[modul 2_jumat 2_12212008].pdf
TRANSCRIPT
-
MODUL II
EMULSI
LAPORAN PRAKTIKUM
Nama : Lukito Nur Wulandari
NIM : 12212008
Kelompok : Jumat II
Tanggal praktikum : 11 Oktober 2013
Tanggal penyerahan : 18 Oktober 2013
Dosen : Ir.Zuher Syihab,M.Sc,Ph.D
Asisten Modul : Muizzuddin Shidqi (12210008)
Jhon Victor Siahaan (12210078)
LABORATORIUM ANALISA FLUIDA RESERVOIR
PROGRAM STUDI TEKNIK PERMINYAKAN
INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG
2013
-
I. JUDUL PERCOBAAN
EMULSI
II. TUJUAN PERCOBAAN
1. Memahami bagaimana dan mengapa emulsi terbentuk
2. Memahami proses pemecahan emulsi dan pengaruh agitasi terhadap kestabilan
emulsi
III. DATA PENGAMATAN
Sampel minyak diemulsikan dengan air dengan perbandingan 40 ml air dan 60 ml minyak.
a. Pengaruh agitasi terhadap kestabilan emulsi dengan putaran 260 RPM
- Jatibarang heavy
Waktu (Menit) Pengamatan
10 Muncul droplet air berukuran 1-1.5
mm di bagian bawah gelas ukur
11-40 Tidak ada perubahan yang berarti dari
pengamatan awal
- Duri Light
Waktu(menit) Volume air (ml)
2 20
4 25
6 28
8 31
10 32
12 33
14 34
16 35
18 36
20 36
22 37
-
24 37
26 37
28 37
30 37
32 37
34 38
36 38
38 38
40 38
- Indramayu Light
Waktu (menit) Volume air (mL)
2 32
4 32,5
6 32,5
8 32,5
10 33
12 33
14 33
16 33
18 33
20 33
22 33
24 33
26 33
28 33
30 33
32 33
34 33
-
36 33
38 33
40 33
b. Pengaruh agitasi terhadap kestabilan emulsi dengan putaran 500 RPM
- Jatibarang Heavy
Waktu (Menit) Pengamatan
15 muncul droplet air berukuran 1 mm
di bagian bawah gelas ukur
16-40 Tidak ada perubahan yang berarti dar
kondisi awal
- Duri Light
Waktu (menit) Volume air (mL)
2 21
4 26
6 32
8 37
10 39
12 39
14 39
16 40
18 40
20 40
22 40
24 40
26 40
28 40
-
30 40
32 40
34 40
36 40
38 40
40 40
- Indramayu Light
Waktu (menit) Volume air (mL)
2 21
4 36
6 36
8 36
10 36
12 36
14 36
16 36
18 36
20 36
22 36
24 36
26 36
28 37
30 37
32 37
34 37
36 37
38 37
-
40 37
c. Pengaruh agitasi terhadap kestabilan emulsi dengan putaran 800 RPM
-Jatibarang Heavy
Waktu (Menit) Pengamatan
22 >> muncul droplet air berukuran
0.5-1 mm di bagian bawah gelas
ukur
22-40 Tidak ada perubahan yang berarti
- Duri Light
Waktu (menit) Volume air (mL)
0 0
2 1
4 2
6 2.8
8 3
10 4
12 4.5
14 5
16 5.5
18 6
20 6.5
22 7
24 7.5
26 8
28 8.5
30 9
-
32 9.2
34 9.5
36 10
38 10.5
40 11
- Indramayu Light
Waktu(menit) Volume kumulatif
air(ml)
0 0
2 5
4 7
6 17
8 18,5
10 19,5
12 20
14 21
16 21,3
18 21,3
20 22
22 22,1
24 22,3
26 22,4
28 23
30 23
32 23,2
34 23,8
36 24
38 24
40 24
d. Pemecahan emulsi dengan cara kimia
- Jatibarang Heavy
Waktu (menit) Volume air (ml)
0 0
-
2 10
2,5 15
3 19
3,5 22
4 25
4,5 26
5 27,5
5,5 28,5
6 29
6,5 29,5
7 30
7,5 30
8 30,5
8,5 31
9 31
9,5 31,5
10 31,5
10,5 31,5
11 31,5
11,5 32
12 32
12,5 32
13 32
13,5 32
14 32
14,5 32
15 32
15,5 32
16 32
16,5 32
-
17 32
17,5 32,5
18 32,5
18,5 32,5
19 32,5
19,5 32,5
20 32,5
20,5 32,5
21 33
21,5 33
22 33
22,5 33
23 33
23,5 33
24 33
24,5 33
25 33
25,5 33
26 33
26,5 33
27 33
27,5 33
28 33
28,5 33
29 33
29,5 33
30 33
30,5 33
31 33
31,5 33
-
32 33
32,5 33
33 33
33,5 33
34 33
34,5 33
35 33
35,5 33
36 33
36,5 33
37 33
37,5 33
38 33
38,5 33
39 33
39,5 33
40 33
- Indramayu Light
- Duri Light
Waktu (sekon) Volume air (mL)
0 19
30 26
60 33
90 38
120 40
150 40
180 40
210 40
Waktu (menit) Volume air(ml)
-
0 0
2 0
2,5 0
3 0
3,5 0
4 0
4,5 0
5 0
5,5 0
6 0
6,5 0
7 0
7,5 0
8 0
8,5 0
9 0
9,5 0
10 0
10,5 0
11 0
11,5 0
12 0
12,5 0
13 0
13,5 0
14 0
14,5 0
15 0
15,5 0
16 0
-
16,5 0
17 0
17,5 0
18 0
18,5 0
19 0
19,5 0
20 0
20,5 0
21 0
21,5 0
22 0
22,5 0
23 0
23,5 0
24 0
24,5 0
25 0
25,5 0
26 0
26,5 0
27 0
