Teknik Produksi Migas.ppt

Hak cipta hanya milik Allah©

Teknik Produksi Copyright © 2014, Sepriadi Ibnu S.S.K., S.T.

Sepriadi Al-Ustadziatul ‘Alam(Alif-Ghuzailil’azhmi)

[email protected]: [email protected]

e-mail: [email protected] 73 0812 67 – 0852 66 7390 68

Konsentrasi Minyak dan Gas Bumi

Program Studi Teknik Pertambangan

Fakultas Teknik Universitas Sriwijaya

Pertemuan 1

mailto:[email protected]

Tujuan utama teknik produksi adalah mempelajari tentang cara-cara untuk mengangkat fluida dari reservoir (formasi) hingga ke permukaan sumur, dimana melalui suatu metoda yang tertentu diharapkan diperoleh laju produksi optimal.

Untuk mencapai tujuan utama teknik produksi di atas sebagai landasan dasarnya adalah mempelajari gerakan fluida sebagai berikut ini :

1.Gerakan fluida dari formasi ke dasar sumur melalui media berpori, dimana gerakan fluida ini dipengaruhi oleh sifat-sifat fisik batuan, sifat-sifat fisik fluida, geometri sumur dan daerah pengurasan serta perbedaan tekanan antara formasi dengan lubang sumur pada saat terjadi aliran.

v = laju aliran, cm /detq = kapasitas aliran, cc/detA = luas penampang, cm k = permeabilitas, md

= viskositas, cp = gradien tekanan pada arah aliran, atm/cm

dldpxk

Aqv

dldp

q = kapasitas aliran, STB/hari h = ketebalan lapisan formasi produktif, ftre = jari-jari pengurasan sumur, ft rw = jari-jari sumur, ft

= viskositas minyak, cp Bo = fator volume formasi minyak, STB/bbl Pwf = tekanan aliran didasar sumur, psi Ps = tekanan statik sumur, psi

)/ln()(007082,0weoo rrxxB

PwfPskxhxq

o

2.Gerakan fluida dari dasar sumur ke permukaan yang melalui media pipa (tubing dan flowline) yang menyangkut tentang besar penurunan tekanan yang terjadi selama di dalam pipa.

= komponen akibat perubahan ketinggian atau energi potensial

= komponen akibat faktor gesekan

= komponen akibat perubahan energi kinetik

accfel dldp

dldp

dldp

dldp )()()(

sin)( xgg

dldp

cel

xdgxvfx

dd

cfl

p

2

2

dzdv

gv

dd

caccl

p









Pertemuan 2


Productivity Index

Tujuan mempelajari gerakan fluida dari formasi ke dasar sumur adalah untuk mengetahui kemampuan sumur berproduksi yang dinyatakan dalam bentuk indeks produktivitas (productivity index) yang didefinisikan sebagai :

PI = productivity index , bbl/hari/psi

Q = laju produksi, bbl/hari Ps = tekanan statik sumur, psi Pwf = tekanan aliran dasar sumur,

psi

wfs PPQPI

Productivity index suatu sumur dinyatakan dalam bentuk grafis yang dikenal sebagai kurva IPR (inflow performance relationship). Kurva IPR ini dibuat dalam bentuk hubungan antara tekanan aliran dasar sumur (Pwf) terhadap laju produksi sumur (Q). Untuk dapat menentukan kurva IPR ini dibutuhkan data Q, Ps dan Pwf yang diperoleh dari hasil uji sumur.

1. Menentukan laju produksi maksimal 2. Menentukan ukuran tubing yang

sesuai dengan kemampuan produksi sumur

3. Menentukan ukuran jepitan (choke, bean)

4. Perencanaan penggantian metoda produksi dari sembur alam (natural flow) menjadi pengangkatan buatan (artificial lift).

Bentuk kurva IPR untuk aliran fluida satu fasa adalah berupa garis lurus, dimana proses untuk membuat kurvanya adalah sebagai berikut ini : 1. Siapkan data Q, Ps dan Pwf2. Tentukan nilai PI berdasarkan persamaan:

3. Tentukan Pwf untuk asumsi Q = 0 bbl/hari. Hasilnya adalah bahwa Pwf = Ps. Dari langkah ke-3 ini akan didapatkan titik koordinat A(Q = 0, Pwf = Ps). 4. Tentukan Q untuk asumsi Pwf = 0 psia. Hasilnya adalah bahwa Q = PI x Ps. Dari langkah ke-4 ini akan didapatkan titik koordinat B(Q = PI x Ps, Pwf = 0). 5. Hasil plot titik A dan titik B akan didapatkan kurva IPR yang berupa garis lurus.

