PENGENALAN METODE PRODUKSI ARTIFICIAL LIFT 3.1. Metoda Produksi Pengangkatan Buatan ( Artificial Lift )
E. Tingkat Heterogenitas Reservoir
3.2.2.2. Konsep Maximum Efficient Rate (MER)
Maximum Efficient Rate (MER) didefinisikan sebagai laju pengurasan tertinggi yang diijinkan dan dapat dipertahankan sepanjang waktu tanpa menyebabkan terjadinya kerusakan serta kehilangan energi,sehingga dapat dicapai ultimatum recovery.Konsep MER pada dasarnya dibagi menjadi dua,yaitu :
1. Pengaturam laju pengurasan reservoir (MER Reservoir) adalah pembatasan laju pengurasan total seluruh reservoir agar tidak terjadi kerusakan formasi dan pembuangan energi reservoir secara tidak eficien,sehingga besarnya MER reservoir ini dalam penentuannya tergantung pada mekanisme pendorong setiap reservoir.
2. Pengaturan laju pengurasan sumur (MER sumur),MER sumur adalah laju pengurasan formasi reservoir dan pemakaian energi yang tidak eficien.MER bukan merupakan karakteristik yang tetap dari suatu reservoir,akan tetapi tergantung pada mekanisme pendorong serta keadaan fluidanya yang terkandung didalam reservoir.
Rate sensitif reservoir adalah besarnya rate produksi yang berpengaruh terhadap maksimal perolehan dari suatu jenis reservoir.Sedangkan yang termasuk jenis reservoir ini adalah gas cap drive dan water reservoir.
Mekanisme pendorong reservoir akan mempengaruhi laju produksi,yaitu solution gas drive,gas cap drive,segregation drive,dan combination drive.
a. Reservoir Solution Gas Drive
Mekanisme pendorong yang bekerja didalam reservoir ini disebabkan ekspansi gas yang semula terlarut dalam minyak dan pendesakan volume minyak sebagai akibat penurunan tekanan proses produksi.Mekanisme jenis ini tidak efisien,karena pengembangan gas yang terjadi menyebar ke seluruh reservoir,tidak merupakan massa pendorong yang komak,selain itu juga karena ikut terporduksinya gas selama produksi.Dengan demikian pada reservoir ini tidak mempunyai raet yang sensitif,sehingga pembatasan laju produksi minyak tidak mempunyai yang cukup berarti perolehan minyak.
Ditinjau dari keadaan fisiknya penentuan MER untuk kondisi ini tidak dilakukan,sehingga penentuan laju produksi hanya berdasarkan pertimbangan ekonomis saja.Namun laju produksi yang ditentukan tidak boleh melebihi kemampuan kapasitas formasinya,sehingga perlu diketahui kapasitas formasi dengan cara membuat kurva IPR iuntuk reservoir ini dengan metode Vogel.
b. Reservoir Gas Cap Drive
Laju produksi yang efisien untuk reservoir ini adalah laju produksi yang sedemikian rupa sehingga fasa gas berada dibelakang fasa minyak.Laju produksi yang terlalu besar akan memberikan kesempatan pada gas untuk memisahkan diri dari larutannya,sehingga gas akan terproduksi.Akibatnya akan menurunkan efisiensi pendesakannya,dimana gas tenaga pendorongnya sedangkan laju produksi rendah akan menghasilkan efisiensi perolehan minyak yang cukup tinggi.
Gas coning sering terjadi ketika proses produksi,karena sifat aliran minyaknya radial,maka akan menyebabkan terjadinya perbedaan tekanan,sehingga akan mengakibatkan GOC akan tertekan ke bawah di sekitar lubang sumur.Untuk mengimbangi penurunan tekanan karena aliran minyak pada zona gas ini,maka diperlukan adanya kolom gas yang lebih panjang di dekat lubang sumur.
Untuk mencegah terproduksinya gas akibat gas coning,maka sumur harus diproduksikan pada batas yang tidak melebihi kapasitas aliran kritis sumur itu.Untuk menentukan besarnya harga aliran kritis pada reservoir gas cap drive ini adalah :
qcc = 1.535 ( ln( )( 2) ( )2) w e r r D h h g o K ... (3.39) dimana :
h = ketebalan mula-mula zona minyak,ft (h-D) = interval perforasi,ft
Gambar 3-20
Kondisi sumur yang Mengalami Gas Coning (Arps,J.J.,1945)
c. Reservoir Water Drive
Pengontrolan laju produksi jenis ini didasarkan pada pertimbangan supaya menghindari terjadinya bentuk aliran kerucut atau water coning.
Rate produksinya dibatasi supaya tidak melebihi rate influx-nya sehingga tekanan water drive sebagai pendorong yang dominan akan dapat berubah dan
reservoir akan berproduksi dibawah kondisi dissolved gas drive.Hal ini akan menyebabkan efisiensi recovery lebih rendah.
Selain itu jika produksi sumurnya bisa dilakukan diatas laju kritis,maka air akan ikut terproduksi sehingga menyebabkan produksi minyak tidak efisien,karena pada kondisi ini akan terjadi water coning.Water coning terjadi di sekitar lubang sumur pada produksi akhir dari zona minyak yang dibawakannya terdapat air (botton edge),dimana titik masuk minyak ke dalam lubang sumur bergeser dari OWC.