27,5 0
28 0
28,5 0
29 0
29,5 0
30 0
30,5 0
31 0
-
e. Pemecahan emulsi dengan cara pemanasan
- Jatibarang Heavy
Waktu Volume air (ml)
3 20
6 40
9 40
12 40
- Duri Light
31,5 0
32 0
32,5 0
33 0
33,5 0
34 0
34,5 0
35 0
35,5 0
36 0
36,5 0
37 0
37,5 0
38 0
38,5 0
39 0
39,5 0
40 0
Waktu (menit) Volume air (mL)
0 10
-
- Indramayu Light
Waktu(menit) Volume kumulatif
air(ml)
0 0
3 0
6 0
9 17
12 32
15 37
18 38
21 39
24 39
27 40
30 40
33 40
36 40
39 40
42 40
IV. PENGOLAHAN DATA
Berikut ini akan disajikan grafik perbandingan volume air terhadap waktu pada berbagai
kondisi.
3 34
6 39
9 39
12 39
15 39
18 39
21 39
24 39
-
0
5
10
15
20
25
30
35
40
2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40
volum kumulatif air vs waktu pada 260 RPM
duri light
jatibarang
indramayu
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40
volum kumulatif air vs waktu pada 500 RPM
duri light
jatibarang
indramayu
-
0
5
10
15
20
25
30
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40
Volume kumulatif air vs waktu pada 800 RPM
duri light
jatibarang heavy
indramayu
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
0
3,5
5,5
7,5
9,5
11,
5
13,
5
15,
5
17,
5
19,5
21,
5
23,
5
25,
5
27,
5
29,
5
31,
5
33,5
35,
5
37,
5
39,
5
volume kumulatif air vs waktu dengan demulsifier
jatibarang
duri
indramayu
-
V. ANALISIS
Pada percobaan kali ini,emulsi yang dilakukan yaitu antara minyak dengan air dimana
volume minyak lebih banyak daripada air.. Dalam percobaan ini, akan didapatkan data waktu
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42
volume kumulatif air vs waktu dengan pemanasan
duri
jatibarang
indramayu
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42
VOLUME KUMULATIF AIR VS WAKTU PADA JATIBARANG HEAVY
260 RPM
500 RPM
800 RPM
DEMULSIFIER
PEMANASAN
-
pemisahan air dan minyak serta volume air (ml). Asumsi-asumsi percobaan yang kami
gunakan yaitu :
- Kondisi ruangan selama percobaan berlangsung selalu dalam tekanan dan temperatur
yang konstan,
- Tidak ada selang waktu saat waktu pengadukan sudah selesai dan dituangkan ke
dalam gelas ukur untuk diamati proses pemecahan emulsinya
- Tidak ada sisa-sisa emulsi yang terdapat di mixer dan di gelas kimia
- Pembacaan volume air yang terpisah tepat,tidak terjadi kesalahan
- Alat percobaan berfungsi dengan baik
.Percobaan kali ini, dilakukan dengan berbagai perlakuan yang berbeda,berikut akan
dijelaskan pengaruh-pengaruh yang ditimbulkan dari perlakuan-perlakuan tersebut.
Selain itu sebenarnya kami praktikum hanya menggunakan crude oil bernama jatibarang
heavy, kami akan membandingkannya dengan crude oil yang lainnya.
1. Agitasi (pengadukan)
Kecepatan agitasi atau pengadukan ini berpengaruh pada kestabilan emulsi.
Semakin besar putaran putaran RPMnya, pencampuran antar minyak dan air pun
makin merata. Pada percobaan yang kami lakukan menggunakan crude oil
bernama Jatibarang heavy. Kami akan membandingkan data kami dengan data
yang kami peroleh dari kelompok lain dengan menggunakan crude oil yang
berbeda yakni duri light dan indramayu light yakni sebagai berikut :
a. Pada putaran 260 RPM
Berdasarkan data yang kami peroleh, ternyata pada jatibarang heavy, proses
pemisahan antara minyak dan air memerlukan waktu yang sangat lama, bahkan
pada menit ke-40, proses pemisahan air dan minyak ini hanya terlihat sebuah
gelembung gas kecil saja pada menit ke 10 hingga menit ke-40. Pada duri light
dan indramayu light, terlihat adanya pemisahan antara air dan minyak namun
terjadinya pemisahan air dan minyak yang paling cepat terjadi pada minyak duri,
lalu indramayu light.
