Makalah Teknik Reservoir [PDF]

Citation preview

MAKALAH TEKRES KLASIFIKASI RESERVOIR DAN FLUIDA RESERVOIR DOSEN PEMBIMBING : TOMI ERFANDO ST,MT



DISUSUN OLEH : MUHAMMAD ALFARIDZI



173210522



NURI AFRIDA BR.MARPAUNG



173210662



RAHMANSYAH



173210168



REZA INDRA GUNAWAN



173210543



PROGRAM STUDI TEKNIK PERMINYAKAN



FAKULTAS TEKNIK



UNIVERSITAS ISLAM RIAU 2019



KATA PENGANTAR Puji syukur kami sampaikan ke hadirat ALLAH SWT yang Maha Esa yang telah melimpahkan rahmat-Nya kepada kami, sehingga kami dapat menyelesaikan penyusunan makalah ini untuk memenuhi tugas mata kuliah Stratigrafi. Makalah ini disusun untuk memberikan pengetahuan yang lebih luas tentang Sejarah Perkembangan Stratigrafi. Harapan kami semoga makalah yang telah tersusun ini dapat bermanfaat sebagai salah satu rujukan maupun pedoman bagi para pembaca,menambah wawasan serta pengalaman,sehingga nantinya kami dapat memperbaiki bentuk ataupun isi makalah ini menjadi yang lebih baik lagi. Sebagai penulis, kami mengakui bahwasanya masih banyak kekurangan yang terkandung didalamnya. Oleh sebab itu, dengan penuh kerendahan hati kami berharap kepada para pembaca untuk memberikan kritikan dan saran demi lebih memperbaiki makalah ini. Terima kasih.



Pekanbaru, 11 Oktober 2019



ii



DAFTAR ISI KATA PENGANTAR ..................................................................................................................... i DAFTAR ISI.................................................................................................................................. iii BAB I .............................................................................................................................................. 1 PEMBAHASAN ............................................................................................................................. 1 1.1.



Klasifikasi Reservoir ........................................................................................................ 1



1.2.



Klasifikasi Reservoir Berdasarkan Tekanan Awal........................................................... 2



1.2.1.



Undersaturated oil reservoir ...................................................................................... 2



1.2.2.



Saturated oil reservoir ............................................................................................... 2



1.2.3.



Gas-cap reservoir ...................................................................................................... 3



1.3.



Klasifikasi Reservoir Berdasarkan Fluidanya .................................................................. 3



1.3.1.



Reservoir Minyak...................................................................................................... 3



1.3.2.



Reservoir Gas ............................................................................................................ 4



1.4.



Klasifikasi reservoir berdasarkan tenaga pendorong reservoir ........................................ 6



1.4.1.



Solution Gas Drive Reservoir ................................................................................... 6



1.4.2.



Gas Drive Reservoir .................................................................................................. 7



1.4.3.



Water Drive Reservoir .............................................................................................. 8



1.4.4.



Segregation Drive Reservoir ..................................................................................... 9



1.4.5.



Combination Drive Reservoir ................................................................................. 10



iii



BAB I PEMBAHASAN 1.1. Klasifikasi Reservoir Reservoir minyak bumi secara luas diklasifikasikan sebagai reservoir minyak atau gas. Klasifikasi luas ini dibagi lagi tergantung pada:  Komposisi campuran hidrokarbon  Tekanan reservoir awal dan suhu  Tekanan dan suhu produksi permukaan Penentuan eksperimental atau matematis dari kondisi ini diekspresikan dengan nyaman dalam berbagai jenis diagram yang biasa disebut diagram fase. Salah satu diagram tersebut disebut diagram tekanan-suhu.



