ffiemffiw-mw Nmwfficmmffi . 26 Oiralsl
ZO0Z
Tema Seminar: Qentngfottan l{uafitas oenefitian tulIgA [an een[idifurn
tut IcpA
fi
Era
Qfo6a[*asi
tsRN 979-96880-t_9
Dewan Penyunting : Dr. Hari Sutrisno Paidi, M.Si. Rr. Eny Kuswandari, ST Sukardiyono, M.Si Suwardi, M.Si Ali Mahmudi, M.pd
La1 Out Inner fan Outer (oaer
?aai.
?tt,
se
Alamat Dewan penyunting: Kampus FMIPA Universitas trtegeri Vogyakarta, Karangmalang, yogyakarta Telp. (027a) S4B2oj, Fax. (A274) s40713 Telp. (027a) 586168 psw. 216, Z1B
semua artif,gf yng fimuat fafam erosiding ini sryenufi.nJa merupafr,gn pendal,at datt tanggung jawa6 penufis, 6ufom tanggung jawa6 anggottt (Deutaneenlunting.
,l
't:
Nosional Hasil Pendidikan tflPA & Pendidikan MIPA - Anbarukmo 2002
KTERISTIK DENSITAS GAS KONDENSAT : Supahar dan Sukardiyono rusan Pendidikan Fisika FN{IPA LrNY
Kajian tentang karakteristik densitas gas kondensat bertujuan untuk mengetahui sifat
ika gas kondensat akibat perubahan tekanan dan temperaturnya. Metode analisisnya liputi (a) proses penentukan karakteristik Heptana plus, yaitu : temperatur kritis Cz* (T"ct*) an kritis Cz+ (Pccz+) , dan faktor asentris Ct* (at ct*) menggunakan persamaan Riazi dan ; (b) proses pemisahan flash untuk menentukan komposisi gas hidrokarbon pada (p) dan temperatur (f, dan (c) penentuan factor kornpresibilitas gas (factor z) akan persamaan SRK, Berdasarkan kurva karakteristik densitas gas kondensat hui bahrva: penurunan tekanan semu tereduksi akan diikuti dengan penurunan densitas tereduksi secara linear-Sebaliknya, penurunan temperatur semu tereduksi pada reservoir kondensat akan diikuti dengan kenaikan densitas semu tereduksinya.
DAHULUAN Studi tentang sifat fisika minyak dan gas bumi (migas) terus dilakukan oleh para uwan seiring dengan berlangsungnya kegiatan eksplorasi migas. Untuk mempelajari sifat ika para ilmuwan menggunakan model persamaan keadaan, yakni suatu bentuk persamaan
irik yang menyaiakan hubungan timbal balik antara tekanan (p), volume (V), dan peratur (T). Hubungan pll untuk fluida nyata menjadi sangat esensial dalam menghitung ifat-sifat fisika fluida baik pada komponen tunggal Qture componenl) maupun pada multien (mixture). Gas kondensat merupakan gas nyata vang mempunyai energi internal sebagai fungsi ri temperatur (I), dan tekanan (p) dengan memperhitungkan renaga ikat antar molekullul gas. Jika gas kondensat ini diproduksikan maka akan berubah menjadi dua fasa yaitu dan cairan apabila tekanan turun hingga di bawah titik embun (dew point). Kajian terhadap perilaku fasa gas kondensat pada dasarnya adalah untuk sentasikan sifat-sifat fisika seperti densitas, factor kompresibilitas, porositas, dan ositas sistem gas kondensat terhadap perubahan tekanan secara kuantitatif. Kaidah-kaidah digunakan adalah persamiun keadaan- dan hukum keadaan yang berhubungan dan nsip-prinsip termodinarr,ika. Dalam pembahasan ini akan dipelajari tentang karakteristik itas gas kondensat terhadap perubahan komposisi, temperatur, dan tekanan menggunakan aan keadaan Soave-Redl ich-Kwong. Reservoir gas kondensat mempunyai temperatur mula-mula antara titik kritik (7.) dan ondenternt. Selama gas diproduksikan, Iintasan produksi memasuki daerah dua fasa rngga terjadi kondensasi di dalam reservoir- Cairan kondensat yang terbentuk di dalam n'oir merupakan cairan yang tidak bergerak (immobile) karena saturasinya belum capai saturasi kritik. Berikut akan diamati perilaku fasa fluida dari kondisi pada titik B ke kondisi titik Br i terlukis pada Gambar l. Pada titik B. fluida reservoir berada pada fasa gas. Apabila ida reservoir diproduksikan secara isotermal, maka tekanan reservoir akan turun mengikuti n isoterrnal BB, - Pada titik 13,rnulai terbentuk titik-titik embun dan apabila proses 278
a
,ia L
Korakteristik densitas gas .--... ( Supahardkk)
