PROGRAM STUDI TEKNIK PERMINYAKAN

INSTITUT TEKNOLOGI DAN SAINS BANDUNG

TM-4143 METODE ENHANCED OIL RECOVERY (EOR)

TUGAS PEKERJAAN RUMAH (PR#04)

1. Jelaskan pengaruh faktor-faktor berikut terhadap efisiensi pendesakan oleh

injeksi CO2 dalam reservoir.

Jawab :

a. Mobility Control.

Mobility merupakan ratio antara permeabilitas batuan terhadap

viskositas fluida, sehingga jika viskositas kecil maka mobility akan

semakin besar. Gas CO2 memiliki viskositas yang lebih dari kecil dari oil

sehingga baik untuk menurunkan viskositas oil sehingga mobility oil

menjadi lebih besar dan oil menjadi lebih mudah bergerak /mengalir.

Namun, gas CO2 yang memilik viskositas yang lebih kecil dari oil sehingga

gas CO2 memiliki mobility yang cepat/besar. Hal tersebut menjadi kurang

efektif dalam sweeping oil dan mengontrol pergerakan oil yang memiliki

mobility lebih kecil dari gas. Oleh karena itu, dalam injeksi CO2 perlu

diiringi water (WAG) atau foam guna mengontrol pergerakan (Mobility

Control) CO2 dalam penyapuan oil. Water atau foam memiliki viskositas

yang lebih besar dari gas sehingga memperlambat pergerakan CO2 dan

mampu mendorong oil yang memiliki viskositas lebih besar dari gas.

b. Gravity Override or Underride.

Gas CO2 memiliki densitas yang lebih kecil dari oil, sehingga jika CO2

diinjeksikan ke dalam reservoir akan cenderung bergerak di atas oil

(override) dan dapat menyebabkan oil tidak terdorong. Oleh karena itu,

injeksi CO2 perlu diiringi water (WAG) agar oil terdorong lebih ke atas

oleh water karena water bersifat underride (water memiliki densitas

paling berat diantara oil dan gas) dan gas akan mampu mendorong oil

yang sudah terdorong ke atas oleh water.

2. Berdasarkan hasil data EOR screening criteria untuk lapangan minyak tua “K-

POP” direkomendasikan untuk meningkatkan perolehan minyak tahap lanjut

melalui injeksi CO2 yang berasal dari lapangan gas alam disebelahnya.

Berdasarkan pertimbangan teknis, ada dua kemungkinan proses injeksi CO2

yang bisa dilakukan yaitu injeksi CO2 murni (100 mol% CO2) atau injeksi gas

PROGRAM STUDI TEKNIK PERMINYAKAN

INSTITUT TEKNOLOGI DAN SAINS BANDUNG

CO2 yang mengandung gas metana (C1) sebanyak 5 mol%. Data-data lainnya

yang berhubungan dengan fluida dan reservoir adalah sebagai berikut:

Treservoir = 150 oF

MW C5+ = 200

Mole fraction volatiles/intermediate = 0.7

Data lain dapat dilihat di Lampiran.

Hitunglah tekanan tercampur minimum (MMP) untuk sistem:

a. Injeksi CO2 murni (100% mole).

Jawab :

1) Holm & Josendal Correlation didapat MMP = 2200 Psia

2) Yellig & Metcalfe Correlation didapat MMP = 1850 Psia

3) Alston et al didapat MMP :

PCO2 = 8.78 x10−4(150℉ )1.06(200)1.78 (0.7 )0.136

= 2113.09 Psia

b. Injeksi campuran gas CO2 (95 mol%) dan C1 (5 mol%).

