4

4.3. Simulasi Reservoir

Simulasi reservoir didefinisikan sebagai proses pemanfaatan model buatan yang menggambarkan kelakuan reservoir yang sebenarnya, sehingga dapat digunakan untuk mempelajari, mengetahui ataupun memperkirakan kinerja aliran fluida pada sistem reservoir tersebut. Tujuan dari simulasi reservoir dapat dilihat pada Gambar 4.16.

Gambar 4.16.

Tujuan yang dapat dicapai dengan Simulasi Reservoir 1)

Secara umum simulasi reservoir digunakan sebagai acuan dalam perencanaan manajemen reservoir, antara lain sebagai berikut :

Memperkirakan kinerja reservoir pada berbagai tahapan dan metode produksi yang diterapkan

sembur alam (primary recovery)

pressure maintenance

reservoir energy maintenance (secondary recovery)

enhanced oil recovery (EOR)

Mempelajari pengaruh laju alir terhadap perolehan minyak dengan menentukan laju alir maksimum (maximum efficient rate, MER)

Menentukan jumlah dan lokasi sumur untuk mendapatkan perolehan minyak yang optimum.

Menentukan pola sumur injeksi dan produksi untuk mengoptimalkan pola penyapuan.

Memperhitungkan adanya indikasi coning dalam menentukan interval komplesi yang optimum serta pemilihan jenis sumur, vertikal atau horizontal.

Menganalisa akuifer dan pergerakan air pada proses pendorongan.

Tahapan-tahapan dalam perencanaan dan pelaksanaan suatu simulasi reservoir adalah sebagai berikut :

1. Persiapan Data

Karakterisasi Reservoir

Karakterisasi Batuan dan Fluida

Model Geologi

2. Penentuan dan Pembuatan Model

3. Validasi Data

4. Peramalan, Analisa dan Evaluasi

Gambar 4.17. berikut ini, menunjukkan hubungan antar tahapan-tahapan dalam simulasi reservoir.

Gambar 4.17.

Hubungan antar Tahapan dalam Simulasi Reservoir. 1)

4.3.1. Persiapan Data

Ada ungkapan populer dalam dunia komputer yang menggambarkan pentingnya data dalam suatu simulasi, yaitu "GIGO : garbage in, garbage out". Persiapan data bertujuan untuk mendapatkan data yang valid dan sesuai kebutuhan didasarkan pada tujuan dan prioritas simulasi. Prosentase keakuratan hasil simulasi yang dilakukan, ditentukan oleh validitas data yang dipergunakan, sehingga tanpa data yang memadai gambaran yang diharapkan tidak akan tercipta atau bahkan akan memberikan informasi yang menyesatkan.

Data-data yang dibutuhkan untuk melakukan simulasi dapat diperoleh dari berbagai sumber data yang memungkinkan. Meskipun demikian, sebagian besar dari data tersebut tidak dapat langsung dipakai, tetapi memerlukan proses pengolahan sehingga dihasilkan data yang siap pakai. Pemilihan sumber data serta pengolahan juga sangat berpengaruh terhadap kesiapan data itu sendiri, yang pada alkhirnya juga berpengaruh terhadap hasil simulasi secara keseluruhan.

Berdasarkan jenisnya, data yang diperlukan dalam simulasi dapat dikelompokkan sebagai berikut :

Data Fluida Reservoir ( Bo, Bg, Bw, (o, (g, (w, Rs, Rsw )

Data Batuan Reservoir ( k, (, Sw, h, kedalaman )

Data Produksi ( qo, qg, qw, Pbph )

Data Flow Rate ( PI, MER )

Data Mekanik ( ukuran casing dan tubing, kapasitas pengankatan )

Data Ekonomi ( $/bbl, $/well, economic limit )

Data Penunujang ( skin, rekahan, workover )

Karakterisasi Reservoir

Karakterisasi reservoir merupakan integrasi dari tiga komponen yang mempunyai saling keterkaitan, yaitu :

Karakterisasi fluida reservoir.

Karakterisasi batuan reservoir, dan

Model geologi

Gambar 4.18

Flowchart Karakterisasi Reservoir

dan Hubungannya dengan Simulasi Reservoir 1)

Grambar 4.18 diatas, menunjukkan proses karakterisasi reservoir, data-data yang berperan, serta kedudukannya dalam simulasi reservoir. Berdasarkan pada proses diatas, karakterisasi reservoir mempunyai empat tujuan pokok, yaitu :

identifikasi ciri pokok (karakteristik) reservoir,

identifikasi mekanisme pendorong,

menentukan volume reservoir (OOIP, OGIP, OWIP), dan

mengamati kinerja (performance) reservoir.