b. Pada putaran 500 RPM
-
Berdasarkan data yang kami peroleh, pada jatibarang heavy, setelah 40 menit
berlalu, tidak terjadi pemisahan antar minyak dan air secara berarti, hanya timbul
gelembung gas di menit ke 15. Sedangkan pada minyak indramayu light, pada
menit ke-40 seluruh air belum terpisah dari minyak dan pada minyak duri light,
mulai dari menit ke 16 saja seluruh air sudah terpisah dari minyak.
c. Pada putaran 800 RPM
Berdasarkan data yang kami peroleh, pada jatibarang heavy selah 40 menit
berlalu, tidak terjadi pemisahan antara minyak dan air, hanya terlihat gelembung
gas kecil pada menit ke 22. Pada duri light, hingga menit ke 40, volume air yang
terpisah dari minyak sebesar 11 ml saja dan pada indramayu light, volume air
yang terpisah hingga menit ke-40 yakni 24 ml.
Berdasarkan ketiga putaran diatas, dapat disimpulkan bahwa pada putaran RPM
yang semakin besar, emulsi akan semakin stabil dan emulsi makin lama pecah
karena dengan agitasi yang kuat maka akan terbentuk droplet yanglebih kecil
ukurannya sehingga memperlama terjadinya flokulasi dan coalesence. Selain itu
pada jatibarang heavy tidak mengalami pemisahan antara minyak dan air
diakibatkan oleh viskositasnya sangat besar karena mengandung fraksi-fraksi
berat hidrokarbon sehingga emulsi yang dihasilkan lebih stabil dibandingkan
dengan indramayu light maupun duri light.
2. Penambahan demulsifier
Pada data percobaan yang diperoleh dengan penambahan demulsifier, pada
indramayu light di detik ke-210 telah terpisah seluruhnya antar minyak dan air
sedangkan pada jatibarang heavy, pada menit ke-40 belum seluruh air terpisah
dari minyak. Adanya perbedaan ini diakibatkan oleh viskositas crude oil. Crude
oil jatibarang heavy lebih besar dibandingkan dengan indramayu ataupun duri
light karena mengandung fraksi berat, akibatnya pemisahan emulsi antara air dan
minyak dengan penambahan demulsifier ini lama dilakukan, emulsinya sangat
stabil. Sedangkan pada duri light, penambahan demulsifier ini malah membuat air
dan minyak tidak terpisah. Kemungkinan hal ini disebabkan sampel crude oil duri
-
light merupakan sampel yang telah lama ada di lab sehingga mungkin saja fraksi
ringan minyak sudah menguap. Selain itu disebabkan oleh demulisifer yang sudah
rusak termakan usia. Jika benar akibat demulisifier, maka pengadukan kembali 3
menit setelah di tetesi demulsifier menyebabkan emulsi menjadi paling stabil
sehingga tidak ada pemisahan minyak dan air.
Sebenarnya penambahan demulsifier di percobaan ini bertujuan untuk
mengurangi pengaruh emulsifier terhadap emulsi. Penambahan demulsifier ini
akan menyebabkan lapisan film yang melapisi air akan pecah, kemudian butiran-
butiran air akan tergabung dan memisahkan diri dari minyak berdasarkan
densitas.
3. Pengaruh Pemanasan (Heating)
Pada data percobaan yang diperoleh dengan pemanasan, pada jatibarang heavy
pemisahan antara air dan minyak secara sempurna terjadi pada menit ke-6, pada
duri light pemisahan antara air dan minyak terjadi pada menit ke 6 namun belum
seluruhnya yakni terbentuk 39 ml air yang terpisah dan indramayu light perlu 27
menit untuk terpisahnya air dengan minyak. Adanya perbedaan kecepatan dalam
terpisahnya air dan minyak ialah pada jatibarang heavy, karena viskositasnya
sangat besar maka saat terjadi pemanasan paling cepat mengalami pemisahan
antara air dan minyak karena molekul-molekul minyak yang rapat ini banyak
yang saling bertumbukkan (sangat berdekatan molekulnya dibandingkan dengan
duri atau indramayu light) sehingga cepat terpisah emulsinya.
Efek pemanasan akan menyebabkan kestabilan emulsi menurun. Pada temperatur
yang tinggi maka gerakan molekul menjadi lebih cepat sehingga tumbukan
antarmolekul menjadi lebih sering terjadi. Lapisan film antarbutir air yang
terbentuk akan pecah dan menyebabkan bergabungnya kembali butiran air. Lalu
setelah tergabung, butiran air ini akan memisahkan diri dari minyak sesuai dengan
densitasnya. Berdasarkan percobaan yang kami lakukan, proses pemecahan
emulsi yang paling cepat ialah menggunakan metode pemanasan.
