PENGEMBANGAN FUZZY INFERENSI SISTEM UNTUK SELEKSI METODE PENINGKATAN PEROLEHAN MINYAK TINGKAT LANJUT
INDAH MUSI INDRIA DEWI G651034074
SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2009
SURAT PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis Pengembangan Fuzzy Inferensi Sistem Untuk Seleksi Metode Peningkatan Perolehan Minyak Tingkat Lanjut adalah merupakan hasil penelitian saya dengan arahan komisi pembimbing. Tesis ini belum pernah diajukan untuk memperoleh gelar atau capaian akademik lainnya pada perguruan tinggi lain. Sumber informasi dicantumkan dengan jelas dalam Daftar Pustaka.
Jakarta, Juni 2009
Indah Musi Indria Dewi G651034074
RINGKASAN
INDAH MUSI INDRIA DEWI. Pengembangan Fuzzy Inferensi Sistem Untuk Seleksi Metode Peningkatan Perolehan Minyak Tingkat Lanjut. Dibimbing oleh Agus Buono dan Sugi Guritman.
Proses pengurasan minyak dari suatu reservoar umumnya dapat dibagi dalam tiga tahap: primer, sekunder, dan tertier. Pengurasan minyak tahap primer mengandalkan energi alami reservoar sebagai sumber energi utama pendorong minyak ke sumur-sumur produksi. Pengurasan minyak tahap sekunder hasil kombinasi energi alami reservoar dan energi dari luar yang disuplai lewat injeksi air atau gas, sedangkan Tahap tertier dilakukan setelah implementasi tahap kedua. Proses tertier secara garis besar terdiri atas injeksi gas yang dapat larut dengan minyak reservoar, injeksi kemikal, injeksi energi panas, dan menggunakan bantuan mikroba. Proyek EOR hanya akan dimulai jika proyek tersebut dapat menghasilkan profit. Tingginya ketergantungan terhadap pakar reservoar minyak atau lebih spesifik pakar EOR dalam proses seleksi metode-metode EOR yang tepat buat suatu reservoar minyak dan fakta bahwa proses seleksi tersebut memerlukan proses waktu yang panjang dan biaya mahal mendorong dan perlunya mengembangkan sistem berbasis fuzzy sehingga proses seleksi EOR tahap pertama dapat dilakukan secara otomatis. Pengembangan Fuzzy Inferensi Sistem untuk seleksi metode EOR dapat digunakan oleh engineer reservoar yang memiliki pengetahuan teknologi EOR terbatas, memungkinkannya menarik kesimpulan berdasarkan input data, dan menjelaskan logika kesimpulan tersebut. Karakteristik masukan datanya dengan menggunakan data-data lapangan yang diperoleh di PPPTMGB LEMIGAS dan Kriteria Taber digunakan sebagai acuan seleksi metode EOR. Proses yang dilakukan dalam Pengembangan Fuzzy Inferensi Sistem untuk seleksi metode EOR adalah dengan memasukkan data karakteristik minyak dan batuan. Kemudian dilakukan pembentukan himpunan fuzzy dengan pemetaan titiktitik input data kedalam nilai keanggotaan himpunan fuzzy memiliki interval 0 – 1. Setelah terbentuk himpunan fuzzy dicari nilai minimum masing masing metode berdasarkan aturan-aturan. Nilai kurva minimum di agregasi untuk menentukan nilai kurva maksimum. Dari nilai kurva maksimum dapat ditentukan defuzzifikasi. Metode defuzzifikasi pada komposisi aturan Mamdani yang digunakan adalah metode centroid. Pada variabel yang memenuhi kriteria Taber, konsekuensinya adalah metode EOR yang sedang dievaluasi dikatakan layak relatif terhadap data tersebut. Sebaliknya bila data tidak memenuhi kriteria maka metode tersebut dikatakan tidak layak. Output yang dihasilkan berisi informasi mengenai Seleksi Metode EOR yang disarankan dan hasil defuzzifikasinya dengan derajat keanggotaannya. Dari 46 reservoar minyak yang berasal dari 5 lapangan yang diuji secara keseluruhan terhadap sistem dan pakar seleksi metode EOR yang dikembangkan ini menunjukkan tingkat akurasi sistem. Untuk meningkatkan akurasi sistem maka diperlukan evaluasi lebih intensif terhadap fungsi keanggotaan masing-masing parameter untuk mendapatkan fungsi yang lebih representatif.
Pengembangan Fuzzy Inferensi Sistem untuk Seleksi metode EOR diharapkan berguna buat institusi pemerintah dan perusahaan perminyakan yang berkecimpung dengan operasi EOR karena biaya yang terkait dengan sumber daya manusia dan waktu untuk proses seleksi EOR akan dapat dikurangi signifikan. Kesimpulan yang dapat diambil bahwa Algoritma Fuzzy telah dikembangkan untuk Seleksi metode EOR terhadap sejumlah set data menunjukkan hasil yang sesuai dengan analisa pakar.
