Surface Facility [PDF]

Citation preview

SURFACE FACILITY “SURFACE FACILITY” Oleh : Diky Pranondo



PERENCANAAN SURFACE FACILITY Surface facility adalah peralatan produksi yang terdiri dari wellhead, manifold (kerangan-kerangan), separator dan tangki pengumpul serta pompa transfer bila diperlukan. Menurut fungsinya surface facility berfungsi sebagai media pengangkut, pemisah dan penimbun, maka dapat dipengaruhi oleh kondisi permukaan yang relatif datar untuk memperoleh efisiensi atau untuk mengurangi pressure drop (kehilangan tekanan akibat elevasi). Selain itu sifat fasa, komposisi kimia, tekanan dan temperatur fluida reservoir, besarnya cadangan, laju produksi sangat menentukan di dalam perencanaan surface facility.



Gathering System Individual oil and Gas Gathering System Well Centre Gathering System Oil and Gas Gathering System



Faktor – Gathering System: • Tekanan wellhead sumur • Kehilangan fluida hidrokarbon • Ketelitian dalam pengukuran produksi air, gas dan minyak • Perluasan dari fasilitas di kemudian hari • Pertimbangan akan kecelakaan harus diperhatikan, serta • Biaya pengoperasian sistem diharapkan serendah mungkin.



Ukuran Pipa Alir Horisontal Ukuran pipa alir horisontal - penentuan diameter pipa, jarak atau panjang pipa, tekanan dan temperatur awal untuk laju pemompaan yang diinginkan. Pengaturan Tekanan Wellhead Pengaturan tekanan wellhead ini diusahakan serendah mungkin Pengukuran Laju Produksi Cairan, Air dan Minyak Peralatan yang digunakan umumnya memakai alat orifice meter atau tanki test



Manifold System Untuk suatu lapangan minyak yang terdiri dari banyak sumur, maka minyak yang keluar dari kepala sumur perlu dikumpulkan ke suatu tempat pemusatan sumur (well centre)



Dasar pengelompokan sumur ini sumur ini adalah sebagai berikut : • Tapasitas produksi masing- masing sumur • Tekanan masing-masing sumur • GOR sumur • Sifat-sifat fisik dan kimia fluida sumur. Pada tiap-tiap produksi sumur ini, setelah dikelompokkan kepemusatan sumur maka dialirkan ke tangki pengumpul.



Manifold merupakan akhir/pertemuan flow line yang berasal dari beberapa sumur yang terdiri dari rangkaian susunan katup yang berfungsi untuk : 1. Mengendalikan aliran fluida produksi dari tiap sumur yang ada (satu manifold mampu menampung hingga 20 sumur). 2. Memisahkan aliran dari berbagai grade yang ada. 3. Mengisolasi suatu bagian dari system jaringan flow line guna melakukan perawatan atau perbaikan. 4. Memisahkan setiap sistrem tangki penampung dengan mainlines (jaringan utama). 5. Membagi mainlines menjadi beberapa segmen (bagian). 6. Mengarahkan / membelokkan aliran fluida produksi dari setiap sumur ke test-line atau ke main-header. 7. Mencegah terjadinya tekanan dari separator ke sumur.



Pengaturan Sistem Manifold Pada tiap-tiap sumur ada suatu sistem pengaturan pengaliran fluida dengan tujuan untuk pengaturan produksi dan pengetesan sumur, sistem ini dinamakan dengan sistem manifold. Manifold adalah jajaran pipa alir dari produksi tiap-tiap sumur yang dipotong oleh pipa-pipa yang menuju ke fasilitas produksi dan fasilitas pengetesan produksi. Pengaturan aliran ini menggunakan valve-valve dari sistem manifold yang menuju ke sistem produksi atau sistem pengetasan produksi



Header Merupakan pipa berukuran lebih besar dari flow line yang berfungsi untuk menyatukan fluida produksi dari sumber-sumber produksi (setelah melalui manifold) dan mengalirkannya ke fasilitas pemisah. Terdapat dua macam header yaitu : test-header dan main-header dan arah header dapat vertical, horizontal dapat pula menyudut (deviatedheader).