wfs PPQPI

Data sumur : Q = 800 bbl/hari ; Ps = 1800 psi dan Pwf = 1300 psi

Solusi :

Asumsi Q = 0 Pwf = Ps = 1800 psi A(Q = 0, Pwf = 1800 psi)

Asumsi Pwf = 0 Q = PI x Ps = 1,6 x 1800 = 2880bbl/hari

B(Q = 2880 bbl/hari, Pwf = 0)

psiharibbl //6,113001800

800PP

Q PI wfs

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500

Q (bbl/hari)

Pwf (

psi)

Persamaan IPR Vogel Untuk Ps < PbVogel dalam hasil penelitiannya mendapatkan hasil bahwa untuk aliran fluida dua fasa, bentuk kurva IPR adalah berupa suatu kelengkungan. Kurva IPR dibuatnya dalam satuan tidak berdimensi berdasarkan hasil plot Pwf/Ps terhadap Q/Qmax

Q = laju produksi, bbl/hari Qmax = laju produksi maksimal,

bbl/hari Ps = tekanan aliran statik, psiPwf = tekanan aliran dasar sumur,

psi

2

max

8,02,01

s

wf

s

wf

PP

PP

QQ

1. Siapkan data Q, Ps dan Pwf2. Hitung Qmax dengan mengubah persamaan Vogel menjadi :

3. Buat asumsi-asumsi nilai yang terletak pada selang interval

4. Hitung nilai-nilai Pwf setiap asumsi yang digunakan dengan persamaan berikut ini :

5. Hitung nilai-nilai Q untuk setiap asumsi yang digunakan dengan mengubah persamaan Vogel menjadi :

6. Buat plot Pwf terhadap Q dari hasil-hasil langkah ke-4 dan ke-5 akan didapatkan kurva IPR.

2max

8,02,01

s

wf

s

wf

PP

PP

QQ

s

wf

PP 10

s

wf

PP

s

wf

PP

s

wfwf P

PxPP

s

Q = 800 bbl/hari ; Ps = 1800 psi dan Pwf = 1300 psi

Solusi :

Asumsi-asumsi = 0; 0,2; 0,4; 0,6; 0,8 dan 1

2max

8,02,01

s

wf

s

wf

PP

PP

QQ

haribblQ / 1825

180013008,0

180013002,01

8002max

s

wf

PP

s

wf

PP

NoPwf

(psia)

Q

(bbl/hari)

1 0 0 1825

2 0,2 360 1694

3 0,4 720 1445

4 0,6 1080 1080

5 0,8 1440 599

6 1 1800 0

s

wf

PP

s

wf

PP

Persamaan IPR Vogel Untuk Ps > PbDalam penelitiannya Vogel lebih lanjut menunjukkan bahwa bentuk kurva IPR untuk aliran dua dengan tekanan statik sumur diatas tekanan gelembung (Ps > Pb) terdiri atas bagian, yaitu : 1. Bagian yang linier untuk kondisi Pwf = Pb2. Bagian yang melengkung untuk kondisi Pwf < Pb

Pada kondisi Ps > Pb berlaku hubungan persamaan :

Dan untuk kondisi Pwf ≤ Pb berlaku hubungan persamaan :

8,1maxb

bPIxPQQ

2

max

8,02,01

b

wf

b

wf

b

b

PP

PP

QQQQ

Membuat kurva IPR bagian yang linier dengan cara :1. Hitung PI dengan menggunakan persamaan :

2. Berdasarkan persamaan di atas buat asumsi Q = 0 dan didapatkan bahwa Pwf = Ps. Dari langkah ke-2 ini didapatkan titik A dengan koordinat (Q = 0, Pwf = Ps).

3. Berdasarkan persamaan tersebut buat asumsi Pwf = Pb, maka Q = Qb dan didapatkan bahwa : Qb = PI.(Ps – Pb). Dari langkah ke-3 ini didapatkan titik B dengan koordinat (Q = Qb, Pwf = Pb).

