6 ACIDIZING

BAB VI

PENENTUAN KADAR LARUT SAMPEL FORMASI

DALAM LARUTAN ASAM

6.1. TUJUAN PERCOBAAN

Menentukan kadar larut sample formasi dalam larutan asam sehingga dapat

diperoleh informasi atau data yang penting sebelum melakukan stimulasi.

6.2. DASAR TEORI

Setelah sumur diproduksi, laju rata-rata produksi sumur kemungkinan

menurun. Cara yang umum untuk menaikkan laju rata-rata produksi sumur

dengan destimulasi. Ada beberapa cara menstimulasi sumur, yang biasa dilakukan

adalah pengasaman. Pengasaman adalah salah satu cara menstimulasi reservoir

yang terdiri atas batu gamping atau dolomite serta batuan reservoir yang terlarut

dalam asam. Hal ini dilakukan dengan menginjeksikan asam ke dalam reservoir

untuk mendapatkan harga permeabilitas dan porositas yang lebih besar atau lebih

komersial di suatu lapangan minyak.

Asam yang digunakan adalah asam chloride 15% yang akan bereaksi

dengan batuan karbonat sesuai dengan persamaan :

CaCO3 + 2 HCl CaCl2 + H2O + CO2

Sebelum dilakukan stimulasi dengan pengasaman harus direncanakan tepat

data-data laboratorium yang diperoleh dari sampel formasi, fluida reservoir dan

fluida stimulasi sehingga informasi yang diperoleh dari laboratorium tersebut

dapat digunakan untuk merencanakan operasi stimulasi dengan tepat. Dan pada

gilirannya dapat diperoleh penambahan produktivitas formasi sesuai dengan yang

diharapkan. Salah satu informasi yang diperlukan adalah daya larut asam terhadap

sampel batuan (acid solubility). Metode ini menggunakan teknik gravimetric

untuk menentukan reaktivitas formasi dengan asam.

Metode pengasaman (Acidizing) dapat dibedakan menjadi 2 macam yaitu :

1. Matrix Acidizing

Dalam metode ini, larutan asam dipompakan atau dinjeksikan agar

melarutkan batuan formasi dan endapan disekitar lubang sumur. Tekanan yang

digunakan lebih kecil dari pada tekanan rekah formasi. Dengan demikian asam

dapat bereaksi dengan dinding pori-pori batuan dan akhirnya akan

memperbesar pori. Maksimum radial penetrasi dan larutan asam ini tergantung

pada kecepatan zat asam di dalam pori-pori.

Beberapa asumsi yang dipakai dalam melaksanakan metode ini adalah

sebagai berikut :

a. Formasi homogen

b. Ukuran pori-porinya seragam

c. Penetrasi larutan asam secara uniform dan radial

d. Kecepatan reaksi menurun secara uniform dengan berkurangnya

konsentrasi asam

e. Berat limestone yang terlarut pada setiap penambahan jarak menurun

secara uniform sampai seluruh asam terpakai.

Berdasar asumsi di atas, jarak radial larutan asam akan menembus formasi

sebelum larutan asam terpakai seluruhnya, dapat dirumuskan dengan

persamaan sebagai berikut :

Volume asam yang diinjeksikan = volume pori-pori terinvasi :

qi t = h (ra2 – rw2)

ra =qi . tΦ .h + rw2

Jika qi dinyatakan dalam barrel/menit dan t dalam detik, maka di dapat

persamaan :

ra = 5615qi . t60 .Φ .h + rw2

Dimana :

ra = jarak radial penetrasi zat asam, ft.

= porositas, fraksi.

qi = injection rate zat asam, bbl/menit.

rw = jari-jari lubang sumur, ft.

h = ketebalan formasi.

Dalam persamaan di atas, factor yang tidak diketahui adalah spending

time, yang harus ditentukan dalam laboratorium. Spending time tergantung

pada perbandingan luas batuan dengan larutan asam, yang disebut surface area.

Untuk matrix acidizing specific areanya adalah :

S = 102 x 102 1

2. F .K

Dimana :

K = permeabilitas (darcy)

S = specific surface (cm2/cm3)

F = faktor tahanan formasi

Untuk mendapatkan hasil penetrasi dan fluida asam yang baik, perlu

pengurangan kecepatan reaksi dan menaikkan rate injeksi larutan asam ke

dalam formasi. Spending time asam tergantung pula pada tekanan,

temperature, kecepatan asam dalam batuan dan retarding additivesnya.