PROSES PRODUKSI PRODUCTION OPERATION Selling Point



PRODUCTION ENGINEER



RESERVOIR



Schematic of Gathering Facilities Manifold Flow Line Header



Gas Sale Line Treatment Area LPG/LNG Plant



Water Treatment Facilities



Water Injection Well



Daily Activity



Water Disposal



Booster Station



Kilang



SEPARATOR



Separator Fungsi utama separator adalah memisahkan gas dari cairan produksi sumur.



Separator adalah tabung bertekanan yang digunakan untuk memisahkan fluida sumur menjadi air dan gas (tiga fasa) atau cairan dan gas (dua fasa), dimana pemisahannya dapat dilakukan dengan beberapa cara yaitu : a. Prinsip penurunan tekanan. b. Gravity setlink. c. Turbulensi aliran atau perubahan arah aliran. d. Pemecahan atau tumbukan fluida.



Prinsip Pemisahan Fluida yang mengalir dari sumur bisa terdiri dari gas , minyak, air dan padatan-padatan lainnya. Pada saat fluida mencapai permukaan, dimana tekanan lebih rendah dibandingkan dengan tekanan di reservoir, kapasitas cairan melarutkan gas akan menurun sehingga akan terpisah dari minyak. Pemisahan cairan tergantung dari efek gravitasi, dan supaya terjadi proses pemisahan, maka disyaratkan bahwa cairan tidak saling melarutkan satu dengan yang lainnya. Juga salah satu fluida lebih ringan dari lainnya. Faktor dalam Pemisahan Fluida: • Viskositas fluida • Densitas Minyak dan Air • Type Peralatan dalam Separator • Diameter dari titik air (droplets)



Komponen Separator : A. Bagian Pemisah Utama Berfungsi sebagai pemisah cairan/slug cairan yang masuk separator juga butir-butir cairan yang terbawa oleh gas akan dipisahkan secara cepat. B. Bagian Pemisah Cairan Berfungsi untuk tempat menampung cairan yang telah terpisahkan. Bagian ini harus cukup besar untuk menampung cairan dan harus sedemikian rupa sehingga fluida yang telah terpisahkan tidak terganggu oleh aliran gas.



Komponen Separator : C. Bagian Pemisah Kedua Bagian ini memisahkan butir-butir cairan yang sangat kecil, yang tidak terpisahkan pada bagian pertama. Prinsip kerja bagian ini adalah gravity setting dari aliran gas. D. Mist Extraction Section Sisa cairan yang berbentuk kabut dapat dipisahkan secara efektif dari aliran gas dengan menggunakan mist extractor.



MIST EXTRACTOR



Dalam industri perminyakan dikenal beberapa jenis separator berdasarkan bentuk, posisinya dan fungsinya. 1. Jenis separator berdasarkan bentuk dan posisinya a. Separator Tegak / Vertikal Digunakan untuk memisahkan fluida produksi yang mempunyai GLR rendah dan/atau kadar padatan tinggi, separator mempunyai kapasitas cairan dan gas yang besar. b. Separator Datar / Horisontal Sangat baik untuk memisahkan fluida produksi yang mempunyai GLR tinggi dan cairan berbusa. Separator ini dibedakan menjadi dua jenis, yaitu single tube horizontal separator dan double tube horizontal separator. Karena bentuknya yang panjang, separator ini banyak memakan tempat dan sulit dibersihkan. Untuk fluida produksi yang banyak mengandung pasir, separator ini tidak menguntungkan.



c. Separator Bulat / Spherical. Separator jenis ini mempunyai kapasitas gas dan surge terbatas sehingga umumnya digunakan untuk memisahkan fluida produksi dengan GLR kecil sampai sedang namun separator ini dapat bekerja pada tekanan tinggi. Terdapat dua tipe separator bulat, yaitu tipe untuk pemisahan dua fasa dan tipe untuk pemisahan tiga fasa.



