MODUL III PENENTUAN KUANTITAS FLUIDA PADA BATUAN RESERVOIR DENGAN METODE SOLVENT EXTRACTION
LAPORAN PRAKTIKUM
NAMA
: Rizky Primayudha
NIM
: 12212049
SHIFT
: Jumat - 1
TANGGAL PRAKTIKUM
: 7 Maret 2014
TANGGAL PENYERAHAN
: 14 Maret 2014
DOSEN
: Prof. Ir. Pudji Permadi M.Sc., Ph.D Dr. Ir. Taufan Marhaendrajana
ASISTEN
: 1. Hamid Alkadrie (12210009) 2. Aditya Prasetyo (12210021)
LABORATORIUM PETROFISIKA PROGRAM STUDI TEKNIK PERMINYAKAN FAKULTAS TEKNIK PERTAMBANGAN DAN PERMINYAKAN INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2014
A.
Tujuan Percobaan
1.
Menentukan saturasi fluida (minyak dan air) yang terkandung dalam suatu sampel core dengan metode Solvent Extraction
2.
Menentukan porositas suatu sampel core secara tidak langsung
3.
Memahami Prinsip dan Cara Kerja alat solvent extraction
4.
Mengetahui hubungan saturasi dengan sifat batuan lainnya
B.
Prinsip Percobaan
Pada Praktikum modul ketiga kali ini, prinsip percobaan yang dipakai yaitu menentukan saturasi minyak dan air dalam sample core batuan dengan metode solvent Extraction, dengan terlebih dahulu menjenuhkan core dengan air lalu melakukan pendesakan core jenuh dengan menggunakan minyak.
C.
Data Percobaan
Kondisi Awal Sampel Core Kering
No. 1 2 3
massa (gram) 31.6 31.6 31.6
Core AL tinggi diameter (cm) (cm) 3.615 2.26 3.615 2.26 3.615 2.26
Core KAD massa tinggi (gram) (cm) 32.7 3.82 32.7 3.82 32.7 3.82
diameter (cm) 2.22 2.22 2.22
Kondisi Sampel Core Setelah Penjenuhan
No. 1 2 3
Core AL massa tinggi diameter (gram) (cm) (cm) 36.6 3.615 2.26 36.6 36.6 -
Core KAD massa tinggi diameter (gram) (cm) (cm) 38.4 3.82 2.22 38.4 38.4 -
Kondisi Sampel Core Setelah Pendesakan
No. 1 2 3
Core AL massa tinggi (gram) (cm) 36.3 3.615 36.3 36.3 -
diameter (cm) 2.26 -
Core KAD massa tinggi diameter (gram) (cm) (cm) 38 3.82 2.22 38 38 -
Data Picnometer No. 1 2 3
massa picno kosong (gram) 18.0 18.0 18.0
Graduated Tube Core Sample AL : 0.8 mL
massa picno+air (gram) 44.8 44.8 44.8
massa picno+paraffin (gram) 40.5 40.5 40.5
D.
Pengolahan Data
-
Picnometer
Wair
= Wpicno+air - Wpicno = 44.8 - 18 = 26.8 gram
Vair
= =
6
/
= 26.8 ml
-
Pengukuran Densitas Fluida
Wparaffin
= Wpicno+paraffin - Wpicno = 40.5 - 18 = 22.5 gram
ρ paraffin
= = = 0.8395 gram/ml
-
Massa fluida dalam core jenuh
Core AL Wfluida
= Wcore jenuh – Wcore kering = 36.3 – 31.6
Wair
= 4.7 gram = Vair dalamgraduated tube x ρair = 0.8 ml x 1 gr/ml = 0.8 gram
Wparaffin
= Wfluida - Wair = 4.7 – 0.8 = 3.9 gram
Core KAD Wfluida
= Wcore jenuh – Wcore kering = 38 – 32.7 = 5.3 gram
Wair
= Vair dalamgraduated tube x ρair
Karena core KAD hancur ketika dilakukan pendesakan dengan paraffin, maka core KAD tidak dimasukkan ke dalam solvent extraction untuk dihitung Vair dalam graduated tubenya. Wparaffin
-
= Wfluida - Wair
Volume Bulk
Core AL Vbulk
= ¼ пd2t = ¼ п (2.26)2 x 3.615 = 14.5016 cc
Core KAD Vbulk
-
= ¼ пd2t = ¼ п (2.22)2 x 3.82 = 14.7863 cc
Volume Fluida dan Pori
Core AL Vparaffin
= = = 4.6456 ml
Vpori
= Vparaffin + Vair dalamgraduated tube = 4.6456 + 0.8 = 5.4456 ml
-
Saturasi Fluida
Core AL Sair
= = = 0.1469
Sparaffin
= 1 - Sair = 1- 0.1469 = 0.8531
-
Porositas Batuan
Core AL core
= = = 0.3755 = 37.55 %
E.
