Ikatan Ahli Teknik Perminyakan Indonesia Simposium Nasional dan Kongres X Jakarta, 12 14 November 2008 Makalah Profesional FIELD TRIAL TEKNOLOGI CLEAR WELL UNTUK MENGATASI MASALAH SCALE DAN OPTIMASI PRODUKSI DI SUMUR WAMPU-07 LAPANGAN PANGKALAN SUSU Zulfikar Akbar, Djoko Soeseno, Guruh Prasetyo PT Pertamina EP ABSTRAK Struktur Wampu pertama kali dieksplorasi pada tahun 1975 dengan dilakukannya pemboran sumur WMP-01 sampai kedalaman 2455 m. Sampai saat ini Struktur Wampu telah memiliki 8 buah sumur (1 produksi, 1 abandon, 6 suspend) dan sekarang sedang dilakukan pemboran satu sumur infill, WMP-D1 (WMP-09). Struktur Wampu diproduksikan dari zone Belumai (Z- 2350, Z-2375) yang memiliki karakteristik fluida reservoir dengan kandungan H 2 S dan air yang terproduksi memiliki nilai scale indeks (carbonate scale) yang tinggi. Sumur Wampu-07 dibor pada Maret 2005 dengan kedalaman akhir 2565 m dan diproduksikan pada Z-2375b, mulai diproduksikan pada Mei 2005 dengan produksi awal, bean 12 mm, Qoi 343.80 bopd, Qwi 80.73 bwpd, Qgi 3.5680 Mmscfd, kadar air 19 %. Pada Bulan Juli 2005, sumur ini mengalami decline yang cukup tajam hingga produksinya turun di angka Qo 79.0 bopd, Qw 31.7 bwpd dan gas 1.0948 Mmscfd. Dari hasil analisa fluida formasi, diketahui penurunan ini dikarenakan carbonate scale. Pada September 2005 dilakukan pekerjaan coiled tubing untuk me-remove scale sampai ke depan formasi produktif dan memberikan kenaikan produksi yang signifikan yaitu, Qo 287 bopd, Qw 110.58 bwpd dan Qg 3.4877 Mmscfd. Kenaikan produksi ini tidak bertahan lama karena di Bulan Juli 2006 produksi sumur kembali turun hingga Qo 85.8 bopd, Qw 22.1 bwpd, Qg 1.0859 Mmscfd. Produksi kembali naik setelah dilakukan pekerjaan reparasi sumur (re dan add perforation) di bulan Oktober menjadi Qo 221.2 bopd, Qw 86 bwpd dan Qg 3.3335 Mmscfd. Produksi kembali mengalami decline sampai dilakukannya field trial teknologi clear well di Bulan Mei 2008 dan saat ini sumur sudah mengalami kenaikan produksi Qo dari 99.6 bopd menjadi 154.98 bopd, Qw tetap di 52.6 bwpd dan Qg naik dari 1.3742 Mmscfd menjadi 1.8389 Mmscfd. CLEAR WELL Scale adalah permasalahan umum yang sering dijumpai di sumur-sumur minyak dan gas yang tidak saja hanya terjadi di sepanjang vertikal section (production string) namun juga terjadi di sepanjang horizontal section (flow line). Sudah cukup banyak perusahaan minyak yang menghabiskan biaya hingga jutaan dolar hanya untuk mengatasi dan mencegah terbentuknya endapan scale di jalur pipa produksi mereka. Selain itu juga kehilangan
produksi yang disebabkan oleh endapan scale ini pun luar biasa, yaitu diperkirakan mencapai hingga sekitar 400,000 bbl/day. Sudah banyak teknologi yang bisa digunakan untuk mengatasi masalah scale antara lain dengan menginjeksikan chemical tertentu ke dalam reservoir, stimulasi dengan asam hingga pekerjaan reparasi sumur. Masing-masing metode memiliki karaktersitik teknis dan ekonomis yang berbeda-beda. Namun permasalahannya, setelah scale yang sudah terbentuk berhasil dihilangkan, permasalahan kembali timbul yaitu : berapa lama efektif waktu yang bisa dirasakan (kenaikan produksi) oleh perusahaan minyak sebelum endapan scale kembali terbentuk dan meyebabkan produksi turun?... Hingga saat ini belum banyak yang bisa memberikan jawaban secara pasti, karena tergantung dari karakteristik dari reservoir yang berbedabeda. Ada 2 jenis scale yang umumnya terjadi, yaitu : Acid soluble scale (carbonates) dan acid insoluble scale (sulphates). Clear well adalah salah satu metode untuk mencegah dan menghilangkan scale yang terdapat di dalam