5.reservoir models

87
GEOTHERMAL RESERVOIR JUNE 2007

Upload: vegastroid-lass

Post on 09-Aug-2015

169 views

Category:

Documents


1 download

DESCRIPTION

model berbagai reservoirokeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeee

TRANSCRIPT

Page 1: 5.Reservoir Models

GEOTHERMAL RESERVOIR

JUNE 2007

Page 2: 5.Reservoir Models

SILABUS:

1. SISTIM PANASBUMI

2. SIFAT BATUAN DAN FLUIDA PANASBUMI

3. ESTIMASI SUMBERDAYA, CADANGAN DAN POTENSI

. LISTRIK

4. PENGUJIAN SUMUR PANASBUMI

5. RESERVOIR MODELS

Page 3: 5.Reservoir Models

SIMULASI RESERVOIR

Untuk mengetahui:

• Kemampuan reservoir untuk memproduksikan fluida panasbumi selama 20-30 tahun dengan berbagaiskenario produksi dan injeksi.

• Perubahan tekanan, temperatur dansaturasi air selama reservoir diproduksikan.

• Distribusi porositas dan permeabilitasdibawah permukaan

Menetapkan strategi pengembangan

lapangan yang optimal

Page 4: 5.Reservoir Models

• Dimana sebaiknya sumur dibor ?

• Kapan sebaiknya reinjeksi dilakukan ?

• Bagaimana pengaruhnya terhadap kinerja sumur dan reservoir ?

• Apakah mungkin kapasitas PLTP ditingkatkan?

MENETAPKAN STRATEGI PENGEMBANGAN LAPANGAN YANG OPTIMAL

Page 5: 5.Reservoir Models

Membuat model komputer yang dapat

menirukan kinerja reservoir sebenarnya

pada keadaan awal (natural state) dan padakeadaan diproduksikan

Model dipakai untuk meramalkan kinerja

reservoir dari beberapa skenario

pengembangan lapangan yang diusulkan.

SIMULASI RESERVOIR

Page 6: 5.Reservoir Models

Meramalkan kinerja reservoir apabila diproduksikan s/d 30 tahun:

Alternatifpengembangan-1

Alternatifpengembangan-2

PREDIKSI KINERJA

RESERVOIR

Page 7: 5.Reservoir Models

SIMULASI RESERVOIR

Menggunakan "Distributed Parameter Approach"

Sistim yang akan dimodelkandibagi menjadi sejumlah

blok/grid

Keanekaragaman sifat batuandan fluida diperhitungkan

Page 8: 5.Reservoir Models

MODEL

Page 9: 5.Reservoir Models

1. Pengumpulan dan Pengkajian Data

2. Pembuatan konsep model

3. Membuat model komputer (grid system).

4. Persiapan data masukan (input data)

5. Pemodelan reservoir pada keadaan awal

(natural state).

6. Pemodelan reservoir pada saat

diproduksikan (history matching).

7. Peramalan kinerja reservoir untuk jangka

waktu 25-30 tahun

GARIS BESAR KEGIATAN

Page 10: 5.Reservoir Models

PENGUMPULAN DAN

PENGKAJIAN DATA

• Data manifestasi permukaan

• Data geologi, data geofisika

• Data geokimia

• Laporan-laporan hasil interpretasi

• Hasil studi yang telah dilakukan sebelumnya.

Page 11: 5.Reservoir Models

Data sumur meliputi data sumur eksplorasi

dan sumur pengembangan:

• Data lokasi, kedalaman dan geometri sumur.

• Data pemboran (kedalaman hilang lumpur, kandungan chlorida dalam lumpur dll.).

• Data hasil pengukuran tekanan dantemperatur.

• Data hasil uji komplesi (uji hilang air danuji permeabilitas).

• Data hasil uji produksi (uji tegak, uji datar, uji dengan separator).

• Data uji transient tekanan (pressure build-up, interference test dll.).

Page 12: 5.Reservoir Models

TUJUAN PENGKAJIAN DATAMenentukan:

• Jenis reservoir.

• Tekanan dan temperatur reservoir.

• Kedalaman reservoir dan kedalaman pusat-pusat rekahan (feed zones).

• Batas luar reservoir serta luasnya.

• Ketebalan reservoir.

• Struktur dan jenis batuan serta sifat petrofisik dari masing-masing batuannya.

• Sifat fluida permukaan dan fluida reservoir.