Separator Vertikal



Separator Horisontal



Separator Vertikal Fluida sumur masuk ke separator melalui disain elemen yang bekerja memisahkan gas dan cairan. Cairan akan turun karena beratnya sedangkan gas akan naik karena ringan dan akan ditangkap oleh mist extractor. Dalam mist extractor ini butirbutir cairan yang masih terbawa gas akan dipisahkan sehingga tertinggal dan akan ke bawah, sedang gas terus naik.



SEPARATOR VERTIKAL



Separator Horisontal Separator jenis ini ada dua yaitu bertabung tunggal dan bertabung ganda. Tabung Tunggal Fluida sumur masuk lewat inlet dan mengenai dished deflector. Di sini gas akan terpisah dari cairan, dan akan turun ke daerah akumulasi cairan dan gas akan masuk ke straightening section. Devider plates merupakan bagian pemisah antara cairan dan gas. Dari bagian straightening, gas dimurnikan lagi dari butir-butir cairan dan dialirkan ke bagian pemisah kedua, dan akhirnya gas dialirkan ke mist extractor untuk pemurnian terakhir.



Tabung Ganda Prinsip pemisahannya sama dengan yang bertabung tunggal, hanya di sini masing-masing gas dan cairan terpisah dalam masing-masing tabung dan proses pemisahan berada pada tabung bagian atas yaitu bagian gas yang mengalir.



SEPARATOR HORISONTAL



SEPARATOR BERTINGKAT



Separator Spherical Separator spherical atau bulat merupakan desain yang memungkinkan proses pemisahan bekerja secara gravity, kecepatan rendah, gaya sentralfugal dan kontak permukaan luas. Aliran fluida yang masuk separator akan dipecah lewat inlet flow diverter dan dilempar ke dinding separator secara tangensial. Setelah bergerak dibagian dinding maka cairan akan bergerak turun ke tempat akumulasi dan gas akan naik ke mist exterctor untuk pemisahan lebih lanjut.



SEPARATOR SPHERICAL



2. Jenis separator berdasarkan fungsinya. Berdasarkan fungsinya atau jenis penggunaannya, separator dapat dibedakan atas : gas-scrubber, knock-out flash-chanber, expansion vessel, chemical electric dan filter. a. Gas Scrubber Jenis ini dirancang untuk memisahkan butir cairan yang masih terikut pada gas hasil pemisahan tingkat pertama, karenanya alat ini ditempatkan setelah separator, atau sebelum dehydrator, extraction plant atau kompressor untuk mencegah masuknya cairan ke dalam alat tersebut. b. Knock-Out Jenis ini dapat dibedakan menjadi dua, yaitu FWKO (Free Water Knock-Out) yang digunakan untuk memisahkan air bebas dari hidrokarbon cair dan Total Liquid Knock-Out (TLKO) yang digunakan untuk memisahkan cairan dari aliran gas bertekanan tinggi (> 125 psi).



c. Flash Chamber Alat ini digunakan pada tahap lanjut dari proses pemisahan secara kilat (flash) dari separator. Flash Chamber ini digunakan sebagai separator tingkat kedua dan dirancang untuk bekerja pada tekanan rendah (< 125). d. Expansion Vessel Alat ini digunakan untuk proses pengembangan pada pemisahan bertemperatur rendah yang dirancang untuk menampung gas hidrat yang terbentuk pada proses pendinginan dan mempunyai tekanan kerja antara 100-1300 psi. e. Chemical Electric Merupakan jenis separator tingkat lanjut untuk memisahkan air dan cairan hasil separasi tingkat sebelumnya yang dilakukan secara elektris (menggunakan prinsip anoda katoda) dan umumnya untuk memudahkan pemisahan.



