THERMAL FLOODING
DOSEN Ir. Putu Suarsana MT. Ph.D
Outline : • Pengenalan Injeksi Thermal • Beberapa Cara Injeksi Thermal • Penerapan Injeksi Thermal Pada Lapangan
Pengenalan Injeksi Thermal Injeksi thermal adalah salah satu metode EOR dengan cara menginjeksikan energi panas ke dalam reservoir untuk mengurangi viskositas minyak yang tinggi yang akan menurunkan mobilitas minyak, sehingga akan memperbaiki efisiensi pendesakan dan efisiensi penyapuan. Penggunaan proses thermal dalam EOR sangatlah luas, hal ini disebabkan oleh reservoir yang mengandung minyak berat tidak dapat diproduksi secara ekonomis oleh injeksi air atau injeksi gas.
Pengenalan Injeksi Thermal • Reservoir ini umumnya mengandung minyak dengan API gravity 10 – 20, dengan viskositas pada temperatur reservoir 200 – 1000 cp. (Lihat criteria screening) • Kenaikan temperatur mengakibatkan penurunan viscositas yang cukup besar dan inilah yang merupakan dasar dari proses thermal, yaitu dengan cara memberi energi panas pada reservoir agar temperaturnya naik.
Beberapa Cara Injeksi Thermal : 1. Injeksi Fluida Panas • Injeksi air panas • Injeksi uap
2. Insitu Combustion • Forward Combustion • Reverse Combustion
3. Stimulasi Thermal • Injeksi Steam Bersiklus (Huff and Puff)
1. Injeksi Air Panas • Air yang diinjeksikan dalam reservoir dipanaskan terlebih dahulu sampai temperatur air lebih tinggi dari temperatur reservoir mula-mula dan lebih rendah dari temperatur penguapan air. • Air panas di dalam reservoir akan mengalir secara kontinyu ke lapisan yang lebih dingin kemudian secara berangsur-angsur akan terjadi kehilangan panas sehingga akhirnya temperatur mendingin sampai tercapai temperatur reservoir mula-mula pada daerah yang terpanasi. • Zona yang terpanasi dan bagian atau bank air yang mendingin akan segera terakumulasi setelah injeksi air panas dimulai. • Bank air yang mendingin secara kontinyu akan terbentuk di depan zona yang terpanasi, tetapi dengan laju yang lebih lambat.
• Pertama kali minyak akan di desak oleh air dingin sebelum front panas sampai. • Air panas akan mendingin lebih cepat dalam jari-jari yang kecil (small fingers), sehingga panas berjalan lambat dalam reservoir. • Akibat dari hot water drive lebih buruk daripada cold water drive sebab hot water kurang viscous dibandingkan dengan cold water tetapi hakekatnya masih mendorong minyak dingin. • Berangsur-angsur kemudian kehilangan panas dari hot water channels akan menambah temperatur reservoir dengan cara konduksi. • Hal ini akan mengurangi viscositas minyak dan meningkatkan efek water drive.
• Temperatur yang lebih tinggi dalam hot water channels akan mengurangi oil/water viscosity ratio. • Hal tersebut mengakibatkan pendesakan lebih efektif dan saturasi minyak yang tersisa lebih rendah pada bagian yang tersapu dari lapisan minyak. • Penambahan keuntungan dari injeksi air panas biasanya terjadi setelah breakthrough air dingin pada sumur produksi, dan kenaikkan recovery minyak biasanya disertai dengan tingginya WOR (Water Oil Ratio).
2. Pembakaran di Tempat (InSitu Combustion) • In-situ combustion adalah proses pembakaran sebagian minyak dalam reservoir untuk mendapatkan panas , dimana pembakaran dalam reservoir dapat berlangsung bila terdapat cukup oksigen (O2) yang diinjeksikan dari permukaan. • Pembakaran dimulai dengan memakai minyak pembakar yang dinyalakan dengan listrik, kemudian pembakaran berlangsung terus dengan minyak reservoir dan injeksi O2 terus dilakukan, sehingga pembakaran bergerak menuju sumur produksi. Temperatur pembakaran dapat mencapai 600 – 1200 0F.
Panas yang ditimbulkan memberi efek penurunan viskositas, pengembangan dan destilasi minyak dengan efek gas drive dan solvent extraction, semua ini akan menyebabkan minyak terdesak ke sumur produksi.
• Berdasarkan perambatan pembakaran ini In-Situ Combustion dibagi dalam • forward combustion • reverse combustion.
A. Forward Combustion •
Jenis combustion ini arah pergerakan muka pembakaran searah dengan arah pergerakan udara injeksi.
•
Muka pembakaran bergerak dari sumur injeksi ke sumur produksi pada forward combustion.
•
Udara yang diinjeksikan dapat ditambah air, artinya udara injeksi bukan udara kering.
•
Berdasarkan kadar air terhadap udara injeksi forward combustion, maka forward combustion digolongkan ke dalam: 1) dry combustion, 2) wet combustion
11
a) Dry Combustion –
Injeksi udara kering pada dry combustion dilakukan melalui sumur injeksi.
