bab i teknik reservoir

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.


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.

#


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.

'


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


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


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%$.&centipoise%.sec&8cm%


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

@


8/65

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 :


air olehdiisiyang pori porivolume*w −

−=

• *aturasi gas %*g& adalah :


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


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


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,


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.


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

#


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 :

'


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


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


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


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 :

@


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


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


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

#


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

#


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

##


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

#'


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


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


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


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,

#@


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


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


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.

'


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 :

'


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

'#


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 :

''


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


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


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


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

'@


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


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


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


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


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#


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'


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


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


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


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@


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


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


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


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


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


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'


54/65


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


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


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@


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


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


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

bab i teknik reservoir

Documents