Nodal Analisis [PDF]

Citation preview

DAFTAR ISI



BAB I



PENDAHULUAN



BAB II



PENGGUNAAN



KURVA



PRESSURE



TRAVERSE



UNTUK



MENGHITUNG KEHILANGAN TEKANAN ALIRAN DALAM PIPA 2. 1.



Pendahuluan



2. 2.



Menghitung Tekanan “Upstream” atau “Downstream” Secara Grafis



2. 2. 1.



Contoh Soal Menghitung Tekanan “Downstream” Untuk Aliran Fluida dalam Pipa Secara Grafis



2. 2. 2.



Contoh Soal Menghitung Tekanan “Upstream” Untuk Aliran Fluida dalam Pipa Secara Grafis



BAB III



ANALISA SISTEM NODAL UNTUK SUMUR SEMBUR ALAM



3. 1.



Pendahuluan



3. 2.



Prosedur Analisa Sistem Nodal Untuk Titik Nodal Di Dasar Sumur



3. 2. 1.



Prosedur Analisa Sistem Nodal Untuk Titik Nodal Di Dasar Sumur Untuk Kondisi “Open Hole”



3. 2. 1. 1.



Contah Soal Analisa Sistem Nodal Dengan Titik Nodal di Dasar Sumur untuk Kondisi Open Hole



3. 2. 2.



Prosedur Analisa Sistem Nodal Untuk Titik Nodal Di Dasar Sumur Untuk Kondisi Dasar Sumur Diperforasi



3. 2. 2. 1.



Contah Soal Analisa Sistem Nodal DenganTitik Nodal di Dasar Sumur untuk Kondisi Lubang Sumur Diperforasi



3. 2. 2. 2.



Contah SoalAnalisa Sistem Nodal DenganTitik Nodal di Dasar Sumur untuk Kondisi Lubang Sumur Diperforasi dan Dipasang Gravel- Pack



3. 3.



Prosedur Analisa Sistem Nodal Untuk Titik Nodal Di Kepala Sumur



3. 3. 1.



Prosedur Analisa Sistem Nodal Untuk Titik Nodal Di Kepala Sumur tanpa Jepitan



Modul Teknik Produksi II



Heru Herawan



3. 3. 1. 1.



Contoh Analisa Sistem Nodal dengan Titik Nodal di Kepala sumur Tanpa Jepitan



3. 3. 2.



Prosedur Analisa Sistem Nodal Untuk Titik Nodal Di Kepala Sumur Dengan Jepitan



3. 3. 2. 1.



Contoh Analisa Sistem Nodal dengan Titik Nodal di Kepala sumur dengan Jepitan



3. 4.



Prosedur Analisa Sistem Nodal Untuk Titik Nodal Di Separator



3. 4. 1.



Contah Soal Analisa Sistem Nodal DenganTitik Nodal di Separator



Modul Teknik Produksi II



Heru Herawan



BAB I PENDAHULUAN System sumur produksi, yang menghubungkan antara formasi produktif dengan separator, dapat dibagi menjadi enam komponen, seperti ditunjukan di gambar 1-1, yaitu 1. Komponen formasi produktif/ reservoir Dalam komponen ini fluida reservoir mengalir dari batas reservoir menuju ke lubang sumur, melalui media berpori. Kelakuan aliran fluida dalam media berpori ini telah dibahas di modul II, yang dinyatakan dalam bentuk hubungan antara tekan a alir di dasar sumur dengan laju produksi. 2. Komponen komplesi Adanya lubang perforasi ataupun gravel pack di dasar lubang sumur akan mempengruhi aliran fluida dari formasi ke dasar lubang sumur. Berdasarkan analisa di komponen ini, dapat diketahui pengaruh jumlah lubang perforasi ataupun adanya gravel pack terhadap laju produksi sumur. 3. Komponen tubing Fluida multifasa yang mengalir dalam pipa tegak maupun miring, akan mengalami kehilangan tekanan yang besarnya antara lain tergantung dari ukuran tubing. Dengan demikian analisa tentang pengaruh ukuran tubing terhadap laju produksi dapat dilakukan dalam komponen ini. 4. pengaruh ukuran pipa salur terhadap laju produksi yang dihasilkan suatu sumur, Dapat dianalisa dalam komponen ini seperti halnya pengaruh ukuran tubing, dalam komponen tubing. 5. komponen restriksi/ jepitan Jepitan yang dipasang di kepala sumur atau di dalam tubing sebagai safety valve, akan mempengruhi besar laju produksi yang dihasilkan dari



Modul Teknik Produksi II



Heru Herawan



suatu sumur. Pemilihan ataupun analisa tentang pengaruh ukuran jepitan terhadap laju produksi dapat dianalisa di komponen ini. 6. Komponen separator Laju produksi suatu sumur dapat berubah dengan berubahnya tekanan kerja separator. Pengruh perubahan tekanan kerja separator terhadap laju produksi untuk sistim sumur dapat dilakukan di komponen ini.



Modul Teknik Produksi II



Heru Herawan



Gambar 1-1 Sistim Sumur Produksi



Modul Teknik Produksi II



Heru Herawan



Keenam komponen tersebut berpengaruh terhadap laju produksi sumur yang akan dihasilkan. Laju produksi yang optimum dapat diperoleh dengan cara memvariasikan ukuran tubing, pipa salur, jepitan , dan tekanan kerja separator. Pengaruh kelakuan aliran fluida di masing-masing komponen terhadap system sumur secara keseluruhan akan dianalisa, dengan menggunakan analisa system nodal. Nodal merupakan titik pertemuan antara dua komponen, dimana di titik pertemuan tersebut secara fisik akan terjadi keseimbangan masa ataupun keseimbangan tekanan. Hal ini berarti bahwa masa fluida yang keluar dari suatu komponen akan sama dengan masa fluida yang masukke dalam komponen berikutnya yang saling berhubungan atau tekanan di ujung suatu komponen akan sama dengan tekanan di ujung komponen yang lain yang berhubungan. Sesuai dengan gambar 1-1, dalam system sumur produksi dapat ditemui 4 titik nodal, yaitu : 1. Titik nodal di dasar sumur Titik nodal ini merupakan pertemuan antara komponen formasi produktif/ reservoir dengan komponen tubing apabila komplesi sumur adalah open hole atau pertemuan antara komponen tubing dengan komponen komplesi yang diperforasi atau bergravel pack 2. Titik nodal di kepala sumur Titik nodal ini merupakan titik pertemuan antara komponen tubing dan pipa salur dalam hal sumur tidak dilengkapi dengan jepitan atau merupakan pertemuan komponen tubing dengan komponen jepitan bila sumur dilengkapi jepitan. 3. Titik nodal di separator Pertemuan antara komponen pipa salur dengan komponen separator merupakan suatu titik nodal. 4. Titik nodal di “upstream/ downstream” jepitan Sesuai dengan letak jepitan, titik nodal ini dapat merupakan pertemuan antara komponen jepitan dengan komponen tubing, apabila jepitan



Modul Teknik Produksi II



Heru Herawan



dipasang di tubing sebagai safety valve atau merupakan pertemuan antara komponen tubing di permukaan dengan komponen jepitan apabila jepitan dipasang di kepala sumur. Analisa sistim nodal dilakukan dengan membuat diagram tekanan-laju produksi, yang merupakan grafik yang menghubungkan antara perubahan tekanan dan laju produksi untuk setiap komponen. Hubungan antara tekanan dan laju produksi di ujung setiap komponen untuk system sumur secara keseluruhan, pada dasarnya merupakan kelakuan aliran di : 1. Media berpori menuju dasar sumur, yang mana kelakuan aliran ini dibahas di modul II. 2. Pipa tegak/ tubing dan pipa datar/ horizontal, seperti yang telah diuraikan di modul III. 3. Jepitan, yang telah dibhas di modul III. Analisa sistim nodal terhadap suatu sumur, diperlukan untuk tujuan : 1. Meneliti kelakuan aliran fluida reservoir di setiap komponen sistim sumur untuk menentukan pengaruh masing-masing komponen tersebut terhadap sistim sumur secara keseluruhan. 2. Menggabungkan kelakuan aliran fluida reservoir di seluruh komponen sehingga dapat diperkirakan laju produksi sumur. Untuk menganalisa pengaruh suatu komponen terhadap sistim sumur secara keseluruhan, dipilih titik nodal yang terdekat dengan komponen tersebut. Sebagai contoh apabila ingin mengetahui pengaruh ukuran jepitan terhadap laju produksi, maka dipilih titik nodal di kepala sumur atau bila ingin mengetahui pengaruh jumlah lubang perforasi maka pilih titik nodal di dasar sumur. Dalam modul IV ini akan dibahas perencanaan sistim sumur produksi ataupun perkiraan laju produksi dari suatu sistim sumur yang telah ada dengan menggunakan analisa sistim nodal. Ketelitian dan keberhasilan dari sistim nodal ini sangat tergantung dari ketelitian dan tepatnya pemilihan korelasi/ metode kelakuan aliran fluida reservoir. Analisa sistim nodal ini dapat diselesaikan dengan bantuan computer, dimana dibuat program computer yang merupakan gabungan perhitungan-perhitungan



Modul Teknik Produksi II



Heru Herawan



kelakuan aliran di komponen 1 sampai 6.namun pada modul ini penyelesaian dengan computer tidak ditinjau melaikan menggunakan cara manual dengan menggunakan kurva pressure traverse. Dalam bab-bab selanjutnya akan dibahas tentang penyelesaian analisa titik nodal di setiap titik nodal, dan akan ditinjau pengaruh dari masing-masing komponen terhadap sistim sumur secara keseluruhan. Sebelum sampai ke penyelesaian analisa sisitim nodal akan diuraikan lebih dahulu tentang penggunaan kurva pressure traverse untuk menentukan kehilangan tekanan aliran mulitfasa dalam pipa.