tubing ataupun flowline. Prinsip kerja dari metode ini adalah dengan suatu alat sebagai sumber electric yang dipasang di kepala sumur, yang mana dari alat tersebut akan memancarkan elektronelektron yang akan menginduksi secara acak elektron-elektron yang terdapat di dalam pipa/tubing sepanjang sistem yang dialiri oleh fluida dari dalam sumur. Dari sumber electric yang dipasang di kepala sumur akan mengeluarkan ion-ion yang akan mengikat ion positif yang berasal dari Calsium (Ca) yang akan membentuk endapan scale seperti yang terlihat dalam Gambar 1. Gambar ini adalah proses pencegahan terjadinya scale, dimana ion positif yang berasal dari batuan karbonat (Ca) akan diikat oleh ion-ion hidrogen kemudian membentuk ikatan yang stabil sehingga tidak terjadi ikatan ion positif (Ca) dengan ion negatif Bicarbonate. Endapan scale terbentuk dari reaksi antara ion positif (Ca) dengan ion negatif Bicarbonate, dengan mencegah terjdinya reaksi tesebut maka terbentuknya endapan scale dapat dicegah. Dalam proses penanggulangan scale di dalam pipa digambarkan pada (Gambar 2). Cara kerja dari Clearwell untuk menghilangkan scale di dalam pipa adalah dengan cara menguraikan ikatan antara ion positif (Ca) dengan ion negatif Bicarbonate, kemudian masing-masing ion tersebut akan diikat oleh ion hidrogen membentuk ikatan yang stabil sehingga ion positif (Ca) tidak akan bereaksi dengan ion negatif Bicarbonate untuk membentuk scale. Clearwell baik digunakan untuk sumur minyak maupun gas, karena alat ini tidak memerlukan alat tambahan untuk dimasukkan ke dalam sumur sehingga tidak merubah profil sumur dan mudah dipasang. Selain itu juga tidak diperlukan injeksi chemical tertentu ke reservoir yang dikhawatirkan justru akan menyebabkan formation damage bila chemicalnya tidak capable dengan karakteristik reservoirnya. Clearwell hanya dipasang di kepala sumur, dan menggunakan sumber listrik untuk mengoperasikannya. Keuntungan menggunakan Clearwell adalah sebagai berikut : Menjaga sumur berproduksi sesuai dengan efisiensi yang diinginkan. Memperpanjang umur peralatan bawah permukaan. Menghilangkan biaya workover, seperti penggunaan wireline, pengasaman, dll. Teknologi yang ramah lingkungan Meningkatkan keselamatan Mengurangi polusi Mudah dipasang dipermukaan Tanpa bahan kimia STUDI KASUS Dalam penerapan teknologi Clearwell di PT. PERTAMINA EP Region Sumatera Field Pangkalan Susu, maka dipilih sumur yang memiliki problem scale yang sebelumnya pernah ditreatment dengan metode lain untuk membandingkan dari segi teknoekonomisnya. Berdasarkan kajian yang dilakukan, maka kemudian dipilih sumur WMP-07. Sumur Wampu-07 dibor pada Maret 2005 dengan kedalaman akhir 2565 m dan diproduksikan pada Z-2375b, mulai diproduksikan pada Mei 2005 dengan produksi awal, bean 12 mm, Qoi 343.80 bopd, Qwi 80.73 bwpd, Qgi 3.5680 Mmscfd, kadar air 19 %. Pada Bulan Juli 2005, sumur ini mengalami decline yang cukup tajam
hingga produksinya turun di angka Qo 79.0 bopd, Qw 31.7 bwpd dan gas 1.0948 Mmscfd. Dari hasil analisa fluida formasi, diketahui penurunan ini dikarenakan carbonate scale. Clearwell dipasang di sumur WMP-07 pada tanggal 23 Mei 2008. Setelah terpasang selama 3 (tiga) bulan, maka hasil dari pemasangan mulai dapat terindikasi dengan naiknya produksi sumur WMP-07. Sebelum pemasangan alat Clearwell di sumur WMP-07, sumur tersebut berproduksi dengan gross 110.7 bbl, nett 79.0 bbl, dan gas 1.0948 MMscfd. Setelah pemasangan alat Clearwell tersebut, produksi sumur WMP-07 mengalami peningkatan, yaitu sebesar gros 152.2 bbl, nett 102.4 bbl, dan gas 2.1 MMscfd. Performance produksi