TINJAUAN PUSTAKA
3.3 Prosedur Kerja
3.3.6 Pengukuran Sifat Fisik Batuan a.Pengukuran Porositas
Porositas absolut yaitu porositas yang merupakan seluruh rongga pori yang ada, baik yang berhubungan maupun yang terisolir dalam suatu batuan. Besarnya porositas absolut didefinisikan sebagai perbandingan antara volume seluruh pori dengan volume total batuan (bulk volume).
………... (3.17) ………... (3.18)
Keterangan :
Vp = volume pori batuan, cc
Vb = volume total batuan , cc
Vg = Volume butiran (grain volume), cc
Porositas efektif adalah besarnya rongga pori yang saling berhubungan saja. Besar porositas efektif didefinisikan sebagai perbandingan antara volume pori yang berhubungan dengan volume total batuan [14]. Alat yang digunakan untuk mengukur porositas adalah porosimeter.
………. (3.19) Prinsip kerja dari alat itu adalah dengan menginjeksikan gas ke dalam batuan dengan diberi tekanan. Hasil dari penggunaan alat tersebut adalah nilai prositas efektif. Metode lainya adalah saturated porositas yaitu menghitung porositas dengan cara menggunakan berat core sampel sebelum di saturasi dan sesudah di saturasi lalu di bagi dengan berat jenis fluida akan dibahas pada tahapan selanjutnya sebagai perbandingan hasil penelitian yang dilakukan terhadap core sampel baik dengan porositimeter dan saturated method. Gambar 3.21 adalah porosimeter dari core holder, instrument sampai dengan instalasi porosimeter. Secara umum gas yang digunakan helium atau nitrogen dikarenakan memiliki ukuran molecular yang kecil sehingga dapat masuk kedalam pori batuan dengan ukuran skala micro [14]. Prosedur pelaksanaan adalah
A. Persiapan pengukuran
1) Check koneksi peralatan, jangan sampai ada kebocoran. 2) Buka cylinder helium tank, set output regulator 100 psi 3) Check dan bersihkan core holder dan steel plug. B. Pengukuran cylinder dan kalibrasi steel plug
1) Masukan semua steel plug kedalam core holder untuk mengukur dead
Gambar 3.21 Porosimeter
volum pembacaan dapat diketahui. 2) Buka valve exhaust, supply dan source .
3) Jika sudah mencpai 100 psi pada reading gauge tutup valve exhaust,
source dan supply.
4) Buka core holder valve , lakukan pembacaan selama 30 menit untuk mendapatkan hasil yang baik.
5) Setelah selesai pencatatan nilai volum poin 4, tutup core holder valve .
C. Gauge reading ( GR) :
1)Setelah kalibrasi dan penentuan cylinder maka, siap kan core sampel yang kan di ukur.
2) Masukan core kedalam core holder, panjang core sampel dengan core holder harus sama.
3) Jika tidak sama panjang gunakan steel plug sebagai pengganti volum
core, pilih steel plug yang sesuai sampai core holder sama panjang dengan core dan steel plug.
4) Mulai pengukuran dengan langkah sama seperti pengukuran cylinder
dan kalibrasi steel plug ada poin 2 sampai 5. 5) Tutup valve core holder.
6) Lakukan pencatatan nilai volum GR setelah stabil 30 menit. D. Setelah selesai
1) Buka exhaust valve
2) Tutup tank helium regulator dan valve
3) Buka supply dan source valve.
Selain dengan pengukuran menggunakan helium porositimeter, pada penelitian ini menggunakan pengukuran berdasarkan saturated metode [12] [14] dengan cara
1. Persiapan core sampel ukur berat kering.
2. Saturated core sampel dengan brine hingga gelembung pada core tidak terlihat.
3. Timbang berat basah.
4. Hitung nilai pore volum (PV) dengan rumus :
5. Hitung bulk volum (BV) pada core sampel dengan rumus untuk silinder ...(3.21) Keterangan : π = 3.14 (pi) d = Diameter,cm L = Length, cm
6. Hitung porositas % dengan rumus
...(3.22)
Kedua (2) metode tersebut dapat digunakan sebagai perbandingan dalam pengolahan serta evaluasi data pada akhirnya.
