PENINGKATAN PRODUKSI PADA RESERVOIR REKAH ALAM DENGAN MULTILATERAL WELL LAPANGAN X
TESIS Karya tulis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister dari Institut Teknologi Bandung
Oleh
SRI FENI MAULINDANI NIM : 22205006 Program Studi Teknik Perminyakan
INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2007
I dedicated this thesis ; First to ALLAH for many blessing and To my beloved family for their courage and support all this time Father and Mother, My Twin sister Fena and My little brother Faisal.
vii
ABSTRAK PENINGKATAN PRODUKSI PADA RESERVOIR REKAH ALAM DENGAN MULTILATERAL WELL LAPANGAN X
Oleh Sri Feni Maulindani Nim : 22205006 Reservoir rekah alam memberikan bagian yang terpenting dari cadangan dan produksi di seluruh dunia. Dimana lebih dari 40 % cadangan minyak dan gas bumi terdapat di reservoir rekah alam dan berproduksi sangat besar. Karakteristik jenis reservoir ini sangat unik karena terdapat dua jenis mekanisme produksi di batuan rekah alam ini yaitu aliran fluida reservoir dari matriks ke fracture dan fracture ke lubang sumur. Pemodelan reservoir rekah alam pada studi ini menggunakan Warren and Root dengan dual porosity model. Pada studi ini reservoir memiliki dua porosity dan dua permeability yaitu matrix dan fracture. Berdasarkan studi yang dilakukan yaitu analisa core dan well test analysis diperoleh bahwa lapangan X merupakan reservoir rekah alam. Karakterisasi reservoir rekah alam pada lapangan X, diperoleh dari hasil well test yaitu besarnya Omega dan Lamda, dimana dua parameter tersebut sangat penting dalam menentukan karakterisasi rekah alam pada studi ini. Pada lapangan X ini terdapat dua sumur yaitu Sumur X-1 dan Sumur X-2. Tujuan penelitian ini yaitu untuk memprediksi dan menganalisa besarnya oil recovery pada Lapangan X dengan menggunakan Multilateral well. Pemodelan reservoir rekah alam ini dilakukan dengan simulasi reservoir, sehingga dapat diketahui performance dan besarnya oil productivity pada sumur tersebut. Dengan menganalisa
i
banyaknya branch dan panjangnya lateral sumur sehingga dapat memprediksi besarnya oil productivity yang optimum pada lapangan X. Dari hasil simulasi terhadap sumur horizontal, sumur dual horizontal dan sumur multi branch, diperoleh bahwa sumur dual horizontal memberikan oil recovery yang lebih besar diantara sumur lain. Dimana sumur horizontal dengan panjang lateral yang lebih panjang dibandingkan dengan sumur dual horizontal, begitu pula dengan sumur multibranch dengan panjang lateral yang sama tidak memberikan oil recovery yang besar. Hal ini dapat di buktikan bahwa multi branch well ternyata tidak memberikan hasil produksi yang optimum. Kemudian pada studi ini dilakukan analisa terhadap tiga parameter yang mempengaruhi karakterisasi reservoir rekah alam yaitu porositas fracture, fracture spacing dan permeabilitas rekahan. Tiga parameter tersebut sangat berpengaruh pada besarnya omega dan lambda terhadap design multilateral well di lapangan X. Dimana besarnya omega mengindikasikan fluida storage yang terdapat di rekahan dan matrik sedangkan lamda mempengaruhi besarnya aliran fluida dari matrik ke rekahan. Namun yang paling mempengaruhi besarnya perolehan minyak yaitu fracture spacing dan permeabilitas rekahan.
ii
ABSTRACT
PRODUCTION IMPROVEMENT OF NATURALLY FRACTURE RESERVOIR THE X FIELD USING MULTILATERAL WELL
By Sri Feni Maulindani Nim : 22205006 Naturally fractured reservoir give the most important part of oil and gas reserves and production in the world. Where more than 40% oil and gas reserve exist in naturally fracture reservoir and have a large productivity. Characteristic of this kind reservoir is unique, because there are two mechanism production in this reservoir, that is reservoir fluid flow to the matrix than flow to the fracture and then flow to well. Modeling of naturally fracture reservoir in this study is using Warren and Root model with dual porosity model. In this study reservoir have two porosity and two permeability that is matrix and fracture. According to the study such as core lab and well test analysis indicated that the X field is a naturally fracture reservoir. Characterization of naturally fracture reservoir at X field from well test yield omega and lambda, which is the most important parameter to characterize the naturally fracture reservoir. There are two well in the X field there are X-1 and X-2. The objective of this study is to predict and analyze oil recovery at X field using the application of multilateral well. Modeling naturally fracture reservoir with reservoir simulator, so it’s able to determine the performance of oil productivity in the wells. By analyzing few branch and length of lateral of the well can predict the optimum of oil productivity in the X field. From the result of simulation to the horizontal well, dual horizontal well and multi branch well, that dual horizontal well yield the most large of oil recovery than the others. iii
Which the horizontal well with the most length lateral than the dual horizontal, and so multi branch well with the length lateral has the same with the dual horizontal, apparently didn’t yield a large oil recovery. This can be concluding that multi branch well are not optimize to increase oil productivity. After analysis the effect of lateral length penetration to a few branch, now study the effect of characteristic of omega and lambda to design of multilateral well. Omega is indicated as fluid storage of matrix and fracture, meanwhile the lambda is the inter porosity flow of matrix to the fracture. There are three parameter that will be discussed such as porosity fracture, fracture spacing and fracture permeability. The three parameter is very important in influence the design of multilateral well.
