prop domi

7/23/2019 prop domi

http://slidepdf.com/reader/full/prop-domi 1/21

EVALUASI DAN DESAIN ULANG

ELECTRIC SUBMERSIBLE PUMP (ESP)

DI SUMUR “X” LAPANGAN “Y”

I. LATAR BELAKANG MASALAH

Dalam memproduksikan minyak dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu

dengan cara sembur alam (natural flow) dan sembur buatan (artificial lift). Cara

pertama dilakukan bila tekanan reservoir cukup tinggi, sehingga dapat mengalirkan

fluida ke permukaan secara alamiah. Sedangkan cara yang kedua dilakukan apabila

tekanan reservoir tidak mampu lagi mengalirkan fluida kepermukaan secara alamiah.

Salah satu metode yang digunakan dalam menangani masalah yang kedua adalah

dengan menggunakan Pompa enam !istrik ("lectrical Submersible Pump#"SP).

$etode pengangkatan fluida dengan "SP banyak digunakan karena sangat

efektif dan efisien untuk sumur yang menpunyai produktivitas indeks (P%) yang

besar, sumur yang dalam, serta untuk sumur#sumur miring. &da banyak pilihan 'enis

pompa "SP yang beredar di pasaran dimana tiap perusahaan mengembangkan dan

membuat bermacam#macam ukuran serta type dari pompa benam listrik sehingga

dapat dipilih type dan ukuran yang sesuai dengan perhitungan.

nit peralatan "SP di dalam sumur mempunyai usia (running time) tertentu,

sehingga la'u produksinya tidak sesuai dengan harapan. eberapa faktor yang

berpengaruh terhadap la'u produksi sumur#sumur "SP diantaranya adalah adanya

berkurangnya cadangan minyak, adanya problem produksi (kepasiran, conning,

emulsi, scale dan sebagainya) dan desain pompa yang tidak optimal.

Dalam mendesain atau merencanakan pompa benam listrik (Pump Design)ada (tiga) hal penting yang harus di perhitungkan agar pompa dapat beker'a pada

kapasitas yang optimal, yaitu *ead Capacity, Pump "fficiency dan rake *orse

Power sehingga untuk memproduksikan fluida dengan kapasitas produksi maksimum

dan kapasitas ker'a pompa yang optimum, maka peralatan bawah permukaan dalam

pemasangannya bisa menggunakan lebih dari satu. Pemasangan ini biasa disebut

dengan +andem, sedangkan banyaknya yang dipasang akan bervariasi (bisa dua atau

tiga) tergantung dari 'enis type dan ukuran dari unit pompa yang tersedia.

7/23/2019 prop domi


II. MAKSUD DAN TUJUAN

$aksud dan tu'uan penelitian ini adalah mengevaluasi sumur#sumur "SP dan

mendesain ulang "SP dengan mengevaluasi la'u produksi, pump setting depth dan

ukuran serta type unit pompa yang tersedia. Dari hasil tersebut diharapkan dapat

memilih unit pompa "SP yang sesuai untuk menghasilkan la'u produksi yang

optimum.

III. TEORI DASAR

3.1. Pr!"#$%&%$' r*'%

Pada umumnya sumur#sumur yang baru diketemukan mempunyai tenaga

pendorong alamiah yang mampu mengalirkan fluida hidrokarbon dari reservoir

kepermukaan dengan tenaganya sendiri. &kan tetapi dengan ber'alannya waktu

produksi, kemampuan dari formasi untuk mengalirkan fluida tersebut akan

mengalami penurunan, yang besarnya sangat tergantung pada penurunan tekanan

reservoir. Parameter yang menyatakan produktivitas formasi adalah %nde

Produktivitas (P%) dan %nflow Performance -elationship (%P-).

%nde Produktivitas (P%) merupakan inde yang digunakan untuk menyatakankemapuan suatu formasi untuk berproduksi pada suatu beda tekanan tertentu.

wf s PP

P%

−= .............................................................................(#/)

dPwf

dP% = .................................................................................(#0)

%nflow Performance -elationship (%P-) merupakan pernyataan P% secara

grafis yang menggambarkan perubahan#perubahan dari harga tekanan alir dasar

sumur (Pwf) versus la'u alir () yang dihasilkan karena ter'adinya perubahantekanan

alir dasar sumur tersebut. 1arang fluida tersebut satu fasa, bila tekanan reservoir di

bawah tekanan bubble point minyak, dimana gas semula larut akan terbebaskan,

membuat fluida men'adi dua fasa. $enurut $uskat, bentuk %P- pada kondisi

tersebut melengkung, sehingga P% men'adi suatu perbandingan antara perubahan la'u

produksi d dengan perubahan tekanan alir dasar sumur, dPwf.

