FULL DEVELOPMENT OF PIPELINE NETWORKING AT X FIELD

Transkripsi

1 Seminar Nasional Cendekiawan ke 3 Tahun 2017 ISSN (P) : Buku 1 ISSN (E) : FULL DEVELOPMENT OF PIPELINE NETWORKING AT X FIELD Fazri Apip Jurusan Teknik Perminyakan Fakultas Teknik Kebumian dan Energi Universitas Trisakti Jl. Kyai Tapa No [email protected] Abstrak Fasilitas pipa di permukaan adalah salah satu transportasi minyak bumi yang penting untuk mendukung distribusi minyak bumi dari sumur produksi ke fasilitas produksi, dari lapangan migas ke fasilitas penyulingan hingga ke konsumen. Tujuan penelitian ini adalah adalah untuk mengembangkan dan meningkatkan fasilitas pipeline pada Center Processing Area, yang difokuskan pada process dan penanganan penambahan lebih banyak produksi minyak dengan optimalisasi pipa. Hasil penelitian menggunakan metode pipesim dan dilakukan simulasi dengan skenario pertama yaitu memanfaatkan fasilitas yang telah ada dan dilakukan dengan Pad yang terdekat dari sumur-sumur baru dan skenario kedua menambah fasilitas yang baru dan dikhususkan untuk sumur-sumur yang baru. Pembangunan pipeline baru lebih menguntungkan dan memberikan hasil peningkatan minyak sebesar 2,715 STB/D daripada memaksimalkan pipeline yang sudah ada (existing pipeline). Kata kunci : Minyak dan gas, pipeline, pipesim, optimasi produksi Pendahuluan Lapangan X adalah salah satu Lapangan tua Onshore di pulau Jawa dan termasuk ke dalam Blok Tuban. Jaringan pemipaan pada Lapangan X telah dibangun sejak lapangan tersebut mulai diproduksikan tahun Lapangan X dikembangkan menggunakan 2 pad yaitu Pad A dan Pad B dengan total 25 sumur produksi, empat sumur injeksi air, dan tiga sumur abandon (ditutup, tidak diproduksi lagi karena sudah tidak ada lagi cadangan minyak bumi). Produksi pada lapangan X akan ditingkatkan dengan penambahan sumur-sumur baru. Sehingga sistem jaringan pipa dari sumur-sumur yang ada ke Central Processing Area (CPA) akan dievaluasi untuk mendapatkan skenario yang optimal. Evaluasi ekonomi dilakukan dalam rangka menentukan proyek yang akan diterapkan berdasarkan kelayakan dan optimalisasinya. Penggunaan pemodelan jaringan pemipaan dapat mensimulasikan berbagai sekenario yang akan diambil demi mengurangi berbagai resiko yang dapat mempengaruhi pengoptimalan produksi. Pengoptimalan produksi pada lapangan X terdapat dua cara yang bisa dilakukan, yaitu menggunakan pemipaan yang sudah terpasang (existing pipe) atau memasang pemipaan baru pada sumur-sumur baru. Berdasarkan kedua cara tersebut dibuat perbandingan hasil secara ekonomi dan kelayakan operasional untuk menentukan solusi yang terbaik. Studi Pustaka Memodifikasi setelan pada komponen jaringan pemipaan dapat meningkatkan laju produksi sampai mencapai kondisi optimum dengan biaya design yang minimum seperti penelitian Yocum, B.T., [4] dalam Oilfield Gathering System Models for Planing and Optimum Design. Modifikasi dilakukan dengan menggunakan formula perhitungan model simulasi system pengumpul minyak bumi pada lapangan produksi. Didalam formula 91

