LAPORAN FIELD PROJECT
ANALISA TROUBLESHOOTING PENYUMBATAN PIPA PRODUKSI DENGAN METODE FLUSHING PADA SUMUR KW 71 PT PERTAMINA EP FIELD CEPU OLEH: WILDHAN ARIF KURNIAWAN
NRP. 6308030017
DOSEN PEMBIMBING NOPEM ARIWIYONO, ST., MT. NIP. 196211301988031003
PROGRAM STUDI TEKNIK PERMESINAN KAPAL JURUSAN TEKNIK PERMESINAN KAPAL POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2011
ABSTRACT POINT Produksi minyak dalam KW 71 mengandung
parafin yang menggumpal di pipa produksi dan membuat sumbatan. Penyumbatan tersebut dapat dihilangkan dengan berbagai metode, salah satu metode tersebut adalah Flushing. Metode flushing terbukti bisa menghilangkan endapan parafin dan melancarkan aliran dalam pipa produksi
LATAR BELAKANG Parafin yang terkandung dalam produksi
minyak akan membuat sumbatan dalam pipa produksi. Sumbatan tersebut membuat berbagai kerusakan. Metode flushing lebih cocok untuk mengatasi penyumbatan pipa tersebut.
PERUMUSAN MASALAH
Masalah yang terjadi dalam field project ini antara lain: Bagaimana sifat minyak produksi Berapa rate produksi KW 71 Berapa tekanan produksi dan tekanan flushing Bagaimana memilih pompa flushing
TUJUAN DAN MANFAAT Tujuan Field project ini antara lain: 1. menerangkan metode flushing, 2. menuntaskan tugas kuliah, 3. menjadikan referensi untuk penelitian selanjutnya Manfaat Field Project ini antara lain: dapat memberikan pengetahuan tentang maintenance pipa yang tersumbat; dapat memberikan pengetahuan tentang pemilihan pompa dengan kebutuhan tertentu; dapat digunakan sebagai acuan untuk menganalisa problematika yang terjadi di lapangan
TINJAUAN PUSTAKA 1.
Eksplorasi dan produksi minyak Eksplorasi dan produksi minyak pada KW 71 menggunakan pumpung unit untuk memindahkan minyak dari dalam bumi kemudian dialirkan menuju tanki penampung melalui pipa produksi. Pipa produksi tersebut mempunyai tekanan kerja maksimal yang dihitung dengan persamaan :
2. Penyebab pengendapan parafin Penggumpalan parafin dapat diindikasikan dengan mengetahui faktor solubility (K) minyak. Nilai K dapat diketahui setelah melihat grafik solubility dengan berbasis total ionic strength. Penggumpalan parafin dapat diidentifikasi melalui rumus:
SI = K - (pH+Pca+Palk) dimana : jika nilai SI > 0, maka endapan parafin tidak terbentuk. Jika nilai SI < 0, maka endapan parafin akan terbentuk
3. Paraffin removal methods Mekanik Dalam kategori ini, parafin dihilangkan dengan menggunakan energi mekanik yang medorong atau memisahkan parafin. Metode-metode pembersihan parafin antara lain rod scrappers, wire-line scrappers, flowline scrappers, insoluble plugs, dan flushing. 1. Thermal Penghilangan parafin menggunakan metode termal berkaitan dengan menambahkan panas kedalam system dengan meminimalisir heat loss di sekelilingnya. 1. Chemical Perlakuan kimia untuk sumur produksi untuk dapat dikategorikan melalui zat kimia yang terlibat antara lain: 1.
Pelarut Pengurai Crystal modifier
4. Mekanika fluida Statika Fluida
Statika fluida berhubungan dengan dengan sifat fluida dalam keadaan tidak bergerak. Sifat-sifat tersebut antara lain: tekanan : dan massa jenis : Dinamika fluida Dinamika fluida berhubungan dengan sifat fluida dalam keadaan bergerak (mengalir). Sifat-sifat tersebut antara lain:
laju aliran massa : Q = A.v
5. Dasar pengertian pompa Pompa adalah mesin yang digunakan untuk memindahkan cairan (fluida) dari suatu tempat ke tempat yang lain, melalui media pipa (saluran) dengan cara menambahkan energi pada cairan yang dipindahkan dan belangsung terus menerus.
Kapasitas pompa adalah banyaknya cairan yang dapat dipindahkan oleh pompa setiap satuan waktu. Kapasitas pompa sering juga disebut debit yang mempumpunyai persamaan:
Klasifikasi pompa Pompa dapat diklasifikasikan menjadi pompa possitive displacement dan pompa rotary. Pompa possitive displacement adalah pompa piston dan pompa roda gigi sedangkan pompa rotary adalah pompa sentrifugal dan axial.