produksi terus berjalan, maka saat mencapai pada kondisi titik 82 volume cairan telah mencapai maksimum l0o/o dari volume total hidrokarbon. Dari kondisi pada titik volume cairan kondensat terus-menerus berkurang hingga akhirnya pada kondisi di titik kembali terjadi proses penguapan. Perilaku sistem gas kondensat di dalarn daerah dua fasa umumnya dinyatakan kurva hubungan antara jumlah dari fasa cair cialam keadaan setimbang aengan tekanan si seperti dilukiskan pada Gambar 2. Kurva A dalam gambar tersebut menjelaskan h prosentase volume cairan dan tekanan untuk proses flash liberation dengan keseluruhan tetap. Kurva B dan C memperlihatkan karakteristik sistem pada differential liberation ciengan volume total sistem dijaga konstan selama penurunan Kurva ini ditentukan dalarn kondisi temperatur reservoir sehingga dapat digambarkan cairan hidrokarbon yang terbentuk dalam batuan reservoir sebagai akibat reduksi tekanan.
Oe-
Sirgl€ft@rM
Fil
Retogr.de
Crde.*
S
I
rd s,ftd Fdl
:m
I
S,I
I
s'/t
&t
c
.ir o/l
a-;
f
25m
s/ 5l vdt
c c -62u
/Et llt
tr ol
crffi
:i
-1,
o
I I
Gambar
1 Diagram P-T fasa fluida Reseruoir
t
tq
s{ 9 o s e
s
7
\ @
-J
\
@
\@
\\ {x
e e a
\
o
a:
PRESflNE Gambar
2 Kelakuan
fasa gas kcndensat pada keadaan dua fasa
-
279
Nasional Hasil Pendidikan MIPA & Pendidikan MIPA - Ambarukmo 20A2
Gas kondensat merupakan carnpuran hidrokarbon kompleks dengan sifat fisik yang . Komposisi gas kondensat didominasi oleh gas metana dan etana serta sejumlah
propana, butana, pentana, heksana, dan heptana plus. Pemisahan fluida reservoir di aan perlu dilakukan untuk memisahkan fasa gas dan cairan agar diperoleh akumulasi tanah atau gas pada tangki pengu:rpul serta untuk mendapatkan kesetabilan ).ang k simum dari fasa gas dan cairan. Salah satu metode pemisahan sistem gas kondensat lahmelaluiflash liberation yaitu pemisahan gas dan cairan dimana gas yang terbebaskan kontak dengan cairan sampai tercapai kesetimbangan dengan menjaga komposisi sisrem , menggunakan konsep dasar kesetimbangan materi (material balance). Distribusi i sistem hidrokarbon gas-cairan kondensat dinyaiakan dengan harga konstanta imbangan Kyaitu perbandingan fraksi mol komponen hidrokarbon pada fasa gas dengan mol komponen hidrokarbon pada fasa cairan. Untuk mengetahui karakteristik densitas gas kondensat dibutuhkan suatu sample ida resevoir yang diambil dari fluida barvah permukaan atau fluida yang terproduksi ke kaan. Sampel ini kemudian dibawa ke laboratorium untuk dianalisa dan ditentukan -sifatnya yang selanjutnya dikenal sebagai analisis PVT. Dalam studi inidipilih sejumlah pel analisis PWyang berasal dari berbagai reservoir gas kondensat dengan sifat fisik dari r (well strecm). Untuk mengetahui karakteristik densitas gas kondensat dapat dibuat program komputer yang disusun melalui langkah-langkah sebagai berikut : Data input yaitu komposisi fluida sistem gas kondensat pada well stream (2,) yang diambil dari beberapa lapangan industri perminyakan dan gas bumi yang ada di Lemigas. Menentukan sifat-sifat fisik sistem gas kor,ciensat seperti, temperatur kritik, tekanan kritik. volume kritik. serta factor asentrik untuk masing-masing komponen melalui tabel sifat-sifat tisik gas kondensat yang telah dibakukan pada keadaan P dan T terrenru. Menentukan karakteristik fraksi berat heptana plus menggunakan persamaan RiaziDuabe( untuk mendapatkan tekanan kritik, temperatur kritik, dan factor asentris fraksi berat heptana plus. Melakukan pemisahan flash dengan metode/ash liberotion untuk menentukan komposisi fasa gas (yi) dan fasa cairan (x;) tiap-tiap komponen hirokarbon. Penentuan factor kompresibilitas gas kondensat dengan persamaan SRK. Menghitung kuantitas densitas menggunakan persamaan Mattar. gkah-langkah tersebut dapat disusun dalam bentuk diagram alir sebagai berikut :
280
,{
:-!a.