Berdasarkan data yang diperoleh dari hasil percobaan, kecepatan pengadukan
berpengaruh pada kestabilan emulsi. Semakin cepat pengadukan, membutuhkan
-
waktu yang semakin lama untuk memisahkan air dan minyak. Volume air yang
terpisah yang paling banyak dan paling cepat yaitu dengan metode pemanasan
VI. KESAN DAN PESAN
Pada praktikum kali ini, jujur kami semua belum terlalu siap. Kami terlalu hectic dan
terpaku pada tugas pendahuluan, yang membutuhkan waktu lama dalam mencari
referensinya di internet akibatnya kami tidak terlalu siap dalam praktikum. Kami
sudah bertanya pada kelompok lain dan kata mereka tes awal dan tes alat praktikum
modul 2 ini selow, dan mudah, jadi kami santai saja tapi ternyata dugaan kami salah
besar. Kami belajar diagram fasa setiap 1 jenis fluida reservoir, bukan gabungannya
dan dibuat dalam 1 grafik, kami sangat bingung, jujur bang. Dan ternyata soal tes
awal lainnya juga diluar dugaan kami. Kami hanya tahu rumus hukum stokes dan
ternyata yang ditanyakan adalah penurunan rumus itu, kami bingung bang. Lalu soal
yang lain juga demikian, kami belum tahu terlalu detail manfaat dan kerugian dari
emulsi di dunia migas apalagi minimalnya 3 masing-masing manfaat dan
kerugiannya, saya hanya tahu 1 saja . Apalagi soal terakhir yakni emulsion
blocking, kami tidak tahu menahu mengenai hal itu bang. Ya itu memang salah kami
kurang membaca referensi lain. Dan setelah tes awal itu saya yakin sekali akan di
kick karena memang saya tidak bisa mengerjakan sepenuhnya tes awal tersebut. Lalu
saya melanjutkan dengan tes alat. Sebelumnya saya mengerti apa yang akan
dilakukan dalam praktikum kali ini, namun entah kenapa, mungkin saja karena
gugup, semua yang saya pahami hilang begitu saja di pikiran saya. Dan setelah tes
alat itu,perasaaaan saya sudah berkata bahwa saya akan di kick. Dan ternyata 1
kelompok kami di kick. Sedih bang, tapi memang itu kemampuan kelompok kami.
Tapi kami mengajukan agar kami tidak di kick malam itu dengan mengajukan
konsekuensi tugas tambahan untuk kami semua dan abang menyetujui, terima kasih
banyak ya bang sudah mengizinkan kami untuk praktikum malam itu . Namun
saya mempunyai usul atau pesan bang, mohon soal tes awalnya jangan susah-susah
seperti itu ya bang, kami tidak mengerti sama sekali. dan tetaplah semangat terus ya
bang di setiap jadi asisten praktikum dan kapan pun
VII. KESIMPULAN
-
1. Emulsi terbentuk dari dua cairan yang saling immiscible (tidak dapat bercampur pada
kondisi normal) yang mengalami proses pengadukan sehingga cairan yang lebih sedikit
jumlahnya akan terdispersi pada cairan lainnya.
2. Syarat terbentuknya emulsi yaitu adanya cairan yang saling immiscible, adanya proses
pengadukan dan adanya emulsifying agent.
3. Proses pemecahan emulsi dapat dilakukan dengan berbagai metode, di antaranya yaitu
pengaruh agitasi, penambahan demulsifier, pemanasan, Semakin cepat dan semakin lama
proses pengadukan,tingkat kestabilan emulsi makin tinggi.
4. Adanya faktor besarnya viskositas mengakibatkan jatibarang heavy dan air tidak bisa
terpisah (maik besar viskositas, emulsinya makin stabil dan sulit untuk dipisahkan).
5. Adanya faktor demulsifier yang tidak berfungsi dengan baik menyebabkan duri light dan
air tidak bisa dipisahkan.
6. Semakin tinggi temperature, maka kestabilan emulsi akan semakin menurun.
7. Berdasarkan percobaan kami, metode pemanasan merupakan metode paling cepat dalam
proses pemecahan emulsi.
VIII. DAFTAR PUSTAKA
- McCain, Wiliam D. Jr. The Properties of Petroleum Fluids. 2nd ed. PennWell
Publishing co. : Tulsa, Oklohama.1990.
- Modul 2.Emulsi. TM-2108 ITB Fluida Reservoir. Semester I 2013/2014.
- Zeidani, K., et al. Application of Emulsion Blocking Mechanism for Sealing the Near
Wellbore Region. 2008
- Mucharam, Leksono. Emulsion-Surface Facilities and Transportation.
- McAuliffe, Clayton D., et al. Crude-Oil-Water Emulsions to Improve Fluid Flow in
an Oil Reservoir. 1973.
IX. JAWABAN PERTANYAAN
1. Gambarkan diagram fasa 5 fluida reservoir dalam 1 grafik! Lengkapi gambar
dengan garis produksi, titik separator, cricondentherm, cricondenbar! Jelaskan
-
mengapa ada perbedaan kurva-kurva pada fluida reservoir! Cantumkan pula
resume bab 5 buku FR McCain!