b. Pengukuran Permeabilitas
Permeabilitas adalah suatu sifat atau unit ukuran pada batuan reservoir untuk dapat melewatkan fluida melalui pori batuan yang berhubungan tanpa merusak partikel pembentuk atau kerangka batuan tersebut. Permeabilitas biasa diberi simbol K dengan unit satuan darcy‟s atau pun milidarcy ( mD). Di dalam reservoir biasanya fluida yang mengalir lebih dari satu macam sehingga permeabilitas dapat dibagi menjadi permeabilitas absolut yaitu fluida yang mengalir satu macam saja dan permeabilitas efektif bila fluida yang mengalir lebih dari satu macam fluida, misalnya minyak (Ko), air (Kw) dan gas (Kg).
Alat yang digunakan untuk mengukur permeabilitas adalah hassler core holder control. Prinsip kerja alat ini secara umum adalah dengan menginjeksikan
fluida kedalam core, sehingga permeabilitasabsolute suatu fluida terhadap batuan dapat diketahui. Rumus yang digunakan untuk mengukur permeabilitas pada alat ini adalah [49]
...………(3.23)
Keterangan :
k = Permeability, mD ∆P = Pressure injection, psi L = Length of Core sample, cm ∆T = Time, Seconds
µW = Viscosity of Fluid, cp
V = volume out of Core sample, ml
A = Area of Sample, cm
Formulasi diatas di adaptasi dari persamaan darcy‟s dengan formulasi [38][46] ...(3.24)
Keterangan :
K = Permeabilitas, darcy‟s. q = Laju alir rata –rata,cm3/ sec. dL = panjang penampang, cm. dP = tekanan, psi.
µ = viskositas, cp
Pada gambar 3.22 merupakan installasi dari hassler core holder, gambar A merupakan instalasi keseluruhan dari tabung gas N2 ( nitrogen), piston untuk injeksi, core holder, vacum pump dan core sampel, gambar B,C,D, merupakan penjelasan rangkaian hassler core holder. Sedangakan E merupakan piston pendorong fluida sama seperti pompa akan tetapi menggunakan tenaga gas (N2) untuk mendorong piston yang berisi fluida .
Fluida yang dipakai adalah aquades (air suling) dengan viskositas 1 cp, dipilih aquades dikarenakan fluida tersebut tidak merubah atau bereaksi terhadap
core sampel ( netral). Prosedur umum yang digunakan pada alat hassler core holder control adalah
A. Persiapan
1. Siap kan core sampel dan fluida yang telah dipilih. 2. Pasang instalasi injeksi.
3. Check kebocoran.
4. Isi piston injeksi dengan fluida.
B. Pelaksanaan
1. Buka valve pressure tabung N2 pada tabung piston injeksi, Adjust pressure sesuai yang dinginkan pada regulator output dan check
tekanan pada gauge tabung piston injeksi.
2. Buka valve pressure tabung N2 pada tabung holder pressure.
3. Buka valve holder pressure sampai menunjukan 200 psig, lalu tutup kembali valve tersebut.
4. Buka valve vacum, turn on vacum pump, masukan core sampel pada core holder beserta dengan saringan untuk output fluida, kencangkan koneksi pada holder secukupnya, tutup valve vacum dan turn off vacum pump.
5. Buka valve injeksi piston, tunggu fluida sampai breakthrough dan stabil.
6. Check dan catat pressure tabung injeksi dan input pressure.
7. Jika stabil aliranya maka lakukan pencatatan volum fluida yang keluar dengan interval waktu tertentu.
8. Lakukan poin 7 selama beberapa kali interval 3 – 5 interval time. C. Selesai Injeksi
1. Tutup valve tabung piston injeksi.
2. Buka valve vent, sampai pressure holder 0 psig dan tutup kembali valve vent.
3. Buka valve vacum, turn on vacum pump dan keluarkan core sampel didalam core holder dan turn off vacum pump dan tutup kembali valve vacum.