Karakleristik densitas gas ... ... ( Supahar,dkk)
Asumsi Harga mole gas
(n\
Hitung jumlah fraksi moleCairan dan fraksi mole gas dengan persamaan
r*(r-,,1
1-1
*,(l r, - ,) < roL-
I,P, o
28r
,
Tc, Pc ,6.
Nasional Hasil Pendidikan MIPA
& Pendidikan MIPA - Anbarukno 2002
[4enghitung koefisien Persamaan SRK ciengan pers.
o=$! a"n B:# Menghitung Faktor Kompresibilitas Menggunakan persamaan SRK
e- B-n2\r-AB=o ,3*12*( -\) Dengan Metode lterasi Newton-Raphson
lz,,^o^-Zr**i
'!i
Hitung densitas
Pn, =A'2
Gambar
3. Diagram alir
:
Ppr
,r
Penentuan sifat densitas gas kondensat
Analisis data pada pembahasan ini meliputi, perhitungan factor kompresibilitas dan itas gas kondensat yang dilakukan melalui simulasi numerik. Data keluaran hasil simulasi tuan densitas diolah menggunakan program Microcal Origin. Berdasarkan kurva p,{Pp,,Tfl dapat dilakukan analisis karakteristik sifat fisika densitas gas kondensat untuk tjawab permasalahan seperti yang dikemukakan dalam rumusan masalah di atas.
BAHASAN diikuti dengan penurunan Kurva yang menghubungkan antara densitas semu
Secara umum penurunan tekanan semu tereduksi selalu
itas semu tereduksi juga.
282
Nasional Hasil Pendidikon MIPA
& Pendidikan MIPA - Ambarulono 2002
[ ,,
o
g
6 o c (r) E c o
o
io c
0)
o o :o
'I
Pseudo raducBd tem peraturo (Tp r)
.l
1,57 1
t.o
.62
1.75 1.78
o.9
1 81
oB
1.83 1 A7
o.7
0.6 0.5
oa
(D 03 o I 02
i-i o.o
2
Pseudo
Gambar
4-
3
P pr fur,tis\
Karakteristik Densitas semu tereduksi sebagai fungsi dari tekanan semu tereduksi (Po.) dan temperatur semu tereduksi (To.)
ULAN Be(olak dari kurva karakteristik densitas semu tereduksi sebagaimana disajikan pembahasan di depan. maka dapat disimpulkan sebagai berikut Pada gas kondensat, penurunan tekanan semu tereduksi akan
L
:
diikuti dengan penurunan
densitas semu tereduksinya secara linear.
Sebaliknya, penurunan temperatur semu tereduksi pada reservoir gas kondensat akan diikuti dengan kenaikan densitas semu tereduksinya. Untuk dapat diproduksikan gas kondensat ini, gradien kurva karakteristik densitas semu tereduksi gas kondensat tidak boleh melampaui batas-batas maksimum dan minimum yang direkomendasikan menurut kurva karakteristiknya.
AR PUSTAKA , Tarek (1989) - Hidrokarbon Phase Behovior. Vol Houston.
L Katz, Robert L. Lee
(1990). Natural Gas
7.
Gulf Publishing Company
:
Engineering Mc Graw-Hill Co :
Singapore.
, W.C and Lee, B.l (1984) . Applied Hydrocarbon Thermodynamics 2nd ed. Gulf Publishing Co. : Houston. Cain, William D. Jr. (1990) .The Properties of Petroleum Ftuid 2nd ed Publishing Co : Tulsa las, ls, P. r. Cho (l LnopeY, (ree4). McGraw-Hill Inc.
.
Penn Well
Handbook of Chemical Engineering Calculation 2"d ed
. (2000) . Penentuon Faktor Kompresibilitas gas Kondensat dengan Par.samaqn Soave-RcdlicltKv'ong. HACI : Bandunc
284
