basic pe for non pe

Upload: medina-ayesha

Post on 11-Oct-2015

60 views

Category:

Documents


4 download

DESCRIPTION

basic petroleum engineering for non petroleum engineers

TRANSCRIPT

Basic Petroleum Engineering for Non Petroleum Engineers

Eksplorasi Migas

Dalam eksplorasi migas adapun materi yang dipelajari yaitu studi geologi dalam pencarian migas, mengetahui jenis-jenis survey yang dilakukan oleh seorang geologis, jenis-jenis batuan yang terdapat di dalam bumi, studi geologi permukaan dan berbagai lapisan yang terdapat di dalam bumi.Menurut pandangan umum geologist Petroleum terbentuk melalui perubahan kimiawi yang progresif didukung organisme akuatik mikroskopis dalam batuan sedimen laut selama kurun waktu jutaan tahun. Tetapi berdasarkan pendekatan ilmiah pertoleum terbentuk melalui transformasi tumbuhan, binatang, dan organisme laut purba setelah penimbunan oleh lumpur dan clay. Konsensus setelah terbentuk, petroleum akan bermigrasi dari source beds ke lapisan batuan yang lain, dan akhirnya terakumulasi dalam struktur batuan tertentu.

Gambar 1. Proses Terbentuknya Petroleum

Gambar 2. Proses Migrasi MinyakMenurut ilmu geologi, perangkap minyak dapat diklasifikasikan sebagai berikut :1. Perangkap Stratigrafi

Prinsip dalam perangkap stratigrafi adalah minyak dan gas bumi terperangkap dalam perjalanan ke atas kemudian terhalang dari segala arah terutama dari bagian atas dan pinggir, hal ini dikarenakan batuan reservoar telah menghilang atau berubah fasies menjadi batu lain sehingga merupakan penghalang permeabilitas (Koesoemadinata, 1980, dengan modifikasinya).

Gambar 3. Jenis Perangkap Stratigrafi dan Perangkap Struktur

2. Perangkap StrukturalJebakan tipe struktural ini banyak dipengaruhi oleh kejadian deformasi perlapisan dengan terbentuknya struktur lipatan dan patahan yang merupakan respon dari kejadian tektonik dan merupakan perangkap yang paling asli dan perangkap yang paling penting, pada bagian ini berbagai unsur perangkap yang membentuk lapisan penyekat dan lapisan reservoar sehingga dapat menangkap minyak, disebabkan oleh gejala tektonik atau struktur seperti pelipatan dan patahan (Koesoemadinata, 1980, dengan modifikasinya). Jebakan Patahan

Jebakan patahan merupakan patahan yang terhenti pada lapisan batuan. Jebakan ini terjadi bersama dalam sebuah formasi dalam bagian patahan yang bergerak, kemudian gerakan pada formasi ini berhenti dan pada saat yang bersamaan minyak bumi mengalami migrasi dan terjebak pada daerah patahan tersebut, lalu sering kali pada formasi yang impermeabel yang pada satu sisinya berhadapan dengan pergerakan patahan yang bersifat sarang dan formasi yang permeabel pada sisi yang lain. Kemudian, minyak bumi bermigrasi pada formasi yang sarang dan permeabel. Minyak dan gas disini sudah terperangkap karena lapisan tidak dapat ditembus pada daerah jebakan patahan ini.

Gambar 4. Jebakan PatahanGambar 5. Jebakan Antiklin Jebakan AntiklinJebakan antiklin adalah jebakan yang antiklinnya melipat ke atas pada lapisan batuan, yang memiliki bentuk menyerupai kubah pada bangunan. Minyak dan gas bumi bermigrasi pada lipatan yang sarang dan pada lapisan yang permeabel, serta naik pada puncak lipatan. Disini, minyak dan gas sudah terjebak karena lapisan yang diatasnya merupakan batuan impermeabel.Contoh dari perangkap struktur yang lain adalah Tilted fault blocks in an extensional regime, marupakan jebakan yang bearasal dari Seal yang berada diatas Mudstone dan memotong patahan yang sejajar Mudstone. Kemudian, Rollover anticline on thrust, adalah jebakan yang minyak bumi berada pada Hanging Wall dan Footwall. Lalu, Seal yang posisinya lateral pada diapir dan menutup rapat jebakan yang berada diatasnya.

Gambar 6. Contoh Perangkap Struktural yang lain3. Perangkap KombinasiKemudian perangkap yang selanjutnya adalah perangkap kombinasi antara struktural dan stratigrafi. Dimana pada perangkap jenis ini merupakan faktor bersama dalam membatasi bergeraknya atau menjebak minyak bumi. Dan, pada jenis perangkap ini, terdapat leboh dari satu jenis perangkap yang membenuk reservoar. Sebagai contohnya antiklin patahan, terbentuk ketika patahan memotong tegak lurus pada antiklin. Dan, pada perangkap ini kedua perangkapnya tidak saling mengendalikan perangkap itu sendiri.