4. Check instalasi pastikan tidak ada pressure di tubing. 3.3.7 Core flooding metode
Tahapan kerja pada core flooding sebagian besar mengacu pada API – 63 RP, dan juga diadaptasi dengan kondisi laboratorium EOR Trisakti. Terdapat beberapa tahapan proses yaitu
Setelah kita memilih Jenis polimer, Salinitas dan juga konsentrasi larutan terbaik yang akan digunakan maka kita dapat melakukan tahap ini. Peralatan yang utama adalah :
a. Core, side wall core . b. Pompa injection. c. Core, side wall core . d. Pompa injection.
e. Tabung cylinder N2 atau Co2, volum cap. 6 m2. f. Flow line / tubing injection.
g. Regulator.
h. Core holder. i. Tabung ukur.
Pompa injeksi dan peralatan yang digunakan adalah shrink pump (logger pump),
core holder, pressure tranducer, pressure gauge, tubing injeksi dan tubing out,
silicon gel untuk melumasi piston injeksi, kunci pas (wrench) dan gelas ukur silindris dengan skala yang akurat seperti pada gambar 3.23. Gambar 3.24 bagian A merupakan gambaran umum dari instalasi core flooding, sedangkan pada bagian B adalah hasil layout dari pressure tranducer dimana grafik tersebut adalah pressure, psi pada line Y dan pada line X adalah sampel number yang merupakan detik atau waktu awal injeksi sampai dengan akhir. Secara umum mekanisme tranducer adalah merubah nilai tekanan pada alat atau flow line
kedalam bahasa digital menggunakan program yang disebut arduino program, dari program tersebut akan dimaksukan kedalam computer
Gambar 3.22 Hessler Core Holder Control
Secara umum mekanisme tranducer adalah merubah nilai tekanan pada alat atau flow line kedalam bahasa digital menggunakan program yang disebut
arduino program, dari program tersebut akan dimaksukan kedalam computer ataupun laptop untuk selanjutnya dapat di tampilkan grafik grafik dan juga tabel format excel.
Fluida di injeksikan dengan konstan rate yaitu 0,5 ml / menit serta menggunakan tekanan pada gas cylinder 6 m3 N2 atau CO2 dengan ukuran
pressure 100 psig, sebagai pressure holder atau overburden pressure sehingga aliran fluida tetap mengarah pada core sample didalam core holder dan dapat diperoleh recovery factor penjelasan secara skematik dapat terlihat pada gambar 3.25 [4] [24] .
Injeksi rate 0.5 ml/menit merupakan nilai tengah dari interval injeksi skala 0.1 ml/menit – 1 ml/menit Jika injeksi dilakukan lebih dari ataupun sama dengan 1 ml/menit akan membuat data kurang akurat. Kurang dari 0.5 ml/menit akan menyebabkan waktu injeksi akan semakin lama. Sehingga penelitian ini mengambil nilai tengah dari injeksi rate yaitu 0.5 ml/menit.
0.5 ml/menit jika di konversikan akan setara dengan 23.616 ft/day
sedangkan untuk 1 ml / menit akan setara dengan 47. 232 ft/day. Sehingga nilai
injection pump 0.5 ml/menit dianggap cukup baik untuk dilakukan injeksi dalam skala laboratorium.
Laju alir tesebut diterapkan untuk semua tahapan injeksi dari oil saturation
( primary), Water flooding ( secondary), Injeksi polime ( tertiary) Gambar 3.25 merupakan skematik general dari core flooding metode, pada tahap ini fluida yang digunakan adalah polimer dengan konsentrasi serta salinitas tertentu yang dianggap memenuhi syarat sesuai proses uji larutan sebelumnya.
Gambar 3.23 Peralatan injeksi dan logger pump model : LSP01 – 1BH
Adapun beberapa tahapan yang akan dilakukan dalam injeksi fluida adalah [12] [24][50]. Persiapan injeksi
1. Siapkan sampel yang telah di ketahui propertiesnya.
2. Siapkan larutan polimer hasil screening, minyak sintetis, brine sintetis. 3. Lakukan vacum atau saturasi core dengan brine.
