bab i teknik reservoir
Post on 05-Jul-2018
238 Views
Preview:
TRANSCRIPT
-
8/16/2019 BAB I Teknik Reservoir
1/65
BAB I
TEKNIK RESERVOIR
Teknik reservoir merupakan cabang ilmu utama dari ilmu teknik
perminyakan yang memberikan fakta-fakta, informasi, dan pengetahuan yang
diperlukan untuk mengontrol operasi pengangkatan minyak dan gas bumi agar
memperoleh minyak dan gas yang maksimum dengan biaya yang ekonomis.
Reservoir merupakan suatu tempat terakumulasinya fluida hidrokarbon, gas
dan air. Proses akumulasi minyak bumi di bawah permukaan haruslah memenuhi beberapa syarat, yang merupakan unsur-unsur suatu reservoir minyak bumi.
Unsur-unsur yang menyusun reservoir adalah sebagai berikut :
. !atuan reservoir, sebagai wadah yang diisi dan di"enuhi oleh minyak bumi, gas
bumi atau keduanya. !iasanya batuan reservoir berupa lapisan batuan yang
porous dan permeable.
#. $apisan penutup %cap rock &, yaitu suatu lapisan batuan yang bersifat
impermeable, yang terdapat pada bagian atas suatu reservoir, sehingga
berfungsi sebagai penyekat fluida reservoir.
'. Perangkap reservoir %reservoir trap&, merupakan suatu unsur pembentuk
reservoir yang mempunyai bentuk sedemikian rupa sehingga lapisan beserta
penutupnya merupakan bentuk konkav ke bawah dan dan menyebabkan
minyak dan gas bumi berada dibagian teratas reservoir.
(arakteristik suatu reservoir sangat dipengaruhi oleh karakteristik batuan
penyusunnya, fluida reservoir yang menempatinya dan kondisi reservoir itu
sendiri, yang satu sama lain akan saling berkaitan
1.1. Karakteristik Batuan Reservoir
!atuan adalah kumpulan dari mineral-mineral, sedangkan suatu
mineral dibentuk dari beberapa ikatan kimia. (omposisi kimia dan "enis
mineral yang menyusunnya akan menentukan "enis batuan yang terbentuk.
-
8/16/2019 BAB I Teknik Reservoir
2/65
!atuan reservoir umumnya terdiri dari batuan sedimen, yang berupa
batupasir dan karbonat %sedimen klastik& serta batuan shale %sedimen non-
klastik& atau kadang-kadang volkanik. )asing-masing batuan tersebut
mempunyai komposisi kimia yang berbeda, demikian "uga dengan sifat
fisiknya.
1.1.1.Sifat Fisik Batuan Reservoir
a. Porositas
Porositas %φ& adalah perbandingan antara volume total batuan dengan
volume pori-pori batuan yang menggambarkan persentase dari total
ruang pori batuan yang tersedia untuk ditempati oleh suatu fluida
reservoir yaitu minyak, gas dan air. !esar-kecilnya porositas suatu batuan
akan menentukan kapasitas penyimpanan fluida reservoir. *ecara
matematis porositas dapat dinyatakan sebagai :
Vb
Vp
Vb
Vg Vb=
−=φ
(eterangan :
+b volume batuan total %bulk volume&
+g volume padatan batuan total %volume grain&
+p volume ruang pori-pori batuan.
Porositas batuan reservoir dapat diklasifikasikan men"adi dua, yaitu :
• Porositas absolut, adalah perbandingan antara volume pori total
terhadap volume batuan total yang dinyatakan dalam persen, atau
dengan persamaan sebagai berikut :
-volume bulk
total porivolume×=φ
• Porositas efektif, adalah perbandingan antara volume pori-pori yang
saling berhubungan terhadap volume batuan total %bulk volume&
yang dinyatakan dalam persen.
#
-
8/16/2019 BAB I Teknik Reservoir
3/65
-volume bulk
n berhubungayang porivolume×=φ
C o n n e c t e d o rE f e c t iv eP o ro s i t y
I s o l a t e d o rN o n - E f e c t iv eP o ro s i t y
To t a lP o ro s i t y
Gambar 1.1. Skema Perbandingan Porositas Efektif, Non-Efektif dan Porositas
Absolut Batuan
!erdasarkan waktu dan cara ter"adinya, maka porositas dapat "uga
diklasifikasikan men"adi dua, yaitu :
• Porositas primer, yaitu porositas yang terbentuk pada waktu yang
bersamaan dengan proses pengendapan berlangsung.
• Porositas sekunder, yaitu porositas batuan yang terbentuk setelah
proses pengendapan.
!esar-kecilnya porositas dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu
• Ukuran dan !entuk !utir
Ukuran butir tidak mempengaruhi porositas total dari seluruh
batuan, tetapi mempengaruhi besar kecilnya pori-pori antar butir.
*edangkan bentuk butir didasarkan pada bentuk penyudutan
%keta"aman& dari pinggir butir. *ebagai standar dipakai bentuk bola,
"ika bentuk butiran mendekati bola maka porositas batuan akan lebih
meningkat dibandingkan bentuk yang menyudut.
'
-
8/16/2019 BAB I Teknik Reservoir
4/65
• /istribusi dan Penyusunan !utiran
/istribusi dan penyusunan butiran adalah penyebaran dari berbagai macam besar butir yang tergantung pada proses sedimentasi
dari batuan. Umumnya, "ika batuan tersebut diendapkan oleh arus
kuat maka besar butir akan sama besar. *edangkan susunan adalah
pengaturan butir saat batuan diendapkan.
9 0 o
9 0 o
9 0 o
a . C u b i c ( p o r o s i t y = 4 ! " # $
9 0 o
9 0 o
9 0 o
b . % & o ' b o & e d ra l ( p o r o s it y = ) ! 9 " # $
Gambar 1.2. Pengaruh Susunan Butir Terhada Porositas
• /era"at *ementasi dan (ompaksi
(ompaksi batuan akan menyebabkan makin mengecilnya pori
batuan akibat adanya penekanan susunan batuan men"adi rapat.
*edangkan sementasi pada batuan akan menutup pori-pori batuan
tersebut.0dapun gambaran dari berbagai faktor tersebut di atas dapat
dibuktikan dari hasil penelitian yang dilakukan oleh 1an2 dengan
0lat yang digunakan sieve analysis sebagaimana yang terlihat pada
gambar berikut :
3
-
8/16/2019 BAB I Teknik Reservoir
5/65
Gambar 1.!. "istribusi #umulatif $kuran Butiran dari Gra%&a'ke
a(. Batu asir b(. Shal%sand
!erikut ini adalah ukuran porositas yang sering digunakan sebagai
pegangan di lapangan:
Tabel 1.1. $kuran Porositas di )aangan
b. Permeabilitas
Permeabilitas didefinisikan sebagai ukuran suatu ruang pori batuan
yang dapat dialiri atau dilewati fluida. /efinisi kuantitatif permeabilitas
pertama-tama dikembangkan oleh Henry Darcy %456& dalam hubungan
empiris dengan bentuk differensial sebagai berikut :
d$
dP7
k v
µ−=
(eterangan :
v kecepatan aliran, cm8sec
µ viskositas fluida yang mengalir, cp
5
Porositas (%) Kuaitas
! " # 9elek sekali
# " 1! 9elek
1! " 1# *edang
1# " $! !aik $! *angat bagus
-
8/16/2019 BAB I Teknik Reservoir
6/65
dP8d$ gradien tekanan dalam arah aliran, atm8cm
k permeabilitas media berpori.
0sumsi-asumsi yang digunakan dalam persamaan diatas adalah:
. 0lirannya mantap % steady state&,
#. luida yang mengalir satu fasa,
'. +iskositas fluida yang mengalir konstan,
3. (ondisi aliran isothermal, dan
5. ormasinya homogen dan arah alirannya hori2ontal.
6. luidanya incompressible.
!erdasarkan "umlah fasa yang mengalir dalam batuan reservoir,
permeabilitas dibedakan men"adi tiga, yaitu :
• Permeabilitas absolut, adalah yaitu dimana fluida yang mengalir
melalui media berpori tersebut hanya satu fasa, misalnya hanya minyak
atau gas sa"a.
• Permeabilitas efektif, yaitu permeabilitas batuan dimana fluida yang
mengalir lebih dari satu fasa, misalnya minyak dan air, air dan gas, gas
dan minyak atau ketiga-tiganya.
• Permeabilitas relatif, merupakan perbandingan antara permeabilitas
efektif dengan permeabilitas absolut.
*atuan permeabilitas dalam percobaan ini adalah :
&atm%&PP%.&cm.s;%0&cm%$.¢ipoise%.sec&8cm%
-
8/16/2019 BAB I Teknik Reservoir
7/65
k
k k oro = ,
k
k k
grg = , .
k
k k wrw =
*edangkan besarnya harga permeabilitas efektif untuk minyak dan air
dinyatakan dengan persamaan :
&PP%.0
$..<k
#
ooo −
µ=
&PP%.0
$..<k
#
www −
µ=
>arga-harga k o dan k w pada Persamaan diatas "ika diplot terhadap *o
dan *w akan diperoleh hubungan seperti yang ditun"ukkan pada ?ambar
berikut ini :
E f e c t i v e P e r ' e a b i l i t y t o * a t e r ! +
,
E f e c t i v e P e r ' e a b i l i t y t o - i l ! +
o
-il .aturation! .o
*ater .aturation! .,
0
/
0
/
0
/0
/
Gambar 1.*. #ur+a Permeabilitas Efektif $ntuk Sistem in%ak dan Air
?ambar diatas menun"ukkan bahwa k o pada *w dan pada *o
akan sama dengan k absolut, demikian "uga untuk harga k absolutnya %titik
0 dan !&
0da tiga hal penting untuk kurva permeabilitas efektif sistem minyak-
air , yaitu :
• k o akan turun dengan cepat "ika *w bertambah dari nol, demikian "uga
k w akan turun dengan cepat "ika *w berkurang dari satu, sehingga dapat
@
-
8/16/2019 BAB I Teknik Reservoir
8/65
dikatakan untuk *o yang kecil akan mengurangi la"u aliran minyak
karena k o-nya yang kecil, demikian pula untuk air.
• k o akan turun men"adi nol, dimana masih ada saturasi minyak dalam
batuan %titik A& atau disebut Residual =il *aturation %*or &, demikian
"uga untuk air yaitu %*wr &.
c. *aturasi luida
*aturasi fluida batuan didefinisikan sebagai perbandingan antara
volume pori-pori batuan yang ditempati oleh suatu fluida tertentu dengan
volume pori-pori total pada suatu batuan berpori. /alam batuan reservoir
minyak umumnya terdapat lebih dari satu macam fluida, kemungkinan
terdapat air, minyak, dan gas yang tersebar ke seluruh bagian reservoir.
*ecara matematis, besarnya saturasi untuk masing-masing fluida dituliskan
dalam persamaan berikut :
• *aturasi minyak %*o& adalah :
total pori porivolume
yak minolehdiisiyang pori porivolume*o
−
−=
• *aturasi air %*w& adalah :
total pori porivolume
air olehdiisiyang pori porivolume*w −
−=
• *aturasi gas %*g& adalah :
total pori porivolume
gasolehdiisiyang pori porivolume*g
−
−=
9ika pori-pori batuan diisi oleh gas-minyak-air maka berlaku hubungan :
*g B *o B *w
*edangkan "ika pori-pori batuan hanya terisi minyak dan air, maka :
*o B *w
4
-
8/16/2019 BAB I Teknik Reservoir
9/65
d. Cettabilitas
Cettabilitas didefinisikan sebagai suatu kemampuan batuan untuk
dibasahi oleh fasa fluida, "ika diberikan dua fluida yang tak saling campur
%immisible&. Pada bidang antar muka cairan dengan benda padat ter"adi
gaya tarik-menarik antara cairan dengan benda padat %gaya adhesi&, yang
merupakan faktor dari tegangan permukaan antara fluida dan batuan.