• Potensi masing-masing sumur serta kinerjanya (laju alir masa dan enthalpy fluida pada berbagai tekanan kepala sumur).

• Status dari masing-masing sumur (produksi, ditutup atau ditinggalkan)

Page 13: 5.Reservoir Models

• Transmissivity yaitu hasil kali permeabilitas danketebalan batuan

• Panas yang hilang ke permukaan karena adanyamanifestasi permukaan

• Distribusi temperatur dan tekanan di dalam reservoir, baik secara lateral maupun secara vertikal.

• Area zona air, zona uap dan zona dua-phasa (boiling zone).

• Besarnya sumberdaya (heat stored), cadangan (recoverable reserve) dan potensi listrik dari reservoir tersebut, yaitu dari daerah yang diduga mempunyai potensi panasbumi dan daerah yang terbukti mengandung fluida panas bumi dari hasil pemboran sumur.

• Perubahan tekanan dan temperatur dimasing-masing sumur, sejak sumur dibor hingga sekarang.

Page 14: 5.Reservoir Models

CONCEPTUAL MODEL

Gambaran mengenai sistim panasbumi

di suatu daerah.• Sumber panas

• Reservoir

• Temperaturnya

• Sumber air

• Manifestasi panasbumi permukaan yang terdapat di daerah tersebut

Page 15: 5.Reservoir Models

KAMOJANG

Page 16: 5.Reservoir Models

KAMOJANG

Page 17: 5.Reservoir Models

GRID BLOK

UNTUK MODEL KOMPUTER

Buat sesederhana mungkin, kemudian

dikembangkan secara bertahap.

1. Kompleksitas dari permasalahan.

2. Waktu yang tersedia untuk menyelesaikan

studi

3. Ketersediaan dan kualitas data

4. Kemampuan simulator dan komputer

FAKTOR2 YG DIPERTIMBANGKAN

DALAM PEMBUATAN MODEL

Page 18: 5.Reservoir Models

Bagian dari reservoir yang akan

dimodelkan ? Berapa luasnya ?

Berapa tebalnya ?

Bagian dari batuan di sekitarnya

yang ikut dimodelkan ?

Seberapa detail model akan dibuat ?

Berapa blok yang akan digunakan ? Bentuk dan ukuran blok yang akan

digunakan ?

Page 19: 5.Reservoir Models

MEMBUAT GRID BLOK

UNTUK MODEL KOMPUTER

• Tetapkan bagian dari reservoir dan batuan sekelilingnya

yang akan dimodelkan.

• Pilih konfigurasi model

• Bagi sistim tersebut menjadi sejumlah blok. Tambahkan

blok-blok yang merepresentasikan batuan sekitarnya.

• Usahakan 1 sumur berada dalam satu blok dan Usahakan

sumur berada ditengah.

Page 20: 5.Reservoir Models
Page 21: 5.Reservoir Models
Page 22: 5.Reservoir Models
Page 23: 5.Reservoir Models

MEMPERSIAPKAN DATA

MASUKAN UNTUK KOMPUTER

• Ukuran masing-masing blok serta volumenya.

• Data batuan, yang meliputi porositas, densitas, permeabilitas, panas spesifik dankonduktivitas panas.

• Data tekanan, temperatur, saturasi air.

• Korelasi permeabilitas relatif uap dan air serta harga connate water dan residual vapour saturation.

• Jumlah time step dan interval waktu

• Data produksi dari masing-masing sumur

Page 24: 5.Reservoir Models

PERSAMAAN DASAR

Persamaan Aliran Masa Fluida

−−=

l

12 PPkQm ν

( )gPk

Q l

l

m ρρρρνννν

−∇−=

Dalam 3-Dimensi;

Page 25: 5.Reservoir Models

PERSAMAAN DASARPersamaan Aliran Masa Fluida Dua

Fasa

mvmlm QQQ +=

( )gPkk

Q v

v

rvmv ρρρρ

νννν−∇−=

( )gPkk

W l

l

rlml ρρρρ

νννν−∇−=

Page 26: 5.Reservoir Models

KORELASI PERMEABILITAS

RELATIF• Corey’s Curve

• Grant’s Curve

• All Perfectly Mobile

• Function of Fatt and Klikoff (1959)

• Sandia – Function (Hayden et. Al., 1983; van

Genuchten, 1980)

• Function of Verna et al. (1985)

• Linear Function

Page 27: 5.Reservoir Models

Kurva permeabilitas relatif

Corey• krl = (Sl*)4

• krv = (1-Sl*)2(1-(Sl*)

