bab iii dasar teori injeksi co2 final

7/25/2019 BAB III Dasar Teori injeksi co2 Final

1/59

BAB III

DASAR TEORI

3.1 Karakteristik ReservoirReservoir merupakan suatu tempat terakumulasinya fluida hidrokarbon

dan air. Gambar 3.1di bawah ini menunukkan karakteristik reservoir

Gambar 3.1 Karakteristik Reservoir 11)

!roses akumulasi minyak bumi di bawah permukaan haruslah

memenuhi beberapa syarat" yan# merupakan unsur$unsur keterdapatan

minyak bumi. %nsur$unsur yan# menyusun sistem minyak bumi adalah

seba#ai berikut &

'. Batuan reservoir" seba#ai wadah yan# diisi dan dienuhi oleh minyak

bumi" #as bumi atau keduanya. Biasanya batuan reservoir berupa lapisan

batuan yan# porous dan permeable.

(. )apisan penutup *+ap ro+k," yaitu suatu lapisan batuan yan# bersifat

impermeable" yan# terdapat pada ba#ian atas suatu reservoir" sehin##a

berfun#si seba#ai penyekat fluida reservoir.

-. !eran#kap reservoir *reservoir trap," merupakan suatu unsur pembentuk

reservoir yan# mempunyai bentuk sedemikian rupa sehin##a lapisan

beserta penutupnya merupakan bentuk konkav ke bawah dan dan

menyebabkan minyak dan #as bumi berada diba#ian teratas reservoir.

arakteristik suatu reservoir san#at dipen#aruhi oleh karakteristik

batuan penyusunnya" fluida reservoir yan# menempatinya dan kondisi

reservoir itu sendiri" yan# satu sama lain akan salin# berkaitan. eti#a

6


2/59

7

faktor itulah yan# akan kita bahas dalam mempelaari karakteristik

reservoir.

-.'.' Sifat /isik Batuan Reservoir

Beberapa +ontoh dari sifat sifat fisik batuan reservoir adalah&

'. !orositas

!orositas *, didefinisikan seba#ai perbandin#an antara

volume ruan# pori$pori terhadap volume batuan total *bulk

volume,. Besar$ke+ilnya porositas suatu batuan akan menentukan

kapasitas penyimpanan fluida reservoir. Se+ara matematis

porositas dapat dinyatakan seba#ai &

0b

0p

0b

0s0b=

=

................................................................ *-.',

dimana &

0b 1 volume batuan total *bulk volume,

0s 1 volume padatan batuan total *volume #rain,

0p 1 volume ruan# pori$pori batuan.

!orositas batuan reservoir dapat diklasifikasikan menadi dua"

yaitu&

!orositas absolut" adalah perbandin#an antara volume pori

total terhadap volume batuan total yan# dinyatakan dalam persen"

atau se+ara matematik dapat ditulis sesuai persamaan seba#ai

berikut &

2'33volumebulk

totalporivolume=

.................................... *-$(,


3/59

8

!orositas efektif" adalah perbandin#an antara volume pori$

pori yan# salin# berhubun#an terhadap volume batuan total *bulk

volume, yan# dinyatakan dalam persen.

2'33volumebulk

nberhubun#ayan#porivolume=

...........*-$-,

Gambar 3.2. pada halaman berikut menunukkan

perbandin#an antara porositas efektif" non efektif dan porositas

total dari suatu batuan. %ntuk selanutnya" porositas efektif

di#unakan dalam perhitun#an karena dian##ap seba#ai fraksi

volume yan# produktif.

C o n n e c t e d o rE f e c t i v eP o r o s i t y

I s o l a t e d o rN o n - E f e c t i v eP o r o s i t y

To t a lP o r o s i t y

Gambar 3.2 Skema Perbandingan Porositas Efektif, Non-

Efektif dan Porositas Abso!t "at!an 11)

Berdasarkan waktu dan +ara teradinya" maka porositas dapat

u#a diklasifikasikan menadi dua" yaitu &

!orositas primer" yaitu porositas yan# terbentuk pada waktu

yan# bersamaan den#an proses pen#endapan berlan#sun#.

!orositas sekunder" yaitu porositas batuan yan# terbentuk

setelah proses pen#endapan.

(. !ermeabilitas


4/59

9

!ermeabilitas didefinisikan seba#ai suatu bilan#an yan#

menunukkan kemampuan dari suatu batuan untuk men#alirkan

fluida. Definisi kwantitatif permeabilitas pertama$tama

dikemban#kan oleh 4enry Dar+y *'567, dalam hubun#an empiris

den#an bentuk differensial seba#ai berikut &

v=q

A= -

k

dP

dL ...................................................... *-$8,

dimana &

v 1 ke+epatan aliran" +m9se+ 1 viskositas fluida yan# men#alir" +p

d!9d) 1 #radien tekanan dalam arah aliran" atm9+m

k 1 permeabilitas media berpori.

Tanda ne#atip pada !ersamaan -$8 menunukkan bahwa bila

tekanan bertambah dalam satu arah" maka arah alirannya

berlawanan den#an arah pertambahan tekanan tersebut. Asumsi$

asumsi yan# di#unakan dalam !ersamaan -$8 adalah&

Alirannya mantap *steady state,"

/luida yan# men#alir satu fasa"

0iskositas fluida yan# men#alir konstan "

ondisi aliran isothermal" dan

/ormasinya homo#en dan arah alirannya hori:ontal.

/luidanya in+ompressible.

Berdasarkan umlah fasa yan# men#alir dalam batuan

reservoir" permeabilitas dibedakan menadi ti#a" yaitu &

!ermeabilitas absolut" adalah yaitu dimana fluida yan#

men#alir melalui media berpori tersebut hanya satu fasa" misalnya

hanya minyak atau #as saa.

!ermeabilitas efektif" yaitu permeabilitas batuan dimana

fluida yan# men#alir lebih dari satu fasa" misalnya minyak dan air"

air dan #as" #as dan minyak atau keti#a$ti#anya.


5/59

10

!ermeabilitas relatif" merupakan perbandin#an antara

permeabilitas efektif den#an permeabilitas absolut.Dasar penentuan besaran permeabilitas adalah hasil

per+obaan yan# dilakukan oleh 4enry Dar+y." seperti yan# terlihat

pada Gambar 3.3" berikut ini.

h -1 h 2

h 1

h 2l

A

Gambar 3.3 Skema Per#obaan Penent!an Permeabiitas11)

Dari per+obaan dapat ditunukkan bahwa ;..)9A.*!'$!(,

adalah konstan dan akan sama den#an har#a permeabilitas batuan

yan# tidak ter#antun# dari +airan" perbedaan tekanan dan dimensi

batuan yan# di#unakan. Den#an men#atur lau ; sedemikian rupa

sehin##a tidak teradi aliran turbulen" maka diperoleh har#a

permeabilitas absolut batuan" sesuai persamaan berikut &

,!!*.A

)..;k

('

=

....................................................... *-$6,

Satuan permeabilitas dalam per+obaan ini adalah &

,atm*,!!*.,+m.s


6/59

11

Dari Persamaan 3-$ dapat dikemban#kan untuk berba#ai

kondisi aliran yaitu aliran linier dan radial" masin#$masin# untuk

fluida yan# +ompressible dan in+ompressible.

!ada prakteknya di reservoir" aran# sekali teradi aliran satu

fasa" akan tetapi dua atau bahkan ti#a fasa. Oleh karena itu

dikemban#kan pula konsep men#enai permeabilitas efektif dan

permeabilitas relatif. 4ar#a permeabilitas efektif dinyatakan

seba#ai ko" k#" kw" dimana masin#$masin# untuk minyak" #as" dan

air. Sedan#kan permeabilitas relatif untuk masin#$masin# fluida

reservoir dinyatakan den#an persamaan seba#ai berikut &

k

kk oro=

"k

kk

#r#=

"

.k

kk wrw =

............. *-$=,

*keteran#an & o 1 minyak" # 1 #as dan w 1 air,

Sedan#kan besarnya har#a permeabilitas efektif untuk

minyak dan air dinyatakan den#an persamaan &

,!!*.A

)..;k

('

ooo

=

..................................................... *-$5,

,!!*.A

)..;k

('

www

=

..................................................... *-$>,

4ar#a$har#a ko dan kw pada Persamaan 3-% dan

Persamaan 3-& ika diplot terhadap So dan Sw akan diperoleh

hubun#an seperti yan# ditunukkan pada Gambar 3.'." yan#

menunukkan bahwa ko pada Sw 1 3 dan pada So 1 ' akan sama

den#an k absolut" demikian u#a untuk har#a k absolutnya *titik A

dan B,


7/59

12

E!!e

c

tive

Pe

r"

e

a

#

ility

to

$

a

te

r%

&'

E!!e

c

tive

Pe

r"

e

a

#

ility

to

(

il%

&

o

( i l ) a t * r a t i o n % )o

$ a t e r ) a t * r a t i o n % ) '

0

1

0

1

0

10

1

A+

,C

Gambar 3.'. K!rva Permeabiitas Efektif !nt!k

Sistem (inak dan Air 11)

Ada ti#a hal pentin# untuk kurva permeabilitas efektif sistem

minyak$air pada Gambar 3.'" yaitu &

ko akan turun den#an +epat ika Sw bertambah dari nol"

demikian u#a kw akan turun den#an +epat ika Sw berkuran# dari

satu" sehin##a dapat dikatakan untuk So yan# ke+il akan

men#uran#i lau aliran minyak karena ko$nya yan# ke+il"

demikian pula untuk air.

ko akan turun menadi nol" dimana masih ada saturasi minyak

dalam batuan *titik ?, atau disebut Residual Oil Saturation *Sor,"

demikian u#a untuk air yaitu *Swr,.