2 tersebut terdapat variabel-variabel seperti kapasitas fasilitas pompa dan kompresor, perilaku atau karakteristik reservoir, estimasi dari production rate. Penelitian yang dilakukan Economides, M., dkk [1] dalam Petroleum pipeline network optimization menunjukkan bahwa untuk melakukan optimasi pada jaringa pemipaan terdapat beberapa faktor yang dapat mempengaruhi hasil optimasi yaitu posisi pemasangan pompa atau kompresor pada rute pemipaan serta penggunaan ukuran pipa terhadap jumlah yang dipasang. Pipa penyalur atau pipeline merupakan salah satu komponen yang sangat penting dalam kegiatan produksi pada industri migas yaitu untuk membawa fluida produksi (minyak dan gas) dari suatu titik distribusi ke titik distribusi lain, contohnya transportasi minyak bumi dari suatu platform produksi ke unit fasilitas penerima baik di darat (onshore) maupun di lepas pantai (offshore). Pipeline atau biasa disebut sebagai pipa penyalur adalah jalur pipa yang terdiri dari batangan batangan pipa yang disambung dan berfungsi untuk mengalirkan atau mentransportasikan fluida baik liquid maupun gas. Berdasarkan aspek posisi geografisnya, pipeline dikelompokkan menjadi onshore pipeline dan offshore pipeline atau juga disebut sebagai submarine pipeline. Berdasarkan aspek material pembentuknya, pipeline dapat terbuat dari bahan dasar baja, stainless steel, duplex ataupun bahan polimer seperti polyethylene dan polyprophylene yang sudah mulai digunakan pada sebagian pipa penyalur gas bertekanan rendah. Untuk melakukan desain perencanaan pipa penyalur minyak dalam penelitian tugas akhir ini dilakukan simulasi menggunakan software simulator perpipaan yaitu Pipesim Penggunaan simulator adalah untuk memodelkan aliran fluida dalam flowline dan network. Simulator ini menghitung profil temperatur dan tekanan dari titik ke titik. Dalam simulator ini tersedia berbagai korelasi aliran yang dapat digunakan, baik untuk aliran fluida satu fasa maupun aliran dua fasa, namun yang digunakan dalam penelitian tugask akhir ini adalah aliran fluida satu fasa (minyak). Cost Benefit Analysis adalah alat analisis dengan menggunakan prosedur yang sistematik untuk membandingkan serangkaian biaya dan manfaat yang relevan dengan sebuah aktivitas atau proyek untuk mencapai tujuan akhir secara akurat kemudian pengambilan keputusan dapat dilakukan guna melanjutkan suatu rencana selanjutnya [2]. Metodologi Penelitian Pengumpulan data-data Lapangan X berupa hasil langsung di lapangan seperti data produksi well test, data reservoir, data fluida, di setiap sumur dan rancangan teknik serta spesifikasi teknik dari sumur serta jaringan pemipaan yaitu diagram layout, jaringan pemipaan, data spesifikasi teknik dari pemipaan dan aliran fluida pada setiap sumur yang berhubungan. Pemodelan jaringan pipa suatu lapangan di lepas pantai (offshore) yang dianalisa dalam penelitian ini. Model fisik jaringan pipa di bawah ini merupakan dasar dari perencanaan modifikasi pipa penyalur minyak. 92

3 Seminar Nasional Cendekiawan ke 3 Tahun 2017 ISSN (P) : Buku 1 ISSN (E) : Setelah dilakukan pemodelan jaringan maka permodelan fluida satu fasa dapat dilakukan (Black Oil). Menu flow correlations dapat dicari pada Menubar Setup. Gambar kotak menu flow correlations. Tahap selanjutnya adalah kita cek batasan kondisi (boundary conditions) dari model yang kita buat. Sama halnya dengan menu flow correlations, menu Boundary Conditions dapat dicari pada Menubar Setup. Langkah selanjutnya ketika dinilai telah benar prosedur yang dilakukan adalah menjalankan program (running model) dan menganalisa hasilnya (View and Analyze Results). Hasil atau summary dari program dapat dilihat dengan membuka menu summary pada Menubar. Dengan demikian prosedur penggunaan simulator pipesim telah selesai dilakukan. Hasil dan Pembahasan Tahapan proses dilakukan dengan menggabungkan keseluruhan system tersebut menjadi satu rangkaian proses yang terdapat pada Lapangan X. Output yang dihasilkan yaitu berupa data yang terdiri dari pressure, temperature, mass rate, liquid rate, gas rate, GLR dan water cut, dimana hasil tersebut akan mewakili kondisi pada existing Lapangan X. Manifold 4 Manifold 3 RI_ OO Manifold 2 RI_ Manifold Manifold Gambar 2. Skema Kondisi Awal Yang Telah Dibangun Pada Simulasi Matching yang perlu dilakukan secara jaringan adalah dengan melakukan perubahan antara lain pada tekanan Separator, dan Inside Diameter (ID) Flowline. Berikut ini dapat diterangkan bahwa perbedaan dari data tekanan aktual dan tekanan dari hasil simulasi: 93