4. Hubungkan titik A dan titik B didapatkan kurva IPR linier.

wfs PPQPI

Membuat kurva IPR bagian yang melengkung dengan cara :

1. Hitung Qmax2. Ambil asumsi-asumsi yang terletak pada

selang interval .3. Hitung nilai-nilai Pwf setiap asumsi yang akan

digunakan dengan persamaan berikut ini :

4. Hitung Q untuk setiap asumsi yang digunakan dengan cara mengubah persamaan (2.4) menjadi :

5. Plot Pwf dan Q dari hasil-hasil langkah ke-3 dan ke-4 didapatkan kurva IPR bagian yang melengkung.

bPPwf

10

b

wf

PP

b

wf

PP

b

wfwf P

PxPP

b

b

wf

PP

2

max 8,02,01b

wf

b

wfbb P

PPP

QQQQ

Q = 65 bpd, Ps = 2000 psi, Pwf = 1500 psi, Pb = 1700 psi

Solusi : A. Membuat kurva IPR bagian yang linier1. 2. Q = 0 , maka Pwf =Ps = 2000 psi

Titik A (0 ; 2000)3. Qb = PI (Ps – Pb) = 0,13 (2000–1700) = 39

Titik B(39 ; 1700) 4. Hubungan titik A dan titik B didapatkan

kurva IPR linier.

13,015002000

65

wfs PPQPI

1.

2. Asumsi-asumsi 3. Hasil-hasil perhitungan Pwf dan

Q berdasarkan asumsi

wfs

bb PP

QxPQQ

8,1max

haribblxQ /78,161150020008,1

17006539max

1;8,0;6,0;4,0;2,0;0

bPPwf

b

wf

PP

No Pwf Q

1 0 0 161.78

2 0.2 340 152.94

3 0.4 680 136.24

4 0.6 1020 111.68

5 0.8 1360 79.27

6 1 1700 39.00

b

wf

PP

b

wf

PP

A

B

Qb

Qmax

Hasil-hasil penelitian Vogel tentang kurva IPR dilakukan untuk mekanisme pendorong reservoir adalah gas terlarut dalam minyak (solution gas drive mechanism) dengan anggapan bahwa tidak tidak terjadi kerusakan formasi (formation damage) atau perbaikan formasi. Artinya kondisi efisiensi aliran (flow efficiency) sumur masih 100 % (FE = 1).

Untuk mengetahui bentuk kurva IPR pada sumur yang telah terjadi kerusakan formasi (FE < 1) atau perbaikan formasi (FE > 1) dapat digunakan persamaan Standing, yaitu :

…….(1)

QM = laju produksi maksimal pada kondisi FE = 1

P’wf = Ps – (Ps – Pwf)xFE……(2)

2''

8,02,01

s

wf

s

wf

M PP

PP

QQ

Apabila persamaan (1) disubstitusikan kepersamaan (2) akan didapatkan bentuk persamaan yaitu :

s

wf

s

wf

M PP

FEPP

FEQQ 14912,0

Persamaan itu adalah persamaan Standing yang digunakan untuk membuat kurva IPR aliran fluida dua fasa. Dalam penerapannya untuk membuat kurva IPR dengan FE ± 1, menunjukkan bahwa persamaan Standing ini lebih cocok untuk digunakan pada sumur yang mengalami kerusakan (FE < 1). Sedangkan untuk sumur yang mengalami perbaikan (FE > 1) akan terjadi penyimpangan bentuk kurva IPR.

Untuk mengetahui laju produksi maksimal pada kondisi FE ≠ 1 adalah terjadi pada kondisi Pwf = 0, dimana bentuk persamaannya :

Dimana : Q*

M = laju produksi maksimal untuk FE ± 1

FExxFExQQ MM 492,0

1. Siapkan data Q, Ps, Pwf dan FE2. Hitung QM dengan mengubah persamaan Standing :

3. Hitung Q*

M4. Buat asumsi-asumsi nilai yang terletak pada selang

interval 5. Hitung nilai-nilai Pwf setiap asumsi yang digunakan dengan

persamaan berikut ini :

6. Hitung nilai-nilai Q untuk setiap asumsi yang digunakan untuk FE = 0,7 dan FE = 1 dengan mengubah persamaan Standing menjadi :

7. Hasil plot Pwf dan Q dari langkah ke-5 dan langkah ke-6 adalah kurva IPR Standing untuk FE ± 1.

s

wf

s

wfM

PP

FEPP

FE

QQ1491

5

s

wf

PP

10

s

wf

PP

s

wf

PP

s

wfwf P

PxPP

s

PsPwf

s

wf

s

wfM P

PFE

PP

FExQQ 14912,0

Q = 800 bbl/hari, Ps = 1800 psi, Pwf = 1300 psi, FE = 0,7

Solusi : 1.