4ar#a ko dan kw selalu lebih ke+il dari har#a k" ke+uali pada

titik A dan B" sehin##a diperoleh persamaan &

'kk wo +.............................................................. *-$'3,


8/59

1

E!!e

c

tive

Pe

r"

e

a

#

ility

to

$

a

te

r%

&'

E!!e

c

tive

Pe

r"

e

a

#

ility

to

(

il%

&o

( i l ) a t * ra t i o n % ) o

0

1

0

1

10

Gambar 3.$ K!rva kreatif sistem Air-(inak 11)

@ika har#a kro dan krw diplot terhadap saturasi fluida So dan

Sw" maka akan didapat kurva seperti Gambar 3.$.

4ar#a kro dan krw berkisar antara 3 sampai '" sehin##a

diperoleh persamaan &

'kk rwro + .......................................................... *-.'',

%ntuk sistem #as dan air" har#a r# dan rw selalu lebih

ke+il dari satu atau &

'kk rwr# + .......................................................... *-$'(,

-. Saturasi

Saturasi fluida batuan didefinisikan seba#ai perbandin#an

antara volume pori$pori batuan yan# ditempati oleh suatu fluida

tertentu den#an volume pori$pori total pada suatu batuan berpori.

Dalam batuan reservoir minyak umumnya terdapat lebih dari satu

ma+am fluida" kemun#kinan terdapat air" minyak" dan #as yan#

tersebar ke seluruh ba#ian reservoir. Se+ara matematis" besarnya

saturasi untuk masin#$masin# fluida dituliskan dalam persamaan

berikut &

Saturasi minyak *So, adalah &


9/59

1.

totalporiporivolume

yakminolehdiisiyan#poriporivolumeSo

=

......*-$'-,

Saturasi air *Sw, adalah &

totalporiporivolume

airolehdiisiyan#poriporivolumeSw

=

................*-$'8,

Saturasi #as *S#, adalah &

totalporiporivolume

#asolehdiisiyan#poriporivolumeS#

=

...............*-$'6,

@ika pori$pori batuan diisi oleh #as$minyak$air maka berlaku

hubun#an &

S# So Sw 1 ' .........................................................*-$'7,

Sedan#kan ika pori$pori batuan hanya terisi minyak dan air"

maka &

So Sw 1 ' ................................................................*-$'=,

/aktor$faktor pentin# yan# harus diperhatikan dalam

mempelaari saturasi fluida antara lain adalah &

Saturasi fluida akan bervariasi dari satu tempat ke tempat lain

dalam reservoir" saturasi air +enderun# untuk lebih besar dalam

ba#ian batuan yan# kuran# porous. Ba#ian struktur reservoir yan#

lebih rendah relatif akan mempunyai Sw yan# tin##i dan S# yan#

relatip rendah" demikian u#a untuk ba#ian atas dari struktur

reservoir berlaku sebaliknya. 4al ini disebabkan oleh adanya

perbedaan densitas dari masin#$masin# fluida.

Saturasi fluida akan bervariasi den#an kumulatip produksi

minyak. @ika minyak diproduksikan maka tempatnya di reservoir

akan di#antikan oleh air dan atau #as bebas" sehin##a pada


10/59

1/

lapan#an yan# memproduksikan minyak" saturasi fluida berubah

se+ara kontinyu.Saturasi minyak dan saturasi #as serin# dinyatakan dalam

istilah pori$pori yan# diisi oleh hidrokarbon. @ika volume batuan

adalah 0" ruan# pori$porinya adalah .0" maka ruan# pori$pori

yan# diisi oleh hidrokarbon adalah &

So 0 S# 0 1 *' Sw , 0 .......................... *-$'5,

8. Tekanan apilerTekanan kapiler *!+, didefinisikan seba#ai perbedaan tekanan

yan# ada antara permukaan dua fluida yan# tidak salin# +ampur

*minyak$air atau air$#as, seba#ai akibat dari teradinya pertemuan

permukaan yan# memisahkan kedua fluida tersebut. Besarnya

tekanan kapiler dipen#aruhi oleh te#an#an permukaan" sudut

kontak antara minyakair:at padat dan ari$ari kelen#kun#an

pori.

0 1 0 2 0 0 . 0 / 0 6 0 7 0 8 0 9 0 1 0 00

6

9

1 2

1 /

1 8

2 1

2 .

2 7

0

0

2 0

. 0

6 0

8 0

1 0 0

1 2 0

1 . 0

1 6 0

1 8 0

2 0 0

0

9

1 8

2 7

6

. /

/ .

6

7 2

8 1

9 0

$ a t e r ) a t* r a t io n %

Gambar 3.* K!rva +istrib!si !ida 11).


11/59

16

!en#aruh tekanan kapiler dalam sistem reservoir antara lain

adalah &Cen#ontrol distribusi saturasi di dalam reservoir Gambar

3.*. pada halaman berikut menunukkan kurva distribusi fluida

yan# merupakan hubun#an antara saturasi fluida den#an tekanan

kapiler pada beberapa permeabilitas batuan,

Cerupakan mekanisme pendoron# minyak dan #as untuk

ber#erak atau men#alir melalui pori$pori se+ara vertikal.

h

++

aP

aPa i r

' a t e rAA

'P

a 3 A i r - $ a t e r

' a t e r

AA

' aP

( i l

o #P

' #P +

+

o aP

# 3 ( i l - $ a t e r

h

Gambar 3.. ekanan daam Pi/a Ka/ier 11)

Berdasarkan pada Gambar 3.." sebuah pipa kapiler dalam

suatu beana terlihat bahwa air naik ke atas di dalam pipa akibat

#aya adhesi antara air dan dindin# pipa yan# arah resultannya ke

atas.

aya$#aya yan# bekera pada sistem tersebut adalah &

Besar #aya tarik keatas adalah (rAT" dimana r adalah ari$

ari pipa kapiler.

Sedan#kan besarnya #aya doron# ke bawah adalah

r(h#*w$o,.

!ada kesetimban#an yan# ter+apai kemudian" #aya ke atas

akan sama den#an #aya ke bawah yan# menahannya yaitu #aya

berat +airan. Se+ara matematis dapat dinyatakan dalam persamaan

seba#ai berikut &


12/59

17

,*#hrAr( ow(

T =............................ *-$'>,

atau &

#,*r

A(h

ow

T

=

................................................. *-$(3,

dimana &

h 1 ketin##ian +airan di dalam pipa kapiler" +m

r 1 ari$ari pipa kapiler" +m.

w 1 massa enis air" #r9++

o 1 massa enis minyak" #r9++

# 1 per+epatan #ravitasi" +m9dt(

Den#an memperlihatkan permukaan fasa minyak dan air

dalam pipa kapiler maka akan terdapat perbedaan tekanan yan#

dikenal den#an tekanan kapiler *!+,. Besarnya !+ sama den#an

selisih antara tekanan fasa air den#an tekanan fasa minyak"

sehin##a diperoleh persamaan seba#ai berikut &

!+ 1 !o !w 1 *o $ w, # h ............................. *-$(',

Tekanan kapiler dinyatakan berdasarkan sudut kontak dalam

hubun#an seba#ai berikut &

r

+os(!+

=

......................................................... *-$((,

dimana &

!+ 1 tekanan kapiler

1 te#an#an permukaan minyak$air

1 sudut kontak permukaan minyak$air

r 1 ari$ari pipa kapiler

Cenurut !lateau" tekanan kapiler merupakan fun#si te#an#an

antar muka dan ari$ari len#kun#an bidan# antar muka" dan dapat

dinyatakan den#an persamaan &

+=

('+

R

'

R

'!

.................................................. *-$(-,

dimana &


13/59

18

R' dan R( 1 ari$ari kelen#kun#an konvek dan

konkaf" in+h 1 te#an#an permukaan" lb9in+h

!enentuan har#a R' dan R(" dilakukan den#an perhitun#an

ari$ari kelen#kun#an rata$rata *Rm," yan# didapatkan dari

perbandin#an Persamaan 3-22 den#an Persamaan 3-23. Dari

perbandin#an tersebut didapatkan persamaan perhitun#an ari$ari

kelen#kun#an rata$rata seba#ai berikut &

=

=

+=

h#

r

+os(

R

'

R

'

R

'

t('m

.................. *-$(8,

Gambar 3.%. di bawah ini menunukkan distribusi dan

pen#ukuran R' dan R(. edua ari$ari kelen#kun#an tersebut

diukur pada bidan# yan# salin# te#ak lurus.