4 Separator Tabel 1. Perubahan di Setiap Separator Separator Aktual Separator Hasil Simulasi Perbedaan (%) RI_ RI_ Tabel 1. dapat disimpulkan bahwa dengan dilakukan perubahan pada tekanan separator ternyata memiliki dampak yang besar terhadap pendekatan dengan data aktual pada tiap well di anjungan yang sama. Pada dasarnya tekanan separator dapat diubah asalkan tidak terlalu jauh dari data aktual (toleransi 10%), hal ini dikarenakan faktor ketika dilihat tekanan separator yang Pada kondisi lapangan penunjuk angka pada Pressure Gauge yang tidak stabil. Efek yang timbul pada perubahan dari tekanan separator adalah hasil dari tekanan yang masuk pada tiap manifold. Dan berikut ini adalah data perubahan tekanan di setiap Manifold : Tabel 2. Perubahan di tiap Manifold Manifold Data Aktual Data Simulasi Perbedaan A MOL A MGL End System (OO) Dengan melakukan matching pada tekanan separator ternyata mendapat efek yang besar terhadap hasil yang mendekati dengan data laju produksi aktual. Perubahan yang mungkin masih bisa dilakukan adalah dengan melakukan perubahan pada Inside Diameter (ID) pada flowline dari tiap well menuju separator. Karena pada kenyataan di lapangan mungkin saja pada flowline terjadi efek peningkatan kekasaran pipa akibat umur yang sudah tua, kemudian kemungkinan terbentuk scale, adanya endapan parrafin, dan kemungkinan lainnya. Berdasarkan hal tersebut, terdapat toleransi sebesar 10% agar dapat pada software dapat mewakilkan kondisi aktual di lapangan. Berikut ini Hasil Laju Produksi Output simulasi berbanding dengan data aktual: Output RI_1 Separator RI_2 Separator End System (OO) Tabel 3. Hasil Laju Produksi Output Simulasi vs Data Aktual Q Oil Data Aktual Q Liquid Hasil Simulasi Q Oil Q Liquid 4,187 14,259 4,074 13,833 9,715 23,058 9,267 21,793 13,901 37,317 13,341 35,626 Persentase (%) Data Aktual vs Hasil Simulasi Q Oil (%) Q Liquid (%)