Analisis dan Pembahasan Pada Percobaan kali ini yaitu mengukur saturasi fluida dengan menggunakan metode Solvent Extraction. Sebelum melakukan metode tersebut, terlebih dahulu dilakukan penjenuhan oleh fluida air dalam alat vakum. Pada penjenuhan oleh air ini, diasumsikan bahwa di dalam core tersebut sepenuhnya terisi air. Tidak ada lagi gas yang terkandung dalam core, sehingga core hanya berisi air saja. Selanjutnya dilakukan pendesakan oleh paraffine oleh alat Hassler Permeameter. Hal ini dimaksudkan agar kondisi core yang ingin kita teliti, sesuai dengan keadaan reservoir, sehingga kita dapat menentukan nilai Sw dan So yang akurat. Pada alat ini, terdapat dua tekanan yang bekerja yaitu tekanan Overburden dan tekanan yang diberikan oleh kompresor untuk menginjeksikan paraffin ke dalam core. Ketika sudah dilakukan pendesakan dengan Hassler Permeameter, maka core yang telah berisi dua fluida (air dan paraffine) kemudian ditimbang. Namun ketika ditimbang, Sample core AL dan KAD ternyata malah mengalami peningkatan massa. Seharusnya setelah dilakukan pendesakan, massa sample core akan turun dikarenakan core sudah jenuh oleh 2 fluida yaitu air dan paraffine (paraffine memiliki densitas lebih kecil dari air). Ternyata setelah ditunggu selama beberapa menit, massa sample core lama-lama mengalami penurunan. Hal ini terjadi karena setelah mengalami pendesakan dengan Hassler permeameter, core sample masih basah sehingga mempengaruhi perhitungan massa. Pengurangan massa core baik core sample AL maupun core sample KAD tidak begitu signifikan, hanya sekitar 0.4 gram. Hal tersebut bisa terjadi dikarenakan selain akurasi timbangan yang kurang teliti, tetapi juga ketika melakukan pendesakan terhadap core, paraffine-nya tidak sepenuhnya bisa masuk ke dalam core. Sebagian paraffine mengalir bukan ke dalam core, melainkan ke sela-sela antara dinding core dengan karet tempat core tersebut diletakkan. Selain itu, sample core yang digunakan memang memiliki permeabilitas yang cukup rendah. Namun semua itu diasumsikan bahwa core setelah dilakukan pendesakan kondisinya sesuai dengan keadaan reservoir. Setelah dilakukan pendesakan paraffin, sample core yang bisa dimasukkan ke dalam peralatan Solvent Extraction hanya sample core AL, sample core KAD tidak digunakan lagi, karena mengalami kerusakan setelah pendesakan paraffin. Hal ini diakibatkan terlalu besarnya overburden / confining pressure yang mengakibatkan kompresi yang diberikan matriks batuan dari segala arah semakin besar. Overburden / confining pressure juga mempengaruhi kompaksi batuan, terlalu besarnya overburden dapat mengakibatkan hancurnya core sample.