Karakterisasi reservoir akan memberikan dua deskripsi reservoir, yaitu deskripsi yang mempunyai harga tetap (statis) dan deskripsi yang cenderung berubah (dinamis). Deskripsi statis digunakan untuk menentukan besarnya hidrokarbon yang terdapat dalam reservoir (seperti porositas, ketebalan formasi, water connate saturation, dan sebagainya). Sedangkan deskripsi dinamis digunakan dalam menentukan besarnya hidrokarbon yang dapat diproduksikan.

4.3.2. Pemilihan dan Pembuatan Model

Pemilihan model dilakukan secara sistematik yang disertai dengan analisa terhadap parameter-parameter terkait, sehingga didapatkan model yang optimum untuk mensimulasikan reservoir sesuai dengan tujuan dan prioritas simulasi. Pembuatan model meliputi pembuatan grid dan dimensi dari model.

Pemilihan Grid (gridding)

Jenis grid yang digunakan pada pemodelan ditentukan berdasarkan tujuan dari simulasi. Berdasarkan besar cakupannya, grid dapat dibedakan menjadi 2 jenis yaitu coarse grid (grid kasar) dan fine grid (grid halus) seperti yang terlihat pada Gambar 4.19.

Gambar 4.19.

Coarse grid dan Fine grid 7)

Coarse grid biasanya digunakan pada simulasi sederhana ataupun digunakan pada tahap awal untuk menguji model konsep yang akan digunakan. Sedangkan fine grid digunakan setelah konsep model sesuai, serta pada simulasi reservoir berlapis.

Berdasarkan bentuknya, jenis grid dapat dibedakan menjadi 5 jenis, yaitu cartesian grid, curvilinear grid, radial grid dan locally-refined cartesian grid.

a. Cartesian Grid

Grid jenis ini dibentuk oleh garis-garis horizontal dan vertikal yang membentuk bujur sangkar, dan merupakan jenis grid yang paling umum digunakan dalam pemodelan reservoir.

b. Curvilinear Grid

Grid ini digunakan untuk menyesuaikan model dengan batas reservoir, adanya patahan serta untuk mengikuti arah pola aliran fluida, terutama pada reservoir miring, atau adanya perbedaan kedalaman antara sumur injeksi dan produksi.

Gambar 4.20.

Cartesian dan Curvilinear Grid 1)c. Radial Grid

Grid jenis ini biasanya digunakan pada simulasi single-well, untuk memperkirakan kinerja sumur, terjadinya coning, mengetahui pengaruh komplesi serta memperkirakan karakteristik permeabilitas ditempat dengan pressure build-up.

d. Locally-refined Cartesian Grid

Grid jenis ini di bentuk dengan membuat fine grid pada bagian-bagian tertentu dari coarse grid. Hal ini dilakukan untuk mempercepat proses simulasi yaitu dengan memperkecil jumlah sel yang disimulasikan.

Gambar 4.21.

R a d i a l G r i d 1)

Gambar 4.22.

Locally-refinement Cartesian Grid 1)

Hal lain yang harus diperhatikan dalam pembuatan grid adalah menentukan arah grid. Penentuan arah grid dipengaruhi oleh distribusi permeabilitas vertikal dan horizontal (pada reservoir anisotropi), serta arah aliran fluida yang dominan. Gambar 4.22 menunjukkan pengaruh arah grid terhadap proses aliran fluida pada simulasi.

Gambar 4.23.

Pengaruh arah grid terhadap proses aliran pada simulasi 7)

Pemilihan Model

Parameter-parameter teknis yang berpengaruh dalam pemilihan model adalah sebagai berikut :

Jenis reservoir.

Geometri dan dimensi reservoir.

Data yang tersedia.

Jenis proses scondary atau tertiary recovery yang akan dimodelkan.

Selain keempat parameter diatas, pemilihan model juga mempertimbangkan sumber daya manusia, kemampuan teknologi (komputer) serta pertimbangan besarnya investasi biaya yang digunakan.

Jenis Reservoir

Secara umum jenis reservoir terdiri dari tiga jenis, yaitu gas, minyak dan kondensat. Reservoir gas dapat disertai adanya aquifer, atau bisa juga tanpa aquifer. Pada sistem reservoir gas tanpa aquifer, simulasi cukup dengan menggunakan model satu fasa (single-phase model). Reservoir minyak yang hanya terdapat perpindahan massa minimal antara minyak dengan gas terasosiasi dapat ditangani dengan simulator black-oil, sedangkan reservoir minyak dengan adanya aquifer akan membutuhkan model dua fasa.

Kondisi-kondisi yang berpengaruh terhadap pemilihan model simulasi pada tiap-tiap jenis reservoir adalah sebagai berikut :

Gas

gas fasa tunggal, tanpa adanya aquifer

Minyak

tidak terdapat perpindahan massa

pertimbangan ada atau tidaknya aquifer

kondisi diatas atau dibawah bubble point

Kondensat

adanya pengaruh perpindahan massa antar fasa

sistem hidrokarbon yang cenderung mengalami penguapan

kemungkinan diberlakukannya injeksi gas

Geometri dan Dimensi Reservoir

Jenis model dimensi yang dapat digunakan pada simulasi reservoir ada empat, yaitu mulai dari model 0-dimensi yang paling sederhana, model 1-dimensi, model 2-dimensi sampai model 3-dimensi yang paling kompleks.

