perkiraan perkiraan reservoir
Post on 07-Jul-2018
231 Views
Preview:
TRANSCRIPT
-
8/18/2019 Perkiraan Perkiraan Reservoir
1/30
PERKIRAAN PERKIRAAN RESERVOIR ~ SATU
KALIMAT SEJUTA MANFAAT
Setelah operasi pemboran selesai dilakukan dan berhasil dan menemukan adanya akumulasi
hidrokarbon, maka tahap selanjutnya adalah memperkirakan jumlah cadangan hidrokarbon yangterdapat dalam reservoir, produktivitas formasi dan performance reservoir.
3.1. Perkiraan Cadangan
Untuk memperkirakan besarnya cadangan hidrokarbon yang terdapat dalam reservoir, Arps
membagi kegiatan suatu reservoir menjadi tiga perioda10), yaitu :
Perioda Perbandingan
Perioda Volumetrik
Perioda Penurunan Produksi
3.1.1. Perioda Perbandingan
Meliputi tahap kegiatan sebelum pemboran eksplorasi dilakukan. Cadangan pada perioda ini
ditentukan dengan persamaan sebagai berikut :
Cadangan = (A) x (RF) (3-1)
Dimana : A : Luas proyeksi reservoir atas bidang horizontal , Acre
RF : Recovery factor, STB/Acre
Perkiraan Luas jebakan diperoleh dari data geologi dan data geofisik. Sedang harga RF diperoleh
dari perbandingan dengan reservoir atau cekungan produktif yang berdekatan. Harga A dan RF
mempunyai beberapa kemungkinan (mempunyai distribusi harga kemungkinan).
3.1.2. Perioda Volumetrik
Meliputi tahap kegiatan setelah diadakan pemboran terhadap satu sumur atau lebih, maka dianggapbahwa formasi yang ditembus itu bersifat produktif. Pada perioda ini belum terjadi produksi minyak
(hidrokarbon) dari sumur yang telah dibor dan batas reservoir hidrokarbonnya belum diketahui
dengan pasti. Adapun cadangan pada perioda volumetrik dapat ditentukan dengan :
Cadangan = (Vb) x ( RF)…………...……..…………………….…(3-2)
Dimana :
Vb = Bulk volume, Acre-ft
RF = Recovery factor, STB/Acre-ft
Harga Vb ditentukan dari peta Isopach (dikembangkan berdasarkan data ketebalan yang
mengandung hidrokarbon). Penentuan harga Vb dari peta Isopach dapat dilakukan secara analitis
-
8/18/2019 Perkiraan Perkiraan Reservoir
2/30
dan grafis.
1). Penentuan Volume Bulk Batuan Secara Analitis
Langkah pertama yang dilakukan dalam menentukan volume bulk batuan adalah membuat peta
kontur bawah permukaan dan peta Isopch. Peta kontur bawah permukaan merupakan peta yang
menggambarkan garis-garis yang menghubungkan titik-titik dengan kedalaman yang sama pada tiap
puncak formasi. Sedangkan peta isopach merupakan peta yang menggambarkan garis-garis yangyang menghubungkan kedalaman yang sama dari formasi produktif.
Gambar 3-1.
Peta Isopach Gas dan Oil Sand.13)
Gambar 3.2.
Penampang Melintang dan Peta Isopach
dari Reservoir yang Ideal.10)
Setelah peta isopach dibuat, maka luas daerah setiap garis isopach dapat dihitung dengan
menggunakan planimeter dan diplot pada kertas, yaitu luas lapisan produktif versus kedalaman. Jika
peta isopach telah dibuat, maka perhitungan volume bulk batuan dilakukan dengan :
a) Metoda Pyramidal
Metoda ini digunakan apabila perbandingan antara luas garis isopach yang berurutan 0,5, yang
secara matematis dituliskan :
-
8/18/2019 Perkiraan Perkiraan Reservoir
3/30
…………….………………………………………..……....(3-3)
……......…………………………..…..(3-4)
………………………………………………………...(3-5)
dimana :
Vbi = Volume antara dua garis isopach yang berurutan, acre-ft
Vb = Volume bulk batuan, acre-ft
h = Interval peta isopach, ft Ai = Luas yang dibatasi oleh garis isopach i , acre
Ai+1 = Luas yang dibatsi oleh garis isopach i+1, acre
b) Metoda Trapezoidal
Metoda ini digunakan apabila perbandingan antara luas garis isopach yang berurutan > 0,5, yang
secara matematis dituliskan :
> 0,5………….……………………………………………………..(3-6)……….…………………...(3-7)
dimana :
hI = ketebalan rata-rata diatas isopach teratas, ft
c) Metoda Simpson
Metoda ini digunakan bila interval kontur dan isopach tidak sama (tidak teratur) dan hasilnya akan
lebih teliti jika dibandingkan dengan metoda trapezoidal. Secara matematis dituliskan :
Vb = …...…….(3-8)
2. Penentuan Volume Bulk Batuan Secara Grafis
Penentuan volume bulk batuan secara grafis dilakukan dengan cara membuat plot antara ketebalan
yang ditunjukkan oleh tiap-tiap garis kontur terhadap luas daerah masing-masing, seperti terlihat
pada gambar (3-3). Dari gambar (3-3), terlihat bahwa volume bulk batuan merupakan luas daerah
yang ditunjukkan dibawah kurva.
Gambar 3-3.
-
8/18/2019 Perkiraan Perkiraan Reservoir
4/30
Contoh Grafik untuk Menentukan Volume Bulk
Batuan dari Peta Isopach.2)
Harga RF (Recovery Factor) pada perioda volumtrik dipengaruhi oleh mekanisme pendorong, sifat
fisik fluida, sifat fisik fluida reservoir serta tekanan akhir dari tahap produksi primer.
• Harga RF (Recovery Factor) pada Depletion Drive RF = 7758 ……………….……...…..(3-9)
• Harga RF pada Water Drive RF = 0,11403 + 0,2719 Log K + 0,255 Log Sw – 0,1355 Log o –1,5380 - 0,00035 h ……………………………………...(3-10)
Harga RF dapat pula diperoleh dari Homograf (didasarkan pada studi statistik dari efisiensi
perolehan minyak).
3.1.3. Perioda Penurunan Produksi
Merupakan perioda setelah suatu lapangan berproduksi. Pada perioda ini batas reservoir sudah
dapat ditentukan dengan lebih pasti. Penentuan cadangan pada perioda ini dapat dilakukan dengan
tiga metoda, yaitu : Metoda Volumetris
Metoda Material Balance
Metoda Decline Curve
3.1.3.1. Metoda Volumetris
Metoda volumetris digunakan untuk memperkirakan besarnya cadangan reservoir pada suatu
lapangan minyak atau gas baru, dimana data-data yang tersedia belum lengkap. Data-data yang
diperlukan untuk perhitungan perkiraan cadangan dengan metoda volumetris adalah porositas rata-
rata, saturasi fluida rata-rata, faktor volume formasi minyak dan gas, serta volume bulk batuan.Untuk menentukan besarnya Original Oil In Place dapat ditentukan dengan :
OOIP = , STB …………………..……..(3-11)
Sedangkan untuk menentukan besarnya Original Gas In Place (OGIP) dapat ditentukan dengan
persamaan :
OGIP = , SCF ...……………………(3-12)
Dimana :
Ø = Porositas rata-rata, fraksi
Vb = Volume bulk, Acre-ftSw = Saturasi air rata-rata, fraksi
Boi = Faktor volume formasi minyak mula-mula, Bbl/STB
Bgi = Faktor volume formasi gas mula-mula, Cuft/SCF
Harga Recovery Factor yang dipengaruhi oleh mekanisme pendorong dapat ditentukan dengan
persamaan Arps10) :
Harga RF pada Water Drive Reservoir (reservoir batu pasir)RF = 0,54898
…………………..……(3-13)
Harga RF pada Depletion Drive Reservoir (reservoir batu pasir dan batu kapur) :
-
8/18/2019 Perkiraan Perkiraan Reservoir
5/30
RF = 0,41815
……………………….(3-14)
Dimana :
Ø = Porositas batuan, fraksi
Sw = Saturasi air, fraksi
Boi = Faktor volume formasi minyak mula-mula, Bbl/STB
K = Permeabilitas batuan , mDoi = Viscositas minyak mula-mula, cp
wi = Viscositas air mula-mula, cp
Pi = Tekanan mula-mula, Psi
Pa = Tekanan abandonment, Psi
Pb = Tekanan bubble point, Psi
3.1.3.2. Metoda Material Balance
Metoda material balance digunakan untuk memperkirakan besarnya cadangan reservoir pada suatulapangan minyak atau gas yang telah dikembangkan, dimana data-data produksi yang diperoleh
sudah cukup banyak. Prinsip penurunan persamaannya didasarkan pada persamaan Schilthuis
(1936), yang berdasarkan hukum kekekalan massa, dimana jumlah massa dalam sistem adalah
tetap atau terjadinya kesetimbangan volume antara produksi komulatif terhadap pengembangan
fluida reservoir.10)
Asumsi yang digunakan dalam konsep material balance, adalah:
1. Reservoir merupakan suatu kesatuan, sehingga perhitungannya tidak tergantung pada jumlah
sumur produksi.2. Proses produksi dianggap proses isothermal.