Keyword: fuzzy inferensi sistem, oil reservoir, EOR
ABSTRACT INDAH MUSI INDRIA DEWI. The Develop Fuzzy Inference System, written in MATLAB 7.1 for running on personal computers, to assist petroleum engineers in screening candidate processes for enhanced oil recovery (EOR) has been developed. Rather than having to glean information and data from graphs or table in technical papers, the user and the system work interactively to obtain the needed information. The system automatically selects the optimal EOR method based on the input oil and reservoir properties data and is easily updated as new data of reservoirs become available. The Mamdani fuzzy interference system has been implemented in the system and has been tested through evaluation of five oil fields consist of forty three reservoirs. Both accuracy and efficiency have been confirmed favorably. High accuracy of the system was observed through comparison between the proposed EOR method for various set data by a human expert and the developed system. Keywords: fuzzy inference system, oil reservoir, EOR
@ Hak Cipta milik IPB, tahun 2009 Hak Cipta dilindungi Undang-undang 1. Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumber a. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik atau tinjauan suatu masalah b. Pengutipan tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB 2. Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis dalam bentuk laporan apapun tanpa izin IPB
PENGEMBANGAN FUZZY INFERENSI SISTEM UNTUK SELEKSI METODE PENINGKATAN PEROLEHAN MINYAK TINGKAT LANJUT
INDAH MUSI INDRIA DEWI
Tesis Merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains Pada Program Studi Ilmu Komputer
SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2009
Judul Tesis Nama NRP Program Studi
: Pengembangan Fuzzy Inferensi Sistem Untuk Seleksi Metode Peningkatan Perolehan Minyak Tingkat Lanjut : Indah Musi Indria Dewi : G651034074 : Ilmu Komputer
Disetujui, Komisi Pembimbing
Dr. Ir. Agus Buono, M.Si., M.Kom Ketua
Dr. Sugi Guritman Anggota
Diketahui,
Ketua Program Studi Ilmu Komputer
Dr. Sugi Guritman
Tanggal Ujian : 4 Februari 2009
Dekan Sekolah Pascasarjana IPB
Prof. Dr. Ir. Khairil Anwar Notodiputro, M.S.
Tanggal Lulus:
Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis: Aziz Kustiyo, S.Si., M.Kom
PRAKATA
Alhamdulillah, puji syukur penulis panjatkan kehadirat ALLAH SWT atas rahmat dan hidayahnya sehingga dapat menyelesaikan tesis ini. Adapun judul dari tesis ini adalah Pengembangan Fuzzy Inferensi Sistem Untuk Seleksi Metode Peningkatan Perolehan Minyak Tingkat Lanjut. Banyak pihak yang telah membantu untuk itu penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada : 1. Bapak Dr. Ir. Agus Buono, M.Si., M.Kom dan Bapak Dr. Sugi Guritman, selaku pembimbing yang telah banyak memberikan bimbingan dan saran. 2. Bapak Aziz Kustiyo, S.Si., M.Kom selaku penguji luar komisi. 3. Bapak Irman Hermadi, S.Kom., MS., yang telah memberikan saran-saran dan masukannya. 4. Staff pengajar dan karyawan Program Studi Ilmu Komputer, Sekolah Pascasarjana IPB, yang telah banyak mendukung. 5. Bapak Agus Salim SH, M.H. dan Bapak Sangkam Tambunan MSc., yang telah memberikan dukungannnya. 6. Rekan-rekan mahasiswa yang telah memberikan banyak masukan. 7. Kepada kedua orang tua yang selalu memberikan semangat. 8. Suamiku Usman Pasarai, anak-anakku Adelia Usi Lauditta dan Rizka Usi Nadhifa yang selalu memberikan doa, semangat dan dukungan. 9. Semua pihak yang telah banyak membantu yang tidak dapat disebutkan satu persatu. Jakarta, Agustus 2009 Indah Musi Indria Dewi
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR……………………………………………………………….. DAFTAR ISI ………………………………………………………………………... DAFTAR TABEL ………………………………………………………………….... DAFTAR GAMBAR ……………………………………………………………….. I
II
III
IV
i ii iii iv
PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ……………………………………………………….. 1.2 Tujuan Penelitian ……………………………………………………... 1.3 Batasan Masalah ……………………………………………………… 1.5 Manfaat Penelitian …………………………………………………….