BAB II PENGGUNAAN KURVA PRESSURE TRAVERSE UNTUK MENGHITUNG KEHILANGAN TEKANAN ALIRAN DALAM PIPA 2. 1.



Pendahuluan Kurva pressure traverse yang telah dibuat khusus untuk suatu lapangan



dapat digunakan untuk memperkirakan kehilangan tekanan aliran dalam pipa dengan hasil yang baik. Dengan menggunakan pressure traverse untuk ukuran tubing/ pipa salur, kedalaman sumur atau panjang pipa salur, laju produksi cairan, tempat jepitan dipasang dan perbandingan gas cairan yang tertentu, maka dapat diperkirakan 1. Tekenan kepala sumur apabila tekanan alir dasar sumur diketahui dan sebaliknya dapat ditentukan tekanan dasar sumur apabila tekanan kepala sumur diketahui. 2. Tekenan kepala sumur apabila tekanan separator diketahui dan sebaliknya tekanan di separator dapat ditentukan apabila tekanan kepala sumur diketahui.



Modul Teknik Produksi II



Heru Herawan



3. Tekanan downstream jepitan di permukaan apabila tekanan di separator diketahui. 4. Tekanan downstream jepitan di tubing apabila tekanan kepala sumur diketahui. 5. Tekanan upstream jepitan di tubing apabila tekanan dasar sumur diketahui Prosedur penggunaan kurva pressure treverse untuk menentukan tekanantekanan yang disebutkan di atas adalah sama, maka secara umum akan digunakan istilah tekanan upstream dan downstream. Yang termasuk tekanan upstream adalah : 1. Tekanan kepala sumur apabila diperkirakan dari tekanan separator. 2. Tekanan dasar sumur apabila diperkirakan dari tekanan kepala sumur. 3. Tekanan setelah jepitan apabila diperkirakan dari tekanan separator, untuk jepitan di kepala sumur. 4. Tekanan setelah jepitan apabila diperkirakan dari tekanan kepala sumur. Sedangkan yang termasuk tekanan downstream adalah : 1. Tekanan kepala sumur apabila diperkirakan dari tekanan dasar sumur. 2. Tekanan kepala sumur apabila diperkirakan berdasarkan tekanan downstream jepitan di tubing. 3. Tekanan di separator apabila diperkirakan dari kepala sumur atau dari downstream jepitan di permukaan. 4. tekanan sebelum jepitan apabila diperkirakan berdasarkan tekanan alir dasar sumur (untuk jepitan dalam tubing). Prosedur perkiraan kehilangan tekanan aliran dalam pipa tegak atau datar dengan menggunakan kurva pressure treverse akan dibahas dalam sub-bab berikut ini. 2. 2.



Menghitung tekanan upstream atau downstream secara grafis Sebelum membahas prosedur perhitungan tekanan upstream ataupun



downstream, akan diuraikan lebih dahulu tentang kurva pressure traverse. Gambar 2-1 dan 2-2 adalah contoh kurva pressure traverse masing-masing



Modul Teknik Produksi II



Heru Herawan



untuk aliran tegak dan aliran datar. Gambar-gambar tersebut menunjukan hubungan antara tekanan (di sumbu datar) dan kedalaman (di sumbu tegak). Pada sumbu kedalaman, harga kedalaman makin meningkat kea rah bawah.di sudut kanan atas, di cantumkan data laju produksi, ukuran tubing atau pipa salur, API gravity minyak, dan lapangan dimana kurva pressure traverse tersebut dikembangkan. Garis-garis lengkung adalah gradient tekanan aliran untuk berbagai harga perbandingan gas-cairan. Dengan demikian satu kurva tekanan aliran berlaku untuk ukuran tubing atau pipa salur, laju produksi cairan dan perbandingan gas-cairan tertentu. Prosedur perhitungan tekanan upstream atau downstream untuk aliran dalam pipa, dengan menggunakan kurva adalah berikut : Langkah 1.



Langkah 2.



Siapkan data penunjang : 



Panjang pipa (D)







Diameter pipa (dt)







Laju produksi (qL)







Kadar air (KA)







Perbandingan gas-cairan (GLR)







Tekanan upstream atau downstream (P)



Berdasarkan qL, KA, dan dt, pilih kurva pressure traverse yang



sesuai Langkah 3.



Pilih garis gradient tekanan alir yang sesuai dengan GLR.



Langkah 4.



Tekanan downstream ditentukan sebagai berikut : a. Plot tekanan upstream di sumbu tekanan pada grafik pressure traverse. b. Dari titik tekanan upstream tarik garis tegak ke bawah sampai memotong garis gradient aliran di langkah 3. TEKANAN



Modul Teknik Produksi II



Heru Herawan



Gradien tekanan aliran vertical Lapangan sangata Ukuran tubing (ID) 1.995 in Laju produksi tot 80.0 m3/ h Kadar air API gravity



80% 35.0



gambar 2-1 kurva Pressure Traverse Untuk Aliran Tegak



Modul Teknik Produksi II



Heru Herawan



Gradien Tekanan Aliran Horizontal Lapangan Sangata



Ukuran flowline (ID)



2,900 in



Laju prod. Tot



100,0 m3/ h



Kadar air API gravity



0% 35.0



Gambar 2-2 Kurva Pressure Traverse Untuk Aliran Mendatar



Modul Teknik Produksi II



Heru Herawan



c. Dari perpotongan tersebut buat garis mendatar kekiri sampai memotong sumbu panjang (untuk pipa datar) atau kedalaman (untuk pipa tegak). Baca harga panjang/ kedalaman ekivalen tekanan upstream. d. Hitung panjang atau kedalaman ekivalen tekanan downstream, yaitu :



 panjang / kedalaman   panjangPip a /  ekivalenTekananUpstream  - kedalamanSumur      e. Pilot panjang/ kedalaman ekivalen tekanan downstream pada sumbu panjang/ kedalaman. f. Mulai dari titik langkah e, buat garis datar ke kanan sampai memotong garis gradien aliran di langkah 3. g. Dari titik potong tersebut buat garis tegak ke atas, sampai memotong garis sumbu tekanan. Titik potong ini adalah tekanan downstream. Langkah 5.



Tekanan upstream ditentukan sebagai berikut : a. Plot tekanan downstream



di sumbu tekanan pada grafik



pressure traverse. b. Dari titik tekanan downstream tarik garis tegak ke bawah sampai memotong garis gradient aliran di langkah 3. c. Dari perpotongan tersebut buat garis mendatar ke kiri sampai memotong sumbu panjang atau kedalaman. Baca panjang/ kedalaman tersebut dan harga ini disebut panjang/ kedalaman ekivalen tekanan downstream. d. Hitung panjang atau kedalaman ekivalen tekanan upstream, yaitu :



 panjang / kedalaman   panjangPip a /  ekivalenTekananDownstream  + kedalamanSumur      e. Plot panjang/ kedalaman ekivalen tekanan upstream pada sumbu panjang/ kedalaman.



Modul Teknik Produksi II



Heru Herawan



f. Mulai dari titik langkah e, buat garis datar ke kanan sampai memotong garis gradient aliran di langkah 3. g. Dari titik potong tersebut buat garis tegak ke atas sampai memotong sumbu tekanan. Titik potong ini adalah tekanan upstream. Contoh penyelesaian secara grafis dengan menggunakan kurva pressure traverse ini diberikan dalam contoh soal berikut ini. 2. 2. 1.