4 14 2

Gambar 3.% +istrib!si dan Peng!k!ran Radi!s Kontak

Antara !ida Pembasa0 dengan Padatan 11)

6. etabilitas

ettabilitas didefinisikan seba#ai suatu kemampuan batuan

untuk dibasahi oleh fasa fluida" ika diberikan dua fluida yan# tak

salin# +ampur *immisible,. !ada bidan# antar muka +airan den#an

benda padat teradi #aya tarik$menarik antara +airan den#an benda


14/59

19

padat *#aya adhesi," yan# merupakan faktor dari te#an#an

permukaan antara fluida dan batuan.Dalam sistem reservoir di#ambarkan seba#ai air dan minyak

*atau #as, yan# ada diantara matrik batuan.

s 's o

' o

s 's oc o s

=

' o

' o

s 's oc o s

=

( i l $ a t e r ) o l i d

Gambar 3.& Kesetimbangan Gaa-gaa /ada "atas Air-

(inak-Padatan 11)

Gambar 3.&. di atas memperlihatkan sistem air minyak

yan# kontak den#an benda padat" den#an sudut kontak sebesar o.

Sudut kontak diukur antara fluida yan# lebih rin#an terhadap

fluida yan# lebih berat" yan# berhar#a 3o $ '53o" yaitu antara air

den#an padatan" sehin##a te#an#an adhesi *AT, dapat dinyatakan

den#an persamaan &

AT 1 so $ sw 1 wo. +os wo" ............................ *-.(6,

dimana &

so 1 te#an#an permukaan benda padat$minyak"

dyne9+m

sw 1 te#an#an permukaan benda padat$air" dyne9+mwo 1 te#an#an permukaan air$minyak" dyne9+m

wo 1 sudut kontak air$minyak.

Suatu +airan dapat dikatakan membasahi :at padat ika

te#an#an adhesinya positip *F =6o," yan# berarti batuan bersifat

water wet. Apabila sudut kontak antara +airan den#an benda padat

antara =6 $ '36" maka batuan tersebut bersifat intermediet.


15/59

20

Apabila air tidak membasahi :at padat maka te#an#an adhesinya

ne#atip *G '36o," berarti batuan bersifat oil wet. Gambar 3.1

dan Gambar 3.11 di bawah ini menunukkan besarnya sudut

kontak dari air yan# berada bersama$sama den#an hidrokarbon

pada media yan# berbeda" yaitu pada permukaan silika dan kalsit.

5 0o

5 8 o 5 1 / 8

o

5 /o

I s o - ( c t a n e I s o - ( c t a n e / % 7 Is o - * i n o l in e

I s o - * i n o li n e N a h th e n i cA c i d

Gambar 3.1. S!d!t Kontak Antar Perm!kaan Air dengan

idrokarbon /ada Perm!kaan Siika 11)

5 0o

5 . 8o

5 / .o

5 1 0 6o

I s o - ( c t a n e I s o - ( c t a n e / % 7 I s o - * i n o l in e

I s o - * i n o li n e N a h th e n icA c i d

Gambar 3.11. S!d!t Kontak Antar Perm!kaan Air dengan

idrokarbon /ada Perm!kaan Kasit 11)

!ada umumnya reservoir bersifat water wet" sehin##a air

+enderun# untuk melekat pada permukaan batuan sedan#kan

minyak akan terletak diantara fasa air. @adi minyak tidak

mempunyai #aya tarik$menarik den#an batuan dan akan lebih

mudah men#alir.

!ada waktu reservoir mulai diproduksikan" dimana har#a

saturasi minyak +ukup tin##i dan air hanya merupakan +in+in$

+in+in yan# melekat pada batuan formasi" butiran$butiran air tidak


16/59

21

dapat ber#erak atau bersifat immobile" dan saturasi air yan#

demikian disebut residual water saturation. !ada saat yan#

demikian minyak merupakan fasa yan# kontinyu dan bersifat

mobile.

Setelah produksi mulai beralan" minyak akan terus

berkuran# di#antikan oleh air. Saturasi minyak akan semakin

berkuran# dan saturasi air akan terus bertambah" sampai pada saat

tertentu saturasi air akan menadi fasa kontinyu" dan minyak

merupakan +in+in$+in+in. !ada saat ini" air bersifat mobile dan

akan ber#erak bersama$sama minyak.

ambaran tentan# water wet dan oil wet ditunukkan pada

Gambar 3.12" pada halaman berikut yaitu pembasahan fluida

dalam pori$pori batuan. /luida yan# membasahi akan +enderun#

menempati pori$pori batuan yan# lebih ke+il" sedan#kan fluida

tidak membasahi +enderun# menempati pori$pori batuan yan#

lebih besar.

a 3 ( i l $ e t # 3 $ a te r $ e t

P o r e s a c e o c c * i e d # y (4 o c & " a t r i P o r e s a c e o c c * i e d # y ( i l

Gambar 3.12. Pembasa0an !ida daam Pori-

/ori "at!an 11)


17/59

22

Cenurut Srobod *'>6(," har#a wetabilitas dan sudut kontak

nyata ditentukan berdasarkan karakteristik pembasahan" yan#

merupakan fun#si dari threshold pressure *!t," sesuai den#an

persamaan berikut &

ettabilitiy Humber 1woToaoa

oaTwowo

!+os

!+os

............. *-$(7,

?onta+t An#le 1

woToa

oaTwo

wo!

!+os

=

................... *-$(=,

dimana &

?os wo 1 sudut kontak air den#an minyak dalam

inti batuan

?os oa 1 sudut kontak minyak den#an udara dalam

inti batuan *1',

!Two 1 tekanan threshold inti batuan terhadap

minyak * pada waktu batuan berisi air ,

!Toa 1 tekanan threshold inti batuan terhadap

udara * pada waktu batuan berisi minyak,

wo 1 te#an#an antar muka antara air den#anminyak

oa 1 te#an#an antar muka antara minyak

den#an udara

Tekanan threshold" yan# merupakan fun#si dari permeabilitas

ditentukan berdasarkan Gambar 3.13.

P e r " e a # i l i t y % " , : a t a t " o s h e r ic r e s s * r e ;

Th

re

sh

o

ld

Pre

ss*

re

%

"

"

8

,

dimana &

oS? 1 densitas minyak *'8"= psiaN 73 o/,

oS?i 1 densitas komponen minyak ke$i *'8"= psiaN 73 o/,

Mi 1 fraksi mol komponen minyak ke$i

Ci 1 berat mol komponen minyak ke$i

Densitas minyak biasanya dinyatakan dalam spe+ifi+ #ravity

minyak *o," yan# didefinisikan seba#ai perbandin#an densitas

minyak terhadap densitas air" yan# se+ara matematis" dituliskan &

w

oo

=

................................................................... *-$83,

dimana &

o 1 spe+ifi+ #ravity minyak

o 1 densitas minyak" lb9+uft

w 1 densitas air" lb9+uft


24/59

29

Industri perminyakan serin#kali menyatakan spe+ifi+ #ravity

minyak dalam satuan oA!I" yan# dinyatakan den#an persamaan

seba#ai berikut &

oA!I 1

6"'-'6"'8'

o

............................................. *-$8',

2. Viskositas in!ak

0iskositas minyak *o, didefinisikan seba#ai ukuran

ketahanan minyak terhadap aliran" atau den#an kata lain viskositas

minyak adalah suatu ukuran tentan# besarnya keen##anan minyak

untuk men#alir" den#an satuan +enti poise *+p, atau #r9'33 detik9'

+m.

0iskositas minyak dipen#aruhi oleh temperatur" tekanan dan

umlah #as yan# terlarut dalam minyak tersebut. enaikan

temperatur akan menurunkan viskositas minyak" dan den#an

bertambahnya #as yan# terlarut dalam minyak maka viskositas

minyak u#a akan turun. 4ubun#an antara viskositas minyak

den#an tekanan ditunukkan pada Gambar 3.1'. di bawah ini

A

+

C

,

+ 3 P

+ 3 P

+ 3 P

+ 3 P

0 1 0 0 0 2 0 0 0 0 0 0

1

2

.

/

6

7

P r e s s * r e % s io

r"

a

tio

n-

=o

l*

"

e

>a

c

to

r%

+

o

1

Gambar 3.1$. 5iri A!r aktor 4o!me ormasi

er0ada/ ekanan !nt!k (inak 12)

Terdapat dua hal pentin# dari Gambar 3.1$.diatas" yaitu &

@ika kondisi tekanan reservoir berada diatas !b" maka Bo

akan naik den#an berkuran#nya tekanan sampai men+apai !b"

sehin##a volume sistem +airan bertambah seba#ai akibat

teradinya pen#emban#an minyak.

Setelah !b di+apai" maka har#a Bo akan turun den#an

berkuran#nya tekanan" disebabkan karena semakin banyak #as

yan# dibebaskan.

!roses pembebasan #as ada dua" yaitu &


27/59

2

a. Differential )iberation.

Cerupakan proses pembebasan #as se+ara kontinyu. Dalam

proses ini" penurunan tekanan disertai den#an men#alirnya

seba#ian fluida menin##alkan sistem. Cinyak hanya berada dalam

kesetimban#an den#an #as yan# dibebaskan pada tekanan tertentu

dan tidak den#an #as yan# menin##alkan sistem. @adi selama

proses ini berlan#sun#" maka komposisi total sistem akan berubah.

b. /lash )iberation

Cerupakan proses pembabasan #as dimana tekanan dikuran#i

dalam umlah tertentu dan setelah kesetimban#an di+apai #as baru

dibebaskan.