iv
PENDOMAN PENGGUNAAN TESIS Tesis S2 yang tidak dipublikasikan terdaftar dan tersedia di perpustakaan Institut Teknologi Bandung, dan terbuka untuk umum dengan ketentuan bahwa hak cipta ada pada pengarang. Referensi kepustakaan diperkenankan dicatat, tetapi pengutipan atau peringkasan hanya dapat dilakukan seizing pengarang dan harus disertai dengan kebiasaan ilmiah untuk menyebutkan sumbernya. Memperbanyak atau menerbitkan sebagaian atau seluruh tesis haruslah seizing Direktur Program Pascasarjana, Institut Teknologi Bandung. Perpustakaan yang meminjam tesis ini untuk keperluan anggotanya harus mengisi nama dan tanda tangan peminjam dan tanggal pinjam.
vi
KATA PENGANTAR Puji syukur kepada ALLAH SWT atas segala rahmatnya sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis ini dengan baik. Tesis yang berjudul “PENINGKATAN PRODUKSI PADA RESERVOIR REKAH ALAM DENGAN MENGGUNAKAN MULTILATERAL WELL PADA LAPANGAN X“, adalah syarat untuk memperoleh gelar Magister Teknik di Departemen Teknik Perminyakan, Program Pascasarjana, Institut Teknologi Bandung. Penulis menyadari sepenuhnya akan keterbatasan kemampuan sehingga tesis ini masih jauh dari kesempurnaan dan banyak memiliki kekurangan. Oleh karena itu, penulis dengan lapang hati akan menerima kritik, saran dan masukan yang akan membuat hasil studi ini lebih baik dan bermanfaat dikemudian hari. Pada kesempatan ini penulis dengan segala kerendahan hati ingin menyampaikan rasa terima kasih serta penghargaan aetinggi tingginya kepada berbagai pihak yang telah membantu penyelesaian tesis ini, yaitu kepada: -
Dr. Ir. Leksono Mucharam selaku Ketua Program studi Teknik Perminyakan ITB.
-
Dr. Ir. Arsegianto selaku Sekertaris Program Studi Teknik Perminyakan ITB.
-
Dr. Ir. Doddy Abdassah, M. Sc, Selaku pembimbing tesis dan studi ini.
-
Seluruh staff pengajar di Didepartemen Teknik Perminyakan, Program Pascasarjana, Institut Teknologi Bandung.
-
Seluruh anggota keluarga tercinta : Bapak, Mama, Fena dan Faisal atas dukungan dan semangatnya yang tiada hentinya kalian berikan.
-
Dedhoz dan mas mega atas bantuan, diskusi dan waktunya.
-
Seluruh teman teman di Departemen Teknik Perminyakan ITB atas bantuan dan waktu pertemanan yang telah kita lalui bersama.
-
Seluruh pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu.
-
Khususnya untuk OGRINDO (Oil and Gas Research for Indonesia) atas bantuan dan tempat untuk menyelesaikan riset saya serta menjadi bahan thesis saya.