3. Kesetimbangan antara semua fasa adalah sempurna.
4. Hubungan antara tekanan dan volume tidak tergantung pada masing-masing fluida reservoir.
Penggunaan metoda material balance dalam menghitung cadangan di reservoir disesuaikan dengan
jenis tenaga pendorong yang bekerja pada reservoir tersebut.
A) Persamaan Material Balance Untuk Reservoir Minyak
Persamaan material balance untuk suatu reservoir yang mempunyai gas cap mula-mula danbertenaga pendorong air dapat dinyatakan
………………..(3-15)
Jika persamaan (3-15) disusun kembali, maka akan diperoleh besarnya initial oil in place (NI), yaitu :
…………….(3-16)
-
8/18/2019 Perkiraan Perkiraan Reservoir
6/30
dimana :
Ni = Jumlah minyak mula-mula, Bbl
Np = Produksi minyak komulatif, Bbl
We = Besarnya perembesan air, Bbl
Wp = Produksi air komulatif, Bbl
Bti = Faktor volume formasi total mula-mula, Bbl/STB
Bt = Faktor volume formasi total saat t, Bbl/STB
= Bo + Bg (Rsi – Rs)
Bo = Faktor volume formasi minyak saat t, Bbl/STB
Bgi = Faktor volume formasi gas mula-mula, Cuft/SCF
Bg = Faktor volume formasi gas saat t, Cuft/SCF
Bw = Faktor volume formasi air saat t, Bbl/STB
Rsi = Jumlah gas yang terlarut dalam minyak mula-mula, SCF/STB
Rs = Jumlah gas yang terlarut dalam minyak saat t, SCF/STBRp = Perbandingan gas komulatif dengan minyak komulatif, SCF/STB
m = Perbandingan jumlah volume gas cap mula-mula dengan volume
minyak mula-mula, SCF/STB
Untuk reservoir undersaturated, maka We = 0 dan tidak ada gas cap mula-mula (m = 0) , sehingga
persamaan (3-16) menjadi :
……………………(3-17)Untuk Depletion Drive reservoir, dimana tenaga pendorongnya adalah pengembangan gas yang
terlarut dalam minyak,maka penurunan persamaan material balancenya dilakukan dua tahap, yaitu :
1. Bila tekanan reservoir diatas tekanan jenuh :
……………………………….….(3-18)
2. Bila tekanan reservoir dibawah tekanan jenuh :
…………………..(3-19)
B ) Persamaan Material Balance Untuk Reservoir Gas
Persamaan material Balance untuk reservoir gas di dasarkan pada kesetimbangan mol gas , dengan
anggapan komposisi gas tetap selama produksi berlangsung.
1. Untuk Water Drive reservoir , persamaannya :
………..…………….(3-20)
2. Untuk Depletion Drive reservoir, persamaannya :………………………..……………..(3-21)
dimana :
G = Jumlah gas mula-mula, SCF
-
8/18/2019 Perkiraan Perkiraan Reservoir
7/30
Gp = Produksi komulatif gas , SCF
Bgf = Faktor volume formasi gas akhir , Cuft/SCF
Adanya perembesan air (water influx) sering menjadi problem untuk reservoir yang berbatasan
dengan aquifer, oleh karena itu pada bagian ini akan sedikit dibicarakan mengenai persamaan water
influx (We), yaitu :
Schilthuis (1936), menurunkan persamaan dengan anggapan bahwa kondisi steady state,penurunan tekanan teratur dan bertahap, viscositas, permeabilitas, dan geometri aquifer konstan,
maka :
atau ……..(3-22)
dimana :
k = Konstanta water influx, Bbl/D/Psi
Pi – P = Penurunan tekanan, Psi
Hurst (1943), menurunkan persamaan pengembangan dari persamaan Schilthuis, yaitu :We = c ………….………………………………………….(3-23)
Dimana :
c = konstanta water influx, bbl/D/psi
a = konstanta konversi waktu
Van Everdingen dan Hurst (1949), menurunkan persamaan dengan anggapan bahwa kondisi steady
state, yaitu :
We = ………..……………………………………..…….(3-24)
Dimana :B = Konstanta water influx , Bbl/psi
= 1,119 Ce rw h ( / 360 )
= Porositas rata-rata, fraksi
Ce = Kompresibilitas air formasi, psi-1
rw = Jari-jari sumur, ft
h = Ketebalan lapisan, ft
= Sudut yang dibentuk oleh lingkaran reservoir
Q(t) = Water influx yang merupakan fungsi dari tD, tak berdimensitD = Waktu perembesan air, tak berdimensi = 6,323 x 10-3
k = Permeabilitas, mD
t = Waktu perembesan air, hari
= Viskositas air formasi, cp
3.1.3.3. Metoda Decline Curve
Metoda decline curve merupakan penentuan perkiraan cadangan hidrokarbon yang dilakukan
berdasarkan data-data produksi atau grafik penurunan produksi, yang biasanya menunjukkanhubungan antara laju produksi versus waktu atau produksi komulatif, seperti terlihat pada Gambar
(3-4).
Dari gambar (3-4) terlihat bahwa laju produksi mula-mula stabil dan kemudian mengalami
-
8/18/2019 Perkiraan Perkiraan Reservoir
8/30
penurunan.
Analisa decline curve merupakan suatu interpolasi data-data produksi yang telah diperoleh
sebelumnya tampa memperhatikan hukum-hukum kimia dan fisika tentang aliran minyak atau gas
dalam reservoir.
Gambar 3-4.
Type Plot Laju Produksi vs Produksi Komulatif.17)
Syarat-syarat yang harus dipenuhi dalam memperkirakan besarnya cadangan hidrokarbon denganmetoda decline curve, adalah :
Produksi telah turun,
Sumur diproduksi pada kapasitasnya, dan
Tidak terjadi perubahan metoda produksi.
Berdasarkan bentuk penurunannya, ada tiga jenis decline curve, yaitu Exponential, Hyperbolic dan
Harmonic Decline.
A. Exponential Decline
Exponential decline sering disebut constant persentage decline, dimana kurvanya mempunyai hargapenurunan laju produksi per satuan waktu sebanding dengan laju produksinya, yang secara
matematis dituliskan :
atau - ……………………….…..…(3-25)
Apabila persamaan (3-25) diintegralkan, dimana q adalah laju mula-mula ,dan qt adalah laju produksi
pada saat t, maka :
………………………………………………………(3-26)
a t = ln qi – ln qt = ln
qt = qi exp (-a t) ……………………………………………………..(3-27)dimana :
q = Laju produksi
a = Decline rate
q/ t = Perubahan laju produksi terhadap waktu
Bentuk grafik hubungan antara laju produksi versus waktu pada kertas semi-log adalah garis linier,
seperti terlihat pada Gambar (3-5c).
Jika Np adalah produksi komulatif, maka besarnya dapat ditentukan dengan persamaan :Np = ………………………………………………………..(3-28)
Dengan mensubstitusikan persamaan (3-25) ke dalam persamaan (3-28), maka :
Np = …………………………………………………...…(3-29)
-
8/18/2019 Perkiraan Perkiraan Reservoir
9/30
Np = ..…..……………………………………………….. (3-30)
Apabila persamaan (3-27) disubstitusikan kedalam persamaan (3-30) untuk produksi sampai batas
ekonomisnya (economic limit), maka akan diperoleh persamaan :
…………………………………………………(3-31)
B. Hyperbolic Decline
Besarnya decline rate pada hyperbolic decline adalah berubah-rubah, yang secara matematisdituliskan :
…………………………………………………………...(3-32)
dimana : n = konstanta yang menyatakan nomor antara 0 – 1. Apabila persamaan (3-25)
disubstitusikan kedalam persamaan (3-32), maka :
atau ……………….. (3-33)
Apabila persamaan (3-33) diintegralkan, dimana qi adalah laju mula-mula, dan qt adalah laju
produksi pada saat t, maka :
………………………………..(3-34)atau
……………………………………………(3-35)
Hubungan antara produksi komulatif dengan laju produksi, seperti pada persamaan (3-29), adalah :
………………………………(3-36)
………………………….…..(3-37)
Hubungan antara produksi komulatif dengan laju produksi hasil persamaan (3-37), apabila diplot
pada kertas grafik semi-log, maka akan berbentuk garis linier, seperti terlihat pada Gambar (3-5d).
Gambar 3-5.