dari sumur WMP-07 dapat dilihat pada Gambar 3. Dalam field trial aplikasi alat pencegah scale Clearwell, efek berupa kenaikan produksi minyak dan gas tidak dapat dirasakan secara cepat (instan, seperti kenaikan produksi dari stimulasi asam dengan coiled tubing dan reparasi sumur) karena alat tersebut memerlukan waktu untuk menguraikan scale yang terjadi di dalam tubing, akan tetapi proses tersebut berlangsung terus menerus selama alat tersebut terpasang di sumur sehingga setelah scale yang telah terbentuk dapat diuraikan maka alat tersebut dapat sebagai pencegah timbulnya problem scale. Performance produksi dari sumur WMP-07 dapat dilihat pada Gambar. 3, dari grafik tersebut dapat dilihat bahwa produksi sumur WMP-07 setelah tiga bulan pemasangan Clearwell dapat meningkat hampir 50 % dari produksi sebelum pemasangan Clearwell tersebut. Dengan demikian alat tersebut telah terbukti dapat menghilangkan dan mencegah problem scale yang terjadi pada sumur produksi walaupun hasilnya tidak diperoleh secara cepat akan tetapi penggunaannya dapat terus menerus. HASIL DAN PEMBAHASAN Dari hasil uji laboraturium terhadap sampel fluida formasi menunjukkan nilai scale indeks yang tinggi. Scale mudah terbentuk dikarenakan karakteristik sumur yang HPHT dan adanya beberapa restriction aliran seperti di ujung tubing, packer produksi dan di kepala sumur. Ketika job coiled tubing tahun 2005 (dengan N2 dan acetic acid) didapati puncak scale di kedalaman 1150 m. (terbentuk dibeberapa tempat). Scale dibersihkan dengan jetting sampai ke depan perforasi di kedalaman 2500 m dan sumur langsung diproduksikan kembali. Kenaikan produksi yang diperoleh cukup signifikan dan bisa kembali ke Q initial pada saat awal berproduksi (dengan bean yang sama). Hal ini menunjukkan kalau sumur WMP-07 memang memiliki nilai scale indeks yang tinggi. Jika dibandingkan antara umur produksi setelah coiled tubing hingga sumur mengalami decline kembali (sekitar 5-6 bulan) dengan biaya pekerjaan coiled tubing, maka hal ini menjadi kurang ekonomis. Dengan alasan keekonomian, di Bulan Oktober 2006 dilakukan pekerjaan reparasi untuk mengganti tubing yang terkena scale sekaligus me-remove scale di lubang perforasi dengan re dan add perforation. Namun kekurangan dari pekerjaan reparasi ini adalah sumur harus dikilling dan menggunakan rig yang relatif besar karena packer sulit untuk direlease (akibat packer bocor). Oleh karena itu waktu yang dibutuhkan untuk pekerjaan reparasi inipun jadi agak panjang. Selain itu, ketika akan diproduksikan kembali (swab sumur) dibutuhkan waktu sampai 5 hari sampai sumur kembali mengalir. Dari kekurangankekurangan di atas tersebut, maka perlu dipikirkan alternatif lain untuk mengatasi masalah scale selain coiled tubing dan reparasi. Clear well sebagai alternatif dipilih karena selain dari segi keekonomian yang relatif murah juga dari segi teknis yang simple, tidak diperlukan rig / perangkat kerja, tidak diperlukan killing sumur yang dikhawatirkan akan terjadi formation damage. Pemasangannya juga mudah dan bisa diselesaikan dalam 2-3 jam. Syarat dari unit clear well ini adalah adanya produksi air sebagai penghantar elektron. Namun kekurangan dari clear well adalah kenaikan produksi yang tidak bisa langsung dinikmati setelah installasi apalagi jika scale yang terbentuk relatif sudah parah. Hal ini bisa dipahami karena dalam clear well penghancuran scale setelah melalui proses pemancaran elektron-elektron yang akan menginduksi secara acak elektron-elektron yang terdapat di dalam pipa/tubing sepanjang sistem yang dialiri oleh fluida dari dalam sumur.