Gambar 7. Perangkap KombinasiDalam upaya pencarian minyak bumi maka seorang geologis menggunakan berbagai jenis survey migas, diantaranya adalah survey geologi permukaan, survey seismik dan survey gravitasi detail. Diantara 3 jenis survey migas yang dilakukan seorang geologis yang paling umum digunakan adalah survey seismik. Survey seismik merupakan salah satu kegiatan eksplorasi minyak dan gas yang menggunakan metode geofisika dengan pemanfaatan penjalaran gelombang di bawah permukaan menggunakan sumber getar dan penerima getar yang dibentang di atas permukaan tanah. Sumber getar menghasilkan gelombang pantul ke dalam tanah dan dipantulkan kembali ke permukaan oleh lapisan-lapisan batuan yang akan diterima penerima getar.

Gambar 8. Survey seismik onshore dan offshore

Teknik Pemboran

Dalam teknik pemboran adapun materi yang dipelajari yaitu operasi pemboran, komponen peralatan pemboran dan klasifikasi tipe sumurSebelum seorang drilling engineer membuat perencanaan pemboran maka drilling engineer tersebut harus memahami tentang klasifikasi dan karakteristik jenis sumur, yaitu:

1. Sumur Wild cat

Sumur yang dibor pertama kali untuk menentukan keterdapatan minyak dan gas pada lokasi yang masih baru.2. Sumur EksplorasiTitik pemboran ditentukan berdasarkan pada data-data seismic, survei satelit, dsb

3. Sumur DeliniasiMenentukan batas-batas reservoar, dimana tahap ini dilakukan setelah pemboran eksplorasi

4. Sumur Pengembanganmerupakan sumur yang dibor pada suatu lapangan minyak yang telah ada. Sumur ini memiliki tujuan untuk mengambil hidrokarbon secara maksimal di lapangan yang telah ada.5. Sumur Infill

Pemboran dilakukan untuk mempercepat pengurasan reservoar

6. Sumur re-entryMemperdalam (deepent) dari sumur yang ada, membutuhkan perencanaan yang lebih kompleks, tergantung dari maksud dan tujuan dari re-entry itu sendiri.Secara umum peralatan pemboran dapat dibedakan menjadi 5 komponen utama, yaitu sistem angkat (hoisting system), sistem sirkulasi (circulating system), sistem putar (rotating system), sistem pencegah semburan liar (blowout preventer system) dan sistem tenaga (power system)

Gambar 9. Peralatan Pembor di Permukaan

1. Hoisting System:

Hoisting System atau Sistem pengangkat adalah sistem katrol besar yang digunakan untuk menurunkan dan menaikkan peralatan masuk dan keluar dari sumur. Secara khusus, sistem pengangkat digunakan untuk menaikan dan menurunkan drillstring dan casing ke dalam dan keluar dari sumur. Berikut ini gambaran dari hoisting system:

Gambar 10. Hoisting SystemAda 2 kegiatan rutin yang menggunakan peralatan angkat pada saat operasi, yaitu :a) Penyambungan rangkaian pipa (make-up connection), yaitu proses penyambungan drill pipe untuk menembus formasi yang lebih dalam

Gambar 11. Proses penyambungan rangkaian pipa borb) Pencabutan rangkaian pipa (break-out connection), yaitu proses pencabutan drillstring dari dalam lubang bor untuk mengganti bit yang sudah mulai tumpul/mengganti kombinasi peralatan bottom hole assembly

Gambar 12. Proses pencabutan rangkaian pipa bor2. Circulating System

Pada dasarnya sistem sirkulasi sangat erat kaitannya dengan fluida pemboran (drilling fluids) yang fungsi utamanya adalah mengangkat material pahatan (cutting) hasil dari mata bor (drillbits) dari dasar sumur ke atas permukaan melalui anulus, selain itu fluida pemboran juga berfungsi untuk menjaga keseimbangan antara tekanan hidrostatik (hidrostatic pressure) dengan tekanan formasi (formation pressure) agar fluida reservoir tidak masuk kedalam lubang bor selama kegiatan pemboran.Berikut ini adalah beberapa fungsi utama lainnya dari fluida pemboran yaitu: Membersihkan lubang bor dari fragmen hasil dari pahatan (bit) kemudian membawanya ke permukaan

Menjaga stabilitas dari dinding lubang pemboran

Mendinginkan dan melumasi drillstring dan bit selama kegiatan pemboran

Gambar 13. Circulating System3. Rotating System

Fungsi dari sistem putar (rotating system) adalah mentransmisikan putaran meja putar (rotary table) ke bit, melalui media drillstring swivel, kelly, drill pipe, dan drill collar). Adapun komponen utama dari sistem putar adalah swivel, kelly, rotary table, drill pipe dan drill collar.

Kelly adalah rangkaian pipa yang pertama dibawah swivel dengan bentuk penampang melintang berupa segi empat atau segi enam, sehingga dapat melanjutkan putaran dari rotary table ke rangkaian di bawahnya. Swivel adalah peralatan yang dipasang antara rotary hose dan Kelly, yang merupakan peralatan yang paling atas dari drill stem. Fungsi dari swivel adalah untuk meneruskan aliran lumpur dari alat yang tidak bergerak ke peralatan yang bergerak pada rangkaian pemboran dan tempat menggantungkan Kelly dan rangkaian pemboran di bawahnya. Rotary table berfungsi untuk meneruskan gaya putar dari drawwork ke rangkaian pipa bor melalui kelly bushing dan kelly dan Menahan pipa bor dalam lubang pada saat penyambungan atau pelepasan pipa bor dilakukan. Drill Pipe Merupakan bagian dari rangkaian pipa bor yang panjangnya tergantung dari kedalaman pemboran, sehingga biasanya berjumlah paling paling banyak untuk mencapai kedalaman lubang bor yang diinginkan. Fungsi utama dari drill pipe adalah Menghubungkan kelly terhadap DC, Meneruskan aliran lumpur bor dari swivel ke mata bor, Memberikan panjang rangkaian bor, untuk menembus formasi yang lebih dalam, Memungkinkan naik turunnya rangkaian pipa dan mata bor, Meneruskan putaran dari meja putar ke mata bor.Drill pipe diklasifikasikan menjadi 3 range, yaitu:a. Range 1, panjangnya 18-22 ft