Pada umumnya reservoir bersifat water wet , sehingga air cenderung
untuk melekat pada permukaan batuan sedangkan minyak akan terletak
diantara fasa air. 9adi minyak tidak mempunyai gaya tarik-menarik dengan
batuan dan akan lebih mudah mengalir.
e. Tekanan (apiler
Tekanan kapiler %Pc& didefinisikan sebagai perbedaan tekanan yang
ada antara permukaan dua fluida yang tidak tercampur %cairan-cairan atau
cairan-gas& sebagai akibat dari ter"adinya pertemuan permukaan yang
memisahkan kedua fluida tersebut. Perbedaan tekanan dua fluida ini
adalah perbedaan tekanan antara fluida Dnon-wetting fasaE %Pnw& dengan
fluida Dwetting fasaE %Pw&.
Pc Pnw - Pw
/imana:
Pc Tekanan kapiler
Pnw Tekanan non wetting fasa
Pw Tekanan wetting fasa
f. (ompressibilitas
Pada formasi batuan kedalaman tertentu terdapat dua gaya yang
beker"a padanya, yaitu gaya akibat beban batuan diatasnya %overburden&
dan gaya yang timbul akibat adanya fluida yang terkandung dalam pori-
pori batuan tersebut. Pada keadaan statik, kedua gaya berada dalam
keadaan setimbang. !ila tekanan reservoir berkurang akibat pengosongan
F
-
8/16/2019 BAB I Teknik Reservoir
10/65
fluida, maka kesetimbangan gaya ini terganggu, akibatnya ter"adi
penyesuaian dalam bentuk volume pori-pori, dan perubahan batuan.
1.$. Karakteristik Fui&a Reservoir
luida reservoir yang terdapat dalam ruang pori-pori batuan reservoir
pada tekanan dan temperatur tertentu, secara alamiah merupakan
campuran yang sangat kompleks dalam susunan atau komposisi kimianya.
)engetahui sifat-sifat dari fluida hidrokarbon untuk memperkirakan
cadangan akumulasi hidrokarbon, menentukan la"u aliran minyak atau gas
dari reservoir menu"u dasar sumur, mengontrol gerakan fluida dalam
reservoir dan lain-lain.
1.$.1. Ko'osisi Ki'ia Fui&a Reservoir
luida reservoir terdiri dari hidrokarbon dan air formasi. >idrokarbon
terbentuk di alam, dapat berupa gas, 2at cair ataupun 2at padat. *edangkan
air formasi merupakan air yang di"umpai bersama-sama dengan endapan
minyak.
*edangkan hidrokarbon sendiri, selain mengandung hidrogen %>& dan
karbon %A& "uga mengandung unsur-unsur senyawa lain, terutama
belerang, nitrogen dan oksigen. /alam sub bab ini akan dibicarakan
mengenai komposisi kimia dari ketiga kategori tersebut diatas.
1.$.1.1. Ko'osisi Ki'ia i&rokar*on
!entuk dari senyawa hidrokarbon merupakan senyawa alamiah, dapat
berupa gas, cair atau padatan tergantung dari komposisinya yang khusus
serta tekanan dan temperatur yang mempengaruhinya. Gndapan
hidrokarbon yang berbentuk cair dikenal sebagai minyak bumi,
sedangkan yang berbentuk gas dikenal sebagai gas bumi.
>idrokarbon adalah senyawa yang terdiri dari atom karbon dan
hidrogen. *enyawa karbon dan hidrogen mempunyai banyak variasi,
-
8/16/2019 BAB I Teknik Reservoir
11/65
yang berdasarkan "enis rantai ikatannya dibagi men"adi dua golongan,
yaitu :
1. +oon,an Asikik (Parafin)
>idrokarbon "enis ini mempunyai rantai ikatan antar atom yang
terbuka, terdiri dari hidrokarbon "enuh dan hidrokarbon tak
"enuh.?olongan asiklis atau alifat disebut "uga alkan atau parafin.
?olongan asilklis dapat dibagi men"adi dua golongan, yaitu golongan
hidrokarbon "enuh dan tak "enuh.
$. +oon,an Sikik
*edangkan hidrokarbon golongan siklik mempunyai rantai
tertutup %susunan cincin&. ?olongan ini terdiri dari naftena dan
aromatik. ?olongan siklis dibagi men"adi dua golongan, yaitu
golongan naftena dan golongan aromatik.
1.$.1.$. Ko'osisi Ki'ia Non-i&rokar*on
*elain mengandung unsur hidrogen dan karbon %>A&, pada minyak
bumi "uga terdapat komposisi unsur belerang, nitrogen, oksigen serta
unsur lain dengan prosentase yang sedikit.
. *enyawa !elerang
(adar belerang dalam minyak bumi bervariasi antara 3
sampai 6 beratnya. (andungan minyak bumi yang terdapat di
Hndonesia merupakan minyak bumi yang mempunyai kadar belerang
relatif rendah, yaitu rata-rata . /istribusi belerang dalam fraksi-fraksi minyak bumi akan bertambah sesuai dengan bertambahnya
berat fraksi.
#. *enyawa =ksigen
(adar oksigen dalam minyak bumi bervariasi antara sampai
# beratnya. Peningkatan kadar oksigen dalam minyak bumi dapat
ter"adi karena kontak minyak bumi dan udara. >al ini disebabkan
adanya proses oksidasi minyak bumi dengan oksigen dari udara.
-
8/16/2019 BAB I Teknik Reservoir
12/65
'. *enyawa 1itrogen
(adar nitrogen dalam minyak bumi pada umumnya rendah dan
bervariasi pada kisaran , sampai # beratnya. *enyawa nitrogen
terdapat dalam semua fraksi minyak bumi, dengan konsentrasi yang
semakin tinggi pada fraksi-fraksi yang mempunyai titik didih yang
lebih tinggi. *enyawa nitrogen yang sering terdapat dalam minyak
bumi antara lain adalah piridin, ;inoloin, indol dan karbosol.
1.$.1. Ko'osisi Ki'ia Air For'asi
0ir formasi atau disebut Dconnate waterE mempunyai komposisi kimia
yang berbeda-beda antara reservoir yang satu dengan yang lainnya.
/ibandingkan dengan air laut, air formasi ini rata-rata memiliki kadar
garam yang lebih tinggi, sangat berhubungan dengan ter"adinya
penyumbatan pada formasi dan korosi pada peralatan di bawah dan di
atas permukaan. 0ir formasi tersebut terdiri dari bahan-bahan mineral,
misalnya kombinasi metal-metal alkali dan alkali tanah, belerang, oksida
besi, dan aluminium serta bahan-bahan organis seperti asam nafta dan
asam gemuk. *edangkan komposisi ion-ion penyusun air formasi terdiri
dari kation-kation Aa, )g, e, !a, dan anion-anion chlorida, A= ', >A=',
dan *=3.
1.$.$ Sifat Fisik Fui&a Reservoir
luida reservoir terdiri dari fluida hidrokarbon dan air formasi.
>idrokarbon sendiri terdiri dari fasa cair %minyak bumi& maupun fasa gas,
yang tergantung pada kondisi %tekanan dan temperatur& reservoir yang
ditempati. Perubahan kondisi reservoir akan mengakibatkan perubahan
fasa serta sifat fisik fluida reservoir.
1.$.$.1 Sifat Fisik /in0ak
#
-
8/16/2019 BAB I Teknik Reservoir
13/65
*ifat-sifat minyak bumi yaitu densitas, viskositas, faktor volume
formasi dan kompressibilitas.
1. ensitas /in0ak
/ensitas didefinisikan sebagai perbandingan berat masa suatu
substansi dengan volume dari unit tersebut, sehingga densitas minyak
%ρo& merupakan perbandingan antara berat minyak %lb& terhadap volume
minyak %cuft&. /ensitas minyak biasanya dinyatakan dalam specific
gravity minyak %γ o&, yang didefinisikan sebagai perbandingan densitas
minyak terhadap densitas air, yang secara matematis, dituliskan :
w
oo
ρ
ρ=γ
(eterangan :
γ o specific gravity minyak
ρo densitas minyak, lb8cuft
ρw densitas air, lb8cuft
Hndustri perminyakan seringkali menyatakan specific gravity
minyak dalam satuan o0PH, yang dinyatakan dengan persamaan sebagai
berikut :
o0PH 5,'5,3
o
−γ
$. Faktor Vou'e For'asi /in0ak
aktor volume formasi minyak %!o& didefinisikan sebagai volume
minyak dalam barrel pada kondisi standar yang ditempati oleh satu
stock tank barrel minyak termasuk gas yang terlarut. 0tau dengan kata
lain sebagai perbandingan antara volume minyak termasuk gas yang
terlarut pada kondisi reservoir dengan volume minyak pada kondisi
standard %3,@ psi, 6 °&. *atuan yang digunakan adalah bbl8stb.
Perhitungan !o secara empiris %Standing & dinyatakan dengan
persamaan :
'
-
8/16/2019 BAB I Teknik Reservoir
14/65
!o .F@# B %.3@ . .@5&
T#5..R :o
gs +
γ γ =
(eterangan :
R s kelarutan gas dalam minyak, scf8stb
γ o specific gravity minyak, lb8cuft
γ g specific gravity gas, lb8cuft
T temperatur, o.
Perubahan !o terhadap tekanan untuk minyak mentah "enuh
ditun"ukkan oleh ?ambar .. Tekanan reservoir awal adalah Pi dan
harga awal faktor volume formasi adalah !oi. /engan turunnya tekanan
reservoir dibawah tekanan buble point, maka gas akan keluar dan ! o
akan turun.
% e s e r v o i r p r e s s u r e ! p s i a
o b
0
P b 1 o r '
a t i o n -
2 o l u '
e 1
a c t o r ! 0
o
/
Gambar 1.. ubungan antara Tekanan dan /aktor 0olume /ormasi in%ak Bo(
1. Kearutan +as &aa' /in0ak (elarutan gas %R s& adalah banyaknya *A gas yang terlarut dalam
satu *T! minyak pada kondisi standar 3,@ psi dan 6 °, ketika
minyak dan gas masih berada dalam tekanan dan temperatur reservoir.
3
-
8/16/2019 BAB I Teknik Reservoir
15/65
Pada grafik hubungan antara tekanan dan kelarutan gas dalam
minyak %Rs&, bila temperatur dianggap tetap maka Rs akan naik bila
tekanan naik, kecuali "ika tekanan gelembung telah terlewati, maka
harga Rs akan konstan untuk minyak tidak "enuh.
Gambar 1.. ubungan antara Tekanan dan #elarutan Gas dalam in%ak
0da beberapa faktor yang dapat mempengaruhi kelarutan gas
dalam minyak, diantaranya adalah sebagai berikut:
• Tekanan Reservoir
!ila temperatur dianggap tetap maka Rs akan naik bila tekanan
naik, kecuali "ika tekanan gelembung telah terlewati, maka harga
Rs akan konstan untuk minyak tidak "enuh.
• Temperatur Reservoir
9ika tekanan dianggap tetap maka Rs akan turun "ika temperatur
naik.
• (omposisi )inyak
Pada temperatur dan tekanan tertentu Rs akan naik dengan
turunnya berat "enis minyak atau naiknya 0PH.
