330964079-workover-infill-drilling.docx

“EVALUASI TEKNIS DAN EKONOMI WELL COMPLETION UNTUK UKURAN TUBING PADA SUMUR MINYAK X LAPANGAN Y MENGGUNAKAN SIMULATOR’’

PROPOSAL TUGAS AKHIR

DISUSUN OLEH :

ANGGI WARDINI 1501038 Diajukan sebagai salah satu syarat untuk mendapatkan gelar Sarjana Teknik pada Jurusan Teknik Perminyakan

JURUSAN TEKNIK PERMINYAKAN SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI MINYAK DAN GAS BUMI BALIKPAPAN 2019

LEMBAR PENGESAHAN PROPOSAL TUGAS AKHIR Oleh : ANGGI WARDINI NIM 15.01.038 Diajukan sebagai salah satu syarat untuk mendapatkan gelar Sarjana Teknik Pada Jurusan Teknik Perminyakan Sekolah Tinggi Teknologi Minyak dan Gas Bumi Balikpapan Disetujui oleh : Pembimbing I

Pembimbing II

Karmila, ST., MT

Nijusiho Manik, ST., MT

NIDN : 1120018103

NIDN : 1107128501

Mengetahui Ketua Jurusan

Abdi Suprayitno, ST., M.Eng NIDN : 1110098502

BAB I PENDAHULUAN

1.1

Latar Belakang Penelitian Pada saat setelah pemboran sumur minyak telah selesai maka sumur perlu

dipersiapkan untuk diproduksikan. Persiapan atau penyempurnaan sumur ini disebut dengan well completion. Pada kegiatan well completion salah satu hal penting yang perlu diperhatikan adalah penggunaan ukuran tubing. Ukuran tubing dan choke yang tidak sesuai dengan productivity index dapat menghambat kesinambungan produksi minyak dari sumur minyak tersebut. Hal ini terjadi disebabkan sistem peralatan produksi akan cepat terkorosi akibat gesekan antara fluida produksi dengan dinding tubing, sehingga tubing cepat rusak dan diganti, dan dapat menyebabkan kerusakan formasi (formation damage) dan terbentuknya scale. Oleh sebab itu perlu adanya evaluasi pada penggunaan ukuran tubing suatu sumur minyak untuk mendapatkan laju produksi yang optimal salah satunya dengan menggunakan simulator dalam perminyakan, selain itu penggantian tubing dari segi keekonomian juga harus diperhatikan. Dengan adanya proposal ini peneliti ingin mengajukan penyusunan tugas akhir yang membahas evaluasi teknis dan ekonomi well completion untuk ukuran tubing pada sumur minyak x lapangan y menggunakan simulator.

1.2

Maksud dan Tujuan Penelitian Penelitian ini dimaksudkan untuk mengevaluasi secara teknis maupun

ekonomi dari penggunaan ukuran tubing dengan tujuan : 1. Meningkatkan laju produksi dengan optimal yang dievaluasi melalui sistem nodal dengan penerapannya pada simulator. 2. Mendapatkan ukuran tubing yang tepat pada sumur minyak tersebut. 3. Mendapatkan nilai ekonomis jika perlu dilakukan penggantian ukuran tubing.

1.3

Batasan Masalah Penelitian Penelitian Tugas Akhir ini lebih difokuskan kepada evaluasi penggunaan

ukuran tubing pada sumur minyak, melalui sistem nodal yang penerapannya dilakukan menggunakan simulator yakni PROSPER. Selain itu juga dilakukan evaluasi dari segi ekonomi dalam penggantian tubing pada sumur minyak.

1.4

Manfaat Penelitian Manfaat penelitian Tugas Akhir ini adalah : 1. Dapat menetukan ukuran tubing yang tepat untuk digunakan pada sumur minyak melalui sistem nodal dengan penerapannya pada simulator. 2. Dapat mengoptimalkan laju produksi minyak pada sumur minyak. 3. Dapat menganalisa dari segi ekonomi apakah perlu dilakukan penggantian ukuran tubing atau tidak.