Selanjutnya sample core dimasukkan ke dalam peralatan Solvent Extraction. Toluena yang dipakai sebagai Solvent tersebut dikarenakan titik didih dari toluena yang sebesar 110oC (berada di antara titik didih minyak dan air). Ketika suhu di dalam alat solvent extraction sudah mencapai 110oC, Toluena akan menguap dan air sudah pasti akan menguap karena teruapkan oleh toluena. Sedangkan minyak (paraffine) tidak akan teruapkan dikarenakan titik didihnya jauh diatas toluena. Namun ada saja minyak yang terbawa oleh toluena. Hal itu hanya dikarenakan sifat minyak dan toluena yang sama-sama bersifat non-polar, dimana zat non-polar dapat mengikat zat non-polar lainnya. Selanjutnya ketika sudah tidak ada lagi air yang menguap, maka uap air tersebut akan mengalami kondensasi, dan air akan tertampung dalam graduated tube. Volume air dalam graduated tube ini lah yang dipakai untuk mencari nilai dari Sw. Lalu dari Sw itu bisa didapat nilai So karena So + Sw = 1 (core telah di vakum sehingga tidak ada lagi gas dalam core).
F.
Kesimpulan
-
Penentuan Saturasi Fluida :
Saturasi air dalam sample core AL = 0.1469
Saturasi minyak dalam sample core AL = 0.8531
-
Penentuan porositas suatu sample core
Porositas dari sample core AL = 0.3755 = 37.55%
-
Prinsip kerja dari percobaan ini sebenarnya adalah displacement air yang terkandung dalam sample core oleh zat pelarut (toluena) dikarenakan nilai titik didih toluena yang diatas air dan di bawah minyak, sehingga kita dapatkan volume air yang terkandung di dalam sample core.
G.
Daftar Pustaka
Amyx, James W. 1960. Petrloeum Reservoir Engineering “physical properties”. Texas : Mcgraw-Hill, Inc Tiab, Djebbar. 2004. Petrophysics 2nd ed. Oxford : Elsevier, Inc.
H.
Jawaban Pertanyaan
1. Paper “Reservoir Water Saturation Measured on Cores, Case Histories and Recommendation”! (Min 1 hal) Dalam penentuan nilai Swc, cara yang biasa digunakan yaitu metode oil-base mud (OBM), namun pada praktiknya terdapat berbagai masalah diantaranya : a)
air yang berasal dari mud menginvasi core lebih dulu daripada bit, sehingga semburannya hilang
b)
invasi mud berlancut di core barrel, hal ini merupakan static invasion
c)
fluida yang bersifat mobile di dalam core terdisplacement karena penurunan tekanan selama proses pengangkatan core ke permukaan
d)
akan terjadi redistribusi dan penguapan fluida dalam core selama proses penelitian.
Ada beberapa variabel yang dapat mempengaruhi tingkat invasi mud ke dalam formasi reservoir, diantaranya adalah: a)
Drilling parameter
: Drill bit, ROP,RPM,overbalance, pump rate
b)
Karakteristik mud
: Filter cake capability, stabilitas, additif
c)
Properti dari minyak/gas
: viskositas, GOR
d)
Properti Formasi
: semburan yang hilang, invasi mud
Solusi yang dapat diterapkan untuk menambah akurasi dari pengukuran Swc dan meminimalisasi invasi mud adalah dengan penggunaan model bit baru, desain mud, dan parameter coring yang harus benar-benar direncanakan untuk setiap reservoir yang akan diteliti. Pada saat sampling dan analisis core juga harus diperhatikan langkah-langkah berikut: a)
lapisi fasa air dari mud di dalam rig dengan menggunakan tracer seperti Tritium dan deuterium. Ambil sampel mud setiap 3-5 meter dari interval core.