Contoh soal menghitung tekanan downstream untuk aliran



fluida dalam pipa secara grafis. Diketahui : Diameter tubing



= 2 in



Panjang tubing



= 5500 ft



Laju aliran total



= 1000 bbl/ hari



Kadar air



= 0%



Perbandingan gas cairan = 200 SCF/ STB Apabila tekanan dasar sumur (upstream), Pwf = 2150 psi Tentukan tekanan di kepala sumur (downstream), Pwh Perhitungan : 1. Berdasarkan q = 1000 bbl/ hari, KA = 0% dan dt = 2” Pilih grafik pressure traverse, seperti di tunjukan pada gambar 2-3. 2. Pilih garis gradien aliran untuk GLR=200 SCF/ STB 3. Plot Pwf pada sumbu tekanan grafik gambar 2-3. 4. Buat garis tegak ke bawah sampai memotong garis GLR=200 SCF/ STB 5. Dari titik potong tersebut buat garis mendatar ke kiri sampai memotong sumbu ke dalam, yaitu pada kedalaman = 7700 ft. 6. Kedalaman ekivalen Pwh = (7700-5500) = 2200 ft. 7. Plot kedalaman 2200 ft pada sumbu kedalaman. 8. buat garis mendatar ke kanan mulai dari titik kedelaman 1800 ft tersebut, sampai memotong garis gradient tekanan aliran untuk GLR=200 SCF/ STB.



Modul Teknik Produksi II



Heru Herawan



9. Dari titik potong tersebut buat garis tegak ke atas sampai memotong sumbu tekanan, yaitiu Pwh = 350 psi 10. Tekanan kepala sumur = 350 psi 2. 2. 2.



Contoh soal menghitung tekanan upstream untuk aliran



fluida dalam pipa secara grafis Diketahui : Diameter pipa salur



Modul Teknik Produksi II



= 2,5”



Heru Herawan



Vertical Flowing Pressure Gradien (all oil) Tubing size Producing



2 in 1000 bbl/ day



Oil API garavity



35 API



Gas specific Gravity



0.65



Gambar 2-3 Perhitungan Tekanan Downstream



Modul Teknik Produksi II



Heru Herawan



Panjang pipa salur



= 14800 ft



Laju aliran total



= 600 bbl/ hari



Perbandingan gas cairan =1000 SCF/ STB Apabila tekanan separator (downstram) =180 psi Tentukan tekanan upstream Perhitungan : 1. Berdasarkan q = 600 bbl/ hari, dt = 2,5” Pilih grafik pressure traverse untuk aliran horizontal seperti di tunjukan pada gambar 2-4. 2. Plot tekanan separator =180 psi pada sumbu tekanan. 3. Buat garis tegak ke bawah dari titik di langkah 2, sampai memotong garis GLR=1000 SCF/ STB 4. Dari titik potong tersebut buat garis mendatar ke kiri sampai memotong sumbu panjang, yaitu = 4600 ft. 5. Panjang ekivalen Psep adalah 4600 ft. 6. Hitung panjang ekivalen Pwh, yaitu : 11800 + 4600 = 16400 ft 7. Plot panjang ekivalen 16200 ft pada sumbu panjang. 8. Buat garis mendatar ke kanan sampai memotong garis gradient aliran untuk GLR=1000 SCF/ STB. 9. Dari titik potong tersebut buat garis tegak ke atas sampai memotong sumbu tekanan, yaitiu 340 psi 10. Tekanan kepala sumur (upstream) = 340 psi



Modul Teknik Produksi II



Heru Herawan



BAB III ANALISA SISTIM NODAL UNTUK SUMUR SEMBUR ALAM 3. 1.



Pendahuluan Di bab I telah diuraikan tentang titik-titik nodal yang dapat digunakan



dalam perhitungan analisa sistim nodal. Titik-titik nodal tersebut adalah sebagai berikut : 1. titik nodal di dasar sumur 2. Titik nodal di kepala sumur. 3. Titik nodal di separator 4. Titik nodal di upstream atau downstream jepitan. Berikut ini akan dibahas prosedur perhitungan analisa sistim nodal untuk masing-masing titik nodal. 3. 2.



Prosedur anlisa sistim nodal untuk titik nodal di dasar sumur. Prosedur analisa sistim nodal untuk titik nodal di dasar sumur, terdiri dari



dua prosedur, sesuai dengan kondisi di dasar sumur, yaitu sebagai berikut : 1. Untuk kondisi open hole 2. untuk kondisi dasar sumur di perforasi. Arah perhitungan untuk titik nodal di dasar sumur ini ditunjukan di gambar 3-1. Berikut ini akan diuraikan prosedur untuk masing-masing kondisi tersebut. 3. 2. 1.



Prosedur analisa sistim nodal untuk titik nodal di dasar



sumur untuk kondisi open hole. Prosedur perhitungan adalah sebagai berikut :



Modul Teknik Produksi II



Heru Herawan



Langkah 1.



Siapkan data penunjang yaitu : 



Kedalaman sumur (D)







Panjang pipa salur (L)







Diameter tubing (dt)







Diameter pipa salur (dp)







Kadar air (KA)







Perbandingan gas cairan (GLR)







Tekanan Separator (Psep)







Kurva IPR



Gambar 3-1 Arah Perhitungan Untuk Titik Nodal di Dasar Sumur Langkah 2.



Pada kertas grafik kertasian, buat sistim kordinat dengan tekanan pada sumbu tegak dan laju produksi pada sumbu datar.



Modul Teknik Produksi II



Heru Herawan



Langkah 3.



Berdasarkan uji tekanan dan produksi terbaru atau berdasarkan peramalan kurva IPR (lihatmodul II) plot kurva IPR pada kertas grafik di langkah 2.



Langkah 4.



Ambil laju produksi tertentu (qt) yang sesuai dengan salah satu harga laju produksi pada grafik pressure traverse baik untuk aliran horizontal maupun untuk aliran vertical.



Langkah 5.



Berdasarkan pada qt, dp, dan KA, pilih grafik pressure traverse untuk aliran horizontal.



Langkah 6.



Pilih garis gradien aliran berdasarkan perbandingan gas cairan (GLR). Seringkali perlu dilakukan interpolasi apabila garis-garis aliran untuk GLR yang diketahui tidak tercantum.



Langkah 7.



Berdasarkan garis gradient aliran pada pressure traverse tersebut, tentukan tekanan kepala sumur, Pwh (tekanan upstream) dari Psep (tekanan downstream).



Langkah 8.



Dari harga qt, dt, dan KA, pilih grafik pressure traverseuntuk aliran vertical.



Langkah 9.



Pilih garis gradient aliran untuk GLR yang diketahui apabila garis gradient aliran untuk harga GLR tersebut tidak tercantum, lakukan interpolasi.



Langkah 10. Gunakan harga Pwh di langkah 7 (Pwh = tekanan downstream) untuk menentukan tekanan alir dasar sumur (Pwf = tekanan upstream). Langkah 11. Ulangi langkah 4 sampai dengan 10 untuk harga laju produksi yang lain. Dengan demikian akan diperoleh variasi harga qt terhadap Pwf. Langkah 12. Plot qt terhadap Pwf pada kertas grafik yang memuat kurva IPR (langkah 3). Kurva yang terbentuk disebut kurva tubing intake. Langkah 13. Berdasarkan letak kurva tubing intake terhadap kurva IPR terdapat tiga kemungkinan yaitu :



Modul Teknik Produksi II



Heru Herawan



a. Kurva tubing intake di atas kurva IPR sehingga tidak dapat ditentukan titik potongnya. Hal ini berarti sumur tersebut mati untuk sistim pipa produksinya. b. Kurva tubing intake tidak memotong kurva IPR, tetapi perpanjangan kurva tubing intake dapat memotong IPR. Bila hal ini ditemui ulangi langkah 4-10 untuk harga laju produksi lain yang dapat menyambung kurva pipa intake sehingga akan memotong kurva IPR seperti pada keadaan di (c) berikut ini. Disarankan untuk tidak melakukan interpolasi kecuali bila laju produksi yang diperlukan tidak tersedia di pressure traverse. c. Kurva tubing intake memotong kurva IPR dan perpotongan tersebut memberikan laju produksi Qt. hal ini berarti sistim rangkaian tubing di dalam sumur dan pipa salur di permukaan, sumur dapat berproduksi sebesar Qt. Langkah 14. Dengan membuat variasi ukuran tubing dan pipa salur maka dapat diperoleh kondisi sistim optimum.



3. 2. 1. 1.



Contoh soal analisa sistim nodal dengan titik nodal di dasar sumur untuk kondisi open hole.