$. Ko'ressi*iitas /in0ak
(ompressibilitas minyak didefinisikan sebagai perubahan volume
minyak akibat adanya perubahan tekanan, secara matematis dapat
dituliskan sebagai berikut:
5
-
8/16/2019 BAB I Teknik Reservoir
16/65
∆∆
−=P
+
+
Ao
3. Viskositas /in0ak
+iskositas didefinisikan sebagai ketahanan internal suatu fluida
untuk mengalir. !ila tekanan reservoir mula-mula lebih besar dari
tekanan gelembung %bubble point pressure&, maka penurunan tekanan
akan memperkecil viscositas minyak %Io&. *etelah mencapai Pb,
penurunan tekanan selan"utnya akan menaikkan harga viscositas
minyak %Io& dan dengan semakin naiknya temperatur reservoir akan
menurunkan harga viscositas minyak %Io&. >ubungan antara tekanan
dan viscositas minyak dapat dilihat pada ?ambar .'.
Gambar 1.3. ubungan antara Tekanan dan 0is'ositas in%ak
*ecara matematis, besarnya viskositas dapat dinyatakan dengan
persamaan :
v
y7
0
:
∂
∂=µ
(eterangan :
µ viskositas, gr8%cm.sec&
shear stress
0 luas bidang paralel terhadap aliran, cm#
v8y ∂∂
gradient kecepatan, cm8%sec.cm&.
6
-
8/16/2019 BAB I Teknik Reservoir
17/65
1.$.$.$. Sifat Fisik +as
*ifat fisik gas yang akan dibahas adalah spesific gravity, faktor
volume formasi gas, kompresibilitas gas, faktor kompressibilitas gas,
viscositas gas.
1. ensitas +as
/ensitas atau berat "enis gas didefinisikan sebagai perbandingan
antara rapatan gas tersebut dengan rapatan suatu gas standar.
!iasanya yang digunakan sebagai gas standar adalah udara kering.
*ecara matematis berat "enis gas dirumuskan sebagai berikut :
u
ogas!9 ρ
ρ=
$. Faktor Vou'e For'asi +as
aktor volume formasi gas %!g& didefinisikan sebagai besarnya
perbandingan volume gas pada kondisi tekanan dan temperatur
reservoir dengan volume gas pada kondisi standar %6 °, 3,@ psia&.
Pada faktor volume formasi ini berlaku hukum Boyle - Gay Lussac.
!ila satu standar cubic feet ditempatkan dalam reservoir dengan
tekanan Pr dan temperatur Tr , maka rumus - rumus gas dapat
digunakan untuk mendapatkan hubungan antara kedua keadaan dari
gas tersebut, yaitu :
r r
r r
r r
TJ
+P
TJ
+P=
Untuk harga P dan T dalam keadaan standar, maka diperoleh :
cuftP
TJ#4'.+
r
r r r =
Untuk keadaan standar, maka +r %cuft& harus dibagi dengan scf
untuk mendapatkan volume standar. 9adi faktor volume formasi gas
%!g& adalah :
@
-
8/16/2019 BAB I Teknik Reservoir
18/65
scf 8cuftP
TJ#4'.!
r
r r g =
/alam satuan bbl 8 scf, besarnya !g adalah :
scf 8 bblP
TJ53.!
r
r r g =
. Ko'resi*iitas +as
(ompresibilitas gas didefinisikan sebagai perubahan volume gas
yang disebabkan oleh adanya perubahan tekanan yang
mempengaruhinya. (ompresibilitas gas didapat dengan persamaan :
pc
pr g
P
AA =
(eterangan :
Ag kompresibilitas gas, psia-
A pr pseudo reduced kompresibilitas, psia- ,
A pc pseudocritical pressure, psia
2. Vis3ositas +as
+iscositas merupakan ukuran tahanan gas terhadap aliran.
+iscositas gas hidrokarbon umumnya lebih rendah daripada
viscositas gas non hidrokarbon. +iscositas gas akan berbanding lurus
dengan temperatur dan berbanding terbalik dengan berat
molekulnya. 9adi bila berat molekulnya bertambah besar, maka
viscositasnya akan mengecil, sedangkan bila temperaturnya naik,
maka viscositasnya akan semakin besar.
/alam viscositas sifat-sifat gas akan berlawanan dengan cairan.
Untuk gas sempurna, viscositasnya tidak tergantung pada tekanan.
!ila tekanannya dinaikkan, maka gas sempurna akan berubah
men"adi gas tidak sempurna dan sifat-sifatnya akan mendekati sifat-
sifat cairan.
4
-
8/16/2019 BAB I Teknik Reservoir
19/65
#. Faktor eviasi +as
Penyelesaian masalah aliran gas, baik di reservoir, tubing, dan
pipa produksi membutuhkan hubungan yang menerangkan tekanan,
volume, dan temperatur. Untuk gas yang ideal hubungan tersebut
dinyatakan oleh persamaan keadaan :
P.+n.R.T
dimana :
P tekanan, psia
+ volume, scf
n "umlah mol, lb-mol
T temperatur, oR
R konstanta gas .@' , cuft8lb-mol
?as yang bersifat sebagai gas nyata 8 real gas memiliki
persamaan diatas men"adi :
P.+n.2.R.T
Gambar 1.4 /aktor #omressibilitas untuk Natural Gas
F
-
8/16/2019 BAB I Teknik Reservoir
20/65
1.$.$.. Sifat Fisik Air For'asi
*ifat fisik minyak yang akan dibahas adalah densitas, viskositas,
kelarutan gas dalam air formasi, kompressibilitas air formasi dan faktor
volume air formasi.
. /ensitas 0ir ormasi
/ensitas air formasi dinyatakan dalam massa per volume,
specific volume yang dinyatakan dalam volume per satuan massa
dan specific gravity, yaitu densitas air formasi pada suatu kondisi
tertentu yaitu pada tekanan 3,@ psi dan temperatur 6 °. !eberapa
satuan yang umum digunakan untuk menyatakan sifat-sifat air murni
pada kondisi standard adalah sebagai berikut : ,FFF gr8cc K 4,''3
lb8galK 6#,'3 lb8cuftK '5 lb8bbl %U*&K ,63 cuft8lb
#. aktor +olume ormasi 0ir ormasi
aktor volume air formasi %!w& menun"ukkan perubahan volume
air formasi dari kondisi reservoir ke kondisi permukaan. aktor
volume formasi air formasi ini dipengaruhi oleh tekanan dan
temperatur, yang berkaitan dengan pembebasan gas dan air dengan
turunnya tekanan, pengembangan air dengan turunnya tekanan dan
penyusutan air dengan turunnya temperatur. >arga faktor volume
formasi air-formasi dapat ditentukan dengan menggunakan
persamaan sebagai berikut:
!w % B ∆+wp&% B ∆+wt&
(eterangan :
!w faktor volume air formasi, bbl8bbl
∆+wt penurunan volume sebagai akibat penurunan suhu,o
∆+wp penurunan volume selama penurunan tekanan, psi
#
-
8/16/2019 BAB I Teknik Reservoir
21/65
'. (elarutan ?as dalam 0ir ormasi
Standing dan Dodson telah menentukan kelarutan gas dalam air
formasi sebagai fungsi dari tekanan dan temperatur. )ereka
menggunakan gas dengan berat "enis ,655 dan mengukur kelarutan
gas ini dalam air murni serta dua contoh air asin.
3. (ompressibilitas 0ir ormasi
(ompresibilitas air formasi didefinisikan sebagai perubahan
volume yang disebabkan oleh adanya perubahan tekanan yang
mempengaruhinya. !esarnya kompressibilitas air murni %A pw&
tergantung pada tekanan, temperatur dan kadar gas terlarut dalam air
murni. *ecara matematik, besarnya kompressibilitas air murni dapat
ditulis sebagai berikut :
Twp
P+
+A
∆∆−=
(eterangan :
Awp kompressibilitas air murni, psi L
+ volume air murni, bbl
∆+K∆P perubahan volume %bbl& dan tekanan %psi& air murni
5. +iskositas 0ir ormasi
!esarnya viskositas air formasi %µw& tergantung pada tekanan,
temperatur dan salinitas yang dikandung air formasi tersebut.
+iskositas air murni pada tekanan atmosfir dan pada tekanan @
psia serta viskositas air pada kadar garam 6 pada tekanan atmosfir.
1.. Kon&isi Reservoir
(ondisi reservoir meliputi tekanan reservoir dan temperatur
reservoir, yang ternyata sangat berpengaruh terhadap sifat fisik batuan
#
-
8/16/2019 BAB I Teknik Reservoir
22/65
maupun fluida reservoir. (ondisi reservoir berhubungan dengan
kedalamaan reservoir. *ehingga untuk reservoir yang berbeda, kondisinya
"uga akan berbeda tergantung kedalamannya, pada umumnya bersifat linier
walaupun sering ter"adi penyimpangan.
1... Tekanan reservoir
0danya tekanan reservoir yang disebabkan oleh gradien kedalaman,
maka akan menyebabkan ter"adinya aliran fluida di dalam formasi ke
dalam lubang sumur yang mempunyai tekanan relatif rendah. !esarnya
tekanan reservoir ini akan berkurang dengan adanya kegiatan produksi.
1..1.1. Tekanan i&rostatis
Tekanan >idrostatis merupakan suatu tekanan yang timbul akibat
adanya fluida yang mengisi pori-pori batuan, desakan oleh ekspansi gas,
dan desakan oleh gas yang membebaskan diri dari larutan akibat
penurunan tekanan selama proses produksi berlangsung. *ecara empiris
dapat dituliskan sebagai berikut :
! "h =
D "h γ 5#.=
(eterangan :
"h tekanan, psi
! gaya beker"a pada daerah satuan luas yang bersangkutan, lb
luas permukaan yang menerima gaya, inch#
M densitas fluida rata-rata, lb8gallon
/ tinggi kolam fluida, ft
1..1.$. Tekanan Over*ur&en
Tekanan overburden adalah tekanan yang diderita oleh formasi
akibat berat batuan diatasnya.
!esarnya gradien tekanan overburden yang normal biasanya
dianggap sebesar psi8ft, yaitu diambil dengan menganggap berat "enis
##
-
8/16/2019 BAB I Teknik Reservoir
23/65
batuan rata-rata #,' dari berat "enis air. *edangkan besarnya gradien
tekanan air adalah ,3'' psi8ft maka gradien tekanan overburden sebesar
#,' 7 ,3'' psi8ft psi8ft.
1..1. Tekanan Nor'a
Tekanan formasi normal adalah suatu tekanan formasi dimana
tekanan hidrostatik fluida formasi dalam keadaan normal sama dengan
tekanan kolom cairan yang ada dalam dasar formasi sampai permukaan.
!ila isi dari kolom yang terisi berbeda cairannya maka besarnya tekanan
hidrostatis akan berbeda.
?radien tekanan berhubungan dengan lingkungan pengendapan
geologi. (arena pada umumnya sedimen diendapakan pada lingkungan
air garam, maka banyak tempat di dunia ini mempunyai gradien tekanan
antara ,3'' psi8ft sampai ,365 psi8ft. 9adi formasi yang mempunyai
gradien tekanan formasi antara ,3'' psi8ft samapi ,365 psi8ft
merupakan tekanan normal.
1..1.2. Tekanan Su*nor'a
Tekanan formasi subnormal adalah formasi yang mempunyai gradien
tekanan dibawah ,3'' psi8ft. Tekanan subnormal diakibatkan adanya
rekahan-rekahan batuan.
1..1.#. Tekanan A*nor'a
Tekanan abnormal adalah tekanan formasi yang mempunyai gradien
tekanan lebih besar dari harga ,365 psi8ft.
1..$. Te'eratur Reservoir
!erdasarkan anggapan bahwa inti bumi berisi magma yang sangat
panas, maka dengan bertambahnya kedalaman temperaturnya akan naik.