b)
Gunakan core dengan invasi mud yang rendah (low overbalance, low pump rate, high ROP)
c)
Perhitungkan untuk mengurangi kecepatan pengeboran setelah mendekati formasi reservoir untuk membatasi expansi gas
d)
Menghitung kandungan air pada sample core denga Dean Stark Extraction
e)
Pengukuran properti sample core lebih lanjut dengan Soxhlet extractor
f) Pengukuran konsentrasi tracer pada air yang terekstraksi dan pada air yang terkandung di mud Pada poin a) disebutkan mengenai tracer untuk melapisi fasa air yang ada di dalam mud. Jenis-jenis tracer yang biasa digunakan antara lain adalah: Deuterium Oksida, D2O; Deuterium bersifat non radioaktif, fluida non-toksik. Konsentrasi yang digunakan ketika digunakan sebagai tracer kurang lebih 300ppm. Pada Dean-Stark Extraction, deuterium akan terakumulasi. Untuk menganalisa kandunagn dari deuterium digunakan mass spectrometer. Biaya yang digunakan untuk pemakaian deuterium lebih mahal dari jenis tracer yang lain Tritium; merupakan tracer yang bersifat radioaktif, dan merupakan partikel Beta emitter, dan memerlukan perhatian khusus untuk keselamatan pemakai. Untuk digunakan sebagai tracer hanya din\butuhkan sedikit tritium, sekitar 10 ml setiap sumur. Pada Dean-Stark Extraction, tritium akan terakumulasi. Tracer kimiawi, garam; dibutuhkan garam dalam jumlah yang besar untuk ditambahkan pada fasa air mud. Tetapi permasalahannya Dean Stark Extraction tidak dapat mengakumulasikan tracer ini sehingga jumlahnya dalam mud dan sample core tidak dapat terkuantitasi. Selain fasa liquid, tracer juga dapat digunakan pada fasa nonliquid, contohnya adalah Olefins atau Deuterated Hydrocarbon Compound). Untuk metode WBM, dalam beberapa penelitian pada beberpa sumur, terjadi invasi air yang signifikan. Dari Dean-Stark extraction didapatkan variasi jumlah air yang berasal dari mud, tergantung parameter dan properti dari formasi. Jadi dalam pengunaan WBM perlu diperhatikan jumlah air yang akan menginvasi core. Untuk metode OBM, biasanya tetap digunakan air sekitar 15-35% sebagai emulsi. Jadi air ini harus tetap dikuantitasi pada saat penghitungan saturasi. Pada beberapa sumur pengeboran, pelapisan air dengan tritium atau deuterium tetap digunakan. Pengukuran pada zona transisi reservoir juga sangat penting untuk memperkirakan produksi hidrokarbon reservoir itu. Pada xona transisi, connate water bisa bersifat mobile dan dapat terdisplacement oleh invasi mud. Dari hasil percobaan, daerah transisi dengan nilai Sw yang kecil memiliki kecenderungn invasi yang besar. Oleh karena itu, Sw hasil pengukuran dengan metode saturasi kurang merepresentasikan nilai yang sebenarnnya.
Kesimpulan yang dapat ditarik dari uraian-uraian di atas adalah : a) pengukuran Sw adalah hal yang sangat penting dilakukan pada penilaian suatu formasi reservoir b) merencanakan metoda coring dan sampleing adalah hal yang penting, karena akan berpengaruh besar terhadap keakuratan data saturasi c) Pada metode WBM, tracer harus ditambahkan, dan tritium adalah tracer yang dianjurkan, dan sample core harus diambil di dalam sumur d) Tracer tidak begitu diperlukan pada metode OBM, dan pengambilan sample core bisa dilakukan di laboratorium.
2. Jelaskan yang dimaksud pendular dan funicular! Gambarkan! Pundular : suatu komposisi pada batuan reservoir yang terisi fluida multi fasa (wetting dan non wetting phase) dimana saturasi fluida fasa wetting (misalnya : air) sedikit. Akibatnya pore body akan banyak terisi oleh fluida fasa nonwetting (misal: minyak) dan air akan terakumulasi di pore throat (ruang antar pori) dengan membentuk pola seperti cincin Funicular : suatu kondisi yang berlawanan dengan pendular ring distribution, dimana saturasi minyak lebih sedikit dibandingkan saturasi air. Minyak berada di dalam pore body dalam jumlah kecil dan dikelilingi oleh air. Air terhubung antar suatu pori dengan pori lainnya.