2. Fracturing Acidizing

Di dalam operasi acidizing, lrutan zat asam dialirkan melalui rekahan atau

fracturing. Operasi ini dapat dibagi menjadi dua yaitu :

a. Acidizing melalui rekahan yang sudah ada.

Pada metode ini formasi harus terdiri dari banyak rekahan, sehingga

tujuan dari acidizing di sini adalah untuk melarutkan batuan-batuan dari

rekahan tersebut. Kecepatan injeksi selama proses ini dijaga agar tidak

melebihi rekahan formasi.

Dalam mengadakan evaluasi dan acidizing ini, dipakai asumsi sebagai

berikut :

- Rekahan horizontal dan ketebalannya seragam, berkembang secara

radial dari lubang sumur.

- Larutan asam yang bocor ke formasi diabaikan.

- Kecepatan reaksi dari larutan adalah sebanding dengan konsentrasinya,

dan jumlahnya (batuan) yang terlarut berkurang dengan bertambahnya

penetrasi dari larutan asam. Pada kecepatan injeksi yang konstan,

penambahan jumlah asam ke dalam rekahan tersebut tidak akan

memperluas proses acidizing, tetapi hanya menambah lebarnya tekanan.

b. Acidizing dengan tekanan yang tinggi melalui tekanan.

Pada operasi stimulasi ini, larutan asam diinjeksikan ke dalam formasi

dengan tekanan tinggi yang melebihi tekanan rekah formasi. Sehingga

diharapkan menghasilkan permeabilitas yang lebih tinggi.

Asumsi yang dipakai adalah :

- Rekahan yang timbul adalah horizontal & vertikal.

- Sebagian besar dari larutan asam masuk ke dalam rekahan, dan yang

masuk ke dalam matrix dari lubang sumur diabaikan.

- Luas dan volume rekahan tergantung pada volume asam, rate injeksi,

lebar rekahan selama stimulasi & karakteristik fisik dari batuan

reservoir.

Di dalam acidizing dengan tekanan melalui rekahan ini, penetrasi

yang terjadi jauh lebih besar yang disebabkan oleh :

- Spending time akan bertambah karena specific surface areanya

mengecil.

- Rate injeksinya lebih besar.

Keuntungan dari fracturing acidizing adalah efektif untuk formasi

karbonat, ongkos (biaya) operasi lebih murah dan dapat membersihkan

impurities disekitar lubang bor. Sedangkan kerugiannya tidak efektif

dapa formasi non-karbonat dan bisa menimbulkan korosi pada peralatan

yang digunakan.

3. Acid Washing

Acid washing adalah operasi yang direncanakan untuk menghilangkan

endapan scale yang dapat larut dalam larutan asam yang terdapat dalam lubang

sumur untuk membuka perforasi yang tersumbat. Acid washing terutama

digunakan untuk penghapusan endapan anorganik seperti scale. Bahan aktifnya

biasanya asam kuat dan chelants. Seringkali, ditambahkan surfaktan dan korosi

inhibitor. Salah satu asam yang umum digunakan adalah Asam klorida, (juga

disebut asam Muriatic), biasanya digunakan untuk membersihkan kolam

renang dan beton. Cuka juga dapat digunakan untuk membersihkan permukaan

keras, dan bantuan dalam penghapusan penumpukan endapan kalsium. Asam

sulfat yang ditambahkan ke dalam asam pembersih pipa untuk mencegah pipa

tersumbat dengan melarutkan gemuk, protein dan bahkan zat yang

mengandung karbohidrat (seperti kertas tisu).

6.3. ALAT DAN BAHAN

6.3.1. Alat

1. Mortar dan pastle

2. Oven

3. Labu Erlenmeyer

4. Timbangan analysis

5. Beker glass

6.3.2. Bahan

1. Sampel core (karbonat dan pasir)

2. HCl 15%

3. Mud Acid (15% HCl + 3% HF)

4. Aquadest

5. Indikator methyl orange

6. Toluene

6.3.3. Gambar Alat

Gambar 6.1. Oven

Keterangan:

1. HCL 15%

Gambar 6.2. Larutan HCL

Gambar 6.3. Timbangan Digital

6.4. PROSEDUR PERCOBAAN

1. Menyiapkan sample batu pasir dan batu karbonat yang telah kering dan

menimbang beratnya.

2. Menyiapkan larutan asam HCl untuk batuan karbonat dan mud acid untuk

batu pasir.

3. Memasukkan batu pasir kedalam larutan mud acid yang telah disediakan

dan memasukkan batuan karbonat kedalam larutan HCl selama ± 10

menit.

4. Memasukkan kedua batu tersebut kedalam oven ± 30 menit untuk

dikeringkan.