4ar#a Bo dari kedua proses tersebut berbeda sesuai den#an

keadaan reservoir selama proses produksi berlan#sun#. !ada

ambar -.'7. terlihat bahwa har#a Bo pada proses flash liberation

lebih ke+il daripada proses differential liberation.

N T IA(

4I?

IN

A

@

4

E)E4

=(

I4

P4E))

4E

4 e s e r v o i r P r e s s * r e % s ia

)7

e

c

i!ic

?

ra

vity

o

!

@i#

e

ra

te

d

?

a

s

:a

ir

5

1

%0;

?

a

s

in

)o

l*

tio

n

%

c

*

3!tB++@

:

)T3

5

6

0

>

;

o

il

o

0 . 0 0 8 0 0 1 2 0 0 1 6 0 0 2 0 0 0 2 . 0 0 2 8 0 0 2 0 0 6 0 00

2 0 0

. 0 0

6 0 0

8 0 0

1 0 0 0

0 % 8

1 % 0

1 % 2

1 % .

1 % 6

1 % 8

Gamb

ar 3.1*.Perbedaan antara as0 6iberation +engan

+ifferentia 6iberation 11)

4. Kelarutan Gas "alam in!ak


28/59

elarutan #as *Rs, adalah banyaknya S?/ #as yan# terlarut

dalam satu STB minyak pada kondisi standar '8"= psi dan 73 /"

ketika minyak dan #as masih berada dalam tekanan dan

temperatur reservoir.

elarutan #as dalam minyak *Rs, dipen#aruhi oleh tekanan"

temperatur dan komposisi minyak dan #as. !ada temperatur

minyak yan# tetap" kelarutan #as tertentu akan bertambah pada

setiap penambahan tekanan. !ada tekanan yan# tetap kelarutan #as

akan berkuran# terhadap kenaikan temperatur.#. Kompressibilitas in!ak

ompressibilitas minyak didefinisikan seba#ai perubahan

volume minyak akibat adanya perubahan tekanan" se+ara

matematis dapat dituliskan seba#ai berikut&

=

!

0

0

'?o

.................................................. *-$86,

Persamaan 3-31dapat dinyatakan dalam bentuk yan# lebih

mudah dipahami" sesuai den#an aplikasi di lapan#an" yaitu &

( )bioi

oiobo

!!B

BB?

=

.................................................. *-$87,

dimana &

Bob 1 faktor volume formasi pada tekanan bubble point

Boi 1 faktor volume formasi pada tekanan reservoir!i 1 tekanan reservoir

!b 1 tekanan bubble point.$. Sifat Fisik Air Formasi

Sifat fisik minyak yan# akan dibahas adalah densitas"

viskositas" kelarutan #as dalam air formasi" kompressibilitas air

formasi dan faktor volume air formasi.

1. Densitas Air Formasi


29/59

.

Densitas air formasi dinyatakan dalam massa per volume"

spe+ifi+ volume yan# dinyatakan dalam volume per satuan

massa dan spe+ifi+ #ravity" yaitu densitas air formasi pada

suatu kondisi tertentu yaitu pada tekanan '8"= psi dan

temperatur 73 /.

Beberapa satuan yan# umum di#unakan untuk

menyatakan sifat$sifat air murni pada kondisi standard adalah

seba#ai berikut & 3">>>3'3 #r9++ N 5"--8 lb9#alN 7("-8 lb9+uftN

-63 lb9bbl *%S,N 3"3'738 +uft9lb. Dari besaran$besaran satuan

tersebut dapat dibuat suatu hubun#an seba#ai berikut &

w 1

-8"7(

w

1wv-8"7(

'

1w3'738"3

1wv

3'738"3

.....

.......................................................................................... *-$8=,

dimana &

'1 spe+ifi+ #ravity air formasi

w 1 density" lb9+uft

vw 1 spe+ifi+ volume" +uft9lb

%ntuk melakukan pen#amatan terhadap densitas air

formasi dapat dihubun#kan den#an densitas air murni pada

kondisi seba#ai berikut &

ww

wb

wb

w B

v

v

=

................................................ *-$85,

dimana &

vwb 1 spe+ifi+ volume air pada kondisi dasar" lb9+uft

wb 1 density dari air pada kondisi dasar" lb9+uft

Bw 1 faktor volume formasi air

Den#an demikian ika densitas air formasi pada kondisi

dasar *standard, dan faktor volume formasi ada har#anya *dari

pen#ukuran lan#sun#," maka densitas air formasi dapat


30/59

/

ditentukan. /aktor yan# san#at mempen#aruhi densitas air

formasi adalah kadar #aram dan temperatur reservoir. 4al ini

ditunukkan pada Gambar 3.1di bawah ini

/ 0o

>% 0 s i a

7 0o

>% 0 s i a

8 0 o >% 0 s i a9 0

o >% 0 s i a

1 0 0o

>% 0 s i a

/ 1 0 1 / 2 0 2 / 0 / . 0

6

6 .

6 /

6 6

6 2

) a l in i ty % " 1 0-

,

e

n

sity%

l#

Bc

*

3!t

Gambar 3.1.

Pengar!0 Konsentrasi Garam dan em/erat!r /ada +ensitas Air

ormasi 12)

2. Viskositas Air Formasi

Besarnya viskositas air formasi *w, ter#antun# pada

tekanan"temperatur dan salinitas yan# dikandun# air formasi

tersebut. Gambar 3.1%. menunukkan viskositas air formasi

seba#ai fun#si temperatur. 0iskositas air murni pada tekanan

atmosfir dan pada tekanan ='33 psia serta viskositas air pada

kadar #aram 72 pada tekanan atmosfir.


31/59

6

Te " e r a t * r% >o

A

#

so

l*

t

=

isc

o

sity%

c

7

00 / 0 1 0 0 1 / 0 2 0 0 2 / 0 0 0 / 00

0 % 2

0 % .

0 % 6

0 % 8

1 % 0

1 % 2

1 % .

1 % 6

1 % 8

$ a t e r s a l i n i ty 6 0 0 0 0 "

a t 1 . % 7 s ia r e s s * r e

a t 1 . % 2 s ia r e s s * r e

a t 7 1 0 0 s ia r e s s * r e

a t v a o * r r e s s * r e

Gambar 3.1%. 4iskositas Air /ada ekanan dan

em/erat!r Reservoir 11)

!ada Gambar 3.1%. diatas" terlihat bahwa pen#aruh

salinitas di atas 7333 ppm dan tekanan di atas =333 psi

mempunyai pen#aruh yan# ke+il pada viskositas air formasi"

yaitu hanya men+apai 3"6 +p meskipun temperatur dinaikkan.

!ada temperatur dan tekanan yan# tetap" den#an naiknya

salinitas maka akan menaikkan viskositas air.3. Kelarutan Gas "alam Air Formasi

Standin# dan Dodson telah menentukan kelarutan #as

dalam air formasi seba#ai fun#si dari tekanan dan temperatur.

Cereka men##unakan #as den#an berat enis 3"766 dan

men#ukur kelarutan #as ini dalam air murni serta dua +ontoh

air asin. omposisi #as dan air asin diperlihatkan pada ambar


32/59

7

-.'>." sedan#kan ambar -.(3. menunukkan kelarutan #as

dalam air murni sesuai den#an temperatur.C l1 0 0

C (1 0

) (1 0

.

C (1 0

N a1 0 0

C a1 0

D e1 0 0

C l1 0 0

C (1 0

) (1 0

.

C (1 0

N a1 0 0

C a1 0

D e1 0 0

C l1 0 0

C (1 0

) (1 0.

C (1 0

N a1 0 0

C a1 0

D e1 0 0

) c a l e " e B l i t e r

Gambar 3.1&. Grafik Kom/osisi Gas Aam dan Air

Garam ang +ig!nakan /ada Eks/erimen Peng!k!ran

Kear!tan Gas 11)

Dari hasil penelitian" seperti terlihat pada Gambar 3.2*,

disimpulkan beberapa pernyataan yan# bersifat umum tentan#

kelarutan #as dalam air dan air asin adalah seba#ai berikut &

elarutan #as dalam air formasi lebih ke+il ika

dibandin#kan den#an kelarutan #as dalam minyak pada

kondisi tekanan dan temperatur yan# sama.

!ada temperatur yan# tetap" kelarutan #as dalam air

formasi akan naik den#an naiknya tekanan.

elarutan #as alam dalam air asin akan berkuran# den#an

bertambahnya kadar #aram.

elarutan #as alam dalam air formasi akan berkuran#

den#an naiknya berat enis #as.


33/59

8

6 0 1 0 0 1 . 0 1 8 0 2 2 0 2 6 00

1 2

.

8

1 6

2 0

2 .