!esar kecilnya kenaikan temperatur ini akan tergantung pada gradient
temperaturnya yang biasa disebut sebagai gradient geothermis. !esaran
gradient geothermis ini bervariasi dari satu tempat ke tempat lain, dimana
harga rata-ratanya adalah #N8 ft. ?radient geothermis yang tertinggi
#'
-
8/16/2019 BAB I Teknik Reservoir
24/65
adalah 3N8 ft, sedangkan yang terendah adalah .5 N8 ft. +ariasi
yang kecil dari gradient geothermis ini disebabkan oleh sifat konduktivitas
thermal beberapa "enis batuan.
1.2. 4enis-4enis Reservoir
9enis-"enis reservoir dapat dikelompokkan men"adi tiga yaitu :
berdasarkan perangkap reservoir, fasa fluida, dan mekanisme pendorong.
1.2.1 Ber&asarkan Fasa Fui&a i&rokar*on
asa merupakan bagian dari 2at yang mempunyai sifat yang nyata,
yang memiliki sifat-sifat fisika dan kimia secara seragam dalam
keseluruhan. asa yang penting yang terdapat dalam produksi hidrokarbon
adalah fasa cair %minyak atau kondensat& dan fasa gas %gas alam&. /iagram
fasa adalah diagram tekanan dan temperatur yang merupakan fungsi
komposisi akumulasi hidrokarbon pada suatu reservoir.
1.2.$.1. Reservoir /in0ak
Reservoir minyak dibagi men"adi dua bagian besar, yaitu reservoir minyak
"enuh dan resevoir minyak tak "enuh.
1. Reservoir /in0ak 4enu5
Reservoir minyak "enuh adalah reservoir dimana cairan
%minyak& dan gas terdapat bersama-sama dalam keseimbangan.
(eadaan ini bisa ter"adi pada P dan T reservoir terdapat dibawah
garis gelembung. Titik awal dari tekanan reservoir berada dibawah
titik Pbnya, sehingga fluida reservoir ada dua fasa yaitu fasa gas dan
minyak %sebagai fasa cair&. Penurunan Pres akan merubah harga ?=R
produksi sebagai akibat terbebaskannya gas dari larutan.
$. Reservoir /in0ak Tak 4enu5
Reservoir minyak dikatakan tak "enuh apabila dalam reservoir
hanya mengandung satu macam fasa sa"a yaitu cairan %minyak&.
(eadaan ini dapat ter"adi bila tekanan reservoirnya lebih tinggi dari
#3
-
8/16/2019 BAB I Teknik Reservoir
25/65
tekanan gelembungnya. Pada reservoir tak "enuh cenderung
mengandung komponen berat yang relatif lebih banyak
dibandingkan dengan reservoir minyak "enuh sehingga hasil yang
diperoleh di permukaan berlainan.
0danya perbedaan fasa hidrokarbon berupa cairan seperti
minyak dan fasa gas dipengaruhi karna adanya perubahan suhu
maupun tekanan di dalam reservoir. Perubahan suhu dan tekanan
tersebut yang menyebabkan ter"adi perubahan fasa selama per"alanan
hidrokarbon dari reservoir ke permukaan pada waktu hidrokarbon
tersebut diproduksikan. (eadaan ini biasanya digambarkan dengan
diagram fasa. /engan diagram fasa ini maka reservoir dapat dibagi
men"adi beberapa "enis tergantung keberadaan fluidanya, yaitu4
a. !lack oil
Black #il terdiri dari variasi rantai hidrokarbon termasuk
molekul-molekul yang besar, berat dan tidak mudah menguap
%nonvolatile&. /iagram fasa-nya mencakup rentang temperatur
yang luas. /iagram fasa dari black oil secara umum
ditun"ukkan pada ?ambar .@. ?aris pada lengkungan fasa
mewakili volume cairan yang konstan, diukur sebagai
persentase dari volume total. ?aris-garis ini disebut iso-vol
atau garis kualitas. ?aris vertikal -#-' menandakan penurunan
tekanan pada temperatur konstan yang ter"adi di reservoir
selama produksi. Tekanan dan temperatur separator yangterletak di permukaan "uga ditandai.
(etika tekanan reservoir berada pada garis -#, minyak
dikatakan dalam keadaan tak "enuh %undersaturated & karena
minyak dapat melarutkan banyak gas pada kondisi ini. 9ika
tekanan reservoir berada pada titik - #, minyak berada pada
titik gelembungnya dan dikatakan dalam keadaan "enuh
% saturated &.
#5
-
8/16/2019 BAB I Teknik Reservoir
26/65
)inyak mengandung sebanyak mungkin larutan gas
yang dapat dikandungnya. Penurunan tekanan akan
membebaskan sebagian gas terlarut untuk membentuk fasa gas
bebas dalam reservoir.
*aat tekanan reservoir menurun mengikuti garis #-', gas
tambahan mengembang di dalam reservoir. +olume gas dalam
persentase adalah seratus dikurangi persentase cairan.
*ebenarnya minyak dalam keadaan "enuh di sepan"ang garis #-
'. Titik gelembung %titik - #& merupakan kasus istimewa dari
saturasi dimana muncul gelembung gas untuk pertama kali.
Gambar 1.5. "iagram /asa dari Bla'k 6il
?as tambahan yang mengembang dari minyak bergerak
dari reservoir ke permukaan. >al ini menyebabkan penyusutan
pada minyak. Calaupun demikian, kondisi separator yang
berada pada lengkungan fasa menun"ukkan bahwa "umlah
cairan yang relatif cukup besar sampai di permukaan. 0pabila
diproduksikan maka minyak berat ini biasanya menghasilkan
#6
-
8/16/2019 BAB I Teknik Reservoir
27/65
gas oil ratio permukaan sebesar 5 scf8stb dengan gravity
'o0PH atau lebih. Aairan produksi biasanya berwarna hitam
dan lebih pekat lagi.
b. +olatile oil
Volatile oil mengandung relatif lebih sedikit molekul-
molekul berat dan lebih banyak intermediates %yaitu etana
sampai heksana& dibanding black oil . /iagram fasa dari
volatile oil secara umum ditun"ukkan pada ?ambar .4.
Gambar 1.17. "iagram /asa dari 0olatile 6il
Rentang harga temperatur yang tercakup lebih kecil
daripada black oil . Temperatur kritik-nya "auh lebih kecil
daripada black oil , bahkan mendekati temperatur reservoir.
$so-vol -nya "uga tidak seragam "araknya, tetapi cenderung
melengkung ke atas di depan garis titik gelembung. ?aris
vertikal menun"ukkan "alur penurunan tekanan pada temperatur
konstan selama produksi. >arap diperhatikan bahwa
penurunan yang kecil pada tekanan di bawah titik gelembung,
#@
-
8/16/2019 BAB I Teknik Reservoir
28/65
titik-#, menyebabkan bebasnya se"umlah besar gas di reservoir.
*uatu volatile oil dapat men"adi gas sebesar 5 di reservoir
pada tekanan hanya beberapa ratus psi di bawah tekanan
gelembung. $so-vol dengan persentase cairan "auh lebih kecil
melintasi kondisi separator. =leh karena itu disebut volatile oil
%minyak yang mudah menguap&. 0pabila diproduksikan maka
minyak ringan ini biasanya menghasilkan gas oil ratio
permukaan sebesar kurang lebih 4 scf8stb dengan gravity
sekitar 5o0PH. Aairan produksi biasanya berwarna gelap.
c. Reservoir %etrograde Gas
/iagram fasa untuk retrograde gas lebih kecil daripada
untuk minyak dan titik kritik-nya berada "auh di arah bawah
dari lengkungan. Perubahan tersebut merupakan akibat dari
kandungan retrograde gas yang terdiri dari lebih sedikit
hidrokarbon berat daripada minyak. /iagram fasa dari
retrograde gas memiliki temperatur kritik lebih kecil dari
temperatur reservoir dan cricondentherm lebih besar daripada
temperatur reservoir.
Gambar 1.11. "iagram /asa dari 8etrograde Gas
!ersamaan dengan menurunnya tekanan reservoir,
retrograde gas memberikan titik embun, titik-#. /engan
#4
-
8/16/2019 BAB I Teknik Reservoir
29/65
menurunnya tekanan, cairan mengembun dari gas untuk
membentuk cairan bebas di reservoir. Aairan ini sebagian tidak
mengalir dan tidak dapat diproduksi. 9alur tekanan reservoir
pada diagram fasa menun"ukkan bahwa pada beberapa tekanan
yang rendah cairan mulai mengembun. >al ini ter"adi di
laboratoriumK walaupun demikian, ada kemungkinan hal ini
tidak ter"adi secara luas di reservoir karena selama produksi
keseluruhan komposisi dari fluida reservoir berubah.
d. Reservoir ?as (ering &Dry Gas'
*uatu reservoir gas kering akan mengandung fraksi ringan
seperti methana dan ethana dalam "umlah banyak serta sedikit
fraksi yang lebih berat. Pada ?ambar .. ditun"ukkan bahwa
baik kondisi separator maupun kondisi reservoirnya akan tetap
pada daerah fasa tunggal. Untuk reservoir gas kering ini tidak
akan di"umpai adanya hidrokarbon cair akibat adanya proses
penurunan tekanan dan temperatur, baik pada kondisi di
permukaan maupun di reservoir. Hstilah kering disini diartikan
bebas dari hidrokarbon cair kecuali air formasi
Gambar 1.12. "iagram /asa "ari "r% Gas
#F
-
8/16/2019 BAB I Teknik Reservoir
30/65
e. (et Gas
Cet gas akan mengandung komponen %fraksi& berat lebih
besar dibandingkan reservoir gas kering sehingga akan
menghasilkan diagram fasa yang lebih besar dan menggeser
titik kritis pada temperatur yang lebih tinggi, seperti
ditun"ukkan pada ?ambar .. /ari gambar tersebut terlihat
bahwa fluida yang mengisi reservoir gas basah pada setiap saat
akan berbentuk fasa tunggal. Pada kondisi separator, reservoir
gas basah ini akan ditun"ukkan oleh adanya daerah dua fasa
dimana cairan yang dihasilkan merupakan hasil kondensasi
yang ter"adi di separator.
Perlu diperhatikan bahwa didalam reservoir gas basah
tidak akan ter"adi kondensasi retrograde isothermal selama
proses penurunan tekanan, cairan yang terbentuk dalam
separator dalam "umlah yang sedikit dan komponen berat yang
terdapat dalam campuran relatif kecil. /alam reservoir gas
basah biasanya ditun"ukkan oleh ?=R antara 6 sampai
cuft8bbl dengan dera"at gravity lebih besar dari 6 0PH.
'
-
8/16/2019 BAB I Teknik Reservoir
31/65
Gambar 1.1!. "iagram /asa "ari 9et Gas
1.2.$ Ber&asarkan /ekanis'e Pen&oron,
)ekanisme pendorong adalah tenaga yang dimiliki oleh reservoir
secara alamiah yang digunakan untuk mendorong minyak selama produksi
ke permukaan. Proses pendorongan akan ter"adi bila energi produksinya
lebih besar dari seluruh energi yang hilang selama aliran fluida reservoir
menu"u lubang bor.
*umber energi alamiah yang digunakan untuk memindahkan minyak
dan gas dari reservoir ke lubang sumur meliputi energi gravitasi minyak
yang beker"a "arak vertikal dari kolom produktifnya, energi penekanan
akibat dari pembebasan gas yang terlarut dalam minyak atau air, energi
sebagai akibat kompresi dari minyak dan air dalam daerah produksi dari
reservoirnya, energi kompresi air yang berada di sekeliling 2ona produksi,
energi yang berasal dari pengaruh tekanan kapiler serta energi yang berasal
dari kompresi batuannya sendiri. !erdasarkan pengaruh yang paling
dominan dari setiap sumber energi diatas, maka mekanisme pendorong
reservoir yang utama adalah water drive, gas cap drive, solution gas drive,
segregation drive, dan combination drive.