Gambar 1-1 menunjukkan diagram tekanan-suhu tipikal dari sistem multi-komponen dengan komposisi keseluruhan spesifik. Meskipun sistem hidrokarbon yang berbeda akan memiliki diagram fase yang berbeda, konfigurasi umumnya serupa.Diagram tekanantemperatur multikomponen ini pada dasarnya digunakan untuk:  Mengklasifikasikan reservoir  Mengklasifikasikan sistem hidrokarbon yang terjadi secara alami  Menjelaskan perilaku fase fluida reservoir Untuk memahami sepeunuhnya signifikansi dari suhu-tekanan perlu untuk mengidentifikasi dan menentukan poin-poin kunci berikut : a. Cricondentherm :Suhu di atas cairan yang tidak dapat dibentuk terlepas dari tekanan (titik E). Tekanan yang sesuai disebut tekanan Cricon-dentherm 1



b. Cricondenbar :Cricondenbar adalah tekanan maksimum yang di atasnya tidak ada gas yang dapat dibentuk terlepas dari suhu (titik D). Temperatur yang sesuai disebut suhu Cricondenbar Tcb. c. Kritis point : Titik kritis untuk campuran multikomponen disebut sebagai keadaan tekanan dan suhu di mana semua properti sive inten- dari fase gas dan cairan adalah sama (titik C). Pada titik kritis, tekanan yang sesuai dan suhu disebut kritis tekanan campuran. d. Amplop fase (wilayah dua fase) :Wilayah yang dikelilingi oleh kurva titik-bubur dan kurva titik-embun (garis BCA), di mana gas dan cairan hidup berdampingan dalam keseimbangan, diidentifikasi sebagai amplop fase sistem hidrokarbon . e. Kualitas :garis-garisputus-putus dalam diagram fase yang disebut garis kualitas. Mereka menggambarkan kondisi tekanan dan suhu untuk volume cairan yang sama. Perhatikan bahwa garis kualitas bertemu pada titik kritis (titik C). f. gelembung-point curve : Gelembung-titik kurva (garis BC) didefinisikan sebagai garis yang memisahkan wilayah fase cair dari daerah dua fase. g. Dew-point curve : titik embun kurva (garis AC) didefinisikan sebagai garis yang memisahkan wilayah fase uap dari wilayah dua fase. Secara umum, reservoir secara mudah diklasifikasikan berdasarkan lokasi titik yang mewakili tekanan reservoir awal pi dan suhu T sehubungan dengan diagram tekanan-suhu fluida reservoir.Dengan demikian, reservoir pada dasarnya dapat diklasifikasikan menjadi dua jenis. Ini adalah: a. Reservoir minyak :Jika suhu reservoir T kurang dari suhu kritisTc dari fluida reservoir, reservoir tersebut diklasifikasikan sebagai reservoir minyak. b. Reservoir gas :Jika suhu reservoir lebih besar dari suhu kritis cairan hidrokarbon, reservoir dianggap sebagai reservoir gas.



1.2.



Klasifikasi Reservoir Berdasarkan Tekanan Awal Tergantung pada tekanan reservoir awal, reservoir minyak diklasifikasikan ke dalam kategori berikut: 1.2.1. Undersaturated oil reservoir Jika tekanan reservoir awal pi (seperti yang ditunjukkan oleh poin 1 pada Gambar 1-1), lebih besar dari tekanan titik-gelembung pb dari fluida reservoir, reservoir tersebut diberi label reservoir minyak dengan rating undersatu-rated. 1.2.2. Saturated oil reservoir Ketika tekanan reservoir awal sama dengan tekanan titik gelembung fluida reservoir, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1-1 oleh poin 2, reservoir tersebut disebut reservoir minyak jenuh. 2



1.2.3. Gas-cap reservoir Jika tekanan reservoir awal berada di bawah tekanan titik gelembung fluida reservoir, seperti yang ditunjukkan oleh poin 3 pada Gambar 1-1, reservoir tersebut dinamai gas-cap atau reservoir dua fase, di mana fase gas atau uap underlain oleh fase minyak. Garis kualitas yang sesuai memberikan rasio volume tutup gas terhadap volume minyak reservoir.



1.3.



