2010 1

ANALISIS PENGARUH GAS PADA PERENCANAAN ELECTRIC SUBMERSIBLE PUMP (ESP) PADA SUMUR YANG MEMPRODUKSIKAN GAS DAN NOMOGRAF USULAN UNTUK MENENTUKAN PERSENTASE GAS DAN VOLUME FLUIDA MASUK POMPA Ilhami Nur* Ir. Tutuka Ariadji, M.Sc., Ph.D.** Sari Kinerja Electric Submersible Pump (ESP) sangat bergantung berbagai faktor, salah satu diantaranya adalah kandungan gas pada fluida produksi. Gas akan mempengaruhi kemampuan pompa untuk bekerja. Sepanjang gas yang dipompakan berupa larutan di dalam fluida maka pompa akan berjalan secara normal. Sehubungan dengan hal penting ini, telah dilakukan studi analisis untuk mengetahui pengaruh gas terhadap perencanaan ESP. Hasil dari studi analisis ini, adanya gas sangat berpengaruh besar terhadap volume fluida masuk pompa sehingga menggunakan pompa yang berkapasitas besar serta peningkatan HP pada pompa jika dibandingkan dengan tidak adanya gas. Studi analisis ini mencoba melakukan perencanaan ESP pada sumur minyak dan air yang berproduksikan gas dengan data-data dari lapangan. Pada studi ini melakukan analisis pengaruh gas berdasarkan berbagai macam parameter. Parameter yang dikaji adalah kedalaman pompa, GOR, water cut serta HP pompa. Dari parameter yang dikaji menunjukkan bahwa kedalaman pompa mempunyai pengaruh yang lebih besar dalam persentase gas masuk pompa sehingga volume fluida masuk pompa menjadi lebih besar. Penambahan volume fluida akibat adanya gas dapat mencapai 350% dengan parameter tertentu jika dibandingkan dengan tidak adanya gas. Kemudian peninjauan terhadap HP pompa, dengan adanya gas terjadi peningkatan HP pompa yang dapat berkisar 5-25% dibandingkan dengan HP tanpa adanya gas. Studi ini juga menghasilkan suatu nomograph usulan untuk menentukan volume fluida dan persentase gas masuk pompa agar proses perhitungan menjadi lebih mudah dan singkat. Setelah dilakukan uji validasi, nomograph tersebut memiliki kesalahan relatif maksimal sekitar 15%. Kata kunci : volume fluida masuk pompa, persentase gas, nomograph Abstrak The performance of an Electric Submersible Pump (ESP) depends on many factors, one of those factors is the gas content in fluid production. Presence of the gas influence the ability of a pump to work. As long as the gas is a solution gas from the producing reservoir fluid, the pump could perform normally. In relation to this important matter, analysis study has been conducted to determine the effect of gas in designing an ESP. As a result of this analysis study, the presence of gas has a major impact on the amount fluid entering the pump thus increasing size of the pump and also the required HP. This analysis study attempts to design an ESP for simultaneously producing water and oil wells with the presence of gas based on field data. The parameters studied are pump setting depth, GOR, water cut and pump HP. The studied parameters shows that the pump setting depth has a great influence on the percentage of gas entering the pump, thus increases the fluid volume inside. The increased fluid volume due to gas can reach up to 350% with certain parameters when it is compared with the absence of gas. Also considering the pump HP, the presence of gas can increase the required HP of the pump up to 5-25% compared with the required pump HP without the presence gas. This study also provides a new nomograph to determine the volume of fluid and the percentage of gas entering the pump so that the calculation becomes much easier and simple. After the validation test, the nomograph has a maximum relative error of about 15%. Keywords : Volume of fluid into the pump, percentage of gas, nomograph. *) *)

Mahasiswa Program Studi Teknik Perminyakan – Institut Teknologi Bandung Dosen Pembimbing Program Studi Teknik Perminyakan – Institut Teknologi Bandung

Ilhami Nur 12206063, Semester II 2009/2010

1

I.

PENDAHULUAN

Latar Belakang Electric Submersible Pump ESP pada umumnya digunakan pada sumur minyak dan air. Namun di beberapa lapangan ESP tetap dipakai pada sumur yang memproduksikan gas. Penggunaan ESP (Electric Submersible Pump) dengan kehadiran gas yang ikut terproduksi akan mempengaruhi kinerja pompa sehingga dapat menurunkan laju produksi cairan di permukaan. Untuk itu pada ESP dilengkapi dengan gas seperator dengan tujuan gas dari dalam sumur tidak ikut terpompakan. Pada kondisi lapangan, kerja gas seperator tidak 100% dapat memisahkan gas secara sempurna sehingga terdapat sisa gas yang ikut masuk ke pompa. Dengan adanya gas yang masuk ke pompa dilakukan analisis pengaruh gas tersebut dalam perencanaan ESP. Ruang lingkup dalam Studi ini adalah melakukan perencanaan ESP dengan data-data yang didapat dari lapangan, Kemudian melakukan analisis pengaruh gas berdasarkan beberapa parameter. Parameter yang akan dikaji adalah kedalaman pompa, water cut , GOR dan HP pompa. kemudian mengusulkan nomograph baru untuk menentukan presentase gas masuk pompa dan volume fluida akibatnya adanya gas. Tujuan Tujuan dari penulisan karya tulis ini adalah mengetahui pengaruh adanya gas pada perencanaan ESP dan membuat nomograph usulan untuk menentukan persentase gas dan volume fluida masuk pompa. I. TEORI DASAR 1.1 Sifat Fisik Fluida 1.1.1 Specific Gravity Fluida (SGf) Specific gravity suatu fluida adalah perbandingan antara densitas fluida tersebut dengan densitas fluida pada keadaan standar (14.7 psi, 60̊F). Biasanya sebagai fluida standar adalah air dengan densitas 62.4 lb/cuft atau 1 gr/cc. 𝜌𝑓

𝑆𝐺𝑓 = 64.4

...............................................(1)


1.1.2 Solution Gas-Oil Rasio (Rso) Solution Gas-Oil Rasio adalah ukuran yang menunjukan banyaknya gas yang terlarut dalam minyak di reservoir. Rso dapat dihitung dengan persamaan standing2.