1.2.$.1. 6ater rive Reservoir
Gnergi pendesakan yang mendorong minyak untuk mengalir adalah
berasal dari air yang terperangkap bersama-sama dengan minyak pada
batuan reservoirnya.
/ilihat dari terbentuknya batuan reservoir water drive, maka air
merupakan fluida pertama yang menempati pori-pori reservoir. Tetapi
dengan adanya migrasi minyak bumi maka air yang berada disana
tersingkir dan digantikan oleh minyak. /engan demikian karena volume
minyak ini terbatas, maka bila dibandingkan dengan volume air yang
merupakan fluida pendesaknya akan "auh lebih kecil %?ambar .#.&.
/itin"au dari cara pendesakannya Cater /rive ini dibedakan men"adi
' macam, yaitu :
'
-
8/16/2019 BAB I Teknik Reservoir
32/65
• Gdge Cater /rive
• !ottom Cater /rive
• (ombinasi Gdge Cater /rive dengan !ottom /rive
Gambar 1.1*. 9ater "ri+e 8eser+oir
Produksi air pada awal produksi sedikit, tetapi apabila permukaan air
telah mencapai lubang bor maka mulai mengalami kenaikan produksi
yang semakin lama semakin besar secara kontinyu sampai sumur tersebut
di tinggalkan karena produksi minyaknya tidak ekonomis .Untuk
reservoir dengan "enis pendesakan water drive maka bagian minyak yang
terproduksi akan lebih besar "ika dibandingkan dengan "enis pendesakan
lainnya, yaitu antara '5 - @5 dari volume minyak yang ada. *ehingga
minyak sisa %residual oil& yang masih tertinggal didalam reservoir akan
lebih sedikit.
/apat disimpulkan suatu reservoir dengan tenaga pendorong air ini
mempunyai kelakuan seperti dibawah ini :
• Penurunan tekanan reservoir terlihat agak lambat.
• ?=R rendah dan relatif konstan
• C=R naik dengan cepat dan kontinyu
• Recovery-nya cukup tinggi yaitu sekitar '5 - @5
'#
-
8/16/2019 BAB I Teknik Reservoir
33/65
Gambar 1.1. #arakteristik Tekanan, P:, dan G68 Pada 9ater "ri+e 8eser+oir
1.2.$.$ +as 7a rive Reservoir
)ekanisme yang ter"adi pada gas cap reservoir ini adalah minyak
pertama kali diproduksikan, permukaan antara minyak dan gas akan
turun, gas cap akan berkembang ke bawah selama produksi berlangsung.
Untuk "enis reservoir ini, umumnya tekanan reservoir akan lebih konstan
"ika dibandingkan dengan solution gas drive. >al ini disebabkan bila
volume gas cap drive telah demikian besar, maka tekanan minyak akan
"adi berkurang dan gas yang terlarut dalam minyak akan melepaskan diri
menu"u ke gas cap, dengan demikian minyak akan bertambah ringan,
encer, dan mudah untuk mengalir menu"u lubang bor %?ambar .3.&.
(enaikan gas oil ratio "uga se"alan dengan pergerakan permukaan ke
bawah, air hampir-hampir tidak diproduksikan sama sekali. (arena
tekanan reservoir relatip kecil penurunannya, "uga minyak berada di
dalam reservoirnya akan terus semakin ringan dan mengalir dengan baik,maka untuk reservoir "enis ini akan mempunyai umur dan recovery
sekitar # - 3 , yang lebih besar "ika dibandingkan dengan "enis
solution gas drive. *ehingga residu oil yang masih tertinggal di dalam
reservoir ketika lapangan ini ditutup adalah lebih kecil "ika dibandingkan
dengan "enis solution gas drive.
/apat disimpulkan suatu reservoir dengan tenaga pendorong gas ini
mempunyai kelakuan seperti dibawah ini :
''
-
8/16/2019 BAB I Teknik Reservoir
34/65
• Tekanan reservoir akan turun dengan lambat dan berlangsung secara
kontinyu• ?=R akan meningkat terus
• Produksi air diabaikan
• Perolehan minyak dapat mencapai # - 3 dari total cadangan awal
dalam reservoir &initial oil in place'.
Gambar 1.1. Gas ;a "ri+e 8eser+oir
1.2.$. Soution +as rive Reservoir
Reservoir "enis ini disebut solution gas drive, depletion gas drive,
atau internal gas drive, disebabkan oleh karena energi pendesak
minyaknya adalah terutama dari perubahan fasa pada hidrokarbon-
hidrokarbon ringannya yang semula merupakan fasa cair men"adi gas.(emudian gas yang terbentuk ini ikut mendesak minyak ke sumur
produksinya pada saat penurunan tekanan reservoir karena produksi
'3
-
8/16/2019 BAB I Teknik Reservoir
35/65
Gambar 1.13. Solution Gas "ri+e 8eser+oir
Pada awal produksi, karena gas yang dibebaskan dari minyak masih
terperangkap pada sela-sela pori batuan, maka gas oil ratio produksi akan
lebih kecil "ika dibandingkan dengan gas oil ratio reservoir. ?as oil ratio
produksi akan bertambah besar bila gas pada saluran pori-pori tersebutmulai bisa mengalir, hal ini terus-menerus berlangsung hingga tekanan
reservoir men"adi rendah. !ila tekanan telah cukup rendah maka gas oil
ratio akan men"adi berkurang sebab volume gas di dalam reservoir
tinggal sedikit. /alam hal ini gas oil produksi dan gas oil ratio reservoir
harganya hampir sama. Pada ?ambar .5. memperlihatkan karakteristik
tekanan dan ?=P pada reservoir depletion drive.
0ir yang diproduksikan dari reservoir ini sangat sedikit bahkan
hampir-hampir tidak ada. >al ini karena reservoir "enis ini sifatnya
terisolir, sehingga meskipun terdapat connate water tetapi hampir-hampir
tidak dapat diproduksi atau ikut terproduksi bersama minyak.
Recovery yang mungkin diperoleh sekitar 5 - ' . /engan
demikian untuk reservoir "enis ini pada tahap teknik produksi primernya
akan meninggalkan residual oil yang cukup besar. *ehingga bila sisa
minyak ini akan diproduksikan "uga, maka perlu dipergunakan suatu
'5
-
8/16/2019 BAB I Teknik Reservoir
36/65
energi tertentu ke dalam suatu reservoir untuk mempengaruhi tekanan
atau sifat fisik sistem fluida reservoirnya, sehingga dengan demikian
diharapkan sisa minyak yang tertinggi dapat diperkecil.
/apat disimpulkan suatu reservoir solution gas drive mempunyai
kelakuan seperti dibawah ini :
• Tekanan reservoir turun dengan cepat dan berlangsung secara
kontinyu.
• Perbandingan gas-minyak %?=R& mula-mula cukup rendah, kemudian
naik sampai maksimum dan turun dengan ta"am.
• Gfisiensi perolehan minyak berkisar 5 - '
• Produksi air dianggap tidak ada.
1.2.$.2 Se,re,ation rive Reservoir
*egregation drive reservoir atau gravity drainage merupakan energi
pendorong minyak bumi yang berasal dari kecenderungan gas, minyak,
dan air membuat suatu keadaan yang sesuai dengan massa "enisnya%karena gaya gravitasi&.
Pada awal dari reservoir ini, gas oil ratio dari sumur-sumur yang
terletak pada struktur yang lebih tinggi akan cepat meningkat sehingga
diperlukan suatu program penutupan sumur-sumur tersebut. /iharapkan
dengan adanya program ini perolehannya minyaknya dapat mencapai
maksimum.
!esarnya gravity drainage dipengaruhi oleh gravity minyak,
permeabilitas 2ona produktif, dan "uga dari kemiringan dari formasinya.
aktor-faktor kombinasi seperti misalnya, viskositas rendah, specific
gravity rendah, mengalir pada atau sepan"ang 2ona dengan permeabilitas
tinggi dengan kemiringan lapisan cukup curam, ini semuanya akan
menyebabkan perbesaran dalam pergerakan minyak dalam struktur
lapisannya.
'6
-
8/16/2019 BAB I Teknik Reservoir
37/65
Gambar 1.14. Gra+itational Segregation "ri+e 8eser+oir
/alam reservoir gravity drainage perembesan airnya kecil atau
hampir tidak ada produksi air. $a"u penurunan tekanan tergantung pada
"umlah gas yang ada. 9ika produksi semata-mata hanya karena gas
gravitasi, maka penurunan tekanan dengan ber"alannya produksi akan
cepat. >al ini disebabkan karena gas yang terbebaskan dari larutannya
terproduksi pada sumur struktur sehingga tekanan cepat akan habis.
Recovery yang mungkin diperoleh dari "enis reservoir gravity
drainage ini sangat bervariasi. !ila gravity drainage baik, atau bila la"u
produksi dibatasi untuk mendapatkan keuntungan maksimal dari gaya
gravity drainage ini maka recovery yang didapat akan tinggi. Pernah
tercatat bahwa recovery dari gravity drainage ini melebihi 4 dari
cadangan awal %H=HP&. Pada reservoir dimana beker"a "uga solution gas
drive ternyata recovery-nya men"adi lebih kecil.
/apat disimpulkan suatu reservoir "enis ini mempunyai kelakuan :
• Penurunan tekanan relatif cepat
• ?=R naik dengan cepat hingga maksimum kemudian turun secara
kontinyu
• Produksi air sangat kecil bahkan diabaikan
• Recovery sekitar # - 6
1.2.$.# 7o'*ination rive Reservoir
*ebelumnya telah di"elaskan bahwa reservoir minyak dapat dibagi
dalam beberapa "enis sesuai dengan "enis energi pendorongnya. Tidak
'@
-
8/16/2019 BAB I Teknik Reservoir
38/65
"arang dalam keadaan sebenarnya energi-energi pendorong ini beker"a
bersamaan dan simultan. !ila demikian, maka energi pendorong yang
beker"a pada reservoir itu merupakan kombinasi beberapa energi
pendorong, sehingga dikenal dengan nama combination drive reservoir.
(ombinasi yang umum di"umpai adalah antara gas cap drive dengan
water drive. *ehingga sifat-sifat reservoirnya "adi lebih kompleks "ika
dibandingkan dengan energi pendorong tunggal.
Untuk reservoir minyak "enis ini, maka gas yang terdapat pada gas
cap akan mendesak kedalam formasi minyak, demikian pula dengan air
yang berada pada bagian bawah dari reservoir tersebut. Pada saat
produksi minyak tidak sempat berubah fasa men"adi gas sebab tekanan
reservoir masih cukup tinggi karena dikontrol oleh tekanan gas dari atas
dan air dari bawah. /engan demikian peristiwa depletion untuk reservoir
"enis ini dikatakan tidak ada, sehingga minyak yang masih tersisa di
dalam reservoir semakin kecil karena recovery minyaknya tinggi dan
efesiensi produksinya lebih tinggi.
/apat disimpulkan suatu reservoir "enis ini mempunyai kelakuan
seperti dibawah ini :
• Penurunan tekanan relatif cukup cepat
• C=R akan naik secara perlahan
• 9ika ada gas cap maka sumur-sumur yang terletak di struktur atas dari
reservoir tersebut akan mengalami peningkatan ?=R dengan cepat.
• aktor perolehan dari combination drive adalah lebih besar
dibandingkan dengan solution gas drive tetapi lebih kecil "ika
dibandingkan dengan gas cap dan water drive.