Klasifikasi Reservoir Berdasarkan Fluidanya 1.3.1. Reservoir Minyak Minyak mentah mencakup berbagai sifat fisik dan komposisi kimia, dan seringkali penting untuk dapat mengelompokkannya ke dalam kategori luas minyak terkait. Secara umum, minyak mentah biasanya diklasifikasikan ke dalam jenis berikut: a. Ordinary black oil :Diagram fase tekanan-suhu tipikal untuk Ordinary black oil ditunjukkan pada Gambar 1-2. Perlu dicatat bahwa garis kualitas, yang kira-kira berjarak sama, mencirikan diagram fase minyak hitam ini.



b. Low-shrinkage crude oil : Diagram fase tekanan-suhu tipikal untuk Lowshrinkage crude oilditunjukkan pada Gambar 1-4. Diagram dicirikan oleh garis kualitas yang berjarak dekat dekat kurva titik-embun. Liquid-shrinkage curve, seperti yang diberikan pada Gambar 1-5, menunjukkan karakteristik susut dari kategori minyak mentah ini. Sifat-sifat terkait lainnya dari jenis minyak mentah adalah:



3



    



Faktor volume pembentukan oli kurang dari 1,2 bbl / STB Rasio gas-oli kurang dari 200 scf / STB Gravitasi oli kurang dari 35 ° API Berwarna hitam atau pekat Pemulihan cairan substansial pada kondisi separator seperti ditunjukkan oleh titik G pada 85 % garis kualitas. c. Volatile crude oil :Diagram fase untuk volatile crude oil diberikan pada Gambar 16. Perhatikan bahwa garis kualitas berdekatan dekat di dekat titik-gelembung dan lebih banyak ditempatkan pada tekanan yang lebih rendah. Jenis minyak mentah ini biasanya dicirikan oleh penyusutan cairan tinggi tepat di bawah titikgelembung seperti ditunjukkan pada Gambar 1-7. Sifat-sifat karakteristik lain dari minyak ini meliputi:  Faktor volume pembentukan minyak kurang dari 2 bbl / STB  Rasio gas-minyak antara 2.000 dan 3.200 scf / STB  Gravitasi minyak antara 45 ° dan 55 ° API



1.3.2. Reservoir Gas Secara umum, jika suhu reservoir di atas suhu kritis sistem hidrokarbon, reservoir diklasifikasikan sebagai reservoir gas alam. Berdasarkan diagram fase dan kondisi yang berlaku, gas alam dapat diklasifikasikan ke dalam tiga kategori:  Reservoir gas kondensat retrograde Jika suhu reservoir T terletak di antara suhu kritis Tc dan cricondentherm Tct dari fluida reservoir, reservoir diklasifikasikan sebagai reservoir kondensat gas retrograde. Pada Gambar 1-11Pertimbangkan bahwa kondisi awal reservoir gas retrograde diwakili oleh titik 1 pada diagram fase suhu-tekanan. tekanan reservoir di atas tekanan titik embun atas, sistem hidrokarbon sebagai fase 4



tunggal (fase uap) di reservoir. Ketika tekanan reservoir menurun secara isotermal selama produksi dari tekanan awal (titik 1) ke tekanan titik embun atas (titik 2), tarik-menarik antara molekul-molekul cahaya dan komponenkomponen berat menyebabkan mereka bergerak lebih jauh terpisah. Proses kondensasi retrograde ini berlanjut dengan penurunan tekanan sampai dropout cairan mencapai maksimum pada titik 3.



Karakteristik fisik yang terkait dari kategori ini adalah: 1. Rasio gas-minyak antara 8.000 dan 70.000 scf / STB. Secara umum, rasio gas-minyak untuk sistem kondensat meningkat seiring dengan waktu karena dropout cairan dan hilangnya komponen berat dalam cairan. 2. Gravitasi kondensat di atas 50 ° API 3. Cairan tangki biasanya berwarna putih air atau sedikit berwarna. 