b. Range 2, panjangnya 27-30 ft

c. Range 3, panjangnya 38-45 ft Drill collar pipa pemberat yang berbentuk pipa digunakan untuk beban pada bit.

Gambar 14.Rotating system4. Blow Out Preventer (BOP) System

Fungsi utama dari sistim pencegahan semburan liar (BOP System)adalah untuk menutup lubang bor ketika terjadi kick. Blowout terjadi karena masuknya aliran fluida formasi yang tak terkendalikan ke permukaan. Rangkaian peralatan sistim pencegahan semburan liar (BOP System) terdiri dari tiga sub komponen utama yaitu Rangkaian BOP Stack dan Accumulatora. BOP Stack terdiri dari annular preventer, ram preventer, drilling spool dan casing head. Rangkaian BOP Stack ditempatkan pada kepala casing atau kepala sumur langsung dibawah rotary table pada lantai bor.

Gambar 15. Komponen BOP Stackb. Accumulator

Biasanya ditempatkan pada jarak sekitar 100 meter dari rig. Accumulator bekerja pada BOP stack dengan high pressure hydraulis (saluran hidrolik bertekanan tinggi). Pada saat terjadi kick Crew dapat dengan cepat menutup blowout preventer dengan menghidupkan kontrol pada accumulator atau pada remote panel yang terletak pada lantai bor. Unit accumulator dihidupkan pada keadaan darurat yaitu untuk menutup BOP Stack.Komponen penunjang pada BOP system, meliputi : Choke manifold, berfungsi untuk menjaga agar tidak terjadi intrusi susulan dari fluida formasi pada saat mengeluarkkan kick dengan cara menjaga tekanan balik yang cukup. Kill line, berfungsi untuk mengalirkan lumpur berat ke dalam lubang bor hingga tekanan hidrostatik lumpur dapat mencegah masuknya fluida formasi.5. Power SystemHampir sebagaian besar daya yang tersedia pada rig dikonsumsi oleh hoisting system dan circulating system, dan sistem lainnya hanya sedikit mengkonsumsi daya yang tersedia. Untungnya, hoisting dan circulating system ini tidak memerlukan daya pada waktu yang bersamaan, sehingga mesin (power system) yang sama dapat menyediakan daya untuk kebutuhan kedua sistem tersebut.Total daya yang umum diperlukan pada sebuah rig adalah bervariasi antara 1000-3000 hp.

Penilaian Formasi

Metoda penilaian formasi, yaitu : Wireline Logging, Mud logging, Coring, MWD, dan DST. Mengetahui jenis-jenis well logging, yaitu : SP log, Resistitity log, Induction log, Gamma ray log, Neutron-density log, dsb. Evaluasi formasi umumnya dilakukan secara berurutan dan sistematis. Daerah yang dianggap berpotensi mengandung hidrokarbon awalnya ditentukan melalui survei seismik, gravitasi, dan magnetik (Bateman, 1985). Setelah daerah tersebut dibor selanjutnya dilakukan mud logging dan measurements while drilling (MWD) ; setelah itu bisa dilakukan pengambilan batu inti (Bateman, 1985). Saat mata bor tersebut telah mencapai kedalaman tertentu maka logging dapat dilakukan. Penjelasan mengenai metode metode yang digunakan dalam evaluasi formasi adalah sebagai berikut :1. Mud Logging

Mud logging merupakan proses mensirkulasikan dan memantau perpindahan mud dan cutting pada sumur selama pemboran (Bateman, 1985). Mud log merupakan alat yang berharga untuk petrofisis dan geolog di dalam mengambil keputusan dan melakukan evaluasi. Darling (2005) menyatakan bahwa mud log digunakan untuk hal-hal berikut ini:

Identifikasi tipe formasi dan litologi yang dibor

Identifikasi zona yang porous dan permeabel

Picking of coring, casing, atau batas kedalaman pengeboran akhir

Memastikan keberadaan hidrokarbon sampai pada tahap membedakan jenis hidrokarbon tersebut apakah minyak atau gasPekerjaan lain dari seorang mud logger adalah melakukan deskripsi cutting. Cutting merupakan material hasil hancuran batuan oleh mata bor yang dibawa oleh lumpur pemboran ke permukaan.