Grafik Hubungan Laju Produksi vs Waktu dan Produksi
Komulatif untuk Beberapa Harga Decline Curve.17)
C. Harmonic Decline
Harmonic decline merupakan bentuk khusus dari hyperbolic decline, dimana penurunan laju produksi
persatuan waktu berbanding lurus terhadap laju produksinya, karena harga n = 1.Secara matematis, bentuk persamaan harmonic decline sama dengan persamaan (3-35), untuk
harga n = 1, yaitu :
…………………………………………………......(3-38)
-
8/18/2019 Perkiraan Perkiraan Reservoir
10/30
Hubungan antara produksi komulatif dengan laju produksi, seperti pada persamaan (3-29), adalah :
…..……………………………….….(3-39)
…………………………………………....(3-40)
3.2. Perkiraan Produktivitas Formasi
Pada umumnya sumur yang baru ditemukan mempunyai tenaga pendorong alamiah yang mampumengangkat fluida hidrokarbon dari reservoir sampai ke permukaan. Kemampuan tersebut tidak
dapat berlangsung terus hingga seluruh fluida yang terdapat dalam reservoir habis, tetapi akan
menurun sejalan dengan menurunnya tekanan reservoir. Kemampuan reservoir untuk mengalirkan
fluida tersebut disebut produktivitas formasi.
Berikut ini akan dibicarakan hal-hal yang berhubungan dengan produktivitas formasi, yaitu aliran
fluida dalam media berpori, productivity index dan kurva IPR.
3.2.1. Aliran Fluida Dalam Media Berpori
Mengenai aliran fluida dalam media berpori telah dipelajari oleh Henry Darcy (1865) yang
mengemukakan suatu hubungan empiris dalam bentuk differential, yaitu:
…………………………………………………...(3-41)
dimana :
q = Laju aliran fluida, cc/sec A = Luas media penampang media berpori, cm2
v = Kecepatan aliran fluida, cm/sec
k = Permeabilitas, Darcy
P/ L = Gradien tekanan dalam arah aliran, atm/cm
Tanda negatif pada persamaan (3-41) menunjukkan bahwa bila terdapat penambahan tekanan
dalam satu arah, akan mempunyai arah aliran yang berlawanan dengan arah penambahan tekanan
tersebut.
Pemakaian persamaan Darcy mempunyai beberapa asumsi, yaitu : Aliran mantap (steady state)
Fluida yang mengalir satu fasa dan incompressible
Viscositas fluida yang mengalir konstan
Kondisi aliran isothermal
Formasi homogen dan arah alirannya horisontal
Persamaan (3-41) dapat dikembangkan untuk kondisi aliran fluida dari formasi ke lubang sumur,
yang merupakan aliran radial, yaitu :
…...……………………………(3-42)
dimana :
qo = laju aliran minyak dipermukaan, STB/D
-
8/18/2019 Perkiraan Perkiraan Reservoir
11/30
ko = permeabilitas efektif minyak, mD
h = ketebalan lapisan, ft
o = viscositas minyak, cp
Bo = faktor volume formasi minyak, Bbl/STB
Pe = Tekanan reservoir pada jari-jari re, psi
Pwf = Tekanan alir dasar sumur, psi
re = jari-jari pengurasan, ftrw = jari-jari sumur, ft
Untuk laju aliran gas dimana sangat dipengaruhi oleh besarnya tekanan (oleh karena itu perhitungan
dilakukan pada tekanan rata-rata), yaitu :
.....…………………………(3-43)
dimana :
qg = laju aliran gas dipermukaan, SCF/D
g = Viskositas gas, cpkg = permeabilitas efektif gas, mD
T = temperatur reservoir, F
Z = faktor kompresibilitas gas
3.2.2. Productivity Index
Productivity index (PI) merupakan index yang digunakan untuk menyatakan kemampuan suatu
sumur untuk berproduksi pada suatu kondisi teretntu.
Secara definisi, PI merupakan perbandingan antara laju produksi yang dihasilkan oleh suatu sumur pada suatu harga tekanan alir dasar sumur tertentu dengan perbedaan antara tekanan dasar sumur
pada keadaan statik (Ps) dan tekanan dasar sumur pada saat terjadi aliran (Pwf), yang secara
matematis dapat dituliskan :
, bbl/D/Psi ……………………………….…(3-44)
dimana : Ps = Tekanan statik, Psi
Pwf = Tekanan alir dasar sumur, Psi
Dengan mensubstitusikan persamaan (3-44), maka PI dapat ditentukan brdasarkan sifat fisik batuan
dan fluida serta geometri reservoir, yaitu :
………...……………………………………(3-45)
Persamaan (3-45) hanya dapat digunakan untuk aliran fluida satu fasa, sehingga tidak dapat
dipenuhi apabila dalam aliran fluida terdapat air formasi, Tetapi dalam praktek keadaan semacam ini
masih dianggap berfasa satu, sehingga persamaan (3-44) dapat diperluas dengan memasukkan laju
alir kedalam persamaan tersebut yaitu :
………………………………………………...…(3-46)dimana : qw = laju aliran air dipermukaan, STB/D
Adapun faktor-faktor yang mempengaruhi harga productivity index , ada beberapa macam yaitu :
-
8/18/2019 Perkiraan Perkiraan Reservoir
12/30
Sifat fisik batuan reservoir
• Permeabilitas
Apabila permeabilitas batuan turun maka PI turun
• Saturasi
Apabila So turun (akibat diproduksikannya minyak ) maka Sg bertambah (karena makin banyak gas
yang terbebaskan) sehingga Keff terhadap minyak berkurang akibatnya PI turun.
Sifat fisik fluida reservoir • Kelarutan gas dalam minyak (Rs)
Jika tekanan reservoir turun sampai < Pb, maka gas yang terbebaskan dari minyak semakin
bertambah (Rs turun, Sg bertambah, Keff terhadap minyak berkurang), akibatnya PI turun. • Faktor
volume formasi minyak (Bo) Kalau Bo naik maka PI turun • Viscositas minyak ( o) Kalau o naik
maka PI turun Ketebalan lapisan Makin tebal zona produksi, PI makin besar. 3.2.3. Inflow
Performance Relationships (IPR) Productivity index (PI) yang diperoleh dari hasil test atau perkiraan,
hanya merupakan gambaran secara kualitatif mengenai kemampuan sumur untuk berproduksi.
Dalam kaitan dengan perencanaan suatu sumur untuk berproduksi, maka harga PI dapat dinyatakansecara grafis yang disebut Inflow Performance Relationship (IPR). Umumnya grafik Inflow
Performance Relationships (IPR) ini dibuat untuk melihat kelakuan formasi produktif terhadap
penurunan tekanan reservoir, yang dibuat dalam bentuk hubungan (plot) antar laju produksi dengan
perubahan tekanan reservoirnya. Grafik IPR ini sangat penting untuk mengetahui produktivitas
formasi karena akan dapat digunakan untuk menentukan ukuran tubing dan choke serta dapat
menentukan pula laju produksi optimum yang dapat diperoleh. Dalam membuat grafik IPR harus
diperhatikan aliran fluida dalam media berpori apakah aliran tersebut satu fasa, dua fasa atau tiga
fasa. Berdasarkan definisi PI pada persamaan (3-44) untuk suatu saat tertentu, dimana Ps dan PIkonstan, maka variabelnya adalah q dan Pwf, sehingga persamaan (3-44) dapat dituliskan menjadi :
………………………………………………...…(3-47) Berdasarkan asumsi persamaan (3-47), maka
bentuk grafiknya adalah garis lurus seperti terlihat pada Gambar (3-6). Gambar 3-6. Grafik IPR
Linier.26) Gambar (3-6) menunjukkan bahwa harga PI menyatakan kemiringan garis IPR yang dalam
hal ini besarnya selalu konstan. Muskat (1942) menyatakan bahwa apabila yang mengalir adalah
fluida dua fasa (minyak dan gas), maka bentuk kurva IPR-nya berbentuk lengkungan, dan harga PI
tidak konstan, karena kemiringan kurva IPR akan berubah secara kontinue untuk setiap harga Pwf.
Dalam hal ini persamaan (3-47) tidak berlaku lagi. Pembuatan kurva IPR untuk aliran dua fasa padamulanya dikembangkan oleh Weller (1966) yang menurunkan persamaan PI untuk solution gas drive
dengan anggapan : 1. Bentuk reservoir adalah lingkaran, terbatas dan sumur tepat berada ditengah-
tengah.. 2. Media berpori adalah uniform dan isotropis serta harga saturasi air konstan disetiap titik.