4. Timbang berat basah saturasi brine.
5. Check kondisi peralatan injeksi.
6. Siapkan sampel yang telah di ketahui propertiesnya.
7. Siapkan larutan polimer hasil screening, minyak sintetis dan brine sintetis. 8. Lakukan vacum atau saturasi core dengan brine.
9. Timbang berat basah saturasi brine.
Gambar 3.24 Instalasi perlatan core flooding dan output data pressure tranducer
Pelaksanaan
1. Siapkan core dengan outside diameter 1 (satu) inchi yang telah di saturasi
brine.
2. Masukan core tersebut kedalam karet ukuraan 1 (satu) inchi, tutup karet tersebut dengan metal yang telah di sediakan jangan sampai core dan karet ada celah harus sesuai dan yang berlubang lebih dari 1 (satu) berada di atas (
output) dan yang lubang 1 (satu) berada dibawah ( input). 3. Masukan karet tersebut kedalam core holder.
4. Pasang penopang bawah, putar kekiri dan kanan sampai betul – betul penopang tersebut duduk pada posisinya.
5. Pasang penopang atas sampai menempel dengan metal tutup core bagian atas.
Gambar 3.25 Skematik core holder instrument
6. Pasang pengunci tekanan core holder, putar searah dengan jarum jam, hati – hati jangan terlalu keras agar core yang telah di dalam tidak pecah.
7. Beri tekanan pada over bourden (companing pressure) dengan cara tutup
valve vent, valve vacuum dan buka valve pressure.
8. Buka tabung gas N2, atur pressure regulator sampai tekanan 100 psi ( lihat pada panel core holder). Lakukan dengan perlahan hingga didapat nilai tekanan yang di inginkan.
9. Panaskan core holder dengan menggunakan control suhu sesuai dengan suhu yang diinginkan, kurang lebih 30 menit agar core menjadi panas juga.
10.Pasang rangkaian pompa injeksi ke bagian inlet core holder , pasang transmitter ( tranducer) pada rangkaian input lalu hubungkan dengan kabel data pada laptop atau personal computer sebagai pencatatan data real time
terhadap pressure.
11.Siapkan larutan injeksi brine, minyak dan polimer sebanyak 40 ml.
12.Injeksikan minyak sintetis dengan rate kurang dari 1 ml/menit ( 0,5 ml/menit). 13.Catat data fluida yang telah breakthrough ( keluar dari core), dengan interval 10 menit dan sequence 6 – 10 sequence tergantung sekenario yang digunakan. 14.Hentikan semua mekanisme alat, catat data yang diperlukan, keluarkan core
dalam core holder.
15.Setelah injeksi minyak dengan scenario sebagai kondisi awal model reservoir ( primary).
16.Core di aging atau direndam dengan minyak kembali selama 24 jam.
17.Setelah di aging lakukan injeksi dengan brine kembali dengan scenario
sebagai secondary recovery, lakukan langkah 1 (satu) – 14. 18.Catat ukuran fluida yang keluar sebagai secondary recovery.
19.Hentikan semua mekanisme secondary recovery ( brine injeksi), catat data. 20.Persiapan injeksi ke 3 ( tiga) untuk scenario tertiary recovery ( EOR) dengan
menyiapkan larutan polimer, lakukan injeksi dengan langkah 1 (satu) – 14 ( empat belas).
22.Injeksi core flooding selesai dengan 3 ( tiga) tahapan dan 3 ( tiga scenario) yaitu primary, secondary dan tertiary.
23.Peralatan di matikan ( ditutup) dan pressure di hilangkan dari line.
Adapun scenario yang dilakukan pada tahapan core flooding adalah
1. Core saturasi untuk fluida brine, di maksudkan agar core sampel pori terisi dengan fluida brine oleh karena itu dilakukan vacum core sampel yaitu core di rendam pada larutan brine sintetis selama minimal bubble atau gelembung udara sampai tidak terlihat lagi yang merupakan indikasi fluida sudah mengisi ruang pori batuan.
2. Oil saturation injection hal ini bertujuan untuk saturasi oil pada core sehingga
core sampel terisi oleh fluida oil dan sedikit brine, pada injeksi ini merupakan awal penentuan nilai PV ( pore volume) dengan melihat berapa banyak volum
brine yang terdesak keluar oleh fluida minyak.
