Download - BAB III PDD new
BAB III
ANALISA PRESSURE DRAWDOWN TESTING
Pressure drawdown testing adalah suatu pengujian yang dilaksanakan dengan
jalan membuka sumur dan mempertahankan laju produksi tetap selama pengujian
berlangsung. Sebagai syarat awal, sebelum pembukaan sumur tersebut tekanan
hendaknya seragam di seluruh reservoir yaitu dengan menutup sumur sementara
waktu agar dicapai keseragaman tekanan direservoirnya. Pada dasarnya pengujian
ini dapat dilakukan pada :
a. Sumur baru,
b. Sumur-sumur lama yang telah ditutup sekian lama hingga dicapai
keseragaman tekanan reservoir,
c. Sumur-sumur produktif yang apabila dilakukan buildup test, yang punya
sumur akan sangat merugi.
3.1. TUJUAN ANALISA
Informasi-informasi yang didapat dari hasil analisa pressure drawdown test
ini diantaranya untuk menentukan
a. Permeabilitas formasi (k),
b. Faktor skin (S).
c. Volume pori-pori yang berisi fluida (Vp).
3.2. TEORI DASAR
Berdasarkan pada rejim aliran yang terjadi, maka metoda analisa pressure
drawdown test dapat dibagi menj adi tiga, yaitu
a. pada saat periode transien,
b. periode transien lanj'ut,
c. periode semi mantap (pseudo steady-state atau semi steady-state).
3.2.1. Analisa Pressure Drawdown Pada Periode Transien (Infinite Acting)
Apablia suatu sumur diproduksi dengan laju aliran tetap dan tekanan awal
reservoirnya = Pi, maka persamaan tekanan pada lubang bor (rD = 1) yang dinyatakan
dalam variabel tidak berdimensi, adalah:
PD = 1/2 In (tD) + 0.80907 ..........................................................................(3-1)
Setelah tD/rD2 > 100 dan setelah efek wellbore storage menghilang, maka akhirnya
akan didapat :
Pwf = Pi - 162.6 QµB/kh[ log (t) + log {k/(ФµCtrw2)}- 3.2275+ 0.86859 S ]. (3-2)
Dari persamaan (3-2), terlihat bahwa plot antara Pwf versus log (t) merupakan garis
lurus dengan kemiringan (slope = m)
m = - 162.6 Q µ B ............................................................................(3-3)
khDalam dunia teknik perminyakan, biasanya orang memilih waktu t = 1 jam dan
mencatat Pwf pada saat itu sebagai P1hr. Dengan menggunakan konsep ini kita dapat
menentukan skin "S" menggunakan persamaan :
S = 1,151 Pi –P1hr - log (k / ΦµCt rW2) + 3.2275 ...............................(3-4)
m
Ada dua grafik yang selalu harus dilakukan didalam menganalisa pressure
drawdown pada periode infinite acting ini, yaitu Log-log plot untuk menentukan
wellbore storage dan Semilog plot untuk menentukan karakteristik formasi.
a. Log-log Plot Untuk Menentukan Wellbore Storage
Grafik log (Pi - Pwf) vs log (t) ini digunakan untuk menentukan kapan saat
berakhirnya efek dari wellbore'storage. Saat mencapai garis lurus semi-log
dapat diperkirakan dengan :
t >[(200,000 + 12,000 S) Cs] / kh/µ .....................................................(3-5)
Perkiraan besarnya Cs (bbl/ps;), adalah :
Cs = Q B Δt ...................................................................................(3-6) 24 ΔP
dimana Δt dan ΔP adalah harga yang dibaca dari suatu titik pada garis lunis
"unit slope" tersebut.
b. Semilog Plot Untuk Menentukan Karakteristik Formasi
Grafik ini adalah semilog plot antara Pwf vs log (t). Dengan membaca
kemiringannya (m), maka permeabilitas formasi dapat ditentukan, yaitu :
k = - 162.6 Q µ B / m h .........................................................................(3-7)
(Catatan : "m" akan berharga negatif sehingga menghasilkan permeabilitas
yang positif).
Satu hal yang harus dicatat bahwa :
P1hr harus dibaca pada garis lurus semilognya. Jika data tersebut tidak
terletak pada garis lurus, maka harus dilakukan ekstrapolasi dan harga itulah
yang digunakan untuk menghitung faktor skin menggunakan persamaan (3-
4).