Diketahui :



Panjang pipa salur



=



3000 ft



Diameter pipa salur



=



2 in



Kedalaman sumur



=



5000 ft



Diameter tubing (OD)



=



2 3/8”



Diameter tubing (OD)



=



2”



Kadar air



=



0



Perbandingan gas cairan =



400 SCF/ bbl



Tekanan static



=



Tekanan Separator



Modul Teknik Produksi II



=



2200 psi



100 psi



Heru Herawan



Tentukan laju produksi yang diperoleh dengan menggunakan dasar sumur sebagai titik nodal. Perhitungan : 1. Pada kertas grafik kertasian, buat sistim koordinat dengan tekanan pada sumbu tegak dan laju produksi pada sumbu datar. Lihat gamb 3-2. 2. Berdasarkan PI=1.0 dan Ps=2200 psi, hitung Pwf pada berbagai anggapan harga q, yaitu sebagai berikut : Pwf = Ps 



q Pi



Untuk q = 200 bbl/ hari



200  2000 psi 1



Pwf = 2200 



Untuk laju produksi yang lain di peroleh hasil seperti pada table berikut : q



Pwf



anggapan 200



2000



400



1800



600



1600



800



1400



1000



1200



1500



700



3. Buat kurva IPR dengan memplot q vs Pwf dari table di langkah 2. 4. Gunakan langkah kerja di Bab II, untuk menentukan tekanan kepala sumur pada aliran mendatar. Hasil perhitungan adalah sebagai berikut : q anggapan 200



Modul Teknik Produksi II



Psep



Pwh



100



115



Heru Herawan



Catatan :



400



100



140



600



100



180



800



100



230



1000



100



275



1500



100



420



gunakan grafik pressure traverse aliran mendatar untuk diameter pipa = 2”, GLR = 400 SCF/ STB dan pada q anggapan.



5. Tentukan tekanan alir dasar sumur, berdasarkan tekanan kepala sumur dengan menggunakan langkah kerja Bab II. Gunakan grafik pressure traverse aliran tegak untuk diameter dalam tubing 2”, GLR = 400 SCF/stb, KA = 0 dan q anggapan. Hasil perhitungan adalah sebagai berikut : q



Pwh



Pwf



200



115



750



400



140



880



600



180



1030



800



230



1190



1000



275



1370



1500



420



1840



anggapan



6. Plot q terhadap Pwf dari langkah 5, pada kertas grafik gambar 3-2. kurva ini disebut kurva tubing intake. 7. Perpotongan antara kurva IPR dengan kurva tubing intake menghasilkan laju produksi sebesar 900 bbl/ hari. 8. laju produksi yang diperoleh = 900 bbl/ hari



Modul Teknik Produksi II



Heru Herawan



LAJU PRODUKSI, q, STB/ hari Gambar 3-2 Kurva Analisa Sistim Nodal pada Titik Nodal di Dasar Sumur Untuk Kondisi Lubang Sumur “open hole”



Modul Teknik Produksi II



Heru Herawan



3. 2. 2.



Prosedur analisa sistim nodal untuk titik nodal dasar sumur untuk kondisi dasar sumur di perforasi.



Arah perhitungan tidak berbeda dengan kondisi dasar sumur open hole (gambar 3-1), hanya saja ditambahkan perhitungan kehilangan tekanan sepanjang perforasi. Kinerja aliran fluida turbulen dari formasi kedasar sumur 3.2.2.1. Perhitungan Kehilangan Tekanan pada Lubang Perforasi Sesuai dengan penurunannya, persamaan darcy tidak berlaku apabila dalam media berpori terjadi aliran turbulen, sampai saat ini persamaan yang dapat digunakan untuk kondisi turbulen adalah : 1.



Persamaan Jones, Blount dan Glaze Persaamaan ini hanya berlaku untuk kondisi aliran satu fasa, minyak atau gas saja



2.



Persamaan Empiris Fetkovich – yang dikembangkan berdasarkan analogi terhadap hasil uji back-pressure disumur minyak



A. Persamaan Jones, Blount dan Glaze Jones mengembangkan persamaan dengan mengikut sertakan pengaruh lubang perforasi terhadap aliran. Dalam satuan lapangan persamaan dapat dituliskan sebagai : dp q P 9,08 X 1013  qB  Po    3 KA dr 1,127 x10 A A2 2



Persamaan ini hanya berlaku untuk aliran fluida satu fasa, yaitu minyak saja. Untuk aliran radial dan faktor skin diperhitungkan, persamaan dapat diturunkan yang hasil akhirnya adalah sebagai berikut : 13   q re   9,08 x10  qoBo  Po  ln  0,472  S    Pr Pwf  1,127 x10 3 2 koh   rw 2h2 rw  2



Modul Teknik Produksi II



Heru Herawan



Persamaan untuk aliran dalam lubang perforasi dapat dinyatakan sebagai berikut : Untuk aliran minyak, Pwfs – Pwf = C qo + D qo2 Dimana,



C = Koefisien aliran laminer =



Bo o In (rc/rp) 7. 08 x 10 - 3 Kc Lp



D = Koefisien aliran turbulan =



2.30 x 10 - 14  (Bo) 2 ro  1 1     Lp 2  rp rc 



Untuk aliran gas, Pwfs2 – Pwf 2 = C qg + D qg2



Dimana,



C = Koefisien aliran laminer =



1. 424 x 103 g T z In (ro/rp) Kc Lp



D = Koefisien aliran turbulan



Modul Teknik Produksi II



3.16 x 10 -12  rg Tz 1 1 ( - ) Lp 2 rp xc



Heru Herawan



=



Parameter-parameter persamaan adalah sebagai berikut : Pwfs



= tekanan alir dasar sumur dipermukaan formasi, psi



Pwf



= tekanan alir dasar sumur, psi



qo



= laju aliran minyak perlubang perforasi, STB/ hari



qg



= laju aliran gas perlubang perforasi, BSP / har



o



= faktor folume formasi minyak, bbl / STB



do



= densitas minyak, lbm/ cuft



g



= specific grafity gas



o



= viscositas minyak cp



g



= viscositas gas, cp



T



= temperatur formasi, R



Z



=



Kc



= permeabalitas zone terkompaksi, md



faktor deviasi gas



= 0,1 Kp untuk teknik perforasi overbalanced = 0,4 Kp, untuk teknik perforasi underbalanced Kf



= permeabilitas formasi, md



rc



= jari-jari zone terkompaksi, ft = rp + 0,5 in



rp



= jari-jari lubang perforasi, ft



Lp



= panjang lubang perforasi, ft. harga Lp tergantung dari jenis perforating gun” yang digunakan.







= faktor tuberlensi, dimana pendekatan untuk harga ini, akan diuraikan berikut ini.



Harga B diperkirakan dengan salah satu persamaan berikut : 1. Persamaan firoozabadi dan katz -



Untuk consolidated sand



Modul Teknik Produksi II



Heru Herawan







=



2. 33 x 10 10 Kc 1. 201



- Untuk consolidated sand 



=



1. 47 x 107 Kc 0.55



2. Persamaan cooke, untuk unconsclidated sand 



=



2. 33 x 107 e (Kc) f



Dimana : e dan f adalah konstanta yang tergantung dari ukuran pasir dan ditunjukkan pada table di bawah ini. HARGA e DAN f UNTUK PERSAMAAN COOKE Ukuran Pasir



e



f



8 – 12



3, 32



1.24



10 – 20



2, 36



1.34



20 – 40



2, 65



1.54



40 – 60



1.10



1.60



Untuk sumur-sumur yang dilengkapi dengan gravel pack kehilangan tekanan aliran sepanjang perforasi yang berisi dengan gravel, diperkirakan dengan persamaan-persamaan berikut : A. Untuk aliran minyak,



Modul Teknik Produksi II



Heru Herawan



Pwfs – Pwf = C qo + D qo1 Dimana,



C = Koefisien aliran lominar =



Bo Ho In L 1.127x 10 - 3 KG A



D = Koefisien aliran turbulan =



9.08 x 10 - 13 B (Bo) 2 ro A2



B. Untuk aliran gas, Pwfs2 – Pwf 2 = C qg + D qg2 Dimana,



C = Koefisien aliran lominor =



8. 9 x 103 Kg r z L KG L



D = Koefisien aliran turbulan



1. 24 x 10 - 10 B rg Tz L A2 Parameter-parameter di persamaan diatas sama seperti di persamaan sebelumnya, kecuali : KG



= permeabilitas gravel, md



A



= luas penampang aliran total = (luas satu lubang perforasi) x (kerapatan perforasi) x ( selang perforasi )



L



= panjang aliran linear, ft







=



1. 47 x 107 KG 0, 56



Modul Teknik Produksi II



Heru Herawan



Prosedur perhitungan kehilangan tekanan aliran sepanjang perforasi adalah sebagai berikut : Langkah