Jawab :

Weight fraction of CO2 :

X CO2 = 0.95 x 44

(0.95x 44 )+(0.05x 16) = 0.9812

Critical Temperature :

T’cm = [(XC1 x Tc C1) + (XCO2 + Tc CO2)] – 459.7

= [(0.0188 x 343.3) + (0.9812 x 547.7)] – 459.7

= 84.162℉Tc didapatkan dari tabel pada lampiran

Correction factor :

Fimp= ( 87.884.162 )1.935 x ( 87.884.162 )

PROGRAM STUDI TEKNIK PERMINYAKAN

INSTITUT TEKNOLOGI DAN SAINS BANDUNG

= 1.0892

MMP with correction :

MMP = PCO2 x Fimp

= 2113.09 x 1.0892

= 2301.67 Psia

Sehingga didapatkan bahwa injeksi pure CO2 memiliki tekanan tercampur

minimum (MMP) yang lebih kecil daripada injeksi CO2 yang dicampur

dengan C1. Sehingga, injeksi pure CO2 lebih efektif untuk diterapkan, karena

tekanan yang terlalu besar dikhawatirkan akan melewati batas maksimum

pressure yang mampu ditahan oleh reservoir.

3. Sebutkan mekanisme pendesakan (displacement mechanism) minyak yang

terjadi pada proses EOR dengan injeksi alkaline.

Jawab :

a. Menurunkan Interfacial Tension (IFT).

Pada injeksi air, harga bilangan kapiler sekitar 10-6. Oil recovery

dapat ditingkatkan dengan menurunkan IFT 100 hingga 1000 kali.

Larutan alkaline dapat menurunkan IFT.

Mekanisme ini berhubungan dengan acid number (derajat

keasaman), gaya gravitasi dan viskositas.

Bila viskositas dan kecepatan konstan, maka untuk menaikkan

bilangan kapiler dilakukan dengan menurunkan tegangan

antarmuka sampai ribuan kali atau lebih.

pH yang tinggi akan mengakibatkan penurunan tegangan

permukaan minyak.

Derajat keasaman adalah jumlah KOH dalam mg yang dibutuhkan

untuk menetralisasikan 1 gr Crude Oil untuk mendapatkan pH = 7.

Derajat keasaman > 0.5 mg KOH/gr Crude Oil.

b. Merubah rock wettability (sifat kebasahan batuan) dari oil wet menjadi

water wet yang dapat meningkatkan mobility ratio. Pada injeksi alkaline

ada dua kemungkinan terjadinya perubahan kebasahan, yaitu

perubahan kebasahan dari water-wet menjadi oil-wet dan sebaliknya.

PROGRAM STUDI TEKNIK PERMINYAKAN

INSTITUT TEKNOLOGI DAN SAINS BANDUNG

Pada saat konsentrasi zat perubah kebasahan naik, batuan water-wet

berubah jadi oil-wet, akibatnya tenaga kapiler akan mendorong

minyak pada kerongkongan pori yang lebih sempit.

Bila zat perubah kebasahan tersebut turun, batuan mulai berubah

lagi menuju water-wet sehingga mengakibatkan minyak menjadi

retak-retak sepanjang kerongkongan pori.

Bila batuan tersebut sudah menjadi water-wet kembali, maka minyak

yang retak-retak akan pecah dan lepas dari batuan, kemudian

mengalir melalui kerongkongan pori bersama air injeksi.

c. Emulsifikasi dan penderetan (Emulsifikasi and Entrainment) yaitu bila

emulsi yang terjadi akibat reaksi Alkaline (Misal : KOH, NaOH dll)

dengan minyak di reservoir, kemudian emulsi tersebut masuk ke dalam

air injeksi dan mengalir bersama sebagai minyak-minyak yang halus.

Alkaline mempunyai sifat dapat mencegah minyak menempel pada

permukaan batu pasir. Kondisi tersebut diperlukan selama penderetan

kontinyu terjadi untuk mempertahankan tegangan antar muka yang

rendah saat campuran bergerak melewati reservoir.

d. Emulsifikasi dan Penjebakan (Emulsifikasi and Entrapment) yaitu bila

emulsi tersebut selama proses pengalirannya ada sebagaian yang

terperangkap kembali sehingga sedikit menghambat bergeraknya air

injeksi, dan mobilitas air injeksi menjadi berkurang. Maka akan

memperbaiki efisiensi penyapuan vertikal dan horisontal.

e. Peleburan/Pelarutan Rigid Interfacial Film. Beberapa hidrokarbon

mempunyai kecenderungan untuk membentuk rigid interfacial film.

