OLEH:

WILDHAN ARIF KURNIAWAN NRP. 6308030017

DOSEN PEMBIMBINGNOPEM ARIWIYONO, ST., MT.NIP. 196211301988031003

PROGRAM STUDI TEKNIK PERMESINAN KAPALJURUSAN TEKNIK PERMESINAN KAPALPOLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYAINSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBERSURABAYA2011

LAPORAN FIELD PROJECT

ANALISA TROUBLESHOOTING PENYUMBATAN PIPA PRODUKSI DENGAN METODE FLUSHING PADA SUMUR KW 71 PT PERTAMINA EP FIELD CEPU

ABSTRACT POINT

Produksi minyak dalam KW 71 mengandung parafin yang menggumpal di pipa produksi dan membuat sumbatan.

Penyumbatan tersebut dapat dihilangkan dengan berbagai metode, salah satu metode tersebut adalah Flushing.

Metode flushing terbukti bisa menghilangkan endapan parafin dan melancarkan aliran dalam pipa produksi

LATAR BELAKANG

Parafin yang terkandung dalam produksi minyak akan membuat sumbatan dalam pipa produksi.

Sumbatan tersebut membuat berbagai kerusakan.

Metode flushing lebih cocok untuk mengatasi penyumbatan pipa tersebut.

PERUMUSAN MASALAH

Masalah yang terjadi dalam field project ini antara lain:

Bagaimana sifat minyak produksi Berapa rate produksi KW 71 Berapa tekanan produksi dan tekanan

flushing Bagaimana memilih pompa flushing

TUJUAN DAN MANFAAT

Tujuan Field project ini antara lain:1. menerangkan metode flushing,2. menuntaskan tugas kuliah,3. menjadikan referensi untuk penelitian selanjutnya

Manfaat Field Project ini antara lain: dapat memberikan pengetahuan tentang maintenance

pipa yang tersumbat; dapat memberikan pengetahuan tentang pemilihan pompa

dengan kebutuhan tertentu; dapat digunakan sebagai acuan untuk menganalisa

problematika yang terjadi di lapangan

TINJAUAN PUSTAKA1. Eksplorasi dan produksi minyak

Eksplorasi dan produksi minyak pada KW 71 menggunakan pumpung unit untuk memindahkan minyak dari dalam bumi kemudian dialirkan menuju tanki penampung melalui pipa produksi.

Pipa produksi tersebut mempunyai tekanan kerja maksimal yang dihitung dengan persamaan :

2. Penyebab pengendapan parafinPenggumpalan parafin dapat diindikasikan dengan mengetahui faktor solubility (K) minyak. Nilai K dapat diketahui setelah melihat grafik solubility dengan berbasis total ionic strength.Penggumpalan parafin dapat diidentifikasi melalui rumus:

dimana :jika nilai SI > 0, maka endapan parafin tidak terbentuk.Jika nilai SI < 0, maka endapan parafin akan terbentuk

SI = K - (pH+Pca+Palk)

3. Paraffin removal methods1. Mekanik

Dalam kategori ini, parafin dihilangkan denganmenggunakan energi mekanik yang medorong ataumemisahkan parafin. Metode-metode pembersihanparafin antara lain rod scrappers, wire-line scrappers, flowline scrappers, insoluble plugs, dan flushing.

1. ThermalPenghilangan parafin menggunakan metode termalberkaitan dengan menambahkan panas kedalamsystem dengan meminimalisir heat loss disekelilingnya.

1. ChemicalPerlakuan kimia untuk sumur produksi untuk dapatdikategorikan melalui zat kimia yang terlibat antaralain: Pelarut Pengurai Crystal modifier

4. Mekanika fluida Statika Fluida

Statika fluida berhubungan dengan dengan sifat fluida dalam keadaan tidak bergerak. Sifat-sifat tersebut antara lain:tekanan : dan massa jenis :

Dinamika fluidaDinamika fluida berhubungan dengan sifat fluida dalam keadaan bergerak (mengalir). Sifat-sifat tersebut antara lain:

laju aliran massa : Q = A.v

5. Dasar pengertian pompaPompa adalah mesin yang digunakan untuk memindahkan cairan(fluida) dari suatu tempat ke tempat yang lain, melalui media pipa(saluran) dengan cara menambahkan energi pada cairan yang dipindahkan dan belangsung terus menerus.

Kapasitas pompa

adalah banyaknya cairan yang dapat dipindahkan oleh

pompa setiap satuan waktu. Kapasitas pompa sering juga

disebut debit yang mempumpunyai persamaan:

Klasifikasi pompa

Pompa dapat diklasifikasikan menjadi pompa possitive displacement dan pompa rotary. Pompa possitive displacement adalah pompa piston dan pompa roda gigi sedangkan pompa rotary adalah pompa sentrifugal dan axial.