1.5

Sistematika Penelitian Bab I Pendahuluan: Pada bab ini berisi pemaparan mengenai latar belakang

masalah yang dikaji, maksud dan tujuan penelitian, batasan masalah, manfaat penelitian, dan sistematika penelitian. Bab II Tinjauan Lapangan: Pada bab ini memberikan gambaran umum mengenai kondisi area kerja serta kondisi sumur, serta sejarah, kondisi dan data yang diperoleh disumur gas itu sendiri. Bab III Teori Dasar: Pada bab ini diuraikan mengenai teori dasar dari Tugas Akhir yang diangkat. Bab IV Analisa dan Perhitungan Data: Pada bab ini membahas mengenai analisa dan perhitungan berdasarkan metode yang digunakan. Bab V Pembahasan: Pada bab ini menjelaskan tentang pembahasan dari bab analisa dan perhitungan yang dilakukan serta bab-bab sebelumnya. Bab VI Kesimpulan: Pada bab ini merupakan kesimpulan dari pembahasan dan perhitungan yang telah dilakukan.

1.6

Lokasi dan Waktu Penelitian

Penelitian ini dilaksanakan dengan menggunakan data primer dan sekunder dari PT. Pertamina Tarakan Field, Sembakung Area. Penelitian akan ini dimulai dari tanggal 25 Maret 2019 – 01 Mei 2019.

BAB II DASAR TEORI

2.1

Analisa Sistem Kinerja Sumur Analisa yang biasa digunakan untuk menganalisa sistem kinerja sumur adalah

analisa sistem nodal (Nodal Analysis), yang sudah digunakan selama bertahuntahun untuk menganalisa sistem komponen sumur yang saling berhubungan. Pengaplikasiannya untuk sistem sumur pertama kali dilakukan oleh Gilbert pada 1954 dan didiskusikan oleh Nind pada tahun 1964 serta Brown pada tahun 1978. Analisis sistem nodal adalah suatu sistem pendekatan dengan cara grafis guna optimisasi produksi sumur minyak dan gas, berdasarkan hasil evaluasi keseluruhan sistem produksi sumur dari dasar sumur hingga ke permukaan melalui pipa salur (flow line). Kegunaan analisa sistem nodal ini antara lain adalah : a.

Menentukan laju produksi sumur berdasarkan ukuran tubing yang dipergunakan.

b.

Menentukan ukuran tubing yang sesuai dengan kemampuan produksi sumur (laju produksi optimal).

c.

Menentukan ukuran jepitan (bean, choke)yang sesuai dengan kemampuan produksi sumur. 4. Menentukan ukuran panjang langkah (strokelength) dan kecepatan pemompaan pada sistem pompa angguk (sucker rod pump). Analisa nodal ini sendiri didefinisikan sebagai sistem pendekatan untuk

mengoptimasikan sumur minyak atau gas, yang digunakan untuk mengevaluasi sistem produksi sumur secara keseluruhan. Gambar 2.1 menunjukan letak titik node yang ada pada sumur. Tujuan dari analisa nodal ini sendiri adalah untuk mengkombinasikan berbagai macam komponen dari sistem sumur produksi pada suatu sumur untuk mengestimasi suatu laju produksi dan mengoptimalkan laju produksi tersebut. Titik node merupakan titik pertemuan antara dua komponen, dimana di titik pertemuan tersebut secara fisik akan terjadi kesetimbangan dalam bentuk

keseimbangan masa maupun tekanan. Hal ini berarti bahwa masa fluida yang keluar dari suatu komponen akan sama dengan masa fluida yang masuk kedalam komponen berikutnya yang saling berhubungan.

