Kuliah-10-tp1-ah-nodal Analysis-basic.pdf

Kuliah-10 Teknik Produksi I (3 SKS) Nodal Analysis-1 Dosen : Ir. Andry Halim, MM STT MIGAS, Balikpapan

Objective/Sasaran Memahami konsep-konsep Nodal Analysis  Memahami penerapannya di dunia Perminyakan 

Daftar Pustaka 1. 2. 3. 4. 5. 6.

7.

Sudjati Rachmat, “Nodal SystemAnalysis”, Semua buku perihal TEKNIK PRODUKSI, termasuk SPE paper. T.E.W. Nind,”Principles of Oil Well Production”, Mc GrwHill Book Co., New York, 1981. Kermit E. Brown,”The Technology of Artificial lift Methods”, Vol.1,2,3a,3b, 4, Tulsa, OK, 1984. Hemanta Mukherjee,”WP Manual”, Denver, 7 June 1991 Tarek Ahmed,”Reservoir engineering Handbook”, 2’nd editiomn, Gulf Prosfesional Publishing, 2001, Houston, Texas. M.J. Economides, A.D. Hill, Petroleum Production Systems”, Prentice Hall, New Jersey, 1994

NODAL SYSTEM ANALYSIS Dr. Ir. Sudjati Rachmat, DEA

108

4

TEORI

108

5

TEORI

44

6

TEORI

44

7

TEORI

44

8

TEORI

44

9

TEORI

44

10

TEORI

44

11

NODAL SYSTEM ANALYSIS 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.

Pendahuluan Pemilihan Ukuran Tubing Pengaruh Ukuran Flowline Pengaruh Stimulasi Analisa Sistem untuk Sumur dengan Jepitan Evaluasi Pengaruh Komplesi Pengaruh Deplesi Hubungan Kinerja Terhadap Waktu dan Ekonomis Analisa Sistem Multiwell Pengaruh Tekanan Keluar Akhir, PD 108

Pertimbangan

12

Pendahuluan Prosedur nodal system analisis pertama kali adalah pemilihan titik nodal dan menghitung tekanan nodal, diawali pada tekanan konstan sistem yang biasanya adalah PR dan Pwh atau Psep. Pemilihan titik nodal umumnya seperti yang terlihat pada Gambar 2. Gambar 1 merupakan beberapa komponen yang ada pada suatu sistem sumur. Inflow Pinlet - ∆P (komponen upstream) = Pnode Outflow Poutlet + ∆P (komponen downstream) = Pnode 108

13

Pendahuluan (lanjutan) Pada beberapa kasus yang umum Pinlet = PR dan Poutlet = Pwh atau Psep . Ada dua kriteria yang harus ditentukan yaitu : 1. Aliran yang masuk ke nodal sama dengan aliran yang keluar nodal. 2. Hanya ada satu harga tekanan pada nodal untuk laju aliran yang diberikan. Nodal merupakan titik pertemuan antara dua komponen dan pada titik pertemuan tersebut secara fisik akan terjadi keseimbangan dalam bentuk keseimbangan masa fluida yang mengalir ataupun keseimbangan tekanan. Laju produksi yang optimum dapat diperolah dengan cara merubah ukuran tubing, pipa salur (flowline), jepitan (restriction) dan tekanan separator. 108 14

Gambar 1a 108 System Production

15

Gambar 1b Possible Pressure108 Losses In Complete

16

Gambar 2 Location Of 108 Various Nodes

17

108

18

108

19

OPR/TPC DIAMETER TUBING = 2”

108

20

108

21

108

22

108

23

108

24

DIAMETER TUBING = 2.5”

108

25

108

26

108

27

108

28

108

29

108

30

108

31

DIAMETER TUBING = 3”

108

32

108

33

108

34

108

35

108

36

108

37

DIAMETER TUBING = 4”