3. Suatu lapangan Zakky AlHani, mempunyai data-data reservoir dan histori sebagai berikut. * Luas area : 500 acre * Zona produktif : 1225 – 1500 ft * Bo : 1,3 bbl/stb; visc oil : 0,33 cp; GOR : 1200 scf/stb; API : 35 * Berat core jenuh (water + oil) : 28 gram * Volume air dalam graduated tube : 0,5 cc * Water density : 0,99 gr/cc * Diameter core : 2,5 cm; panjang core : 3 cm * Berat core kering : 22,5 gram * Recovery factor : 40 %
Wfluida = Wcore jenuh – Wcore kering = 28 – 22.5 = 5.5 gram Wair
= Vair dalamgraduated tube x ρair = 0.5 cc x 0.99 gr/cc = 0.495
Woil
= Wfluida - Wair = 5.5 – 0.495 = 5.005
Vbulk
𝑆𝐺 = 𝑆𝐺 =
= ¼ пd2t = ¼ п (2.5)2 x 3 = 14.726 cc
𝑜 𝐴𝑃𝐼
𝜌𝑜𝑖 𝜌 𝑖
𝜌𝑜𝑖 = 𝜌
Voil
4 5 4 5 = = 0 49 + 3 5 35 + 3 5
𝑖
𝑥 𝑆𝐺 = 0 99 𝑥 0.8498 = 0.8413
=
=
= 5.9491 ml
a. Volume Pori = Voil + Vwater = 5.9491 + 0.5 = 6.4491 mL b. Jenis Reservoir = Reservoir Minyak c. Porositas Core core
=
=
= 0.4039 = 40.39 %
d. Water and oil saturation Sair
=
=
= 0.0775
Soil
= 1 - Sair = 1- 0.0775 = 0.9225
e. IOIP =
=
f. Reserve =
= 667,064,618 stb
4. Jelaskan Proses Pengembangan Lapangan yang kalian tahu! -
Executive Summary
Ringkasan dari Rencana Pengembangan Lapangan meliputi teknis, ekonomis, dan HSE -
Geological Findings
Menjelaskan penemuan geologi migas hingga data geologi terakhir berdasarkan log dan analisa cutting yang digunakan untuk merevisi peta geologi.
-
Exploration Insentive
Pemberian insentif untuk memotivasi kontraktor tetap melakukan kegiatan eksplorasi. Prosedur pemberian insentif sesuai “guidance” yang telah ditetapkan
oleh
Divisi
Eksplorasi. Perbedaan harga Old Oil dan New Oil dimaksudkan agar kegiatan eksplorasi selama masa
KPS tetap melaksanakan
insentif 60 bulan diberikan.
Insentif : DMO Fee New Oil & Investment credit
-
Reservoir Description
a. Reservoir Condition b. Hydrocarbon In Place c. Hydrocarbon Reserves Cadangan dilengkapi dengan peta subsurface struktur dan Isopach.
OOIP
OGIP
Recoverable Reserve
Proved, Probable, Possible
Remaining Reserves
Khusus untuk pengembangan lapangan gas dibutuhkan informasi tentang pasar (rencana pemasaran), HOA, GSA dan sertifikasi oleh instansi independent.
d. Production Forecast/Incremental Production Perkiraan produksi hidrokarbon dimasa datang dengan menggunakan metode/asumsi yang dipakai dalam perhitungan, antara lain : - analisis decline - simulasi reservoir
-
Secrec/EOR Insentif
Secondary Recovery Peningkatan perolehan hidrokarbon dengan penambahan energi natural melalui injeksi fluida (water flooding dan gas flooding) EOR Semua metoda yang menggunakan sumber energi eksternal untuk perolehan minyak yang sudah tidak dapat diproduksi secara konvensional (primary dan secondary recovery), antara lain: steam flood, chemical flood Insentif Kegiatan Secrec dan EOR akan memperoleh insentif berupa: investment credit dan DMO
-
Field Development Scenarios
Menjelaskan mengenai skenario pengembangan lapangan yang meliputi: •
Phasing Development
•
Full Development
•
Development Strategy
•
Production Optimization
•
Local Content : penggunaan material barang dan jasa yang dipergunakan secara langsung terhadap pembangunan struktur dan infrastruktur pengembangan suatu lapangan yang berasal dari dalam negeri
-
Drilling
Meliputi : a.
Platform/cluster/well location onshore, offshore
b.
Well design : vertical, deviated, horizontal, radial, slim hole
c.