Gambar 2.1 Letak Titik Node pada Sumur Semua komponen upstream pada node merupakan inflow section sedangkan komponen downstream nmerupakan outflow section. Hubungan antara flow rate dengan pressure drop harus ada pada setiap komponen. Flow rate yang mengalir pada sistem sumur dapat ditentukan apabila persyaratan berikut terpenuhi: a. Aliran yang masuk ke node sama dengan aliran yang keluar dari node. b. Hanya ada satu tekanan pada setiap titik node. Pada waktu tertentu, saat sumur aktif ada dua tekanan yang tetap (fixed pressure) dan tidak dipengaruhi oleh flow rate yaitu tekan reservoir dan tekanan separator. Namun jika sumur dikontrol oleh surface choke fixed pressure dapat berada di kepala sumur. Prosedur yang biasa digunakan untuk mengitung tekanan node dengan menggunakan tekanan tetap adalah sebagai berikut:





Inflow: Pr – ∆P (Komponen Upstream) = Pnode

(2.1)

Psep – ∆P (Komponen Downstream) = Pnode

(2.2)

Outflow:

Pada sistem produksi terdapat penurunan tekanan dari reservoir ke permukaan yang disebut Pressure drop (∆𝑃). Pressure drop pada setiap komponen akan bervariasi dengan flow rate (q). Efek dari perubahan komponen dapat di evaluasi dengan menghitung ulang node pressure vs flow rate menggunakan karakteristik komponen yang dirubah. Perubahan pada komponen upstream tidak akan mempengaruhi bentu kurva outflow, hanya saja akan ada pembaruan kapasitas aliran (flow capacity) dan tekanan.

Gambar 2.2 Ilustrasi Pressure Loss pada Sumur

Gambar 2.3 Plot Inflow vs Outflow Total system optimization adalah dengan memilih kombinasi karakteristik komponen yang akan memaksimalkan laju alir produksi dengan biaya yang rendah. Pendekatan analisa nodal ini biasanya digunakan untuk mengoptimasikan performa aliran sumur.

3.2 Inflow Performance Relationship Kinerja pada sumur minyak dapat di ilustrasikan dengan Productivity Index (PI) dan IPR. Dimana PI disini menggambarkan kemampuan sumur untuk berproduksi, untuk free water production Productivity Index dapat dirumuskan sebagai berikut.

J= Dimana: Q

= oil flow rate stb/day

Q Pr−Pwf

=

Q ∆P

(3.2)

J

= Productivity Index (stb/day/psi)

Pr

= tekanan reservoir (psig)

Pwf = tekanan aliran dasar sumur (psig) ∆P

= Tekanan draw down (psig) Productivity Index biasanya diukur pada saat test sumur produksi, yaitu

pada saat sumur ditutup hingga tekanan static reservoir tercapai kemudian sumur diizinkan untuk berproduksi. Perbandingan PI pada sumur yang berbeda namun tetap pada reservoir yang sama akan memnunjukan bahwa beberapa sumur mungkin mengalami masalah yang tidak biasa atau terjadi kerusakan saat completion. IPR pada sumur merupakan hubungan anatara flow rate wellbore dengan wellbore flowing pressure. IPR digambarkan dengan plot Pwf vs q dan untuk menentukan maximum flow rate. Dengan menggunakan metode composite pada kondisi aliran dua fasa (Pr>Pb dan Pwf>Pb) dapat digunakan persamaan berikut:

Qmax = Qob +

J Pb 1.8

(3.3)

dan,

Qob = J (Pr - Pb)

Dimana : Qmax = Laju alir maksimum (stb/day) Qob

= Laju alir saat tekanan bubble (stb/day)

Pb

= Tekanan Bubble (psia)

3.3 Outflow Performance

(3.4)

Outflow performance dapat di gambarkan dengan TPR, karena komponen yang paling penting dalam sistem sumur secara keseluruhan adalah tubing. Kurang lebih sekitar 80% dari total pressure loss yaitu Ps – Psep digunakan untuk mengangkat fluida dari lubang sumur ke permukaan. Apabila ukuran tubing ini tidak sesuai dengan indeks produktivitasnya, maka sumur tersebut akan mengalami penurunan laju produksi yang lebih cepat. Hal ini disebabkan oleh terbentuknya scale pada tubing dan flow-line serta terjadi formation demage didasar sumur. Scale dapat terbentuk karena ukutan tubing yang terlalu besar, sedangkan formation demage terjadi akibat ukuran tubing yang terlalu kecil sehingga pasir yang ikut terproduksi akan jatuh kembali kedasar sumur dan menutupi pori-pori. Adapun metode yang dapat digunakan untuk menganalisa tubing head performance adalah sebagai berikut.