2)

• Sl* = (Sl-Slr)/(1-Slr-Svr)

Page 28: 5.Reservoir Models

Kurva Permeabilitas Relative

Grant

krv = 1-krl,

Grant - Relative Permeability

krl

krv

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

Liquid Saturation, fraction

Relative Perm

eability, fraction

4*

lrl )S(k =)SS1(

)SS(S

vrlr

lrl*

l −−−

=

Page 29: 5.Reservoir Models

Kurva Permeabilitas Relative

Fatt & Klikoff (1959),• S* = (Sl – Slr)/(1-Slr)

• Krl = [S*]3

• Krg = [ 1- S* ]3

Fatt & Klikoff - Relative Permeability

krv

krl

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

Liquid Saturation, fraction

Relative Permeability, fraction

Page 30: 5.Reservoir Models

PERSAMAAN ALIRAN PANAS

(FLUX ENERGY)

)konduksi(e)konveksi(ee QQQ +=

mvvmll)konveksi(e QhQhQ +=

TKQ )konduksi(e ∇=

TKQhQhQ mvvmlle ∇−+=

Page 31: 5.Reservoir Models

ALIRAN

HORIZONTAL DUA

FASAx

PkkkQ

v

rv

l

rlm ∂

+−=

νννννννν

V

Vr

L

Lr

t v

k

v

k

v

1+=

x

Pkh

khkQ

v

rvv

l

rlle ∂

+=

νννννννν

Persamaan aliran energi:

Flowing enthalpy (hflowing)

m

ef

Q

Qh =

+

+

=

v

rv

l

rl

v

rvv

l

rll

fkk

kh

kh

h

νννννννν

νννννννν

Page 32: 5.Reservoir Models

ALIRAN VERTIKAL DUA

FASA

+∂∂

−= gz

PkkQ l

l

rlml ρρρρ

νννν

+∂∂

−= gz

PkkQ v

v

rvmv ρρρρ

νννν

Tekanan Hidrostatis:g

z

Plρρρρ−=

∂∂

Tekanan Statis Uap: gz

Pvρρρρ−=

∂∂

Page 33: 5.Reservoir Models

Aliran Fluida:

• Baik air atau uap akan

bergerak keatas.g -

z

Plρ<

∂∂

g - z

P vl ρρ <∂∂

< • air akan bergerak

kebawah sedangkan uap

bergerak keatas, sehingga

akan terjadi peristiwa

“counter flow”..

z

P g v ∂∂

≤ρ • air maupun uap akan

bergerak kebawah.

Page 34: 5.Reservoir Models

HUKUM KEKEKALAN MASA

• AM ���� Masa yang terdapat dalam block per unit volume

• Fm ����flux masa dari block

• qm ����net masa injeksi/produksi dalam block

0qFt

Amm

m =+∇+∂

Injeksi atau produksi

aliran

masa

& energi

llvvm SSA ρρ +=

llvvm VVF ρ+ρ=

Page 35: 5.Reservoir Models

PERSAMAAN

KEKEKALAN ENERGI

0qFt

Aee

e =+∇+∂

( ) ( )lllvvvrre USUSU1A ρ+ρφ+ρφ−=

Energi per unit volume:

Θ∇Κ−ρ+ρ= lllvvl VhVhF

Flux Energi

Page 36: 5.Reservoir Models

Velocity( )gP

kkV v

v

rv

v ρ−∇µ

−=

( )gPkk

V l

l

rll ρ

µ−∇−=

( ) ( ) 0qgPkk

gPkk

t

Aml

l

rllv

v

rvv

m =+

ρ−∇

µρ+ρ−∇

µρ∇−

Persamaan Diferensial Dalam Media Berpori

Page 37: 5.Reservoir Models

Memodelkan reservoir pada keadaan awal

(natural state).

• Dengan simulator hitung tekanan, temperatur,

kandungan air, kandungan uap di masing-masing blok

serta besarnya laju alir masa dan panas dari blok satu

ke blok lainnya dengan menggunakan simulator.

• Kalibrasi model sehingga hasil perhitungan yang

diperoleh sesuai dengan data hasil perhitungan

tekanan dan temperatur sesuai dengan hasil

pengukuran di lapangan.

• Gambarkan penyebaran permeabilitas batuan

(struktur permeabilitas) didalam reservoir serta

distribusi tekanan dan temperatur baik secara lateral

maupun secara vertikal.