viii
Akhir kata , penulis berharap semoga tesis ini dapat berguna bagi dunia pendidikan serta pihak pihakyang dapat memanfaatkannya dan semoga ALLAH SWT selalu memberikan rahmat serta petunjuknya kepada kita semua, Amin. Bandung, Juni 2007 Penulis
(Sri Feni Maulindani)
ix
DAFTAR ISI Halaman ABSTRAK ………………………………………………………………………………..i ABSTRACT......................................................................................................................iii PENGESAHAN..................................................................................................................v PENDOMAN PENGGUNAAN TESIS...........................................................................vi DEDIKASI.........................................................................................................................vi KATA PENGANTAR....................................................................................................viii DAFTAR ISI......................................................................................................................x DAFTAR LAMPIRAN....................................................................................................xii DAFTAR GAMBAR......................................................................................................xiii DAFTAR TABEL............................................................................................................xv BAB I PENDAHULUAN...................................................................................................1 1.1. Latar Belakang Penelitian.................................................................................1 1.2. Permasalahan....................................................................................................1 1.3. Lingkup Permasalahan......................................................................................2 1.4. Metode Penelitian.............................................................................................3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA.......................................................................................5 2.1. Model Reservoir Rekah Alam..........................................................................5 2.2. Klasifikasi Reservoir Rekah Alam................................................................... 6 2.3 Statistik Faktor Perolehan Reservoar Rekah Alam............................................9 2.4 Karakterisasi Reservoar Rekah Alam……………………...................……….9 2.4.1 Permeabilitas Rekahan………………………………................………. 9 2.4.2 Porositas Rekahan...................................................................................10 2.4.3 Kompresibilitas Rekahan........................................................................11 2.4.4 Storativity Ratio......................................................................................12 2.4.5 Interporosity Flow Coeficient……………………………………….…12 2.4.6 Partitioning Coefficient Pollard Pirson Method……………………….13 2.5 Simulasi Reservoir Rekah Alam…………………………………………..... 14 2.6 Multilateral Well Technology……………………………………………….14
x
BAB III DESKRIPSI RESERVOIR LAPANGAN X...................................................17 3.1 Applikasi Multilateral Well Pada Reservoir Rekah Alam...............................17 3.1.1 Klasifikasi Reservoir Rekah Alam Lapangan X.....................................19 3.2 Karakterisasi Reservoir.....................................................................................19 3.2.1 Sifat Batuan Matriks.............................................................................. 19 3.2.2 Sifat Batuan Fractures.............................................................................20 3.2.3 Batuan Reservoir Lapangan X……………………………………....…20 3.3 Analisa PVT Fluida Reservoir Lapangan X....................................................25 BAB IV SIMULASI RESERVOIR…………………………………………...……… 29 4.1 Pemodelan Reservoir Lapangan X……………………………………...……29 4.2. Model Grid Reservoir…………………………………………………...…..30 4.3 Design Multilateral Well……………………………………………………..32 BAB V ANALISA DAN PREDIKSI MULTILATERAL WELL PADA RESERVOIR REKAH ALAM....................................................................... 36 5.1 Simulasi Multilateral Well............................................................................. 36 5.2 Analisa panjang lateral dan branch................................................................ 36 5.3 Analisa Omega dan Lamda.............................................................................38 BAB VI ANALISA DAN PEMBAHASAN....................................................................41 6.1. Sumur vertical…………………………………………………………….…41 6.2 Horizontal Well dan Dual Lateral Well……………………………………...41 6.3 Multi Branch Well………………………………………………………….. 43 6.4 Sensitivitas Porositas Fracture, Fracture Spacing dan Permeabilitas Fracture…………………………………………………….…44 BAB VII KESIMPULAN DAN SARAN....................................................................... 54 DAFTAR PUSTAKA.......................................................................................................56
xi
DAFTAR TABEL TABEL Tabel II.1
HALAMAN Recovery factor reservoir minyak untuk ketiga tipe reservoir rekah alam beserta mekanisme gaya dorongnya...................9
Tabel II.2
Recovery factor reservoir gas untuk ketiga tipe reservoir rekah alam beserta mekanisme gaya dorongnya....................................................9
Tabel III.1.
Analisa Well test Lapangan X …………………………………….…….19
Tabel III.2.
Tabel Batuan matriks Lapangan X............................................................19
Tabel III.3.
Tabel Batuan Fractures Lapangan X……………………..………….…..20
Table III.4
Permeabilitas Relatif matrix………….…………………………….……21
Table III.5
Capilary Pressure matriks……….…………………………………..…...22
Table III.6
Permeabilitas relatif Fracture……………………..………………..…….23
Table III.7
Analisa Pvt Lapangan X ……………………...……………………..….25
Tabel IV.1
Parameter Model Reservoir Rekah Alam Lapangan X………………..…30
Table IV.2
OOIP Lapangan X……………...…..……..…………………………..….35
Table IV.3
Hasil design Multilateral Well technology……………...…..……..…….35
Tabel V.1
Analisa lateral dan branch………………………………………..………37
Tabel V.2
Hasil simulasi Analisa lateral dan branch………..........……………..…..37
Tabel V.3
Hasil Simulasi Analisa lateral dan branch……..........………………..….37
Tabel V.4
Hasil Simulasi Porosity Fracture Horizontal Well………………....…….38
Tabel V.5
Hasil Simulasi Fracture Spacing Horizontal Well…………………….…38
Tabel V.6
Hasil Simulasi Fracture Permeability Horizontal Well………………….38
Tabel V.7
Hasil Simulasi Porosity Fracture Dual Lateral Well…………………..…39
Tabel V.8.
Hasil Simulasi Fracture Spacing Dual Lateral Well……………………..39
Tabel V.9.
Hasil Simulasi Permeabilitas Fracture Dual Lateral……………….…….39
Tabel V.10.