3.3.1 Poettmann and Carpenter Poettmann and Carpenter mengembangkan persamaan yang dapat digunakan untuk memperkirakan multiphase vertical flow. Biasanya persamaan ini digunakan pada 2-3/8” hingga 3-1/2” OD tubing dan flow rate lebih besar dari 400 bpd.

3.3.2 Hagedorn and Brown Metode ini menggunakan kurva pressure traverse untuk mendapatkan flowing pressure drop dimana surface pressure diketahui, kurva pressure traverse dipilih berdasarkan kondisi yang ada seperti flow rate, ukuran pipa, WOR, GLR dan lain-lain. Kurva yang sejenis dengan gambar.. sering digunakan untuk memperkirakan perhitungan pressure drop yang dibutuhkan.

Gambar 3.3 Kurva Pressure Traverse 3.3.3 Beggs and Brill Method

Persamaan ini dikembangkan berdasarkan data eksperimen yang bersekala kecil. Parameter yang di pelajari mencakup: a. Gas flow rate (0 - 300 Mscf/day) b. Liquid flow rate (0 - 30 gal/min) c. Tekanan rata-rata sistem (35 - 95 psia) d. Diameter pipa (1 – 1.5”) e. Liquid holdup (0-0.870) f. Gradient tekanan (0 – 0.8 psi/ft)

3.4 Tubing Tubing adalah pipa yang dimasukkan kedalam sumur minyak, dimana berfungsi sebagai pipa yang mengalirkan minyak dari dalam tanah ke permukaan. Perbedaan penggunaan tubing disetiap sumur disesuaikan dengan kemampuan produksi minyak dari masing-masing sumur tersebut. Contohnya apabila sumur tersebut mempunyai kapasitas produksi yang sangat besar setiap harinya dan juga mempunyai cadangan minyak yang sangat banyak, maka dapat menggunakan tubing dengan size besar. Namun bukan tidak mungkin apabila menggunakan tubing dengan size kecil, hal ini dilakukan bila tekanan didasar sumur masih besar, sehingga dengan menggunakan tubing size kecil dapat mengangkat fluida ke permukaan tanpa bantuan pompa. sehingga meminimalisasi biaya produksi dari sumur tersebut. Hingga tekanan didasar sumur sudah tidak mampu lagi mengangkat fluida, baru kemudian menggunakan bantuan pengangkatan buatan. Setiap batang tubing, disambung dengan menggunakan ulir disetiap ujung pipa dan penyambung antar ulir disebut coupling (seperti pipa dgn diameter dalam sama besar dengan diameter luar pipa, dan bagian dalamnya diulir). Coupling dipasang disalah satu sisi pipa yang diulir, sehingga pada saat akan digunakan ke dalam sumur, pipa dapat disambung dengan menggabungkan pipa yang ada couplingnya dengan sisi pipa lainnya yang tanpa coupling, dan begitu seterusnya hingga pipa mencapai daerah yang akan diproduksi.

Tubing terdiri dari berbagai macam size mulai dari 1" (biasa disebut macaroni tubing) hingga 4-1/2". Namun yang sering digunakan adalah ukuran 23/8", 2-7/8", 3-1/2", 4" dan 4-1/2". Contoh spec dari tubing :

Gambar 3.4 Spec dari Tubing 3.4 Petroleum Expert

Dalam prosper persamaan ini biasa digunakan untuk aliran “slug”. Biasa digunakan untuk memprediksi well stability dan TPR dengan rate yang rendah.