2.

3. Asumsi-asumsi = 0; 0,2; 0,4; 0,6; 0,8 dan 14. Hasil perhitungan Pwf dan Q secara tabulasi

s

wf

s

wfM

PP

FEPP

FE

QQ1491

5

haribblx

xQM /93,2501

1800130017,049

1800130017,0

8005

FEFExQQ MM 492,0

haribblxxxQ M /68,21717,04993,25017,02,0

PsPwf

No PwfQ

(FE = 0,7)

Q

(FE = 1)

1 0 0 2171.68 2501.93

2 0.2 360 1894.26 2321.79

3 0.4 720 1538.39 1981.53

4 0.6 1080 1104.05 1481.14

5 0.8 1440 591.26 820.63

6 1 1800 0.00 0.00

PsPwf

PsPwf

Kurva IPR Untuk FE = 0,7 Dan FE =1

Harrison telah mengembangkan bentuk persamaan IPR yang dapat digunakan untuk FE dan FE > 1, dimana bentuk persamaannya adalah :

QM = laju produksi maksimal pada kondisi FE = 1

P’wf = Ps – (Ps – Pwf)xFE

Keunggulan persamaan IPR Harrison ini adalah dapat diterapkan untuk semua kondisi sumur.

s

wf

PP

M

xeQQ

'1792,1

2,02,1

1. Siapkan data Q, Ps, Pwf dan FE2. Hitung P’

wf3. Hitung QM :

4. Buat asumsi-asumsi nilai yang terletak pada selang

5. Hitung nilai-nilai Pwf untuk setiap asumsi langkah ke-4 yang digunakan dengan menggunakan persamaan-persamaan :

6. Hitung nilai-nilai P’wf untuk setiap nilai Pwf hasil langkah ke-5.

7. Hitung nilai-nilai Q untuk setiap P’wf hasil langkah ke-68. Plot Pwf hasil langkah ke-5 terhadap Q hasil langkah ke-7

adalah kurva IPR yang dicari.

s

wf

PPM

xe

QQ '1792,1

2,02,1

PsPwf 10

PsPwf

PsPwfxPP swf

Q = 800 bbl/hari, Ps = 1800 psi, Pwf = 1300 psi, FE = 0,7

Solusi :1. P’

wf = Ps – (Ps –Pwf)FE = 1800 – (1800 – 1300)0,7 = 1450 psi

2.

3. Asumsi-asumsi = 0; 0,2; 0,4; 0,6; 0,8 dan 1

s

wf

PPM

xe

QQ '1792,1

2,02,1

haribbl

xe

QM /23,2267

2,02,1

800

180014501792,1

PsPwf

No Pwf (FE=0,7)Q

(FE=0,7)(FE=1)

Q(FE=1)

1 0 0 0.3 1944.42 0 2267.23

2 0.2 360 0.44 1723.07 0.2 2071.77

3 0.4 720 0.58 1438.60 0.4 1792.07

4 0.6 1080 0.72 1073.01 0.6 1391.81

5 0.8 1440 0.86 603.16 0.8 819.03

6 1 1800 1 0.00 1 0.00

PsPwfs

wf

PP '

s

wf

PP '

PsPwf

s

wf

PP '

s

wf

PP '

Persamaan ini dikembangkan dengan menggunakan simulasi reservoir hipotetis dengan memperhitungkan pengaruh faktor skin. Hasil analisis regresi menghasilkan persamaan untuk menghitung kurva IPR sebagai berikut :

Dimana :Pd = Pwf / Psa1……..,a5 = konstanta persamaan yang merupakan fungsi

dari faktor skin dan dicari dengan persamaan berikut : an = c1 Exp (c2S) + c3 Exp (c4S)

dimana :n = 1, 2, 3, 4, dan 5S = faktor skinHarga c1 sampai dengan c4 ditentukan dari Tabel II.1

2d4d2

2d5d3 1

P a P a 1P a P a a

0 Smax

qq

an C1 C2 C3 C4

a10,182922 - 0,3644380 0,814514 - 0,055873

a2- 1,476950 - 0,4566320 1,646246 - 0,442306

a3- 2,149274 - 0,1959760 2,289242 - 0,220333

a4- 0,021783 0,0882896 - 0,260385 - 0,210801

a5- 0,552447 - 0,0324490 - 0,583242 - 0,306962









Pertemuan 3


Tujuan utama mempelajari aliran fluida melalui media pipa (tubing) adalah untuk mengetahui distribusi kehilangan tekanan (pressure-loss). Distribusi kehilangan tekanan ini dipengaruhi oleh faktor-faktor antara lain gas liquid ratio (GLR), kadar air (water cut), ukuran tubing, laju produksi, viscositas dan densitas.