Page 38: 5.Reservoir Models

PERHITUNGAN P, T, Sv, Sw di masing-

masing blok dan laju alir masa dari blok

satu ke blok lain dengan menggunakansimulator TOUGH2

P dan T hasil perhitungan sama

dengan hasil pengukuran pada kondisiawal (sebelum diproduksikan) ?

DIPEROLEH KONDISI RESERVOIRPADA KEADAAN AWAL

(NATURAL STATE MODEL)

INPUT DATA

Ubah harga parameter yang

mempunyai ketidak pastian tinggi

Page 39: 5.Reservoir Models

Memodelkan kinerja sumur dan reservoir pada saat diproduksikan (history matching).

• Siapkan data produksi

• Dengan simulator hitung tekanan, temperatur,

kandungan air, kandungan uap di masing-masing

blok serta besarnya laju alir masa dan panas dari

blok satu ke blok lainnya dengan menggunakan

simulator.

• Bandingkan hasil simulasi dengan data hasil

pengukuran di lapangan (matching sejarah

produksi).

• Kalibrasi model sehingga hasil perhitungan yang

diperoleh sesuai dengan data hasil perhitungan

tekanan dan temperatur sesuai dengan hasil

pengukuran dilapangan.

Page 40: 5.Reservoir Models

6. Meramalkan kinerja sumur dan reservoir untuk beberapa skenario produksi-produksi dengan skenariopengembangan yang akan datang

• Siapkan beberapa skenario produksi-injeksi

Page 41: 5.Reservoir Models

SIMULATOR

• MULKOM

• TOUGH2

• TETRAD

Penggunaan MULKOM & TOUGH2

• Cerro Prieto di Mexico

• Krafla di Iceland

• Olkaria di Kenya

• Nesjavellir juga di Iceland

• Tongonan di Phillipines

• Kamojang di Indonesia

• Wairakei

• Broadlands/Ohaaki

• Waiotapu

Page 42: 5.Reservoir Models

SIMULATOR• Menghitung untuk

setiap time step (t):

Tekanan

Temperatur

Saturasi Air

Saturasi Uap

Dll

Di Tiap Blok

Laju alir masa uap dan air

Dari satu blok ke blok lain

Page 43: 5.Reservoir Models

PERSAMAAN DASAR

SIMULASI

∫ ∫∫Γ

+Γ•=n nn VV

qdVndFMdVdt

d

( ) 1

1

1

11

++

+++ ∆+∆−=− ∑ n

n

min

n

mij

j

ij

n

mi

n

mii tqtFaMMV

( ) 1

1

1

11

++

+++ ∆+∆−=− ∑ n

n

ein

n

eij

j

ij

n

ei

n

eii tqtFaMMV

� Untuk massa :

� Untuk energi :

�� Persamaan keseimbangan massa Persamaan keseimbangan massa

dan energi :dan energi :

Page 44: 5.Reservoir Models

� Flux massa total = flux fasa liquid +

flux fasa vapor

� Total heat flux pada komponen

konduksi dan konveksi

( )∑=

−∇−=vl

rm gPk

kF,β

β ρβρβµββ

( )∑=

+∇−=vl

h hTKF,β

ββ ρ

Page 45: 5.Reservoir Models

Pengaruh Adanya

Tekanan Kapiler pada

Total Heat Flux

( )∑=

−∇−=vl

rm gPk

kF,β

β ρβρβµβ

β

Pengaruh Adanya

Adsorbsi pada Saturasi

AirSw = ((1-∅)/∅) x (ρr/ρw) X

dimana : Pβ = P + Pc

Page 46: 5.Reservoir Models

Penurunan Tekanan

Uap (Vapor Pressure

Lowering) akibat

tekanan kapiler dan

adsorpsi

( )

+=

15.273

)(exp

1

11

TR

SPmf cVPL ρ

Page 47: 5.Reservoir Models

Simulasi reservoir menggunakan persamaan matematika untuk menyatakan perubahan kelakuan yang terjadi pada

daerah investigasi

penyelesaian matematika secara analitik sulit dilakukan

Dipakai model numerik untuk menyelesaikan persamaan aliranfluida dalam media berpori, perambatan panas, dan distribusi

tekanan dalam reservoir

SIMULASI RESERVOIR

Page 48: 5.Reservoir Models

• Finite Volume

• Finite Difference

PENYELESAIAN PERSAMAAN PENYELESAIAN PERSAMAAN

DASAR SIMULASI RESERVOIR DASAR SIMULASI RESERVOIR

SECARA NUMERIKSECARA NUMERIK

SOLUSI PENDEKATAN :

Mendiskretisasi persamaan diferensial

kontinu aliran dalam reservoir menjadi

beberapa persamaan lainnya ke dalam

bentuk block-block yang telah

didefinisikan dalam keseimbangan energi

dan masa.