Te " e r a t * r e % >o

)o

l*#

ility

o

!N

a

t*

ra

l?

a

s

in

$

a

te

r%

c

*3

!tB#

#

l

1 0 0 0 s i a

/ 0 0 s i a

Gambar 3.2. Grafik Kear!tan Gas daam Air 11)

4. Faktor Volume Formasi Air Formasi

/aktor volume air formasi *Bw, menunukkan perubahan

volume air formasi dari kondisi reservoir ke kondisi

permukaan. /aktor volume formasi air formasi ini dipen#aruhi

oleh tekanan dan temperatur" yan# berkaitan den#an

pembebasan #as dan air den#an turunnya tekanan"

pen#emban#an air den#an turunnya tekanan dan penyusutan

air den#an turunnya temperatur.

4ar#a faktor volume formasi air$formasi dapat ditentukan

den#an men##unakan persamaan seba#ai berikut &Bw 1 *' 0wp,*' 0wt, .............................. *-$8>,

dimana &

Bw 1 faktor volume air formasi" bbl9bbl

0wt 1 penurunan volume seba#ai akibat

penurunan suhu" o/

0wp 1 penurunan volume selama penurunan

tekanan" psi


34/59

9

P r e s s * r e % s ia

$

a

te

r>

o

r"

a

tio

n

=o

l*

"

e

>a

c

to

r%#

#l

B#

#

l

0 1 0 0 0 2 0 0 0 0 0 0 . 0 0 0 / 0 0 00 % 9 8

0 % 9 9

1 % 0 0

1 % 0 1

1 % 0 2

1 % 0

1 % 0 .

1 % 0 /

1 % 0 6

1 % 0 7

2 / 0 >o

2 0 0 >o

1 / 0 >o

1 0 0 >o

* r e ' a t e r * r e ' a t e r a n d n a t * r a l < a s

Gambar 3.21. aktor 4o!me Air ormasi sebagai f!ngsi

dari ekanan dan em/erat!r 11)

#. Kompressibilitas Air Formasi

ompresibilitas air formasi didefinisikan seba#ai

perubahan volume yan# disebabkan oleh adanya perubahan

tekanan yan# mempen#aruhinya. Besarnya kompressibilitas air

murni *?pw, ter#antun# pada tekanan" temperatur dan kadar

#as terlarut dalam air murni" seba#aimana terlihat pada

Gambar 3.22.


35/59

.0

Tw p

!

0

0

'?

=T

w p!

0

0

'?

=

. 0 0 0/ 0 0 0

6 0 0 0

6 0 1 0 0 1 . 0 1 8 0 2 2 0 2 6 0

2 % 8

2 % .

% 2

% 6

Te " e r a t * r e % >o

$

a

te

r

C

o

"

7

re

ssi#

ilit

y%

C

9

1

0

%

#

#

lB#

#

l37s

i

'

6

Gambar 3.22. arga Kom/ressibiitas Air (!rni

"erdasarkan em/erat!r dan ekanan 12)

Se+ara matematik" besarnya kompressibilitas air murni

dapat ditulis seba#ai berikut &

Twp

!

0

0

'?

=

*-$63,

dimana &?wp 1 kompressibilitas air murni" psi '

0 1 volume air murni" bbl

0N! 1 perubahan volume *bbl, dan tekanan *psi,

air murni

Sedan#kan pada air formasi yan# men#andun# #as" hasil

perhitun#an har#a kompressibilitas air formasi" harus dikoreksi

den#an adanya pen#aruh #as yan# terlarut dalam air murni.

oreksi terhadap har#a kompressibilitas air dapat dilakukan

den#an men##unakan Gambar 3.23.


36/59

.1

? a s -$ a t e r 4 a t io % c * 3 ! t B # # l

)o

l*

tio

n

C

o

"

7

re

ssi

#

lity

$

a

te

r

C

o

"

7

re

ssi#

ility

0 / 1 0 1 / 2 0 2 /1 % 0

1 % 1

1 % 2

1 %

Gambar 3.23. Koreksi arga Kom/ressibiitas Air

ormasi er0ada/ kand!ngan Gas erar!t

12)

Se+ara matematik" koreksi terhadap har#a

kompressibilitas air *?w, dapat dihitun# den#an persamaan

seba#ai berikut &

,R3355"3'*?? swwpw +=.................................. *-$6',

dimana &

?wp 1 kompressibilitas air murni" psi$'

Rsw 1 kelarutan #as dalam air" +u ft9bbl3.2 Prod!ktivitas ormasi

Prod*&tiFtas !or"asi adalah &e"a"*an s*at* !or"asi *nt*&

"e"rod*&si&an G*ida yan< di&and*n


37/59

.2

-.(.'. !roduktivitas Inde *!I,

Inde adalah ualitas kinera aliran fluida dari formasi produktif

masuk ke luban# sumur. !roduktifitas formasi adalah kemampuan suatu

formasi untuk memproduksikan fluida yan# dikandun#nya pada kondisi

tekanan tertentu. !arameter yan# menyatakan produktifitas formasi adalah

!rodu+tivity Inde *!I, dan Inflow !erforman+e Relationship *I!R,. !I

dapat berhar#a konstan atau tidak" ter#antun# pada kondisi aliran yan#

teradi.

4ar#a !I didapatkan dari persamaan&

PI= Q

PsPwf ...................................................................................*-.6(,

eteran


38/59

Pr

"a :##lBday;

P'!

:Psi;

.

1. K!rva 7PR Airan Sat! asa

urva I!R untuk aliran satu fasa akan merupakan suatu #aris lurus

den#an har#a !I yan# konstan untuk setiap har#a !wf. 4al ini teradi apabila

tekanan reservoir *!r, lebih besar dari tekanan #elembun# *!b,.

Berdasarkan definisi !I pada diatas untuk suatu saat tertentu dimana

!s konstan dan !I u#a konstan" maka variabelnya adalah lau produksi *


39/59

..

tekanan dasar sumur *!wf,

tekanan statis atau tekanan rservoar *!r,

eti#a data tersebut diperoleh dari hasil test produksi dari sumur yan#

bersan#kutan.

Aliran fluida dalam media berpori telah dikemukakan oleh Dar+y

*'567, dalam persamaan&

v=q

A=k

dP

dL ..................................................................................*-.66,

!ersamaan tersebut men+akup beberapa an##apan" diantaranya adalah&

Aliran mantap

/luida yan# men#alir satu fasa

Tidak teradi reaksi antara batuan den#an fluidanya

/luida bersifat in+ompressible.

0iskositas fluida yan# men#alir konstan.

ondisi aliran isotermal.

/ormasi homo#en dan arah aliran hori:ontal.

!ersamaan diatas kemudian dikemban#kan untuk kondisi aliran radial"

dimana dalam satuan lapan#an persamaan tersebut berbentuk&

Qo=0.007082koh (PePwf)

oBo ln( rw ) ............................................................*-.'6,

eteran


40/59

./

h C &ete#alan laisan% !t

k C er"ea#ilitas #at*an% "do C vis&ositas "inya&% c

Bo C !a&tor vole"e !or"asi "inya&% ##lB)T+3

Pwf C te&anan alirsan dasar s*"*r% si

Pe C te&anan !or"asi ada Hara& re% si

re 5 Jari K Hari en


41/59

"a

Pr

P'!

:Psi;

:##lBd;

.6

Q

Qmax=10.2(PwfPs)0.8(PwfPs)

2

........................................................*-.67,

atau&

Pwf=0.125Ps [1+8180 ( QQmax )] .................................................*-.6=,

Gambar 3.2$ K!rva 7PR d!a asa1')

Selain itu dalam pen#emban#annya dilakukan an##apan&

8 Reservoir bertena#a doron#an #as pelarut

8 4ar#a skin disekitaran luban# bor sama den#an nol

8 Tekanan reservoar dibawah tekanan saturasi *pb,

3. K!rva 7PR iga asa (etode

Asumsi yan# di#unakan metode ini adalah&

8 /aktor skin sama den#an nol

8 Cinyak" air dan #as berada pada satu lapisan dan men#alir bersama

sama se+ara radial.


42/59

.7

%ntuk menyatakan kadar air dalam lau produksi total di#unakan

parameter Pwater +ut *?,P" yaitu perbandin#an lau produksi air den#an lau

produksi total. Dimana har#a water +ut dinyatakan dalam persen. Dalam

perkemban#an kinera aliran ti#a fasa dari formasi produktif ke luban# sumur

telah di#unakan = kelompok data hipotensi reservoar" yan# mana untuk

masin#$masin# kelompok dilakukan perhitun#an kurva I!R untuk lima har#a

water +ut berbeda" yaitu (32" 832" 732" 532" dan >32.

Dalam metode !udo Sukarno membuat persamaan seba#ai berikut&

Q

Qmax=Ao+A1(PwfPs)+A2(PwfPs)

2

........................................................*-.65,

Dimana&

An* n 1 3" ' dan (, adalah konstanta persamaan" yan# har#anya berbeda

untuk water +ut yan# berbeda.