𝑅𝑠 = 𝑆𝐺𝑔

10 0.0125 ×𝐴𝑃𝐼

𝑃

× 10 0.00091 ×𝑇(°𝐹) 18

1.2048

.........(2)

1.1.3 Formation Volume Factor (FVF) FVF yang berpengaruh pada perencanaan ESP adalah Bo dan Bg. Bo adalah formation volume factor minyak yang merupakan volume minyak di reservoir yang diperlukan untuk menghasilkan satu barel minyak pada kondisi stock tank. Sedangkan Bg adalah formation volume factor untuk gas. Dua faktor ini dapat dihitung dengan persamaan standing2 . 𝐵𝑔 = 5.04

𝑍(460 +𝑇) 𝑃

.................................................(3) 𝐵𝑜 = 0.972 + 0.000147 𝐹1.175 dimana 𝐹 = 𝑅𝑠

𝑆𝐺𝑔 2 𝑆𝐺𝑜

.........................(4)

+ 1.25𝑇(°𝐹)..................(5)

1.2 Produktivitas Formasi Kualitas kinerja aliran fluida dari formasi produksitf masuk ke lubang sumur dinyatakan sebagai suatu indeks, disebut indeks produktivitas (PI), yang didefinisikan sebagai perbandingan antara perubahan laju produksi terhadap perubahan tekanan. PI dapat berharga konstan atau tidak, tergantung pada kondisi aliran yang terjadi. Secara kuantitatif dinyatakan dalam grafik yang menghubungkan antara laju aliran dengan tekanan alir dasar sumur. Tujuan menentukan potensi sumur minyak adalah untuk menghitung kemampuan reservoir mengalirkan fluida ke dalam sumur. Kemampuan ini dinyatakan dalam hubungan antara tekanan alir dasar sumur terhadap laju produksi (kurva Inflow Performance Relationship) dari IPR ini kita dapat menentukan laju produksi yang kita inginkan pada perencanaan ESP dan dapat menentukan ketinggian fluida dari tekanan alir sumur pada saat laju produksi tersebut.

2

1.3 Aliran Fluida dalam Pipa Dalam perhitungan aliran fluida dalam pipa ada tiga komponen penting yang harus diperhatikan yang menyebabkan terjadinya kehilangan tekanan adalah perhitungan adanya kehilangan tekanan yang disebabkan oleh adanya gesekan, adanya perbedaan ketinggian antara satu titik ke titik lainnya serta perubahan energi kinetik. Ketika fluida mengalir didalam pipa maka akan mengalami tegangan geser (Shear Stress) pada dinding pipa, sehingga terjadi kehilangan sebagian tenaganya yang sering disebut friction loss. Willian-Hazen1 membuat suatu persamaan empiris untuk friction loss pada pipa yaitu : 𝑕𝑓 = 0.20830

100 1.85 𝐶

𝑄 1.85 𝐼𝐷 4.866

.........................(6)

dari rumus tersebut dibuat suatu grafik untuk menghitung friction loss seperti ditunjukan pada gambar 1. 1.4 Karekteristik Kerja Pompa 1.4.1 Prinsip Kerja ESP

Gambar 2 Tipe Pump Performance3 a) Head Capacity Curve Head capacity curve ditunjukan oleh grafik yang berwarna biru pada gambar 2. Pompa baru atau yang masih baik akan berkarakteristik kerja sepanjang grafik ini. Penyimpangan dapat disebabkan oleh rusaknya pompa, interferensi gas atau tubing bocor. Grafik head suatu ESP akan melalui laju nol, dimana shut-off atau head bila ESP bekerja dan flowline valve ditutup. Dalam mencari shut-off atau head ini maka impeller akan berputar pada cairan yang berputar-putar disitu saja dan daya yang diperlukan untuk melawan friksi di cairan dan bearing akan berubah menjadi panas (karena itu menutup tidak boleh lebih dari satu menit). Besarnya shut-off head tergantung dari diameter impeller RPM-nya. Untuk multi stage maka rumus

Pompa ESP mempunyai sifat seperti pompa sentrifugal. Setiap stage terdiri dari impeller dan diffuser, yang dalam operasi fluida diarahkan ke dasar impeller dengan arah tegak. Gerak putar diberikan pada cairan oleh sudu-sudu impeller. Gaya sentrifugal fluida menyebabkan aliran radial dan cairan meninggalkan impeller dengan kecepatan tinggi dan diarahkan kembali ke impeller berikutnya oleh diffuser. Cairan yang ditampung di rumah pompa kemudian dievaluasikan melalui pipa keluar dimana sebagian tenaga kinetis diubah menjadi tenaga potensial berupa tekanan. Oleh karena dilemparnya keluar maka terjadilah proses penghisapan.

Head capacity suatu pompa digunakan untuk menghitung jumlah stage pompa dengan rasionya terhadap TDH. Pompa dengan head yang lebih curam lebih disukai karena dapat lebih toleran terhadap kesalahan data-data sumur.

2.4.2 Pump Performance

b) Grafik Effisensi

Kelakuan kerja atau sifat karakteristik kerja pompa ditentukan berdasarkan tes pabrik dengan air tawar. Penyajiannya secara grafis dari hasil tes tersebut dibuat grafik karakeristik (Performance curve). Pada grafik ini akan digambarkan head yang dihasilkan, effisiensi dan brake horse power terhadap laju produksi.

Efisiensi ini sebenarnya adalah gabungan antara hidraulis, volumetris dan mekanis. Pada gambar 2 grafik effisiensi ditunjukan pada kurva berwarna hijau. Effisiensi naik dari nol pada laju produksi nol ke maksimum lalu turun kembali pada laju produksi maksimum. Laju produksi akan mempengaruhi effisiensi, jika laju produksi terlalu tinggi maka impeller akan menekan keatas (up-thrust), sedangkan jika laju


𝐻=𝑆

𝐷𝑁 2 ....................................................(7) 1840

3

produksi terlalu rendah maka impeller akan menekan ke bawah (down-thrust). Pada daerah effisiensi tertinggi impeller seakan-akan melayang bebas (floating). Ini dapat dilihat pada gambar 3

Kejadian ini berhubungan dengan kondisi penghisapan. Apabila kondisi penghisapan berada diatas tekanan bubble point, maka tidak akan terjadi kavitasi. Kondisi suction minimum yang diperlukan untuk mencegah terjadinya kavitasi pada suatu pompa yang disebut Net Positive Suction head (NPSH). II.

METODOLOGI

3.1 Pengumpulan Data

Gambar 3 Up-Thrust dan Down-Thrust5 ESP didesain agar bekerja pada daerah dekat effisiensi maksimum untuk mengurangi kerusakan bearing dan tatakan pompa akibat up-thrust atau down-thrust. Harga effisiensi maksimum biasanya berkisar 55-75% c)

Grafik Brake Horse Power

Grafik brake horse power ini menunjukan input yang diperlukan per-stage pada tes pabrik. Garafik ini mula-mula naik sedikit demi sedikit dengan naiknya laju produksi dan kemudian turun. Hal ini dikarenakan terjadiya efek laju produksi lebih besar dari turunnya head dan pada laju produksi besar turunnya head bentuknya lebih curam. 2.4.3

Kavitasi dan NPSH (Net Positif Suction Head)

Apabila tekanan absolut dari cairan pada titik di dalam pompa berada di bawah tekanan bubble point (Pb), pada temperatur cairannya, maka gas yang semula terlarut di dalam cairan akan terbebaskan. Gelembung-gelembung gas ini akan mengalir bersama-sama dengan cairan sampai pada daerah yang mempunyai tekanan lebih tinggi dicapai, dimana gelembung akan mengecil lagi secara tiba-tiba yang mengakibatkan shock yang besar pada diding didekatnya. Fenomena ini disebut dengan kavitasi. Hal ini akan menurunkan effsiensi pompa.


