BAB III TEORI DASAR
3.5. Analisa Sistem Nodal Untuk Sumur Minyak
3.5.1 Sistem Nodal Pada Sumur Sembur Alam
Pada sumur sembur alam, terdapat beberapa faktor yang harus dimengerti secara keseluruhan (lihat Gambar 3.26), dalam hubungannya dengan penentuan laju produksi yang dapat dihasilkan ataupun untuk menganalisa kelakuan produksi dari sumur sembur alam. Faktor tersebut adalah :
1. Inflow Performance, yaitu kelakuan aliran fluida dari formasi ke lubang sumur.
2. Vertikal Flow Performance, yaitu kelakuan aliran fluida dalam pipa vertikal atau tubing.
3. Sistem dipermukaan.
4. Fasilitas peralatan dipermukaan 5. Fasilitas peralatan didalam sumur.
Semua faktor tersebut saling berkaitan dengan erat satu sama lain dan merupakan satu kesatuan yang mempengaruhi aliran gas, minyak dam air dari reservoir sampai ke sistem permukaan. dan gambar berikut ini akan menunjukan letak dari pada faktor-faktor tersebut dalam sistem produksi secara keseluruhan.
Gambar 3.26 Sistim Sumur Secara Keseluruhan.
Analisa sistem nodal merupakan suatu cara pendekatan untuk optimisasi produksi sumur minyak dan gas, dengan cara mengevaluasi secara menyeluruh sistem produksi sumur. Secara lengkap tujuan analisa nodal untuk suatu sumur yang mempunyai Produktivitas Indeks (PI) dan sistem rangkaian tubing didalam sumur pipa salur di permukaan tertentu adalah sebagai berikut :
1. Menentukan laju produksi yang dapat diperoleh secara sembur alam. 2. Menentukan kapan sumur mati.
3. Menentukan saat yang baik untuk mengubah sumur sembur alam menjadi sumur sembur buatan.
4. Optimisasi laju produksi
5. Memeriksa setiap komponen dalam sistem sumur produksi untuk menentukan adanya hambatan aliran.
Analisa sistem nodal adalah teknik menganalisa laju produksi pada suatu titik atau node tertentu, dimana pada titik ini terjadi pertemuan dua komponen sistem produksi. Analisa ini berguna untuk mengoptimalkan fungsi dari komponen-komponen yang ada dalam sistem produksi itu sendiri.
Gambar 3.27 Kehilangan Tekanan dalam Sistem Korelasi.
Kehilangan tekanan dapat terjadi dibeberapa tempat didalam sistem yang komplek (lihat Gambar 3.27), mulai dari reservoir sampai keseperator. Nodes atau titik tersebut adalah:
• ΔP1 = : yaitu kehilangan tekanan pada media berpori. • ΔP2 = : yaitu kehilangan tekanan pada komplesi.
• ΔP3 = : yaitu kehilangan tekanan pada tubing nipple atau choke.
• ΔP3 = : yaitu kehilangan tekanan pada savety valve. • ΔP5 = : yaitu kehilangan tekanan pada choke permukaan. • ΔP6 = : yaitu kehilangan tekanan pada flow line permukaan.
• ΔP7 = : yaitu total kehilangan tekanan pada tubing string. • ΔP8 = : yaitu total kehilangan tekanan flow line.
Disini akan dibahas problem kehilangan tekanan, khususnya yang berhubungan dengan kemampuan sumur untuk memproduksikan fluida yang akan disesuaikan dengan kemampuan pipa tersebut.
Dalam urutan pemecahan masalah sistem produksi yang komplek, nodal ditempatkan sebagai bagian yang didefinisikan oleh perbedaan persamaan atau korelasi, disini akan dipakai korelasi kehilangan tekanan dengan menggunakan metode Hagedorn dan Brown.Gambar 3.28 menunjukkan berbagai titik nodal yang dimaksud. Suatu nodal dikelompokkan sebagai fungsi ketika pada titik tersebut terdapat perbedaan. Pengaruh tekanan atau laju alir digambarkan oleh beberapa fungsi matematik. Pemilihan titik nodal itu sendiri tergantung pada komponen yang diinginkan seperti di dasar sumur, kepala sumur, separator, pertengahan reservoir, ujung reservoir dan sebagainya.
Penyelesaian analisa sistem nodal pada sumur natural flow atau sembur alam, dimana pendekatan sistem nodal adalah cara yang efektif untuk mengevaluasi sistem produksi secara lengkap. Semua komponen didalam sumur mulai dari reservoir (Pr) sampai separator (Psep) dapat dievaluasi.