3. Pengaruh gradien tekanan diabaikan 4. Kompresibilitas air dan batuan diabaikan 5. Komposisi
minyak dan gas konstan 6. Tekanan pada minyak dan gas sama 7. Kondisi semi steady state,
dimana laju desaturasi minyak sama disetiap titk pada saat tertentu. Tetapi pemecahannya sangat
rumit dan tidak praktis. Selanjutnya Vogel (1968) mengemukakan suatu cara yang lebih sederhana
dibandingkan metode Weller. Vogel membuat kurva IPR untuk beberapa harga : Recovery komulatif tertentu Viscositas minyak tertentu Permeabilitas relatif dan kondisi lain. Gambar (3-7) menunjukkan
bentuk kurva IPR untuk beberapa harga recovery. Oleh vogel, kurva IPR pada Gambar (3-7) diubah
dalam bentuk plot dimensionless IPR, yaitu tekanan untuk tiap titik pada kurva IPR dibagi dengan
-
8/18/2019 Perkiraan Perkiraan Reservoir
13/30
tekanan maksimum pada saat sumur ditutup (shut in) untuk setiap grafik (Pwf/Ps). Sesuai dengan hal
tersebut, maka rate produksinya juga dibagi dengan rate maksimum (100% draw down) untuk kurva
yang sama, akan diperoleh grafik seperti terlihat pada gambar (3-8). Grafik IPR yang dikembangkan
oleh vogel ini berlaku untuk aliran dua fasa dengan tampa memperhitungkan faktor skin. Aliran dua
fasa dapat terjadi pada saturated reservoir maupun undersaturated reservoir. Gambar 3-7. Kurva
IPR untuk Beberapa Harga Recovery.26) Hal yang sama dilakukan oleh vogel untuk kurva IPR yang
dipengaruhi oleh viscositas dan GOR seperti ditunjukkan pada gambar (3-9). Kurva B digunakanuntuk minyak dengan viscositas ½ dari viscositas kurva A, dan digunakan untuk minyak dengan
GOR 2 kali dari GOR kurva A. Semakin berkurangnya viscositas minyak B, maka produktivitas
akan lebih besar dari viscositas yang lebih tinggi. Kemudian kurva IPR tersebut dirubah dalam bentuk
plot dimensionless IPR yang hasilnya seperti terlihat pada gambar (3-10). Berdasarkan kurva IPR tak
berdimensi yang kemudian dilakukan perhitungan pada berbagai macam viscositas minyak, GLR,
permeabilitas, spasi sumur, sumur yang direkahkan, dan sumur yang mengalami skin effect, Vogel
membuat dasar kurva IPR yang mewakili semua kondisi yang diamati dan merupakan perata-rataan
kurva IPR tak berdimensi yang diperoleh, seperti terlihat pada gambar (3-11). Gambar 3-8. KurvaIPR Tak Berdimensi Untuk Beberapa Harga Recovery. 26) Gambar 3-9. Kurva IPR yang Dipengaruhi
Oleh Viscositas dan GOR.26) Bentuk dasar dari kurva IPR tak berdimensi tersebut merupakan
penyelesaian umum dari persamaan aliran pada solution gas drive reservoir reservoir dengan
konstanta tergantung pada kondisi reservoir dan untuk tekanan di bawah tekanan jenuh (Pb). Untuk
tujuan praktism maka vogel menyatakan bentuk empiris dari bentuk dasar kurva IPR tak berdimensi
tersebut, yaitu : Gambar 3-10. Kurva IPR Tak Berdimensi yang Dipengaruhi Oleh Viscositas dan
GOR.26) .………………………………….(3-48) dimana : qmax = laju aliran minyak pada saat Pwf = 0
atau laju aliran minyak maksimum , STB/D. Persamaan (3-38) hanya dapat digunakan pada kondisiPs < Pb, sedangkan apabila Ps > Pb, bentuk kurva IPR-nya sebagian berbentuk linier dan
selanjutnya melengkung, seperti terlihat pada gambar (3-12). Untuk kondisi ini, maka pembuatan
kurva IPR dapat dilakukan dengan perluasan persamaan Vogel, yaitu :
.….………….……………..(3-49)
dimana : qb = laju aliran minyak pada saat Pwf = Pb atau laju aliran jenuh, STB/D.
Gambar 3-11.Bentuk Dasar Kurva IPR Tak Ber-dimensi dari Vogel.26)
Dalam praktek dilapangan, biasanya perlu dilakukan perkiraan bagaimana bentuk kurva IPR dimasa
yang akan datang, pada suatu harga tekanan statistik tertentu. Perkiraan ini selalin masih
menggunakan perluasan persamaan Vogel, juga memerlukan data sifat fisik fluida reservoir dan
pengukuran PI.
Apabila persamaan (3-48) dituliskan dalam bentuk lain, yaitu :
……………….…………....(3-50)Substitusikan persamaan (3-44) kedalam persamaan (3-50) maka akan diperoleh persamaan :
………….…………………………………..(3-51)
Jika didefinisikan PI* sebagai PI pada kondisi dimana saturasi fluida sama disetiap titik, sehingga
-
8/18/2019 Perkiraan Perkiraan Reservoir
14/30
kondisi drawdown (Ps – Pwf) = 0, maka dapat ditentukan besarnya harga PI* dengan persamaan :
………………………………………..…(3-52)
Apabila persamaan (3-51) dibandingkan terhadap persamaan (3-52), maka :
……………………………………………...(3-53)Harga PI* dapat diperoleh dari harga PI pada persamaan (3-45). Selanjutnya PI* masa yang akan
datang ( PI* )f, dapat ditentukan dengan cara membandingkan (PI*)f terhadap PI* masa sekarang
(PI*)p , sehingga akan diperoleh persamaan :
………………………………………..(3-54)
Kemudian jika qmax dari persamaan (3-50) digantikan oleh qmax dari persamaan (3-52) maka akan
diperoleh persamaan :
………..…………..……….(3-55)
Dari persamaan – persamaan tersebut di atas, dapat diketahui bahwa untuk meramalkan kurva IPRmasa mendatang ( Metoda Standing dengan anggapan S = 0) diperlukan data :
Viscositas minyak sebagai fungsi tekanan.
Faktor volume formasi minyak sebagai fungsi tekanan.
Grafik permeabilitas relatif minyak sebagai fungsi saturasi minyak, dimana perkiraan saturasi minyak
untuk masa mendatang dapat dilakukan dengan metode Tarner.
Apabila grafik permeabilitas relatif minyak versus saturasi minyak tidak tersedia, maka harga Krodapat dilakukan pendekatan dengan metoda Corey, yaitu :
……………………………………………...……(3-56)
dimana :
SL = S o + Swi
SLr = Sor + Swi
n = Konstanta yang tergantung dari distribusi ukuran pori-pori batuan (untuk consolidated sandstone
dan angular limestone, harga n = 4 ).
Untuk peramalan kurva IPR masa mendatang dwngan anggapan faktor skin tidak sama dengan nol,
dapat digunakan beberapa metode. Salah satunya adalah metoda Pudjo Sukarno. Asumsi-asumsi
yang digunakan dalam metoda Pudjo Sukarno adalah :
Untuk aliran semi mantap
Tidak ada aliran dibatas reservoir
Faktor skin tidak sama dengan nol
Adapun persamaan aliran dalam media berpori (dalam bentuk pseudo pressure function) dapat
dituliskan sebagai :
Dimana :
dan
-
8/18/2019 Perkiraan Perkiraan Reservoir
15/30
Laju produksi maksimum pada Pwf = 0 berdasarkan persamaan diatas dapat dinyatakan :
Dengan anggapan re, rw, dan S konstan maka :
Berdasarkan hasil simulasi reservoir dan analisa regresi hubungan m(Prf) dengan m(Pri) dapat
dinyatakan dengan persamaan sebagai berikut :
1. Untuk minyak dengan ºAPI < 40 :
2. Untuk minyak dengan ºAPI 40 :
Dengan diketahuinya perbandingan pseudo pressure function maka Qmaxf
(waktu yang akan datang) dapat diperkirakan, setelah Qmaxi ditentukan terlebih dahulu berdasarkan
data uji tekanan data uji produksi pada waktu (ti). Akhirnya kurva IPR pada waktu yang akan datang
dapat ditentukan berdasarkan metoda Pudjo Sukarno untuk aliran dua fasa dengan faktor skin tidak
sama dengan nol. Adapun persamaannya sebagai berikut :
Dimana :
Pd = Pwf / Pr
a1 s/d a5 = Konstanta persamaan dan dihitung dengan persamaan :
an = C1 Exp (C2S) + C3 Exp (C4S)
S = Faktor skin3.3. Perkiraan Perilaku Reservoir
3.3.1. Pengertian Perilaku Reservoir
Perilaku reservoir merupakan suatu ulah kerja reservoir yang dinyatakan dengan data-data reservoir
sebagai akibat proses produksi. Data-data tersebut antara lain :
Produksi harian : gas (qg), minyak (qo) dan air (qw)
Produksi kumulatif : gas (Gp), minyak (Np) dan air (Wp)
Perbandingan produksi komulatif : gas dan minyak (GOR)
air dan minyak (WOR) Adapun data-data yang diperlukan dalam peramalan, yaitu :
Tekanan, temperatur awal reservoir
Harga Rs, Bo, Bg sebagai fungsi tekanan
Harga kejenuhan air connat, Swc
Harga viskositas dan permeabilitas terhadap kejenuhan
Jumlah minyak mula-mula yang terdapat dalam reservoir.
Kegunaan dari peramalan perilaku reservoir ini adalah untuk memperkirakan apakan suatu reservoir
itu masih layak untuk diproduksikan dengan suatu metode tertentu, yang berarti memungkinkansecara teknis dan menguntungkan secara ekonomis. Perkiraan perilaku reservoir dapat dilakukan
dengan metode material balance dan decline curve.
-
8/18/2019 Perkiraan Perkiraan Reservoir
16/30
3.3.2. Metode Material Balance
Perkiraan dengan metode material balance dilakukan dengan cara pendekatan persamaan material
balance (3-16) yang didukung dengan persamaan GOR dan persamaan kejenuhan minyak serta
cara perhitungannya disesuaikan dengan kondisi masing-masing mekanisme pendorongnya.