2. CoringCoring merupakan metode yang digunakan untuk mengambil batu inti (core) dari dalam lubang bor (Bateman,1985). Coring penting untuk mengkalibrasi model petrofisik dan mendapat informasi yang tidak diperoleh melalui log.3. Well LoggingWell logging merupakan perekaman karakteristik dari suatu formasi batuan yang diperoleh melalui pengukuran pada sumur bor. Data yang dihasilkan disebut sebagai well log. Secara umum well logging dapat digunakan untuk mengukur parameter-parameter reservoar antara lain porositas, permeabilitas, saturasi air, tipe hidrokarbon, litologi, kemiringan formasi dan lingkungan sedimentasi dan waktu tempuh (travel time) gelombang pada formasi. Berdasarkan proses kerjanya, logging dibagi menjadi dua jenis yaitu wireline logging dan logging while drilling (LWD) bor. Wireline logging dilakukan ketika pemboran telah berhenti dan kabel digunakan sebagai alat untuk mentransmisikan data. Adapun kelebihan wireline logging sebagai berikut: Mampu melakukan pengukuran terhadap kedalaman logging secara otomatis

Kecepatan transmisi datanya lebih cepat daripada LWD, mampu mencapai 3 Mb/detik.

Wireline logging juga mempunyai sejumlah kekurangan (Darling,2005) yaitu:

Sulit digunakan pada horizontal & high deviated well karena menggunakan kabel

Informasi yang didapat bukan merupakan real-time dataPada logging while drilling, logging dapat dilakukan bersamaan dengan pemboran. Logging jenis ini tidak menggunakan kabel untuk mentransmisikan data. Alat LWD mempunyai sejumlah keunggulan dibandingkan dengan wireline logging yaitu:

Data yang didapat berupa real-time information. Informasi tersebut dibutuhkan untuk membuat keputusan penting selama pemboran dilakukan seperti menentukan arah dari mata bor atau mengatur casing.

Informasi yang didapat tersimpan lebih aman.

Hal ini karena informasi tersebut disimpan di dalam sebuah memori khusus yang tetap dapat tetap diakses walaupun terjadi gangguan pada sumur.

Dapat digunakan untuk melintas lintasan yang sulit . LWD tidak menggunakan kabel sehingga dapat digunakan untuk menempuh lintasan yang sulit dijangkau oleh wireline logging seperti pada sumur horizontal atau sumur bercabang banyak (high deviated well).

Menyediakan data awal apabila terjadi hole washing-out atau invasiSelain memiliki kelebihan pada Logging While Drilling (LWD) juga memiliki sejumlah kelemahan antara lain:

Mode pemboran: Data hanya bisa ditransmisikan apabila ada lumpur yang dipompa melewati drillstring.

Daya tahan baterai: tergantung pada alat yang digunakan pada string, biasanya hanya dapat bekerja antara 40-90 jam

Ukuran memori: Sebagian besar LWD mempunyai ukuran memori yang terbatas hingga beberapa megabit. Apabila memorinya penuh maka data akan mulai direkam di atas data yang sudah ada sebelumnya. Berdasarkan sejumlah parameter yang direkam, memori tersebut penuh antara 20-120 jam

Kesalahan alat: Hal ini bisa menyebabkan data tidak dapat direkam atau data tidak dapat ditransmisikan.

Kecepatan data: Data ditransmisikan tanpa kabel, hal ini membuat kecepatannya menjadi sangat lambat yaitu berkisar antara 0,5-12 bit/s jauh dibawah wireline logging yang bisa mencapai 3 Mb/s.

Cadangan Reservoar Hidrokarbon

Parameter-parameter reservoar, seperti : porositas, permeabilitas, dan saturasi fluida

Pada penentuan reservoar adapun parameter-parameter yang dapat dihitung adalah sebagai berikut:

1. Porositas

Porositas adalah perbandingan antara volume pori dengan volume total, dapat dinyatakan dengan rumus:

2. Permeabilitas

Permeabilitas adalah kemampuan batuan untuk meloloskan fluida agar dapat mengalir, dinyatakan dengan rumus:

3. Saturasi

Saturasi adalah besarnya volume fluida tertentu dibagi dengan volume pori yang ditempatinya, dinyatakan dengan rumus:

Penyelesaian Sumur (Well Completion), Workover dan Stimulasi

Faktor-faktor yang mempengaruhi dilakukannya komplesi Mengenali jenis-jenis komplesi Peralatan-peralatan yang dijumpai dalam KomplesiWELL COMPLETION

Dalam operasi pemboran, well completion dilakukan pada tahap akhir. Setelah selesai melakukan pemboran, biasanya kita akan mengukur kondisi formasi sumur di bawah permukaan dengan wireline logging atau dengan Drill Stem Test. Apabila sumur bernilai ekonomis, maka kita bisa melanjutkan well completion. Namun bila tidak ekonomis, maka sumur akan ditutup atau diabaikan dengan plug. Adapun faktor-faktor yang berpengaruh terhadap komplesi sumur antara lain biaya; perlunya well stimulation; masalah produksi khusus seperti sand control dan artificial lift; jenis pendorong reservoar; lokasi baats gas-minyak dan air-minyak dan kemungkinan dilakukan EOR di masa yang akan datangTujuan dilakukannya komplesi adalah untuk memproduksikan fluida hidrokarbon ke permukaan. Adapun Metoda well Completion adalah sebagai berikut:

1. Bottom Hole Completion, yang terdiri dari open hole completion dan cased hole completion (casing perforated).

Open Hole completion merupakan jenis well completion dimana pemasangan casing hanya diatas zona produktif sehingga formasi produktif dibiarkan tetap terbuka tanpa casing kebawahnya. Sehingga formasi produktif secara terbuka diproduksikan ke permukaan. Keuntungan Open Hole Completion:

- Biaya murah dan sederahana

- Mudah bila ingin dilakukan Logging kembali

- Mudah untuk memperdalam sumur

- Tidak memerlukan biaya perforasi

Sedangkan kerugian Open Hole Completion:

- Biaya perawatan mahal (perlu sand clean-up rutin)

- Sukar mengontrol produksi air dan gas yang berlebihan- Sukar menentukan zona stimulasi

Gambar 16. Open Hole Completion

Cased Hole Completion merupakan jenis completion yang menggunakan casing secara keseluruhan hingga menutupi zona formasi produktif lalu dilakukan perforasi untuk memproduksikannya. Keuntungan Cased Hole Completion:

- Bisa melakukan multiple completion

- Zona produktif antar lapisan tidak saling berkomunikasi sehingga memudahkan perhitungan flowrate tiap lapisan

- Lebih teliti dalam penentuan kedalaman subsurface equipment. Karena wireline logging dilakukan sebelum produksi.

- Sangat baik untuk diterapkan pada formasi produktif sandstone.

Kerugian Cased Hole Completion:

- Penambahan Biaya terhadap Casing, Cementing & Perforasi

- Kerusakan formasi akibat perforasi bisa mengakibatkan terhambatnya aliran produksi dan menurunkan produktivitas sumur.

- Efek cementing kurang baik dapat mengganggu stabilitas formasi

- Well deepening akan menggunakan diameter yang lebih kecil. Perforated CompletionCasing produksi dipasang dan disemen hingga zona produksi dan kemudian diperforasi. Metoda ini diterapkan pada zona yang kurang kompak. Keuntungan Metoda ini :

Produksi air dan gas yg berlebihan mudah dikontrol

Stimulasi mudah dilakukan

Mudah dilakukan penyesuaian untuk konfigurasi multiple completion Cocok untuk penanggulangan pasir

Kerugian Metoda ini :

Diperlukan biaya untuk perforasi

Diperlukan biaya menghilangkan damage akibat perforasi Butuh operasi penyemenan yang baik

Sumur bisa diperdalam dengan diameter yang kecil

Logging tidak bisa diulang

Gambar 17. Perforated Completion2. Tubbing Completion, berdasarkan jumlah tubing yang digunakan dalam satu sumur, maka tubing completion dapat dibedakan menjadi 3 jenis, yaitu: Single CompletionMenggunakan satu tubing karena sumur hanya memiliki satu lapisan atau beberapa lapisan produkstif tetapi diproduksikan secara bergantian, Dapat dilakukan secara open hole jika formasinya cukup kompak, dan perforated jika formasinya kurang kompak.

Gambar 18. Single Completion

Commingle CompletionBila sumur mempunyai lebih dari satu lapisan produktif dan diproduksikan dengan menggunakan satu tubing, cara ini disebut dengan commingle completion. Adapun macam-macam commingle completion:

1) Tanpa tubing, terutama untuk sumur dengan fluida produksi tidak korosif

2) Dengan tubing tanpa packer, terutama dipakai untuk sumur dengan fluida produksi yang bersifat korosif atau mengandung bahan penyebab terbentuknya scale. Disini tubing dipakai untuk menginjeksikan corrosion inhibitor atau parafin solvent.3) Single tubing-single packer, disini fluida produksi yang bersifat korosif dialirkan ke permukaan melalui production tubing.

Gambar 19. Commingle Completion Multiple Completion

Komplesi ini digunakan bila beberapa zona produktif yang ingin diproduksi secara bersamaan melalui tubing yang berbeda. Komplesi ini memerlukan beberapa packer, antara lain:1. Single String-Single Packer

Kekurangan :

Upper Zone tidak diproduksi melalui tubing

Casing kena beban tekanan dan korosi

Hanya lower zone yang dapat diproduksi secara artificial lift

Produksi pasir pada upper zone merusak tubing

Workover pada upper zone bila lower zone dimatikan

2. Single String-Dual Packer

Kekurangan:

- Casing kena beban tekanan & korosi

- Sumur harus dimatikan bila dilakukan work over upper zone

3. Parralel String-Multiple Packer

Kelebihan:

- Dapat menaikkan fluida secara simultan untuk beberapa zone

- Concentric tubing dan pekerjaan wireline workover secara praktis untuk beberapa zone

Kekurangan: - Biaya tinggi

- Tubing dan packer bisa rusak

- Pekerjaan workover hanya untuk satu zone

4. Single String-Multiple Packer-Selective Zone

Kelebihan: Produksi masing-masing sumur dibuka dan ditutup menggunakan wireline

Kekurangan:

Sukar monitoring aliran untuk masing-masing sumur

Sukar melakukan reperforasi untuk masing-masing zone

Gambar 20. (1) Single String-Single Packer (2) Single String-Dual Packer (3) Parralel String-Multiple Packer (4) Single String-Multiple Packer-Selective ZoneKesimpulan Dari Tipe Tipe Penyelesaian Sumur Sebenarnya komplesi yang paling ideal, adalah komplesi yang sederhana, gampang dipasang atau dikerjakan, mudah dirawat dan mudah dikerjakan ulang. Akan tetapi hal ini akan sulit dicapai karena kecenderungan sumur sumur sekarang dan yang akan datang akan lebih rumit dan sarat teknologi, terutama kecenderungan ini terlihat pada sumur sumur di lepas pantai dimana biaya operasi akan dapat ditekan dengan memproduksikan beberapa reservoar sekaligus, artinya kecenderungan untuk pemakaian multiple completion akan bertambah.3. Liner CompletionMetoda ini biasanya dilakukan untuk formasi produktif dengan faktor sementasi antara 1,4 - 1,7.