–
Udara ini akan bereaksi dengan bahan bakar di reservoir, dimana campuran ini pada temperatur tertentu akan terbakar (menyala).
–
Daerah di depan muka pembakaran akan naik temperaturnya dan dengan adanya udara bercampur dengan bahan bakar, perambatan pembakaran akan terjadi.
–
Pembakaran ini akan mengambil O2 dari udara injeksi, maka udara yang sampai didepan muka pembakaran merupakan udara sisa.
12
b) Wet Combustion –
Udara yang diinjeksikan ke dalam reservoir pada wet combustion, bukan merupakan udara kering tetapi mengandung air. Kegunaan air yang diikutsertakan pada udara injeksi adalah untuk menaikkan efisiensi panas.
–
Zona pembakaran bergerak lebih lambat dari pergerakan fluida, berarti dibelakang zona pembakaran diharapkan tidak ada lagi minyak yang bergerak.
–
Air yang terkandung dalam udara injeksi akan menyerap panas dengan efek konduksi, kemudian terjadi penguapan. Uap yang terjadi akan masuk ke dalam zona pembakaran dan lajunya lebih besar, sehingga uap akan menembus muka pembakaran dan memasuki daerah yang lebih dingin. Daerah yang lebih dingin ini akan terjadi lagi pelepasan panas oleh uap air tersebut dan terjadi kondensasi. Panas yang tertinggal pada batuan dibelakang zona pembakaran oleh air yang terkandung pada udara injeksi dipindahkan ke zona di depan muka pembakaran.
–
–
13
B. Reverse Combustion – Arah pergerakkan muka pembakaran pada jenis ini berlawanan dengan arah pergerakkan udara injeksi. – Penyalaan terjadi di sekitar sumur produksi, bergerak merambat ke arah sumur injeksi. – Udara yang diinjeksikan melalui sumur injeksi membentuk cerobong-cerobong udara ke arah sumur produksi, sehingga pembakaran dapat berlangsung di dekat sumur produksi dengan sumber O2 berasal dari sumur injeksi.
14
–
– –
Minyak di depan muka pembakaran akan turun viskositasnya oleh efek konduksi panas dan siap untuk bergerak, karena tekanan pada sumur injeksi lebih besar dari tekanan sumur produksi, maka minyak bergerak ke arah sumur produksi melalui zone combustion. Seluruh minyak yang dapat terbakar di reservoir akan terbakar pada zone combustion, sisanya yang bergerak masuk sumur produksi. Hal itu menyebabkan mutu minyak produksi jenis ini lebih rendah daripada minyak produksi forward combustion.
15
3. Injeksi Uap • Injeksi uap adalah menginjeksikan uap ke dalam reservoir minyak untuk mengurangi viskositas yang tinggi supaya pendesakan minyak lebih efektif, sehingga akan meningkatkan perolehan minyak.
Mekanisme Injeksi Uap
4. Injeksi Steam Bersiklus (Huff and Puff)
Mekanisme Injeksi Uap Bersiklus ( Huff & Puff ) – Proses injeksi ( huff ), dimana uap di injeksikan ke dalam sumur untuk mengenalkan karakteristik uap tersebut pada reservoir – Proses perendaman ( soak ), sumur ditutup selama beberapa hari untuk mendapatkan penyebaran panas yang merata di reservoir – Proses produksi ( puff ), minyak yang sudah turun viskositasnya dapat diproduksikan Proses ini dapat berlangsung berulang selama produksi minyak masih menguntungkan Keuntungan dari CSS: * Menurunkan modal karena mengurangi jumlah sumur * Dampak lingkungan yang lebih kecil * reservoir yang berisi minyak ringan dapat diproduksi Cyclic Steam Simulation
Kesimpulan • Injeksi thermal adalah salah satu metode EOR dengan cara menginjeksikan energi panas ke dalam reservoir untuk mengurangi viskositas minyak yang tinggi yang akan menurunkan mobilitas minyak, sehingga akan memperbaiki efisiensi pendesakan dan efisiensi penyapuan. • Metoda Thermal Flooding antara lain adalah hot water flooding, in-situ combustion, steam flooding, dan cyclic steam flooding. • Enhanced Oil Recovery dengan Thermal Flooding diterapkan di Indonesia pada lapangan Duri dan Minas dengan cara steam flooding. • Contoh penerapan steam flooding antara lain di Kern River & Belridge Field, California dan Mene Grande di Venezuela dengan metoda Cyclic Steam Injection.
Referensi • http://herijurnalis.blogspot.com/2009/02/mengagu mi-teknologi-injeksi-uap-chevron.html • Curtis, Carl and friends.Heavy Oil Reservoir Book. Venezuela & United States : 2002 • Enhanced Oil Recovery:Scoping Study, EPRI, Palo Alto, CA : 1999, TR-113836 • Kristanto Dedy,Dr.Ir.MT., “Diktat Kuliah Pengenalan EOR”, UPN “Veteran”, Yogyakarta, 2005.
Septoratno Siregar, Dr.Ir, “Diktat Kuliah Pengenalan EOR”, ITB, Bandung, 1995.
SEKIAN DAN TERIMA KASIH
