slied gue ok

7/31/2019 Slied Gue Ok

1/44

Chevron 2006 Company Confidential Internal Use Only

MENENTUKAN LAJU ALIR SUMUR DENGAN

MENGGUNAKAN ESP UNTUK HARGA

FREKUENSI YANG BERBEDA-BEDA

(APLIKASI VSD VARIABLE SPEED DRIVE)

WAHYU PRASETYA RAHARJAPEKANBARU :


2/44

DOC ID Chevron 2005

1.1 Latar Belakang

Variable speed drive merupakan alat tambahan yang dipasang

pada sistem pompa ESP yang berfungsi sebagai pengatur

kecepatan putaran motor (RPM) dengan berbagai frekewensi yang

ada. Sehingga dapat disesuaikan dengan kemampuan suatu

reservoir.

Ketidakpastian data dan informasi yang didapatkan dari sumur

serta sifat dari aliran fluida pada lubang sumur yang dinamis

terhadap perubahan waktu menyebabkan berbagai kendala dalam

memproduksikan minyak. Sehingga penggunaan variable speed

drive diharapkan dapat mengurangi masalah yang biasa timbulketika sumur sedang berproduksi tanpa harus mengeluarkan biaya

untuk melakukan well service.

2


3/44

DOC ID Chevron 2005

1.2 Tujuan

Tujuan dari penulisan Tugas Akhir ini adalah :

Menentukan laju alir fluida dari beberapa frekuensi

motor menggunakan VSD untuk mendapatkan laju

alir maksimum berdasarkan kemampuan produksisumur.

3


4/44

DOC ID Chevron 2005

2.TEORI DASAR

4


5/44

DOC ID Chevron 2005 5

Cara Kerja ESP

Energi listrik disuplai dari transformer (step down) melaluiswitchboard. Pada switchboard, semua kinerja dari ESP dan

kabel akan dikontrol / dimonitor (amperage, voltage).

Power akan ditruskan dari switchboard ke motor melalui

power cable yang terikat di sepanjang tubing dan di

rangkaian ESP.Melalui motor, energi listrik akan dirubahmenjadi energi mekanik yaitu berupa tenaga putaran.

Putaran akan diteruskan ke protector dan pump melalui

shaft yang dihubungkan dengan coupling. Pada saat shaft

dari pompa berputar, impeller akan ikut berputar dan

mendorong fluida yang masuk melalui pump intake ataugas separator ke permukaan.

Fluida yang didorong, secara bertahap akan memasuki

tubing dan terus menuju kepermukaan sampai ke

Gathering Station (GS).

16


6/44


Casing shoe

ESCONTRO

Fus

Well Head

Pump

Pump Intake

Protector

Motor

Motor lead extensionand cable guard

Power Cable

Switchboard

Transformer

Wellhead Cable Feedthrough

JunctionBox


7/44DOC ID Chevron 2005

2.1 Rangkaian Permukaan

7

TRANSFORMATOR

Transformator adalah trafoatau stabilizer yang digunakan

untuk menaikkan atau

menurunkan tegangan AC

yang berasal dari power line

(Tiang Listrik) sesuai

kebutuhan power/ tegangan

listrik pada motor.



b. Switchboard

Merupakan pusat kendali arus

motor berupa control panel

terhadap kelebihan beban pada

saat motor bekerja (overload )

atau masalah pada sumur

misalnya atau gaslock dan lain-

lain, yang digambarkan juga

dalam bentuk Arm chart

8



C.Junction box

Junction box dipasang

diantara wellhead dan

switchboard. Berfungsi untuk

membuang gas ke

atmosphere sebelum

mencapai switchboard,

sehingga dapat menghindari

bahaya ledakan dalam

switchboard.

9


10/44DOC ID Chevron 2005 10

1. Pump

2. Gas Separator

3. Protector

4. Motor

5. Electrical Cable

6. Reda Oil (dielectric oil)

7. Cable Clamp

8. Cable Guard

KOMPONEN UTAMA ESP :


11/44DOC ID Chevron 2005 11

1. PumpESP Pump merupakan pompa centrifugal yang terdiri dari

beberapa stages. Setiap stage terdiri dari satu impeller

yang bergerak(rotor) dan satu diffuser yang bersifat diam(stator)

Komponen utama :

Coupling, penghubung antara pompa dengan bagian lain dari SPS

Shaft, tempat terpasangnya stage

Stage, sebagai pendorong/pengangkat fluida

Impeller :


12/44


2. Gas Separator

Gas separator (GS) dipasang diantara protector

dan pompa,berfungsi sebagai pemisah antara gasdan cairan.

Disamping itu gas separator juga berfungsi sebagai

fluid intake. Gas Separator dipakai pada sumur yang

mempunyai Gas Oil Ratio di atas 1000 cuft/bbl.