1 2 3 3
TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Klasifikasi Metode EOR ……………………………………………... 2.2 Seleksi Metode EOR …………………………………………………. 2.3 Teori Fuzzy …………………………………………………………… 2.4 Metode Mamdani …………………………………………………….. 2.5 Pembentukan Himpunan Fuzzy ……………………………………… 2.6 Aplikasi Fungsi Implikasi ……………………………………………. 2.7 Komposisi Aturan ……………………………………………………. 2.8 Penegasan ……………………………………………………………. 2.9 Fuzzy Inferensi Sistem ……………………………………………….
4 5 7 7 9 9 9 10 11
METODOLOGI 3.1 Kerangka Pemikiran …………………………………………………. 3.2 Tata Laksana ………………………………………………………….
13 13
PENGEMBANGAN FUZZY INFERENSI SISTEM SELEKSI METODE EOR 4.1 Fuzzy Inferensi Sistem ………………………………………………..
17
V
VI
4.2
Masukan ………………………………………………………………
17
4.3
Karakteristik Data …………………………………………………….
19
4.4
Proses …………………………………………………………………
20
4.5
Output ………………………………………………………………..
25
IMPLEMENTASI 5.1 Interface Masukan Data ……………………………………………… 5.2 Pembentukan variable ……………………………………………….. 5.3 Kenggotaan Himpunan Fuzzy ……………………………………….. 5.4 Output ………………………………………………………………..
26 28 28 30
PEMBAHASAN 6.1 6.2
Pengujian ……………………………………………………………. Analisa ……………………………………………………………….
32 36
VII KESIMPULAN 7.1
Kesimpulan ……………………………………………………………
37
7.2
Saran …………………………………………………………………..
38
DAFTAR PUSTAKA ……………………………………………………………….
40
LAMPIRAN ………………………………………………………………………...
41
DAFTAR GAMBAR
Halaman Gambar 2.1 Gambar 2.2 Gambar 2.3 Gambar 2.4 Gambar 3.1 Gambar 4.1 Gambar 4.2 Gambar 4.3 Gambar 4.4 Gambar 4.5 Gambar 5.1 Gambar 5.2 Gambar 5.3 Gambar 5.4 Gambar 5.5 Gambar 5.6 Gambar 5.7 Gambar 5.8
Diagram kategorisasi EOR ……………………………………………... Metode EOR berdasarkan selang gravity minyak …………………….... Fungsi keanggotaan untuk bilangan fuzzy “sekitar 10” ………………... Diagram blok Fuzzy Inferensi Sistem …………………………………... Kerangka penelitian ……………………………………………………. Diagram pengembangan FIS untuk seleksi metode EOR .……………… Masukan data untuk seleksi metode EOR ……………………………… Himpunan fuzzy Pengembangan Sistem Fuzzy Inferensi Sistem Metode EOR……………………………………………………………. Rule editor Pengembangan Fuzzy Inferensi system seleksi Metode EOR……………………………………………………………………… Output Pengembangan Fuzzy Inferensi Sistem untuk Seleksi Metode EOR…………………………………………………… Interface masukan data untuk seleksi metode EOR …………………….. FIS editor untuk Seleksi Metode EOR ………………………………….. Himpunan fuzzy Pengembangan Fuzzy Inferensi Sistem Untuk Seleksi Metode EOR…………………………………………………………….. Rule Viewer Pengembangan Fuzzy Inferensi Sistem utuk Seleksi Metode EOR…………………………………………………………….. Rule Editor Pengembangan Fuzzy Inferensi Sistem untuk Seleksi Metode EOR…………………………………………………………….. Output Pengembangan Fuzzy Inferensi Sistem Untuk Seleksi Metode EOR……………………………………………………………………… Representasi output Pengembangan Fuzzy Inferensi Sistem untuk Seleksi Metode EOR…………………………………………………….. Surface Viewer Pengembangan Fuzzy Inferensi Sistem untuk Seleksi Metode EOR……………………………………………………………..
5 6 9 12 14 10 18 12 12 13 13 10 11 12 12 13 13 13
DAFTAR TABEL Halaman Tabel 2.1
Data seleksi metode EOR……………………………......................
6
Tabel 2.2
Kriteria seleksi metode EOR berdasarkan Taber dkk……………...
8
Tabel 4.1
Tabel input dan output FIS untuk seleksi metode EOR……………
18
Tabel 4.2
Karakteristik variabel metode injeksi gas hydrocarbon (M1)……...
20
Tabel 5.1
Input dan output sistem …………………………………………...
27
Tabel 6.1
Representasi output seleksi metode EOR………………………….
33
Tabel 6.2.
Seleksi metode EOR secara manual untuk reservoar A1
34
Lapangan A ………………………………………………………...
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman 5 Lampiran Lampiran Lampiran Lampiran Lampiran Lampiran Lampiran Lampiran Lampiran Lampiran Lampiran Lampiran Lampiran Lampiran Lampiran Lampiran Lampiran Lampiran Lampiran Lampiran Lampiran Lampiran Lampiran Lampiran Lampiran Lampiran