METODOLOGI PENELITIAN 1. Alir penelitian Mulai Studi dan observasi Pengumpulan data Analisa Kesimpulan Pelaporan Selesai
2. WAKTU DAN TEMPAT
Waktu penelitian Penelitian ini dilaksanakan selama tiga bulan yaitu mulai tanggal 16 Pebruari 2011 sampai dengan 29 April 2011.
No
Kegiatan
1.
Pengajuan proposal
2.
Studi Literatur
3.
Identifikasi data
4.
Perhitungan dan Pembahasan
5.
Penyusunan Laporan
Bulan ke 1
2
3
4
5
Tempat penelitian Tempat penelitian dilakukan di PT PERTAMINA EP field Cepu dengan mengambil sampel sumur KW-71 yang berada di Distrik 1 Kawengan. Tempat lain juga dalam mencari nilai produksi dilakukan di SP3 yang masih dalam kawasan Distrik 1 Kawengan.
Langkah kerja
1. Persiapan Pada tahap persiapan ini, langkah yang dilakukan yaitu membuat jadwal penelitian, mempersiapkan dokumen-dokumen untuk izin masuk lokasi guna melakukan pengamatan dan pengambilan data. Menyiapkan data apasaja yang akan diambil serta melakukan pengamatan tentang jalannya proses flushing.
2. Pengambilan data Pengambilan data dilakukan dengan mengidentifikasi apakah alat ukur masih berfungsi dengan baik kemudian melakukan prosedur pengukuran. Data hasil pengukuran kemudian dicatat dan dikompilasi.
pendataan
persiapan Mulai
Selesai
HASIL DAN ANALISA 1. Data minyak KW 71 minyak produksi KW 71 mempunyai data fisik dan kimiawi sebagai berikut : Objek
Hasil
Satuan
Temp. Analisa
31
C
Density
1,016
gr/cc
pH
7,8
-
Hardness total ( CaCO3 )
200,00
mg/lt
Eq. NaCl
22841,81
mg/lt
Visc. @ 60°C
0,7908
cSt
Water resistivity
0,24
Head/m
Scalling indeks
0,50
-
Nama unsur (mg/lt) µ Na+ 9188,95 0,202156835 Ca++ 40,10 0,002005 Mg++ 24,30 0,0019926 Cl12213,42 0,17098788 HCO33083,43 0,025284 SO4= 410,00 0,00861 CO3= 7,24 0,000238828 Total ionic strength 0,411275237
2. Rate produksi dan tanggal flushing Data rate produksi KW 71 yang diperoleh didapatkan dalam 1 minggu dengan debit dalam satuan m3. Selain data rate produksi, juga diketahui tanggal diadakan proses flushing pada KW 71 antara lain tanggal 10 Maret 2011, 28 Maret 2011, 18 April 2011, 9 Mei 2011 dan 29 Mei 2011. Minggu ke Senin 1 28 2 7 3 14 4 21 5 28 6 4 7 11 8 18 9 25 10 2 11 9 12 16 13 23 Keterangan:
Selasa 1 8 15 22 29 5 12 19 26 3 10 17 24 angka angka angka angka angka
Rabu
Kamis
Jumat
2 3 4 9 10 11 16 17 18 23 24 25 30 31 1 6 7 8 13 14 15 20 21 22 27 28 29 4 5 6 11 12 13 18 19 20 25 26 27 = tanggal terjadi proses flushing = tanggal di Bulan Februari 2011 = tanggal di Bulan Maret 2011 = tanggal di Bulan April 2011 = tanggal di Bulan Mei 2011
Sabtu
Minggu
5 12 19 26 2 9 16 23 30 7 14 21 28
6 13 20 27 3 10 17 24 1 8 15 22 29
Produksi (m3) 77,29 81,65 78,34 77,12 82,12 78,44 75,88 81,25 79,28 76,57 82,22 80,34 77,78
3.