2. Turunkan persamaan stokes sehingga jadi seperti ini :
Rangkum slide emulsi-new.pdf
3. Mengapa kita harus belajar emulsi di industri migas? Sebutkan keuntungan (min
3) & kerugiannya (min 3)! Cantumkan bukti screenshot kalian tergabung ke
www.onepetro.org ! Rangkum paper tentang keuntungan emulsi (5 orang tidak
boleh sama) dan kerugian emulsi ( 4 orang tidak boleh sama ) dengan
mencantumkan nama file paper yang kalian resume!
4. Apa itu emulsion blocking? Apa aplikasinya di dunia migas? Rangkum 1 paper
dari onepetro.org ( 1 kelompok 1 paper) dan cantumkan nama filenya.
5. Jika perbandingan volume air dibandingkan minyak dalam suatu sistem emulsi
adalah 40 : 60. Tentukan viskositas emulsinya jika diketahui viskositas minyak
murni 40 cp!
6. Gambarkan grafik apparent viscosity vs shear rate pada berbagai % volum air
pada emulsi!
Jawaban :
1. Diagram fasa 5 fluida reservoir dalam 1 grafik
-
dengan = cricondenbar
= crocondenterm
Adanya perbedaan kurva antara satu fluida reservoir dengan yang lainnya ini karena
adanya perbedaan komposisi dari masing-masing fluida reservoir, ada yang terdiri atas fraksi
berat hidrokarbon, fraksi ringan hidrokarbon dan ada yang terdiri dari gas ataupun liquid.
Selain itu juga adanya perbedaan karakteristik perubahan fasa pada fluida reservoir akibat
adanya perbedaan tekanan dan temperatur serta perbedaan letak separator.
Resume Bab 5 McCain :
Mengidentifikasi jenis fluida reservoir bisa ditentukan dari gas oil ratio, gravity of the
stock tank liquid, dan warna dari stock tank liquid.
Jenis-jenis fluida rservoir :
a. Black Oil (low shrinkage oil)
Diagram fasa :
-
penjelasan diagram fasa :
Garis 123 menunjukkan adanya
penurunan tekanan saat reservoir
diproduksi pada temperatur
konstan. Pada garis 12, minyak
masih dalam keadaan
undersaturated yang berarti
minyak masih berada fasa cair
dan sedikit gas terlarut. Di titik 2,
minyak dalam keadaan saturated
yang berarti minyak mengandung paling banyak gas terlarut dan minyak mulai
melepaskan gas terlarut untuk pertama kali. Pada garis 23 saat tekanan reservoir
makin turun, maka gas yang terlarut akan lebih banyak terlepas dari minyak. Black
oil dicirikan dengan garis isovol lebih rapat disekitar dew point line sehingga untuk
menghasilkan banyak gas, perlu penurunan tekanan yang signifikan.
Ciri khas lain :
- Gas oil ratio : 2000 scf/STB akan meningkat selama produksi saat tekanan reservoir
dibawah tekanan bubble point minyak
- Stock tank gravity <
- Warna stock tank oil hitam atau cokelat tua karena mengandung hidrokarbon fraksi
berat,
- Formation volume factor =
- Mengandung heptana >30 mol persen dan banyak hidrokarbon fraksi berat serta
nonvolatile molecules
b. Volatile Oil (high shrinkage oil)
Critical temperature hampir sama dengan temperatur reservoir tapi lebih rendah dari
black oil.
Penjelasan diagram fasa :
-
Pada titik 1-2 fluida dalam kondisi undersaturated. Saat reservoir diproduksi maka
tekanan reservoir akan turun dan saat melintasi bubble point, minyak mulai
melepaskan gas dan menjadi saturated. Pada diagram ini dicirikan dengan garis isovol
yang lebih rapat di bubble point line yang berarti penurunan sedikit tekanan mampu
melepaskan gas cukup besar sehingga specific volume minyak turun dengan cepat.
Ciri khas lain :
- Gas oil ratio = 2000-3000 scf/STB
- Stock tank oil gravity = akan meningkat selama tekanan produksi dibawah
bubble point.
- Warna stock tank oil = cokelat, orange, hijau
- Formation volume factor > 2.0 res bbl/ STB
- Mengandung lebih sedikit hidrokarbon fraksi berat dan lebih banyak intermediet
hidrokarbon.
c. Retrogade Gas
Penjelasan diagram fasa :
Diagram fasa retrogade gas lebih kecil
daripada minyak dan titik kritik berada
lebih bawah di sisi kiri envelope. Hal ini
dikarenakan retrogade gas mengandung
lebih sedikit hidrokarbon fraksi berat
daripada minyak. Critical temperatur <
reservoir temperatur dan cricondentherm >
temperatur reservoir. saat tekanan reservoir
turun pada titik pada titik 2 lalu menuju titik 3 maka gas akan terkondensasi menjadi cairan
di reservoir, cairan ini tidak dapat mengalir dan tidak dapat diproduksi. Lalu pada tekanan
lebih rendah lagi, kondensat akan kembali menguap, dan inilah yang disebut fenomena
retrogade.
Ciri khas lain :
-
- Gas oil ratio = 3300 scf/STB, gas dengan GOR yang tinggi mempunyai cricondentherm
yang mendekati nilai temperatur reservoi. GOR akan meningkat saat tekanan reservoir
dibawah tekanan gas di dew point.
