BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Semakin maju peradaban manusia, kebutuhan akan energi akan semakin meningkat. Salah satu energi yang selalu diandalkan oleh umat manusia adalah energi dari sektor pertambangan, terutama minyak dan gas bumi. Hal ini dikarenakan energi minyak dan gas bumi mudah digunakan, terutama pada bidang transportasi. Tetapi untuk memanfaatkan sumber energi ini diperlukan metode khusus untuk menambang sumber energi ini. Di dalam dunia perminyakan harus dipahami terlebih dahulu bahwa minyak mentah terletak jauh di dalam perut bumi. Oleh karena itu untuk mengangkat minyak bumi ke permukaan diperlukan langkahlangkah sebelum sumber energi ini bisa dimanfaatkan. Pada umumnya untuk memperoleh minyak bumi harus melalui tiga tahap yaitu: 1. Eksplorasi dan eksploitasi 2. Pengeboran (drilling) 3. Completion dan produksi Proses pertama adalah eksplorasi dan eksploitasi. Pada proses ini pada insinyur dengan latar belakang ilmu kebumian, semisal teknik geologi dan teknik geofisika berusaha untuk mencari sumber minyak. Kemudian setelah sumber minyak ditemukan, dilakukan proses pengeboran. Pada proses ini dilakukan pembuatan lubang yang, menghubungkan dari reservoir hingga ke permukaan. Lalu setelah proses pembuatan lubang berakhir, kemudian proses berikutnya adalah proses completion dan produksi. Pada fase ini dipasang alat-alat yang mendukung proses produksi. Beberapa contoh alat-alat yang digunakan dalam proses completion adalah packer, tubing, dll. Kemudian akibat tekanan yang sangat besar di perut bumi, minyak akan mengalir ke permukaan dengan sendirinya.
Namun setelah selang waktu tertentu minyak yang mengalir akan menurun jumlahnya. Hal ini dikarenakan tekanan di dalam perut bumi nantinya akan menurun akibat adanya fluida yang berpindah ke tempat lain. Kemudian pada suatu ketika fluida yang mengalir tidak akan mencapai ke permukaan lagi, karena tekanannya tidak cukup untuk menghantarkan fluida ke permukaan. Pada fase ini dibutuhkan mekanisme tertentu yang digunakan untuk mengangkat fluida ke permukaan. Mekanisme yang dimaksud umumnya disebut artificial lift. Mekanisme ini berguna untuk menambah tekanan pada fluida sehingga dapat mengalir hingga ke permukaan. Beberapa contoh metode ini adalah penggunaan gas lift, sucker rod pump (pompa angguk), electric submersible pump/ ESP (pompa benam). Seperti yang telah tertera di atas salah satu metode artificial lift adalah penggunaan sucker rod pump. Sucker rod pump dapat dikatakan teknologi tua. Karena pompa ini telah lama digunakan pompa ini telah melalui banyak kasus, kemudian dari kasus-kasus tersebut pompa ini telah melalui banyak pengembangan dan banyak perbaikan. Karena ini sudah sering, pompa ini memiliki suku cadang yang banyak di pasaran. Penggunaan sucker rod pump juga memiliki keuntungan berupa mekanismenya yang sederhana, sehingga minim biaya perawatan. Pompa ini menarik untuk di analisa, karena pompa ini dapat dianalisa menggunakan ilmu dasar yang dapat diturunkan secara sederhana dan masuk akal. Pada pompa ini gaya-gaya yang perlu menjadi perhatian adalah gaya yang terjadi rod string, yaitu komponen pompa yang menghubungkan komponen pompa di atas tanah dan komponen pompa di bawah tanah. Oleh karena itu perlu dipastikan bahwa semua beban yang terjadi akan mampu ditahan oleh komponen pompa angguk ini. Namun tetap harus diketahui bahwa pada operasi di lapangan, pompa ini menghadapi banyak kasus yang tidak ideal. Misalnya gesekan, kebocoran, kemudian regangan pada rod string, dll. Oleh karena itu dibutuhkan metode analisa yang terbaru untuk mengakomodir masalah-masalah ini.