3.2.2. Analisa Pressure Drawdown Pada Periode Transien Lanjut
Pengembangan teori analisa tekanan pada periode transien lanjut didasarkan pada
persamaan untuk reservoir silindris yang terbatas dengan melibatkan tambahan
penurunan tekanan akibat adanya skin, yaitu :
Pi – Pwf = Qµ 2kt + ln(re/rw)-3/4+S+2ΣBn(άn , reD) EXP(-άn
2,tDW) .......(3-8)
2πkh ΦµCt rw2
Apabila laju aliran tetap, maka tekanan rata-rata pada reservoir ini adalah :
P = Pi - Qt / Φ Ct h re2 ............................................................................(3-9)
Jadi persamaan yang umum dapat dituliskan sebagai :
Pwf – P = 0,84 QµB / 2πkh EXP(-14,68919 kt / ΦµCtre2) ........................(3-10)
atau persamaan (3-10) tersebut dapat dituliskan sebagai
log (Pwf – P) = log(118,6 QµB / 2πkh) - 0,00168 kt / ΦµCtre2 ..............(3-11)
Dari persamaan (3-11) grafik log (Pwf - P) Vs t harus merupakan garis lurus dengan
kemiringan :
β = 0.00168 kt / ΦµCt re2 .......................................................................(3-12)
dan titik potong terhadap sumbu tegak (b), adalah :
b = 118.6 Q u B .................................................................................(3-13)k h
Plot antara log (Pwf - P) Vs t akan linier asalkan P ditetahui besarnya. Tetapi
sayangnya tidak, sehingga pada metoda ini harus dilakukan coba-coba menggunakan
suatu harga P. Apabila harga P tadi cocok dengan kondisi yang ada, maka akan
didapatkan garis lurus dan apabila garis lurus telah didapatkan, maka permeabilitas
dihitung dengan :
k = 1 18.6 Q p B ...................................................................................(3-14)b h
Volume pori-pori seiauh daerah pengurasan (drainage volume) sumur yang diuji
dapat diperkirakan (bbl), yaitu :
Vp = 0,1115 QB / βbC .............................................................................(3-15)
Faktor skin dapat pula ditentukan, yaitu :
S = 0.84 ( P – P / b) –ln (re / rw) +0.75 ..................................................(3-16)
P (Skin) = b S / 0,84 ...............................................................................(3-17)
3.2.3. Analisa Pressure Drawdown Pada Periode Semi Steady State
Pengujian ini terutama untuk menentukan volume reservoir yang berhubungan
dengan sumur yang diuji, oleh sebab itu disebut "Reservoir Limit Testing".
Persamaan dasar yang digunakan adalah :
Pwf = Pi – 141,2 QµB / kh 0,000527 kt + ln reD – ¾ .......................(3-18)
ΦµCt re2
Dari persamaan (2-15), plot antara Pf Vs t merupakan suatu garis turus dengan
kemiringan :
βL = Q / πΦCt re2 .....................................................................................(3-19)
Kemudian dengan mengetahui kemiringan ini, maka drainage volume (bbl) dapat
ditentukan, yaitu :
Vp = 0.0418 Q B ...................................................................................(3-20)
βL C
3.2.4. Penentuan Bentuk Reservoir Dari Data Pressure Drawdown Test
Berdasarkan Periode Semi Steady State dan Infinite Acting.
Pada umumnya persamaan aliran pada periode semi steady State untuk setiap
bentuk reservoir, adalah :
PD (tD) = 2π tDA + ½ [ ln (A/rw2) + ln (2,2458 / Ca)] .................................(3-21)
Dengan mengkombinasikan persamaan diatas pada persamaan :
PD = kh (Pi – Pwf) / 141,2 QµB ............................................................. (3-22)
Maka akan diperoleh :Pwf = m* t + Pint ......................................................................................(3-23)
Dimana :
Pint = Pi – 70,6 QµB / kh [ ln (A/rw2) + ln (2,2458 / Ca) +2S] ..................(3-24)
m* dan Pint didapat dari plot Pwf Ws t (periode semi steady state), yaitu :
~ m* adalah kemiringan
~ Pint didapat dengan memgekstrapolasikan garis linier ke t = 0
Selanjutnya untuk reservoir (reservoir shape) diperkirakan dari :
CA = 5,456 m / m* EXP [2,303 (P1jam – Pint) / m] ....................................(3-25)
Dimana : m dan Pijam diperoleh dari semilog plot Pwf vs Log (t) untuk periode Infine
acting.