Komponen utama :

Coupling

Shaft

Fluid tube, sebagai sarana mengalirkan cairan yang sudah

bebas dari gas

Pick up impeller, sebagai pendorong fluida yang masuk

melalui intake ke pompa


13/44


3. Pump Intake

Pump intake dipasang di bawah pompasebagai fluid intake.

Karena berfungsi hanya sebagai port saja,

pump intake tidak mempunyai stage seperti

gas separator


14/44


4. Protector

Protector dipasang di atas motor yang berfungsi

sebagai penyekat untuk mencegah fluida sumur

masuk ke dalam motor.

Jika akan menyambung protector dengan motor dan

pompa yang berbeda serinya maka digunakan

housing adaptor.

Komponen utama :

Coupling

Shaft

Elastomeric bag/Labyrinth chamber

Shaft seal

Dielectric oil

Thrust bearing


15/44


5. Motor

Motor berfungsi untuk menggerakan pompa dengan

cara mengubah energi listrik menjadi energi mekanik.

Energi ini menggerakkan protector dan pompa melalui

shaft yang terdapat pada setiap unit yang dihubungkan

dengan coupling.

Rotor: Susunan elemen tipis yang berputar dan ditengah-

tengahnya terdapat shaft. Jarak antara rotor dengan stator

sangat kecil yaitu 0.007 inch.

Stator: Kumparan kabel yang dipasang di bagian dalam body

motor.

Dielectric oil (minyak reda): Berfungsi sebagai pelumas dan

pendingin motor.

Komponen utama :


16/44


6. Power Cable

Power cable gunanya untukmengalirkan arus listrik dariswitchboard ke motor.

Kabel terbuat dari tembagadengan rancangan yangdisesuaikan dengan kondisisumur serta besar/kecil HorsePower (HP) dari motor.

Armor, terbuat dari lapisan baja dan

galvanize

Filler, terbuat dari pelat tipis dari kuningan

(brass shim)

Lead jacket, terbuat dari timah

Insulation, terbuat dari karet

Conductor, terbuat dari tembaga sebagai

penghantar arus

Komponen utama :


17/44


7. Dielectric Oil (Minyak Reda)

Motor dan protector berisikan

minyak reda yang berfungsisebagai:

Pelumas

Tahanan/ isolasi

Pendingin motor/media

penghantar panas ke dindingmotor tersebut.


18/44


19/44

DOC ID Chevron 2005

Variable Speed Drive (VSD)

Merupakan perangkat

tambahan yang dipasang pada

unit ESP yang dapat merubah

frekuensi putaran pompasehingga dapat mengatur laju

putaran pompa. Unit ini

terpasang pada swicthboard.

19


20/44

DOC ID Chevron 2005

Faktor-faktor yang menyebabkan perlunya penggunaan VSD :

peningkatan water cut yang terlalu cepat

meningkatnya tubing head pressure (THP)

perubahan tekanan reservoir / perubahan PI (produksi index)

komponen utama VSD :

Graphical Control Sistem (GCS) berfungsi sebagai tombol pengontrol

Rectifier berfungsi mengkonversi AC ke DC

Link DC berfungsi menyediakan gelombang DC halus untuk inverter

Inverter berfungsi perubahan DC kembali ke output tiga fase

frekuensi variabel AC

20


21/44



22/44

DOC ID Chevron 2005

PERHITUNGAN

SUMUR BR#01 & SUMUR BR#02

22


23/44

DOC ID Chevron 2005

Sumur BR#1

Data Sumur

Interval Perforasi 3292-3492 Ft

Middle Perforasi 3392 Ft

OD Casing 7 Inch

OD Tubing 3.5 Inch

Data Fluida

API Minyak 35

SG Air 1.002

Pb 400 PsiData Pompa

Pump Set 3202 Ft

Stage 161

Horse Power 50 HP

Tegangan 1100 Volt

Kuat Arus 28 Ampere

Daya 30800 Watt

Jenis Pompa IND 440

Frekuensi 54 Hz

Data Produksi

Laju Alir Fluida 460 BFPD

WC 90%

WFL 2787 Ft

SFL 1430 Ft23


24/44



25/44



26/44



27/44



28/44

DOC ID Chevron 2005

Frekuensi (Hz) Laju alir (BFPD) Keterangan

54 460 Laju alir tes dan frekuensi lama

55 468.5185185 Frekuensi Baru & Laju alir baru













Berikut adalah tabel perhitungan laju alir berdasar kan frekuensi yang berubah-ubah.