5 Seminar Nasional Cendekiawan ke 3 Tahun 2017 ISSN (P) : Buku 1 ISSN (E) : a. Skenario 1 Penambahan 7 sumur yang akan dilakukan pada POD fase 5 akan berdampak Pada kegiatan sumur yang sudah ada. Skenario 1 akan dilakukan dengan memanfaatkan fasilitas yang telah ada dan dilakukan dengan Pad yang terdekat dari sumur-sumur baru tersebut. Penambahan yang dilakukan hanya memanfaatkan fasilitas yang ada dengan penambahan pipa dari sumur baru menuju manifold yang tersedia. Hasil yang didapatkan adalah sebagai berikut: Tabel 4. Laju Produksi Fluida Hasil Akhir Skenario 1 Source Q Oil Skenario I Manifold 1 4,894 Manifold 2 5,999 Manifold 3 1,674 Manifold 4 2,788 Manifold RI_1 Separator 4,462 RI_2 Separator 11,105 End System (OO) 15,567 Penambahan fasilitas dan flowline yang baru untuk sumur baru pada New Lapangan X skenario 1 dengan total $ Perhitungan ekonomi mengenai BEP dapat dilihat sebagai berikut. Asumsi penambahan Pad baru menghasilkan minyak sebesar 500 barel dan harga per barelnya sebesar $ 48,36. BEP = = 0,00432 (1) b. Skenario 2 Skenario 2 dilakukan dengan menambah fasilitas yang baru dan dikhususkan untuk sumur sumur yang baru tersebut. Skematik yang akan dilakukan adalah sebagai berikut: Penambahan yang dilakukan hanya memanfaatkan fasilitas yang ada dengan penambahan pipa dari sumur baru menuju manifold baru. Hasil yang didapatkan adalah sebagai berikut: Tabel 5. Laju Produksi Fluida Hasil Akhir Skenario 2 Source Q Oil Skenario 2 Manifold 1 4,909 Manifold 2 4,137 Manifold 3 1,667 Manifold 4 2,790 Manifold Manifold 6 2,342 RI_1 Separator 6,800 RI_2 Separator 9,256 End System (OO) 16,056 Penambahan fasilitas dan flowline yang baru untuk sumur baru pada New Lapangan X skenario 2 dengan total $ Perhitungan ekonomi mengenai BEP 95

6 dapat dilihat sebagai berikut. Asumsi penambahan Pad baru menghasilkan minyak sebesar 500 barel dan harga per barelnya sebesar $ 48,36. BEP = = 0,00403 (2) Perencanaan terhadap pengembangan yang akan dilakukan lapangan X yaitu Pad C dan Pad D dengan menambah 7 sumur baru dilakukan dengan melakukan 2 skenario. Dari hasil simulasi skenario 1, terdapat pertambahan minyak sebesar 2,227 BOPD. Berkenaan dengan skenario 2, pada fasilitas ini diperuntukan khusus untuk penambahan pada pad tersebut. Berbeda dengan skenario 1 yang masih memanfaatkan fasilitas pipa yang sudah ada. Dari hasil simulasi skenario 2, terdapat pertambahan minyak sebesar 2,715 BOPD. Hasil perbandingan skenario 1 dan skenario 2 yang telah dilakukan memberikan alternatif skenario 2 yang lebih menguntungkan. Terlihat dari hasil yang diberikan sebesar 2,715 STB/D dibandingkan dengan scenario 1 yang memberikan hasil sebesar 2,227 STB/D, selisih sebesar 488 STB/D dengan adanya perbedaan investasi yaitu 1 unit manifold yang dikhususkan pada skenario 2 ini atau dikhususkan pada sumur-sumur untuk Pad baru. Kesimpulan Simulasi yang dilakukan pada software pipesim sudah dapat mewakilkan kondisi aktual, dengan toleransi di bawah 10% dan menghasilkan perbedaan perhitungan pada separator (RI_1) sebesar 3.1%, separator 2 (RI_2) sebesar 9.1%. Skenario 1 memberikan hasil peningkatan minyak sebesar 2,227 STB/D dan Skenario 2 memberikan hasil peningkatan minyak sebesar 2,715 STB/D. Tinjauan ekonomi pada Skenario 1 menghasilkan BEP sebesar dan Skenario 2 menghasilkan BEP sebesar Dari kedua skenario tersebut, hasil yang paling efektif dan memberikan peningkatan cukup signifikan yaitu skenario 2. DAFTAR PUSTAKA Economides, M., Kappos, L. Petroleum pipeline network optimization, Department of Chemical Engineering, University of Huston, USA, Yocum, B.T., Oilfield Gathering System Models For Planing And Optimum Design,