeksikan ke dalam reservoar akan mengalami adsorbsi pada permukaan pori-pori batuan reservoar. Adanya polimer dalam reservoar tentunya akan mengubah rheology fluida reservoar, dalam hal ini polimer akan meningkatkan viskositas air yang merupakan fluida pendesak. Parameter-parameter yang dihasilkan oleh simulator untuk injeksi surfactant adalah tegangan antar muka, adsorbsi surfactant dan perpindahan massa secara mikroskopis. Surfactant bertujuan untuk menurunkan tegangan antar muka minyak-air sehingga minyak sisa dapat diproduksikan ke permukaan. Surfactant juga mengalami adsorbsi pada permukaan pori-pori batuan reservoar. Surfactant mengalami perpindahan massa secara mikroskopis yaitu difusi untuk berinteraksi dengan fluida reservoar. Parameter-parameter yang dihasilkan simulator untuk injeksi alkaline adalah tegangan antar muka minyak-air, emulsifikasi, adsorbsi alkaline, derajat kebasahan dan perpindahan massa secara difusi. Alkaline juga dapat menyebabkan penurunan tegangan antar muka minyak-air. Emulsi minyak-air dapat terjadi karena adanya injeksi alkaline ke dalam reservoar sehingga minyak sisa dapat diproduksikan ke permukaan. Parameter-parameter yang dihasilkan simulator untuk injeksi uap panas maupun injeksi air panas adalah kehilangan panas (heat loss), perpindahan panas (heat transfer) dan distribusi temperatur yang merupakan fungsi jarak dan waktu. Kehilangan panas terjadi karena panas di dalam reservoar yang disebabkan oleh fluida injeksi berpindah ke atas maupun ke bawah lapisan batuan reservoar secara konduksi. Perpindahan panas secara konduksi maupun konveksi terjadi dari fluida injeksi ke fluida hidrokarbon di dalam reservoar. Parameter-parameter yang dihasilkan simulator untuk in-situ combustion selain kehilangan panas dan perpindahan panas adalah pergerakan front pembakaran dan profil temperatur terhadap jarak dan waktu. Front pembakaran bergerak dari sumur injeksi ke sumur produksi untuk forward combustion,

16 sedangkan front pembakaran bergerak dari sumur produksi ke sumur injeksi untuk reverse combustion. Parameter-parameter yang dihasilkan simulator untuk berbagai metode produksi tahap lanjut sebenarnya bertujuan akhir pada prediksi perolehan minyak. Besarnya perolehan minyak ini ditandai dengan besarnya ultimate recovery, yang kemudian dapat digunakan untuk menentukan recovery factor. Tingkat keberhasilan suatu metode produksi tahap lanjut (EOR) ditentukan dengan recovery factor-nya.

17 BAB VI KESIMPULAN 1. Preparasi data harus dilakukan secara akurat dan benar sehingga data yang dimasukkan ke dalam simulator akan menghasilkan keluaran yang akurat, hal ini sesuai dengan prinsip Garbage In Garbage Out pada suatu simulasi reservoar. Preparasi data ini meliputi data geologi, data batuan, data sifat fisik fluida, data produksi, data tekanan dan data penunjang. 2. Input data yang dilakukan dalam suatu simulasi reservoar akan menghasilkan suatu model geologi yang kemudian akan menjadi suatu model reservoar. Model geologi diperoleh setelah input data geologi dan geofisika dilakukan, sedangkan model reservoar didapatkan setelah model geologi didapat dan input data batuan dan sifat fisik fluida dilakukan. 3. Tahap inisialisasi bertujuan untuk mengkondisikan model reservoar sesuai dengan kondisi awal reservoar sesungguhnya, hal ini tercapai apabila Original Oil in Place (OOIP), Initial Gas in Place (IGIP) maupun tekanan mula-mula reservoar (P i ) antara model reservoar dengan reservoar sesungguhnya (OOIP diperoleh dengan metode volumetrik) adalah sama. Modifikasi terhadap porositas (Ø), ketebalan (h) atau Net to Gross Ratio (NTG) harus dilakukan apabila tahap ini belum tercapai. 4. Tahap history matching (penyelarasan) bertujuan agar perilaku model reservoar sesuai dengan perilaku reservoar aktual, hal ini tercapai apabila sejarah produksi dan tekanan antara model reservoar dan reservoar sebenarnya telah selaras. Modifikasi permeabilitas relatif (K rg, K ro maupun K rw ) dapat dilakukan untuk penyelarasan produktivitas, sedangkan modifikasi porositas (Ø), ketebalan (h) dan kompressibilitas batuan dapat dilakukan untuk penyelarasan tekanan.