Kenaikan produksi terjadi setelah hampir 3 bulan semenjak installasi, walaupun pelan, namun memberikan trend produksi yang terus naik. Kenaikan produksi ini diharapkan dapat kontinyus, karena selain menghancurkan scale, unit inipun dapat mencegah terbentuknya kembali endapan scale melalui proses seperti di atas. Selain dari parameter produksi, untuk mengetahui kinerja alat ini, juga dilakukan pengukuran kedalaman titik scale di dalam tubing dengan menggunakan singker BHP (Gambar 5). Dari 2 kali jajak singker yang dilakukan, diketahui bahwa titik kedalaman scale terus turun, yang nerarti bahwa scale sudah mulai ter-remove. Hal ini sejalan dengan produksi yang mulai memberikan respon yang positif. Namun ketika akan dilakukan jajak singker yang ketiga, terjadi permasalahan singker yang terjepit (diduga tertanam di scale-terlalu cepat ketika run wire) dan ketika akan ditarik wire putus sehingga meninggalkan ikan. Hal ini memberikan dampak pada produksi yang turun. Sudah dilakukan usaha untuk fishing namun hasil yang didapat tidak optimuam (wire berhasil dipancing dalam bentuk potongan-potingan pendek / partial). 5. Dengan keberhasilan aplikasi clear well di Sumur WMP-07, maka untuk sumur-sumur minyak dan gas lainnya yang mengalami scale deposit akan diusulkan untuk menggunakan clear well. DAFTAR PUSTAKA 1., Monitoring Production Well # WMP-07, PT Pertamina EP Region Sumatra, Field Pangkalan Susu, 2005 2008. 2. Heppy Muswar, 2006: Engineered Chemistry. Combining Chemistry with Mechanical Engineering to Increase Productivity and Drive Down Well Costs, Weatherford Presentation (Jan.2006) KESIMPULAN DAN SARAN Dari uraian diatas dapat disimpulkan 1. Sumur WMP-07 dapat dioptimasi produksinya setelah dilakukan pekerjaan sumur (baik stimulasi ataupun reparasi), namun dengan cost yang relatif mahal. 2. Kenaikan produksi dengan stimulasi coiled tubing dan pekerjaan sumur (reparasi) memberikan respon kenaikan produksi yang cepat namun umurnya relatif pendek (tidak kontinyus). 3. Kenaikan produksi dari pencegahan scale dengan clear well tidak dapat diperoleh secara instan, membutuhkan waktu dan proses namun diharapkan prosesnya akan terus kontinyus 4. Secara ekonomis, clear well lebih murah dan secara teknis lebih mudah karena pemasangannya yang hanya membutuhkan waktu sekitar 1 2 jam saja tanpa membutuhkan perangkat kerja berat (rig, unit truck, crane).
Skema Penanggulangan Scale Skema pencegahan timbulnya scale Gambar 2. Skema Penanggulangan Scale Gambar 1. Skema Pencegahan Terbentuknya Scale Deposit
Ikatan Ahli Teknik Perminyakan Indonesia Performance Well # WMP-07 Gambar 3. Performance Produksi Sumur WMP-07 Gambar 5. Hasil Jajak Singker di Sumur WMP-07
Ikatan Ahli Teknik Perminyakan Indonesia Gambar 6. Proses Pemasangan Unit Clear Well di Sumur WMP-07 Gambar 6. Proses Pemasangan Unit Clear Well di Sumur WMP-07