Pada studi ini kasus yang dianalisisa adalah produksi air dan minyak dengan adanya gas. Adapun data yang dipakai untuk studi ini adalah data-data lima buah sumur dari suatu perusahaan minyak yang dijadikan input dalam perencanaan ESP. Data-data untuk masing-masing sumur dapat dilihat pada tabel 1. 3.2 Penentuan Kemampuan Sumur Dalam studi ini, penentuan kemampuan sumur dilakukan dengan menggunakan bantuan software memakai metode perhitungan IPR fetkovich multirate test dengan data test yang didapat dari lapangan untuk masing-masing sumur. Dari kurva yang dihasilkan, maka dapat ditentukan laju produksi yang diinginkan sesuai dengan kemampuan sumur. 3.3 Melakukan Prosedur Perencanaan ESP Kehadiran gas bebas pada pompa dan dalam tubing membuat proses pemilihan pompa menjadi lebih rumit. Dalam proses pengolahan data dilakukan dengan bantuan Microsoft Excel. Adapun tahapan perencenaan ESP pada karya tulis ini antara lain : 1. Menentukan kemampuan sumur, sehingga kita dapat menentukan laju produksi yang diinginkan dan mengetahui tekanan alir fluidanya. 2. Penentuan specific gravity campuran yaitu gas, minyak dan air yang akan melalui pompa. 3. Penentuan kedalaman fluid level. 4. Penentuan kedalaman pompa dengan menetapkan ketinggian fluida diatas pompa minimal 100 ft, sehingga kedalaman pompa dapat ditentukan. 5. Penentuan Pump Intake Pressure (PIP). 6. Menentukan kelarutan gas dalam minyak (Rs), faktor volume formasi minyak (Bo) dan faktor

4

7.

8. 9. 10. 11. 12.

13. 14.

15.

16.

volume formasi gas (Bg) dengan menggunakan persamaan standing2. Penentuan volume fluida masuk ke pompa, karena sumur berproduksikan gas, maka perlu menggunakan gas seperator di intake pompa, namun gas seperator tidak 100% dapat memisahkan gas, oleh karena itu dalam perhitungan ini diasumsikan gas seperator memiliki effisiensi 90%, dan 10% gas tidak dapat dipisahkan sehingga masuk ke pompa. Penentuan friction loss pada laju produksi yang diinginkan dengan ukuran tubing tertentu. Penentuan tubing head pressure. Penentuan Total Dynamic Head (TDH). Penentuan beberapa tipe pompa yang sesuai dengan volume total yang masuk pompa. Penentuan besar effisiensi dari setiap tipe pompa terpilih dan menentukan salah satu tipe pompa yang digunakan. Penentuan besarnya stages dari tipe pompa yang terpilih. Pemilihan motor dilakukan dengan menentukan horse power yang diperlukan pada setiap tingkat pompa. Pemilihan kabel listrik, ditentukan berdasarkan arus listrik yang mengalir, penurunan tegangan, serta clearance antara tubing collar dengan casing. Pemilihan transformer dan switcboard.

3.4 Sensitivitas Parameter Parameter-parameter dari perencanaan ESP yang dijadikan untuk sensitivitas untuk mengetahui pengaruh gas adalah kedalaman pompa, GOR, water cut dan HP pompa. Dari analisis parameterparameter tersebut bertujuan untuk mengetahui pengaruh gas secara kuantitatif terhadap perencanaan ESP. 3.5 Pembuatan nomograph untuk menentukan persentase gas dan volume fluida masuk pompa Dalam menentukan presentase gas dan volume fluida masuk pompa diperlukan beberapa tahap perhitungan. Adapun tahap-tahap perhitunganya antara lain : a. Penentuan gas total dalam larutan. Dapat ditentukan dengan cara: 𝑉𝑡 𝑔𝑎𝑠 = 𝑄𝑙 1 − 𝑊𝐶 × 𝐺𝑂𝑅.......................(8)


𝑏. Penerntuan gas total yang masih terlarut @PIP 𝑉𝑡 𝑔𝑎𝑠 @𝑃𝐼𝑃 = 𝑅𝑠@𝑃𝐼𝑃 × 𝑄𝑙 1 − 𝑊𝐶 .......... (9) 𝑐. Penentuan volume gas bebas @PIP 𝑉𝑔𝑎𝑠 @𝑃𝐼𝑃 = 𝑉𝑡 𝑔𝑎𝑠 − 𝑉𝑡 𝑔𝑎𝑠 @𝑃𝐼𝑃 × 𝐵𝑔 .....(10) d. Penentuan volume minyak @PIP 𝑉𝑜 = 𝑄𝑙 1 − 𝑊𝐶 × 𝐵𝑜 ............................(11) e. Penentuan volume air 𝑉𝑤 = 𝑄𝑙 × 𝑊𝐶...........................................(12) f. Volume total @PIP 𝑉𝑡 @𝑃𝐼𝑃 = 𝑉𝑜 + 𝑉𝑤 + 𝑉𝑔𝑎𝑠 @𝑃𝐼𝑃 ....................(13) g. %gas terhadap volume total@PIP % 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑔𝑎𝑠 = h. i. j.

𝑉 𝑔𝑎𝑠 @𝑃𝐼𝑃 𝑉 𝑡 @𝑃𝐼𝑃

× 100%.........(14)

Penentuan Volume gas masuk pompa 𝑉𝑔 𝑚𝑎𝑠𝑢𝑘 𝑝𝑜𝑚 𝑝𝑎 = 10% × 𝑉𝑔𝑎𝑠 @𝑃𝐼𝑃 ............(15) Volume total yang masuk pompa 𝑉𝑡 = 𝑉𝑜 + 𝑉𝑤 + 𝑉𝑔 𝑚𝑎𝑠𝑢𝑘 𝑝𝑜𝑚𝑝𝑎 ..................(16) Persentase gas masuk pompa % 𝑔𝑎𝑠 =

𝑉 𝑔 𝑚𝑎𝑠𝑢𝑘 𝑝𝑜𝑚𝑝𝑎 𝑉 𝑡 𝑚𝑎𝑠𝑢𝑘 𝑝𝑜𝑚𝑝𝑎

× 100%..............(17)

Dari persamaan-persamaan (8) s/d (17), dapat disederhana untuk menentukan volume fluida masuk pompa adalah 𝑉𝑡 =

𝑄𝑙 10000

1 − 𝑊𝐶 × 𝐵𝑔 × 𝐺𝑂𝑅 − 𝑅𝑠 +

10000 𝐵𝑜 − 𝐵𝑜 − 1 𝑊𝐶

.............................(18)

Sedangkan persamaan untuk menentukan pesentase gas masuk pompa adalah

% 𝑔𝑎𝑠 =

𝑄𝑙 1−𝑊𝐶 ×𝐵𝑔 × 𝐺𝑂𝑅−𝑅𝑠 10000 × 𝑉𝑡

.................(19)