Gambar 3-21
Kondisi Sumur-sumur yang Mengalami Water Coning ( Arps,JJ, 1945 )
Untuk reservoir yang berproduksi dibawah kondisi water drive,maka penentuan rate produksinya selain didasarkan pada rate water influx-nya juga dapat ditentukan berdasarkan aliran kritisnya.
d. Reservoir Segresi Drive
Pada reservoir yang berproduksi di bawah kondisi segregation drive,ada dua alasan bahwa recovery dari mekanisme ini sangat sensitive terhadap besarnya rate produksi yaitu :
Gas bukan merupakan fasa pendorong yang aktif.
Tanpa faktor pembatasan rate,gas bebas akan dapat masuk ke dalam formasi.Pada kondisi ini tidak mungkin terjadi pemisahan gas bebas,sehingga gas bebas terpancar dengan tidak efektif dan mempercepat penurunan tekanan reservoir serta proses reservoir tersebut akan menjadikan lebih besar.
MER untuk suatu reservoir dibawah kondisi gas cap drive adalah rate dimana tidak terdapat waktu yang cukup untuk pemisahan (segregation) antara minyak dan gas secara efektif,sehingga menyebabkan kehilangan minyak yang dapat diproduksikan dalam jumlah yang besar.Oleh karena itu pendesakan gas ini tanpa dibantu dengan suatu fravitational segregation,maka kurang efisien,sehingga dapat mengurangi recovery.
Suatu cara untuk menghindari agar tidak terjadi gas coning di mana gas banyak ikut terproduksi,yaitu penyelidikan terhadap performance produksi dari tiap-tiap sumurnya.Untuk mencegah terproduksinya gas akibat coning,maka sumur harus diproduksi dengan rate yang tidak melebihi kapasitas aliran kritisnya.Kapasitas aliran kritis disini adalah kapasitas maksimum di mana minyak dapat terproduksi tanpa ikutnya gas yang berasal dari gas coning.
Persamaan uang digunakan untuk menentukan kapasitas aliran kritis minyak pada gas coning ini adalah sama seperti untuk menentukan kapasitas aliran kritis dalam water coning,yaitu yang diberikan oleh chierici.
Qoc,g = 3073.10-3 o Bo kh h og (rD,
,d) ...(3-40) Dimana :Qoc,g = Kapasitas aliran kritis minyak tanpa ada/terjadi gas coning,STB/day. o = Selisih berat jenis minyak dan gas,r/cc
g = hch/h
Syarat tidak terjadinya gas coning adalah Qo < Qoc,g besarnya kapasitas aliran kritis untuk tiap sumur tergantung dari besarnya jarak perforasi ke batas minyak-gas.Jadi besarnya kapasitas aliran kritis reservoir itu adalah jumlah Qoc,g masing-masing sumurnya.Apabila rate produksi ini dilampaui,maka akan terjadi gas coning,sehingga gas ikut terproduksi pada salah satu atau beberapa sumur.Hal ini akan menyebabkan berkurangnya ultimate recovery yang seharusnya diperoleh dari reservoir tersebut.Oleh karena itu rate produksi harus dioptimumkan dan biasanya diambil yang terkecil dari penentuan produksi yang dilakukan.
e. Reservoir Combination Drive
MER untuk reservoir combination drive adalah rate yang dapat memberikan keseimbangan pada permukaan minyak-gas dan minyak-air,sehingga tidak menimbulkan gas coning dan water coning.
Jika ketebalan efeltif lapangan minyak terletak di antara zona air dan gas cap,maka interval komplesi hc kurang sesuai,sehingga memungkinkan laju produksi minyak maksimal tanpa terjadi produksi air dan gas secara serentak yang dapat menimbulkan coning.
Untuk menentukan besarnya rate produksi minyak maksimal harus diketahui hubungan besaran D, yaitu jarak perembesan minyak hc dan interval komplesi hc.Rate aliran minyak maksimum yang diperoleh dapat dibagi menjadi dua bagian yaitu :
1. qog yaitu rate maksimum yang diperoleh supaya tidak terjadi gas,coning,dihitung dari bidang z ke atas,yaitu suatu bidang tenpat kedudukan jalur aliran minyak yang horizontal,bbl/day.
2. Qow yaitu rate maksimum yang diperbolehkan supaya tidak terjadi water coning,dihitung dari bidang z ke bawah,bbl/day.
Gambar 3.22
Gas dan Water coning yang terjadi serentak (Arps,JJ.,1945)
Secara matematis pernyataan di atas dapat dihitung dalam bentuk persamaan :
Qog = 1,535 ln((re/rwg)) ((h-zo)2 – (h-D+hc – zo)) ...(3-41) Qow = 1,535 ln((ore/rwg)) K ((zo)2 – (zo-h+D)2) ...(3-42)
(qomax) = qog +qow ...(3-43) Harga D dan zo dapat ditentukan dengan persamaan berikut :
D = h = (h-hc) ((wo gg))