Drilling Schedule
d.
Drilling report
e.
Completion
-
Field Development Facilities
a.
Primary Recovery Facilities
1.
Offshore Production Facilities
- Offshore Platform Facilities Jacket, Deck, Processing Facilities, etc. - Other Offshore Facilities Sub marine pipeline production junction facilities, Disposal Facilities, Storage etc. - Additional Facilities Civil construction, Office, Living Quarter, etc. 2.
Onshore Production Facilities
Meliputi : Processing facilities, Flow-line and storage facilities, Disposal facilities. 3. Artificial Lift Equipment b.
Enhanced Oil Recovery Facilities
-
Project Schedule
Menggambarkan rangkaian penyelesaian berbagai pekerjaan pengembangan lapangan seperti : •
Planning : - Screening study - Feasibility study - Conceptual Engineering
•
•
Execution : -
Detail Engineering
-
Procurement
-
Fabrication
-
Installation
-
Commissioning
Operation
-
Production Result
Menggambarkan kegiatan untuk mengangkat hidrokarbon dan meningkatkan produksi (bila ada) dengan tindakan : 1. Stimulasi 2. Gas Lift 3. Pumping 4. Sec.Rec. 5. Enhanced Oil Recovery
-
HSE & Community Development
Kajian menyeluruh terhadap dampak suatu pengembangan lapangan terhadap kesehatan, keselamatan dan lingkungan disekitar lapangan yang akan dikembangkan, pada tahap:
-
•
Pra-konstruksi,
•
konstruksi,
•
operasi,
•
pasca operasi
Abandonment & Site Restoration
Menjelaskan mengenai kajian teknis maupun biaya terhadap mekanisme penutupan suatu lapangan, baik di onshore maupun offshore apabila lapangan tersebut sudah tidak ekonomis lagi untuk diproduksikan dan akan ditinggalkan seterusnya.
-
Project Economics
Analisa Perhitungan keekonomian berdasarkan data terakhir: – Certified Reserves – Production forecast – Development cost: Investasi : Well cost, production facilities cost, pipeline cost, compressor, platform. Operating cost : Direct production cost, work over/stimulation, maintenance, G&A Insentif
-
Conclusion
Merupakan Kesimpulan dari Pengembangan Lapangan untuk pemilihan alternatif yang terbaik, ditinjau dari segi teknis maupun ekonomis.
5. Bagaimana pendapat kalian tentang pasar bebas ASEAN terhadap harga minyak dan BBM? Kelahiran ASEAN sebagai pasar tunggal dan basis produksi jelas akan membikin kawasan ini lebih dinamis dan berdaya saing. Sebab, MEA menyepakati pembebasan arus barang, jasa, tenaga kerja, investasi, dan modal. Yang tak kalah penting: penghapusan tarif perdagangan antarnegara ASEAN. MEA mendorong aliran investasi dan perdagangan menjadi lebih bebas. Harapannya, seluruh rintangan dalam investasi dan perdagangan akan berkurang. Hilangnya hambatan arus barang, jasa, investasi, dan tenaga kerja tentu akan menguntungkan tiap negara di ASEAN. Dengan demikian, para investor yang ingin berinvestasi di industri migas tidak akan mendapatkan hambatan yang berarti. Kemudian laju ekspor dan impor minyak akan lebih mudah karena hambatan arus barang akan hilang. 2 poin diatas, yaitu kemudahan investor dalam berinvestasi dan laju ekspor dan import minyak mempengaruhi harga minyak. Ketika import menjadi semakin mudah, maka bisa jadi import minyak dari singapura akan terus meningkat. Dan seperti yang kita tahu, konsumsi kita meningkat akan tetapi lifting minyak tidak meningkat. Sehingga harga minyak akan terus meningkat seiring dengan import minyak dari singapura yang terus membesar.
SURAT PERNYATAAN
Dengan ini saya menyatakan bahwa laporan ini saya buat atas jerih parah dan tetesan keringat saya sendiri. Apabila terbukti terdapat kecurangan dalam pembuatan laporan ini, saya bersedia menerima hukuman.
Bandung, 12 Maret 2014
Rizky Primayudha