Namun pada persamaan (18) dan (19) terdapat parameter properti fluida seperti Bo, Bg, dan Rs, dimana parameter tersebut dipengaruhi tekanan intake pompa (PIP), temperatur, SG gas dan SG oil. Oleh karena itu dibuat suatu nomogram usulan dengan inputan PIP, temperatur dasar sumur, SG gas dan SG oil dapat menentukan secara langsung volume fluida dan persentase gas masuk pompa. III. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil Perencanaan ESP dan Analisis Pengaruh Gas Hasil perhitungan dalam perencanaan ESP terdapat pada tabel 2 s/d tabel 5. Berdasarkan hasil perhitungan perencanaan ESP pada tabel 2, adanya gas berpengaruh terhadap volume fluida total yang masuk ke pompa, ini dapat dilihat adanya

5

perbedaan volume fluida total masuk tanpa ada gas dengan volume fluida masuk dangan adanya gas. semakin besar jumlah gas bebas maka volume fluida masuk ke pompa akan semakin besar. Hal ini akan mempengaruhi pemilihan tipe pompa. Dengan bertambah besarnya volume fluida yang masuk ke pompa, maka memerlukan tipe pompa yang memiliki kapasitas besar. Pemilihan pompa berkapasitas besar akan mempengaruhi HP pompa yang akan digunakan. Parameter yang digunakan untuk analisis sensitivitas merupakan parameter yang penting dalam perencanaan ESP. Dalam studi analisis ini menggunakan parameter tersebut untuk mengetahui seberapa besar pengaruh gas terhadap perencanaan ESP. Adapun parameter yang digunakan adalah kedalaman pompa, GOR, water cut, dan HP pompa. Dari hasil perhitungan pada setiap sumur dapat dilihat pengaruh Kedalaman pompa terhadap persentase gas masuk pompa. Semakin bertambah kedalaman pompa maka persentase gas masuk pompa akan semakin kesil. Demikian pula sebaliknya, semakin berkurang kedalaman pompa maka persentase gas masuk pompa akan semakin besar. Hal ini terjadi karena semakin berkurang kedalaman pompa maka ketinggian fluida diatas pompa akan berkurang sehingga mengakibatkan tekanan intake pompa berkurang. Dengan semakin kecilnya harga tekanan intake pompa maka kelarutan gas dalam fluida pada tekanan tersebut akan semakin berkurang. Pada harga GOR yang sama dan laju fluida dipermukaan yang sama, berkurangnya harga kelarutan gas ini akan memperkecil jumlah gas yang terlarut pada kondisi tekanan intake pompa. Kecilnya harga gas yang terlalut dalam fluida akan memperbesar harga gas bebas yang ada pada kondisi tersebut sehingga persentase gas yang masuk pompa akan bertambah. Grafik pengaruh kedalaman pompa terahadap persentase gas dapat dilihat pada gambar 8. Namun untuk mengetahui seberapa besar pengaruh gas terhadap perubahan volume fluida masuk pompa terhadap perubahan kedalaman pompa dapat dilihat pada gambar 9 s/d gambar 13. Sedangkan nilai penambahan volume fluida dangan adanya gas dapat dilihat pada tabel 7 s/d tabel 11. Pada masing-masing gambar tersebut menunjukan penambahan volume fluida untuk setiap sumur.


Volume fluida tanpa ada gas dengan penambahan kedalaman sumur tidak terlalu signifikan. Tetapi jika adanya gas, penambahan volume fluida masuk pompa akan terlihat perubahan yang signifikan. Semakin berkurangnya kedalaman pompa dengan parameter yang lain dianggap tetap, persentase gas masuk pompa berkisar dari 7-77% yang mengakibatkan perubahan volume fluida masuk pompa berkisar 8-350%. Jadi dapat disimpulkan pengaruh kedalaman pompa dapat mempengaruhi jumlah persentase gas yang masuk yang menyebabkan perubahan volume fluida masuk pompa bisa mencapai 3.5 kali dari volume fluida tanpa adanya gas. Kemudian pengaruh gas terhadap volume fluida dengan penurunan GOR pada kedalaman pompa sama. Menghasilkan hubungan persentase gas masuk pompa berkisar antara 15-70% mengakibatkan persentase penambahan volume 22250%. Jadi dapat disimpulkan pengaruh GOR dengan rentang nilai 200-2000 scf/stb, akan mempengaruhi penambahan volume fluida bisa mencapai 2.5 kali dari volume fluida masuk pompa tanpa gas. Parameter lain yang dianalisa adalah pengaruh water cut. Hasil perhitungan menunjukkan ada kecendrungan perubahan persentase gas masuk pompa. Dengan bertambah tinggi nilai water cut untuk GOR yang sama dan laju fluida dipermukaan juga sama, persentase gas yang masuk pompa akan berkurang, demikian pula sebaliknya, semakin kecil nilai water cut, persentase gas masuk pompa akan bertambah. Hal ini disebabkan karena peningkatan water cut akan memperkecil jumlah minyak yang terpompa, sehingga menyebabkan kelarutan gas dalam minyak akan semakin kecil sehingga persentase gas yang masuk pompa akan bertambah kecil. Besarnya persentase pengaruh gas terhadap volume fluida dapat dilihat pada gambar 14 s/d gambar 18 sedangkan nilai kuantitasnya dapat dilihat pada tabel 12 s/d tabel 16. Pengaruh water cut membuat persentase gas masuk pompa dengan kisaran 3-60% akan mempengaruhi persentase penambahan volume fluida berkisar 5150%. Kemudian pengaruh gas terhadap HP pompa dapat dilihat pada gambar 19, dan nilai persentase penambahan volume dapat dilihat pada tabel 17. Pada hasil tabel tersebut peningkatan persentase

6

gas masuk pompa yang berkisar 7-42% terdapat penambahan maksimum horse power sebesar 24 %, tetapi peningkatan penambahan HP pada sumur X4 menunjukan hasil yang tidak sama. Ini disebabkan karena pengaruh dari performance pompa. Kemudian perbandingan perencencaan ESP pada studi ini dengan pompa ESP yang terpasang di lapangan dapat dilihat pada tabel 18. 4.2 Proses Pembuatan, Validasi dan Prosedur Penggunaan Nomograph 4.2.1 Proses Nomograph