Page 49: 5.Reservoir Models

�menggunakan deret Taylor untuk

menghasilkan turunan persamaan

yang diperlukan.

SOLUSI FINITE DIFFERENCE

T

x -∆ x x x + ∆ x

Turunan pertama

Page 50: 5.Reservoir Models

� nilai T pada jarak (x+∆∆∆∆x) dan

(x-∆∆∆∆x) adalah:

SOLUSI FINITE DIFFERENCE

)('''6

1)(''

2

1')T( 32 xTxxTxxTxxx ∆+∆+∆ + )(Τ = ∆+

)('''6

1)(''

2

1')T( 32 xTxxTxxTxxx ∆−∆−∆ − )(Τ = ∆−

Page 51: 5.Reservoir Models

� Turunan pertama, T′′′′(x)

� Forward difference:

� Backward difference :

� Central difference :

SOLUSI FINITE DIFFERENCE

x

)x(T)xx(T

x

T)x('T

∆−∆+

=∂∂

=

x

)xx(T)x(T

x

T)x('T

∆∆−−

=∂∂

=

x2

)xx(T)xx(T

x

T)x('T

∆∆−−∆+

=∂∂

=

Page 52: 5.Reservoir Models

�Turunan kedua, T′′′′′′′′(x)

�Pengaplikasian persamaan dalam penyelesaiansistem yang terdiskret seperti pada Gambar.

SOLUSI FINITE DIFFERENCE

22

2 )()(2)()(''

x

xxTxTxxT

x

TxT

∆∆−+−∆+

=∂∂

=

i-1 i i+1 ……

x

Page 53: 5.Reservoir Models

� Forward difference:

� Backward difference :

� Central difference :

SOLUSI FINITE DIFFERENCE

x

TT

x

T)x('T i1i

−=

∂∂

= +

x2

TT

x

T)x('T 1i1i

−=

∂∂

= −+

x

TT

x

T)x('T 1ii

−=

∂∂

= −

2

1ii1i

2

2

x

TT2T

x

T)x(''T

+−=

∂= −+

Page 54: 5.Reservoir Models

� Metode eksplisit pola 1 dimensi

METODE EKSPLISIT

x xx x xx

O OO OO Oi+1 i+2ii-1

n lama

n+1 baru

Time level

n

j,i2

n

j,1i

n

j,i

n

j,1i

2

n

1j,i

n

j,i

n

1j,i

2

1n

j,i Ty

TT2T

x

TT2T

x

tkT +

+−+

+−

∆= −+−++

� Metode eksplisit pola 2 dimensi

( ) n

i

n

1i

n

i

n

1i2

1n

i TTT2Tx

tkT ++−

∆= −+

+

Page 55: 5.Reservoir Models

� Persamaan Finite Difference :

� Disederhanakan lagi menjadi:

� Notasi matrix pada persamaan AP = d adalah:

METODE IMPLISIT

t

TT

x

TTTk

n

i

n

i

n

i

n

i

n

i

∆−

=∆

+− +++

++−

1

2

1

1

11

1 2

i1iiii1ii dTcTbTa =++ +−

n

i

1n

1i2

1n

i2

1n

1i2TT

x

tkT1

x

tk2T

x

tk −=

∆+

+∆

∆−

∆ ++

++−

=

iiiii dP * cba

Page 56: 5.Reservoir Models

Penggunaan Solusi Matrix dalam

Simulator

Direct Process

Metode formulasi yang digunakan pada proses ini:

•Matrix inversion

•Cramer’s rule

•Gaussian elimination

•Metode Gauss-Jordan

•Matrix decomposition

Iterative Process.