3.2.5 Prosedur Analisa
Tahapan atau langkah-langkah untuk melakukan analisa pressure drawdown
test berdasarkan masing-masing periode yang terjadi, adalah sebagai berikut :
A. Analisa Pada Periode Transien
a. Plot data Pwf vs log (t) pada gafik semilog
b. Tentukan saat berakhirnya periode transien yang ditandai dengan telah
terjadinya deviasi dari garis lurus hasil plot Pwf vs log (t). Saat ini berarti
juga bahwa aliran memasuki periode transien lanj'ut dan semi steady-state.
c. Tentukan kemiringan (slope, m) pada daerah periode aliran transien (garis
lurus).
d. Tentukan besarnya permeabilitas (k) menggunakan persamaan (3-3).
e. Tentukan faktor skin (S) menggunakan persamaan (3-4).
B. Analisa Pada Periode Transien Lanjut
a. Plot data log (Pwf - P ) vs t pada rafik semilog.
b. Tentukan besarnya harga P secara coba-coba sampal memberikan garis lurus
pada plot grafik log (Pwf - P ) vs t.
c. Ekstrapolasikan grafik pada harga P yang memberikan garis turus tersebut
sampai harga t = 0, sehingga didapatkan harga titik potongnya (harga b).
d. Tentukan kemiringan (slope, 0).
e. Tentukan permeabilitas (k) menggunakan persamaan (3-14).
f Tentukan besarnya volume pori-pori sejauh daerah pengurasan (Vp) dengan
persamaan (3-15).
g. Tentukan faktor skin (S) menggunakan persamaan (3-16).
C. Analisa Pada Periode Semi Steady-State
a. Plot antara Pwf vs t pada kertas Cartesian.
b. Tentukan kemiringan (slope, 0) dari grafik tersebut.
c. Tentukan besarnya volume pori-pori sej'auh daerah pengurasan (Vp)
dengan persaniaan (3-20).
Catatan :
Vp yang d'dapatkan dengan meiiganalisa periode transien lanjut dan periode
semi steady-state biasanya akan memberikan harga yang relatif sama. Apabila tidak
sama, maka Vp yang didapatkan dari periode semi steady-state lebih representatif
D. Penentuan Bentuk Reservoir (Reservoir Shape)
a. Plot antara Pwf vs t pada kertas Cartesian, kemudian lakukan ekstrapolasi
sampai pada t = 0, kemudian tentukan titik potongnya (Pint).
b. Tentukan kemiringan periode semi steady-state pada grafik tersebut (slope,
m*).
c. Plot antara Pwf vs t pada kertas semilog, kemudian tentukan kemii ingan
peiode transien pada grafik tersebut (slope, m).
d. Tentukan harga P1jam pada grafik langkah c.
e. Tentukan besarnya shape factor (CA) menggunakan persamaan (2-22).
f Gunakan Tabel Dietz (Tabel I - 1) untuk mendapatkan bentuk reservoir
yang mendekati harga shape factor (CA) hasil perhitungan pada langkah e.
g. Tentukan besarnya harga(tDA)PSS ,smenggunakan persamaan:
(tDA)pss= 0. 1833 ( t )PSS (m*/m)
h. Dari hasil perhitungan harga CA dan (tDA), tersebut tentukan beniuk reservoir
yang sesuai dengan tabel Dietz tersebut (langkah f).