18 5. Prediksi suatu simulasi reservoar dapat digunakan untuk menentukan limit produksi suatu reservoar dan distribusi minyak sisa pada saat limit produksi ini, sehingga metode produksi tahap lanjut (EOR) dapat direncanakan untuk mengambil minyak sisa yang masih ada dalam reservoar tersebut. 6. Pemilihan metode produksi tahap lanjut (EOR) didasarkan pada kriteria seleksi masing-masing metode EOR, yang terdiri dari : tekanan reservoar (P res ), transmisibilitas (kh/µ), permeabilitas (k), ketebalan (h), saturasi minyak sisa (S or ), kedalaman (D), temperatur (T), porositas (Ø), jenis batuan, viskositas (µ), spesific gravity minyak ( o API) dan komposisi hidrokarbon. 7. Parameter hasil perhitungan simulator untuk metode produksi tahap lanjut meliputi : kemajuan front, waktu terjadinya breakthrough, perpindahan panas dan massa, kehilangan panas serta distribusi temperatur terhadap jarak dan waktu.

19 BAB I PENDAHULUAN Ilmu perminyakan selalu berkembang dari waktu ke waktu. Dua bentuk nyata perkembangannya adalah simulasi reservoar dan Enhanced Oil Recovery (EOR). Perkembangan simulasi reservoar berawal dari keinginan untuk mengetahui perilaku reservoar di masa yang akan datang, sedangkan perkembangan EOR didasarkan pada keinginan untuk meningkatkan perolehan minyak. Simulasi reservoar bertujuan untuk memprediksi perilaku reservoar di masa yang akan datang. EOR bertujuan untuk mendesak minyak sisa yang masih ada di dalam reservoar sehingga perolehan minyak dapat ditingkatkan. Tujuan dari simulasi reservoar tersebut tentunya akan berhubungan dengan penentuan dimulainya metode produksi tahap lanjut (EOR). Simulasi reservoar merupakan usaha untuk menirukan/memodelkan reservoar yang sesungguhnya dengan model matematis sehingga perilaku reservoar di masa yang akan datang dapat diprediksi. Model matematis yang digunakan dalam reservoar adalah persamaan finite difference. Simulasi reservoar terdiri atas berbagai tahapan, yaitu : persiapan data, input data, pembuatan grid, inisialisasi, history matching (penyelarasan) dan prediksi. Data-data yang dibutuhkan dalam suatu simulasi reservoar yaitu data geologi dan geofisika, data batuan, data sifat fisik fluida, data produksi, data tekanan dan data penunjang. Data-data tersebut dapat dimasukkan ke dalam simulator dengan cara typing, digitizing dan importing. Input data ini dalam prosesnya akan menghasilkan suatu model reservoar. Pembuatan grid dilakukan untuk membagi model reservoar ke dalam cell-cell. Inisialisasi merupakan tahap validasi awal untuk mengkondisikan model reservoar sesuai dengan kondisi awal reservoar sesungguhnya. History matching merupakan tahap validasi selanjutnya agar perilaku model reservoar ssuai dengan perilaku reservoar sesungguhnya. Prediksi dalam simulasi reservoar digunakan untuk mengetahui perilaku reservoar di masa yang akan datang.

20 Enhanced Oil Recovery (EOR) merupakan metode pengurasan tahap lanjut dengan menggunakan energi dari luar reservoar, seperti energi air, gas, bahanbahan kimia, panas maupun mikroba. EOR terdiri atas injeksi tak tercampur, injeksi tercampur, injeksi kimiawi, injeksi thermal dan injeksi mikroba. Injeksi tercampur terdiri atas injeksi air dan injeksi gas. Keduanya berfungsi untuk meningkatkan efisiensi pendesakan minyak sisa di dalam reservoar. Injeksi tercampur tercampur terdiri atas injeksi gas CO 2, injeksi gas inert, injeksi gas diperkaya dan injeksi gas kering dengan tekanan tinggi. Injeksi CO 2 akan mengakibatkan pengembangan volume minyak, penurunan viskositas minyak, kenaikan densitas minyak dan ekstraksi sebagian komponen minyak sehingga pendesakan minyak sisa lebih mudah. Gas inert, gas diperkaya dan gas kering pada tekanan tinggi akan bercampur dengan minyak melalui kontak berulang kali. Percampuran ini akan menurunkan viskositas minyak dan menaikkan mobilitas minyak sehingga minyak sisa mudah didesak dan dapat diproduksikan ke permukaan. Injeksi kimiawi terdiri dari injeksi polimer, injeksi alkaline dan injeksi surfactant. Injeksi polimer berfungsi untuk menaikkan viskositas air sebagai fluida pendesak dan menurunkan mobilitas air sebagai fluida pendesak sehingga pendesakan minyak sisa menjadi lebih efektif. Injeksi surfactant berfungsi untuk menurunkan tegangan antar-muka minyak-air. Injeksi alkaline berfungsi untuk menurunkan tegangan antar-muka minyak-air, merubah kebasahan batuan, membentuk emulsi minyak dalam air dan melebur rigid interfacial film. Injeksi thermal terdiri atas injeksi air panas, injeksi uap dan insitu combustion. Ketiga injeksi thermal itu berfungi untuk menurunkan viskositas minyak dan meningkatkan mobilitas minyak sehingga minyak lebih mudah untuk didesak dan diproduksikan ke permukaan. Injeksi mikroba dapat meningkatkan perolehan minyak karena adanya bioproduk yang dihasilkan oleh fermentasi mikroba di dalam reservoar. Bioproduk itu antara lain asam, polimer, pelarut, gas dan surfactant. Mikroba juga dapat menyebabkan pembelahan hidrokarbon dan penyumbatan selektif. Simulasi reservoar dapat meramalkan limit produksi suatu reservoar baik secara teknis maupun ekonomis dalam tahap prediksi. Limit produksi secara