3.+. A,%r'- ,"%!' D','* P%'

7/23/2019 prop domi


Secara umum persaman gradient tekanan yang digunakan untuk setiap fluida

yang mengalir pada sudut kemiringan pipa tertentu dinyatakan dengan tiga

komponen, yaitu adanya perubahan energi potensial (elevasi), adanya gesekan pada

dinding pipa dan adanya perubahan energi kinetik.

accf el d!

dP

d!

dP

d!

dP

d!

dP

+

+

=

..................................................(#)

d!g

2dP

dg0

2f sin

g

g

d!

dP

cc

0

c

ρ+

ρ+θρ=

...............................................(#3)

dimana 4

ρ 5 densitas fluida, lb6cuft

2 5 kecepatan aliran, ft6dt

f 5 faktor gesekan

d 5 diameter dalam pipa, inchi

a 5 sudut kemiringan pipa

g 5 percepatan gravitasi, ft6dt0

gc 5 faktor konversi

3.+.1. r%/$%- L

ila fluida mengalir didalam pipa maka akan mengalami tegangan geser

(shear stress) pada dinding pipa, sehingga ter'adi kehilangan sebagian tenaganya

yang sering di sebut dengan friction loss. 7illian#*a8en membuat suatu persamaan

empiris untuk friction loss (hf), yaitu4

=

9:;;,3

9;,/9;,/

%D

<

C

/===9)=,0hf .................................................(#;)

dimana4

C 5 konstanta dari bahan yang digunakan dalam pembuatan pipa

< 5 la'u produksi, gallon6menit

%D 5 diameter dalam pipa, inchi

erdasarkan persamaan tersebut, 7illian#*e8en membuat grafik friction loss seperti

yang ditun'ukkan dalam !ampiran

7/23/2019 prop domi


3.+.+. T0#'-'- H0'! !'- Gr'!%0-$ T0#'-'-

+ekanan hidrostatik suatu fluida adalah tekanan yang disebabkan oleh suatu

kolom fluida pada suatu luasan. ila dinyatakan secara matematis 4

h/33

/P f ×ρ×= , lb6in0...............................................................(#:)

Pada suatu kolom fluida, tekanan pada suatu titik adalah sama dengan

tekanan pada permukaan fluida ditambah dengan tekanan akibat kolom fluida

setinggi titik tersebut dari permukaan. >etinggian tersebut disebut *ead.

f S?3,=P* = , ft..................................................................(#@)

?radient tekanan disebabkan oleh suatu kolom fluida pada satu unit

ketinggian, sehingga bila Persamaan (#@) domasukkan P 5 / psi dan * 5 / ft, maka

gradient tekanan (?f ) adalah 4

f f S?3,=? = ......................................................................(#9)

3.3. P*' B0-'* L%$r%# (E,0/$r%/ S"2*0r%2,0 P"*ESP)

Pada dasarnya Pompa enam listrik adalah pompa centrifugal bertingkat

banyak, dimana setiap tingkat terdiri dari dua bagian, yaitu impeller (bagian yang

berputar) dan diffuser (bagian yang diam) serta memiliki poros yang dihubungkan

langsung dengan motor penggerak. $otor penggerak ini menggunakan tenaga listrik

yang di supplai dari permukaan dengan perantaraan kabel listrik. Sedangkan sumber

listrik diambil dari power plant yang ada di lapangan minyak.

3.3.1. P0r','$'- P*' B0-'* L%$r%#

Secara umum peralatan Pompa enam !istrik dapat dibagi men'adi dua

bagian, yaitu Peralatan di bawah permukaan dan Peralatan di atas permukaan. Pada

?ambar .0. memperlihatkan secara lengkap peralatan di atas dan di bawah

permukaan dari Pompa enam !istrik.

A. P0r','$'- B'4'5 P0r*"#''-

7/23/2019 prop domi


Peralatan ini dalam satu kesatuan di u'ung tubing produksi dan dibenamkan

kedalam fluida sumur. &dapun peralatan untuk bawah permukaan adalah sebagai

berikut4

1. PSI U-%$ (Pr0"r0 S0-%-6 I-$r"*0-$)

PS% (Pressure Sensing %nstrument) adalah suatu alat yang mencatat tekana dan

temperatur dalam sumur. Secara umum PS% unit mempunyai 0 komponen pokok,

yaitu 4

a. PS% Down *ole nit

Dipasang dibawah $otor +ype pper atau Center +andem, karena alat inidihubungkan pada 7ye dari "lectric $otor yang seolah#olah merupakan

bagian dari $otor tersebut.

b. PS% Surface -eadout

$erupakan bagian dari system yang mengontrol ker'a Down *ole nit serta

menampakkan (Display) informasi yang diambil dari Down *ole nit.

+. M$r L%$r%#

$otor ini berfungsi sebagai tenaga penggerak bagi unit pompa (prime

mover). $erupakan motor induksi tiga fasa yang terdiri dari dua kumparan, yaitu

stator (bagian yang diam) dan rotor (bagian yang bergerak). -otor ini dihubungkan

dengan poros yang terdapat pada pompa (shaft) sehingga impeller pompa akan

berputar. >arena diameter luarnya terbatas (tergantung diameter casing), maka untuk

mendapatkan horse power yang cukup maka motor dibuat pan'ang dan berganda

(tandem). $otor ini diisi dengan minyak yang mempunyai tahanan listrik (dielectric

strength) tinggi. $inyak tersebut selain berfungsi sebagai pelumas 'uga berfungsi

sebagai tahanan (isolasi) dan sebagai penghantar panas motor yang ditimbulkan oleh

perputaran rotor ketika motor tersebut beker'a. Panas tersebut dipindahkan dari rotor

ke housing motor yang selan'utnya dibawa kepermukaan oleh fluida sumur yang

terproduksi.