An1 ?3 ?'*water +ut, ?(*water +ut,(................................................*-.6>,

?n *n 1 3" ' dan (, untuk masin# masin# har#a An ditunukan dalam

tabel -.(" seba#ai berikut &

abe 3.1 Konstanta 5n!nnt!k masing-masing An11)

An 5 51 52A3 3">53-(' $3"''677'.'3

$' 3"'=>363.'3$8

A' $3"8'8-73 3"->(=>>.'3$( 3"(-=3=6.'3$6

A( $3"6785=3 3"=7(353.'3$( $3.(3(3=>.'3$8

Sedan#kan hubun#an antara tekanan alir dasar sumur terhadap water +ut

dapat dinyatakan seba#ai !wf9 !r" terhadap ? *? Q !wf 1 !r, telah

ditentukan den#an analisis re#resi yan# men#hasilkan persamaan berikut &


43/59

.8

PrP2Pwf/

WCWC@Pwf=Pr

=P1x exp................................................................*-.73,

Dimana !' dan !( ter#antun# dari har#a water +ut. Dari hasil analisa re#resi

men#hasilkan persamaan berikut&

P1=1.606207ln (WC) .......................................................................*-.7',

P2=0.517792+0.110604 ln (WC) ...................................................*-.7(,

Dimana water +ut dinyatakan dalam persen *2, dan merupakan data ui

produksi.

!rosedur pembuatannya kinera aliran ti#a fasa dari metode !udo Sukarno

adalah seba#ai berikut.

6angka0 1.

Cempersiapkan data data penunan# meliputi &

Tekanan reservoar 9 Tekanan statis sumur.

Tekanan aliran dasar sumur

)au produksi minyak dan air

4ar#a water +ut *?, berdasarkan data ui produksi *2,

6angka0 2.

!enentuan ? Q !wf !s

Cen#hitun# terlebih dahulu har#a !' dan !(yan# diperoleh dari persamaan *-.67,

dan *-.-6,. emudian hitun# har#a ? Q !wf !s den#an persamaan *-.66,


44/59

.9

6angka0 3.

!enentuan konstanta A3" A' dan A(

Berdasarkan har#a ?Q !wf !s kemudian men#hitun# har#a konstanta

tersebut men##unakan persamaan *-.68, dimana konstanta ?3" ?'dan ?( diperoleh

dalam Tabel -.( onstanta ?nunntuk masin#$masin# An.

6angka0 '.

!enentuan ;t maksimum

Cen#hitun# ;t maksimum dari persamaan *-.6-, dan konstanta A3" A'dan A(dari

lan#kah -"

6angka0 $.

!enentuan lau produksi minyak *;o,

Berdasarkan ;t maksimum lan#kah 8" kemudian men#hitun# har#a lau produksi

minyak ;o untuk berba#ai har#a !wf.

6angka0 *.

!enentuan lau produksi air *;w,

Cen#hitun# besarnya lau produksi air dari har#a water +ut *?, pada tekanan

alir dasar sumur *!wf, den#an persamaan &

Qw=( WC100WC)Qo .................................................................................*-.7-,

6angka0 .

Cembuat tabel har#a$har#a ;w" ;o dan ;t untuk berba#ai har#a !wf pada !s

aktual.

6angka0 %.


45/59

/0

Cembuat #rafik hubun#an antara !wf terhadap ;t" dimana !wf mewakili sumbu

y dan ;t mewakili sumbu .

1. (etode Prod!ksi

Cetode produksi se+ara umum di klasifikasikan menadi - yaitu &

1. Primary Recovery

!rimary re+overy adalah proses untuk memproduksi fluida

*hydro+arbon, den#an memanfaatkan ener#i alami yan# terkandun#

dalam reservoir itu sendiri.Primary recoveryyaitu terdiri dari sembur

alam *natural flow, dan pen#an#katan buatan *artificial lift,. Natural

Flowyaitu produksi sumur minyak dan #as bumi se+ara alami tanpa

bantuan peralatan$peralatan buatan. Sumur produksi ini memiliki fluida

yan# dapat men#alir den#an sendirinya ke permukaan melalui tubin#

karena memiliki tekanan reservoir yan# lebih tin##i daripada tekanan

hidrostatik kolom fluida yan# berada dalam luban# sumur tersebut.

Sedan#kan artificial lift adalah metode pen#an#katan buatan fluida

den#an men##unakan peralatan pen#an#katan buatan. !ertimban#an

untuk memasan# alat bantu tersebut karena ke+ilnya tekanan sumur

yan# ada. Selain itu peralatan ini u#a untuk men#ear tar#et produksi"


46/59

/1

sehin##a sumur$sumur yan# masih men#alir se+ara alami u#a dipasan#

peralatan artificialbaru.

2. Secondary Recovery

Secondary recovery ini bertuuan untuk men##antikan tekanan

yan# hilan# setelahprimary recovery" dan se+ara prakteknya sekaran#

yan# banyak di#unakan adalah men##unakan waterflooding" yaitu

den#an +ara men#ineksikan air ke dalam reservoir untuk mena#a

tekananan reservoir dan mendoron# minyak ke permukaan. Secondary

recovery terdiri dari ineksi air *waterflooding, dan pressure

maintenance. Waterflooding adalah den#an men#ineksikan air ke

dalam formasi yan# berfun#si untuk mendesak minyak menuu sumur

produksi *produser, sehin##a akan menin#katkan produksi minyak

ataupun dapat u#a berfun#si untuk mempertahankan tekanan reservoir.

Pressure maintenance berfun#si untuk mempertahankan tekanan

reservoir a#ar lau produksi tetap ekonomis den#an alan

men#ineksikan fluida dalam reservoir pada saat tena#a pendoron#

reservoir mampu untuk memproduksikan minyak ke permukaan. Ineksi

fluida ini untuk men#endalikan tekanan reservoir a#ar tidak men#alami

penurunan yan# drastis selama produksi berlan#sun#.

-. Tertiery Recovery

Tertiery Recovery merupakan proses pen#urasan +adan#an yan#

memiliki efesiensi pen#an#katan yan# lebih baik. Den#an metode EOR

ini" hanya sekitar -3 732 kandun#an minyak bumi yan# dapat

diambil dari sumbernya. Teriery recovery terdiri dari Enanced !il

Recovery *EOR,.


47/59

/2

EOR ini adalah optimisasi pada suatu sumur minyak a#ar minyak$

minyak yan# kental" berat" poor permeabilitydan irre#ular faultlines bisa

dian#kat ke permukaan. Ada beberapa metode EOR" yaitu& thermal

re+overy" #as mis+ible dan +hemi+al floodin#. !ada thermal re+overy"

metode yan# di#unakan den#an +ara memanaskan minyak mentah dalam

formasi untuk men#uran#i viskositas dan men#uapkan seba#ian dari minyak

sehin##a menurunkan rasio mobilitas. as mis+ible biasanya di#unakan

seba#ai metode tersier karena pemulihan nya melibatkan pen#$ineksi$an

#as alam" nitro#en atau karbon dioksida ke dalam reservoir. as$#as ini

dapat mendoron# minyak melalui reservoir atau akan ikut larut di dalam

minyak sehin##a menurunkan viskositas dan menin#katkan aliran minyak

tersebut. "emical flooding EOR ini adalah membebaskan minyak yan#

terperan#kap di dalam reservoir.

(. Ineksi as ?O(

Ineksi #as ?O( atau serin# u#a disebut seba#ai ineksi #as ?O(

ter+ampur yaitu den#an men#ineksikan seumlah #as ?O( ke dalam

reservoir den#an melalui sumur ineksi sehin##a dapat diperoleh minyak

yan# tertin##al. ?O( adalah molekul stabil dimana ' atm +arbon men#ikat (

atom oksi#en" berat molekulnya 88.3'" temperatur kritik -'.3 3 ?O( dan

tekanan kritik =-.- Bars *''75.76 !si,.

Dibawah ini di#ambarkan parameter$parameter untuk Ineksi ?O(yan#

merupakan s+reenin# +riteria se+ara umum untuk penerapan Ineksi ?O(ini.
http://en.wikipedia.org/wiki/Permeabilityhttp://en.wikipedia.org/wiki/Permeability


48/59

/

Gambar 3.2* 7n9eksi 5:2 ied)

-.-.' Sifat$sifat ?O(

!erubahan sifat kimia fisika yan# disebabkan oleh adanya ineksi ?O(

adalah seba#ai berikut &

a. !en#emban#an volume minyak

b. !enurunan vis+ositas

+. enaikan densitas

d. Ekstraksi seba#ian komponen minyak

A. !en#emban#an volume minyak

Adanya ?O( yan# larut dalam minyak akan menyebabkan

pen#emban#an volume minyak. !en#emban#an volume ini dinyatakan

den#an suatu swellin# fa+tor" yaitu & P!erbandin#an volume minyak yan#

telah dienuhi ?O(den#an volume minyak awal sebelum dienuhi ?O(" bila

besarnya S/ ini lebih dari satu" berarti menunukkan adanya pen#emban#an.


49/59

/.

Oleh Simon dan rause" dikatakan bahwa S/ dipen#aruhi oleh fraksi

mol ?O(yan# terlarut dalam minyak *M ?O(, dan ukuran molekul minyak

yan# dirumuskan den#an perbandin#an berat molekul densitas *C9,.

Disampin# itu" hasil penelitian alker dan Dunlop menunukkan bahwa

swellin# fa+tor dipen#aruhi pula oleh tekanan dan temperature

B. !enurunan vis+ositas

Adanya seumlah ?O(dalam minyak akan men#akibatkan penurunan

vos+ositas minyak. Oleh Simon dan ause dinyatakan bahwa penurunan

vis+ositas tersebut dipen#aruhi oleh tekanan dan vis+ositas minyak awal

sebelum dienuhi ?O(.