METODOLOGI PENELITIAN1. Alir penelitian Mulai Studi dan observasi Pengumpulan data Analisa Kesimpulan Pelaporan Selesai

2. WAKTU DAN TEMPAT Waktu penelitian

Penelitian ini dilaksanakan selama tiga bulan yaitu mulai tanggal 16Pebruari 2011 sampai dengan 29 April 2011.

Tempat penelitianTempat penelitian dilakukan di PT PERTAMINA EP field Cepudengan mengambil sampel sumur KW-71 yang berada di Distrik 1Kawengan. Tempat lain juga dalam mencari nilai produksidilakukan di SP3 yang masih dalam kawasan Distrik 1 Kawengan.

No KegiatanBulan ke

1 2 3 4 5

1. Pengajuan proposal

2. Studi Literatur

3. Identifikasi data

4. Perhitungan dan Pembahasan

5. Penyusunan Laporan

Langkah kerja1. Persiapan

Pada tahap persiapan ini, langkah yang dilakukan yaitu membuat jadwalpenelitian, mempersiapkan dokumen-dokumen untuk izin masuk lokasi gunamelakukan pengamatan dan pengambilan data. Menyiapkan data apasaja yangakan diambil serta melakukan pengamatan tentang jalannya proses flushing.

2. Pengambilan dataPengambilan data dilakukan dengan mengidentifikasi apakah alat ukur masihberfungsi dengan baik kemudian melakukan prosedur pengukuran. Data hasilpengukuran kemudian dicatat dan dikompilasi.

Mulai

persiapan

pendataanSelesai

HASIL DAN ANALISA1. Data minyak KW 71

minyak produksi KW 71 mempunyai data fisik dan kimiawi sebagai berikut :

Objek Hasil Satuan

Temp. Analisa 31 C

Density 1,016 gr/cc

pH 7,8 -

Hardness total ( CaCO3 ) 200,00 mg/lt

Eq. NaCl 22841,81 mg/lt

Visc. @ 60°C 0,7908 cSt

Water resistivity 0,24 Head/m

Scalling indeks 0,50 -

Nama unsur (mg/lt) µNa+ 9188,95 0,202156835

Ca++ 40,10 0,002005Mg++ 24,30 0,0019926

Cl- 12213,42 0,17098788HCO3- 3083,43 0,025284SO4= 410,00 0,00861CO3= 7,24 0,000238828

Total ionic strength 0,411275237

2. Rate produksi dan tanggal flushingData rate produksi KW 71 yang diperoleh didapatkan dalam 1 minggudengan debit dalam satuan m3. Selain data rate produksi, juga diketahuitanggal diadakan proses flushing pada KW 71 antara lain tanggal 10 Maret2011, 28 Maret 2011, 18 April 2011, 9 Mei 2011 dan 29 Mei 2011.

Minggu ke -

Senin Selasa Rabu Kamis Jumat Sabtu MingguProduksi

(m3)1 28 1 2 3 4 5 6 77,292 7 8 9 10 11 12 13 81,653 14 15 16 17 18 19 20 78,344 21 22 23 24 25 26 27 77,125 28 29 30 31 1 2 3 82,126 4 5 6 7 8 9 10 78,447 11 12 13 14 15 16 17 75,888 18 19 20 21 22 23 24 81,259 25 26 27 28 29 30 1 79,28

10 2 3 4 5 6 7 8 76,5711 9 10 11 12 13 14 15 82,2212 16 17 18 19 20 21 22 80,3413 23 24 25 26 27 28 29 77,78Keterangan: angka = tanggal terjadi proses flushing

angka = tanggal di Bulan Februari 2011angka = tanggal di Bulan Maret 2011angka = tanggal di Bulan April 2011angka = tanggal di Bulan Mei 2011

3. Efektifitas flushing dan interval flushing

Dalam proses flushing, seringkali terjadi perbedaan tekananmaupun durasi flushing. Hal ini tentu berimbas kepada efektifitasproses flushing itu sendiri. Tabel dibawah menggambarkanefektifitas flushing berbasis tekanan dan durasi flushing sertainterval flushing.