3. S0', S0/$%- (Pr$0/$r)

7/23/2019 prop domi


Protector (-eda) sering 'uga disebut dengan Seal Section (Centrilift) atau

"uali8er (AD%). &lat ini dipasang diantara gas separator dan motor listrik yang

mempunyai 3 (empat) fungsi utama, yaitu4 untuk mengimbangi tekanan motor

dengan tekanan di annulus, sebagai tempat duduknya +hrust earing (yang

mempunyai bantalan aial dari 'enis marine type) untuk meredam gaya aial yang

ditimbulkan oleh pompa, sebagai penyekat masuknya fluida sumur ke dalam motor

listrik serta memberikan ruang untuk pengembangan 6 penyusutan minyak motor

sebagai akibat dari perubahan temperatur dalam motor listrik pada saat beker'a atau

saat dimatikan.

7. I-$'#0 (G' S0'r'$r)

%ntake6?as Separator dipasang dibawah pompa dengan cara menyambungkan

sumbunya (shaft) memakai coupling. %ntake ada yang dirancang untuk mengurangi

volume gas yang masuk kedalam pompa, disebut ?as Separator, tetapi ada 'uga yang

tidak yang disebut %ntake atau Standart %ntake.

8. U-%$ P*'

nit pompa merupakan $ultistage Centrifugal Pump, yang terdiri dari4

impeller, diffuser, shaft (tangkai) dan housing (rumah pompa). Di dalam housing

pompa terdapat se'umlah stage, dimana tiap stage terdiri dari satu impeller dan satu

diffuser. 1umlah stage yang dipasang pada setiap pompa akan dikorelasi langsung

dengan *ead Capacity dari pompa tersebut. Dalam pemasangannya bisa

menggunakan lebih dari satu (tandem) tergantung dari *ead Capacity yang

dibutuhkan untuk menaikkan fluida dari lubang sumur ke permukaan. %mpeller

merupakan bagian yang bergerak, sedangkan diffuser adalah bagian yang diam.

Seluruh stage disusun secara vertikal, dimana masing#masing stage dipasang tegak

lurus pada poros pompa yang berputar pada housing. Prinsip ker'a pompa ini, yaitu

fluida yang masuk kedalam pompa melalui intake akan diterima oleh stage paling

bawah dari pompa, impeller akan mendorongnya masuk, sebagai akibat proses

centrifugal maka fluida akan terlempar keluar dan diterima oleh diffuser.

7/23/2019 prop domi


Aleh diffuser, tenaga kinetis (velocity) fluida akan diubah men'adi tenaga

potensial (tekanan) dan diarahkan ke stage selan'utnya. Pada proses tersebut fluida

memiliki energi yang semakin besar dibandingkan pada saat masuknya. >e'adian

tersebut ter'adi terus#menerus sehingga tekanan head pompa berbanding linier

dengan 'umlah stages, artinya semakin banyak stages yang dipasangkan, maka

semakin besar kemampuan pompa untuk mengangkat fluida.

9. U-%$ K'20, L%$r%#

Power yang dibutuhkan oleh motor disalurkan dari permukaan melalui kabel

listrik yang dilapisi dengan penyekat. >abel ini ditempatkan sepan'ang tubing denganClamp. nit kabel ini terdiri atas tiga buah kabel tembaga yang satu sama lain

dipisahkan dengan pembalut terbuat dari karet dan keseluruhannya dibungkus dengan

pelindung ba'a. &da dua 'enis kabel, yaitu flat cable (pipih) dan round cable (bulat),

yang penggunaannya tergantung pada besarnya ruang (clearances) yang tersedia.

?ambar .0.

Susunan !engkap Peralatan Pompa enam !istrik

:. C50/# V',&0 !'- B,00!0r V',&0

7/23/2019 prop domi


Check valve dipasang 0B 'oint diatas pompa, gunanya untuk menahan liuid

agar tidak turun ke bawah yang mana mengakibatkan pompa berputar terbalik

sewaktu pompa mati. leeder valve berada / 'oint diatas check valve digunakan

untuk mengeringkan fluida ke annulus bila suatu bar (besi) di'atuhkan dalam tubing

untuk membukanya.

B. P0r','$'- !% A$' P0r*"#''-

Peralatan diatas permukaan terdiri atas 4 7ellhead, 1unction o,

Switchboard dan +ransformer.

1. ;0,,50'!

7ellhead atau kepala sumur dilengkapi dengan tubing hanger khusus yang

mempunyai lubang untuk cable pack off atau penetrator. Cable pack off ini biasanya

tahan sampai tekanan === psi. +ubing hanger dilengkapi 'uga dengan lubang untuk

hidraulic control line, yaitu saluran cairan hidraulik untuk menekan subsurface ball

valve agar terbuka.