Film ini akan hancur dan masuk ke dalam minyak, tetapi prosesnya

sangat lambat. Bila film ini masuk ke dalam ruang pori yang kecil, maka

ia akan melipat membentuk simpul-simpul yang mengakibatkan minyak

tidak dapat keluar dari media berpori. Dengan injeksi alkaline, padatan

film akan pecah atau larut terbawa gerakan minyak sisa.

4. Jelaskan jenis-jenis surfactant dan contohnya.

Jawab :

Jenis-jenis surfactant :

PROGRAM STUDI TEKNIK PERMINYAKAN

INSTITUT TEKNOLOGI DAN SAINS BANDUNG

a. Anionic : Surfactant yang bagian alkilnya terikat suatu anion. Contohnya

garam alkana sulfonat, garam olefin sulfonat (C12H25SO3-Na+).

b. Kationic : Surfactant yang bagian alkilnya terikat suatu unsur

bermuatan positif/kation. Contohnya garam alkil trimethil amonium,

garam dialkil-dimethil amonium, garam alkil dimethil benzil amonium.

c. Non ionic : Surfactant bagian alkilnya tidak memiliki muatan. Contohnya

ester gliserin, ester sorbitan, ester sukrosa, polietilena alkil amina,

glukamina, alkil poliglukosida, mono alkanol amina, dialkanol amina

dan alkil amina oksida.

d. Zwitterionic atau amfoter, surfaktan yang bagian alkilnya mempunyai

muatan positif dan negatif. Contohnya asam amino, betain, fosfobetain.

5. Jelaskan parameter-parameter yang mempengaruhi kinerja injeksi surfactant

dalam reservoir.

Jawab :

a. Pore Geometry : Adanya pore throat pada pori batuan mempengaruhi

surfactant dalam mendesak oil yang mana membutuhkan Pc yang

PROGRAM STUDI TEKNIK PERMINYAKAN

INSTITUT TEKNOLOGI DAN SAINS BANDUNG

kecil agar water (Pw besar) dapat mendorong oil (Po kecil) untuk

mampu melewati pore throat.

b. IFT : Tekanan kapiler cenderung untuk menahan minyak pada media

berpori. Tekanan kapiler dipengaruhi pula oleh IFT (tegangan

permukaan). Tegangan permukaan yang besar antara oil dengan

water mempengaruhi efektivitas pendesakan water terhadap oil.

Karena jika IFT besar maka tekanan kapiler semakin besar dan water

malah akan loss melewati sisi-sisi antara oil dengan pori batuan

sehingga oil akan tertinggal. Dengan adanya surfaktan dapat

menurunkan IFT. Namun, akan lebih bagus lagi jika tekanan

pendesakan/pendorongan sama besar di seluruh permukaan oil dan

oil mampu mengalir melewati

c. Sudut kontak/wettability : Sifat kebasahan batuan terhadap fluida

mempengaruhi kinerja surfactant. Karena jika batuan bersifat oil wet,

maka kita harus mendesain surfactant untuk bersifat oil wet pula agar

oil dapat lepas dari batuan.

d. ∆ P /L : Yaitu perbedaan sepanjang lapisan reservoir. Semakin besar

perbedaan tekanan maka semakin bagus. Karena jika tidak ada ∆ P

maka Q = 0

6. Apa yang dimaksud dengan slug micellar dalam proses chemical EOR.

Jawab :

PROGRAM STUDI TEKNIK PERMINYAKAN

INSTITUT TEKNOLOGI DAN SAINS BANDUNG

Slug micellar yaitu injeksi atau pendorongan dengan menggunakan larutan

surfaktan yang memiliki kosentrasi yang sudah melebihi konsentrasi kritis

(CMC).

Sehingga tail to tail atau head-to head pada surfaktan saling mengumpul.