- Stock tank oil gravity =
- Liquid berwarna cokelat, orange, greenish, bening seperti air, mengandung hidrokarbon
intermediate
d. Wet gas
penjelasan :
Saat produksi dan tekanan turun, wet
gas selalu dalam fasa gas di
reservoir. saat mencapai separator,
sebagian gas terkondensasi
membentuk kondensat/hydrocarbon
liquid. Jika lokasi separator cukup
jauh dari dew point line, kondensasi
dapat terjadi di tubing string.
Ciri khas lainnya :
- Gas oil ratio = 70000-100000 scf/STB
- Gravity stock tank liquid > dan tidak berubah sepanjang umur reservoir itu
- Warna stock tank liquid ialah bening seperti air
- Mengandung metana dengan sejumlah kecil hidrokarbon intermediate(etana hingga
butana)
e. Dry gas
Dry gas selalu dalam fasa gas baik itu di
dalam reservoir maupun di permukaaan
Gas tidak mengandung molekul berat
sehingga tidak berubah menjadi liquid
saat dipermukaan.
-
Kandungan utamanya metana dan intermediet hidrokarbon dengan jumlah yang lebih
sedikit dibandingkan wet gas
2. Penurunan rumus
Stokes Law derivation
Dimana Fd =gaya gesek dari fluida kepada droplet,
m = viskositas fluida,
V = kecepatan dari droplet relatif terhadap fluida,
d =diameter dari droplet.
Diagram bebas benda
...(1)
Maka
-
Untuk emulsi air dalam minyak
Persamaan menjadi :
dengan r = d maka
Dengan
;
;
maka
-
Resume silde emulsi-new.pdf :
Dalam memproduksi suatu minyak bumi, sealu terproduksi juga fasa air dan membentuk emulsi.
Water cut dari lapangan minyak terus meningkat dengan bertambahnya kumulatif produksi
minyak.
BS & W merupakan basic sediment & water, yang digunakan untuk menunjukkan kandungan air
dan solid. Pembatasan BS & W umumnya 0,1%-0,3 %. Adanya pembatasan ini berguna untuk
menghindari kenaikan biaya transportasi, mengurasi kerusakan peralatan dan biaya treatment
serta pembuangan. Solid yang umum terproduksi dengan air yakni sand, silt, mud, scale.
-
Emulsi merupakan merupakan sistem cairan yang heterogen yang terdiri dari 2 cairan yang
immiscible yakni cairan yang tidak dapat bersatu pada keadaan normal. Salah satu cairan
tersebar dalam bentuk droplet pada cairna lainnya. Dalam emulsi terdapat emulsifier yang dapat
mencegah terjadinya coalescence, dalam dispersion tidak ada pencegah coalescence.
Emulsi :
Jenis-jenis emulsi
emulsi crude oil dan air paling banyak ditemukan berupa air yang terdispersi dalam fasa
minyak. Ada 2 jenis emulsi yaitu :
1. Emulsi normal = emulsi air dalam minyak(w/o)
2. Emulsi inverse= emulsi minyak dalam air (o/w) umumnya terjadi pada produksi
minyak berat.
Pengaruh adanya emulsifier
- Menurunkan interfacial tension droplet air sehingga ukuran droplet lebih kecil dan
memakan waktu yang lama untuk mengendap serta emulsi makin stabil
-
- Membentuk lapisan pada permukaan droplet sehingga mencegah terjadinya
coalescing ketika berbenturan
- Mengakibatkan polar molekul sehingga terjadi muatan listrik yang sama sehingga
terjadi toalk menolak antar droplet.