+. J"-/$%- B<

1unction o merupakan suatu tempat yang terletak antara switchboard dan

wellhead yang berfungsi untuk tempat sambungan kabel atau penghubung kabel yang

berasal dari dalam sumur dengan kabel yang berasal dari Switchboard. 1ungtion o

'uga digunakan untuk melepaskan gas yang ikut dalam kabel agar tidak menimbulkan

kebakaran di switchboard.

3. S4%$/52'r!

erfungsi sebagai pengendali atau kontrol peralatan pompa yang

ditenggelamkan kedalam sumur. &lat ini merupakan kombinasi dari motor starter,

alat pelindung dari overload6underload, alat pencatat tegangan serta kuat arus listrik

selama dalam kondisi operasi atau ammeter recording.

7. Tr'-=r*0r

7/23/2019 prop domi


erfungsi sebagai pengubah tegangan dari primary voltage men'adi voltage

yang disesuaikan dengan kebutuhan motor yang digunakan. &lat ini terediri dari core

atau inti yang dikelilingi oleh coil dari lilitan kawat tembaga. >eduanya baik core

maupun coil direndam dengan minyak trafo sebagai pendingin dan isolasi. Perubahan

tegangan akan sebanding dengan 'umlah lilitan kawatnya.

3.7. D0'%- E,0/$r%/ S"2*0r%2,0 P"* (ESP)

3.7.1. P0r#%r''- L'>" Pr!"#% M'#%*"*

!a'u produksi sumur yang diinginkan harus sesuai dengan produktivitas sumur.

Pada umumnya fluida yang mengalir dari formasi ke lubang sumur terdiri dari tiga

fasa, yaitu gas, minyak dan air, maka dalam pengembangan kelakuan aliran tiga fasa

dari formasi ke lubang sumur dapat menggunakan analisis regresi dari $etode Pud'o

Sukarno.

( ) ( )0r wf 0r wf /oma,t

o PP&PP&&

++= ....................................(#)

dimana 4

&n 5 konstanta persamaan (n 5 =, / dan 0) dimana harganya berbedauntuk water cut yang berbeda. *ubungan antara konstanta tersebut

dengan water cut ditentukan pula dengan analisis regresi4

( ) ( )00/=n 7CC7CCC& ++= ..................................................(#/=)

Cn 5 konstanta untuk masing#masing harga &n (dalam +abel %%%#/).

T'20, III1.

K-$'-$' C- U-$"# M'%-6M'%-6 A-

A- C? C1 C+

&= =.9=0/ −=.//;::/ × /=#/ =./@=;= × /=#3

&/ −=.3/3:= =.0@ × /=#0 =.0@=@; × /=#;

&0 −=.;:39@= =.@:0=9= × /=#0−=.0=0=@ × /=#3

Sedangkan hubungan antara tekanan alir dasar sumur terhadap water cut

dapat dinyatakan sebagai Pwf 6Pr terhadap 7C6(7C Pwf 5 Pr ), dimana (7C Pwf 5

Pr ) telah ditentukan dengan analisis regresi dan menghasilkan persamaan berikut 4

7/23/2019 prop domi


[ ]r wf 0/r wf

P6PP"pPPP7C

7C×=

=......................................(#//)

Dimana harga P/ dan P0 tergantung dari harga water cut dan dapat ditentukan dengan

persamaan berikut 4

)7C(!n/=33@.=:=:0=@./P/ ×−= ......................................(#/0)

)7C(!n//=:=3.=;/@@0.=P0 ×+−= ....................................(#/)

dimana water cut dinyatakan dalam persen (E) dan merupakan data u'i produksi.

3.7.+. P0*%,%5'- U#"r'- !'- T%0 P*'

Pada umumnya pemilihan tipe pompa didasarkan pada besarnya rate produksi

yang diharapkan pada head pengangkatan yang sesuai. kuran casing (check

clearences) 'uga merupakan faktor yang menentukan didalam pemilihan tipe pompa.

Secara skematis pabrik "lectric Submersible Pump telah menyediakan table untuk

pemilihan tipe pompa yang dikehendaki seperti terlihat dalam +abel %%%#0.

3.7.3. P0r#%r''- P"* S0$$%-6 D0$5.

Sebelum perhitungan perkiraan Pump Setting Depth dilakukan, terlebih

dahulu diketahui parameter yang menentukannya, yaitu 4

') S$'$%/ ,"%! L0&0, (SL =$)

&pabila sumur dalam keadaan mati (tidak diproduksikan), sehingga tidak ada

aliran, maka tekanan didepan perforasi sama dengan tekanan statik sumur (P s).