Treating Facilities Alat ini digunakan untuk memisahkan air yang tercampur dalam minyak. Pemisahan air ini diperlukan bukan saja karena minyak sebelum ke refinery perlu dimurnikan dulu, tetapi juga karena pipa akan berkurang kapasitanya jika harus menstransportasikan bersama air. Selain itu air menyebabkan korosi. Proses dehidrasi/pemisahan air pada dasarnya dilakukan dengan cara gravitasi, mengurangi viscositas minyak, tegangan permukaan dan menggabungakan partikel-partikel air agar tetesnya lebih besar sehingga dapat turun ke dasar. Metode-metode Dehidrasi: metode gravitasi settling, metode panas, metode listrik dan metode kimia. umumnya dilakukan secara kombinasi karena hasilnya lebih efektif.



Wash Tank Merupakan tangki pemisahan yang dilengkapi dengan alat pemanas yang dapat menaikkan efeisiensi pemisahan. Heater Treater Alat ini bekerja dengan metode panas, dimana panas membantu memisahkan minyak dan memperlemah tegangan permukaan antar minyak dan air. Oil Skimmer Oil skimmer dirancang untuk memisahkan butir-butir minyak yang masih tertinggal dalam air dari heater treater sebelum dibuang atau diinjeksikan ke dalam sumur.



Heater Treater



Oil Storage Minyak, kondensat dan air yang diproduksikan dari sumur mengalir dari wellhead ke separator dan akhirnya ditampung dalam storage tank. Jumlah dan ukuran tangki-tangki ini bervariasi tergantung pada tingkat produksi sumur-sumur frekuensi aliran pipa. umumnya di lapanganlapangan jumlah tangki akan cukup banyak sehingga dikatakan sebagai tank battery (deretan tangki) dimana kapasitas total penyimpanannya biasanya tiga sampai tujuh hari produksi.



Jenis tangki Penimbun Ada beberapa jenis storage tank yang dikenal di lapangan dimana pembagiannya didasarkan pada susunan, fungsi dan bahan pembentuknya.



Berdasarkan susunannya : Primary Tank Adalah tangki utama yang digunakan untuk menampung dan memisahkan mnyak dari separator.



Surge tank Merupakan tangki terakhir dalam suatu proses pemisahan berfungsi sebagai penampung minyak dari hasil pemisahan. Emergency Storage Tank Tangki ini berfungsi menerima minyak yang berasal dari surge tank, jika surge tank volumenya tidak mencakupi. Digunakan juga penampung sementara sebelum dikirim ke terminal.



Berdasarkan Fungsinya : Tangki Tes & Tangki Penimbun Berdasarkan bahan pembentuknya : Bolted-steel tank Merupakan tangki penyimpan yang dari bahan baja berbentuk plat atau lempengan yang dihubungkan dengan paku kelling, sehingga mudah diangkut dan dipasang di lapangan, tangki jenis ini sangat sesuai digunakan pada berbagai kapasitas dari 100 sampai 10.000 bbl dan dapat dirancang sesuai dengan kondisi lokasi.



Welded-Steel tank Adalah tangki yang tesusun dari lempengan-lempengan baja dimana penyambungnya dilakukan dengan mengelas. Dengan kondisi ini maka keuntungan yang didapat adalah mempu menahan tekanan gas yang lebih besar dibandingkan dengan jenis bolted-steel tank. Kekurangannya dari jenis ini adalah tidak tersedianya ukuran yang besar, sangat peka terhadap korosi dan harganya lebih mahal.



Wooden Tank Yaitu tangki penyimpan minyak yang terbuat dari kayu, dimana jenis kayu yang sering digunakan adalah rewood, whitepine atau cypress. Tangki ini sering digunakan untuk mengatasi korosi, tanpa memerlukan pengecatan. Plastic Tank. Tangki ini terbuat dari bahan plastik sehingga sangat cocok digunakan untuk lapangan yang mempnyai problem korosi tinggi. keterbatasan penggunaan tangki ini adalah umur pakai yang relatif pendek dan harganya paling mahal dibandingkan jenis-jenis yang lain.



Pusat Produksi



1. 2. 3. 4.



Pembangunan berlanjut pada pusat produksi. Selain peralatan migas, area ini juga dilengkapi dengan pusat utilities yang menyediakan listrik, air dan panas yang dibutuhkan. Semua instalasi ini dikontrol dari satu ruang. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17.