29/44



30/44

DOC ID Chevron 2005

54 Hz 64 HZ

A 0,536629A 0,536629J 0,825008J 0,977788

Qb 361,617Qb 428,5831

Qx 183,3352Qx 217,2861

Qmax 544,9522Qmax 645,8693

PI 0,793355PI 0,940273

Pwf Qf Pwf Qf

800 30,401 800 36,03053

700 109,736 700 130,0578

600 189,072 600 224,085

500 268,407 500 318,1123

475 288,241 475 341,6191

450 308,075 450 365,1259

425 327,909 425 388,6327

400 361,617 400 428,583

375 381,669 375 452,349

350 400,576 350 474,756

325 418,336 325 495,806

300 434,951 300 515,498

275 450,420 275 533,831

250 464,743 250 550,807

200 489,952 200 580,683

100 526,619 100 624,141

0 544,952 0 645,86930


31/44



32/44

DOC ID Chevron 2005

Sumur BR#2Data Sumur

Interval Perforasi 3922-3492 Ft

Middle Perforasi 3922 Ft

OD Casing 7 Inch

OD Tubing 3.5 Inch

Data Fluida

API Minyak 35

SG Air 1.002

Pb 400 Psi

Data Pompa

Pump Set 3595 Ft

Stage 161

Horse Power 40 HP

Tegangan 435 Volt

Kuat Arus 45 Ampere

Daya 19575 Watt

Jenis Pompa IND 440

Frekuensi 52 Hz

Data Produksi

Laju Alir Fluida 158 BFPD

WC 30%

WFL 3500 Ft

SFL 1697 Ft

FAP 95 Ft

32


33/44



34/44



35/44



36/44



37/44

DOC ID Chevron 2005

Berikut adalah tabel perhitungan laju alir berdasar kanfrekuensi yang berubah-ubah.

Frekuensi (Hz) Laju alir(BFPD) Keterangan

52 158 Laju alir tes dan frekuensi lama

53 161.0384615 Frkuensi Baru & Laju alir baru

Frekuensi (Hz) Laju alir(BFPD) Keterangan













37


38/44



39/44



40/44

DOC ID Chevron 2005

52 HZ 64 Hz

A 0,784311A 0,784311

J 0,248025J 0,305261

Qb 114,7715Qb 141,2572

Qx 55,11659Qx 67,8358

Qmax 169,8881Qmax 209,093

PI 0,226001PI 0,278155

54 Hz 64 Hz

Pwf Qf Pwf Qf

800 14,17979 800 17,45205

700 36,77989 700 45,26756600 59,37999 600 73,08307

500 81,98009 500 100,8986

475 87,63012 475 107,8525

450 93,28014 450 114,8063

425 98,93017 425 121,7602

400 114,7715 400 141,2572

375 120,7998 375 148,6767

350 126,4837 350 155,6723

325 131,8232 325 162,2439300 136,8181 300 168,3915

275 141,4686 275 174,1152

250 145,7746 250 179,4148

200 153,3531 200 188,7423

180 155,9987 180 191,9984

160 158,4238 160 194,9831

140 160,6285 140 197,6966

120 162,6127 120 200,1387

100 164,3764 100 202,3094

50 167,8212 50 206,5492

0 169,8881 0 209,09340


41/44


0

00

000

000

000

000

000

000

000

000

000

000

000

000

000

000

000

0 00 000 000 000 000

Pwf, Psi

Qf, BFPD

Hz00

Hz00

Laju Alir

MaksimumPompa bfpd000

Pwf = , Psi1111


42/44

DOC ID Chevron 2005

PEMBAHASAN

Pembahasan Sumur BR#01

Berdasarkan perhitungan sumur BR#01 memiliki

laju alir maksimum hingga 663.119 BFPD.Namun

karena pompa yang dipasang adalah DN440 yang

mempunyai batas kapasitas laju alir 550 BFPD.

Maka frekuensi di pasang adalah 64 hz dengan

perkiraan laju air sebesar 545.19 BFPD

Pembahasan Sumur BR#02Berdasarkan perhitungan sumur BR#02 memiliki

laju alir maksimum hingga 195.73 BFPD. Maka

frekuensi diset adalah 64 hz dengan perkiraan laju

air sebesar 194.46 BFPD 42


43/44

DOC ID Chevron 2005

KESIMPULAN

Pompa yang dipasang VSD mempunyai beberapakeuntungan yaitu, Putaran pompa (RPM) dapat diatur

sesuai dengan frekuensi yang diinginkan sehingga

berpengaruh langsung terhadap laju alir fluida yang kita

inginkan. Fungsi ini dapat dimanfaatkan untuk

memaksimalkan produksi minyak sesuai dengan

kemampuan sumur, tanpa harus melakukan wellservice

untuk size up atau downsize pompa yang memerlukan

biaya rig. Keuntungan lainnya dari VSD adalah beban

power yang berlebihan pada saat star awal serta padasaat kondisi underload dapat di stabilkan dengan

mengurangi frekuensi . Sehingga dapat menjaga

ketahanan dan run life pompa

43


44/44

THANK

YOU

slied gue ok

Documents