Sehingga kedalam permukaan fluida di annulus (SF!G ft) adalah 4

?f

Pc

?f

PsDSF! +−= , feet...........................................................(#/3)

2) ;r#%-6 ,"%! L0&0, @ O0r'$%-6 ,"%! L0&0, (;L =$).ila sumur diproduksikan dengan rate produksi sebesar (bbl6D), dan tekanan

aliran dasar sumur adalah Pwf (psi), maka ketinggian (kedalaman bila diukur dari

permukaan) fluida di annulus adalah 4

?f

Pc

?f

Pwf D7F! +−= , feet........................................................(#/;)

dimana 4

SF! 5 Statik Fluid !evel, ft

7/23/2019 prop domi


7F! 5 7orking Fluid !evel, ft

Ps 5 +ekanan Statik sumur, psi

Pwf 5 +ekanan alir dasar sumur, psi

5 -ate produksi, bbl6day

D 5 >edalaman sumur, ft

Pc 5 Casing *ead Pressure, psi

?f 5 ?radient Fluida Sumur, psi6ft

/) P"* S0$$%-6 D0$5 M%-%*"*

$erupakan kedalaman pompa yang tenggelam di permukaan fluida, agar tekanan

di annulus yang berada di depan impeller tingkat pertama lebih besar dari tekanan

bubble point. +ekanan masuk pompa (P%P) di depan impeller tingkat pertama 5

Pc H Pb, sehingga Pump Setting Depth minimum (PSDmin) adalah 4

?f

Pc

?f

Pb7F!minPSD ++= , feet...............................................(#/:)

!) P"* S0$$%-6 D0$5 M'#%*"*

>edalaman Pompa maksimum (PSDma) ditentukan dengan persamaan 4

?f

Pc

?f

Pb

DmaPSD +−= , feet...................................................(#/@)

0) P"* S0$$%-6 D0$5 O$%*"*.

+erbuka dan tertutupnya casing head akan mempengaruhi tekanan casing atau

tekanan yang beker'a pada permukaan dari fluida di annulus. *al ini akan

mempengaruhi besarnya suction head dari pompa, dan besarnya suction head ini

akan berpengaruh dalam menentukan setting depth pompa yang optimum.

ntuk casing head tertutup, maka 4

>edalaman pompa optimum 5f

atm?PP%P7F! −+ .....................(#/9)

ntuk casing head terbuka, maka 4

>edalaman pompa optimum 5f

c

?

PP%P7F!

−+ .......................(#/)

3.7.7. P0r#%r''- J"*,'5 T%-6#'$ P*'

7/23/2019 prop domi


ntuk menghitung 'umlah tingkat pompa (stage), sebelumnya dihitung

dahulu +otal Dynamic *ead (+D*, ft) pada la'u produksi yang diinginkan dan Pump

Setting Depth tertentu.

ft,**7F!+D* +*Pf ++= ......................................................#0=)

Selan'utnya penentuan 'umlah tingkat pompa (St) dengan persamaan4

*p

+D*St = ...................................................................................(#0/)

dimana 4

7F! 5 working fluid level, ft

*f 5 head dari total kehilangan tekanan karena gesekan pada dinding, ft

*+*P 5 head dari tubing head pressure, ft (+*P dibagi gradient fluida)

*p 5 head pompa setiap stage, ft6stage (dari grafik pump perform. curve)

3.7.8. P0*%,%5'- U#"r'- M$r

Dalam pemilihan motor yang sesuai, didasarkan pada table yang telah

disediakan oleh pabrik pembuatnya (misalnya +abel %%%#). &pabila besarnya horse

power yang dibutuhkan motor pada hasil perhitungan tidak tersedia dalam tabel,

maka dipilih motor yang memiliki horsepower lebih besar yang paling mendekati.

Pemilihan ukuran motor didasarkan pada 4

a. +egangan listri yang tersedia

b. kuran casing sumur

c. esarnya horsepower yang dibutuhkan

d. >edalaman pompa

esarnya horsepower yang dibutuhkan (*P motor) adalah sebesar4

*P*pStS?motor *P f ××= .................................................(#00)

dimana 4

S?f 5 spesific gravity fluida

St 5 'umlah tingkat pompa yang dipakai

*p 5 horsepower motor untuk tiap stage (pump performance curve)

3.7.9. P0*%,%5'- K'20, L%$r%#

7/23/2019 prop domi


Pemilihan kabel termasuk diantaranya ialah pemilihan ukuran kabel, tipe

kabel dan pan'ang kabel. kuran kabel yang tepat adalah tergantung beberapa faktor

antara lain penurunan voltage, ampere, clearance ('arak) antara production string

dengan casing. aik -eda maupun Centrilift telah membuat grafik#grafik penurunan

voltage pada kabel untuk beberapa harga ampere motor yang berbeda.

3.7.:. P0*%,%5'- S4%$/52'r! !'- Tr'-=r*0r

Di dalam menentukan switchboard yang akan dipakai perlu diketahui terlebih

dulu berapa besarnya voltage yang akan beker'a pada switchboard tersebut. esarnya

tegangan yang beker'a pada switchboard dapat dihitung dari persamaan berikut ini 42olt222 cms += ......................................................................(#0)

2oltDrop2oltage)/==!(2c ×= ...........................................(#03)

2oltage Drop adalah kehilangan voltage, volt6/=== ft (dari grafik voltage drop chart).