Pembuatan

dan

validasi

a) Nomograph 1 untuk menentukan volume fluida total masuk pompa Dari persamaan (18), dilakukan pemisalan agar pembuatan lebih mudah: 𝐴 = 1 − 𝑊𝐶 × 𝐵𝑔 × 𝐺𝑂𝑅 − 𝑅𝑠 + 10000 𝐵𝑜 − 𝐵𝑜 − 1 𝑊𝐶 ...............................(20) Untuk menentukan nilai A, A dibagi menjadi 2 bagian, dimana A = B+C sedangkan Cdan B adalah 𝐵 = 1 − 𝑊𝐶 × 𝐵𝑔 × 𝐺𝑂𝑅 − 𝑅𝑠 ..................(21) 𝐶 = 10000 𝐵𝑜 − 𝐵𝑜 − 1 𝑊𝐶 .........................(22) Untuk menentukan nilai C, plot Bo dengan berbagai rentang WC mulai dari 0.1-0.9 (grafik pada gambar 20). Namun, terlebih dahulu harus menentukan Bo, Bo ditentukan dengan gabungan persamaan (2), (4) dan (5). Dari gabungan persamaan tersebut terdapat variabel P, T, SG oil. Dengan memplot P intake dengan berbagai rentang T dan SG oil, maka dengan gabungan persamaan (2), (4), dan (5) dapat menentukan Bo. (Grafik pada gambar 21) Kemudian untuk menentukan nilai B, plot B terhadap 𝐵𝑔 × 𝐺𝑂𝑅 − 𝑅𝑠 dengan berbagai nilai WC dari rentang 0.1-0.9. (grafik pada gambar 22) Untuk mendapatkan plot tersebut perlu menentukan nilai : 𝐷 = 𝐵𝑔 × 𝐺𝑂𝑅 − 𝑅𝑠 ......................................(23) dengan membagi D menjadi 2 bagian, dimana D = E - F, sedangkan E dan F adalah:


𝐸 = 𝐵𝑔 × 𝐺𝑂𝑅..................................................(24) 𝐹 = 𝐵𝑔 × 𝑅𝑠 .......................................................(25) Kemudian plot E terhadap Bg dengan berbagai GOR, dalam hal ini rentang GOR yang digunakan dari 100-2500 scf/stb, (grafik pada gambar 23) untuk mendapat plot tersebut Bg harus ditentukan terlebih dahulu dengan persamaan (3). Dalam persamaan (3) terdapat variabel P dan T. Nilai P adalah P intake pompa, plot P intake dengan berbagai temperatur akan menghasilkan nilai Bg. Dari nilai Bg tersebut nilai E dapat ditentukan. (Grafik pada gambar 24) Karena nilai F terlalu kecil, pengurangan E dan F tidak terlalu signifikan, maka nilai F dapat diabaikan. Setelah mendapatkan nilai E, D, B dan C, maka nilai A dapat ditentukan. Kemudian langkah terakhir menentukan volume fluida masuk pompa dengan cara memplot A dengan rentang laju produksi yang diinginkan (𝑄𝑙 ), dalam hal ini rentang 𝑄𝑙 yang digunakan mulai dari 300-1000 bbl/d kemudian menggunakan persamaan (18) maka akan didapatkan grafik volume fluida masuk pompa. (Grafik pada gambar 25) Untuk menjadikan suatu nomograph untuk menentukan volume fluida masuk pompa maka dilakukan penggabungan grafik dari gambar (20) – (25). Sehingga didapat nomograph 1 dengan input data P intake, temperatur, SG oil, dan SG gas yang ditunjukan pada gambar (26). b) Nomograph 2 untuk penentuan persentase gas masuk pompa Berdasarkan persamaan (19) kita memerlukan input data volume fluida masuk (Vt), laju produksi yang diinginkan (𝑄𝑙 ), dan nilai B pada persamaan (21). Plot nilai B dengan rentang laju produksi yang diinginkan (𝑄𝑙 ) akan mendapat nilai X dimana 𝑄

𝑙 𝑋 = 10000 1 − 𝑊𝐶 × 𝐵𝑔 × 𝐺𝑂𝑅 − 𝑅𝑠 .........(26)

Setalah itu nilai X dibagi dengan nilai volume fluida masuk (Vt) yang diperoleh dari nomograph 1 sehingga akan diperoleh nilai persentase gas masuk pompa. Nomograph 2 dapat dilihat pada gambar (27). Validasi kedua nomograph dilakukan membandingkan hasil dari nomograph dengan hasil perhitungan menggunakan Microsoft Excel.

7

validasi nilai penentuan nomograph dapat dilihat pada tabel 6. Berdasarkan tabel tersebut didapatkan hasil nomograph 1 memiliki nilai kesalahan relatif maksimal sekitar 10% sedangkan untuk nomograph 2 memiliki nilai kesalahan relatif maksimal sekitar 10 %. Hasil ini memadai untuk kepentingan dilapangan di industri

b) Nomograph 2 Data yang diperlukan untuk penentuan gas masuk pompa adalah : 1. Data volume fluida masuk pompa yang telah didapatkan dari nomograph 1 2. Nilai B dari nomograph 1 3. Laju produksi

4.2.1 Prosedur Penggunaan nomograph a) Nomograph 1 Data yang diperlukan untuk penentuan volume fluida masuk pompa menggunakan nomograph ini adalah : 1. Tekanan intake pompa 2. Temperatur dasar sumur 3. SG oil dan SG gas 4. Water Cut 5. GOR 6. Laju produksi yang diinginkan Ada dua tahap dalam penggunaan nomograph 1 Tahap pertama untuk grafik #1, dari nilai tekanan tarik garis horizontal kekiri hingga memotong kurva SG oil dan temperatur. Dari titik potong tersebut tarik garis vertikal sampai memotong kurva water cut. Dari titik perpotongannya tarik secara horizontal ke kiri sampai berpotongan dengan sumbu y grafik. Berhenti untuk tahap pertama. Kemudian tahap kedua, dari nilai tekanan tarik garis horizontal kekiri sampai berpotongan dengan kurva GOR. Dari titik perpotongan tersebut tarik garis vertikal sampai berpotongan dengan kurva water cut kemudian tarik secara horizontal ke kanan sampai berpotongan dengan garis pertama dan catat nilai B yang akan digunakan untuk input nomograph 2. Selanjutnya titik hasil tahap pertama dihubungkan dengan hasil titik dari tahap kedua, terjadi perpotongan dengan garis yang berada antara dua titik tersebut. Perpotongan itu diteruskan mengikuti garis, kemudian menarik garis vertikal keatas sampai berpotongan dengan kurva Q. Kemudian tarik garis horizontal kekanan berpotongan dengan sumbu y grafik. Titik perpotongan itu adalah volume fluida masuk. Proses ini dapat dilihat pada gambar 28.

Dari nilai B ditarik garis vertikal keatas kemudian berpotongan dengan kurva laju produksi yang diinginkan. Setelah itu tarik secara horizontal ke kanan menghasilkan sebuah titik, titik ini dihubungkan dengan garis volume fluida masuk pompa. Garis yang menghubungkan dua titik ini akan berpotongan dengan garis persentase gas. Titik perpotongannya merupakan nilai fraksi gas masuk pompa, kemudian dikalikan dengan 100% akan menghasilkan pesentase gas masuk pompa. Prosesnya ditunjukan pada gambar 29 Contoh penggunaan nomograph Data yang digunakan adalah data sumur X1 P intake pompa = 370 psi Temperatur dasat sumur = 180 ̊F SG Oil = 0.86 SG gas = 0.81 Water cut = 0.55 GOR = 2063 scf/stb Laju produksi = 950 STB/D Hasil volume fluida yang didapatkan dengan menggunakan nomograph sebesar 1700 bbl/d sedangkan persentase gas 45% sedangkan dengan menggunakan perhitungan Microsoft Excel volume fluida yang masuk poma sebesar 1754 bbl/d dan persentase gas yang masuk poma sebesar 42 %. Contoh penggunaan nomograph 1 dapat dilihat pada gambar 28, sedangkan nomograph 2 dapat dilihat pada gambar 29. IV. KESIMPULAN 1.