1.# Penentuan 7a&an,an
Aadangan adalah kuantitas %"umlah volume& minyak dan gas yang dapat
diperoleh atau diproduksikan secara komersial. Aadangan dapat ditindak
lan"uti untuk dihitung apabila telah memenuhi beberapa kriteria, antara lain
adalah :
'4
-
8/16/2019 BAB I Teknik Reservoir
39/65
. Telah diketemukan %discovered&
#. /apat diambil %recoverable&
'. )emenuhi syarat komersialitas %commercial&
3. 0danya se"umlah volume yang tersisa %remaining&.
0pabila telah ter"adi produksi, maka cadangan terbukti sering disebut
Destimed remaining reservesE atau cadangan terbukti yang tertinggal. 9umlah
produksi dan cadangan terbukti yang tertinggal disebut Destimated ultimate
recoveryE atau cadangan ultimate, sedangkan "umlah total minyak didalam
reservoir disebut sebagai DHnitial =il Hn PlaceE %H=HP&, hanya sebagian H=HP
yang bisa diproduksikan sehingga men"adi cadangan terbukti.
GUR AU) B GRR
dimana :
GUR : Gstimed Ultimate Recovery atau cadangan ultimate
AU) : Aummulatif Production
GRR : Gstimated Remaining Reserves atau cadangan terbukti tertinggal
H=HP 1 : Hnitial =il Hn Place atau 9umlah minyak didalam reservoir dan
bukan "umlah yang dapat diproduksikan
R : Recovery actor adalah presentase dari H=HP yang dapat
diproduksikan %R Aadangan Terbukti8H=HP&
*ebelum memasuki pokok materi yang akan dibahas, untuk lebih
memudahkan dalam pemahamannya, maka perlu mengetahui beberapa istilah
yang sering digunakan dalam menentukan cadangan atau pada umumnyadipakai dalam Teknik Reservoir. Hstilah tersebut meliputi pengertian
cadangan, remaining recoverable reserve, serta recovery factor.
• Aadangan atau reserve, merupakan "umlah hidrokarbon yang ditemukan
dalam batuan reservoir dan hidrokarbon yang diproduksikan. 9umlah
minyak yang dapat diproduksi sampai batas ekonominya disebut Ultimate
Recovery. 9umlah minyak yang ada dalam reservoir pada keadaan awal
'F
-
8/16/2019 BAB I Teknik Reservoir
40/65
sebelum reservoir tersebut diproduksi disebut =riginal =il Hn Place
%==HP&.
• Remaining Recoverable Reserve, yaitu "umlah hidrokarbon yang tersisa,
yang masih memungkinkan untuk dapat diproduksikan sampai batas
ekonominya.
• Recovery actor, merupakan angka perbandingan antara hidrokarbon yang
dapat diproduksikan dengan "umlah minyak mula-mula dalam reservoir.
Recovery factor dipengaruhi oleh mekanisme pendorong, sifat fisik batuan
dan fluida reservoir tersebut.
)etode yang digunakan untuk memperkirakan besarnya cadangan yaitu
berdasarkan pada urutan proses eksplorasi reservoir dan untuk memudahkan
pemahaman, metode yang dapat digunakan dalam perhitungan cadangan
reservoir adalah sebagai berikut:
1.#.1 /eto&a Vou'etrik
Perkiraan cadangan hidrokarbon dengan menggunakan metoda
volumetrik merupakan salah satu metoda yang paling sederhana, dimana
dilakukan sebelum tahap pengembangan dan data-data yang dibutuhkan
"uga belum banyak, hanya data-data geologi serta sebagian data-data
batuan dan fluida reservoir.
/ata-data yang dibutuhkan untuk melakukan perkiraan cadangan
adalah +b, O, *wi, !oi, dan !gi. /ata sifat-sifat fisik batuan dan fluida
reservoir diperoleh dari hasil laboratorium, sedangkan untuk menentukan
+b diperlukan data-data geologi yang representatif.
Untuk menghitung bulk volume, harus dibuat peta isopach terlebih
dahulu. Peta isopach yaitu suatu peta yang menggambarkan garis-garis
yang menghubungkan titik-titik yang mempunyai ketebalan yang sama
dari lapisan produktif.
1.#.$ /eto&a /ateria Baan3e
3
-
8/16/2019 BAB I Teknik Reservoir
41/65
)etoda material balance dapat digunakan untuk memperkirakan besar
cadangan reservoir, dimana data-data produksi yang diperoleh sudah
cukup banyak. Prinsip dari metoda material balance ini didasarkan pada
prinsip kesetimbangan volumetrik yang menyatakan bahwa, apabila
volume suatu reservoir konstan, maka "umlah al"abar dari perubahan-
perubahan volume minyak, gas bebas dan air dalam reservoir harus sama
dengan nol.
Persamaan umum material balance untuk menghitung cadangan
adalah sebagai berikut:
1
%1p kumulatif produksiK ! faktor volume formasiK Rp gas oil ratio,
*A8*T!K Rsi kelarutan gas dalam minyak pada tekanan awal,
*A8*T!K Ce water influ7K Cp!w produksi airK subscript: t total, i
pada tekanan awal&.
Persamaan umum material balance tersebut diatas, akan berubah
tergantung dari "enis mekanisme pendorong dari reservoirnya, dengan
ketentuan sebagai berikut:
• *olution ?as /rive reservoir, m , Cp , Ce .
• Cater /rive reservoir, m .
• ?as Aap /rive reservoir, Ce .• Aombination /rive reservoir berlaku persamaan umum.
1.#. /eto&a e3ine 7urve
*ecara alamiah, la"u produksi akan mengalami penurunan se"alan
dengan waktu. /ecline curve merupakan suatu metoda yang
menggambarkan penurunan kondisi reservoir dan produksinya terhadap
waktu. Pada prinsipnya, metoda decline curve adalah membuat grafik
3
-
8/16/2019 BAB I Teknik Reservoir
42/65
hubungan antara la"u produksi terhadap waktu atau la"u produksi terhadap
produksi kumulatif.
!entuk kurva penurunan la"u produksi dapat dibagi men"adi tiga,
yaitu:
• G7ponential decline,
• >yperbolic decline dan
• >armonic decline.
1.#.2 89i Su'ur
Tu"uan utama dari suatu pengu"ian sumur hidrokarbon, atau yang
telah dikenal luas dengan sebutan DCell TestingE, yaitu untuk menentukan
kemampuan suatu lapisan atau formasi untuk berproduksi. Cellbore
storage merupakan lubang sumur yang tersi fluida, dimana tekanan
pengukuran belum mencerminkan tekanan reservoir tetapi menentukan
tekana kondisi lubang sumur. *ehingga wellbore storage tekananmula-
mulanya yang masih shadow pressure karena effect penumpukan masa.
0pabila pengu"ian ini dirancang secara baik dan memadai, kemudianhasilnya dianalisa secara tepat, maka akan banyak sekali informasi-
informasi yang sangat berharga akan didapatkan seperti:
• Permeabilitas efektif fluida
• (erusakan atau perbaikan formasi disekeliling lubang bor yang
diu"i
• Tekanan reservoir
• !atas suatu reservoir
• !entuk radius pengurasan
• (eheterogenan suatu lapisan
9enis u"i sumur yang biasa digunakan antara lain adalah:
a. /rill *team Test %/*T&
/rill *team Test merupakan u"i sumur yang digunakan untuk
memastikan apakah suatu formasi dapat dikategorikan sebagai formasi
3#
-
8/16/2019 BAB I Teknik Reservoir
43/65
produktif atau tidak. /ilihat dari hasil analisa cutting dan logging. Pada
drill steam test ini menggunakan rangkaian peralatan /*T
disambungkan dengan rangkaian drill string kemudian diturunkan
sampai 2ona test.
b. U"i Tekanan %Pressure Test&
Pressure Test menggunakan prinsip pengukuran perubahan tekanan
terhadap waktu selama periode penutupan atau pada periode pengaliran.
Penutupan sumur dimaksudkan untuk mendapatkan keeimbangan
tekanan dieluruh reservoir, peridoe pengaliran sebelum atau sesudah
periode penutupan dengan la"u konstan. Parameter yang diukur adalah
tekanan static %Pws&, tekanan aliran dasar sumur %Pwf &, tekanan awal
reservoir %Pi&, skin factor %*&, permeabilitas rata-rata %k&, volume
pengurasan %+d& dan radius pengursan %r e&.
)etode u"i tekanan pada sumur minyak yang umum digunakan ada dua
macam, yaitu:
a& Pressure !uild-Up Test
U"i build-up tekanan adalah suatu teknik pengu"ian tekanan
transien yang paling sering digunakan. !uild-Up test sering
digunakan untuk menstabilkan rate dan stabil pressure. Pada
dasarnya, pengu"ian ini dilakukan pertama-tama dengan
memproduksi sumur selama suatu selang waktu tertentu dengan
la"u aliran yang tetap, kemudian menutup sumur tersebut. P!U
dapat dilakukan saat periode pengeboran maupun selama periode
produksi.
0sumsi dalam pengu"ian pressure !uild-Up Test:
& *umur ditutup tepat di depan perforasi.
#& Tidak ada aliran masuk kedalam sumur.
'& luida didalam reservoir mengair menu"u sekeliling sumur
sampai tekanan diseluruh reservoir sama.
b& Pressure /raw-down Test
3'
-
8/16/2019 BAB I Teknik Reservoir
44/65
Pressure drawdown testing adalah suatu pengu"ian yang
dilaksanakan dengan "alan membuka sumur dan mempertahankan
la"u produksi tetap selama pengu"ian berlangsung. *ebagai syarat
awal, sebelum pembukaan sumur tersebut, tekanan hendaknya
seragam diseluruh reservoir yaitu dengan menutup sumur
sementara waktu agar dicapai keseragaman tekanan reservoirnya.
Pengu"ian pressure drawdown biasanya digunakan pada sumur:
& *umur baru
#& *umur lama yang telah ditutup sekian lama sekian lama
hingga dicapai
0pabila didesain secara memadai, perolehan dari pengu"ian ini mencakup
banyak informasi yang berharga seperti permeabilitas formasi, faktor skin
dan volume pori-pori yang berisi fluida.
*eperti yang telah dikatakan sebelumnya adalah :
. Hdealnya sumur yang diu"i ditutup sampai tekanan mencapai
tekanan statik reservoirnya. Tuntutan ini bisa ter"adi pada reservoir-
reservoir yang baru, tapi "arang dapat dipenuhi pada reservoir-reservoir
yang telah lama atau tua.
#. $a"u produksi disaat drawdown harus dipertahankan tetap selama
pengu"ian. $a"u aliran dianggap tetap dan penurunan tekanan dasar sumur
dimonitor secara kontinyu. Pada pengu"ian ini segala data komplesi harus
diketahui agar efek dan lamanya well bore storage dapat diperkirakan.
(euntungan melakukan pengu"ian "enis ini adalah dapat memperoleh
produksi minyak sewaktu pengu"ian %tidak seperti pada buidup test& dan
keuntungan secara teknis adalah kemungkinan dapat memperkirakan
volume reservoir. *edangkan kelemahan yang utama adalah sukar sekali
mempertahankan la"u aliran tetap selama pengu"ian berlangsung.
)*+* Enhan'ed 6il 8e'o+er% (EOR)
33
-
8/16/2019 BAB I Teknik Reservoir
45/65
,nhanced #il %ecovery %G=R& adalah suatu mekanisme yang
digunakan pada tahapan tertiary recovery untuk meningkatkan produksi
minyak setelah tahapan primary dan secondary recovery. Perolehan
)inyak Tahap $an"ut %G=R& merupakan perolehan minyak dengan cara
mengin"eksikan suatu 2at yang berasal dari salah satu atau beberapa
metode pengurasan yang menggunakan energi luar reservoir. 9enis energi
yang digunakan adalah salah satu atau gabungan dari energi mekanik,
energi kimia dan energi termik.