3.3 DATA DAN PERHITUNGAN
3.3.1 Data
Di ketahui data reservoir sumur “DELTA” sebagai berikut :
Laju Produksi ( qo ) = 500 bbl/day
Porositas ( Φ ) = 0.2
Viskositas ( µ ) = 10.8 cp
Ct = 1.0 x 10-5 /psi
Jari – jari sumur ( rw ) = 6 inchi = 0.5 ft
Ketebalan formasi produktif ( h ) = 17 inchi = 55.76 ft
Faktor Volume Formasi Minyak ( Bo ) = 1.2 RB / STB
Pi atau P* = 3000 psi
Temperatur ( o F ) = 210 o F
3.3.2 Tabel dan Grafik
Tabel 3.1 Analisa Pressure DrawDown Pada Sumur “DELTA”
No t, Jam Pwf, psi P, psi1 0.0109 2976 242 0.0164 2964 363 0.0218 2953 474 0.0273 2942 585 0.0328 2930 706 0.0382 2919 817 0.0437 2908 928 0.0491 2897 1039 0.0548 2886 11410 0.109 2785 21511 0.164 2693 30712 0.218 2611 38913 0.275 2536 46414 0.328 2469 53115 0.382 2408 59216 0.437 2352 64817 0.491 2302 69818 0.546 2256 74419 1.09 1932 106820 1.64 1826 117421 2.18 1768 123222 2.73 1734 126623 3.28 1712 128824 3.82 1696 130425 4.37 1684 131626 4.91 1674 132627 5.46 1665 133528 6.55 1651 134929 7.25 1649 135130 7.5 1640 1360
Gra
fik 3
.1
Log
Δt v
s Log
Δp
1
10
100
1000
10000
0.01 0.1 1 10log Dt
log Dp
dt = 2.6
t EOWB = 3
dp = 1200
Gra
fik 3
.2
Log
Δt v
s Pw
fy = -113.34Ln(x) + 1847.5
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
0.01 0.1 1 10
log Dt
pwf
Series1Series2Series3Log. (Series2)
ETRMLR
LTR
tpss= 5.5
Gra
fik 3
.3
Δt v
sw P
wf
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
0 1 2 3 4 5 6 7 8
Dt
pwf Series1
t1=0
P1=1750
t2=7.5
P2=1640
3.3.3 Perhitungan
a. Konversi satuan
= 0.5 ft
h = 17 m x 3.28 ft
= 55.76 ft
b. Mencari nilai m (slope)
c. Menghitung nilai k
d. Menentukan P1jam dengan memotong garis pada t = 1 jam dengan garis
trendline pada grafik log t vs Pwf, harga P1jam = 1847.5 psi.
e. Menghitung S
f. Menghitung harga Ps:
ΔPs = 0.87 m S
g. Menentukan harga t dan P dari grafik log t vs log P.
Harga t = 2.6 jam, P = 1200psi
h.
i. Menghitung harga Pwf
j. Menentukan Flow Efficiency (FE)
k. Menghitung Produktivitas formasi (PI)
l. Dari grafik log t vs Pwf dapat diketahui harga tpss = 5.5
m. Menghitung besarnya radius of investigation (ri),
n. Dari grafik t vs Pwf, dapat menentukan :
o. Menghitung volume pori :
3.4. PEMBAHASAN
Pada pengujian Pressure Drawdown sumur ditutup untuk sementara waktu
hingga dicapai kondisi Pseudosteadystate kemudian diproduksikan dengan laju alir
yang konstan. Apabila suatu sumur diproduksikan dengan laju alir yang konstan
maka regim aliran yang berbeda terjadi pada perioda transient (dengan pengaruh
wellbore storage), periode transient lanjut dan periode pseudosteadystate.
Pada analisa Pressure Drawdown Test ini tidak dibahas mengenai Analisa
pada periode transient lanjut karena memerlukan iterasi P agar memberikan plot garis
lurus pada plot log (Pwf-P) vs t.
Periodisasi tekanan pada pengujian
Pressure Drawdown (plot Cartesian)
Dari Pressure Drawdown Testing ini kita dapat memperoleh informasi-
informasi diantaranya adalah :
# Permeabilitas formasi (k)
# Faktor skin (S)
# Volume pori-pori yang berisi fluida (Vp)
# Waktu berakhirnya efek wellbore storage (tWBS).
Ada dua grafik yang selalu harus dilakukan didalam analisa pressure
drawdown pada periode infinite acting, yaitu :
a. Log-log plot untuk menentukan berakhirnya efek wellbore storage.
b. Semilog plot untuk menentukan karakteristik formasi.
Analisa Pressure Drawdown (PDD) dan Analisa Pressure Build Up (PBU)
memiliki persamaan dan perbedaan. Persamaannya adalah pengujian dilakukan
dengan jalan memproduksikan sumur dengan laju produksi yang tetap dan menutup
sumur; sama-sama menentukan permeabilitas formasi (k); dan menentukan harga skin
factor (S). sedangkan perbedaannya adalah bahwa analisa PBU merupakan proses
“loading” yaitu pengisian volume lubang sumur oleh fluida formasi sedangkan
analisa PDD merupakan proses “unloading” yaitu pengosongan volume lubang
sumur dari fluida formasi dengan jalan memproduksikan fluida formasi tersebut
dengan tekanan dan laju alir yang tetap.