1. Siapkan data penunjang, yang meliputi : Hasil uji tekanan dan produksi (Ps, Pwr q) panjang selang perforasi, ft Permeabilitas formasi produktif, md Diameter perforasi, ft Panjang perforasi, ft Ukuran lubang bor, in Diameter dalam casing, in Tekhnik perforasi (underbalanced atau averbalanced) Kerapatan perforasi, SPF Densitas minyak, lbm / cuft Faktor volume formasi minyak, bbl/ STB Viskositas minyak, cp



Langkah



2. Hiitung permobilitas zone komplikasi, sesuai dengan tknik perforasi yang digunakan, yaitu : -



underbalanced, Kc – 0,4 k



-



overbalanced, Kc – 0, 1 k



Langkah



3. Hitung koefisien turbulensi, B



Langkah



4. Hitunglah jari-jari zone terkompaksi, yaitu : rc = (rp + 0. 5) / 12



Langkah



5. Hitung panjang perforasi dibelakang casing, yaitu :



LP  L  Ukuranlub angbor  Ca sin gID / 2/ 12 Langkah



6. Hitunglah konstanta aliran laminar, C



Langkah



7. Hitunglah aliran konstanta turbulen, D



Modul Teknik Produksi II



Heru Herawan



Lankah



8. Substitusikan



konstanta



C



dan



D



kedalam



persamaam



kehilangan tekanan sepanjang perforasi Pw fs – Pwf = C q + D q Langkah



9. Hitunglah jumlah seluruh lubang perforasi dalam selang perforasi, yaitu : -



Langkah



 perforasi = (selang perforasi) x (Kerapatan perforasi)



10. Tentukan beberapa laju produksi, dan hitung laju produksi perlubang perforasi, yaitu : q / serf = q / ( perforasi)



Langkah



11. Hitung



kehilangan



tekanan



sepanjang



perforasi,



dengan



menggunakan laju produksi per perforasi dilangkah B dan persamaan dilangkah 6. Prosedur yang sama dapat digunakan untuk menghitung kehilangan tekanan sepanjang perforasi untuk sumur gas.



A. Contoh perhitungan kehilangan tekanan aliran sepanjang perforasi Diketahui : Tekanan statik sumur



:



2200 psi



Indek produktifitas



:



1, 0 STB / hari/ psi



Tebal formasi



:



20 ft



Permeabilitas formasi



:



162 md



Kerapatan perforasi



:



4 spf



Panjang lubang perforasi



:



11, 6 in



Diameter dalam casing



:



6. 875 in



Modul Teknik Produksi II



Heru Herawan



Diameter lubang bor



:



9. 875 in



Diameter lubang perforasi



:



0, 51 in



Tekhnik perforasi dengan cara overbalanced Faktor volume formasi minyak :



1, 083 bbl / STB



Densitas minyak



:



30 lbm / cuft



Viskositas minyak



:



2, 5 Cp



Tentukan kehilangan tekanan sepanjang perforasi pada laju produksi sebesar 2000 dan 1200 STB / hari Perhitungan : 1.



Hitung permeabilitas zone terkompaksi, sesuai dengan tekhnik perforasi. Dalam hal ini digunakan tekhnik perforasi overbalanced, maka : Kc = 0. 1 . k = 0.1 (162) = 16.2 md



2.



Hitunglah koefisien turbelensi, B sebagai berikut :  = (2. 33 x 1010 ) / (16. 21, 201) = 821. 73 x 106



3.



Hitunglah jari-jari zone terkompaksi, yaitu : rc = ((0. 51/2 ) + 0.5) = 0. 755 in = 0. 0629 ft



4.



Hitung panjang lubang perforasi dibelakang casing, Lp = 11. 6 – (9. 875 – 5. 875) / 2 = 10. 2 in



5.



Hitung konstanta aliran laminar C, yaitu : C =



(2.5) ( 1. 083) Ln (0. 755 / 0. 255) - 14 B (Bo) 2 ro  30. 443 7. 08 x 10- 2 (10.1 / 12) (16.2)



D =



2. 30 x 10 - 14 (821. 73 x 106 ) (1. 083) (30) 1 1 ( ) 2 10.1 / 12) 0. 02125 0. 0629



= 0. 024621 6.



Subtitusikan konstanta C dan D, dan diperoleh persamaan kehilangan tekanan sepanjang perforasi sebagai berikut :



Modul Teknik Produksi II



Heru Herawan



Pw fs - Pwf 7.



= 30. 433 q + 0. 024621 q1



Hitunglah jumlah lubang perforasi diseluruh interval perforasi, sebagai berikut :  perforasi = 20 x 4 = 80 perforasi



8.



Persamaan diatas akan digunakan untuk menghitung kehilangan tekanan sepanjang perforasi, untuk laju produksi : q = 2000 STB / hari q / perf = 2000 / 80 = 25.0 STB/ hari Kehilangan tekanan sepanjang perforasi = Pw fs – Pwf = =



30. 443 (25) + 0.024621 (25) 776. 463 psi



q = 2000 STB / hari q / perf = 1200 / 80 = 15.0 STB/ hari Kehilangan tekanan sepanjang perforasi = Pw fs – Pwf = =



30. 443 (15) + 0.024621 (15) 462. 185 psi



Prosedur dan Perhitungan Analisa nodal pada titik nodal di dasar sumur untuk kondisi lubang di dasr sumur diperforasi Prosedur perhitungan analisa sisitim nodal pada titik nodal di dasar sumur untuk kondisi lubang di dasr sumur diperforasi adalah sebagai berikut : Langkah 1.



Siapkan data penunjang yaitu : 



kedalaman sumur (D)







panjang pipa salur (L)







diameter tubing (dt)







diameter pipa salur (dp)







kadar air (KA)







perbandingan gas cairan (GLR)



Modul Teknik Produksi II



Heru Herawan



langkah 2.







tekanan separator (Psep)







kurva IPR







table formasi produktif (ft)







permeabilitas formasi per foot (SPF)







panjang lubang perforasi (in)







jari-jari lubang perforasi (in)







teknik perforasi (overbalanced atau underbalanced)



Pada kertas grafik kartesian, buat sistim koordinat dengan tekanan pada sumbu tegak dan laju produksi pada sumbu datar.



Langkah 3.



Berdasarkan uji tekanan dan produksi terbaru atau berdasarkan peramalan kurva IPR (lihat modul II) plot kurva IPR pada kertas grafik di langkah 2. tekanan alir dasar sumur yang diperoleh dari persamaan kurva IPR merupakan tekanan di permukaan formasi produktif (sandface).



Langjkah 4. Ambil laju produksi tertentu (qt) yang sesuai dengan salah satu harga laju produksi pada grafik pressure traverse baik untuk aliran horizontal maupun untuk aliran vertical. Langkah 5.



Berdasarkan pada qt, dp, dan KA, pilih grafik pressure traverse untuk aliran horizontal.



Langkah 6.



Pilih garis gradient aliran berdasarkan perbandingan gas cairan (GLR). Seringkali perlu dilakukan interpolasi apabila garis-garis aliran untuk GLR yang diketahui tidak tercantum.



Langkah 7.



Berdasarkan garis gradient aliran pada pressure traverse tersebut, tentukan tekanan kepala sumur, Pwh (tekanan upstream) dari Psep (tekanan downstream).



Langkah 8.



Dari harga qt, dt, dan KA pilih grafik pressure traverse untuk aliran vertical.



Langkah 9.



Pilih garis gradient aliran untuk GLR yang diketahui. Apabila garis gradient aliran untuk harga GLR tersebut tidak tercantum, lakukan interpolasi.



Modul Teknik Produksi II



Heru Herawan



Langkah 10. Gunakan harga Pwh di langkah 7 (Pwh = tekanan downstream) untuk menentukan tekanan alir dasar sumur (Pwf = tekanan upstream). Langkah 11. Ulangi langkah 4-10 untuk harga laju produksi yang lain. Dengan demikian akan diperoleh variasi harga qt terhadap Pwf. Langkah 12. Hitung tekanan dasar sumur di permukaan formasi produktif, berdasarkan harga laju produksi yang digunakan di langkah 4-10. Langkah 13. Hitung perbedaan tekanan di dasar sumur, antara tekanan di permukaan formasi produktif dan kaki tubing, yaitu tekanan dasar sumur dari langkah 12 dikurangi dengan tekanan dasar sumur dari langkah 11, pada harga laju produksi yang sama. Plot antara laju produksi dengan perbedaan tekanan di dasar sumur tersebut. Langkah 14. Berdasarkan data perforasi, hitung kehilangan tekanan sepanjang perforasi. Langkah 15. Plot perbedaan tekanan (kehilangan tekanan) terhadap laju produksi pada kertas grafik yang sama dengan plot di langkah 13. Langkah 16. Perpotongan



kurva



dari



langkah



13



dengan



langkah



15



menunjukan laju produksi yang diperoleh pada kerapatan perforasi yang dimaksud. Langkah 17. Dengan mengubah harga kerapatan perforasi maka dapat ditentukan kerapatan perforasi yang optimum.