Hasil Simulasi Porosity Fracture Tri-Lateral Well…………………...….39
Tabel V.11.
Hasil Simulasi Fracture Spacing Tri-Lateral Well………………….……39
Tabel V.12.
Hasil Simulasi Permeabilitas Fracture Tri-Lateral Well…………………40
Tabel V.13
Hasil Simulasi Porosity Fracture Four-Lateral Well…………….………40
Tabel V.13
Hasil Simulasi Fracture Spacing Four-Lateral Well……………………..40
Tabel V.15.
Hasil Simulasi Permeabilitas Fracture Four-Lateral Well……………….40 xv
Tabel VI.1
Hasil simulasi Vertikal Well......................................................................40
xvi
DAFTAR GAMBAR GAMBAR
HALAMAN
Gambar II.I
Warren & Root Shape Model Reservoir………………….…………...…. 6
Gambar II.2
Skema plot persentase porositas dan permeabilitas rekahan untuk keempat tipe reservoar menurut Nelson........................................... 7
Gambar II.3
Porosity distribution in fracture reservoir rock (After McNaughton and Garb)………………………………...……….... 8
Gambar II.4
Grafik untuk menentukan kompresibilitas rekahan…………………...... 11
Gambar II.5
Well test Analysis Pada Naturally Fracture Reservoir….…………….... 13
Gambar II.6
Application Dari multilateral Wells………………………………….…. 15
Gambar III.I Lapangan X (3D)..................................................................................... 16 Gambar III.2 Folding structure theory……………………………………………..…...20 Gambar III.3 Permeability relative matrix………………………………….................. 22 Gambar III.4 Capilary Pressure matriks…………………………………..…………... 23 Gambar III.5 Permeability relative Fracture……………………………...………….... 24 Gambar III.6 Faktor Volume Formasi Minyak............................................................... 26 Gambar III.7 Kelarutan Gas Dalam Minyak.................................................................. 26 Gambar III.8 Viskositas Minyak.................................................................................... 27 Gambar III.9 Viskositas Gas........................................................................................... 27 Gambar III.10 Eg.............................................................................................................. 28 Gambar IV.I Dual Porosity Model……………………………………….………….... 29 Gambar IV.2 Lapangan X (2D)...................................................................................... 31 Gambar IV.3 Lapangan X (3D)...................................................................................... 31 Gambar IV.4 Cross Section of Horizontal Wells(2D)……………………..………...... 32 Gambar IV.5 Cross Section of dual Horizontal Wells(2D)…………………................ 32 Gambar IV.6 Cross Section of Multi Branch Wells(2D)……………….......…………..33 Gambar IV.7 Result of Horizontal Wells………………………………...…………..... 33 Gambar IV.8 Result of dual Horizontal Wells………………………….......………..... 34 Gambar IV.9 Result of Multi Branch Wells………………………………………....... 34 Gambar VI.I Hasil Simulasi Analisa Lateral dan Branch………………..................… 42
xiii
Gambar VI.2 Hasil Simulasi Analisa Lateral dan Branch………………….………..... 43 Gambar VI.3 Porositas Fracture Horizontal Well…………………………..………..... 45 Gambar VI.4 Fracture Spacing Horizontal Well………………………….………...… 46 Gambar VI.5 Permeabilitas Fracture Horizontal Well…………………………….…... 46 Gambar VI.6 Porositas Fracture Dual Lateral Well…………………………...……..... 47 Gambar VI.7 Fracture Spacing Dual Lateral Well……………………………....……. 48 Gambar VI.8 Permeabilitas Fracture Dual Lateral Well…………………………….… 49 Gambar VI.9 Porositas Fracture Tri – Lateral Well……………………………...….… 50 Gambar VI.10 Fracture Spacing Tri – Lateral Well…………………………………… 50 Gambar VI.11 Permeabilitas Fracture Tri - lateral Well………………………...……... 51 Gambar VI.12 Porositas Fracture Four - Lateral Well………………………………..… 51 Gambar VI.13 Fracture Spacing Four - Lateral Well…………………………...….….. 52 Gambar VI.14 Permeabilitas Fracture Four - Lateral Well……………………….……. 52
xiv
DAFTAR LAMPIRAN LAMPIRAN
HALAMAN
A . B.1
Analisa Lateral dan Branch....................................................................................57
B.2
Sensitivitas Lambda dan Omega Dual Lateral Well..............................................75
B.3
Sensitivitas Omega dan Lambda Tri-Lateral (Multi Branch)................................81
B.4
Sensitivitas Omega dan Lambda Fourth-Lateral (Multi Branch)..........................87
C
Vertikal Well……………………………………………………………………..93
D
Design Sumur.........................................................................................................94
Sensitivitas Lambda dan Omega Horizontal Well.................................................69
xii
