B. Koduktivitas Panas
3.3.3. Injeksi Air Panas
Injeksi air panas merupakan salah satu metode thermal recovery yang digunakan untuk reservoir yang mempunyai viscositas tinggi. Metode ini juga banyak digunakan untuk reservoir-reservoir dangkal yang mempunyai range viscositas antara 100 – 1000 cp. Injeksi air panas akan mempengaruhi mobility ratio water drive dalam reservoir dan karena itu akan menambah efisiensi recovery.
3.3.3.1. Prinsip Dasar Injeksi Air Panas
Air yang diinjeksikan pada reservoir dipanaskan terlebih dahulu sampai temperatur lebih tinggi dari pada temperatur reservoir mula-mula, tetapi lebih rendah dari temperatur penguapan air. Air panas yang diinjeksikan menjadi dingin saat kontak dengan batuan dan fluida in situ dan dibawah kondisi steady state, akan membentuk dan daerah utama yang dapat dibedakan berdasarkan profil temperatur dan saturasi. (lihat gambar 3.47).
Zona I :
Massa dari minyak yang terperangkap berkurang selama temperatur bertambah. Kehilangan panas dari daerah panas ke sekeliling formasi mengakibatkan
berkurangnya temperatur yang banyak dalam arah aliran, tetapi tidak mempengaruhi laju kemajuan zona tersebut.
Gambar 3.47. Distribusi Injeksi Air Panas18 Zona II :
Minyak ditempat didesak oleh air pada temperatur yang sama.
Saturasi minyak sisa dari zone II sama dengan jika dilakukan injeksi air dingin. Penambahan keuntungan dari injeksi air panas biasanya terjadi setelah break through air dingin pada sumur produksi, dan kenaikan recovery minyak biasanya disertai dengan tingginya WOR (water oil ratio).
3.3.3.2. Mekanisme Pemanasan Fluida Dalam Reservoir
Mekanisme pemanasan fluida di dalam reservoir dapat diterangkan sebagai berikut. Air yang diikjeksikan dalam reservoir dipanaskan terlebih dahulu sampai temperatur air lebih tinggi dari pada temperatur penguapan air. Di dalam reservoir, air panas akan mengalir secara kontinyu ke lapisa 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.
Gambar 3.48.
Distribusi Saturasi Dan Temperatur Pada Hot Water Drive18
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. Hal ini terjadi karena perpindahan panas hampir terjadi seketika dan rasio kapasitas panas air dengan batuan sekitar dua atau tiga unit PV air panas yang harus diinjeksikan untuk memanaskan satu volume bulk reservoir.
Distribusi temperatur dalam zone yang terpanasi tergantung kepada kehilangan panas di cap rock dan base rock, tetapi kecepstan leading edge tidak bergantung pada kehilangan panas. Kecepatan ini berbanding lurus dengan flux air dan tergantung pada kapasitas panas air dan batuan. Gambar 3.48. menunjukkan distribusi saturasi dan temperatur pada hot water drive.
Hubungan kecepatan dengan kapasitas panas menurut Dietz adalah sebagai berikut : wcw Sor oco Sor mcm Vt Vtr ρ ϕρ φ ρ φ ) 1 ( ) 1 ( 1 − + − + = ... (3.11) dimana :
cm = kapasitas panas spesific material matrix, kcal/kg.°C. co = kapasitas panas spesific minyak, kcal/kg.°C.
cw = kapasitas panas spesific air, kcal/kg.°C. Sor = saturasi minyak tersisa, fraksi.
Vt = kecepatan front temperatur T, m/hari. Vtr = kecepatan front tracer, m/hari.
ρm = densitas material matrix, kg/m3.
ρo = densitas minyak, kg/m3 .
φ = porositas, fraksi.
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.
Ulah dini 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.
Dalam hot water channels, temperatur yang lebih tinggi akan mengurangi
oil/water viscosity ratio. Akibatnya pendeskan 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).
3.3.3.3. Perencanaan dan Pelaksanaan Injeksi Air Panas
Pelaksanaan dari injeksi ini adalah setelah sejumlah air yang diperlukan untuk injeksi, dipanaskan dalam pemanas air yang telah disediakan, sampai lebih tinggi daripada temperatur reservoir mula-mula tetapi lebih kecil daripada temperatur penguapan air. Kemudian dengan bantuan kompresor fluida diinjeksikan ke dalam sumur injeksi menuju reservoir sebagai target. Setelah sampai pada target yang diharapkan, maka panas yang terkandung dalam air panas akan berpindah ke sebagian besar fluida reservoir itu, sehingga temperatur fluida reservoir akan naik. Dengan naiknya temperatur fluida temperatur fluida reservoir, maka viscositas minyak akan mengecil dan mobilitas fluida reservoir akan naik lebih besar dari fluida pendesak. Sehingga fluida yang didesak akan lebih mudah bergerak ke sumur produksi.
3.3.3.4. Keuntungan Dan Kerugian Injeksi Air Panas A. Keuntungan
2. Design dan operasinya sebagian besar dapat menggunakan fasilitas water flood. 3. Efisiensi pendesakan lebih baik dari water flood conventional.
B. Kerugian
1. Air mempunyai kapasitas panas yang rendah dibanding steam.
2. Perlu adanya treatment khusus untuk mengontrol korosi, problem scale, swelling maupun problem emulsi.
3. Pada sand yang tipis, sejumlah panas akan hilang pada overburden dan underburden, hal ini akan menjadi kritis apabila formasi underburden dan overburden berupa shale.
4. Kehilangan panas cukup besar pada rate injeksi rendah dan formasi sand yang tipis.