Sumur produksi Oil pipelines Manifold (collector) Separator (air, minyak, gas) Air MinyaK Gas separator Pembakaran gas Utilities (electricity, heating) Pemampatan gas menjadi cairan Pipa LNG Penampungan minyak Water treatment Crude pipes Water injection (enhanced recovery) Gas injection (enhanced recovery) Injection well



Perawatan / Pengolahan 1. Separator 2. Water treatment 3. Waste water 4. Re-injected water 5. Re-injected gas 6. Conveyance of natural gas by gas pipeline 7. Gas burned to produce energy 8. Liquefied petroleum gas (LPG) 9. Pumping crude 10. Crude oil tanks 11. Shipment of crude by oil pipeline 12. Loading facility



Dari sumur, cairan produksi masuk dalam separator, dimana gas, minyak dan air dipisahkan. Minyak mentah di tampung untuk selanjutnya dipompakan atau dikirim via tanker ke pengolahan. Sebagian gas dijual (bila ada pasar), digunakan untuk pemanas, atau diinjeksikan lagi ke dalam sumur. Sebelum dibuang atau diinjeksikan kembali ke dalam sumur, air terlebih dahulu diolah supaya aman.



Safety



Bleeder flare



1. Control center 2. Safety unit



Semua instalasi dimonitor terus menerus dari ruang pengontrol, prosedur perawatan yang ketat dapat menghindarkan resiko kecelakaan dan polusi. Crew selalu siap dengan masker gas bila ada kebocoran gas beracun. Terakhir, latihan mengenai keadaan darurat selalu diadakan secara rutin, terutama di lepas pantai, agar setiap crew siap menghadapi bahaya yang bisa terjadi.



TEKNIK PRODUKSI LANJUT DEFINISI: Teknik yang berkaitan dengan upaya meningkatkan perolehan minyak (oil recovery) dari suatu reservoir, dengan cara menginjeksikan • fluida, atau • fluida + bahan kimia, atau • panas kedalam reservoir melalui sumur injeksi dan memproduksikan minyaknya melalui sumur produksi



TEKNIK PRODUKSI LANJUT PENGURASAN TAHAP KE-3 PENGURASAN PRIMER (PRIMARY RECOVERY)



PENGURASAN



(TERTIARY RECOVERY)ATAU



TAHAP KE-2



ATAU PENGURASAN



(SECONDARY



SECARA ILMIAH



RECOVERY)



ENHANCED OIL RECOVERY (EOR) ATAU TEKNIK PRODUKSI LANJUT



INJEKSI INJEKSI AIR (WATER



KIMIA (CHEMICAL



FLOODING)



FLOODING)



INJEKSI GAS



POLYMER



IMMISCIBLE GAS



SURFACTANT



INJEKTION MICELLAR POLYMER



ALKALINE CONVENTIONAL RECOVERY



INJEKSI



INJEKSI



TERCAMPUR



PANAS



(MISCIBLE



(THERMAL



FLOODING)



FLOODING)



HYDROKARB ON MISCIBLE



STEAM FLOODING



CARBON DIOXIDE (CO2)



NITROGEN



INSITU COMBUTION



SUMUR INJEKSI



SUMUR PRODUKSI



RESERVOIR



FLUIDA atau FLUIDA + BAHAN KIMIA atau GAS



MINYAK



Waterflood Field Water Injection Pump



Injection Well



Separation and Storage Facilities



2



1



Oil Zone



2



Injection Water



Production Well



1



RESERVOIR



SUMUR INJEKSI



SUMUR PRODUKSI



Produksi Terakhir



Pada saat tertentu, setelah 15-30 thn, sumur mencapai batas ekonomis untuk diproduksikan. Inilah saat untuk meninggalkan lapangan. Semua peralatan dikemas untuk pindah ke lokasi lain, dan tim khusus akan bekerja membersihkan stasiun dan lapangan migas untuk dikembalikan kondisinya seperti semula. Kegiatan ini dinamakan “pemulihan lapangan”.



SELESAI



“SURFACE FACILITY” Oleh : Diky Pranondo