Micellar berupa surfaktan dan tambahan oil recovery agent yang berupa

alkohol (0-5%), kosurfaktan (0-5%), minyak, dan polimer. Volume larutan

berkisar antara 5-20% volume pori injeksi.

7. Jelaskan dua teknik atau strategi yang umum dilakukan dalam injeksi

surfactant ke reservoir.

Jawab :

a. Menginjeksikan surfactant dengan volume besar (15% - 60% Pore

Volume) dengan konsentrasi rendah.

b. Menginjeksikan surfactant dengan volume rendah (3% - 20% Pore

Volume) dengan konsentrasi tinggi.

8. Gambarkan sistem slug surfactant mixing.

Jawab :

Alkaline Slug sebagai sacrificial agent, yaitu sebagai zat yang

dikorbankan untuk diserap batuan.

Surfactant untuk main fluid dalam menurunkan tegangan permukaan

dan menambah recovery oil.

Polymer untuk meningkatkan efektifitas penyapuan oil dan juga sebagai

mobility control pada surfactant.

Surfactant Alkaline OilPolymerWater

Injection WellProduction Well

PROGRAM STUDI TEKNIK PERMINYAKAN

INSTITUT TEKNOLOGI DAN SAINS BANDUNG

Water berfungsi sama dengan polymer untuk membantu efektifitas

penyapuan oil dan juga membantu mobility control pada surfactant, agar

tidak mengeluarkan biaya yang mahal jika menggunakan polymer yang

banyak.

9. Bagaimanakah cara mengontrol mobility aliran fluida dalam reservoir pada

suatu proses EOR.

Jawab :

Dengan menambahkan zat/material yang memiliki viskositas lebih besar dari

oil, contoh : polymer. Polymer yang bersifat viscous mempunyai gerakan

yang lebih lambat. EOR fluid harus memiliki mobility yang lebih rendah dari

mobility oil agar tidak cepat breakthrough.

10.Jelaskan pengaruh reservoir heterogeneity terhadap efektifitas pendesakan

suatu proses EOR dan residual oil saturation.

Jawab :

Pada umumnya, reservoir minyak terdiri atas banyak lapisan dengan

sifatnya yang beragam. Reservoir heterogeneity mempengaruhi distribusi

permeabilitas di dalam reservoir. Distribusi permeabilitas dipengaruhi salah

satunya yaitu ukuran besar butir atau luas permukaan butiran batuan (A).

Besar A mempengaruhi besarnya aliran fluida dalam media berpori.

Berdasarkan hukum Darcy bahwa semakin besar A maka semakin besar pula

laju alir fluida yang juga mempengaruhi mobility fluida. Dalam pengertian

EOR, permeabilitas reservoir merupakan faktor utama yang penting di

samping rekahan. Variasi permeabilitas dan rekahan dapat berpengaruh

besar terhadap aliran fluida dalam reservoir, sehingga mempengaruhi

perolehan minyak.

Efisiensi penyapuan volumetrik merupakan ukuran pengaruh tiga dimensi

dari heterogenitas reservoir. Hasil tersebut merupakan hasil dari pola

penyapuan vertikal dan horizontal. Efisiensi penyapuan volumetrik

didefinisikan sebagai volume pori resevoir yang terkena kontak dengan

fluida injeksi dibagi dengan volume pori total.

Bisa dikatakan bahwa effisiensi penyapuan vertikal merupakan fungsi dari

karakteristik reservoir itu sendiri, sementara effisiensi penyapuan horizontal

merupakan fungsi dari karakteristik reservoir dan lokasi sumur.

PROGRAM STUDI TEKNIK PERMINYAKAN

INSTITUT TEKNOLOGI DAN SAINS BANDUNG

Solusinya yaitu dengan Injeksi Polimer sebagai mobility control. Polimer

dapat mengurangi pengaruh yang merugikan dari variasi permeabilitas dan

rekahan, sehingga dengan demikian dapat memperbaiki efisiensi penyapuan

vertikal dan horizontal.

LAMPIRAN

Data Sifat-Sifat Fisik Senyawa Kimia