Pada periode transient (dengan efek wellbore storage) didapatkan data
mengenai karaktersitik formasi antara lain permeabilitas formasi (k) = 36.20294 mD,
factor skin (S) = -1.55979, Flow Effisiensi = 151.7659 % dan Index Produktivitas
formasi (PI) = 0.235 BPD/Psi. Faktor Skin menunjukkan adanya perbaikan dari
formasi yang di amatai. Sehingga didapatkan effisiensi aliran (FE) yang besar (lebih
dari 100%) dan index produktivitas formasi yang relativ kecil.
Informasi mengenai waktu berakhirnya wellbore strorage (EWBS) diperoleh
dari dua cara yaitu secara grafis dan perhitungan yang memberikan hasil yang
berbeda. Untuk EWBS melalui grafis, karena data yang diperoleh menunjukkan plot
log tekanan drawdown vs log waktu produksi berupa garis lurus (seakan tidak terjadi
efek wellbore storage), sehingga untuk penentuan unit slope =1 kurang akurat dicari
dimana penyimpangan pertama pada slope tersebut untuk ditambah 1,5 cycle skala
log hingga didapatkan EWBS = 3. Tetapi efek wellbore storage ini akan terlihat pada
plot Pwf vs log t, didapatkan penyimpangan data awal yang merupakan wellbore
storage pada periode transient. Untuk penentuan secara perhitungan sebenarnya juga
masih mengacu dari grafis, hanya saja diambil pangkal unit slope kemudian dihitung
dengan rumus. EWBS dengan perhitungan = 57.953 jam.
Analisa pada periode pseudosteadystate didapatkan informasi mengenai
waktu pseudosteadystate pada 7.5 jam, jari jari pengurasan (ri) = 137.3161 ft dan
volume pori yang diisi fluida sepanjang jari-jari pengurasan sebesar = 957272.7 RB.
Pengujian pada periode pseudosteadystate disebut juga reservoir limit testing yang
bertujuan untuk menentukan suatu batas reservoir dengan jalan mencatat penurunan
tekanan lubang sumur terhadap waktu. Respon tekanan pada periode
pseudosteadystate memperlihatkan reservoir telah mencapai batasnya, didapatkan
harga radius pengurasan (ri), sehingga volume pori yang diisi fluida sejauh jari-jari
pengurasan dapat ditentukan.
Periodisasi tekanan dan aliran fluida pada pengujian Pressure Drawdown
dipengaruhi oleh :
a. Transmilibilitas dan mobilitas (kh/µ) dari batuan dan fluida . Bila
mobilitasnya kecil maka waktu periodisasi akan lama begitu pula
sebaliknya.
b. Efek batas reservoir yaitu adanya patahan sealing, perubahan stratigrafi.
Periodisasi akan cepat mencapai kondisi pseudosteadystate bila gangguan
tekanan telah mencapai batasnya.
c. Laju aliran yang ditentukan. Bila laju aliran besar maka seolah – olah
terjadi efek skin yang besar (bila reservoir bersifat infinit) karena tekanan
pada lubang sumur jauh dari tekanan reservoir awal bila dibandingkan
dengan laju alir yang diberikan adalah setengah dari laju alir tadi.
d. Kandungan fluida (Storage Capacity) dari formasi/laipsan produktiv yang
dites dalam mensuplai fluida menuju lubang sumur.
. KESIMPULAN
1. Berdasarkan hasil percobaan di atas diperoleh hasil sebagai berikut :
- k = 36.20294 mD
- S = -1.55979
- Cs = 0.054167 bbl/psi
- t WBS = 3 jam
- FE = 151.7659 %
- PI = 0.235 BPD / psi
- ri = -7.5 ft
- Vp = 957272.7 bbl
2. Dari harga Skin yang diperoleh sebesar -1.55979 diketahui bahwa formasi
tersebut mengalami perbaikan disekitarnya.
3. Grafik yang selalu harus dilakukan didalam analisa Pressure Drawdown Test
adalah :
a. Log-log untuk menentukan wellbore storage
b. Semilog plot untuk menentukan karakteristik formasi.
4. Analisa pada pengujian Pressure Drawdown dibagi dalam tiga periode:
Periode Transien pada Early Time Region
Periode Transien lanjut pada Middle Time Region
Periode Semi Steadystate (Pseudosteadystate) pada Late Time Region
5. Periodisasi tekanan pada pengujian Pressure Drawdown dipengaruhi oleh :
Transmibilitas dan mobilitas fluida dan batuan reservoir.
Jarak batas reservoir dari sumur pengamatan
Laju aliran yang digunakan untuk tes
Storage capacity formasi yang dites