Wet-gas reservoir Pada Gambar 1-15, di mana suhu reservoir berada di atas cricondentherm dari campuran hidrokarbon. Karena suhu reservoir melebihi cricondentherm dari sistem hidrokarbon, fluida reservoir akan selalu tetap berada di wilayah fase uap saat reservoir habis secara isotermal, di sepanjang garis vertikal AB. Namun, ketika gas yang diproduksi mengalir ke permukaan, tekanan dan suhu gas akan menurun. Jika gas memasuki wilayah dua fase, fase cair akan mengembun keluar dari gas dan diproduksi dari pemisah permukaan. Hal ini disebabkan oleh penurunan yang cukup pada energi kinetik molekul berat dengan penurunan suhu dan perubahan selanjutnya menjadi cair melalui gaya tarik menarik antar molekul. Reservoir gas basah ditandai dengan sifat-sifat berikut: 1. Rasio minyak gas antara 60.000 dan 100.000 scf / STB 2. Gravitasi oli tangki-tangki di atas 60 ° API 3. Cairan berwarna putih air 4. Kondisi separator, yaitu, tekanan dan suhu separator , terletak di dalam wilayah dua fase



5







1.4.



Reservoir Dry-gas Campuran hidrokarbon ada sebagai gas baik di reservoir maupun di fasilitas permukaan. Satu-satunya cairan yang terkait dengan dengan gas dari reservoir gas kering adalah air. Diagram fase reservoir gas kering diberikan pada Gambar 1-16. Biasanya sistem yang memiliki rasio gas-minyak lebih besar dari 100.000 scf / STB dianggap sebagai gas kering.



Klasifikasi reservoir berdasarkan tenaga pendorong reservoir 1.4.1. Solution Gas Drive Reservoir Reservoir solution gas drive sering disebut juga sebagai reservoir depletion drive. Reservoir jenis ini tenaga pendorongnya berasal dari gas yang terbebaskan dari minyak karena adanya perubahan fasa pada HC ringannya yang semula merupakan fasa cair menjadi fasa gas selama penurunan tekanan reservoir, serta tidak adanya tudung gas mula-mula. Gas yang semula larut dalam zona minyak kemudian terbebaskan lalu mengembang dan kemudian akan mendesak minyak dan terproduksi secara bersamaan. Reservoir solution gas drive memiliki karakteristik, yaitu : 6



Penurunan tekanan reservoir yang cepat. Tidak ada fluida ekstra atau tudung gas bebas yang besar yang akan menempati ruang pori yang dikosongkan oleh minyak yang diproduksi,Produksi minyak bebas air. Tidak ada water drive, sehingga sedikit atau bahkan tidak ada air yang diproduksi bersama minyak selama umur produksi,Penurunan tekanan reservoir yang cepat. Tidak ada fluida ekstra atau tudung gas bebas yang besar yang akan menempati ruang pori yang dikosongkan oleh minyak yang diproduksi,Produksi minyak bebas air. Tidak ada water drive, sehingga sedikit atau bahkan tidak ada air yang diproduksi bersama minyak selama umur produksi,Productivity Index juga turun dengan cepat,Gas Oil Ratio mula-mula rendah kemudian naik dengan cepat akibat terbebaskannya sejumlah gas dari minyak sampai maksimum, kemudian turun akibat adanya ekspansi gas dalam reservoir,Recovery Factor rendah. Produksi minyak dengan solution gas drive ini biasanya merupakan recovery yang tidak efisien, harga RF berkisar 5 % -30%.