Jenis emulsifier : parafiin, resin, organic acid, salt, asphalt drilling mud
Persamaan stokes :
dengan Vt = kecepatan settling droplet
SG= specific gravity
dm = diameter droplet
viskositas fasa kontinu, cp
Syarat terbentuknya emulsi
- Ada dua cairan yang immiscible (minyak dan air)
- Ada agitasi (di choke, valve, aliran turbulent)
- Ada emulsifying agent
Klasidikasi emulsi berdasarkan ukuran partikel :
- Macroemulsion berukuran 02,-50 mm
- Microemulsion berukuran 0,001-0,2 mm
- Colloid droplet berukuran 0,001-1mm
-
Agitasi minyak dan air terjadi pada :
- pompa di dasar sumur
- Aliran dalam tubing
- Pompa dipermukaan
- Aliran melalui chike, valve
Droplet emulsi
- Jika agitasi makin besar, diameter droplet makin kecil, lebih sulit untuk dipisahkan
- Jumlah volume emulsi air dalam mminyak sekitar 1-6-%
- Pada minyak ringan (API>20), volume emulsi 5-20%
- Pada minyak berat (API
-
Viskositas emulsi selalu lebih besar daripada viskositas minyak murninya. Dala
persamaan :
F = fraksi dari fasa yang terdispersi (fasa air)
Metode yang digunakan untuk menangani crude oil
a. Destabilization = chemical, heating
b. Coalescence = agitasi, coalescing plate, electric field, water washing, heating,
centrifugation
c. Gravity separation = gravity settling, heating, centrifugation
3. Kita harus belajar emulsi di industri minyak dan gas karena dalam pengeboran
minyak dan gas, akan didapatkan tidak hanya minyak dan gas namun juga air yang
membentuk emulsi dengan minyak. Oleh karena itu kita harus mengetahui
karakteristik emulsinya seperti apa dan penanganannya seperti apa. Tak itu saja, kita
perlu mempelajari emulsi karena emulsi ini juga bermanfaat dalam industri migas
yaitu :
- Emulsi crude oil in water dapat meningkatkan aliran fluida di reservoir minyak
- Untuk mengontrol mobilitas saat terjadi steamflooding
-
- Minyak berat memiliki viskositas yang besar sehingga degan membuat emulsi pada
minyak berat dan air dengan metode tertentu, trasnportasi minyak ke permukaan
menjadi lebih mudah sebab emulsi mampu membuat viskositas minyak menjadi lebih
kecil
- Adanya Emulsion viscocity reducers untuk menghasilkan fluida yang viskositasnya
kecil sehingga nilai jual minyaknya tinggi
Kerugian emulsi di industri migas :
- Kerusakan formasi akibat emulsi saat drilling menggunakan emulsified drilling fluids
- Membutuhkan biaya treatment yang besar akibat kerusakan alat dan formasi
- Mengurangi laju produksi minyak dan gas karena banyak minyak yang tercampur
membentuk emulsi
- Memakan waktu untuk menghasilkan minyak karena perlu proses untuk memisahkan
emulsi dengan minyak
bukti screenshot saya telah tergabung dalam onepetro.org :
-
Resume paper 00004370.pdf berjudul Crude Oil in Water Emulsions To Improve
Fluid Flow in an Oil Reservoir :
Tes lapangan digunakan untuk melihat apakah emulsi air dan minyak yang
disiapkan dari petroleum crude oil dapat mengurangi penyaluran air dari sumur
injeksi ke sumur produksi. Dalam periode 2 tahun setelah treatment emulsi dari 3
sumur injeksi, produksi fluida dari offset wells menunjukkan peningkatan recovery
minyak dan campuran minyak dan airnya sedikit serta meningkatnya sweep
efficiency.
Adanya penyaluran injeksi air melewati zona yang permeabilitasnya tinggi di
reservoir yang heterogen menunjukkan bahwa sweep efficiency makin rendah karena
perpindahan dari crude oil tersebut. untuk mengembangkan distribusi injeksi air ke
dalam sumur di waterfloods, sumur bor harus telah diperlakukan sedemikian rupa
dengan suatu padatan seperti semen, tanah kapur. Walaupun metode shallow
penetration mempengaruhi dengan lebih baik distribusi air ke dalam formasi di sumur
bor , metode ini tidak menghasilkan sweep efficiency yang baik, malah tingginya
zona permeabilitas itu terpisahkan oleh shale breaks yang permeabilitasnya lebih
rendah. Shale breaks yang permeabilitasnya rendah ini memungkinkan terjadinya
aliran crossflow yang besar karena lapisan cross formation ini lebih luas
dibandingkan dengan area formasi di flood fronts. Dalam penelitian belakangan ini
menyebutkan bahwa adanya emulsi minyak di dalam air menunjukkan properties
recovery minyaknya bagus. Injeksi emulsi ke dalam core batu pasir meningkatkan
sweep efficiency akibat dari peningkatan aliran fluida yang heterogen pada core batu
pasir.
Dalam memanfaatkan emulsi ini, pertama kita akan melakukan pengembangan
waterflood yakni mulai dengan injeksi air hanya ke Kinsey Sand karena kontak
minyak-air 400-600 ft lebih rendah daripada top oil sand. Injeksi ini dilakukan jika
posisi kontak minyak-air pada Kinsey dekat dengan top oil sands. Lalu
waterfloooding ketiga pasir itu akan berlangsung secara seragam. Pengembangan ini
dilakukan hingga tahun 1965 hingga didapatkan kenyataan bahwa air berlebih pada
aquifer berkurang dan menyebabkan keseragaman kontak antara minyak-air itu
kurang dicapai. Hal ini menyebabkan tidak adanya peningkatan produksi minyak, dan
-
air injeksinya menjadi mengandung garam dan mempunyai komposisi seperti top oil
dan kinsey sands. Akibat hal ini maka mulailah dikembangkannya emulsi untuk
diinjeksikan yakni yang mengandung 70% midway sunset section 26C crude oil (14
API), dengan 30% air yang mengandung 1 % NaOH. Emulsi yang paling stabil ini
diinjeksikan ke pori batuan, dan droplet emulsi ini akan berkembang dan bersarang
di pori lalu mengakibatkan penurunan permeabilitas fluida yang besar sehingga
mempengaruhi jumlah emulsi minyak yang diinjeksikan. Emulsi ini tidak dialirkan
bersama dengan air dari sumur injeksi ke sumur produksi.