Liner completion dibagi menjadi 2 jenis, yaitu :

Screen liner completion Casing produksi dipasang sampai puncak formasi produktif, kemudian liner dipasang pada zona produktif yang dikombinasikan dengan screen, sehingga pasir yang

terprodukksikan tertahan oleh screen. Keuntungannya adalah dapat mengurangi biaya perforasi

Kerugiannya adalah sukar mengontrol terproduksinya air dan gas. Perforated Liner Completion Casing dipasang sampai diatas zona produktif, kemudian disambung dengan casing liner yang disemen dan diperforasi.

Keuntungannya adalah produksi gas atau air dapat dikontrol dan stimulasi dapat dilakukan secara selektif

Kerugiannya adalah ada tambahan biaya perforasi

4. Gravel Pack Completion

Metoda ini dilakukan jika screen liner tidak mampu menahan terproduksinya pasir. Caranya adalah dengan menginjeksikan sejumlah gravel pada formasi produktif di sekeliling casing, sehingga fluida akan tertahan oleh pasir yang membentuk barrier di belakang gravel, dan gravel ditahan oleh screen. Proses pemasangan gravel pack adalah sebagai berikut :

Formasi produksi yang dipasang gravel diperforasi terlebih dahulu, kemudian lubang sumur dibersihkan dari kotoran pasir formasi. Rangkaian pipa diturunkan dan selanjutnya gravel diinjeksikan dengan tekanan tertentu

Screen liner dengan packer diturunkan dengan disertai pipa pembersih (wash pipe) untuk membersihkan pasir yang ada di dalam sumur.

Setelah selesai penempatan screen liner pada kedalaman yang diinginkan, wash pipe diangkat dari lubang sumur.Setelah mengetahui metoda well completion, seorang petroleum engineering juga harus mengetahui prosedur well completion, yaitu menurunkan tubing string, pemasangan packer dan nipple, perlengkapan kepala sumur sebelum dilakukan perforasi, sebelum pemasangan packer, sumur diisi dengen fluida komplesi. Jika reservoar dengan sistem pendorong air dan tanpa adanya gas cap, maka perforasi lebih baik dilakukan pada posisi setinggi mungkin pada zona produktif.Jika sistem pendorong reservoarnya water dan gas drive maka perforasi harus dilakukan dengan water oil contact daripada ke oil-gas contact, karena lebih mudah mengontrol air daripada gas. Tetapi jika sistem pendorong reservoarnya hanya gas cap, maka perforasi dilakukan serendah mungkin dari zona produktif.Tahap berikutnya adalah membiarkan sumur mengalir sampai diperoleh minyak atau gas yang bersih.Kemudian dilakukan penutupan sumur untuk pengamatan tekanan reservoar sambil menunggu persiapan peralatan produksi di permukaan.

WORKOVERWell service operation adalah pekerjaan rutin yang harus dilakukan selama sumur berproduksi, yang berfungsi untuk memperbaiki atau meningkatkan produktivitas sumur, sedangkan workover adalah pekerjaan yang dikategorikan cukup berat. Perawatan Sumur Produksi Terdapat beberapa perbaikan sumur yang mendasar, dan biasanya dilakukan oleh service company, yang bertujuan untuk memperbaiki atau memperbarui serta memperpanjang umur sumur berproduksi, dapat dibedakan menjadi :

Operasi swabbing

Sand control dan sand clean out

Corrosion, scale dan paraffin removal

Penggantian zone produktif

Pendeteksian kebocoran dan isolasi 1. Operasi Swabbing

Penghisapan fluida sumur/complesi setelah perforasi pada kondisi overbalance dilakukan, sehingga fluida produksi dari formasi dapat mengalir masuk kedalam sumur dan kemudian diproduksikan ke permukaan.

Sistem Penghisapan : a) Penurunan densitas cairan

b) Penurunan kolom cairan - Penghisapan - Timba 2. Sand ControlPenurunan produksi disebabkan : kondisi reservoir dan produksi, penyumbatan pada tubing, lubang bor dan perforasi, kerusakan mekanis

Penyumbatan disebabkan : pasir, partikel formasi dan lumpur, parafin, aspalt, collapse tubing.