Dalam #ambar tersebut bahwa m9o *perbandin#an vis+ositas

+ampuran ?O( minyak den#an vis+ositas awal, akan lebih ke+il untuk

vis+ositas minyak awal *o, yan# lebih besar pada tekanan saturasi tertentu.

Artinya pen#aruh ?O(terhadap penurunan vis+ositas minyak akan lebih

besar untuk minyak kental *vis+ous,. %ntuk satu enis minyak" kenaikan

tekanan saturasi akan menyebabkan penurunan viskositas minyak.

?. enaikan densitas

Terlarutnya seumlah ?O( dalam minyak menyebabkan kenaikan

densitas" hal yan# menarik ini oleh 4olm dan @osendal dimana besarnya

kenaikan densitas dipen#aruhi oleh tekanan saturasinya

Ceskipun demikian bila fraksi ?O(terlarut telah men+apai suatu har#a

tertentu" kenaikan fraksi mol lebih lanut akan menyebabkan turunnya

densitas"


50/59

//

D. Ekstraksi seba#ian komponen minyak

Sifat ?O(yan# terpentin# adalah kemampuan untuk men#ekstraksikan

seba#ian komponen minyak. 4asil dari penelitian Helson dan Cen:ile

menunukkan bahwa pada '-6 / dan pada tekanan (333 !si minyak den#an

#ravity -6 A!I men#alami ekstraksi lebih besar dari 63 2.

!enelitian dari 4olm dan @osendal menunukkan volume minyak

menurun akibat adanya ekstraksi seba#ian fraksi hidrokarbon dalam minyak"

Dari komposisi hidrokarbon yan# terekstraksi selama proses

pendesakan ?O(" menunukkan fraksi menen#ah *?=$?-3, hampir semuanya

terekstraksi. Sedan#kan pada fraksi rin#an *?($?7," u#a fraksi berat har#a

ekstraksi san#at ke+il.

Gambar 2.2 Ekstraksi (inak :e0 5:2)

-.-.( Sumber ?O(

Sumber ?O( san#at menentukan dalam keberhasilan proyek ineksi

?O(" sebab ?O( yan# diperlukan harus tersedia untuk an#ka waktu yan#


51/59

/6

panan#. as yan# tersedia u#a harus relatif murni sebab beberapa #as

seperti metana dapat menin#katkan tekanan yan# diperlukan untuk

ber+ampur" sedan#kan yan# lainnya seperti hidro#en sulfida berbahaya dan

berbau serta menimbulkan permasalahan lin#kun#an.

!erlu diperhatikan bahwa adanya kesulitan dalam menentukan volume

aktual dan waktu pen#antaran #as ke proyek" sebab kebo+oran dapat teradi

pada proyek ineksi skala besar selama periode waktu yan# panan#. /aktor

yan# tidak diketahui lainnya adalah volume ?O(yan# harus dikembalikan

la#i *re+y+le,. @ika #as ?O(menembus sebelum waktunya ke dalam sumur

produksi" maka #as ini harus diproses dan ?O(diineksikan kembali.

Sumber ?O( alami adalah yan# tebaik" baik yan# berasal dari sumur

yan# memproduksi #as ?O(yan# relatif murni ataupun yan# berasal dari

pabrik yan# men#olah #as hidrokarbon yan# men#andun# banyak ?O(

seba#ai kontaminan.

Sumber yan# lain adalah kumpulan #as *sta+k #as, dari pembakaran

batubara *+oal fired,. Alternatif lain adalah #as yan# dilepaskan dari pabrik

amonia. Beberapa kelebihan sumber tersebut adalah &

'. !abrik amonia dan lapan#an minyak yan# dapat didirikan berdekatan(. uantitas ?O(dari tiap sumber dapat diketahui

-. as ?O( yan# dilepaskan dari pabrik amonia +enderun# dapat

dikumpulkan dalam sebuah area industrial yan# tersedia

8. Tidak memerlukan pemurnian" karena ?O( yan# diperoleh mempunyai

kemurnian >5 2 *!ullman kello#"'>==,.

eberhasilan suatu proyek ?O(ter#antun# pada &

'. arakteristik minyak


52/59

/7

(. Ba#ian reservoir yan# kontak se+ara efektif

-. Tekanan yan# biasa di+apai

8. etersediaan dan biaya penyediaan #as ?O(

Gambar 2.2% S!mber 5:2)

-.-.- elebihan dan ekuran#an Ineksi ?O(

!en##unaan ?O(untuk menin#katkan perolehan minyak mulai menarik

banyak perhatian seak '>63. Ada beberapa alasan *kelebihan utama,"

sehin##a dilakukan ineksi ?O(yaitu &

'. Ineksi ?O(men#emban#kan minyak dan menurunkan viskositas.

(. Cembentuk fluida ber+ampur den#an minyak karena ekstraksi"

pen#uapan dan pemindahan kromatolo#i.

-. Ineksi ?O( bertindak seba#ai solution #as drive sekalipun fluida tidak

ber+ampur sempurna.

8. !ermukaan fluida +ampur *mis+ible front, ika rusak akan memperbaiki

diri.

6. ?O( akan ber+ampur den#an minyak yan# telah berubah menadi fraksi

?($?7.

7. ?O( mudah larut di air menyebabkan air men#emban# dan

menadikannya bersifat a#ak asam.

=. eter+ampuran 9 mis+ibility dapat di+apai pada tekanan diatas '633 psi

pada beberapa reservoir.


53/59

/8

5. ?O(merupakan :at yan# tidak berbahaya" #as yan# tidak mudah meledak

dan tidak menimbulkan problem lin#kun#an ika hilan# ke atmosfir

dalam umlah yan# relatif ke+il.

>. ?O( dapat diperoleh dari #as buan#an atau dari reservoir yan#

men#andun# ?O(.

Sedan#kan beberapa kekuran#an ineksi ?O(adalah seaba#ai berikut

'. elarutan ?O( di air dapat menaikkan volume yan# diperlukan selam

ber+ampur den#an minyak.(. 0iskositas yan# rendah dari setiap #as ?O(bebas pada tekanan reservoir

yan# rendah akan menyebabkan penembusan yan# lebih awal pada

sumur produksi sehin##a men#uran#i effisiensi penyapuan.

-. Setelah fluida ter+ampur terbentuk" viskositas minyak lebih rendah dari

pada minyak reservoir sehin##a menyebabkan fin#erin# dan penembusan

yan# belum waktunya. %ntuk men#uran#i fin#erin# maka diperlukan

ineksi slu# water.

8. ?O(den#an air akan membentuk asam karbonik yan# san#at korosif.

6. Ineksi alternatif slu# ?O(dan air memerlukan sistem ineksi #anda dan

hal ini akan menambah biaya dan kerumitan sistem.

7. Diperlukan ineksi dalam umlah yan# besar *6 '3 C?/ #as untuk

memproduksi satu STB minyak,.

=. Sumber ?O(biasanya tidak diperoleh ditempat yan# berdekatan den#an

proyek ineksi ?O( sehin##a memerlukan pemipaan dalam arak yan#

panan#.

-.-.8 Cis+ibility dan !en#aruhnya

Cis+ibility didefinisikan seba#ai kemampuan suatu fluida untuk

ber+ampur den#an fluida lainnya dan membentik suatu fasa yan# homo#en

sehin##a tidak tampak batas fasa fluida tersebut. Ter+apainya mis+ibility ?O(


54/59

/9

den#an minyak ditandai den#an men#e+ilnya te#an#an permukaan sampai

mendekati nol.

%ntuk men+apai mis+ibility" kondisi temperatur serta komposisi harus

memenuhi syarat tertentu. /aktor$faktor yan# dapat mempen#aruhi

ter+apainya mis+ibility ?O(dan minyak adalah kemurnian ?O(" komposisi

minyak" temperatur serta tekanan.

'. emurnian ?O(

4asil per+obaan pada berba#ai tin#kat kemurnian yan# di#unakan"

menunukkan bahwa semakin murni ?O( semakin besar mis+ibilitasnya.

Adanya ?'dan H( di dalam ?O( akan mempen#aruhi teradinya mis+ibilitas"

sedan#kan adanya 4(S didalam ?O(pen#aruhnya lebih ke+il disbandin# ?'

dan H(.

(. omposisi Cinyak

4olm dan @osendal menyatakan bahwa dalam sistem biner *dia#ram dua

fasa," komposisi dari minyak u#a akan mempen#aruhi tekanan yan#

diperlukan untuk pendoron#an mis+ible.

Cenurut penelitian dari 4olm dan @osendal didapatkan komposisi kimia

?O( dan hidrokarbon selama pendoron#an ?O( terhadap minyak PCead

Strawn pada tekanan (333 psi dan temperatur '-6 /. !ada daerah mis+ible

hanya terdapat seumlah ke+il pada komponen ?($?8dalam fasa #abun#an :at

+air dan uap. Dari analisa produksi fasa uap selama pendoron#an telah

breakthrou#h ?O(" tetapi sebelum mis+ible" diperlihatkan pen#uapan

komponen ?($?8+enderun# menempati ba#ian depan front pendoron#.