Metode formulasi yang digunakan pada proses ini:

•Metode Jacobi

•Metode Relaxation

•Metode Gauss-Seidel

KonsepKonsep PenyelesaianPenyelesaian PersamaanPersamaan

Linear Linear SecaraSecara SimultanSimultan

Page 57: 5.Reservoir Models

Penggunaan Solusi Matrix dalam

Simulator

Alternating-Direction Implisit Procedure (ADIP)

Persamaan tekanan dalam dua dimensi :

Bentuk implisit finite-difference

MetodeMetode IterasiIterasi dalamdalam SimulasiSimulasi

t

P

y

P

x

P

∂=

∂+

∂α

2

2

2

2

( )t

PP

y

PP2P

x

PP2P n

i

1n

i

2

1n

i

1n

i

1n

i

2

1n

1i

1n

i

1n

1i

−α=

+−+

+− ++η−

++η+

+−

+++

i

1n

ii

1n

1ii

1n

ii

1n

1ii

1n

ii dPfPcPbPaPe =++++ +η+

++

++−

+η−

Page 58: 5.Reservoir Models

Penggunaan Solusi Matrix dalam

SimulatorMetodeMetode IterasiIterasi dalamdalam SimulasiSimulasi

[ ] [ ]ii

DP

e

a

b

c

f

=

matrix pentadiagonal :

matrix tridiagonal :

=

i

*

i

i

i

i

DP

a

b

c

=

i

**

i

i

i

i

HP

e

g

f

Page 59: 5.Reservoir Models

Penggunaan Solusi

Matrix dalam SimulatorMetodeMetode IterasiIterasi dalamdalam SimulasiSimulasi

Pin

Pin+1/2

Pin+1

solusi arah - y

solusi arah - x

n

n+1/2

n+1

Page 60: 5.Reservoir Models

Penggunaan Solusi Matrix dalam

Simulator

Metode yang sering digunakan untuk reordering:

• Regular row ordering:

• Diagonal Oerdering

• Alternating point ordering

MetodeMetode Direct Direct dalamdalam SimulasiSimulasi

Metode alogaritma kemudian disusun untuk

menyelesaikan sistem seefisien mungkin dengan

hanya mengoperasikan elemen non-zero dari matrix

yang telah diatur ulang (reordering).

Page 61: 5.Reservoir Models

Penggunaan Solusi Matrix dalam

Simulator

Regular row ordering dan Sistem

Matriks

Page 62: 5.Reservoir Models

Penggunaan Solusi Matrix

dalam Simulator

Diagonal Ordering dan Sistem

Matriks

Page 63: 5.Reservoir Models

Penggunaan Solusi Matrix

dalam Simulator

Alterating Point Ordering dan

Sistem Matriks

Page 64: 5.Reservoir Models

Penggunaan Solusi Matrix

dalam Simulator

Alternating diagonal ordering

scheme

Page 65: 5.Reservoir Models

Penggunaan Solusi Matrix

dalam Simulator

Kriteria Kestabilan

stabil sistem 1n

1n

≤ε

ε +

stabil tidak sistem 1n

1n

⟩ε

ε +

Page 66: 5.Reservoir Models

PERSAMAAN KEADAAN ATAU EOS

(EQUATION OF STATE)

Sifat-sifat thermofisik campuran fluida dibutuhkan untuk

menyelesaikan dalam persamaan kesetimbangan masa dan

energi yang diberikan oleh modul “Equation-Of-State”(EOS).

Aliran modul TOUGH2 merupakan kode dalam bentuk umum

untuk perhitungan kesetimbangan masa dalam komponen

dengan sebuah nomor perubahan.

TOUGH2 terdiri dari sejumlah modul sifat fluida yang

juga sering disebut sebagai peramaan keadaan atau

modul EOS (Equation Of State) dimana membuat kode

dapat diterapkan pada berbagai sistem aliran bawah

permukaan, yang terdiri dari aquifer air tanah, zone

yang tak tersaturasi fluida, dan reservoir panas bumi

(lihat tabel).

Page 67: 5.Reservoir Models

PERSAMAAN KEADAAN ATAU EOS

(EQUATION OF STATE)

Modul Sifat Fluida pada TOUGH2

air, hidrogenEOS5

air, udara, dengan penurunan

tekanan uap

EOS4

air, udaraEOS3

air, CO2EOS2

air, air dengan tracerEOS1

KEMAMPUANMODUL

Page 68: 5.Reservoir Models

SIMULATOR TOUGH2

• suatu program simulasi numerik yang dapat digunakan untuk model multi dimensi, aliran fluida multi fasa dan multi komponen dalam media berpori atau fracture serta sistim non-isothermal.