Modul Teknik Produksi II



Heru Herawan



3. 2. 2. 3.



Contoh analisa sistim nodal dengan titik nodal di dasar sumur untuk kondisi sumur diperforasi.



Diketahui :



Panjang pipa salur



= 3000 ft



Diameter pipa salur



= 2 in



Kedalaman sumur



= 5000 ft



Diameter tubing



= 2 3/8”



Kadar air



=0



Perbandingan gas cairan = 400 SCF/bbl Tekanan static



= 2200 psi



Tebal formasi produktif



= 20 ft



Permeabelitas formasi



= 162 md



Kerapatan perforasi



= 2, 4, 6, 8, 10 SPF



Panjang lubang perforasi = 11,6 in Diameter lubang perfo



= 0,51 in



Teknik perforasi



= overbalanced



Factor vol formasi minyak = 1,083 bbl/STB Viscositas minyak



= 2,5 cp



Densitas minyak



= 30,0 lbm/ cuft



Tentukan laju produksi yang diperoleh dengan menggunakan dasar sumur sebagai titik nodal, dengan memperhitungkan kerapatan perforasi. Perhitungan : 1. Pada kertas grafik kertasian, buat sistim koordinat dengan tekanan pada sumbu tegak dan laju produksi pada sumbu datar. Lihat gambar 3-3.



Modul Teknik Produksi II



Heru Herawan



2. Berdasarkan PI=1,0 dan Ps=2200 psi, hitung Pwf pada berbagai anggapan harga q, yaitu sebagai berikut : Pwf = Ps -



q PI



Untuk q = 200 bbl/ hari



Pwf = 2200 -



200 = 2000 psi 1



Untuk laju produksi yang lain di peroleh hasil seperti pada table berikut : q



Pwf



anggapan 200



2000



400



1800



600



1600



800



1400



1000



1200



1500



700



3. Berdasarkan hasil perhitungan kehilangan tekanan sepanjang pipa salur dan tubing untuk beberapa harga laju produksi diperoleh tekanan alir dasar sumur (di kaki tubing), sebagai berikut : q



Pwh



Pwf



200



115



750



400



140



880



600



180



1030



800



230



1190



1000



275



1370



anggapan



Modul Teknik Produksi II



Heru Herawan



1500



420



1840



4. Hitung perbedaan tekanan antara tekanan di permukaan formasi produktif dengan tekanan di kaki tubing, sebagai berikut : q



Pwf



anggapan



(sandface)



Pwf (tubing)



Beda tekanan



200



2000



750



1250



400



1800



880



920



600



1600



1030



570



800



1400



1190



210



1000



1200



1370



-



1500



700



1840



-



Plot perbedaan tekanan tersebut terhadap laju produksi di gambar 3-3. 5. Berdasarkan data perforasi, hitung kehilangan tekanan sepanjang perforasi untuk kerapatan perforasi 2, 4, 6, 8 dan 10 SPF. Persamaan kehilangan tekanan sepanjang perforasi untuk data, telah dihitung di modul II, dan telah di peroleh hubungan berikut : Pwfs – Pwf = 0.024621 . q2 + 30,443 . q Hasil perhitungan kehilangan tekanan untuk setiap kerapatan perforasi adalah sebagai berikut : 2 SPF



Laju



4 SPF



6 SPF



Produksi



q/ perf



dp



q/ perf



dp



q/ perf



dp



200



5



152,83



2,50



76,26



1,67



50,81



400



10



306,89



5,00



152,83



3,33



101,75



600



15



462,18



7,50



229,71



5,00



152,83



800



20



618,71



10,00



306,86



6,67



204,05



1000



25



776,46



12,50



384,38



8,33



215,40



1500



37,5



1176,24



18,75



579,46



12,50



384,38



Laju



8 SPF



Modul Teknik Produksi II



10 SPF



Heru Herawan



Produksi



q/ perf



dp



q/ perf



dp



200



1,25



30.47



1.00



34.10



400



2,50



60.98



2.00



68.25



600



3,75



91.55



3.00



102.45



800



5.50



122.17



4.00



136.69



1000



6.25



152.83



5.00



170.99



1500



9.375



229.71



7.00



256.95



Plot antara perbedaan tekanan tersebut terhadap laju produksi pada kertas grafik di gambar 3-3.



6. Perpotongan antara kurva perbedaan tekanan di kaki tubing dengan tekanan di perforasi, menunjuakn laju produksi yang dihasilkan untuk setiap kerapatan perforasi, yaitu sebagai berikut :



Kerapatan



Laju



Perfo (SPF)



Prod (STB/H)



2 4 6 8 10



Modul Teknik Produksi II



620 740 790 820 840



Heru Herawan



Gambar 3-3 Hasil Analisa Sistim Nodal Untuk Sumur Yang Diperforasi 3. 2. 2. 1.



Contoh soal analisa sistim nodal dengan titik nodal di dasar sumur untuk kondisi sumur diperforasi dan dipasang gravel pack.



Diketahui :



Panjang pipa salur



= 3000 ft



Diameter pipa salur



= 2 in



Kedalaman sumur



= 5000 ft



Diameter tubing



= 2 3/8”



Kadar air



=0



Perbandingan gas cairan = 400 SCF/bbl



Modul Teknik Produksi II



Heru Herawan



Tekanan static



= 2200 psi



Tebal formasi produktif



= 20 ft



Permeabelitas formasi



= 162 md



Keraptan perforasi



= 2, 4, 6, 8, 10 SPF



Panjang lubang perforasi = 11,6 in Diameter lubang perfo



= 0,51 in



Diameter dalam casing



= 6.875 in



Diameter lubang bor Ukuran gravel pack



= 9.875 = 50 mesh



Permeabelitas gravel



= 45000 md



Factor vol formasi minyak = 1,083 bbl/STB Viscositas minyak



= 2,5 cp



Densitas minyak



= 30,0 lbm/ cuft



Tentukan laju produksi yang diperoleh dengan mengguankan dasar sumur sebagai titik nodal, denagn memperhitungkan kerapatan perforasi dan gravel pack. Perhitungan : 1. Pada Kertas grafik kertasian, buat sistim koordinat dengan tekanan pada sumbu tegak dan laju produksi pada sumbu datar. Lihat gambar 3-4. 2. Berdasarkan PI = 1.0 dan Ps = 2200 psi, hitung Pwf pada berbagai anggapan harga q, yaitu sebagai berikut : Pwf = Ps – q / PI Untuk q = 200 bbl/ hari Pwf



= 2200 – 200 / 1 = 2000 psi



untuk laju produksi yang lain diperoleh hasil seperti pada table berikut : q anggapan 200



Modul Teknik Produksi II



Pwf 2000



Heru Herawan



400



1800



600



1600



800



1400



1000



1200



1500



700



3. Berdasarkan hasil perhitungan kehilangan tekanan sepanjang pipa salur dan tubing untuk beberapa harga laju produksi, (telah dihitung di contoh sebelumnya) di peroleh tekanan alir dasar sumur (di kaki tubing), sebagai berikut : : q



Pwh



Pwf



200



115



750



400



140



880



600



180



1030



800



230



1190



1000



275



1370



1500



420



1840



anggapan



4. Hitung perbedaan tekanan antara tekanan di permukaan formasi produktif dengan tekanan di kaki tubing, sebagai berikut : q



Pwf



anggapan



(sandface)



Pwf (tubing)



Beda tekanan



200



2000



750



1250



400



1800



880



920



600



1600



1030



570



800



1400



1190



210



1000



1200



1370



-



1500



700



1840



-



Modul Teknik Produksi II



Heru Herawan



Plot perbedaan tekanan tersebut terhadap laju produksi, di gambar 3-4 4. Berdasarkandata perforasi, hitung luas penampang aliran seluruh perforasi dan konstanta aliran laminar dan turbulan untuk setiap kerapatan perforasi 2, 4, 6, 8, 10 SPF. Hasil perhitungan adalah sebagai berikut : SPF



A



C



D



2



0.05676



0.909214



5.76107810-4



4



0.11352



0.454607



1.44026910-4



6



0.17028



0.303071



6.40119710-5



8



0.22704



0.227304



3.60067410-5



10



0.28380



0.181843



2.30443110-5



5. Hasil perhitungan kehilangan tekanan untuk setiap kerapatan perforasi adalah sebagai berikut :



Laju



2 SPF



4 SPF



6 SPF



8 SPF



10 SPF



200



204.89



96.68



63.17



46.90



37.29



400



455.86



204.89



131.47



96.68



76.42



600



752.93



324.61



204.89



149.34



117.40



800



1096.08



455.86



283.42



204.89



160.22



1000



1485.32



598.63



367.08



263.31



204.89



1500



2660.06



1005.97



598.63



421.97



324.61



Produksi



Plot antara perbedaan tekanan tersebut terhadap laju produksi pada kertas grafik di gambar 3-4. 6. Perpotongan antara kurva perbedaan tekanan di kaki tubing dengan tekanan di permukaan formasi produktif dan kurva kehilangan tekanan di perforasi,



Modul Teknik Produksi II



Heru Herawan



menunjuakan laju produksi yang dihasilkan untuk setiap kerapatan perforasi, yaitu :



3. 3.