3.5.1.1.Analisa Nodal Bila Titik Nodal di Dasar Sumur
Titik nodal ini merupakan pertemuan antara komponen formasi produktif/reservoir dengan komponen tubing apabila komplesi sumur adalah “open hole” atau titik pertemuan antara komponen tubing dengan komponen komplesi apabila sumur diperforasi atau dipasang gravel pack. Jika dasar sumur yang digunakan sebagai titik nodal, maka perhitungan yang dilakukan mulai dari separator ke kepala sumur dan dilanjutkan ke dasar sumur
Gambar.3.29.Arah Perhitungan Analisa Nodal di Dasar Sumur.
Dari Gambar 3.29 terlihat bahwa dasar sumur merupakan pertemuan antara dua komponen, yaitu :
• Komponen sistem rangkaian pipa keseluruhan.
• Komponen kemampuan sumur untuk berproduksi, (IPR).
Kedua komponen tersebut dinyatakan dalam grafis dalam diagram tekanan- laju produksi, seperti yang tertera pada Gambar 3.30. Perpotongan kedua grafik tersebut memberikan laju produksi yang sesuai dengan kedua komponen tersebut di atas.
Gambar.3.30 Plot Kurva IPR dan Kurva Tubing Intake
Analisa nodal dengan titik nodal didasar sumur ini terutama digunakan untuk penurunan produksi sebagai perubahan IPR di kemudian hari untuk sistem rangkaian pipa keseluruhan yang tetap.
3.5.1.2.Analisa Nodal Bila Titik Nodal di Kepala Sumur
Tiitik nodal ini merupakan pertemuan antara komponen tubing dan komponen pipa salur dalam hal sumur tidak dilengkapi dengan jepitan atau merupakan titik pertemuan antara komponen tubing dengan komponen jepitan apabila sumur dilengkapi dengan jepitan.
Gambar 3.31 menunjukkan arah perhitungan apabila kepala sumur digunakan sebagai titik nodal. Dua komponen yang ditemukan dalam hal ini adalah :
1. Komponen separator dan pipa salur. 2. Komponen reservoir dan tubing.
Secara grafis pada tekanan - laju produksi dapat dilihat pada Gambar 3.32 diperlukan perubahan laju produksi terhadap tekanan kepala sumur. Perpotongan kedua grafis tersebut menunjukkan laju produksi yang akan diperoleh sesuai dengan IPR dan ukuran tubing tertentu serta tekanan separator dan ukuran pipa salur yang digunakan.
Titik nodal di kapala sumur ini digunakan untuk melihat pengaruh ukuran pipa salur dan kurva tubing untuk beberapa ukuran, maka dapat dipilih kombinasi ukuran pipa salur dan tubing yang terbaik.
Gambar 3.31. Arah Perhitungan Analisa Nodal di Kepala Sumur.
3.5.1.3.Analisa Nodal Bila Titik Nodal di Separator
Gambar 3.33 menunjukkan arah perhitungan jika separator digunakan sebagai titik nodal. Komponen reservoir dan sistem pipa di dalam sumur dan di permukaan ditentukan dengan harga tekanan separator yang direncanakan, yang secara grafis ditunjukkan pada diagram laju produksi-tekanan pada Gambar 3.34. Cara ini digunakan untuk melihat dengan mudah pengaruh tekanan separator terhadap laju produksi yang akan diperoleh.
Gambar 3.34 Diagram Tekanan Laju Produksi Untuk Rangkaian Pipa.
3.5.1.4.Analisa Nodal di Pertengahan Reservoir.
Sebenarnya solusi untuk posisi nodal ini kurang penting bila dilihat dari segi nilai praktisnya dibandingkan posisi nodal yang lain. Tetapi ini cukup penting untuk menggambarkan bahwa laju alir yang sama ditentukan tanpa mempertimbangkan posisi pemecahannya. Posisi ini cukup bagus sebagai gambaran sederhana dari pengaruh perubahan tekanan reservoir (Pr). Penurunan nilai Pr, menyebabkan GOR akan meningkat ke suatu titik dimanan akan mengurangi jumlah gas yang terlarut dalam reservoir tersebut cara penyelesaiannya pada posisi ini, kita mulai pada titik akhir yang lain (tekanan separator) dan melalui semua jalur sampai mencapai Pr dengan menjumlahkan semua kehilangan yang terjadi pada jalur yang dilalui.
Apabila tekanan reservoir cukup besar, sehingga mampu mendorong fluida reservoir dari reservoir ke permukaan maka sumur yang berproduksi dari reservoir
tersebut, merupakan sumur sembur alam. keadaan ini umumnya ditemui pada permulaan masa produksi, tetapi keadaan ini tidak dapat dipertahankan antara lain disebabkan penurunan tekanan reservoir.