Efektifitas flushing dan interval flushing Dalam proses flushing, seringkali terjadi perbedaan tekanan maupun durasi flushing. Hal ini tentu berimbas kepada efektifitas proses flushing itu sendiri. Tabel dibawah menggambarkan efektifitas flushing berbasis tekanan dan durasi flushing serta interval flushing. Tekanan flowline
Tekanan aliran
sebelum flushing
setelah flushing
21
16
5
53
2,5
20
15
5
50
2
23
15
8
60
2
25
17
8
65
2
22
16
6
58
2,5
Selisih tekanan
Tanggal flushing
Selisih
selanjutnya
waktu
10 maret 2011
28 maret 2011
18 hari
28 maret 2011
18 april 2011
21 hari
18 april 2011
9 mei 2011
21 hari
9 mei 2011
29 mei 2011
20 hari
Tanggal flushing
Total 80 hari (rata-rata 20 hari)
Tekanan flushing
Durasi flushing
4. Data pipa produksi Tabel berikut menjabarkan informasi tentang pipa flowline yang terpasang pada KW-71. Data dari pipa ini akan digunakan untuk menentukan tekanan maksimal flushing unit Nama pipa Pipe type Weld join factor (E) Specified min. Yield strength Allowable stress value (S) −20°F to 250°F Material Nominal diameter Inside diameter Thickness Outside diameter Schedule Grade Cubic feet per foot Weight per foot
Carbon Steel Seamless ASTM A106 GrB Sch 40 BW Seamless 1,00 40000 psi 28800 psi Carbon Steel Pipe for High Temperature Service 4 inch 4,026 inch 0,237 inch 4,5 inch 40 C 0,884 10,79 pound
5. Analisa penggumpalan parafin Data ionic strength dapat digunakan untuk menghitung scale indeks CaCO3. Perhitungan CaCO3 dimaksudkan untuk mengetahui adanya terjadi pengendapan parafin. Pertama-tama menggunakan data total ionic strength untuk mencari nilai K melalui grafik solubility. Kemudian melalui persamaan dan maka akan digunakan untuk menghitung scale indeks dengan menggunakan persamaan SI = K - (pH+Pca+Palk) Maka didapatkan nilai SI 0,50. dimana: jika nilai SI > 0, maka endapan parafin tidak terbentuk. jika nilai SI < 0, maka endapan parafin akan terbentuk. Maka dalam minyak produksi tersebut akan terbentuk endapan parafin
6. Durasi flushing Dalam satu kali flushing membutuhkan 2 tanki air yang dibawa oleh vacuum truck. Sebuah vacuum truck dapat menampung air hingga 5000 liter (5 m3). Volume tersebut direncanakan mampu dihabiskan dalam waktu 2 jam agar tekanan yang dihasilkan oleh pompa flushing maksimal. Sehingga pompa harus mampu memompa air dengan debit : Q= = = 5 m 3 /jam = 0,001389 m3/s
7. Tekanan operesional flushing Tekanan operasional flushing akan ditentukan berdasarkan pada kekuatan pipa flowline dalam menahan tekanan. Tekanan tersebut tidak boleh melebihi kekuatan pipa tersebut dalam menahan tekanan. Berdasarkan ASME Code for Pressure Piping, penentuan tekanan pipa yang diizinkan akan dihitung sebagai berikut: S = 0,72.E.specific min. Yield strength = 0,72.1,00.40000 = 28800 psi Dengan mengetahui nilai Allowable stress value (S) = 28800, maka dapat ditentukan tekanan kerja maksimal flushing adalah sebagai berikut:
Pi = 2.S.tc/D = 2.28800.0,237.0,22 = 3033,6 psi = 210,17 bar
8. Pemilihan pompa Dalam pemilihan pompa flushing, diutamakan pompa yang mampu mengalirkan air dengan tekanan tinggi dalam debit yang besar. Hal ini berdasarkan berdasarkan data efektifitas pompa flushing. Dari data dan perhitungan, maka pompa flushing harus memenuhi spesifikasi sebagai berikut: Debit aliran pompa minimal harus mampu mencapai debit 0,001389 m3/s (83,34 liter/menit) Tekanan pompa flushing tidak boleh melebihi tekanan maksimal pipa (merujuk standart pipa) yaitu 210,17 bar Maka ditentukan pompa flushing dengan spesifikasi : Merk
Cat Pump
Seri
2831K
Flow Pressure Power input Speed
25 Galons per Minute 95 Litres per Minute 100 – 1000 PSI 7 – 70 BAR 17,1 HP 12,8 kW 1025 rpm
KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Berdasarkan hasil analisa data dan perhitungan, maka dapat disimpulkan bahwa: Metode Flushing terbukti mampu menangani penyumbatan pipa produksi Sumur KW 71 PT. PERTAMINA EP Field Cepu; Efektifitas flushing tergantung dari debit dan tekanan aliran fluida yang dipompa oleh flushing unit. Semakin besar debit atau semakin tinggi tekanan aliran fluida tersebut, maka efektifitas flushing akan semakin tinggi; Pompa Cat Pump seri 2831K bisa digunakan sebagai pompa flushing untuk Sumur KW 71 PT. PERTAMINA EP Field Cepu. Saran Hal – hal yang perlu dievaluasi untuk perkembangan proses field project antara lain : dibutuhkan pencarian data secara lebih terperinci guna menunjang tercapainya tujuan field project; dibutuhkan komunikasi dan wawasan yang lebih baik guna menunjang penyelesaian secara lebih efektif.