Perolehan minyak yang berasal dari in"eksi tak tercampur, in"eksi
tercampur, in"eksi kimiawi dan in"eksi thermal merupakan perolehan
minyak tahap lan"ut, karena reservoir minyak memperoleh bantuan
energi dari luar pada semua metode tersebut. 9enis energi luar yang
dipakai merupakan salah satu atau gabungan dari energi mekanik, energi
kimiawi dan energi thermal . )etode ,nhanced #il %ecovery %G=R&
dapat digunakan pada awal produksi suatu reservoir atau sebelum
produksi secara alamiah yang ekonomis berakhir.
(onsep dasar dari metode G=R ini sendiri ada tiga macam, yaitu:
. "rimary %ecovery
"rimary recovery merupakan suatu metode produksi fluida
reservoir yang disebabkan oleh ekspansi dari gas atau liuid di
dalam reservoir itu sendiri atau oleh karena influ. air dari auifer .
#. Secondary %ecovery
Secondary recovery merupakan suatu metode produksi fluida
reservoir yang disebabkan oleh in"eksi fluida kedalam reservoir
dengan menggunakan fluida yang sama dengan fluida reservoir,
apakah itu bagian produksi dari reservoir bersangkutan atau
reservoir lainnya, seperti water atau gas in/ection.
'. 0ertiary %ecovery
0ertiary %ecovery merupakan suatu metode produksi fluida
reservoir yang disebabkan oleh in"eksi fluida atau hal lainnya ke
35
-
8/16/2019 BAB I Teknik Reservoir
46/65
dalam reservoir dimana fluida yang diin"eksikan tersebut tidak
sama dengan fluida reservoir, seperti chemicals, steam atau solvent .
Gambar 1.15 "iagram Alir etode-metode E68 untuk Peningkatan 8e'o+er%
!esarnya cadangan di seluruh dunia yang dapat digolongkan
sebagai cadangan yang tidak dapat diproduksikan dengan metode primer
adalah sebesar #. triliun barrel. Tahap produksi primer hanya dapat
memproduksi 8' dari ==HP, dimana #8' dari ==HP tidak dapat
diproduksi dengan teknologi konvensional.
(arena besarnya cadangan yang tersisa tersebut sehingga
mendorong dilakukan berbagai cara untuk meningkatkan perolehan
minyak di reservoir setelah tenaga pendorong alamiahnya berkurang.
Penerapan teknologi G=R diharapkan dapat memproduksi sekitar # -
' dari cadangan minyak sisa tersebut.
1.:.1. Faktor 8ta'a ;an, /e'en,aru5i Efektivitas EOR
0da beberapa faktor penting yang mempengaruhi efektivitas G=R,
yaitu :
a. (edalaman
(edalaman reservoir merupakan faktor penting dalam menentukan
keberhasilan G=R dari segi teknik dan ekonomi. /ari segi ekonomi
adalah "ika kedalaman reservoir kecil maka biaya pemboran "uga
akan kecil, demikian pula "ika dilakukan in"eksi gas maka biaya
kompresor "uga akan kecil.
36
-
8/16/2019 BAB I Teknik Reservoir
47/65
b. (emiringan
aktor kemiringan mempunyai arti penting "ika terdapat rapat
massa antara fluida pendesak dan fluida yang didesak cukup besar.
Pengaruh kemiringan tidak terlalu besar, "ika kecepatan pendesakan
besar.
c. >eterogenitas Reservoir
>eterogenitas atau (etidakseragaman reservoir adalah variasi sifat
fisik dan kimia penyusun batuan dan fluida reservoar. *truktur
reservoar sesungguhnya sangat komplek, proses-proses geologi
menyebabkan ketidakseragaman batuan reservoar.
1.:.$. /eto&e-'eto&e Enhan'ed 6il 8e'o+er% (EOR)
1.:.$.1. In9eksi Tak Ter3a'ur :mmis'ible /lood(
Pendesakan tak tercampur adalah mengin"eksikan fluida yang
mempunyai sifat tidak mencampur %immicible& ke dalam reservoir.
Hn"eksi tak tercampur dapat digolongkan men"adi dua, yaitu: in"eksi air
dan in"eksi gas. Hn"eksi tak tercampur merupakan proses pendesakan
minyak oleh fluida yang tidak bercampur, fluida pendesak dalam hal ini
dapat berupa air atau gas. Proses pendesakan disebut in"eksi air %water
flooding & apabila air sebagai fluida pendesaknya, sedangkan proses
pendesakan disebut in"eksi gas % gas flooding & apabila gas sebagai fluida
pendesaknya.
0. In9eksi Air 9aterflooding(
Hn"eksi air atau (aterflooding merupakan metode perolehan
tahap kedua dengan mengin"eksikan air ke dalam reservoir untuk
mendapatkan tambahan perolehan minyak yang bergerak dari
reservoir menu"u ke sumur produksi setelah reservoir tersebut
mendekati batas ekonomis produktif melalui perolehan tahap
pertama.
Proses pengin"eksian air %water flooding& dari permukaan
bumi ke dalam reservoir minyak adalah didasarkan pada suatu
3@
-
8/16/2019 BAB I Teknik Reservoir
48/65
kenyataan bahwa air a;uifer berperan sebagai pengisi atau
pengganti minyak yang terproduksi, disamping berperan sebagai
media pendesak. *edangkan pertimbangan dilakukan water
flooding adalah bahwa sebagian besar batuan reservoir bersifat
water wet %sifat kebasahan&, sehingga fasa air lebih banyak
ditangkap oleh batuan akibatnya minyak akan terdesak dan
bergerak ketempat lain %permukaan sumur&. Pertimbangan lain
dilakukan in"eksi air adalah :
. *aturasi minyak sisa %*or& cukup besar
#. Recoverynya ' 3 dari original oil in place %==HP&
'. 0ir murah dan mudah diperoleh
3. )udah menyebar ke seluruh reservoir dan kolom air
memberikan tekanan yang cukup besar dan efisiensi
penyapuan yang cukup tinggi.
5. !erat kolom air dalam sumur in"eksi turut menekan, sehingga
cukup banyak mengurangi besarnya tekanan in"eksi yang
perlu diberikan di permukaan, "ika dibandingkan dengan
in"eksi gas, dari segi berat air sangat menolong.
6. Gfisiensi pendesakan air "uga cukup baik, sehingga harga *or
sesudah in"eksi air ' cukup mudah didapat.
Gambar 1.27. Skema dari 9aterflooding
34
-
8/16/2019 BAB I Teknik Reservoir
49/65
Pelaksanaan in"eksi air membutuhkan persediaan air yang
cukup besar. Persediaan air dapat diperoleh dari air permukaan
%danau, sungai, laut& ataupun bawah permukaan. *yarat-syarat air
untuk in"eksi antara lain:
• Tersedia dalam "umlah yang cukup selama masa in"eksi
• Tidak mengandung padatan-padatan yang tidak dapat larut
• *tabil secara kimiawi dan tidak mudah bereaksi dengan
elemen-elemen yang terdapat dalam sistem in"eksi dan
reservoir.
B. In9eksi +as
Prinsip proses in"eksi gas tak tercampur dalam teknik
produksi lan"ut sama dengan proses in"eksi air %water flooding &.
?as yang diin"eksikan biasanya merupakan gas hidrokarbon.
Hn"eksi gas dilakukan "ika terdapat sumber gas dalam "umlah yang
besar dan cukup dekat letaknya termasuk gas yang berasal dari
ikutan produksi minyak. Hn"eksi gas "uga dapat dilakukan untuk
menguras minyak yang tersembunyi pada bagian atas reservoir
yang terhalang oleh patahan atau kubah garam, minyak ini sering
disebut attic oil .
!eberapa alasan mendasar yang menyebabkan tidak
efisiennya gas sebagai fluida pendesak, antara lain:
. ?as biasanya bersifat tidak membasahi batuan reservoir,
sehingga gas akan bergerak melalui pori-pori yang lebih
besar dan bergerak lebih cepat dari minyak. ?as yang
diin"eksikan dapat mendesak gas lebih banyak daripada
minyak apabila terdapat saturasi gas awal yang menempati
pori-pori yang lebih besar.
3F
-
8/16/2019 BAB I Teknik Reservoir
50/65
#. luida gas mempunyai viskositas yang relatif "auh lebih kecil
daripada minyak, sehingga gas cenderung melewati minyak
bukan mendesaknya.
'. luida gas merupakan fluida non-wetting dan menempati
pori-pori yang lebih besar dimana aliran paling mudah
ter"adi, sehingga permeabilitas relatif gas akan naik secara
drastis dan permeabilitas relatif minyak akan turun secara
drastis. )obilitas gas akan bertambah seiring dengan
bertambahnya permeabilitas relatif gas, akibatnya masalah
channeling semakin bertambah. >arga saturasi minyak
residual %*or& akan cukup besar pada akhir proses
pendesakan gas.
1.:.$.$. In9eksi Ter3a'ur is'ible /lood(
Hn"eksi tercampur didefinisikan sebagai pendesakan suatu fluida
terhadap minyak yang menghasilkan pencampuran antara fluida
pendesak terhadap minyak sehingga hasil campuran ini dapat keluar dari
pori-pori dengan mudah sebagai satu fluida. /alam hal efisiensi
pendesakan dalam pori-pori sangat tinggi.
Hn"eksi tercampur ini dapat dilakukan dengan dua cara dalam
pemakaian fluida in"eksinya, yaitu:
. )engin"eksikan fluida %pelarut& yang langsung bercampur dengan
minyak %absolutely miscible&. luida ini mahal sehingga biasanya
hanya diin"eksikan dalam "umlah secukupnya untuk membuat
tembok yang diikuti oleh fluida pendesak lain yang tidak begitu
mahal. 9enis pelarut yang dapat bercampur ini antara lain: alkohol,
liuid petroleum gas %$P?& dan propana.
#. )engin"eksikan fluida yang dapat bercampur dengan minyak pada
tekanan, temperatur dan komposisi kimia tertentu
5
-
8/16/2019 BAB I Teknik Reservoir
51/65
%thermodinamically miscible&. 9enis fluida tersebut antara lain: gas
A=#, gas inert, gas yang diperkaya dan gas kering pada tekanan
tinggi.
0. 7O$ /looding
Hn"eksi gas A=# atau sering "uga disebut sebagai in"eksi gas
A=# tercampur yaitu dengan mengin"eksikan se"umlah gas A=# ke
dalam reservoir dengan melalui sumur in"eksi sehingga dapat
diperoleh minyak yang tertinggal.
a. )ekanisme Hn"eksi A=#)ekanisme dasar in"eksi A=# adalah bercampurnya
A=# dengan minyak dan membentuk fluida baru yang lebih
mudah didesak dari pada minyak reservoir awal. 0da empat
"enis mekanisme pendesakan in"eksi A=#.
/alam pelaksanaan ini, gas A=# yang diin"eksikan,
dapat dilakukan dengan beberapa cara sebagai berikut :
• Hn"eksi A=# secara kontinyu selama proyek
berlangsung.
• Hn"eksi slug A=# diikuti air.
• Hn"eksi slug A=# dan air secara bergantian.
• Hn"eksi A=# dan air secara simultan.
Gambar 1.21. Skema dari ;62 /lood
5
-
8/16/2019 BAB I Teknik Reservoir
52/65
(elebihan dan (erugian dari pengin"eksian A=# diantaranya
adalah sebagai berikut :
. (elebihan Proses A=#
• (elarutan dapat ter"adi pada pressure yang relatif rendah.
• Pada kondisi gas terlarut akan menghasilkan efisiensi
displacement yang maksimal.
• Proses ini akan membantu menngkatkan perolehan untuk
reservoir dengan depletion drive.• 9ika dibandingkan dengan in"eksi gas lainnya, proses ini
lebih unggul karena dapat menurunkan residual minyak
%*or&.