2.


Adanya gas akan berpengaruh pada volume fluida total masuk ke pompa, semakin besar gas masuk ke dalam pompa maka semakin besar volume fluida total yang masuk ke pompa. Penambahan volume fluida total yang masuk berkisar 5-350% berdasarkan studi kasus untuk sumur-sumur yang dianalisis. Pengaruh gas terhadap penambahan volume fluida dengan parameter kedalaman pompa,

8

3.

4.

5.

6.

pada kasus ini penambahan volume fluida bisa mencapai 3.5 kali dari volume fluida tanpa gas. Pengaruh gas terhadap penambahan volume fluida dengan parameter GOR, pada kasus ini penambahan volume fluida bisa mencapai 2.5 kali dari volume fluida tanpa gas. Pengaruh gas terhadap penambahan volume fluida dengan parameter water cut, pada kasus ini penambahan volume fluida bisa mencapai 1.5 kali dari volume fluida tanpa gas. Semakin besar persentase gas masuk pompa . maka akan meningkatkan HP pompa, peningkatannya bisa mencapai sekitar 24% pada kasus ini. Telah dihasilkan nomograph usulan pada perencanaan ESP untuk sumur minyak dan air yang ada gas dalam penentuan total volume fluida dan persentase gas masuk pompa dengan kesalahan relatif maksimal sekitar 15%

VII. DAFTAR PUSTAKA 1.

2.

3.

4.

5.

Brown, K.E., et al, The Technology of Artifial Lift method, Volume 2b, The Petroleum Publishing Company, Tulsa, 1980. Guo, Boyun., Lyons, William C. dan Ghalambor, Ali, Petroleum Production Engineering – A Computer Assisted Approach, Elsevier Science & Technology Books, 2007. Kurniawan, Akbar:Perkiraan Efisiensi Electric Submersible Pump pada sumur minyak yang berproduksi gas, Tugas Akhir, ITB Bandung, 2006. Rachmat, Sudjati, Hand Out Equipment Sizing Electric Submersible Pump, Jurusan Teknik Perminyakan, ITB, Bandung. Tjondrodiputro, B., Bahan kuliah Teknik Produksi, Jurusan Teknik Perminyakan, ITB Bandung, 2004

V. SARAN 1.

2.

Dalam perencenaan ESP perlu menentukan temperatur intake pompa dari gradien temperatur fluida masuk pompa ditambah temperatur dari motor ESP Pemanfaatan lanjut dari studi ini, menentukan umur pompa dari pengaruh persentase gas masuk pompa.

VI. DAFTAR SIMBOL 𝑆𝐺𝑓 𝜌𝑓 𝑅𝑠 𝐵𝑔 𝐵𝑜 T P hf C Q H S N S 𝑉𝑡 𝑔𝑎𝑠 𝑄𝑙 WC GOR Vo Vw Vgas Vt

= Specifik gravity fluida = Densitas fluida, lb/cuft = Solution gas rasio, scf/stb = formasi volume faktor gas, bbl/mscf = formasi volume faktor minyak, bbl/stb = Temperatur, ˚F = Tekanan, psi = Friction loss, psi/1000ft = konstanta dari bahan pipa = Laju produksi, gallon/menit = shut-off cairan yang dipompakan, ft = Diameter impeller, inch = RPM = jumlah stage = gas total dalam larutan, mscf = laju produksi gas yang diinginkan, stb/d = Water cut = Gas oil ratio, scf/stb = Volume minyak bbl/d = Volume air, bbl/d = Volume gas, bbl/d = Volume total fluida, bbl/d


9

Gambar 1 Grafik Friction loss berdasarkan persamaan William-Hazen1

Tabel 1 Data Sumur Untuk Perencanaan ESP Data Sumur

X1

X2

X3

X4

X5

Casing size ( OD casing )

9.625

9.625

9.625

9.625

9.625

inchi

Casing weight

43.5

43.5

43.5

43.5

43.5

lb/ft

Tubing size

2.875

2.875

2.875

2.875

2.875

inchi

7244-8340

6767-6800

5637-5918

7379-7737

6984-7993

ft

Specific Gravity Oil ( SGo)

0.86

0.86

0.865

0.86

0.86

Specific Gravity Water (SGw)

1.01

1.01

1.01

1.01

1.01

Gas Specific Gravity ( SGgas)

0.81

0.81

0.77

0.84

0.84

Water Cut

0.55

0.85

0.35

0.3

0.7

P reservoir

1231

469

1071

821

1089

psi

Pb

2615

2615

1432

2965

2965

psi

Pwh

200

200

200

200

200

psi

Q yang diinginkan

950

550

750

900

950

BLPD

Pwf @ Q yang diinginkan

628

215

370

340

505

psi

FOP

900

500

900

850

1150

ft

Gas Oil Ratio (GOR)

2063

2000

25

300

450

scf/stb

Temperatur dasar sumur

279

279

283

300

260

˚F

Perforasi


10

Q = 950 Stb/d @ Pwf = 628

Gambar 4 Kurva IPR untuk Sumur X1

Q = 550 Stb/d @ Pwf = 215



11

Q = 750 Stb/d @ Pwf = 370


Q = 900 Stb/d @ Pwf = 340



12

Q = 950 Stb/d @ Pwf = 505


Tabel 2 Hasil Perhitungan Gas dan Volumr Total Fluida Masuk Pompa Parameter

X1

X2

X3

X4

X5

PIP, psi

367.30

213.80

356.80

333.08

480.50

Rs, scf/stb

28.92

11.88

17.70

31.37

38.52

Bo, bbl/stb

1.13

1.12

1.26

1.14

1.12

Bg, bbl/mscf

8.62

14.81

11.52

9.77

6.42

Gas total dalam larutan @PIP, mscfd

881.93

165.00

219.38

189.00

128.25

Gas terlarut @PIP, mscfd

12.36

0.98

8.63

19.76

10.98

Gas bebas, mscfd

869.57

164.02

210.75

169.24

117.27

Volume minyak @PIP, bbl/d

482.40

92.43

616.38

719.93

319.69

Volume gas @PIP, bbl/d

7495.26

2428.81

2428.72

1654.27

752.77

Volume air, bbl/d

522.50

467.50

262.50

270.00

665.00

Volume total Fluida @PIP, bbl/d

8500.15

2988.75

3307.60

2644.20

1737.46

Gas bebas, %

88.18

81.27

73.43

62.56

43.33

Volume gas masuk pompa

749.53

242.88

242.87

165.43

75.28

Volume Fluida masuk pompa

1754.42

802.81

1121.75

1155.35

1059.97

42.72

30.25

21.65

14.32

7.10

Gas masuk pompa, %


13

Tabel 3 Hasil Perhitungan Total Dynamic Head X1

X2

X3

X4

X5

Pump Setting Depth, ft

Parameter

7153.17

6780.68

5744.38

7540.35

7429.92

Kedalaman fluid level, ft

6253.17

6280.68

4844.38

6690.35

6279.92

Friction loss, ft

20.06

4.48

7.04

9.76

8.20

Tubing head, ft

490.07

467.74

504.39

510.38

478.65

Total Dynamc Head (TDH), ft

6763.30

6752.90

5355.81

7210.50

6766.77

Tabel 4 Hasil Perhitungan Perencanaan Pompa ESP Parameter Jenis pompa Head/ stage @ Q pompa HP/ stage