Model 0-Dimensi

Model 0-dimensi menunjukkan bahwa sifat-sifat reservoir tidak mengalami perubahan, merupakan reservoir yang homogen, isotropik dan seragam. Simulator 0-dimensi yang terkenal adalah persamaan material balance.

Model 1-Dimensi

Model 1-dimensi biasanya digunakan pada simulasi pilot project, ataupun pada bagian dari reservoir yang lurus dan sederhana. Gambar 4.24, menunjukkan aplikasi simulator model 1-dimensi yang umum pada sistem mendatar. Sedangkan Gambar 4.25, menunjukkan model 1-dimensi yang disesuaikkan untuk sistem reservoir dengan kemiringan.

Model 1-dimensi dapat digunakan pada kondisi-kondisi sebagai berikut :

Simulasi per-bagian dari reservoir

Simulasi dengan tujuan khusus, seperti line drive behavior, miscible flooding, simulati pilot-flood, dan sebagainya.

Gambar 4.24

Model 1-Dimensi Horizontal 4)

Gambar 4.25

Model 1-Dimensi dengan Kemiringan 4)

Model 2-Dimensi

Model simulator 2-dimensi merupakan pilihan terbaik untuk simulasi dengan cakupan yang luas dan dipengaruhi oleh perubahan parameter areal. Gambar 4.26, menunjukkan model reservoir yang umum dengan 2-dimensi horizontal. Model reservoir 2-dimensi horizontal digunakan dalam simulasi struktur multi-well dengan ukuran besar, simulasi reservoir sistem multi-unit, penentuan sifat-sifat heterogenitas batuan, analisa migrasi fluida melalui lease-line, kondisi variasi vertikal sifat fluida yang tidak dominan, serta dalam pemilihan pola operasi yang optimum untuk secondary recovery maupun pressure maintenance.

Gambar 4.26

Model 2-Dimensi Horizontal 4)

Jenis model 2-dimensi yang lain adalah penggabungan beberapa model 2-dimensi sehingga membentuk lapisan-lapisan yang menggambarkan model 3-dimensinya, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.27. Model jenis ini digunakan pada reservoir berlapis ataupun pada operasi produksi dengan multiple-completions.

Gambar 4.27

Model 3-Dimensi Layered 4)

Gambar 4.28

Model 2-Dimensi Vertikal (x-z) 4)

Gambar 4.28, menunjukkan model 2-dimensi dengan sumbu koordinat utama x-z, atau model 2-dimensi vertkal. Model jenis ini digunakan dalam analisa cross-section reservoir, analisa well completion baik untuk single maupun multiple-well, menentukan gravity segregation serta dalam mempelajari pengaruh cross-flow dan anisotropi terhadap proses pendesakan frontal.

Model 3-Dimensi

Model 3-dimensi dibutuhkan pada kondisi-kondisi tertentu, dimana terdapat keragaman sifat fluida secara vertkal dan adanya sisipan shale yang akan berpengaruh terhadap pola aliran. Gambar 4.29 dan Gambar 4.30, menunjukkan model 3-dimensi pada configurasi reservoir normal, serta aplikasi model 3-dimensi pada reservoir dengan patahan.

Gambar 4.29

Model 3-Dimensi 4)

Gambar 4.30

Aplikasi Model 3-Dimensi pada Patahan 4)4.3.3. Validasi Data

Validasi data dilakukan untuk mendapatkan data yang sesuai. Secara garis besar, proses validasi data dapat dikelompokkan menjadi 3 tahap, yaitu :

Inisialisasi Data

Merupakan proses analisa model untuk memastikan pemasukan data-data secara benar dan lengkap.

Ekuilibrasi Data

Merupakan proses mengkondisikan model pada kesetimbangan dan kesesuaian model dengan boundary conditions, baik internal maupun external.

History Matching

Merupakan proses memodifikasi parameter-parameter yang digunakan dalam pembuatan model, agar tercipta kesesuaian antara model dengan kondisi nyata, yang didasarkan pada data-data terukur selama periode waktu tertentu.

PAGE 10

_1051952823.unknown

_1051960778.unknown

_1051961142.unknown

_1051962551.unknown

_1051960421.unknown

_1051484854.unknown

_1051486269.unknown

_1051487123.unknown

_1051487633.unknown

_1051487661.unknown

_1051486560.unknown

_1051484887.unknown

_1051434771.unknown

_1051442791.unknown

_1051431916.unknown