3.3.2.1. Depletion Drive Reservoir
Metode material balance yang digunakan untuk perkiraan performance depletion drive reservoir,antara lain metode Tarner, Muskat, Pirson, dan Tracy, yang masing-masing mempunyai cara
pendekatan yang berbeda-beda, sehingga hasil perkiraannya sedikit berbeda.
Dalam menggunakan metode tersebut, terdapat beberapa batasan yang harus dipenuhi, yaitu :
Reservoir tertutup ( bounded reservoir )
Tidak ada water influx dan injeksi air ,
Tidak ada injeksi gas ,
Tidak ada proses pemisahan secara gravitasi,
Tidak ada ekspansi batuan dan air , Saturasi air dalam kondisi tidak bergerak ,
Sifat fisik batuan dan fluida reservoir adalah uniform dan homogen ,
Distribusi saturasi fluida adalah uniform dan homogen ,
Tidak terjadi variasi tekanan dan temperatur dalam reservoir
Tekanan statik konstan ,
Komposisi gas konstan , dan
Pada kondisi awal reservoirnya saturated , yaitu tidak terdapat tudung gas awal .
Sedangkan faktor-faktor yang belum diketahui dalam hubungannya dengan perkiraan performance
reservoir , adalah saturasi minyak ( So) , produksi minyak komulatif (Np), produksi gas komulatif
(Gp), perbandingan permeabilitas gas terhadap permeabilitas minyak (Kg/Ko), tekanan reservoir dan
sifat fisik fluida reservoir. faktor-faktor tersebut dapat diketahui dengan persamaan :
…………………………….…….(3-57)
..…………...…………….………………….(3-58)
…………………………………(3-59)
Sedangkan sifat fisik fluida reservoir merupakan fungsi tekanan yang diperoleh dari hasil test
laboratorium atau korelasi yang mendekati.
3.3.2.1.1. Metode Tarner
Metode ini berdasarkan persamaan material balance Schilthuis, persamaan GOR sesaat dan
persamaan kejenuhan minyak pada suatu waktu tertentu.
Prosedur perkiraannya adalah :1. Pilih harga P < P* (P*sebelumnya diambil sembarang)
2. Tentukan besarnya produksi minyak komulatif pada harga tekanan yang dipilih.
3. Hitung besarnya pertambahan minyak yang sesuai dengan penurunan tekanan, dengan
-
8/18/2019 Perkiraan Perkiraan Reservoir
17/30
persamaan : Np = Np + Np* sebagai langkah awal, harga Np* = 0
4. Hitung harga Rp dengan persamaan (3-59).
5. Hitung produksi gas komulatif dengan persamaan : Gp = Np Rp
6. Hitung besarnya pertambahan gas dengan persamaan : Gp = Gp – Gp*
7. Tentukan harga So dengan persamaan (3-57)
8. Tentukan harga perbandingan permeabilitas gas dan minyak sebagai fungsi saturasi.
9. Hitung GOR sesaat dengan persamaan (3-58)10. Hitung GOR rata-rata dengan persamaan : R = (R + R*) /2
11. Hitung pertambahan produksi gas Gp’ = Np. R
12. Bandingkan Gp dengan Gp’
13. Toleransi yang diijinkan berkisar antara 1 % - 2 %. Apabila harga toleransi tidak terpenuhi, maka
perhitungan harus diulang dari prosedur nomor 3.
3.3.2.1.2. Metode Muskat
Metode ini berdasarkan metode Tarner, tetapi langsung menggunakan persamaan yang berkaitandengan perubahan minyak in place dan gas in place sesuai dengan penurunan tekanan, yaitu :
Minyak Sisa = Minyak Mula-mula – Minyak Terproduksi
…………….…….…………………….……(3-60)
Gas Sisa = Gas Terlarut dalam Minyak + Gas Bebas
…………….………….…………………….(3-61)
Kemudian persamaan tersebut diturunkan sesuai dengan kondisi tekanan, yaitu :
…………………………………..(3-62)
...……(3-63)
Bila GOR dinyatakan sebagai : ,maka :
……………..(3-64)
Sedangkan harga So diperoleh dengan persamaan :
……...………………..(3-65)
dimana : Sg = 1 – Sw – So
Apabila harga So dan R telah diketahui, maka besarnya produksi minyak komulatif (Np) dan GOR
dapat dihitung dengan persamaan (3-59) dan (3-58).
3.3.2.1.3. Metode Pirson
Metode ini menggunakan persamaan material balance yang khusus dikembangkan untukmenghitung satu bagian (unit) oil in place dalam bentuk perbedaan yang terbatas, yaitu :
.…………..…………..(3-66)
dimana :
-
8/18/2019 Perkiraan Perkiraan Reservoir
18/30
Harga So dapat dihitung dengan persamaan (3-57), maka besarnya produksi minyak komulatif (Np)
dan GOR dapat dihitung dengan persamaan (3-66) dan (3-58).
3.3.2.1.4. Metoda Tracy
Pada dasarnya metode ini sama dengan metode Tarner, yaitu menghitung produksi gas dalamselang waktu tertentu dengan menggunakan trial & error. Perbedaannya hanya mengenai anggapan
yang digunakan.
Tracy mengelompokkan variable-variable menjadi dua, kelompok fungsi PVT dan kelompok fungsi
produksi kumulatif. Dari dua kelompok tersebut, menghasilkan persamaan material balance, yaitu :
Ni = Np o + Gp g …………………….…………………………..(3-67)
Dimana :
o =
g =
Harga So dapat dihitung dengan persamaan (3-57), maka besarnya produksi minyak komulatif (Np)
dan GOR dapat dihitung dengan menggunakan persamaan (3-67) dan (3-58).
3.3.2.2. Gas Cap Drive Reservoir Metode pendekatan yang dilakukan untuk perkiraan performance gas cap drive reservoir, adalah
metode dispersed gas displacement dan frontal gas displacement.
3.3.2.2.1. Metode Dispersed Gas Displacement
Metode ini menggunakan anggapan bahwa ekspansi gas cap terdistribusi secara ke seluruh zona
minyak, sehingga membutuhkan suatu anggapan yang menyatakan batas gas-minyak (GOC) tetap
pada tingkat semula.
Jika persamaan (3-59) akan digunakan pada gas cap drive reservoir, maka perlu dilakukan
modifikasi pada term gas capnya, sehingga dapat digunakan untuk menghitung harga Rp, yaitu :……………(3-68)
Dalam metode ini ternyata persamaan untuk menentukan GOR tidak mengalami perubahan.
3.3.2.2.2. Metode Frontal Gas Displacement
Metode ini beranggapan bahwa oil bank didesak oleh adanya ekspansi gas cap. Harga total saturasi
gas rata-rata sama untuk kedua metode ini. Perbedaannya terletak pada metode frontal gas
displacement dimana akan terjadi perbedaan yang sangat menyolok pada saturasi gas, yaitu antara
bidang batas GOC bagian bawah dan GOC mula-mula dan berikutnya. Perbedaan ini dapatdimanfaatkan untuk menghitung GOR terbawah dan recovery minyak sesuai dengan tekanan
reservoir yang terjadi.
Anggapan yang diperlukan pada metode frontal gas displacement, sesuai dengan reservoir depletion
-
8/18/2019 Perkiraan Perkiraan Reservoir
19/30
drive dan dengan beberapa tambahan, yaitu :
Adanya gas cap mula-mula
Mekanisme yang terjadi adalah pendesakan gas secara frontal
Saturasi fluida merata disetiap bagian zone
Saturasi minyak konstan pada zone yang terinvasi oleh gas, dan
Tidak terdapat pembebasan gas atau penyusutan minyak pada zona yang terinvasi gas.
Berdasarkan anggapan tersebut, maka harga Sor dibelakang front adalah konstan. Besarnya volumepori zona yang terinvasi oleh gas adalah :
…………………………………(3-69)
Dan besarnya volume minyak yang tertinggal dalam zone yang terinvasi gas adalah :
…..……………………………………………….(3-70)
Jadi besarnya volume minyak yang tertinggal dalam zona minyak adalah :
……………………….(3-71)
Volume pori zona minyak dapat dihitung dengan persamaan :
…………...….…(3-72)
Dengan demikian besarnya saturasi minyak dalam zona minyak dapat dihitung dengan persamaan :
……………(3-73)
Prosedur perkiraannya adalah :
1. Pilih harga P < P* (P* sebelumnya diambil sembarang)
2. Tentukan data PVT sebagai fungsi tekanan3. Tentukan besarnya produksi minyak komulatif pada harga tekanan yang dipilih
4. Hitung besarnya pertambahan minyak yang sesuai dengan penurunan tekanan, dengan
persamaan : Np = Np + Np*.