21 teknis berarti kemampuan maksimum reservoar untuk berproduksi secara primary recovery, baik sembur alami maupun sembur buatan. Limit produksi secara ekonomis berarti kemampuan maksimum reservoar untuk berproduksi dengan memperhitungkan keuntungan yang didapat oleh perusahaan. Limit produksi suatu reservoar juga mengindikasikan bahwa di reservoar masih terdapat minyak sisa yang dikenal dengan saturasi minyak sisa/residual oil saturation (S or ). Minyak sisa yang masih terdapat dalam reservoar dapat diambil dengan metode produksi tahap lanjut yang sering disebut Enhanced Oil Recovery (EOR), sehingga dapat dikatakan bahwa simulasi reservoar dapat digunakan sebagai acuan dalam penentuan kapan EOR akan dilakukan. Pemilihan metode EOR didasarkan pada kriteria seleksi masing-masing metode EOR. Kriteria seleksi ini terdiri dari kriteria seleksi batuan reservoar dan kriteria seleksi fluida reservoar. Kriteria seleksi untuk batuan reservoar terdiri atas tekanan reservoar (P res ), transmisibilitas (kh/µ), permeabilitas (k), ketebalan (h), saturasi minyak sisa (S or ), kedalaman (D), temperatur (T), porositas (Ø) dan jenis batuan. Kriteria seleksi untuk fluida reservoar terdiri dari viskositas (µ), spesific gravity minyak ( o API) dan komposisi minyak. Metode EOR dapat dilaksanakan pada reservoar yang sesuai dengan kriteria seleksi metode EOR tersebut. Besaranbesaran pada reservoar tersebut harus berada pada kisaran besaran-besaran kriteria seleksi metode EOR yang ada. Simulator dalam suatu simulasi reservoar akan menghasilkan parameterparameter yang penting dari masing-masing metode produksi tahap lanjut (EOR). Parameter-parameter itu antara lain : kemajuan front dan waktu terjadinya breakthrough (untuk injeksi tak tercampur); miscibilitas dan viskositas (untuk injeksi tercampur); mobility ratio, adsorbsi dan rheology (untuk injeksi polimer); tegangan antar muka, adsorbsi surfactant dan perpindahan massa secara mikroskopis (untuk injeksi surfactant); kehilangan panas, perpindahan panas dan distribusi temperatur yang merupakan fungsi jarak dan waktu (untuk injeksi uap dan injeksi air panas); kehilangan panas perpindahan panas, pergerakan front pembakaran dan profil temperatur terhadap jarak dan waktu (untuk in-situ combustion)

22 Komprehensif yang berjudul Peranan Simulasi Reservoar Dalam Kaitannya Dengan Metode Produksi Tahap Lanjut ini terdiri dari enam bab. Bab I merupakan pendahuluan Bab II menerangkan dasar-dasar teknik reservoar yang penting diketahui dalam menunjang suatu simulasi reservoar Bab III menerangkan dasar-dasar simulasi reservoar yang berisi tentang pengertian dasar simulasi reservoar, persamaan dasar simulasi reservoar dan berbagai tahapan dalam simulasi reservoar. Bab IV menerangkan dasar-dasar Enhanced Oil Recovery yang berisi tentang macam-macam metode EOR, mekanisme kerjanya dan kriteria seleksi untuk masing-masing metode EOR. Bab V merupakan pembahasan antara simulasi reservoar, Enhanced Oil Recovery (EOR) dan kaitan antara keduanya. Bab VI merupakan kesimpulan yang berisi pernyataan-pernyataan yang dihasilkan dari Bab V Pembahasan