Tekanan flowline

sebelum flushing

Tekanan aliran

setelah flushingSelisih tekanan

Tekanan

flushingDurasi flushing

21 16 5 53 2,5

20 15 5 50 2

23 15 8 60 2

25 17 8 65 2

22 16 6 58 2,5

Tanggal flushingTanggal flushing

selanjutnya

Selisih

waktu

10 maret 2011 28 maret 2011 18 hari

28 maret 2011 18 april 2011 21 hari

18 april 2011 9 mei 2011 21 hari

9 mei 2011 29 mei 2011 20 hari

Total 80 hari (rata-rata 20 hari)

4. Data pipa produksiTabel berikut menjabarkan informasi tentang pipa flowline yang terpasang pada KW-71. Data dari pipa ini akan digunakan untuk menentukan tekanan maksimal flushing unit

Nama pipaCarbon Steel Seamless ASTM A106

GrB Sch 40 BWPipe type Seamless

Weld join factor (E) 1,00Specified min. Yield

strength40000 psi

Allowable stress value (S)−20°F to 250°F

28800 psi

MaterialCarbon Steel Pipe for High

Temperature ServiceNominal diameter 4 inch

Inside diameter 4,026 inchThickness 0,237 inch

Outside diameter 4,5 inchSchedule 40

Grade CCubic feet per foot 0,884

Weight per foot 10,79 pound

5. Analisa penggumpalan parafinData ionic strength dapat digunakan untuk menghitung scale indeksCaCO3. Perhitungan CaCO3 dimaksudkan untuk mengetahui adanyaterjadi pengendapan parafin. Pertama-tama menggunakan data total ionic strength untuk mencari nilai K melalui grafik solubility.

Kemudian melalui persamaan

dan

maka akan digunakan untuk menghitung scale indeks dengan menggunakan persamaan SI = K - (pH+Pca+Palk)

Maka didapatkan nilai SI 0,50.dimana: jika nilai SI > 0, maka endapan parafin tidak terbentuk.

jika nilai SI < 0, maka endapan parafin akan terbentuk.

Maka dalam minyak produksi tersebut akan terbentuk endapan parafin

6. Durasi flushingDalam satu kali flushing membutuhkan 2 tanki air yang dibawa oleh vacuum truck. Sebuah vacuum truck dapatmenampung air hingga 5000 liter (5 m3).

Volume tersebut direncanakan mampu dihabiskan dalamwaktu 2 jam agar tekanan yang dihasilkan oleh pompaflushing maksimal. Sehingga pompa harus mampumemompa air dengan debit :

Q =

=

= 5 m 3 /jam

= 0,001389 m3/s

7. Tekanan operesional flushingTekanan operasional flushing akan ditentukan berdasarkan pada kekuatanpipa flowline dalam menahan tekanan. Tekanan tersebut tidak boleh melebihi kekuatan pipa tersebut dalam menahan tekanan. Berdasarkan ASME Code for Pressure Piping, penentuan tekanan pipa yang diizinkan akan dihitungsebagai berikut:

S = 0,72.E.specific min. Yield strength

= 0,72.1,00.40000

= 28800 psi

Dengan mengetahui nilai Allowable stress value (S) = 28800, maka dapatditentukan tekanan kerja maksimal flushing adalah sebagai berikut:

Pi = 2.S.tc/D

= 2.28800.0,237.0,22

= 3033,6 psi

= 210,17 bar

8. Pemilihan pompaDalam pemilihan pompa flushing, diutamakan pompa yang mampu mengalirkan air dengan tekanan tinggi dalam debit yang besar. Hal ini berdasarkan berdasarkan data efektifitas pompa flushing.

Dari data dan perhitungan, maka pompa flushing harus memenuhi spesifikasi sebagai berikut: Debit aliran pompa minimal harus mampu mencapai debit 0,001389

m3/s (83,34 liter/menit) Tekanan pompa flushing tidak boleh melebihi tekanan maksimal pipa

(merujuk standart pipa) yaitu 210,17 barMaka ditentukan pompa flushing dengan spesifikasi :

Merk Cat Pump

Seri 2831K

Flow25 Galons per Minute

95 Litres per Minute

Pressure100 – 1000 PSI

7 – 70 BAR

Power input17,1 HP

12,8 kW

Speed 1025 rpm

KESIMPULAN DAN SARANKesimpulan

Berdasarkan hasil analisa data dan perhitungan, maka dapat disimpulkan bahwa: Metode Flushing terbukti mampu menangani penyumbatan pipa

produksi Sumur KW 71 PT. PERTAMINA EP Field Cepu; Efektifitas flushing tergantung dari debit dan tekanan aliran fluida

yang dipompa oleh flushing unit. Semakin besar debit atau semakin tinggi tekanan aliran fluida tersebut, maka efektifitas flushing akan semakin tinggi;

Pompa Cat Pump seri 2831K bisa digunakan sebagai pompa flushing untuk Sumur KW 71 PT. PERTAMINA EP Field Cepu.

SaranHal – hal yang perlu dievaluasi untuk perkembangan proses field project antara lain : dibutuhkan pencarian data secara lebih terperinci guna

menunjang tercapainya tujuan field project; dibutuhkan komunikasi dan wawasan yang lebih baik guna

menunjang penyelesaian secara lebih efektif.