X1

X2

X3

X4

X5

DN1750

DN725

DN1100

DN1100

DN1100

20

23

23

22

23

0.31

0.2

0.3

0.31

0.31

Effisiensi pompa, %

68

59

60

60

62

Jumlah stages

338

294

233

328

294

98.80

57.99

63.97

91.95

88.01

HP gas seperator

14

3

3

3

3

HP AGH

13

13

13

13

0

HP total

125.80

73.99

79.97

107.95

91.01

Series

456

456

456

456

456

Frekuensi

60

60

60

60

60

HP motor

125

75

87.5

125

125

Volts

1095

830

765

1095

1095

Amper

72

57

73

72

72

Penurunan Voltage

23

21

21

21

21

1.42

1.43

1.43

1.43

1.43

BHP

Motor

Faktor koreksi @ BHT ˚F Penurunan Voltage panjang kabel

236.89

206.63

175.51

229.44

226.12

Voltage transformer

1331.89

1036.63

940.51

1324.44

1321.12

KVA Transformer

165.90

102.22

118.78

164.97

164.56

50 KVA12,50069268-1

50 KVA12,50069268-1

50 KVA12,50069268-1

75 KVA12,50059313-5

75 KVA12,50059313-5

Transformer yang dipilih


14

Tabel 5 Hasil Pemilihan Switchboard sumur

Switchboard

X1

100 MDFH-76A-1500 volt-150 HP- 100 Amp

X2

100 MDFH-76A-1500 volt-150 HP- 100 Amp

X3

100 MDFH-76A-1500 volt-150 HP- 100 Amp

X4

100 MDFH-76A-1500 volt-150 HP- 100 Amp

X5

100 MDFH-76A-1500 volt-150 HP- 100 Amp

Tabel 6 Data Validasi Nomograph Volume fluida Nomograph Manual 1

SG oil

SG gas

BHT

GOR

WC

Q

200 0.8

0.8

260

400

0.7

900

1089.7

300 0.7

0.7

280

700

0.4

500

350 0.85

0.8

300

1500

0.6

700

150 0.75

0.75

240

1300

0.8

275 0.8

0.6

270

900

325 0.7

0.6

250

400 0.8

0.8

425 0.87

0.7

P

% gas Error Nomograph Nomograph Nomograph Manual 2 1 2

1200

14.67

16

10

9

748.39

800

27.75

25

7

10

1120.7

1200

34.05

36

7

6

650

994.8

1100

33.4

35

11

5

0.5

550

856

900

31

36

5

16

300

0.4

600

728

800

11.86

13

10

10

280

500

0.65

850

998

1000

10.9

12

0

10

290

200

0.3

1000

2057

2200

47.23

49

7

4

Persentase Gas Masuk Pompa 0%

20%

40%

60%

80%

100%

4000

Kedalaman Pompa

4500 5000 5500 6000 6500

Sumur X1 Sumur X2 Sumur X3 Sumur X4 Sumur X5

7000 7500 8000

Gambar 8 Pengaruh Kedalaman Pompa Terhadap Persentase Jumlah Gas Masuk


15

Volume Fluida

5000 4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0

V fluida tanpa gas V fluida GOR=2000 V fluida GOR=1500 V fluida GOR=1000

6453

6553

6653 6753 6953 kedalaman Pompa

7053

7153

Gambar 9 Pengaruh Kedalaman Pompa Terhadap Penambahan Volume fluida Untuk Sumur X1

Tabel 7 Persentase Penambahan Volume Fluida Pengaruh dari Kedalaman Pompa Pada Sumur X1 PSD