• menyelesaikan persamaan kesetimbangan massa dan energi yang menggambarkan aliran fluida dan panas yang umumnya merupakan sistem multi fasa dan multi komponen

Page 69: 5.Reservoir Models

Struktur Input FileBLOK DESKRIPSI

TITLE

ROCKS

PARAM

RPCP

TIME

ELEME*

CONNE*

GENER*

INCON*

START

ENDCY

Satu kartu data yang berisi problem title Perameter material untuk berbagai batuan reservoir

Parameter perhitungan (informasi time step, pilihan

program)

Parameter untuk fungsi permeabilitas relatif dan

tekanan kapiler

Masukan waktu yang kita inginkan

Daftar elemen grid

Daftar interface

Daftar massa atau panas sinks/sources

Daftar kondisi awal

Satu kartu data yang mengikuti inisialisasi

Satu kartu penutup pada input TOUGH

Page 70: 5.Reservoir Models

TITLE

• Merupakan identitas atau judul sebuah pelaksanaan program simulasi

ROCKS

• Bagian dari format masukan yang

digunakan untuk memperkenalkan

parameter material dan dapat dipakai

sampai 27 jenis material/jenis batuan

yang berbeda

Page 71: 5.Reservoir Models

Card ROCKS.1• MAT

Merupakan nama material /tipe batuan.

• DROK

Merupakan densitas batuan (kg/m3)

• POR

Masukan untuk porositas, jika dikosongkan maka porositasnya akan mengacu pada porositas yang ditulis pada masukan MAT.

• PER(I)

Adalah permeabilitas absolut, merupakan pilihan permeabilitas I (1, 2, atau 3) karena terdapat sampai 3 nilai permeabilitas pada batuan untuk mendekati nilai permeabilitas pada grid-grid tertentu yang perbedaannya cukup signifikan.

• CWET

Konduktivitas panas formasi (W/m0C) pada kondisi tersaturasi liquid

• SPHT

Masukan untuk panas spesifik batuan (J/kg0C)

Page 72: 5.Reservoir Models

Card ROCKS. 1.2• IRP

Parameter integer dari tipe fungsi permeabilitas relatif• RP (I)

Parameter untuk fungsi permeabilitas relatif

Card ROCKS. 1.3• ICP (I)

Parameter integer dari tipe fungsi tekanan kapiler

• ICP (I)

Parameter untuk fungsi tekanan kapiler

Card ROCKS. 1.1• COM

Adalah kompresibilitas (m2/N)

• EXPAN

Adalah expansivitas (1/oC)

• CDRY

Konduktivitas panas formasi dibawah kondisi desaturated

(W/m0C)

Page 73: 5.Reservoir Models

Card ROCKS.2• Kartu yang kosong untuk menutup blok

data ROCKS

START (pilihan)• Kartu dengan tipe START dalam kolom

1 - 5 agar pengenalan masukan lebih

fleksibel.

Page 74: 5.Reservoir Models

PARAMDigunakan untuk mengenalkan parameter

perhitungan

• NOITE

Menentukan jumlah maksimum iterasi setiap selang waktu

• MCYC

Menentukan jumlah maksimum selang waktu (time step) yang akan dihitung

• MSEC

Menentukan jumlah maksimum waktu perhitungan

• MCYPR

Hasil akan ditampilkan pada setiap langkah MCYPR

• MOP(I)

I = 1-24 yang berisi variasi pilihan;

Card PARAM.1

Page 75: 5.Reservoir Models

MOP(1) tidak sama dengan 0; hasil iterasi non-convergen yang akan digeneralisir ,

MOP(2)

MOP(3)

MOP(4)

MOP(5)

MOP(6)

MOP(7)

MOP(8)

MOP(9)

MOP(10)

MOP(11)

MOP(12) menentukan prosedur interpolasi

MOP(13)

MOP(14)

MOP(15)

MOP(16) menyediakan secara otomatis pengontrolan selang waktu, dll.

Page 76: 5.Reservoir Models

Card PARAM. 2.• TSTART

Waktu mulai simulasi (dalam detik)

• TIMAX

Waktu ketika simulasi akan dihentikan (dalam detik)

• DELTEN

Panjang selang waktu (dalam detik)

• DELTMX

Batas atas ukuran selang waktu (dalam detik)

• GF

Percepatan gravitasi (m/sec2)

Jika sama dengan 0 berarti tidak ada perhitungan

gravitasi

• REDLT

Faktor untuk mengurangi lama selang waktu dalam

kasus ketidak-konvergenan atau masalah-masalah lain.