3.5 Prosper Ver.11 by Petroleum Expert Limited Prosper merupakan program untuk mendisain dan mengoptimasikan Well performance yang termasuk kedalam integrated production modeling toolkit (IPM) dan telah digunakan secara worldwide. Prosper didisain agar dapat membuat model sumur yang konstan dan dapat diandalkan, dengan kemampuan untuk mengidentifikasi setiap aspek pada sumur seperti PVT (karakteristik fluid), VLP Corelation (untuk perhitungan flow line dan tubing pressure loss) dan IPR (reservoir inflow). Prosper dilengkapi dengan matching fiture, dimana PVT, multiphase flow correlation dan IPR dapat dicocokan dengan data lapangan. Prosper dapat diaplikasikan untuk: a. Mendisain dan mengoptimasikan sumur komplesi termasuk mult-lateral, multilayer dan sumur horizontal. b. Mendisain dan mengoptimasikan ukuran tubing dan pipa alir. c. Menghitung pressure loss pada sumur, flow line hingga choke. d. Memprediksi flowing temperature pada sumur dan pipeline. e. Memonitor performa sumur agar dapat mengidentifikasi dengan cepat apabila sumur membutuhkan perbaikan. f. Menghitung total skin dan penentuan breakdown (kerusakan, penyimpangan dan penetrasi parsial) g. Dan lain-lain.

BAB III

RENCANA KEGIATAN PENELITIAN

3.1

Jenis Kegiatan Adapun kegiatan yang ingin saya lakukan nantinya adalah mengevaluasi

secara teknis dan ekonomi well completion untuk ukuran tubing dengan simulator pada sumur minyak PT. Pertamina Tarakan Field, Sembakung Area.

3.2

Usulan Jadwal 1. Orientasi umum ( Sejarah perkembangan dan menajemen perusahaan secara umum ) 2. Orientasi khusus I ( pemahaman konsep, proses analisis, dan penyajian data-data pada proses eksplorasi ) 3. Orientasi khusus II ( pemahaman konsep, proses analisis, dan penyajian data-data pada operasi lapangan ) 4. Orientasi khusus III ( pemahaman konsep, proses analisis, dan penyajian data-data pada proses produksi ) 5. Pembuatan laporan dan tugas-tugas lainnya.

3.3

Rincian Tahap Penelitian Secara umum tahap penelitian Tugas Akhir yang dilakukan : 1. Pengenalan lapangan. 2. Penentuan sumur kandidat (sumur yang akan di uji: sumur minyak). 3. Pengumpulan atau pengambilan data-data yang diperlukan. 4. Pengolahan data dan input data (dilakukan menggunakan simulator) 5. Melakukan evaluasi dari data sumur yang dipilih untuk mendapatkan ukuran tubing yang tepat berdasarkan sistem nodal yang dilakukan penerapannya dengan simulator.

BAB IV

PENUTUP

Demikianlah proposal usulan kegiatan penelitian Tugas Akhir yang akan saya lakukan di PT. Pertamina Tarakan Field, Sembakung. Saya sangat berharap agar usulan kegiatan ini mendapat sambutan yang baik dari pihak perusahaan. Melihat keterbatasan dan kekurangan yang saya miliki, maka saya sangat mengharapkan bantuan dan dukungan dari pihak perusahaan untuk melancarkan Tugas Akhir ini. Saya berharap selama dalam pelaksanaan Tugas Akhir ini diberikan bimbingan agar mendapatkan kelancaran. Selain itu, saya juga mengharapkan kemudahan dalam mengadakan penelitian atau mengambil data-data yang diperlukan selama kegiatan Tugas Akhir berjalan. Terima kasih kepada PT. Pertamina Tarakan Field, Sembakung Area yang telah memberi saya kesempatan untuk mengajukan proposal kegiatan Tugas Akhir ini. Semoga Tuhan Yang Maha Esa senantiasa memberikan berkat dan rahmat-Nya sehingga kegiatan penelitian ini dapat berjalan dengan lancar dan memberikan manfaat bagi kedua belah pihak.

Contact person:

Lampiran

:

Anggi Wardini No. Handphone

: 082227653007

Email

: [email protected]

1. Surat Keterangan dari Kampus STT MIGAS Balikpapan 2. Curriculum Vitae (CV) 3. Transkrip Nilai Sementara yang telah dilegalisir 4. Foto Copy Surat Aktif Kuliah yang telah dilegalisir 5. Foto Copy KTM 6. Foto Copy Asuransi