% gas masuk

V fluida ada gas

V fluida tanpa gas

Penambahan Volume

6453

77%

4413.01

1000.02

341%

6553

69%

3272.66

1000.62

227%

6653

63%

2702.65

1001.26

170%

6753

58%

2360.82

1001.93

136%

6953

49%

1970.62

1003.36

97%

7053

46%

1848.92

1004.12

85%

7153

43%

1754.42

1004.89

75%

V fluida tanpa gas

1400.00

V fluida GOR=2000

Volume Fluida

1200.00

V fluida GOR=1500

1000.00

V fluida GOR=1500

800.00 600.00 400.00 200.00 0.00 6481

6581 6681 Kedalaman Pompa

6781



16


% gas masuk

V fluida ada gas

V fluida tanpa gas

Penambahan Volume

6481

52%

1169.25

559.62

109%

6581

42%

965.63

559.72

73%

6681

35%

863.85

559.82

54%

6781

30%

802.81

559.93

43%

2500.00 V fluida tanpa gas

2000.00 Volume Fluida

V fluida GOR 450 1500.00 1000.00 500.00 0.00 5044

5144

5244 5344 5444 5544 Kedalaman Pompa

5644

5744



% gas masuk

V fluida ada gas

V fluida tanpa gas

Penambahan Volume

5044

56%

2005.60

875.24

129%

5144

46%

1626.19

875.69

86%

5244

39%

1436.58

876.17

64%

5344

34%

1322.92

876.67

51%

5444

30%

1247.27

877.20

42%

5544

26%

1193.34

877.74

36%

5644

24%

1153.01

878.30

31%

5744

22%

1121.75

878.88

28%


17

2000.00 1800.00

V fluida tanpa gas

1600.00

V fluida GOR=350

Volume Fluida

1400.00 1200.00 1000.00 800.00

600.00 400.00 200.00 0.00 6890

6990

7090

7190

7290

7390

7490

7540

Kedalaman Pompa



% gas masuk

V fluida ada gas

V fluida tanpa gas

Penambahan Volume

6890

44%

1752.81

982.01

78%

6990

34%

1490.89

983.06

52%

7090

28%

1360.22

984.19

38%

7190

23%

1282.12

985.38

30%

7290

20%

1230.36

986.63

25%

7390

17%

1193.68

987.92

21%

7490

15%

1166.46

989.25

18%

7540

14%

1155.35

989.93

17%

1600.00 V fluida tanpa gas

1400.00

Volume fluida GOR=450

Volume Fluida

1200.00 1000.00 800.00 600.00 400.00 200.00 0.00

6480 6580 6680 6780 6880 6980 7080 7180 7280 7380 7430 Kedalaman Pompa



18


% gas masuk

V fluida ada gas

V fluida tanpa gas

Penambahan Volume

6480

32%

1448.55

980.11

48%

6580

24%

1290.73

980.51

32%

6680

19%

1211.94

980.93

24%

6780

16%

1164.79

981.38

19%

6880

13%

1133.47

981.85

15%

6980

12%

1111.22

982.34

13%

7080

10%

1094.64

982.84

11%

7180

9%

1081.84

983.35

10%

7280

8%

1071.70

983.88

9%

7380

7%

1063.50

984.42

8%

7430

7%

1059.97

984.69

8%

3000

Volume Fluida

2500 V fluida tanpa gas

2000

V fluida ada gas

1500 1000 500 0 0.1

0.3

0.5

0.7

0.9

Water Cut

Gambar 14 Pengaruh Water Cut Terhadap Penambahan Volume fluida Untuk Sumur X1

Tabel 12 Persentase Penambahan Volume Fluida Pengaruh dari Water Cut Pada Sumur X1 WC

% gas masuk

V fluida ada gas

V fluida tanpa gas

Penambahan Volume

0.1

59%

2558.84

1059.792

141%

0.3

53%

2200.54

1034.612

113%

0.5

45%

1843.80

1010.995

82%

0.7

34%

1486.28

986.5973

51%

0.9

15%

1128.76

962.1991

17%


19

1600 1400 V fluida tanpa gas

Volume fluida

1200

V fluida ada gas

1000 800 600

400 200 0 0.1

0.3

0.5 Water Cut

0.7

0.9



% gas masuk

V fluida ada gas

V fluida tanpa gas

Penambahan Volume

0.1

54%

1333.88

609.5881

119%

0.3

49%

1159.68

596.3463

94%

0.5

41%

985.49

583.1045

69%

0.7

30%

811.29

569.8627

42%

0.9

13%

637.10

556.6209

14%

1400 V fluida tanpa gas 1200

V fluida adanya gas

Volume Fluida

1000 800 600 400

200 0 0.1

0.3

0.5 Water Cut

0.7

0.9



20


% gas masuk

V fluida ada gas

V fluida tanpa gas

Penambahan Volume

0.1

26.59%

1264.73

928.4481

36%

0.3

22.74%

1150.29

888.7387

29%

0.5

18.03%

1035.96

849.1378

22%

0.7

12.16%

921.58

809.4827

14%

0.9

4.63%

807.19

769.8276

5%

1400 V fluida tanpa gas

1200

V fluida adanya gas

Volume Fluida

1000 800 600 400 200 0 0.1

0.3

0.5 Water Cut

0.7

0.9



% gas masuk

V fluida ada gas

V fluida tanpa gas

Penambahan Volume

0.1

17.32%

0.3

14.32%

1228.31

1015.62

21%

1155.35

989.9266

17%

0.5

10.92%

1082.40

964.2333

12%

0.7

7.02%

1009.44

938.54

8%

0.9

2.52%

936.48

912.8467

3%


21

1400 V fluida tanpa gas 1200

V fluida adanya gas

Volume Fluida

1000 800 600 400 200 0 0.1

0.3

0.5 Water Cut

0.7

0.9



% gas masuk

V fluida ada gas

V fluida tanpa gas

Penambahan Volume

0.1

17.64%

1279.91

1054.078

21%

0.3

14.56%

1206.60

1030.95

17%

0.5

11.07%

1133.28

1007.821

12%

0.7

7.10%

1059.97

984.6927

8%

0.9

2.54%

986.66

961.5642

3%

120

100

HP tanpa gas HP adanya gas

80 HP

60 40 20 0 X1

X2

X3 Sumur

X4

X5

Gambar 19 Pengaruh Persentase Gas Masuk Terhadap HP Pompa Untuk Setiap sumur


22

Tabel 17 Persentase Penambahan HP Pompa Sumur

% gas masuk

HP tanpa gas

HP adanya gas

Penambahan HP

X1

42%

79

98

24%

X2

30%

53

58

9%

X3

21%

59

64

8%

X4

14%

81

92

14%

X5

7%

84

88

5%

1.18 1.16

WC=0.1 WC=0.2 WC=0.3 WC=0.4 WC=0.5 WC=0.6 WC=0.7 WC=0.8 WC=0.9 WC=0.99

1.14 1.12 Bo 1.1 1.08 1.06 1.04 11400

10900

10400

9900

C

Gambar 20 Plot C dan Bo dengan Rentang Water Cut 0.1-.09

1.18

1.16 1.14 1.12 Bo 1.1 1.08 1.06 1.04 700

500 P intake

300

100

Gambar 21 Plot P intake dan Bo dengan berbagai Temperatur dan SG oil


23

90000 WC=0.9 WC=0.8 WC=0.7 WC=0.6 WC=0.5 WC=0.4 WC=0.3 WC=0.2 WC=0.1

80000 70000 60000 50000 B 40000 30000 20000 10000 0

89600 84600 79600 74600 69600 64600 59600 54600 49600 44600 39600 34600 29600 24600 19600 14600 9600 4600 -400

D

Gambar 22 Plot B terhadap D dengan berbagai harga water cut

100000

GOR=2500 GOR=2300

90000

GOR=2100

80000

GOR=1900

70000

GOR=1700 GOR=1300

60000 E 50000

GOR=1100

40000

GOR=1500

GOR=900

30000

GOR=700 GOR=500

20000

GOR=300

10000

GOR=100

0 40

30

20 Bg

10

0

Gambar 23 Plot E terhadap Bg dengan berbagai harga GOR

P intake pompa

800

700

T=160

600

T=180 T=200

500

T=220 400

T=240

300

T=260

200

T=280 T=300

100 0

10

20 Bg

30

40

Gambar 24 Plot P intake pompa terhadap Bg dengan berbagai harga Temperatur


24

12000

Q=1000 Q=900 Q=800 Q=700 Q=600 Q=500 Q=400 Q=300

8000 6000

4000

Volueme fluida masuk pompa

10000

2000

9900

19900

29900

39900

A

49900

59900

69900

79900

89900

99900

0

Gambar 25 Plot A terhadap Volume fluida masuk Pompa dengan berbagai harga Q

Tabel 18 Perbandingan Perencanaan ESP pada studi ini dengan ESP yang terpasang dilapangan Parameter

sumur X1 Sumur X2 Sumur X3 Studi Lapangan Studi Lapangan Studi Lapangan

Jenis Pompa DN1750 DN1750 DN725

Sumur X4 Sumur X5 Studi Lapangan Studi Lapangan

DN725 DN1100 Q-05ARC DN1100 DN475 DN1100 DN725

Stages

356

339

294

282

214

200

288

255

282

250

HP

125

100

80

80

87.5

64

125

80

125

100

Amper

72

50

57

52.2

73

50

72

54

72

54


25


26


27


28


29

2010 1

Recommend Documents