Kerapatan



Laju



Perforasi (SPF)



Produksi (STB/D)



2



550



4



700



6



760



8



800



10



820



Prosedur analisa sistim nodal untuk titik nodal di kepala sumur.



Analisa sistim nodal untuk titik nodal di kepala sumur, di bedakan menjadi dua prosedur tergantung pada ada atau tidaknya jepitan di kepala sumur. Dengan demikian dalam sub-bab ini akan diuraikan dua prosedur analisa sistim nodal, satuprosedur untuk kepala sumur yang tidak dilengkapi dengan jepitan dan satuprosedur lagi untuk kepala sumur yang dilengkapi dengan jepitan. Kelakuan aliran multifasa dalam jepitan telah diuraikan di modul III, Bab V. dalam



uraiannya



dicantumkan



korelasi-korelasi



yang



digunakan



untuk



memperkirakan hubungan antara laju produksi dan tekanan. 3. 3. 1.



Prosedur analisa sistim nodal untuk titik nodal di kepala



sumur tanpa jepitan. Prosedur perhitungan adalah sebagai berikut : Langkah 1.



Siapkan data penunjang, yaitu : 



kedalaman sumur (D)







panjang pipa salur (L)







diameter tubing (dt)







diameter pipa salur (dp)



Modul Teknik Produksi II



Heru Herawan



Langkah 2.







kadar air (KA)







perbandingan gas cairan (GLR)







tekanan separator (Psep)







kurva IPR



Pada kertas grafik kertasian, buat sistim sumbu dengan tekanan pada sumbu tegak dan laju produksi pada sumbu datar.



Langkah 3.



Ambil laju produksi tertentu (qt) yang sesuai dengan salah satu harga laju produksi pada grafik pressure traverse untuk aliran horizontal



Langkah 4.



Berdasarkan harga qt, dp, dan KA, pilih grafik pressure traverse untuk aliran horizontal.



Langkah 5.



Pilih garis gradien aliran dengan GLR yang diketahui. Apabila tidak diketahui maka lakukan interpolasi.



Langkah 6.



Dari



Psep



tentukan



tekanan



kepala



sumur



Pwh



denganmenggunakan garis gradient alir di langkah 5. catat harga Pwh yang diperoleh. Langkah 7.



Ulangi langkah 3-6 untuk berbagai harga laju produksi yang lain. Dengan demikian diperoleh variasi harga qt terhadap Pwh.



Langkah 8.



Plot qt terhadap Pwh pada kertas grafik di langkah 2. kurva yang terbentuk disebut kurva pipa salur.



Langkah 9.



Ambil laju produksi tertentu (qt) yang sesuai dengan salah satu harga laju produksi pada grafik pressure traverse untuk aliran vertical.



Langkah 10. Berdasarkan harga qt, dt, dan KA pilih grafik pressure traverse aliran vertical. Langkah 11. Pilih garis gradient aliran dengan GLR yang diketahui. Apabila tidak diketahui maka dilakukan interpolasi. Langkah 12. Menurut persamaan IPR yang diperoleh dari uji tekanan dan produksi terbaru atau menurut peramalan IPR, hitung tekanan alir dasar sumur (Pwf), pada harga qt di langkah 10.



Modul Teknik Produksi II



Heru Herawan



Langkah 13. Dari harga Pwf



tentukan



tekanan kepala sumur denagan



menggunakan garis gradient aliran di langkah 11. lihat langkah 4 pada butir 3. 1. catat harga yang diperoleh. Langkah 14. Ulangi langkah 9-13 untuk berbagai laju produksi yang lain. Dengan demikian akan diperoleh variasi harga qt terhadap Pwh. Langkah 15. Plot qt terhadap Pwh dari langkah 14 pada kertas grafik di langkah 2. kurva yang diperoleh disebut kurva tubing. Langkah 16. Apabila kurva tubing memotong kurva pipa salur, maka sumur akan terproduksi dengan laju produksi Qt yang dite4ntukan dari titik perpotongan tersebut. Apabila kurva tubing tidak memotong kurva pipa salur maka sumur tidak dapat berproduksi untuk sistim rangkai pipa tersebut. Apabila kurva tubing dan kurva pipa salur tidak berpotongan tetapi perpanjangan kedua kurva tersebut memberikan kemungkianan untuk berpotongan, maka ulangi langkah 3 sampai dengan 15 untuk laju produksiyang lain, sehingga kurva tubing dan kurva pipa salur dapat diperpanjang, dan kemudian tentukan titik potongnya. Titik potong ini memberikan laju produksi yang diperoleh. Tidak dibenarkan melakukan ekstrapolasi, kecuali apabila laju produksi tidak tersedia di grafik pressure traverse. Langkah 17. Dengan membuat kurva tubing dan kurva pipa salur54 untuk berbagai ukuran tubing dan ukuran pipa, salur, maka dipilih pasangan ukuran tubing dan pipa salur yang dapat menghasilkan laju produksi optimum. 3. 3. 1. 1. Contoh analisa sistim nodal dengan titik nodal di kepala sumur tanpa jepitan. Diketahui : sama seperti contoh soal 3. 2. 1. 1. Tentukan laju produksi yang diperoleh dengan menggunakan kepala sumur sebagai titik



Modul Teknik Produksi II



Heru Herawan



nodal tanpa jepitan. Perhitungan : 1. Pada kertas grafik kartasian, buat sisitim koordinat dengan tekanan sebagai sumbu tegak dan laju produksi sebagai sumbu datar. 2. Berdasarkan perhitungan di contoh soal 3. 2. 1. 1. butir 4, diperoleh hasil sebagai berikut : q



Psep



Pwh



200



100



115



400



100



140



600



100



180



800



100



230



1000



100



275



1500



100



420



anggapan



3. Plot antara q terhadap Pwh pada gambar 3-5 4. Berdasarkan perhitungan di contoh soal 3. 2. 1. 1. butir 2, telah diperoleh harga Pwf untuk berbagai laju produksi anggapan. Dengan mengguanakan grafik pressure traverse untuk aliran tegak, tentukan Pwh pada masingmasing q, dan di peroleh hasil sebagai berikut : q



Pwf



Pwh



200



2000



610



400



1800



540



600



1600



450



800



1400



330



1000



1200



180



1500



700



-



anggapan



5. Plot antara q terhadap Pwh pada gambar 3-5.



Modul Teknik Produksi II



Heru Herawan



6. Perpotongan antara kurva di langkah 3 dan 5 memberikan laju produksi yang diperoleh. 7. Laju produksi yang diperoleh = 900 bbl/ hari. 3. 3. 2.



Prosedur analisa sistim nodal untuk titik nodal di kepala sumur dengan jepitan.



Prosedur perhitungan adalah sebagai berikut : Langkah 1.



Langkah 2.



Siapkan data penunjang, yaitu : 



kedalaman sumur (D)







panjang pipa salur (L)







diameter tubing (dt)







diameter pipa salur (dp)







kadar air (KA)







perbandingan gas cairan (GLR)







tekanan separator (Psep)







kurva IPR







ukuran jepitan



Pada kertas grafik kertasian, buat sistim sumbu dengan tekanan pada sumbu tegak dan laju produksi pada sumbu datar.



Langkah 3.



Ambil laju produksi tertentu (qt) yang sesuai dengan salah satu harga laju produksi pada grafik pressure traverse untuk aliran vertical.



Langkah 4.



Berdasarkan harga qt, dp, dan KA, pilih grafik pressure traverse untuk aliran vertical.



Langkah 5.



Pilih garis gradien aliran dengan GLR yang diketahui. Apabila tidak diketahui maka lakukan interpolasi.



Langkah 6.



Berdasarkan persamaan IPR yang diperoleh dari uji tekanan dan produksi terbaru atau menurut peramalan IPR, hitung tekanan alir dasar sumur pada harga qt di langkah 3.



Modul Teknik Produksi II



Heru Herawan



Langkah 7.



Dari



harga



Pwf



tentukan



tekanan



kepala



sumur



dengan



mengguanakan garis gradient aliran di langkah 5. Langkah 8.