108

38

108

39

108

40

108

41

108

42

108

43

Pemilihan Ukuran Tubing

108

44

Pemilihan Ukuran Tubing Pemilihan ukuran tubing harus dilakukan sebelum sumur dibor, karena ukuran tubing menentukan ukuran casing yang selanjutnya juga akan menentukan ukuran lubang bor. Ukuran tubing yang terlalu kecil akan menghambat laju aliran produksi karena terjadi friction losses yang besar, sebaliknya ukuran tubing yang terlalu besar akan menyebabkan sumur terbebani fluida dan sumur akan mati. Terdapat pemilihan nodal no 6 seperti yang diilustrasikan pada Gambar 2 bahwa Pnode = Pwf dimana inflow dan outflow dapat diekspresikan sebagai :

108

45

Pemilihan Ukuran Tubing (lanjutan) Inflow PR - ∆Pres = Pwf Outflow Pwh + ∆Ptubing = Pwf

108

46

Pemilihan Ukuran Tubing (lanjutan) Contoh 1 Tentukan kapasitas produksi sumur dengan ukuran tubing 2 3/8 in, 3 ½ in dan data lainnya adalah : PR Depth GLR γg

= 3482 psig = 10,000 ft = 400 scf/STB = 0.65 fw

Data tes : qL Pwf FE

= 320 STB/day = 3445 psig = 1.0

Pb = 3600 psig Pwh = 400 psig API = 3o = 50%

108

47

Pemilihan Ukuran Tubing (lanjutan) Solusi : Dengan menggunakan metode Vogel untuk inflow adalah :

Untuk membuat IPR :

108

48

Pemilihan Ukuran Tubing (lanjutan) Inflow Pwf, psig

qL,STB/day

3482 3000 2500 2000 1500 1000 500 0

0 3930 7464 10442 12866 14735 16050 16810

Dengan menggunakan kurva pressure traverse, kemudian data inflow diplot seperti pada Gambar 3. 108

49

Pemilihan Ukuran Tubing (lanjutan) Outflow qL, STB/day

1.995

2.441

2.992

400 600 800 1000 1500 2000 1500

3200 3280 3400 3500 4400 -

3160 3200 3250 3400 -

3130 3200 3290 3400

Data outflow ini juga diplot pada Gambar 3. Kapasitas laju aliran dengan variasi ukuran tubing tersebut adalah : 108

50

Gambar 3 Example108 1 Solution

51

Pemilihan Ukuran Tubing (lanjutan)

Tubing I.D, in 1.995 2.441 2.992

Kapasitas produksi, STB/day 800 1260 1830

Untuk sumur yang dalam akan menguntungkan jika memakai tapered string tubing dimana tubing yang berukuran lebih besar ditempatkan dari permukaan sampai ke bagian atas liner. Pengaruh ukuran upper string pada kapasitas produksi secara konvensional ditentukan dengan memilih titik dimana ukuran tubing berubah sebagai nodalnya. Inflow meliputi reservoir dan bagian tubing yang bawah sedangkan outflow meliputi flowline dan bagian tubing atas. Hal ini diilustrasikan pada Gambar 1084 dan 5. 52

Gambar 4 108String Tapered

53

Gambar 5 108 String Size Effect of Upper

54

Pengaruh Ukuran Flowline Pengaruh tekanan kepala sumur terhadap pressure drop di tubing sudah diilustrasikan pada contoh sebelumnya dimana penurunan Pwh menjadi 200 psi akan menghasilkan penambahan kapasitas produksi 1520 STB/day. Hal ini disebabkan oleh kenyataan bahwa pada tekanan rata-rata yang lebih rendah dalam tubing akan meningkatkan volume gas dan menurunkan liquid holdup dan tekanan hidrostatik. Jika suatu sumur diproduksikan ke dalam flowline maka tekanan kepala sumur sama dengan jumlah tekanan separator dan pressure drop di flowline, dengan anggapan tidak ada choke. Untuk mengetahui pengaruh ukuran flowline nodal yang dipilih adalah nodal 6 atau nodal 3 seperti yang diilustrasikan pada Gambar 2. Pemilihan nodal 3 biasanya lebih tepat apabila pengaruh ukuran flowline diisolasi terhadap pengaruh tubing. 108