1.4.2. Gas Drive Reservoir Pada awal produksi, karena gas yang dibebaskan dari minyak masih terperangkap pada sela-sela pori batuan, maka gas oil ratio produksi akan lebih kecil jika dibandingkan dengan gas oil ratio reservoir. Gas oil ratio produksi akan bertambah besar bila gas pada saluran pori-pori tersebut mulai bisa mengalir, hal ini terus-menerus berlangsung hingga tekanan reservoir menjadi rendah. Bila tekanan telah cukup rendah maka gas oil ratio akan menjadi berkurang sebab volume gas di dalam reservoir tinggal sedikit. Dalam hal ini gas oil produksi dan gas oil ratio reservoir harganya hampir sama. Air yang diproduksikan dari reservoir ini sangat sedikit bahkan hampirhampir tidak ada. Hal ini karena reservoir jenis ini sifatnya terisolir, sehingga 7



meskipun terdapat connate water tetapi hampir-hampir tidak dapat diproduksi atau ikut terproduksi bersama minyak. Recovery yang mungkin diperoleh sekitar 5-30 %. Dengan demikian untuk reservoir jenis ini pada tahap teknik produksi primernya akan meninggalkan residual oil yang cukup besar. Sehingga bila sisa minyak ini akan diproduksikan juga, maka perlu dipergunakan suatu energi tertentu ke dalam suatu reservoir untuk mempengaruhi tekanan atau sifat fisik sistem fluida reservoirnya, sehingga dengan demikian diharapkan sisa minyak yang tertinggi dapat diperkecil. Dapat disimpulkan suatu reservoir solution gas drive mempunyai kelakuan seperti dibawah ini    



Tekanan reservoir turun dengan cepat dan berlangsung secara kontinyu. Perbandingan gas-minyak (GOR) mula-mula cukup rendah, kemudian naik sampai maksimum dan turun dengan tajam. Efisiensi perolehan minyak berkisar 5-30 % Produksi air dianggap tidak ada.



1.4.3. Water Drive Reservoir Untuk reservoir jenis water drive ini, energi pendesakan yang mendorong minyak untuk mengalir adalah berasal dari air yang terperangkap bersama-sama dengan minyak pada batuan reservoirnya. Efisisensi pendesakan air biasanya lebih besar dibandingkan dengan pendesakan oleh gas. Apabila dilihat dari terbentuknya batuan reservoir water drive, maka air merupakan fluida pertama yang menempati pori-pori reservoir. Tetapi dengan adanya migrasi minyak bumi maka air yang berada disana tersingkir dan digantikan oleh minyak. Dengan demikian karena volume minyak ini terbatas, maka bila dibandingkan dengan volume air yang merupakan fluida pendesaknya akan jauh lebih kecil. Reservoir dengan jenis mekanisme pendorong water drive memiliki karakteristik, yaitu : Penurunan tekanan sangat pelan atau relatif stabil. Penurunan tekanan yang kecil pada reservoir adalah karena volume produksi yang ditinggalkan, digantikan oleh sejumlah air yang masuk ke zona minyak. Perubahan GOR selama produksi kecil, sehingga dapat dikatakan bahwa GOR reservoir adalah konstan.  Harga WOR naik tajam karena mobilitas air yang besar. 8



 Perolehan minyak bisa mencapai 60-80%.



1.4.4. Segregation Drive Reservoir Segregation drive reservoir atau gravity drainage merupakan energi pendorong minyak bumi yang berasal dari kecenderungan gas, minyak, dan air membuat suatu keadaan yang sesuai dengan massa jenisnya (karena gaya gravitasi). Gravity drainage mempunyai peranan yang penting dalam memproduksi minyak dari suatu reservoir. Sebagai contoh bila kondisinya cocok, maka recovery dari solution gas drive reservoir bisa ditingkatkan dengan adanya gravity drainage ini. Demikian pula dengan reservoir-reservoir yang mempunyai energi pendorong lainnya. Seandainya dalam reservoir itu terdapat tudung gas primer (primary gas cap) maka tudung gas ini akan mengembang sebagai proses gravity drainage tersebut. Reservoir yang tidak mempunyai tudung gas primer segera akan mengadakan penentuan tudung gas sekunder (secondary gas cap). Pada awal dari reservoir ini, gas oil ratio dari sumur-sumur yang terletak pada struktur yang lebih tinggi akan cepat meningkat sehingga diperlukan suatu program penutupan sumur-sumur tersebut. Diharapkan dengan adanya program ini perolehannya minyaknya dapat mencapai maksimum. Besarnya gravity drainage dipengaruhi oleh gravity minyak, permeabilitas zona produktif, dan juga dari kemiringan dari formasinya. Faktor-faktor kombinasi seperti misalnya, viskositas rendah, specific gravity rendah, mengalir pada atau sepanjang zona dengan permeabilitas tinggi dengan kemiringan lapisan cukup curam, ini semuanya akan menyebabkan perbesaran dalam pergerakan minyak dalam struktur lapisannya.