55/59

60

4al ini terlihat den#an adanya kenaikan 2 mol ?($?8dari 6"'' menadi

'3"57 pada daerah ini. !ada saat ?O(diineksikan" maka ?O(akan terserap

kedalamnya" komponen$komponen rin#an akan men#uap" maka

terbentuklah kesetimban#an fasa ternyata dari hasil pen#amatan dapat ditarik

kesimpulan ?6$?-3atau ?6terekstraksi lebih banyak.

-. Temperatur

Temperature minyak u#a akan mempen#aruhi tekanan yan# diperlukan

untuk pendoron#an mis+ible dapat ditarik kesimpulan bahwa temperatur yan#

semakin besar" tekanan pendoron#an makin besar.

8. Tekanan

Tekanan yan# diperlukan untuk pendoron#an mis+ible akan dipen#aruhi

oleh kemurnian ?O(" komposisi minyak dan tekanan reservoir. Dapat ditarik

beberapa kesimpulan bahwa pada tekanan pendoron#an mis+ible ?O(

terhadap minyak reservoir den#an adanya komponen hidrokarbon rin#an ?("

?-" ?8 didalam minyak reservoir tidak mempen#aruhi proses mis+ibility.

!endoron#an mis+ible san#at dipen#aruhi oleh adanya komponen ?6$?-3 di

dalam reservoir.

Dari kenyataan ini 4olm dan @osendal memberikan suatu kesimpulan

bahwa tekanan diineksi a#ar teradi pendoron#an yan# mis+ible ditentukan

oleh adanya komponen ?6" dalam minyak reservoir.

-.-.6 @enis$enis !endoron#an as ?O(


56/59

61

!emakaian ?O(seba#ai fluida pendesak untuk perolehan minyak telah

diteliti di laboratorium maupun di lapan#an. Dari keduanya telah dapat

diperkirakan bahwa ?O(dapat menadi fluida pendesak yan# efisien.

@enis pendoron#an #as karbondioksida terdiri dari solution #as drive dan

dynamin mis+ible drive.

A. Solution #as drive

elarutan ?O(didalam minyak makin besar den#an adanya kenaikan

tekanan" den#an diikuti pula pen#emban#an volume minyak makin besar.

4olm dan @osendal melakukan pen#amatan terhadap enis drive ini den#an

men##unakan #ravity minyak (( A!I yan# dienuhi den#an Berea sandstone

sepanan# 8 feet. !enenuhan dilakukan pada tekanan >33 psi yan# berisi 8="(

2 !0 dan sisanya air asin. Cinyak yan# diproduksikan '8"( 2 OI! sampai

penurunan tekanan 833 psi#" dan '8 2 OI! pada tekanan men+apai (33 psi#

@adi ?O(adalah #as yan# masuk dalam larutan den#an pen#emban#an

minyak seba#ai suatu kenaikan tekanan" minyak dapat keluar dari larutan

den#an penurunan tekanan.

B. Dynami+ mis+ible drive

Sifat yan# +ukup pentin# dari ?O( adalah kemampuannya

men#ekstraksikan atau men#uapkan seba#ian fraksi hidrokarbon dari minyak

reservoir. Skema kondisi mis+ible dan mendekati mis+ible dari proses

pendoron#an #as ?O(pada temperatur -'6 / Cenurut 4olm dan @osendal

pada #ambar tersebut seba#ai hasil penyelidikannya dielaskan seba#ai

berikut &


57/59

62

Dua #ambar ba#ian atas" memperlihatkan tekanan pendoron#an ?O (

terhadap minyak pada tekanan '533 dan ((33 psi. !ada saat diineksikan ?O (

selanutnya akan men#ekstrasi ?O(" ?6$?-3dan membentuk :ona transisi ?O($

hidrokarbon. )uasnya :ona transisi ?O( sampai hidrokarbon merupakan

fun#si dari tekanan pendoron#an. Lona transisi yan# +ukup panan#

menandakan pendoron#an pada tekanan yan# rendah. onsentrasi

hidrokarbon yan# tin##i akan terdapat pada :ona transisi den#an tekanan

pendoron#an yan# tin##i dan Ptotal residual saturation yan# lebih rendah

akan tertin##al dalam media porous setelah proses pendesakan.

PTotal residual saturation yan# tidak turut terdesak pada saat

pendoron#an ?O(terhadap minyak pada tekanan '533 psi dan '-6 / yaitu

komponen ?'3 berarti komponen ?' sampai ?'5 ikut terdesak oleh

pendoron#an ?O(tersebut.

Sedan#kan pada proses pendoron#an ?O(terhadap minyak pada ((33

psi dan '-6 /" ternyata komponen hidrokarbon ?((tidak ikut terdesak" hal

ini membuktikan bahwa tekanan pendoron#an yan# lebih tin##i maka lebih

banyak la#i komponen hidrokarbon yan# turut terproduksi. 4al ini

membuktikan bahwa untuk mendapatkan re+overy minyak yan# tin##i"

haruslah pada tekanan pendoron#an yan# tin##i.

as ?O( telah ter+ampur den#an Oil In !la+e" dimana tekanan

pendoron#an ?O(menyebabkan ?O(dan minyak ter+ampur se+ara sempurna.

Dalam hal ini tidak teradi ekstraksi hidrokarbon dan dari analisa :ona transisi

diperlihatkan teradinya +ampuran ?O(dan Oil In !la+e dalam satu fasa.


58/59

6

-.-.7 Cekanisme Ineksi ?O(

Cekanisme dasar ineksi ?O(adalah ber+ampurnya ?O(den#an minyak

dan membentuk fluida baru yan# lebih mudah didesak dari pada minyak

reservoir awal. !roses pelaksanaannya sama seperti pada proses EOR lainnya"

yaitu den#an men#ineksikan seumlah #as ?O( yan# telah diren+anakan

melalui sumur$sumur ineksi yan# telah ada" kemudian minyak yan# keluar

diproduksikan melalui sumur produksi. Ada empat enis mekanisme

pendesakan ineksi ?O(.

Dalam pelaksanaan ini" #as ?O( yan# diineksikan" dapat dilakukan

den#an beberapa +ara seba#ai berikut &

'. Ineksi ?O(se+ara kontinyu selama proyek berlan#sun#.

(. Ineksi ?arbonate ater *Ineksi slu# ?O(diikuti air,.

-. Adanya slu# ?O(oleh +airan yan# diikuti den#an air *Ineksi slu# ?O(dan

air se+ara ber#antian,.

8. Adanya slu# ?O(oleh +airan yan# diikuti ineksi air dan ?O (*Ineksi ?O(

dan air se+ara simultan,.

%ntuk #as yan# dibawa den#an men#ineksikan terus menerus #as ?O (

ke dalam reservoir maka diharapkan #as ?O(ini dapat melarut dalam minyak

dan men#uran#i viskositasnya" dapat menaikkan densitas *sampai tahap

tertentu" yan# kemudian diikuti den#an penurunan densitas," dapat

men#emban#kan volume minyak dan merefraksi seba#ian minyak" sehin##a

minyak akan lebih banyak terdesak keluar dari media berpori.

%ntuk +ara yan# kedua" yaitu den#an men#ineksikan +arbonat water ke

dalam reservoir. Sebenarnya +arbonat water adalah per+ampuran antara air

den#an #as ?O(*reaksi ?O( 4(O, sehin##a membentuk air karbonat yan#


59/59

6.

di#unakan seba#ai ineksi dalam proyek ?O(floodin#. Tuuan utama adalah

untuk teradi per+ampuran yan# lebih baik terhadap minyak sehin##a akan

men#uran#i viskositas dari minyak serta men#emban#kan seba#ian volume

minyak sehin##a den#an demikian penyapuan akan lebih baik.

!ada +ara yan# keti#a" yaitu membentuk slu# pen#halan# dari ?O(yan#

kemudian diikuti air seba#ai fluida pendoron#. Sama seperti +ara pertama dan

kedua" pembentukan slu# ini untuk lebih dapat men+ampur #as ?O( kedalam

minyak" kemudian karena adanya air yan# berfun#si seba#ai pendoron# maka

diharapkan efisiensi pendesakan akan lebih baik.

%ntuk +ara yan# keempat sebenarnya sama den#an +ara yan# keti#a

tetapi disini lebih banyak fluida di#unakan ?O( untuk lebih melarutkan

minyak setelah proses penyapuan terhadap pendesakan minyak" maka minyak

yan# telah tersapu dan akan diproduksikan melalui sumur produksi.

Dari studi yan# dilakukan menunukkan bahwa ineksi ?O( dan air

se+ara simultan terbukti merupakan mekanisme pendesakan yan# terbaik

diantara keempat metode tersebut *oil re+overy sekitar 63 2,. Disusul

kemudian ineksi slu# ?O( dan air ber#antian. Ineksi lan#sun# ?O( dan

ineksi slu# ?O(diikuti air sama buruknya den#an kemampuan men#ambil

minyak hanya sekitar (6 2. Dalam semua kasus" pemisahan #aya berat antara

?O( dan air teradi sebelum seten#ah dari batuan batuan re+overy tersapu

oleh +ampuran dari dua fluida tersebut

bab iii dasar teori injeksi co2 final

Documents