Page 77: 5.Reservoir Models

Card PARAM. 2.1, 2.2, dst.• DLT (I)

Panjang selang waktu (detik)

Page 78: 5.Reservoir Models

Card PARAM. 3.• RE1

Kriteria konvergensi untuk kesalahan relatif (ε1,untuk default digunakan Ix E-5)

• RE2

Kriteria konvergensi untuk kesalahan absolut (ε2, untuk default = 1)

Page 79: 5.Reservoir Models

Card PARAM. 4.Pada kartu ini mengandung

seperangkat variabel utama yang

digunakan sebagai default kondisi awal

untuk semua elemen yang tidak

dispesifikasi dalam blok INCON jika

pilihan START dipilih.• DEP(1)

Tekanan (Pa)

• DEP(2)

Jika nilainya ≥ 1.5 maka digunakan sebagai

temperatur(0C,untuk satu fasa)

Jika nilainya < 1.5 maka digunakan sebagai saturasi gas

(untuk dua fasa)

• DEP(3)

Jika nilainya ≥1.5 maka digunakan sebagai temperatur

(0C, untuk dua fasa)

Jika nilainya < 1.5 maka digunakan sebagai fraksi

massa gas (untuk satu fasa)

Page 80: 5.Reservoir Models

RPCAPMerupakan kolom masukan untuk

informasi fungsi permeabilitas relatif

dan tekanan kapiler

Card RPCAP.1

• IRP

Parameter untuk memilih fungsi permeabilitas relatif

Card RPCAP.2

• ICP

Para meter untuk memilih fungsi tekanan

kapiler

Page 81: 5.Reservoir Models

TIMES

Merupakan permintaan pengguna

program untuk tampilan hasil pada

waktu yang ditentukan.

Card TIMES.1

• ITI

Jumlah waktu yang disediakan pada kartu

• ITE

Jumlah total waktu yang diminta

• TINTER

Selang waktu yang diinginkan

Page 82: 5.Reservoir Models

ELEMEKolom masukan untuk

memperkenalkan kepada simulator

informasi tentang elemen

reservoir.

Card ELEME.1

• EL, NE

Merupakan kolom yang terdiri dari 5 elemen karakter nama kode dimana 3 karakter awal merupakan tanda layer dan dua nomor terakhir adalah nomor grid

• VOLX

Merupakan masukan untuk volume, m3

Page 83: 5.Reservoir Models

CONNEKolom masukan untuk

memperkenalkan kepada simulator

informasi tentang hubungan antar

permukaan setiap gridCard CONNE.1

• EL1, NE1

Nama kode untuk elemen pertama

• D1

Jarak (m) dari tengah elemen pertama dan kedua

• AREAX

Kolom masukan untuk luas hubungan antar muka, m2

Page 84: 5.Reservoir Models

INCONKolom masukan untuk harga kondisi awal

• EL, NE

Merupakan kolom yang terdiri dari 5 elemen karakter nama kode dimana 3 karakter awal merupakan tanda layer dan dua nomor terakhir adalah nomor grid

• X1

Kolom untuk menyatakan tekanan pada kondisi awal, Pa

• X2

Jika nilainya ≥ 1.5 maka digunakan sebagai temperatur (0C, untuk satu fasa)

Jika nilainya < 1.5 maka digunakan sebagai saturasi gas (untuk dua fasa)

• X3

Jika nilainya ≥ 1.5 maka digunakan sebagai temperatur (0C, untuk dua fasa)

Jika nilainya < 1.5 maka digunakan sebagai fraksi massa gas (untuk satu fasa)

Page 85: 5.Reservoir Models

ENDCY

Digunakan untuk menutup

masukan TOUGH2 dan memulai

simulasi

Page 86: 5.Reservoir Models

Struktur Output File TOUGH2

• Tekanan

• Temperatur

• Saturasi air

• Saturasi uap

Di masing-masing

blok pada setiap time

step

Laju alir masa dan laju alir panas yang masuk dan keluar dari masing2 blok

pada setiap time step

Page 87: 5.Reservoir Models

PEMODELAN KONDISI ALAMIAH

(NATURAL STATE MODELLING)

INPUT DATA

PERHITUNGAN P,T, Sv, Sw di masing-masing blok dan laju alir masa dari bloksatu ke blok lain dengan menggunakan

simulator TOUGH2

P dan T hasil perhitungansama dengan hasil pengukuran

pada konsisi awal (sebelumdiproduksikan) ?

Ubah harga parameteryang mempunyai ketidak

pastian tinggi