Dengan mengetahui besarnya tegangan permukaan (2s), maka dapat dipilih tipe

switchboard yang sesuai dari +abel %%%#3.

ntuk menentukan besarnya transformer yang diperlukan dihitung dengan

persamaan berikut 4

>2&,/===

@)./%2+ ms ××

= ..........................................................(#0;)

dimana 4

2s 5 surface voltage, volt

2m 5 motor voltage, volt

2c 5 correction voltage, volt

! 5 pan'ang kabel, ft

+ 5 ukuran transformer, >2&

2s 5 surface voltage, volt

%m 5 ampere motor, &mpere

+ipe transformer telah tersedia dalam +abel %%%#;.

IV. METODELOGI

7.1. P0*2"'$'- #"r&' IPR T%6' ''

7/23/2019 prop domi


Prosedur pembuatannya kiner'a aliran tiga fasa dari $etode Pud'o Sukarno

adalah sebagai berikut 4

!angkah /. $empersiapkan data#data penun'ang meliputi 4

+ekanan -eservoir6+ekanan Statis Sumur

+ekanan &lir Dasar Sumur

!a'u Produksi $inyak dan &ir

*arga 7ater Cut (7C) berdasarkan data 'i Produksi (E)

!angkah 0. Penentuan 7C Pwf I Ps

$enghitung terlebih dahulu harga P/ dan P0 yang diperoleh dari

Persamaan (#/0) dan (#/). >emudian hitung harga 7C Pwf I Ps

dengan Persamaan (#//).

!angkah . Penentuan konstanta &=, &/ dan &0

erdasarkan harga 7CPwfIPs kemudian menghitung harga

konstanta tersebut menggunakan Persamaan (#/=) dimana konstanta

C=, C/ dan C0 diperoleh dalam +abel %%%#/.

!angkah 3. Penentuan <t maksimum

$enghitung <t maksimum dari Persamaan (#) dan konstanta &=, &/

dan &0 dari langkah .

!angkah ;. Penentuan !a'u Produksi $inyak (<o)

erdasarkan <t maksimum langkah 3, kemudian menghitung harga

la'u produksi minyak o untuk berbagai harga Pwf.

!angkah :. Penentuan !a'u Produksi &ir (<w)

$enghitung besarnya la'u produksi air dari harga 7ater Cut (7C)

pada tekanan alir dasar sumur (Pwf) dengan persamaan 4

<o7C/==

7C<w ×

−= ....................................................(#0:)

!angkah @. $embuat tabulasi harga#harga <w, <o dan <t untuk berbagai

harga Pwf pada Ps aktual .

!angkah 9. $embuat grafik hubugan antara Pwf terhadap <t , diamana Pwf

mewakili sumbu J dan <t mewakili sumbu K.

7/23/2019 prop domi


7.+. D0'%- E,0/$r%/ S"2*0r%2,0 P"* (ESP)

7.+.1. PSD T0$' !0-6'- T%0 !'- S$'60 T0$'

"valuasi dilakukan dengan berdasarkan produksi optimum yang bisa

dihasilkan masing#masing sumur. &pabila perkiraan produksi yang diinginkan

melebihi produksi yang dihasilkan pompa terpasang, maka perlu dilakukan desain

ulang pompa.

erikut ini adalah langkah#langkah dalam mengevaluasi "SP untuk PSD tetap

dengan tipe dan stage tetap4

/. $enentukan 7ell Fluid Composite Specific ?ravity

wS?7CS?Phase7ater ×= .......................................................................(3#/)

oS?ACS?PhaseAil ×= .............................................................................(3#0)

PhaseAilPhase7ater S?CompositeFluid7ell += .................................(3#)

0. $enentukan 7ell Fluid Composite ?radient

ft6 psi3)).=S?.CompFluid7ell?radient.Compfluid7ell ×= ...........(3#3)

. $enentukan Fluid Aver Pump (FAP)

?radientCompositeFluid7ell

P%PFAP = , ft.................................................(3#;)

3. $enentukan 2ertical !ift (*D)

FAPPSD* +2DD −= , ft ...............................................................................(3#:)

;. $enentukan +ubing Friction !oss#*F

Si8e+ubing. LomdalamoduksiPr -ateft/===6!ossFriction = ...............(3#@)

!ength+ubingft/===6ssFriction!o*F ×= , ft ...........................................(3#9)

:. $enentukan Production +ubing *ead (*+)

?radientComposite

essurePr +ubingoductionPr

*+ = , f t.........................................................(3#)

@. $enentukan Pump +otal Dynamic *ead (+D*)

+FD ***+D* ++= , ft .............................................................................(3#/=)

9. $enentukan +ipe Pompa sesuai ukuran casing dan la'u produksi yang diinginkan.

. $enentukan *ead Capacity, "ffisiensi Pompa dan *orsepower yang diperlukan

dari grafik Pump Performance Curve sesuai tipe pompa yang dipilih pada

langkah 9.