Produksi pasir menyebabkan : kerusakan peralatan, penyumbatan dan masalah produksi

Penanganan pasir :

- Gravel Pack

- Sand Consolidation

- Resin Coated Gravelpack3. Corrosion, Scale and Parafin removal

Corrosion

korosi terjadi karena ada anoda, katoda, elektrolit dan arus. Pencegahan : khatodic protection, coating, inhibitor, pemilihan material

Scale

Terbentuk bila senyawa dalam air melampaui batas kelarutannya. Faktor yang mempengaruhi : T, P, Tekanan parsial CO2, dan total dissolved salt (TDS). Jenis scale : kalsium karbonat, kalsium sulfat, barium sulfat, stronsium sulfat dan senyawa besi. Pencegahan : scale inhibitor Parafin

Pembersihan : mekanik, kimia dan panas. Secara mekanik : scrapper, pisau, hook. Secara kimia : carbon disulfides, carbon tetarchlorida. Secara pemanasan : heaterWELL STIMULATIONStimulasi sumur (well stimulation) adalah proses perbaikan formasi di sekitar lubang sumur untuk meningkatkan kemampuan produksi suatu sumur. Tujuan dari stimulasi adalah meningkatkan produktivitas dengan meningkatkan permeabilitas sumur, baik dengan menghilangkan scale disekitar rekahan atau memperpanjang rekahan di sekitar lubang bor. Stimulasi dapat dbedakan menjadi :

Acidizing, adalah proses penginjeksian larutan asam (15%berat HCl dalam air) ke dalam formasi produktif, terutama formasi karbonat. Acidizing-fracturing, hampir sama dengan acidizing tetapi diinjeksikan dibawah kondisi bertekanan sehingga dapat meretakakan formasi yang akan diacidizing. Hydraulic fracturing, adalah proses peretakan formasi dengan menginjeksikan fluida bertekanan tinggi yang dicampur dengan material pengganjal (proppant agent) ke dalam formasi, sehingga formasi disekitar lubang bor yang sudah rekah tidak tertutup lagi.

Artificial Lift

Jenis-jenis metoda artificial lift yang digunakan dalam operasi produksi:

Electrical submersible pump (ESP)

Gas Lift

Hydraulic pump

Sucker rod pump (SRP)

Progressive Cavity Pump (PCP) - Moyno Pump Artificial lift adalah metode yang digunakan untuk mengangkat hidrokarbon, umumnya minyak bumi, dari dalam sumur ke atas permukaan. Ini biasanya dikarenakan tekanan reservoir tidak cukup tinggi untuk mendorong fluida sampai ke atas ataupun tidak ekonomis jika mengalir secara alamiah.Penentuan jenis artificial lift yang akan dipasang ini tergantung dari kedalaman sumur, kemiringan sumur, dll1. Electrical Submersible Pump (ESP)Electric Submergible Pump (ESP) merupakan pompa jenis sentrifugal yang digerakkan oleh tenaga motor listrik. Pompa ini disebut pompa submergible karena dalam operasinya pompa dan motor berada di bawah fluid level atau tercelup di dalam fluida. Keuntungan penggunaan pompa ESP adalah biaya perawatan rendah, demikian juga biaya pemasangan, terutama untuk lokasi yang jauh di pedalaman.

Gambar 21. Electric Submergible Pump (ESP)Semakin banyak tingkat, maka semakin tinggi head pompanya dan semakin besar juga laju produksi yang diperoleh. Kemampuan laju produksi dan head untuk suatu susunan ESP dibatasi oleh besarnya daya motor yang terpasang, sehingga semakin besar laju produksi yang dipakai, maka akan menurunkan head-nya, demikian sebaliknya. Komponen utama dari ESP terdiri dari motor, seal protector, intake, pump, well head, junction box, switchboard, dan transformer. Motor sebagai penggerak utama diletakkan dibawah dan terendam oleh fluida sebagai pendingin, dan panas yang ditimbulkan oleh motor dapat menurunkan viskositas minyak. 2. Gas Liftmenginjeksikan gas (umumnya gas alam) ke dalam kolom minyak di dalam sumur sehingga berat minyak menjadi lebih ringan dan lebih mampu mengalir ke permukaan. Cara memasukkan gas ke dalam fluida dapat dilakukan melalui tubing atau melalui annulus. Untuk menurunkan densitas minyak, maka gas diinjeksikan dengan peralatan khusus yang disebut sebagai operating valve atau port.

Gambar 21. Gas Lift

Untuk menghindari pemakaian kompresor yang besar, maka dipasang unloading valve 4 - 5 buah diatas operating valve. Pada saat ini dalam pemakaian unloading valve dikenal Tubing Operated dan Casing Operated, dimana tubing operated valve adalah valve yang membuka pada saat dipompakan gas di annulus, kemudian akan menutup jika tekanan casing kecil.3. Hydraulic PumpHydraulic Pumping Unit adalah salah satu bentuk metode lain yang dipakai untuk memompakan minyak mentah dari dalam sumur bila tenaga reservoir yang tersedia tidak mampu lagi untuk mengangkat minyak mentah kepermukaan. Adapun kriteria penggunaan Hydraulic Pumping Unit adalah cocok untuk sumur ber-volume relative tinggi, tepat untuk sumur yang dalam dan casing yang kecil, Tidak cocok untuk sumur yang terproduksi pasir.

Hydraulic pump terdiri dari 2 bagian utama : engine dan pump, yang keduanya menggunakan piston. Engine berfungsi untuk merubah aliran power fluid menjadi gerakan naik-turun sedangkan pump merubah piston yang bergerak untuk memompa fluida.

Gambar 22. Hydraulic Pump4. Sucker Rod Pump (SRP)

Sumur dengan laju produksi dari yang sangat rendah (low) sampai menengah (moderate), sangat cocok digunakan pompa sucker rod untuk mengangkat minyak dari dasar sumur ke permukaan.