Sebagai langkah awal , harga Np* = 0
5. Hitung harga Rp dengan persamaan (3-59)
6. Hitung produksi gas komulatif dengan persamaan : Gp = Np Rp
7. Hitung besarnya pertambahan gas dengan persamaan : Gp = Gp – Gp*
8. Tentukan harga Soo dengan persamaan (3-73)9. Tentukan harga perbandingan permeabilitas gas dan minyak sebagai fungsi saturasi
10. Hitung GOR sesaat dengan persamaan (3-58)
11. Hitung GOR rata-rata dengan persamaan : R = (R + R*)/2
12. Hitung pertambahan produksi gas Gp’ = Np R
13. Bandingkan Gp dengan Gp’
Toleransi yang diijinkan berkisar antara 1 % - 2 %. Apabila harga toleransi tidak terpenuhi, maka
perhitungan harus diulang dari prosedur nomor 3.
3.3.2.3. Water Drive Reservoir
Metode yang dilakukan untuk perkiraan performance water drive reservoir, adalah metode dispersed
water displacement dan frontal water displacement.
-
8/18/2019 Perkiraan Perkiraan Reservoir
20/30
3.3.2.3.1. Metode Dispersed Water Displacement
Perkiraan dengan metode ini, memanfaatkan persamaan material balance yang mengandung term
air, GOR, WOR dan persamaan saturasi untuk tiap fasa, yaitu :
…………………(3-74)
Jika Rp = Gp/Np, maka persamaan tersebut dapat dituliskan menjadi :
…………………(3-75)
Saturasi minyak dihitung dengan persamaan :
…………………………………..(3-76)
Sedangkan saturasi air dihitung dengan anggapan bahwa air tersebar merata keseluruh reservoir,
sehingga volume pori dapat dihitung dengan persamaan :
……………………………………..……………(3-77)
Volume air total dihitung berdasarkan keseimbangan volume air, yaitu :
Air Air Water Air= + -
Total Mula-mula Influx Terproduksi
Wt = Wi + We - Wp.Bw
Besarnya volume air mula-mula adalah :
……………………...………………………(3-79)
Bila persamaan (3-79) disubstitusikan ke dalam persamaan (3-78), maka akan diperoleh :
.………………………………….(3-80)
Sedangkan saturasi air dapat dihitung dengan persamaan :
. (3-81)
atau dapat disederhanakan menjadi :
…………………...…………….(3-82)persamaan WOR diperoleh dengan jalan yang sama seperti pada persamaan GOR, yaitu :
…………………………………………………..(3-83)
Prosedur perkiraannya adalah :
1. Pilih harga pertambahan waktu ( t), sehingga : t = t* + t
2. Pilih harga laju produksi minyak (qo) pada tekanan Pt*
3. Pilih harga WOR rata-rata (Fwo) untuk interval waktu t, sehingga
Fwo = Fwo*.
4. Hitung pertambahan produksi minyak, dengan persamaan :Np = qo x t
5. Hitung produksi air komulatif, dengan persamaan :
Wp = Wp* + Np Fwo
-
8/18/2019 Perkiraan Perkiraan Reservoir
21/30
6. Pilih harga tekanan P < P*
7. Tentukan data PVT sebagai fungsi tekanan
8. Hitung harga Sw dengan persamaan (3-81) atau (3-82)
9. Hitung harga So dengan persamaan (3-76)
10. Hitung harga Sg dengan persamaan : Sg = 1 – Sw – So
11. Hitung GOR sesaat dengan persamaan (3-58)
12. Hitung GOR rata-rata dengan persamaan : R = ( R + R*)/213. Hitung produksi gas komulatif dengan persamaan
Gp = Np R
14. Hitung besarnya pertambahan gas dengan persamaan :
Gp = Gp – Gp*
15. Hitung besarnya produksi minyak komulatif dengan persamaan (3-75)
16. Hitung pertambahan produksi minyak dengan persamaan :
Np’ = Np + Np*
Sebagai langkah awal, harga Np* = 017. Bandingkan Np dengan Np’
Toleransi yang diijinkan berkisar antara 1 % - 2 %. Apabila harga toleransi tidak terpenuhi, maka
perhitungan harus diulang dari prosedur nomor 6.
3.3.2.3.2. Metode Frontal Water Displacement
Metode ini, sama dengan metode dispersed water displacement, yaitu menghitung besarnya Np
dengan persamaan (3-75), hanya dalam persamaan saturasi minyak dan WOR harus disesuaikan,
karena pada metode ini distribusi saturasi fluida tidak merata.Besarnya volume pori zone yang terinvasi oleh air adalah :
.……………………………………………..(3-84)
Sedangkan volume zone minyak sama dengan volume pori total dikurangi volume volume pori pada
zone yang terinvasi air, yang dapat dituliskan :
……...……………………..(3-85)
Jadi besarnya volume minyak yang tertinggal dalam zone minyak adalah :…………...………………..(3-86)
Dengan demikian besarnya saturasi minyak dalam zone minyak dapat dihitung dengan persamaan :
.………………………(3-87)
PI untuk air dapat dihitung dengan persamaan :
……………………….……………………..(3-88)
Dan PI untuk minyak dapat dihitung dengan persamaan :…………………………….…….(3-89)
dimana :
C = konstanta
-
8/18/2019 Perkiraan Perkiraan Reservoir
22/30
Hw = ketebalan total interval yang diproduksi dalam zone yang terinvasi air
ht = ketebalan total interval yang diproduksi
Sehingga WOR produksi pada setiap saat merupakan perbandingan antara Jw dan Jo, yaitu :
...……………………………………………………….(3-90)
Volume batuan pada zone yang terinvasi air dapat dihitung dengan persamaan :
……..……………………………………….(3-91)
Prosedur perkiraannya adalah :
1. Pilih harga pertambahan waktu ( t), sehingga :
t = t* + t
2. Pilih harga laju produksi minyak (qo) pada Pt*, hitung harga Jo dengan persamaan (3-89)
3. Pilih harga WOR rata-rata (Fwo) untuk interval waktu t, sehingga :
Fwo = Fwo*
4. Hitung pertambahan produksi minyak, dengan persamaan :Np = qo x t
5. Hitung produksi air komulatif, dengan persamaan :
Wp = Wp* + Np Fwo
6. Pilih harga tekanan P < P*
7. Tentukan data PVT sebagai fungsi tekanan
8. Hitung harga We dengan persamaan (3-25)
9. Hitung harga Soo dengan persamaan (3-87)
10. Hitung GOR sesaat dengan persamaan (3-58)11. Hitung GOR rata-rata dengan persamaan :
R = ( R + R* )/2
12. Hitung produksi gas komulatif dengan persamaan :
Gp = Np R
13. Hitung besarnya pertambahan gas dengan persamaan :
Gp = Gp – Gp*
14. Hitung besarnya produksi minyak komulatif dengan persamaan (3-75)
15. Hitung pertambahan produksi minyak dengan persamaan :Np’ = Np + Np*
Sebagai langkah awal, harga Np* = 0
16. Bandingkan Np dengan Np’.
Toleransi yang diijinkan berkisar antara 1 % - 2 %. Apabila harga toleransi tidak terpenuhi, maka
perhitungan harus diulang dari prosedur 6
17. Hitung harga Vrw dengan persamaan (3-91)
18. Dapatkan WOC sehubungan dengan besarnya harga Vrw
19. Hitung harga hw dan Fwo dengan persamaan (3-90).
3.3.2.4. Segregation Drive Reservoir
Metode ini merupakan pengembangan dari metode frontal gas displacement untuk gas cap drive
-
8/18/2019 Perkiraan Perkiraan Reservoir
23/30
reservoir, dengan anggapan :
Tidak ada gas yang terbebaskan pada zone yang terinvasi gas.
Saturasi minyak yang tertinggal (Sor) pada zone yang terinvasi gas, adalah konstan, dan
Tidak terjadi pengurangan dari zone yang terinvasi gas
Volume gas bebas pada zone yang terinvasi gas merupakan penjumlahan dari pengembangan gas
pada tudung gas mula-mula dan volume segregated gas dapat dihitung dengan persamaan :
………………………………...…………………….…(3-92)Vs = Gs Bg ………………………………...……………………….(3-93)
Dimana :
Gs = standart volume of segregation gas
Vs = reservoir volume of segregation gas
Volume gas yang mengalami pengembangan adalah :
…………………………….………………..(3-94)
Volume pori dalam zone yang terinvasi gas adalah :
…………………………………….……..…….(3-95)
Volume minyak yang terdapat dalam zone yang terinvasi gas adalah :
………………………………………..(3-96)
Sehingga volume pori dalam zone minyak adalah :
…………………………(3-97)
Jadi besarnya volume minyak yang tertinggal dalam zone minyak adalah :
…………………………………..(3-98)
Dengan demikian besarnya saturasi minyak dalam zone minyak dapat dihitung dengan persamaan :
….……………………(3-99)
Persamaan material balance yang mengandung term gas cap juga digunakan untuk perhitungan
perkiraan performance gravity segregation drive reservoir, yaitu :
……………..…(3-100)
Prosedur perkiraannya adalah :
1. Pilih harga pertambahan waktu ( t), sehingga :
t = t* + t
2. Pilih harga laju produksi minyak (qo) pada tekanan Pt*
3. Hitung harga Qt = Qt* (qo/qo*) dan untuk periode waktu awal, yaitu :
Qt = qo.Boi
4. Hitung pertambahan produksi minyak, dengan persamaan :Np = qo x t
5. Pilih harga tekanan P < P*
6. Tentukan data PVT sebagai fungsi tekanan
-
8/18/2019 Perkiraan Perkiraan Reservoir
24/30
7. Hitung harga Qsg dalam hubungannya dengan saturasi, yang merupakan fungsi t*
8. Hitung volume segregated gas dalam kondisi standart dengan persamaan (3-92), dan volume
komulatif segregated gas reservoir dengan persamaan (3-93)
9. Hitung volume pengembangan gas cap dengan persamaan (3-94)
10. Hitung harga Soo dengan persamaan (3-99)
11. Hitung GOR sesaat dengan persamaan (3-58)
12. Hitung GOR rata-rata dengan persamaan :R = (R + R*)/2
13. Hitung produksi gas komulatif dengan persamaan :
Gp = Np R
14. Hitung besarnya pertambahan gas dengan persamaan :
Gp = Gp – Gp*
15. Hitung besarnya produksi minyak komulatif dengan persamaan (3-100)
16. Hitung pertambahan produksi minyak dengan persamaan :
Np’ = Np + Np*17. Bandingkan Np dengan Np’
Toleransi yang diijinkan berkisar antara 1 % - 2 %. Apabila harga toleransi tidak terpenuhi, maka
perhitungan harus diulang dari prosedur nomor 5.