#. (erugian Proses A=#
• Proses ini mahal dalam transportasi
• Untuk kondisi tertentu, proses ini bisa memberikan
efisiensi pengurasan yang rendah sebagai efek gravity
segregation.
• )eningkatnya korosi pada fasilitas permukaan dan
sumur.
• Perlu penanganan khusus untuk proses recycling A=#
yang diproduksikan.
B. Nitrogen
-
8/16/2019 BAB I Teknik Reservoir
53/65
%inert gas& seperti 1# murni atau campuran yang didominasi 1#
dapat di"adikan alternatif pengganti gas alam.
Gambar 1.22. Skema dari Nitrogen /lood
(elebihan dan (ekurangan Hn"eksi ?as Hnert %1#&
. (elebihan dari gas inert adalah :
• (euntungan utama dari gas inert dibandingkan dengan gas
alam bahwa dari hasil pembakaran gas alam akan
diperoleh gas hasil pembakaran atau gas inert sebanyak 5
sampai kali volume gas alam yang dibakar.
• 9ika tudung gas ada, in"eksi gas ini akan mencegah
ter"adinya perembesan minyak ke dalam 2ona tudung gas.
?as inert akan lebih suka tinggal sebagai residu pada saat
abandonment dari pada gas alam.
• Hn"eksi gas akan menghasilkan perolehan lebih banyak "ika
dibandingkan dengan pendesakan air, pada reservoir
dengan permeabilitas yang kecil.
• Realisasi penyediaan gas alam kemungkinan tidak akan
stabil karena harga dan persediaan gas alam dimasa datang
akan dikontrol oleh pemerintah. Peraturan seperti ini
mungkin membatasi atau melarang in"eksi dengan gas
alam.
#. (ekurangan dari gas inert adalah :
• (orosi mungkin merupakan kerugian yang sangat
penting dalam operasi yang memakai boiler dan atau
5'
-
8/16/2019 BAB I Teknik Reservoir
54/65
-
8/16/2019 BAB I Teknik Reservoir
55/65
Gambar 1.2!. Skema dari Steam /lood
)ekanisme in"eksi uap merupakan proses yang serupa
dengan pendesakan air. *uatu pola sumur yang baik dipilih dan uap
diiin"eksikan secara terus menerus melalui sumur in"eksi dan
minyak yang didesak dan diproduksikan melalui sumur lain yang
berdekatan. Uap yang diin"eksikan akan membentuk suatu 2ona
"enuh uap &steam saturated 1one' disekitar sumur in"eksi.
Temperatur dari 2ona ini hampir sama dengan temperatur uap
yang diin"eksikan. (emuadian uap bergerak men"auhi sumur,
temperaturnya berkurang secara kontinyu disebabkan oleh
penurunan tekanan. Pada "arak tertentu dari sumur %tergantung dari
temperatur uap mula-mula dan la"u penurunan tekanan&, uap akan
mencair dan membentuk hot water bank .
(elebihan dan (erugian Hn"eksi Uap
1. #elebihan dari :n=eksi $a adalah >
• Uap mempunyai kandungan panas yang lebih besar dari
pada air, sehingga efisiensi pendesakan lebih efektif.
• %ecovery lebih besar dibandingkan dengan in"eksi air
panas untuk "umlah input energi yang sama.
• /idalam formasi akan berbentuk 2one steam dan 2one
air panas, dimana masing-masing 2one ini akan
55
-
8/16/2019 BAB I Teknik Reservoir
56/65
mempunyai peranan terhadap proses pendesakan
minyak ke sumur produksi.
• Gfisiensi pendesakan sampai 6 ==HP.
2. #erugian dari :n=eksi $a adalah >
• Ter"adinya kehilangan panas di seluruh transmisi,
sehingga perlu pemasangan isolasi pada pipa.
• *pasi sumur harus rapat, karena adanya panas yang
hilang dalam formasi.
• Ter"adinya problem korosi, scale maupun emulsi.
• (arena adanya perbedaan gravitasi, formasi pada
bagian atas akan tersaturasi steam, sehingga efisiensi
pendesakan pada formasi bagian atas sangat baik. =leh
karena itu secara keseluruhan, efisiensi pendesakan
vertikalnya kurang baik.
• (ecenderungan ter"adinya angket oil sangat besar,
tergantung pada faktor heterogenitas batuan.
B. :n-Situ ;ombustion $n-situ combustion adalah proses pembakaran sebagian
minyak dalam reservoir untuk mendapatkan panas , dimana
pembakaran dalam reservoir dapat berlangsung bila terdapat cukup
oksigen %=#& yang diin"eksikan dari permukaan. Untuk memulai
pembakaran dipakai minyak pembakar yang dinyalakan dengan
listrik, kemudian pembakaran berlangsung terus dengan minyak
reservoir dan in"eksi =# terus dilakukan, sehingga pembakaran
bergerak menu"u sumur produksi. Temperatur pembakaran dapat
mencapai 6 L # . Panas yang ditimbulkan memberi efek
penurunan viskositas, pengembangan dan destilasi minyak dengan
efek gas drive dan solvent e.traction, semua ini akan menyebabkan
minyak terdesak ke sumur produksi. Penyalaan yang ter"adi di satu
tempat di reservoir akan merambat ke arah dimana terdapat bahan
bakar yang telah tercampur dengan udara in"eksi. !erdasarkan
56
-
8/16/2019 BAB I Teknik Reservoir
57/65
perambatan pembakaran ini $n-Situ 2ombustion dibagi dalam
forward combustion dan reverse combustion* Pemakaian in-situ
combustion memakan biaya relatif besar dibandingkan dengan
metode lainnya
)ekanisme HnL*itu Aombustion yaitu *uatu pembakaran
diawali dengan penyalaan dan panas yang dihasilkan akan
merambat secara konduksi. /engan tersedianya oksigen yang
cukup, crude oil sekitarnya akan ikut terbakar setelah temperatur
nyalanya tercapai. !ahan bakar untuk tahap lan"ut bukan lagi crude
oil %hidrokarbon ringan sampai berat&. /engan naiknya temperatur,
minyak akan lebih mudah bergerak sehingga sebagian minyak
terdesak akan men"auhi 2one pembakaran.
(elebihan dan (ekurangan HnL*itu Aombustion
. (elebihan Hn-*itu Aombustion :
• (ecuali untuk minyak yang memberikan coke dalam
"umlah kurang dari lb8cuft dan ketebalan reservoir
ft atau kurang, pemanasan reservoir dengan
menggunakan in"eksi uap lebih murah dibandingkan
forward combustion*
• Untuk ketebalan, tekanan dan la"u in"eksi panas yang
tertentu, salah satu proses mungkin dapat lebih murah
tergantung pada konsumsi bahan bakar dan kedalaman
reserevoir. 1amun "ika harga bahan bakar meningkat,
biaya pemanasan dengan menggunakan in"eksi uap
men"adi lebih besar.
• Gndapan coke yang semakin meningkat dapat membuat
in"eksi uap lebih menguntungkan.
• (ehilangan panas di lubang sumur yang bertambah
karena bertambahnya kedalaman akan membuat
forward combustion lebih menguntungkan.
5@
-
8/16/2019 BAB I Teknik Reservoir
58/65
• 9ika "arak yang harus dipanasi dalam reservoir
bertambah, pemanasan dengan menggunakancombustion lebih menguntungkan.
• 9ika ketebalan pasir berkurang dan tekanan bertambah 3
combustion lebih menguntungkan dibandingkan in"eksi
uap.
• 9ika la"u in"eksi berkurang, biaya in"eksi uap men"adi
relatif lebih menguntungkan dibandingkan dengan
udara.
#. (ekurangan Hn-*itu Aombustion :
• $n-situ combustion memiliki kecenderungan hanya
menyapu minyak bagian atas daerah minyak sehingga
penyapuan vertikal pada formasi yang sangat tebal
biasanya buruk.
• (ebanyakan panas yang dihasilkan dari in-situ
combustion tidak digunakan dalam pemanasan minyak,
sebaliknya digunakan untuk memanaskan lapisan oil-
bearing , interbedded shale dan tudung serta dasar
batuan.
• )inyak yang kental dan berat cocok untuk in-situ
combustion sebab memberikan bahan bakar yang
diperlukan.
• Hnstalasi in-situ combustion memerlukan biaya investasi
yang besar. 0kan tetapi instalasi permukaan
mengkonsumsi bahan bakar lebih sedikit dibandingkan
peralatan air panas atau generator uap.
7. ot 9ater :n=e'tion
54
-
8/16/2019 BAB I Teknik Reservoir
59/65
Hn"eksi air panas merupakan salah satu metode thermal
recovery yang digunakan untuk reservoir yang mempunyai
viscositas tinggi. )etode ini "uga banyak digunakan untuk
reservoir-reservoir dangkal yang mempunyai range viscositas
antara L cp. Hn"eksi air panas akan mempengaruhi
mobility ratio water drive dalam reservoir dan karena itu akan
menambah efisiensi recovery.
)ekanisme Hn"eksi 0ir Panas yaitu Pertama kali minyak akan
di desak oleh air dingin sebelum front panas sampai. 0ir panas
akan mendingin lebih cepat dalam "ari-"ari yang kecil %small
fingers& sehingga panas ber"alan lambat dalam reservoir.
Ulah dini dari hot water drive lebih buruk daripada cold
water drive sebab hot water kurang viscous dibandingkan dengan
cold water tetapi hakekatnya masih mendorong minyak dingin.
!erangsur-angsur kemudian kehilangan panas dari hot water
channels akan menambah temperatur reservoir dengan cara
konduksi. >al ini akan mengurangi viscositas minyak dan
meningkatkan efek water drive.
(elebihan dan (ekurangan Hn"eksi 0ir Panas
1. (elebihan in"eksi air panas :
• Proses pendesakan panas sangat simpel dan dapat
berfungsi sebagai water flood.
• /esign dan operasinya sebagian besar dapat
menggunakan fasilitas water flood.
• Gfisiensi pendesakan lebih baik dari water flood
conventional.
$. (ekurangan in"eksi air panas :
• 0ir mempunyai kapasitas panas yang rendah dibanding
steam.
5F
-
8/16/2019 BAB I Teknik Reservoir
60/65
• Perlu adanya treatment khusus untuk mengontrol
korosi, problem scale, swelling maupun problememulsi.
• Pada sand yang tipis, se"umlah panas akan hilang pada
overburden dan underburden, hal ini akan men"adi
kritis apabila formasi underburden dan overburden
berupa shale.
• (ehilangan panas cukup besar pada rate in"eksi rendah
dan formasi sand yang tipis.
1.:.$.2. In9eksi Ki'ia
Hn"eksi kimia pada prinsipnya adalah menambahkan 2at kimia
kedalam reservoir dengan "alan in"eksi dan bertu"uan untuk mengubah
sifat-sifat fisik8kimia fluida reservoir dengan fluida pendesak. *asaran
utamanya adalah untuk mengurangi tekanan kapiler atau menaikkan
viscositas fluida pendesak agar dapat memperbaiki efisiensi pendesakan
%Gd& dan effisiensi penyapuan %Gs&.
(ondisi reservoir yang perlu diperhatikan pada proses kimia ini
adalah temperatur, "enis reservoir dan mekanisme pendorong reservoir.
9enis reservoir disini menyangkut ada tidaknya tudung gas, sebab adanya
tudung gas dapat menyebabkan masuknya sebagian minyak yangterdesak kedaerah yang mempunyai saturasi gas sehingga minyak
terperangkap.
Pada prinsipnya metoda pendesakan fluida kimia dibedakan atas
dua tu"uan, tergantung fluida yang digunakan yaitu :
. )emperbaiki mobilitas ratio antara fluida pendes
top related