1.2. Rumusan Masalah Pada sumur Walio 303 milik perusahaan petrochina International Bermuda diperlukan instalasi pompa angguk (sucker rod pump). Pompa ini dirancang untuk mampu menaikkan fluida dari kedalam 2696,36 ft di bawah tanah dengan periode penggunaan 5 dan 10 SPM (stroke per minute). Perhitungan pompa angguk meliputi perhitungan komponen pompa di atas tanah dan komponen pompa di bawah tanah. Untuk komponen pompa yang berada di bawah tanah , hal yang menjadi perhatian adalah besarnya beban yang terjadi pada rod string. Rod string sendiri adalah komponen pompa yang menghubungkan bagian pompa di atas tanah dengan komponen pompa di bawah tanah. Nilai beban ini terbilang mudah untuk dihitung karena dapat dianalisis gaya-gaya yang terjadi menggunakan hukum newton ke dua. Nilai beban ini sangat dipegaruhi mode pemompaan. Mode pemompaan sendiri adalah fungsi dari : 1. Panjang langkah 2. Frekuensi pemompaan 3. Massa jenis fluida 4. Diameter tube 5. Diameter rod string Dari mode pemompaan inilah nantinya akan didapatkan nilai efisiensi dari mode pemompaan ini. Untuk komponen pompa yang berada di atas tanah, hal yang perlu menjadi perhatian adalah pengkonversian dari beban menjadi torsi. Hal ini sangat dipengaruhi oleh dimensi dari sebuah pompa yang digunakan. Nilai torsi dan beban-beban yang terjadi pada rod string tidak boleh melebihi rating dari pompa tersebut. Pada bab-bab berikutnya akan dijelaskan bahwa setiap pompa memiliki rating torsi dan rating beban yang dapat diakomodir. Pada analisa di atas tanah juga perlu dipelajari tentang penggunaan counterbalance. Pada dasarnya counterbalance digunakan untuk mengurangi torsi netto yang terjadi pada gear box (speed
reducer). Oleh karena itu nilainya harus disesuaikan agar torsi netto yang terjadi pada speed reducer tidak akan melebihi rating dari pompa tersebut. Namun pada kasus di lapangan ada parameter-parameter lain yang mempengaruhi
kinerja
pompa.
Parameter-parameter
ini
nantinya
akan
memunculkan error atau deviasi antara hasil kalkulasi dengan hasil yang terjadi di lapangan. Untuk pompa angguk, telah muncul rekomendasi untuk melakukan peninjauan ulang terhadap hasil kalkulasi dengan sebuah standar yang bernama API RP 11L. Pada standar ini, akan menggunakan parameter-parameter tak berdimensi yang nantinya akan digunakan untuk mencari parameter-parameter lain yang dibutuhkan.
1.3. Batasan Masalah 1. Data-data yang dianalisa didapatkan dari Petrochina International Bermuda, Sorong, Papua Barat, Indonesia (dokumen studi kasus optimasi produksi sumur Walio 303). 2. Analisa mencakup review standar API RP 11L.
1.4.Tujuan Tujuan dari tugas akhir ini adalah : 1. Melakukan peninjauan ulang efisiensi terhadap sistem yang diterapkan oleh perusahaan Petrochina International Bermuda di Sorong 2. Memastikan bahwa pompa dapat digunakan pada pumping mode yang ditentukan 3. Menggunakan data dari lapangan, untuk dianalisis dengan ilmu-ilmu dasar, kemudian membandingkan hasil perhitungan ilmu dasar dengan hasil perhitungan yang menggunakan metode-metode yang tertulis pada standar
1.5. Manfaat Manfaat dari analisis ini adalah : 1. Memberikan pengetahuan tentang cara memodelkan beban-beban terjadi pada sucker rod pump 2. Mengetahui pengaruh variasi dimensi pompa serta sistem pemompaan terhadap beban yang akan terjadi 3. Memahami pemodelan parameter-parameter yang dibutuhkan dalam proses analisa 4. Memahami penggunaan standar dan standar yang membantu analisa