Gambar 23. Sucker Rod Pump

Enhanced Oil Recovery (EOR)

Enhanced Oil Recovery (EOR) adalah Teknik yang berkaitan dengan upaya meningkatkan perolehan minyak (oil recovery) dari suatu reservoar, dengan cara menginjeksikan fluida, atau fluida + bahan kimia, atau panaskedalam reservoir melalui sumur injeksi dan memproduksikan minyaknya melalui sumur produksi.Alasan dilakukan EOR dikarenakan jumlah cadangan hidrokarbon diperkirakan masih cukup besar, tetapi tekanan sudah sangat menurun.Tujuan EOR adalah :

Meningkatkan faktor perolehan minyak

Mengurangi saturasi minyak residual (Sor)

Menurunkan viskositas minyak yang terdapat dalam reservoir

Mengurangi tekanan kapiler pada sistem fluida-batuan reservoir

Memberikan driving force pada laju produksi minyak yang sudah rendah

Meningkatkan areal sweep efficiency (bergantung pada karakteristik reservoir)

Jenis-jenis EOR Waterflooding

Proses injeksi air untuk mendorong minyak. Mekanisme kerjanya adalah dengan menginjeksikan air ke dalam formasi yang berfungsi untuk mendesak minyak menuju sumur produksi (produser) sehingga akan meningkatkan produksi minyak ataupun dapat juga berfungsi untuk mempertahankan tekanan reservoir (pressure maintenance),Penginjeksian air bertujuan untuk memberikan tambahan energi kedalam reservoir. Pada proses pendesakan, air akan mendesak minyak mengikuti jalur-jalur arus (stream line) yang dimulai dari sumur injeksi dan berakhir pada sumur produksi.

Gambar 24. Waterflooding Thermal Injection

Tujuan untuk menurunkan viskositas dan mendorong minyak

Injeksi Uap

Injeksi uap dalam hal ini dibedakan menjadi 2 yaitu sistem huff and puff dan steam flooding.Steam Flooding atau yang kita kenal sebagai injeksi uap adalah salah satu metode perolehan minyak lebih lanjut/Enhanced Oil Recovery (EOR) dengan memasukkan uap kedalam sumur minyak dengan tujuan dapat memproduksi minyak pada sumur yang sudah tidak memiliki tenaga pendorong dan tidak dapat diangkat menggunakan primary dan secondary recovery lagi.Mekanisme injeksi uap ini adalah memilih sumur dengan suatu pola sumur yang baik dan berada disekitar sumur produksi, sumur ini nantinya akan menjadi sumur injeksi.Setelah sumur injeksi siap lalu uap panas dinjeksikan melalui sumur injeksi dan minyak yang didesak akan diproduksikan melalui sumur lain yang berdekatan.Karena uap yang diinjeksikan memiliki temperatur tinggi maka minyak dalam reservoir yang memiliki viskositas tinggi akan berkurang viskositasnya akibat proses destilasi dari uap panas yang diinjeksikan.Uap yang dinjeksikan akan membentuk suatu zona uap jenuh (steam saturated zone) disekitar sumur injeksi.Temperatur zona ini sama dengan temperatur uap yang diinjeksikan.Kemudian uap bergerak menjauhi sumur, temperaturnya berkurang secara kontinyu karena terjadi penurunan tekanan.Pada jarak tertentu dari sumur (tergantung dari temperatur uap dan kaju penurunan tekanan), uap akan mencair dan membentuk hot eater bank.Pada zona uap, minyak tergiring oleh destilasi dan pendorongan uap.Pada zona hot water, perubahan sifat-sifat fisik minyak dan batuan reservoir mempengaruhi dan menghasilkan perolehan minyak.Perubahan tersebut adalah ekspansi panas dari minyak, penurunan viskositas, saturasi minyak sisa, dan merubah permeabilitas relatif.

Gambar 25. Steam Flood (Injeksi Uap) Chemical Flooding

Chemical (injeksi kimia) adalah salah satu jenis metode pengurasan tahap lanjut dengan jalan menambahkan zat-zat kimia ke dalam air injeksi untuk menaikkan perolehan minyak sehingga akan menaikkan efisiensi penyapuan dan atau menurunkan saturasi minyak sisa yang tertinggal di reservoir. Injeksi kimia memiliki prospek yang bagus pada reservoir-reservoir yang telah sukses dilakukan injeksi air dengan kandungan minyak yang masih bernilai ekonomis. Akan tetapi pengembangannya masih lambat karena disebabkan oleh biaya dan resiko yang tinggi serta teknologinya yang kompleks. Beberapa faktor yang dirasakan penting dalam menentukan keberhasilan suatu injeksi kimia adalah kedalaman, tingkat heterogenitas reservoir, sifat-sifat petrofisik, kemiringan, mekanisme pendorong, cadangan minyak tersisa, saturasi minyak tersisa dan viskositas minyak. Ada tiga tipe umum yang termasuk dalam injeksi kimia yaitu injeksi polimer, injeksi surfaktan dan injeksi alkaline.1

7

2

3

4

5

6

Basic Petroleum Engineering for Non Petroleum Engineers

[Year]

Disusun Oleh: Medina Ayesha Serlin

[Type the company name]

[Pick the date]

Basic Petroleum Engineering for Non Petroleum Engineers 1