5. Selanjutnya menimbang batu karbonat dan batu pasir tersebut.

6. Menghitung kelarutan sebagai % berat dan material yang terlarut dalam

HCl 15% dengan menggunakan persamaan :

Solubility, % berat =

W−wW x 100%

Dimana :

W = Berat sampel sebelum diasamkan, gr.

w = Berat sample setelah diasamkan, gr.

6.5. HASIL PERCOBAAN DAN PERHITUNGAN

6.5.1. Hasil Percobaan

Core : Batugamping

Jenis asam/konsentrasi : HCl 15%

Berat kering core sebelum diasamkan : 8,4990 gr

Berat kering core setelah diasamkan : 4,4774 gr

Berat yang bereaksi : 4,0216 gr

Kelarutan sampel core dalam asam : 47,318 %

6.5.2. Perhitungan

Acid solubility =

Berat yang bereaksiBerat Kering Core sebelum diasamkan

x100 %

=

4 ,02168 ,4990

x 100 %

= 47,318%

6.6. PEMBAHASAN

Praktikum yang dilakukan kali ini adalah penentuan keasaman pada core

yang berjudul “Penentuan Kadar Larut Sampel Formasi pada Larutan”. Tujuan

praktikum ini adalah untuk membersihkan kondisi sumur dari karbornat yang

akan menyumbat lubang bor, membantu merekahkan batuan dan meningkatkan

produktifitas formasi.

Pada batu pasir teknik stimulasi yang efektif yaitu hydrolic fracturing, tetapi

dapat juga melakukan pengasaman dengan menggunakan asam HCl 15% yang

ditambahkan HF 3%. Kelebihan Asam HF yaitu untuk melarutkan batu pasir

karena mengandung silika.

Pada praktikum ini menggunakan metode penjenuhan core batu pasir dan batu

gamping. Hal ini ditujukan untuk memperbesar porositas dan permeabilitas

sehingga produktifitas minyak di suatu formasi dapat meningkat. Sebelum

dijenuhkan, core ditimbang untuk mendapatkan berat masing-masing core kering

sebelum pengasaman. Kemudian masing-masing batuan dimasukkan ke larutan

asam kurang lebih 10 menit. Akan terlihat bahwa larutan asam akan mengisi pori-

pori batuan tersebut sehingga gelembung-gelembung udara muncul keluar dari

batuan. Setelah itu batuan diangkat dan dimasukkan kedalam oven dengan

temperatur 105 oC. Setelah 30 menit batuan ditimbang masing-masing lalu

didapatkan berat core kering setelah pengasaman. Proses tersebut dinamakan

proses acidization, pada acidization dilakukan dengan menginjeksikan larutan

asam kedalam batuan reservoir yang terdiri atas batu gamping dan batu pasir.

Larutan asam yang dipompakan atau diinjeksikan ditujukan untuk melarutkan

batuan formasi dan endapan disekitar lobang sumur. Tekanan yang digunakan

lebih kecil dari tekanan rekah formasi. Dengan demikian dapat bereaksi dengan

dinding pori-pori batuan pada akhirnya akan memperbesar pori-pori batuan.

Dalam aplikasi dilapangan, penentuan kadar kelarutan formasi dalam

larutan asam berguna dalam menentukan proses stimulasi pada suatu sumur atau

reservoir. Dengan mengetahui tingkat kelarutan suatu formasi maka dapat

mengetahui jenis pengasaman (acidizing) dan jenis asam serta konsentrasi yang

tepat untuk diinjeksikan ke dalam resevoir dalam menstimulasi dan

menanggulangi kerusakan ataupun memperbaiki kualitas sumur dengan tujuan

untuk meningkatkan laju alir produksi fluida hidrokarbon.

6.7. KESIMPULAN

1. Hasil percobaan, acid solubility batu gamping adalah 91,08 %.

2. Tujuan pengasaman antara lain :

- Meningkatkan produktifitas formasi.

- Membantu perekahan batuan.

- Membersihkan sumur dari krabonat.

3. Stimulasi pada sumur ada 2 macam, pengasaman dan hydraulic fracturing.

4. Batu pasir bereaksi dengan larutan mud acid, sedangkan batu karbonat

bereaksi dengan HCl.

5. Dampak pengasaman menimbulkan korosi sehingga diperlukan corrosion

inhibition untuk mencegah korosi.

6. Aplikasi di lapangan :

Menghancurkan scale dan skin sehingga mempercepat laju

produksi.

7. Penjenuhan Core ditujukan untuk memperbesar porositas dan

permeabilitas sehingga produktifitas minyak di suatu formasi dapat

meningkat