9



Dalam reservoir gravity drainage perembesan airnya kecil atau hampir tidak ada produksi air. Laju penurunan tekanan tergantung pada jumlah gas yang ada. Jika produksi semata-mata hanya karena gas gravitasi, maka penurunan tekanan dengan berjalannya produksi akan cepat. Hal ini disebabkan karena gas yang terbebaskan dari larutannya terproduksi pada sumur struktur sehingga tekanan cepat akan habis. Recovery yang mungkin diperoleh dari jenis reservoir gravity drainage ini sangat bervariasi. Bila gravity drainage baik, atau bila laju produksi dibatasi untuk mendapatkan keuntungan maksimal dari gaya gravity drainage ini maka recovery yang didapat akan tinggi. Pernah tercatat bahwa recovery dari gravity drainage ini melebihi 80% dari cadangan awal (IOIP). Pada reservoir dimana bekerja juga solution gas drive ternyata recovery-nya menjadi lebih kecil. Dapat disimpulkan suatu reservoir jenis ini mempunyai kelakuan :    



Penurunan tekanan relatif cepat GOR naik dengan cepat hingga maksimum kemudian turun secara kontinyu Produksi air sangat kecil bahkan diabaikan Recovery sekitar 20-60 %



1.4.5. Combination Drive Reservoir Sebelumnya telah dijelaskan bahwa reservoir minyak dapat dibagi dalam beberapa jenis sesuai dengan jenis energi pendorongnya. Tidak jarang dalam keadaan sebenarnya energi-energi pendorong ini bekerja bersamaan dan simultan. Bila demikian, maka energi pendorong yang bekerja pada reservoir itu merupakan kombinasi beberapa energi pendorong, sehingga dikenal dengan nama combination drive reservoir.



10



Kombinasi yang umum dijumpai adalah antara gas cap drive dengan water drive. Sehingga sifat-sifat reservoirnya jadi lebih kompleks jika dibandingkan dengan energi pendorong tunggal. Untuk reservoir minyak jenis ini, maka gas yang terdapat pada gas cap akan mendesak kedalam formasi minyak, demikian pula dengan air yang berada pada bagian bawah dari reservoir tersebut. Pada saat produksi minyak tidak sempat berubah fasa menjadi gas sebab tekanan reservoir masih cukup tinggi karena dikontrol oleh tekanan gas dari atas dan air dari bawah. Dengan demikian peristiwa depletion untuk reservoir jenis ini dikatakan tidak ada, sehingga minyak yang masih tersisa di dalam reservoir semakin kecil karena recovery minyaknya tinggi dan efesiensi produksinya lebih tinggi. Gas oil ratio yang konstan pada awal produksi dimungkinkan bahwa tekanan reservoir masih di atas tekanan jenuh. Di bawah tekanan jenuh, gas akan bebas sehingga gas oil ratio akan naik. Dapat disimpulkan suatu reservoir jenis ini mempunyai kelakuan seperti dibawah ini :  



Penurunan tekanan relatif cukup cepat WOR akan naik secara perlahan



Jika ada gas cap maka sumur-sumur yang terletak di struktur atas dari reservoir tersebut akan mengalami peningkatan GOR dengan cepat. Faktor perolehan dari combination drive adalah lebih besar dibandingkan dengan solution gas drive tetapi lebih kecil jika dibandingkan dengan gas cap dan water drive.



11