55

Pengaruh tekanan separator akan diilustrasikan dalam solusi

Pengaruh Ukuran Flowline (lanjutan) Contoh 2 : Data berikut nerupakan aliran sumur minyak tanpa surface choke, hitunglah 1. Kapasitas produksi dengan menggunakan Pwf sebagai tekanan nodal. 2. Kapasitas produksi dengan menggunakan Pwh sebagai tekanan nodal dengan kondisi berikut : a. Dengan perlengkapan yang ada sekarang. b. Ukuran flowline dinaikkan menjadi 31/2 in. c. Tekanan separator diturunkan menjadi 50 psig. 108

56

Pengaruh Ukuran Flowline (lanjutan) PR = Pb = 2400 Psig GLR = 800 scf/STB Psep = 100 psig Ukuran tubing = 2.441 in Panjang flowline = 3000 ft Kedalaman tubing = 7000 ft fw =0 FE = 1.0 Data tes : Pwf = 2000 psig untuk qo = 710 STB/day 108

57

Pengaruh Ukuran Flowline (lanjutan)

A. (Pnode = Pwf) Perhitungan data inflow dengan menggunakan Vogel : qo = 2556 [1 - 0.2 (Pwf /2400) - 0.8 (Pwf /2400)2]

108

58

Pengaruh Ukuran Flowline (lanjutan) Inflow Pwf

qo

2400 2000 1500 1000 500 0

0 710 1438 1988 2361 2556

108

59

Pengaruh Ukuran Flowline (lanjutan) Hasilnya kemudian diplot dalam Gambar 6, outflow ditentukan dengan : Psep + ∆Pflowline + ∆Ptubing = Pwf Pada saat menggunakan grafik pressure traverse prosedurnya adalah sebagai berikut : 1. Untuk pipeline 2. Untuk langkah Pwf .

variasi laju aliran tentukan Pwh menggunakan kurva (horisontal) dan Psep. masing-masing laju aliran dan Pwh yang ditentukan pada 1 gunakan kurva wellflow (vertikal) dan dapatkan harga

108

60

Pengaruh Ukuran Flowline (lanjutan) Outflow qo

Pwh

Pwf

1000 1500 2000

240 350 460

1160 1510 1880

Plot antara data inflow dan outflow (Gambar 6) menghasilkan kapasitas produksi 1460 STB/day dan harga Pwf = 1480 psig.

108

61

Pengaruh Ukuran Flowline (lanjutan) B. (Pnode = Pwh ) Inflow PR - ∆Pres - ∆Ptubing = Pwh Outflow Psep + ∆Pflowline = Pwh

108

62

Pengaruh Ukuran Flowline (lanjutan) Prosedur untuk membuat data inflow adalah : 1. Pilih variasi laju aliran dan hitung Pwf menggunakan Vogel. 2. Untuk masing-masing laju aliran dan Pwf yang ditentukan dalam langkah1 gunakan vertical pressure traverse untuk mendapatkan harga Pwh . Dari Vogel :

108

63

Pengaruh Ukuran Flowline (lanjutan) Inflow qo

Pwf

Pwh

1000 1500 2000

1815 1451 988

600 320 0

Tekanan kepala sumur dari kurva horisontal pada solusi A digunakan untuk memplot outflow 21/2 in.

108

64

Pengaruh Ukuran Flowline (lanjutan) Outflow qo

Pwh d = 2.5, Psep = 100

d = 3.5, Psep = 100

d = 2.5, Psep = 50

1000

240

150

240

1500

350

180

340

2000

460

200

440

108

65

Pengaruh Ukuran Flowline (lanjutan) Kapasitas produksi berikut untuk tiga dipertimbangkan dalam solusi B adalah :

konfigurasi

Flowline diameter

Separator pressure

Capacity

2.5 2.5 3.5

100 50 100

1460 1500 1740

yang

Hasil ini menunjukkan pengaruh penurunan tekanan separator lebih kecil dibandingkan pengaruh penambahan ukuran flowline.

108

66

QUESTION ????