Distribusi kehilangan tekanan ini dinyatakan dalam suatu bentuk kurva yang dikenal sebagai kurva pressure traverse, yang dibuat berdasarkan hubungan antara besarnya penurunan tekanan terhadap kedalaman sumur.

Kurva pressure traverse ini terdiri atas dua bagian, yaitu kurva pressure traverse aliran vertical dan kurva pressure traverse aliran horizontal.

Kurva pressure traverse aliran vertical untuk menentukan tekanan aliran dasar sumur (Pwf), sedangkan untuk aliran horizontal guna menentukan tekanan kepala sumur (well-head pressure, Pwh).

Di dalam penggunaan setiap kurva pressure traverse ini harus disesuaikan dengan laju produksi dan ukuran tubing yang tertera pada kurva tersebut.

Contoh Kurva pressure traverse untuk laju produksi 100 bbl/hari dengan ukuran tubing sebesar 3 inci (3 in-ID)

Contoh Kurva Pressure Traverse

Contoh Kurva Pressure Traverse

Kurva pressure traverse ini dapat digunakan untuk menentukan tekanan aliran dasar sumur (Pwf).

Kurva pressure traverse ini dibuat dalam 3 bagian kategori kadar air (water cut, wc), yaitu all-oil (wc = 0%), all-water (wc = 100%) dan 50%-50% (wc = 50%).

Data yang dibutuhkan adalah kedalaman sumur, tekanan kepala sumur, kadar air, laju produksi, diameter tubing dan gas liquid ratio.

1. Siapkan kurva pressure traverse aliran vertikal yang sesuai dengan diameter tubing, laju produksi dan water cut .

2. Buat asumsi-asumsi laju produksi (Qf) dengan berpedoman pada nilai Qmax (kurva IPR) dan laju produksi (Qf) yang tertera pada label kurva pressure traverse pada langkah ke-1.

3. Plot nilai Pwh pada sumbu horizontal bagian atas kurva pressure traverse (titik A).

4. Dari titik A tarik garis lurus ke bawah hingga memotong grafik pada nilai GLR yang sesuai dengan data lapangan (titik B).

5. Dari titik B tarik garis datar ke kiri hingga memotong sumbu tegak (titik C)

6. Dari titik C tarik garis lurus ke bawah sepanjang nilai data kedalaman sumur (titik K)

7. Dari titik K tarik garis datar ke kanan hingga memotong kembali grafik pada nilai GLR yang sesuai dengan data lapangan (titik L)

8. Dari titik L tarik kembali garis tegak ke atas hingga memotong sumbu horizontal (titik M). Pada kondisi titik M adalah nilai Pwf yang dicari. Hasil proses dari langkah ke-4 hingga ke-9 adalah seperti yang tertera pada Gambar

Problema penggunaan kurva pressure traverse ini untuk menentukan Pwf adalah bahwa data lapangan yang berupa kadar air dan gas liquid ratio umumnya harus dilakukan interpolasi. Proses interpolasi dengan menggunakan 2 grafik kurva pressure traverse. Misalnya kurva pressure traverse all-oil dan kurva pressure traverse all-water untuk menentukan Pwf dengan kadar air data lapangan di atas 50%.

Dalam kasus ini digunakan interpolasi persamaan garis lurus yang melalui 2 titik, yaitu :Untuk pengaruh kadar air

Untuk pengaruh gas liquid ratio

12

1121

WCWCWCWCPPPP wfwfwfwf

12

1121

GLRGLRGLRGLRPPPP wfwfwfwf

A

B

C

D

K L

M

Data lapangan :1. Kedalaman sumur (D) = 4000 ft2. Diameter tubing (dT) = 3” (ID)3. Laju produksi (Q) = 1500 bpd (all-oil)4. Gas liquid ratio (GLR) = 100 scf/bbl5. Tekanan kepala sumur (Pwh) = 120 psiaDitanya: Pwf = ......?Jawab : Berdasarkan nilai-nilai Q dan dT

digunakan kurva pressure traverse dan didapatkan Pwf = 1360 psia

Pwh = 120 psi

GLR = 100 SCF/bbl

h = 4000 ft

Pwf = 1360 psi

Teknik Produksi Migas.ppt

Documents