7/23/2019 prop domi


/=. $enentukan !ifft (*ead) per stage (dari Curve Performance Pump)

//. $enentukan *orsepower yang diperlukan per Stage (dari Curve Performance

Pump)

/0. $enentukan Lomor Stage Pompa yang diperlukan

StagePer *ead

+D*Stage = ............................................................................(3#//)

/. $enentukan *orsepower $otor yang diperlukan

7ater $otor S?StagePer *PPompaStage Lomor *P ××= ........................(3#/0)

/3. $enentukan Seal Section (berdasarkan ukuran casing).

/;. $enentuan Pan'ang >abel

Pan'ang kabel diukur dari PSD ($D) pompa ditambah /== ft.

/:. $enentukan kuran >abel

erdasarkan motor name plat voltage, tentukan cable voltage drop yang

direkomendasi.

Factor Drop2oltage$otor 2oltageDrop2oltageCable ×= ...................(3#/)

$enentukan voltage drop per /=== Ft4

ft/===6!engthCable

Drop2oltageCable

ft/===6Drop2oltageCable = .............................(3#/3)

$enentukan 2oltage Drop Correction factor dari grafik 2oltage Drop.

$enghitung rasio 2oltage Drop Per /=== ft 4

Factor CorrectionDrop2oltage

ft/===62oltageCableft/===6Drop2oltage-asio = .............(3#/;)

Dengan ?rafik 2oltage Drop pada harga rasio voltage drop, baca secara

horisontal pada &mpere $otor dan pilih ukuran kabel pada angka dibawah ini.

/@. $enentukan Control Panel dan 1unction o

$enentukan Surface Full !oad 2oltage4

drop2oltageCable2oltage$otor 2oltage!oadFull.Surf += ...............(3#/:)

$enentukan Surface MLo !oadN 2oltage4

factor Drop.+ransf 2oltage!oadFull.Surf 2oltage!oad Lo.Surf ×=

.............................(3#/@)

Penentuan control panel disesuaikan dengan rating voltage dan amperenya untuk

mencukupi sistim voltage dan arus (Surface no load voltage).

7/23/2019 prop domi


/9. $enentukan +ransformer

-ating transformer dalam >2& adalah4

/===

@)0./$otor &mpere2oltage!oadFullSurface>2& ××= ....................(3#/9)

7.+.+. PSD T0$' !0-6'- T%0 !'- S$'60 P*' B0r"2'5

$erupakan evaluasi dengan mengubah#ubah tipe dan 'umlah tingkat (stage)

pompa pada pump setting depth tetap. Seperti yang telah disebutkan sebelumnya,

pemilihan pompa dibatasi oleh ukuran casing. +untutan yang lain adalah la'u

produksi yang diinginkan seharusnya masih berada dalam range rate capacity yang

direkomendasikan. ntuk meningkatkan effisiensi pengangkatan dilakukan evaluasi

'umlah tingkat pompa. 1umlah tingkat pompa (stage) didefinisikan 4

( )0scf

PPh

/3/.9=9St −

×ρ= .....................................................................(3#/)

St/3/.9=9

hPP fsc0

×ρ−= .......................................................................(3#0=)

dimana 4

Ofsc 5 barel dari / bbl cairan pada kondisi standart

h 5 head capacity pompa

P0 5 pressure gradient correlation

P 5 flowing bottom hole pressure

Dari persamaan tersebut dapat diperoleh tekanan dasar alir yang masuk

kedalam pompa pada tingkat pertama. Dari data tekanan tadi apabila di plot terhadap

la'u produksi akan menghasilkan kurva intake yang akan bervariasi berdasarkan

'umlah tingkat pompa. 1ika kurva tadi dipotongkan dengan kurva %P- akan didapat

la'u produksi setiap 'umlah tingkat pompa.

Prosedur untuk membuat kurva intake yang digunakan untuk mendapatkan

'umlah tingkat (stage) pompa yang paling tepat, yaitu 4

&. Data#data yang diperlukan

%D casing

7/23/2019 prop domi


!a'u produksi

7C

wscγ dan oscγ

. !angkah Perhitungan

/. $emilih tipe pompa sesuai ukuran casing dan la'u produksi yang diinginkan.

0. $enghitung Ofsc dan fsc.

Ofsc 5 Q;= 7C wscR H Q;= (/ B 7C) osc .........................(3#0/)

fsc 5 (Ofsc6;=) ................................................................................. (3#00)

. $engasumsikan la'u produksi bervariasi, untuk masing#masing la'u produksi

ini dilakukan perhitungan 4

a. $enentukan head per stage dari pump performance curve.

b. $enentukan discharge pressure dari korelasi gradien tekanan.

c. $engasumsikan 'umlah tingkat pompa yang bervariasi dan untuk tiap#

tiap 'umlah stage, hitung intake pressure dengan persamaan 4

St/3/.9=9

hPP fsc0

×ρ−= .................................................................(3#0)

3. $emplot intake pressure vs la'u produksi dari tiap#tiap asumsi 'umlah stage

pompa pada grafik yang sama untuk kurva %P- dan dengan skala yang sama

pula.