18. Bila prosedur nomor 17 sudah benar, maka harga Qt* dapat dihitung dengan persamaan :
(3-101)
3.3.2.5.Combination Drive Reservoir
Pirson pertama kali menyusun persamaan material balance untuk menerangkan konsep drive index.Persamaan (3-16) dapat dituliskan dalam bentuk drive index, yaitu :
.…..……...(3-102)
dimana : D = Np (Bo – Rs Bg) + Gg Bg
Dari persamaan (3-102), suku pertama merupakan Depletion Drive Index (DDI), suku kedua
merupakan Segregation (Gas Cap) Drive Index (SDI) dan ketiga merupakan Water Drive Index
(WDI).
Water drive yang efektif, biasanya akan memberikan recovery maksimum, oleh karena itu apabila
memungkinkan reservoir dioperasikan untuk memberikan water drive index maksimum dan depletiondrive serta gas cap drive index minimum. Tetapi sebaliknya, bila water drive lemah, maka mekanisme
pendesakan sebaiknya dari pengembangan gas cap dan secepat mungkin untuk menjaga agar
depletion drive index tetap kecil, karena merupakan mekanisme pendorong yang tidak efisien.
Hasil perhitungan volume pori fluida reservoir akan memberikan harga saturasi minyak pada zone
minyak persatuan volume pori, yang ditunjukkan dengan persamaan :
…………..…....(3-103)
dimana :Sorw = saturasi minyak sisa pada zona yang terinvasi air
Sorg = saturasi minyak sisa pada zona yang terinvasi gas
PI untuk minyak, air dan gas dapat dinyatakan dengan persamaan :
-
8/18/2019 Perkiraan Perkiraan Reservoir
25/30
………………………………….…………(3-104)
……………………………………..……...(3-105)
………….…………………………………(3-106)
dimana :
ho = interval produksi total pada zona minyakhw = interval produksi total pada zona yang terinvasi air
hg = interval produksi total pada zona yang terinvasi gas
ht = interval produksi total
3.3.3. Metode Decline Curve
Laju produksi decline curve merupakan cara yang umum digunakan dalam operasi produksi untuk
masa mendatang. Perkiraan dengan metode ini didasarkan secara perhitungan statistik dan tidak
mendasar pada hukum-hukum fisika dan kimia untuk aliran fluida dalam reservoir, sehingga hasilyang diperoleh mungkin akan mengalami banyak kekurangan.
Decline curve dibuat berdasarkan penurunan produksi sebagai akibat diproduksikannya fluida
reservoir, sehingga decline curve selalu dibuat berdasarkan hubungan penurunan suatu variable
dengan waktu atau produksi komulatifnya. Sedangkan grafik yang dihasilkan, berupa :
1) Tekanan Terhadap Produksi Kumulatif
Kurva hubungan antara tekanan versus produksi kumulatif, seperti terlihat pada gambar (3-12) ini
penting untuk reservoir dengan mekanisme depletion drive dan gas cap drive reservoir. Penurunan
tekanan yang besar terjadi setelah tekanan reservoir berada dibawah tekanan jenuhnya, karenaproses pengembangan gas berlangsung cepat. Sedangkan pada tekanan reservoir yang berada
diatas tekanan jenuhnya, proses penurunan tekanan relatif konstan, karena diimbangi oleh adanya
pengembangan volume minyak.
Dari gambar (3-12) terlihat bahwa untuk reservoir dengan mekanisme depletion drive, proses
penurunan tekanannya berlangsung cepat dan hanya mendapatkan recovery minyak yang kecil.
2) Persen Minyak Terhadap Produksi Kumulatif
Kurva persen produksi versus produksi kumulatif, seperti terlihat pada gambar (3-13) ini pentinguntuk reservoir dengan mekanisme water drive, terutama bila data persen produksi minyak kumulatif
versus waktu tidak diketahui. Karena ruangan yang ditinggalkan minyak akan diisi oleh air formasi
yang masuk kedalam zona minyak, sehingga persen produksi minyak akan menurun dengan
meningkatnya air yang ikut terproduksi.
Gambar 3-12.
Perubahan Tekanan Reservoir vs Produksi Minyakuntuk Tiga Jenis Mekanisme Pendorong.11)
-
8/18/2019 Perkiraan Perkiraan Reservoir
26/30
Gambar 3-13.
Persen Produksi Minyak vs Produksi Kumulatif.11)
3) Produksi Gas Kumulatif Terhadap Produksi Minyak Kumulatif
Seiiring dengan penurunan tekanan reservoir, akan mengakibatkan terbebaskannya sejumlah gas
dari larutannya, yang kemudian akan menggantikan minyak yang telah terproduksi, sehingga dapat
dikatakan bahwa volume gas yang terbebaskan akan semakin meningkat sejalan dengan semakinlamanya waktu produksi. Gambar (3-14) menunjukkan plot hubungan antara produksi gas kumulatif
versus produksi minyak kumulatif.
Gambar 3-14.
Produksi gas kumulatif vs produksi minyak kumulatif. 11)
4) Productivity Index (PI) Terhadap Produksi Kumulatif
Pada umumnya penurunan harga PI digambarkan sebagai harga PI pada saat abandonment
dibandingkan dengan harga PI mula-mula. Oleh Muskat dan Evinger (1943), hubungan tersebut
dinyatakan dengan persamaan :
…………………...……….(3-107)
dimana : st menyatakan kondisi standart (14,7 psi dan 60 F)
Gambar (3-15) menunjukkan hubungan PI terhadap waktu berbagai jenis mekanisme pendorong.
Dari gambar (3-15) terlihat bahwa untuk water drive reservoir relatif konstan jika dibandingkandengan reservoir yang mempunyai mekanisme pendorong lainnya.
Gambar 3-15.
Hubungan PI vs Waktu untuk Berbagai
Jenis Mekanisme Pendorong.2)
Pada reservoir yang mempunyai mekanisme pendorong bukan water drive, penurunan harga PIrelatif cepat, karena pengaruh adanya tekanan dan perubahan gas, yaitu :
Terjadinya aliran turbulen dengan membesarnya laju produksi
Penurunan permeabilitas efektif minyak yang diakibatkan oleh adanya aliran gas bebas yang
terbentuk karena menurunnya tekanan dasar sumur.
Meningkatnya viscositas yang diakibatkan karena menurunnya tekanan sampai dibawah tekanan
jenuh.
Berkurangnya permeabilitas efektif yang disebabkan adanya kompresibilitas formasi.
3.6. Uji Produksi
Uji produksi adalah kegiatan produksi sumur yang dilakukan secara rutin. Choke manifold atau orifice
digunakan dalam uji produksi untuk mendapatkan data laju produksi gas. Laju produksi minyak
-
8/18/2019 Perkiraan Perkiraan Reservoir
27/30
diperoleh dari separator atau tangki pengumpul. Sedangkan basic sediment and water (BS & W)
didapatkan melalui centrifuge.
3.6.1. Peralatan Produksi
Peralatan uji produksi dipermukaan antara lain : choke manifold, separator, tangki pengumpul dan
centrifuge, yang dipakai untuk mengukur besaran-besaran produksi.
1. Choke Manifold
Choke manifold mempunyai dua fungsi, yaitu :
a). Mengatur aliran fluida dari wellhead. Untuk keperluan ini choke manifold memiliki tiga cabang,
yaitu :
• Manifold bypass (tengah) digunakan untuk mengalirkan fluida pada saat clean up period.
• Choke manifold (kiri dan kanan) digunakan untuk mengatur kapasitas aliran fluida yang masuk
separator pada saat flowing period dengan mengganti-ganti ukuran-ukuran choke yang telah
dipersiapkan. Penggantian ukuran choke menyebabkan perubahan tekanan dan temperatur kepalasumur.
b). Menutup aliran fluida dari wellhead bila diperlukan. Misalnya, untuk memperoleh data tekanan
dan temperatur di kepala sumur pada waktu tutup sumur.