Ulangi langkah 3 sampai dengan 7 untuk berbagai harga laju produksi yang lain. Dengan demikian akan diperoleh variasi harga qt terhadap Pwh.



Langkah 9.



Plot qt terhadap Pwh dari langkah 8 pada kertas grafik di langkah 2. kurva yang diperoleh disebut kurva tubing.



Langkah 10. Pilih korelasi aliran fluida dalam jepitan yang sesuai dengan kondisi lapangan. Langkah 11. Berdasarkan korelasi yang dipilih, buat hubungan antara laju produksi dengan tekanan kepala sumur. Langkah 12. Plot antara laju produksi terhadap tekanan kepala sumur yang diperoleh dari langkah 11, pada kertas grafik di langkah 2, kurva yang diperoleh disebut kurva jepitan. Langkah 13. Perpotongan antara kurva tubing dengan kurva jepitan menunjukan harga



laju



produksi



yang



dihasilkan



oleh



sumur,denganmenggunakan ukuran jepitan yang diberikan. Langkah 14. Untuk mengetahui pengaruh ukuran jepitan terhadap laju produksi sumur, maka buat kurva jepitan dengan dengan mengguankan langkah 11, untuk beberapa ukuran jepitan yang berbeda. Langkah 15. Perpotongan kurva-kurva jepitan dengan kurva tubing, menunjukan laju produksi yang diperoleh untuk setiap ukuran jepitan.



Modul Teknik Produksi II



Heru Herawan



Gambar 3-5 Kurva Analisa Sistim Nodal pada Titik Nodal Di Kepala Sumur Tanpa Jepitan



Modul Teknik Produksi II



Heru Herawan



3. 3. 2. 1.



Contoh analisis nodal dengan titik nodal di kepala sumur dengan jepitan



Diketahui : Sama seperti contoh soal 3. 2. 1. 1. Tentukan laju produksi yang diperoleh dengan menggunakan kepala sumur sebagai titik nodal, apabila digunakan jepitan dengan ukuran 12/64 in. gunakan persamaan Gilbert untuk memperkirakan kelakuan aliran fluida dalam jepitan. Perhitungan : 1. Pada kertas grafik kertasian, buat sistim koordinat dengan tekanan sebagai sumbu tegak dan laju produksi sebagai sumbu datar. Lihat gambar 3-6. 2. Berdasarkan perhitungan di contoh soal 3. 2. 1. 1. butir 2 telah diperoleh harga Pwf untuk berbagai laju produksi anggapan. Dengan mengguanakn grafik pressure traverse untuk aliran tegak, tentukan Pwh pada masingmasing q, dan diperoleh hasil sebagai berikut : q



Pwf



Pwh



200



2000



610



400



1800



540



600



1600



450



800



1400



330



1000



1200



180



1500



700



-



anggapan



3. Plot antara q terhadap Pwh pada gambar 3-6, kurva ini adalah kurva tubing. 4. Buat hubungan antara laju produksi dengan tekanan kepala sumur dengan mengguanakan persamaan gilbert, dan diperoleh : q anggapan



Pwh



200



75.34



400



150.68



Modul Teknik Produksi II



Heru Herawan



600



220.02



800



301.36



1000



376.70



1500



565.04



5. Plot laju produksi terhadap tekanan kepala sumur yang diperoleh dari langkah 4, pada kertas grafik di langkah 2, seperti ditunjukan di gambar 3-6. kurva ini adalah kurva jepitan. 6. Tentukan perpotongan antara kurva tubing yang diperoleh dari langkah 3 dengan kurva jepitan yang diperoleh dari langkah 5. 7. Perpotongan kedua kurva tersebut menunjukan laju produksi sebesar 840 STB/ hari. 3. 4.



Prosedur anlisa sistim nodal dengan titik nodal di separator.



Prosedur perhitungan analisa sistim nodal dengan titik nodal di separator adalah sebagai berikut : Langkah 1.



Langkah 2.



Siapkan data penunjang, yaitu : 



kedalaman sumur (D)







panjang pipa salur (L)







diameter tubing (dt)







diameter pipa salur (dp)







kadar air (KA)







perbandingan gas cairan (GLR)







tekanan separator (Psep)







kurva IPR



Pada kertas grafik kartasian, buat sistim sumbu dengan tekanan pada sumbu tegak dan laju produksi pada sumbu datar.



Langkah 3.



Plot kurva IPR pada kertas grafik dilangkah 2.



Modul Teknik Produksi II



Heru Herawan



Langkah 4.



Anggap laju produksi qt yang sesuai dengan salah satu harga laju produksi pada grafik pressure traverse untuk aliran horizontal dan vertical.



Langkah 5.



Pilih grafik pressure traverse aliran vertical qt, dt, dan KA. Apabila KA tidak sesuai dengan KA yang tersedia pada grafik, pilih grafik pressure traverse dengan KA yang terdekat.



Langkah 6.



Pilih kurva gradient tekanan aliran dengan GLR yang diketahui. Apabila untuk harga GLR tersebut tidak tersedia kurva gradient alirannya, lakukan interpolasi.



Modul Teknik Produksi II



Heru Herawan



Gambar 3-6 Hasil Analisa Sistim Nodal Untuk Sumur Dengan Jepitan



Modul Teknik Produksi II



Heru Herawan



Langkah 7.



Berdasarkan kurva IPR di langkah 3, baca harga tekanan alir desar sumur, Pwf pada qt.



Langkah 8.



Gunakan grafik pressure traverse dan kurva gradient aliran untuk menentukan tekanan kepala sumur Pwh berdasarkan Pwf. Lihat butir 3. 1, langkah 5.



Langkah 9.



Catat harga Pwh yang diperoleh.



Langkah 10. Pilih grafik pressure traverse aliran horizontal yang sesuai dengan qt, dp, dan KA. Apabila KA. Tidak sesuai dengan KA yang tersedia pada grafik, pilih grafik pressure traverse dengan harga KA yang terdekat. Langkah 11. pilih kurva gradient aliran yang sesuai dengan GLR yang diketahui. Apabila untuk haarga GLR tersebut tidak tersedia kurva gradient alirannya, lakukan interpolasi. Langkah 12. Gunakan grafik pressure traverse [langkah 10] dan kurva gradient aliran [langkah 11] untuk menentukan tekanan masuk di separator, [Pins] berdasarkan harga Pwh dari langkah 9. Langkah 13. Catat harga Pins dan qt. Langkah 14. Ulangi langkah 4-13 untuk berbagai harga laju produksi. Dengan demikian akan diperoleh hubungan antara Pins terhadap qt. Langkah 15. Plot harga Pins terhadap qt pada kertas grafik di langkah 2. Langkah 16. Plot Psep pada sumbu tekanan dan dari titik ini tarik garis datar ke kanan sampai memotong kurva yang diperoleh dari langkah 15. Langkah 17. Perpotongan tersebut menunjukan laju produksi yang akan diperoleh. 3. 4. 1.



Contoh soal analisa sistim nodal denagn titik nodal di



separator. Diketahui : sama seperti contoh soal 3. 2. 1. 1. Tentukan laju produksi yang dapat diperoleh dengan menggunakan separator sebagai titik nodal.



Modul Teknik Produksi II



Heru Herawan



Perhitungan : 1. Buat sistim koordinat pada kertas grafik kertasian dengan tekanan sebagai sumbu tegak dan laju produksi sebagai sumbu datar, seperti pada gambar 37. 2. Dari perhitungan contoh soal 3. 2. 1. 1. langkah 4, telah diperoleh hubungan q terhadap Pwh untuk perhitungan yang diawali dari dasar sumur, yaitu sebagai berikut : q



Pwf



Pwh



200



2000



610



400



1800



540



600



1600



450



800



1400



330



1000



1200



180



anggapan



3. Berdasarkan Pwh di langkah 2, tentukan tekanan di separator, untuk beberapa anggapan laju produksi, Pwh = tekanan upstream, dan tekanan di separator, Pins sebagai tekanan downstream. Hasil perhitungan adalah sebagai berikut : q



Pwh



Pc separator



200



610



595



400



540



525



600



450



410



800



330



255



1000



180



-



anggapan



4. plot q terhadap Pins seperti pada gambar 3-7.



Modul Teknik Produksi II



Heru Herawan



5. pada gambar 3-7, plot tekanan separator = 100 psi pada sumbu tekanan. Kemudian buat garis datar ke kanan sampai memotong kurva di langkah 4. perpotongan ini menunjukan laju produksi yang diperoleh, yaitu : q = 900 bbl/ hari.



Modul Teknik Produksi II



Heru Herawan



Gambar 3-7 Kurva Analisa Sistim Nodal pada Titik Nodal di Separator



Modul Teknik Produksi II



Heru Herawan