;. $embaca la'u produksi pada perpotongan kurva pump intake dan kurva %P-

:. $enentukan 'umlah tingkat pompa yang paling tepat yang dapat

menghasilkan la'u produksi optimum.

7.+.3. PSD B0r"2'5 !0-6'- T%0 !'- S$'60 P*' T0$'

"valuasi kedalaman Pump Setting Depth dilakukan dengan mengubah#ubah

harga Pump Setting Depth dari PSD minimum sampai PSD maksimum dan pada

evaluasi tersebut menggunakan tipe dan stage pompa yang sama. Dengan

mengasumsikan la'u produksi pada setiap PSD untuk menghitung +otal Dynamic

*ead (+D*). Dari asumsi la'u produksi tersebut ditentukan 'uga head capacity

pompa dari performance curve. Dari hasilnya dapat dibuat grafik +D* vs la'u

produksi dan head capacity vs la'u produksi.

7/23/2019 prop domi


+itik perpotongan antara head capacity dan +D* akan didapatkan la'u

optimum pada PSD tersebut. &pabila diambil PSD yang lain dan dilakukan prosedur

seperti diatas akan didapat pula kurva +D* yang akan memotong kurva head

capacity, sehingga titik perpotongannya akan berubah.

Prosedur penentuan la'u produksi optimum dengan variasi PSD pada tipe dan

stage pompa yang tetap adalah sebagai berikut4

&. Data yang diperlukan

$id Perforasi (D)

?radient Fluida (?f)

+ekanan Statis (Ps) dan +ekanan ubble Point (Pb)

+ekanan Casing (Pc)

%ndeks Produktivitas Sumur (P%)

!a'u Produksi ()

+ubing *ead Pressure (+*P)

. !angkah Perhitungan

/. $enentukan PSD minimum dan PSD maksimum.

?f

Pc

?f

Pb7F!minPSD ++= , feet ...........................................................(3#03)

?f

Pc

?f

PbDmaPSD +−= , feet ...............................................................(3#0;)

0. $enentukan PSD observasi (PSDminGPSDobsGPSDmaks), dengan prosedur

perhitungan 4

a. $engasumsikan harga , tentukan harga +D* dengan

persamaan4

+*Pf **7F!+D* ++= ..................................................................(3#0:)

dan menentukan head capacity pompa dengan membaca pada pump

performance curve berdasarkan harga .

7/23/2019 prop domi


b. $embuat hubungan antara dengan +D* dan

dengan head capacity pompa, dengan cara tabulasi untuk berbagai harga

.

c. $emplot data#data versus +D* dan versus head

capacity pada grafik dan skala yang sama, dengan pada sumbu K dan

+D*, *ead Capasity pada sumbu J.

. $engulangi langkah (0) untuk harga PSD observasi yang lain.

3. Dari kurva#kurva tersebut didapat beberapa perpotongan yang menun'ukkan

la'u produksi dari masing#masing PSD observasi yang paling tepat yang dapat

menghasilkan la'u produksi optimum.

7.+.3. PSD B0r"2'5 !0-6'- T%0 !'- S$'60 P*' B0r"2'5

&pabila dilakukan perubahan terhadap tipe pompa, maka head capacity

pompa 'uga akan berubah. Semakin banyak tipe pompa yang dianalisa, kurva head

pompa akan bervariasi dengan 'umlah tipe pompanya. >urva tersebut akan

memotong kurva +D* yang telah ada. &pabila dilakukan pengamatan terhadap suatu

harga la'u produksi () akan didapat beberapa perpotongan kurva +D* dengan kurvahead pompa. Pada titik#titik tersebut ditentukan harga head pompa dan +D*,

selan'utnya ditentukan tipe pompa dan PSD#nya. >emudian plot data PSD versus

tipe pompa sehingga diperoleh kurva optimum. Dengan mengambil harga la'u

produksi yang lain akan didapatkan variasi harga PSD dan stage pompa.

Prosedur Pembuatan ?rafik

/. $enentukan berbagai harga la'u produksi (), kemudian berdasarkan

tersebut tentukan head capacity pompa pada berbagai tipe pompa.

0. $enentukan beberapa harga PSD selan'utnya 'uga +D* untuk tiap#tiap PSD,

berdasarkan variasi yang telah ditentukan.

. $emplot data#data head pompa dan +D* terhadap la'u produksi () kedalam

satu grafik sehingga didapatkan la'u produksi optimum untuk berbagai kondisi

7/23/2019 prop domi


3. Setiap harga optimum, tentukan harga PSD dan tipe pompanya.

;. $embuat grafik PSD vs +ipe untuk setiap harga optimum

:. $enentukan hubungan PSD vs stage pompa di setiap harga tertentu.

@. $emplot hubungan tersebut untuk berbagai garis

9. Dari grafik PSD vs tipe pompa, tentukan harga tipe tertentu dan tarik garis

se'a'ar sumbu J sehingga memotong berbagai garis dan tentukan PSD.

. erdasarkan PSD tersebut tentukan stage pompa.

/=. $entabulasikan data PSD dan stage untuk tiap#tiap tipe pompa.

prop domi

Documents