2. Separator
Fungsi utama separator adalah untuk memisahkan gas, minyak dan air yang datang dari sumur
minyak atau gas, sehingga dapat dilakukan pengukuran data laju produksi gas, minyak dan air. Laju
produksi dapat berubah jika ukuran choke yang dipasang di manifold dirubah. Bentuk separator adatiga macam, yaitu : vertikal,horisontal dan spherical. Bagian-bagian pemisahan pada separator dapat
dilihat pada Gambar 3.18.
Tangki Pengumpul
Tangki pengumpul digunakan untuk menampung minyak dan air yang keluar dari separator dengan
maksud untuk mengambil tambahan sampel fluida, jika oil meter atau water meter tidak berfungsi
dengan baik untuk mengukur laju produksi minyak atau air dan untuk kepentingan kalibrasi kapasitas
minyak atau air dapat ditentukan pada tangki pengumpul. Caranya dengan mengukur waktu yangdibutuhkan untuk pengisian satu satuan volume tangki pengumpul yang sudah diberi tanda
(misalnya, 1 bbl), kemudian dilakukan perhitungan kapasitas produksinya.
Gambar 3.18
Peralatan Pemisahan dalam Separator Vertikal23)
3.6.2. Laju Produksi Minyak, Gas dan AirLaju produksi dari sumur bisa terdiri dari tiga macam, yaitu laju produksi minyak, gas dan air.
Besarnya ketiga laju produksi sangat penting dalam uji produksi. Laju produksi minyak (Qo)
ditentukan dengan persamaan sebagai berikut :
-
8/18/2019 Perkiraan Perkiraan Reservoir
28/30
Qo = …..………………………(3-127)
dimana :
Qo = laju produksi minyak pada keadaan standart, STBO/D
Fm = koefisien oil meter
ditentukan dari kalibrasi oil meter dan umumnya diambil Fm =1
K = koreksi volume ke temperatur standart (600F)Shr = faktor penyusutan minyak, ditentukan dari shrinkage meter.
BSW= basic sediment and water, ditentukan dari centrifuge
R = selisih pembacaan oil meter, bbl untuk interval T jam
T = interval waktu alir, jam.
Untuk mengukur minyak bersih memakai meteran aliran, maka faktor meteran harus ditetapkan dulu
melalui kalibrasi. Jika meteran dengan konpresator temperatur dan gravity otomatis, maka
pembacaan sudah dikonversikan untuk suatu volume minyak pada 600F.
Laju produksi air (Qw) dihitung dengan persamaan sebagai berikut :Qw = ……………………………………………………(3-128)
Laju produksi gas (Qg) dihitung berdasarkan pembacaan tekanan, temperatur, gas gravity dan
ukuran jepitan atau orifice yang digunakan :
1. Perhitungan melalui jepitan (dikepala sumur) untuk temperatur alir dan gas gravity diketahui :
Qg = …………………………………………………..(3-129)
2. Perhitungan melalui jepitan untuk temperatur alir dan gas gravity tidak diketahui:
Qg = ………………………………………………………(3-130)
dimana :Qg = laju produksi gas, MSCF/D
C = koefisien jepitan
P = tekanan masuk, psia
g = specific grafity gas
T = temperatur alir, 0R (T0R = 460 + T0R).
3. Perhitungan melalui orific meter (diseparator)
Qg = ………………………………………………(3-131)
dimana :Qg = laju produksi gas pada kondisi reservoir, cuft/d
C1 = konstanta aliran orific. Yaitu kapasitas aliran dalam cuft/jam
pada kondisi reservoir jika pressure extension,
hw = beda tekanan, in. udara
Pf = tekanan statik, psia
Harga C1 dapat diperoleh dari hasil kali beberapa faktor yang dinyatakan
sebagai berikut
C1 = Fb Fr Y Fpb Ftb Ftf FgFpv Fm …………………………………….(3-132)dimana :
Fb = faktor dasar aliran orific
Fr = faktor bilangan Reynolds
-
8/18/2019 Perkiraan Perkiraan Reservoir
29/30
= 1 + ………………………………………………….(3-133)
Y = faktor ekspansi
Fpb = faktor tekanan dasar sumur
Ftb = faktor temperatur dasar sumur
= ………………………………………………………….(3-134)
Tb = temperatur dasar sumur absolut
Fg = faktor specific gravity gasFtf = faktor temperatur alir gas yang diukur bukan pada 600F
= ………………………………………………………….(3-135)
Tf = temperatur alir absolut sebenarnya
Fm = faktor meteran (hanya alat ukur jenis merkuri)
Fpv = faktor superkompresibilitas.
3.6.3. Gas Oil Ratio, Water Oil Ratio dan Gas Liquid Ratio
Selama berlangsungnya produksi terjadi penurunan tekanan reservoir terus-menerus. Setelahmelewati tekanan titik gelembung, maka gas yang semula terlarut dalam minyak terbebaskan. Gas
yang terbebaskan ini ikut terproduksi bersama minyak. Rasio gas/minyak (GOR) adalah
perbandingan gas bebas atau gas terlarut dalam minyak dan gas tanpa adanya air yang ikut
terproduksi, maka minyak dan gas ikutan mengalir bersama-sama ke permukaan. Secara matematis,
GOR dinyatakan sebagai perbandingan antara laju produksi gas (Qg) dan laju produksi minyak (Qo)
dalam kondisi reservoir sebagai berikut:
GOR = …………………………………………..(3-136)
Untuk menyatakan kondisi permukaan, maka persamaan (3-136) berubah menjadi :(GOR)PERMUKAAN = …………………………..(3-137)
dimana :
GOR = Rs = rasio gas/minyak pada kondisi reservoir, SCF/STB
Qg = laju produksi gas, cuft/d
Qo = laju produksi minyak, bbl/d
Kg = permeabilitas effektif gas, md
Ko = permeabilitas effektif minyak, md
g = viscositas gas, cpo = viscositas minyak, cp
(GOR)PERMUKAAN = Rp = GOR Produksi, SCF/STB
Bo = faktor volume formasi minyak, bbl/STB
Bg = faktor volume formasi gas, cuft/SCF
Untuk Ps dan Pb, maka produksi fluida belum menghasilkan gas bebas, sehingga harga GOR sama
dengan keluaran gas dalam minyak mula-mula (Rsi). Dengan naikknya produksi kumulatif, maka Pssampai di bawah Pb dan gas bergerak kepermukaan sehingga Sg sumur naik dan Ko turun,
selanjutnya menaikkan GOR produksi.
Rasio air/minyak (WOR) adalah perbandingan antara laju produksi air (Qw) terhadap laju produksi
-
8/18/2019 Perkiraan Perkiraan Reservoir
30/30
minyak (Qo). Jika reservoir berproduksi minyak dan air tanpa adanya gas yang ikut terproduksi,
maka minyak dan air mengalir bersama-sama ke permukaan. Pada kondisi reservoir besarnya WOR
dapat ditulis sebagai berikut :
WOR = ………………………………………...(3-138)
Untuk kondisi permukaan WOR dinyatakan sebagai berikut :
(WOR)PERMUKAAN = ………………………………(3-139)
dimana harga faktor volume formasi air (Bw) = 1.0 bbl/STB.Jika aliran minyak yang bercampur dengan air dan gas, maka diturunkan persamaan ratio gas/cairan
(GLR). GLR didefinisikan sebagai perbandingan antara laju produksi gas (Qg) dan laju produksi
cairan total (Qo + Qw). Persamaan GLR dinyatakan sebagai berikut :
GLR = ……………………(3-140)
Dimana :
w = viscositas air (cp)
Kw = permeabilitas effektif air (md)
Bw = 1.0 bbl/STB.
3.6.4. Basic Sediment and Water
Penentuan kadar air sedimen (BS & W) dari minyak mentah dilakukan memakai centrifuge yang
terdiri dari centrifuge, centrifuge tube 100 ml dan transformer. Sampel BS & W diambil di kepala
sumur, choke manifold atau keluaran separator jika dimungkinkan.
Caranya adalah sebagai berikut :
1. Mengambil 100 ml sampel minyak dari kepala sumur sebanyak 4 kali.2. Memasukkan sampel ke dalam centrifuge tube dalam posisi berpasangan.
3. Centrifuge tube dimasukkan ke dalam centrifuge.
4. Menghubungkan centrifuge dengan transformer.
5. Mengatur timer dalam 10 menit.
6. Mengatur regulator pada posisi 0 dan membaca putaran tiap menit (rpm).
7. Setelah berhenti, mengambil centrifuge tube dan melaporkan BS & W dalam prosen.
8. Jika minyak beremulsi tinggi, maka sampel ditambahkan emulsion breaker 3 tetes.
Informasi yang bisa didapatkan dari analisa BS & W adalah identifikasikandungan sedimen/padatan dalam minyak mentah, emulsi, korosi dan scale.
top related