3. Catat data selama 100 menit dalam 10 (sepuluh) sequence. Nilai PV tersebut merupakan nilai OOIP ( original oil in place), selain itu injeksi ini merupakan primary skenario.
4. Water flooding scenario atau injeksi brine dengan konsentrasi yang telah di rencanakan, maksud injeksi ini melihat perolehan minyak yang keluar saat injeksi brine dilakukan sehingga dapat di ketahui recovery factor yang dimadsudkan, catat data volum oil dan brine yang keluar dengan interval waktu tertentu, dalam penelitian ini selama 1 (satu) jam ( 60 menit) dengan 6 ( enam) sequence. Serta tahap ini termasuk secondary skenario.
5. Polimer injection, Setelah tahap ke 3 (tiga) terlaksana maka dilakukan injeksi dengan scenario tertiary tahap EOR. Catat data volum polimer dan minyak, selama 1 (satu) jam ( 60 menit) dengan 6 ( enam) sequence.
Dalam melakukan injeksi menggunakan rate injeksi yang konstan, sehingga didapat data RF yang baik, akan tetapi koreksi factor untuk injeksi perlu di ukur secara detail seperti vol. fluida yang berada di instalasi peralatan core holder. Dari nilai pengukuran tersebut maka dapat digunakan untuk data koreksi pada waktu pengolahan data .
3.3.8 . Diagram alir penelitian
Secara umum penelitian ini dimulai dari 3 komponen utama yaitu :
1. Study Literature : Analisa polimer menggunakan metode core flooding
dengan variasi konsentrasi dan salinitas serta menggunakan suhu yang stabil yaitu 60°C ( isotherm)
2. Identifikasi masalah : Bagaimana meng-optimalisasikan penggunaan polimer pada konsentrasi tertentu dengan variasi konsentrasi dan salinitas. Dalam proses ini penelitian akan menghasilkan data – data actual dari laboratorium berkaitan dengan uji parameter yang dilakukan, dari data tersebut dapat di himpun menjdi beberapa point kesimpulan dan saran.
3. Laboratorium : penggunaan metode core flooding testing dengan parameter – parameter tertentu, metode ini di anggap dapat memodelkan kondisi reservoir, dengan menggunakan core sampel baik alami maupun sintetis.
3.3.8.1. Pengumpulan dan Pengolahan data
Pada proses ini merupakan proses analisa terkait dari hasil yang telah didapatkan pada proses sebelumnya secara umum dapat dilihat pada Gambar 3.25. Data yang kita gunakan ada dua (2) macam data yaitu data primer ( data langsung dari penelitian yang dilakukan) dan sekunder ( data yang berasal dari penelitian yang telah dilakukan, dengan kata lain data yang tidak lansung didapat di laboratorium).
Pada diagram alir gambar 3.25 terdapat poin uji rheology, uji ini dilakukan sebelum injeksi core flooding. Untuk mendapatkan data densitas, SG dan viskositas, dari rheology tersebut akan dilakukan uji efek terhadap karakteristik larutan (rheology) sehingga dari 48 larutan yang telah dibuat dapat dilakukan
screening (pemilihan larutan) menjadi 4 (empat ) larutan dengan 4 (empat) core
yang berbeda beda properties, konsentrasi terhadap salinitas dan juga jenis polimer yang digunakan.
Data sekunder dan data primer yang telah berhasil himpun dan di proses pada tahapan analisis, metode anlisis yang dipakai adalah perbandingan data kuantitatif dan korelasi data sekunder dan actual data ( primer) dari laboratorium, diharapkan akan menghasilkan data analisis yang sesuai dengan tujuan penelitian ini.
Hasil analisa dan evaluasi dituangkan dalam penulisan penelitian ini sehingga dapat di presentasi dan di sampaikan pada evaluasi akhir penelitian ini. Evaluasi tersebut diharapkan akan menjadi salah satu bahan references dan juga tujuan dari penelitian ini dapat di realisasikan dengan baik.
72 BAB IV