Lalu pembuatan emulsi ini dengan 14 % emulsi mengandung 33000 bbl crude oil
yang diinjeksikan ke dalam sumur bor. Kandungan emulsi 14% ini mengakibatkan
konsentrasinya tinggi, padahal lebih efektif lagi jika injeksi emulsi ini di konsentrasi
yang lebih rendah karena heterogenitasnya dapat dikontrol.
Produksi fluida dari waterflood area setelah diinjeksikan dengan air pada tahun
1965 ini meningkat namun tidak ada peningkatan produksi minyak. Produksi fluida
dari waterflood area yang diinjeksikan dengan emulsi ini menghasilkan data bahwa
total produksi fluida dan WOR meningkat dengan sedikit/ tidak ada peningkatan
produksi minyak. lalu setelah sumur ditreatment dengan menginjeksikan 3 sumur
selama 4 bulan dengan 14% emulsi yang mengandung 30000 bbl minyak tambahan
mengakibatkan produksi minyak yang meningkat , dengan total fluida yang konstan
serta nilai WOR yang menurun. Ini menunjukkan bahwa treatment dengan emulsi ini
telah mengurangi penyaluran air dari sumur injeksi ke sumur produksi. Selain faktor
diatas, salinitas juga mempengaruhi produksi fluida yakni salinitas makin besar dan
makin sedikit fresh water yang disalurkan ke sumur, makin banyak air formasi yang
diproduksi sehingga sweep efficiency makin besar. Produksi dari besarnya proporsi
air formasi yang saline ini setelah injeksi emulsi, mengindikasikan adanya
pengurangan penyaluran air injeksi.
4. emulsion blocking merupakan emulsi yang mampu menghalangi aliran minyak dan
gas keluar dari batuan. Emulsi ini akan masuk ke dalam pori-pori batuan dan menahn
fluida keluar dari batuan.
aplikasinya di dunia migas adalah untuk memperoleh pembentukan formasi yang
lebih dalam agar menghasilkan sweep efficiency yang lebih baik dan recovery
-
minyak yang lebih baik pula, digunakan untuk menyelesaikan masalah gas yang
keluar dari permukaan yang menyebabkan berkurangnya natural resources, polusi di
subsurface, dan pengeluaran gas greenhouse ke atmosfer.
Resume paper PETSOC-08-05-40-P.pdf berjudul Application of Emulsion
Blocking Mechanism for Sealing the Near Wellbore Region :
Banyak gas dari sumur yang bocor ke permukaan, dalam memecahkan masalah
ini, kita telah melakukan eksperimen skala laboratorium untuk tes lapangan novel
process yakni menginjeksikan emulsi minyak di dalam air yang mempunyai viskostas
tertentu untuk membentuk formasi didekat sumur bor. Untuk unconsolidated cores,
proses ini efektif tapi kedalaman penetrasi emulsi itu terbatas pada fraksi kecil dari
panjang core.
Pada gradien tekanan tertentu, ukuran droplet terlalu besar untuk masuk ke pori
batuan, disisi lain droplet menempel ke lapisan pori batuan dan mengalami koalesensi
sehingga mempercepat proses blocking, dan droplet yang viskositasnya besar ini
memblocking por-pori batuan. Pemilihan surfaktan terutama dalam hal konsentrasi
dan volum yang diinjeksikan, dapat mempengaruhi seberapa dalam emulsi oil in
water dapat dipenetrasi ke dalam batuan.
Emulsi ini ditemukan pada banyak kegiatan produksi dan pemrosesan. Aplikasi
dari emulsion blocking ini ialah untuk memperoleh pembentukan formasi yang lebih
dalam untuk menghasilkan sweep efficiency yang lebih baik dan recovery minyak
yang lebih baik pula. Emulsion blocking ini digunakan untuk menghalangi aliran
minyak ataupun gas dan ini dapat digunakan untuk menyelesaikan masalah gas yang
keluar dari permukaan yang menyebabkan berkurangnya natural resources, polusi di
subsurface, dan pengeluaran gas greenhouse ke atmosfer.
Pada proses emulsion-sealing ini , emulsi oil in water yang viskositasnya besar
diinjeksikan ke dalam casing sumur, sehingga memblocking formasi dan daerah
sementasi. Kita isi casing dengan air asin sehingga mampu menurunkan gradien
tekanan dan emulsi dapat menghalangi aliran gas ke permukaan dengan mudah.
Konsentrasi tinggi dari emulsi aspal di dalam air lebih efektif dalam memblocking
pori-pori batuan.
-
Rasio ukuran droplet ke pori batuan dan konsentrasi surfaktan mempunyai
peranan penting dalam penangkapan droplet di pori batuan. Droplet yang mempunyai
ukuran lebih besar daripada pori batuan, berdampak pada proses blocking yang
berlangsung secara signifikan. Jika surfaktan ini ada didalam solution, dapat
memudahkan transportasi emulsi ke medium pori yang lebih dalam.
5. Viskositas emulsi :
Diketahui fraksi air = 40/100 = 0,4
maka
106,24 cp
6. Viscosity vs shear rate 50/50 water/oil
Viscosity vs shear rate 20/80 oil/water