BAB IV
INJEKSI AIR PADA SECONDARY RECOVERY
Operasi perolehan minyak tahap kedua (secondary recovey) dilakukan dengan maksud untuk memperoleh minyak sisa di reservoir yang tidak dapat diambil dengan metode tahap pertama (primary recovery). Dalam operasi perolehan tahap kedua ini, suatu fluida diinjeksikan ke dalam reservoir minyak sisa tersebut bukan untuk mempertahankan energi reservoir, tetapi secara fisik mendesak minyak sisa dari reservoir. Waterflooding (injeksi air) merupakan salah satu dari metode
perolehan tahap kedua yang banyak digunakan dalam industri perminyakan, karena water flooding mempunyai banyak keuntungan daripada metode perolehan tahap kedua yang lainnya (gas flooding), diantaranya yaitu :
0 air tersedia dalam jumlah yang melimpah, 1 air relatif mudah diinjeksikan,
2 air mampu menyebar melalui formasi bearing minyak, dan 3 air lebih efisien dalam mendesak minyak.
Dalam sejarahnya, water flood pertama kali terjadi sebagai suatu hasil dari injeksi air yang tidak disengaja pada daerah Pithole City Pensylvania di tahun 1865. Pada tahun 1880, John F. Carll menyimpulkan bahwa air tanah dari lapisan yang lebih dangkal mampu mendorong minyak dari reservoir dan memberi manfaat dalam membantu peningkatan produksi minyak. Pada saat itu air dirasakan sebagai fungsi utama dari injeksi air dalam mempertahankan tekanan reservoir yang memberikan sumur-sumur itu mempunyai umur produktif yang lebih panjang.
Pada awalnya metode waterflooding ini dilakukan dengan menginjeksikan air ke dalam sumur tunggal; saat zone yang terinvasi air meningkat dan sumur-sumur yang berdekatan dimana air tidak menjangkaunya dijadikan sumur penginjeksi untuk memperluas daerah invasi air. Ini dikenal sebagai “circle flooding”. Teknik ini kemudian diperbaiki oleh Forest Oil Corp. dengan mengubah beberapa sumur produksi menjadi sumur injeksi air dan membentuk suatu pola line drive. 4.1. Pengertian Waterflooding
Pada banyak reservoir minyak, tekanan reservoir akan berkurang selama produksi berlangsung. Penurunan tekanan reservoir di bawah tekanan jenuh (bubble point) dari hidrokarbon mengakibatkan keluarnya gas (komponen hidrokarbon yang ringan) dari dalam minyak. Gelembung gas akan membentuk fasa yang
bersinambungan dan mengalir ke arah sumur-sumur produksi, bila saturasinya melampaui harga saturasi equilibrium. Terproduksinya gas ini akan mengurangi energi yang tersedia secara alami untuk memproduksikan minyak, sehingga jumlah minyak yang dapat diproduksikan (recovery) secara alami dapat berkurang pula. Secara umum dapat dikatakan bahwa penurunan tekanan yang tidak terkontrol memberikan kontribusi terhadap pengurangan recovery.
Penurunan tekanan reservoir dapat diperlambat secara alami bila penyerapan reservoir oleh sumur-sumur produksi diimbangi oleh perembesan air ke dalam reservoir dari aquifer. Air ini berperan sebagai pengisi atau pengganti minyak yang terproduksi, disamping berperan sebagai media pendesak. Mekanik produksi minyak yang mengandalkan tenaga pengembangan dari gas yang keluar dari larutan
(depletion drive). Kenyataan ini mendorong orang untuk melakukan proses
penginjeksian air (waterflooding) dari permukaan bumi ke dalam reservoir minyak. Waterflooding merupakan metode perolehan tahap kedua dimana air diinjeksikan ke dalam reservoir untuk mendapatkan tambahan perolehan minyak yang bergerak dari reservoir minyak menuju ke sumur produksi setelah reservoir tersebut mendekati batas ekonomis produktif melalui perolehan tahap pertama.
Penginjeksian air yang dimaksudkan disini merupakan penambahan energi kedalam reservoir melalui sumur-sumur tertentu, yaitu sumur injeksi. Air ini akan mendesak minyak mengikuti jalur-jalur arus (stream line) yang dimulai dari sumur injeksi dan berakhir pada sumur produksi. Pada suatu saat partikel air yang bergerak dari sumur injeksi ini akan sampai pada sumur produksi, pada saat mana air mulai terproduksi.
Gambar 4.1.
Kedudukan Air Sepanjang Jalur Arus Sebelum dan Sesudah Tembus Air Pada Sumur Produksi 13)
Gambar 4.1. menunjukkan kedudukan partikel air A, B, C, D, dan E yang bergerak pada waktu yang bersamaan di sekeliling lubang sumur, melalui jalur arus 1, 2, 3, 4, dan 5. Jalur-jalur ini merupakan seperempat bagian dari pola injeksi-produksi lima titik (five spot). Gambar itu memperlihatkan pula kedudukan partikel air yang membentuk batas air-minyak sebelum (a) dan sesudah (b) tembus air (water
breakthrough) pada sumur produksi. Fraksi air yang turut terproduksi ini makin lama makin besar, sehingga suatu saat produksi sumur tidak ekonomis lagi.
Sekarang timbul pertanyaan, berapa besar volume minyak yang telah diproduksikan dengan bantuan injeksi air sampai dengan lain produksi yang tidak bernilai ekonomis. Atau dengan perkataan lain pertanyaan ini menyangkut berapa besar recovery minyak dalam tahap produksi sekunder itu (proses injeksi air merupakan tahap produksi sekunder yang proses pelaksanaannya mengikuti tahap produksi primer). Pertanyaan ini sebenarnya memerlukan jawaban sebelum keputusan untuk melaksanakan proses penginjeksian air diambil.
Sebelum dilakukan proses waterflooding maka diperlukan studi pendahuluan yang meliputi :
0 Perolehan data-data
0 Sifat fisik batuan reservoir.
0 Permeabilitas rata-rata dalam berbagai luasan reservoir. 1 Data porositas dalam berbagai luasan reservoir.
2 Heterogenitas reservoir mengenai perubahan permeabilitas dalam setiap ketebalan.
1 Sifat fluida reservoir.
Meliputi : gravitasi, faktor volume formasi, dan viscositas sebagai fungsi saturasi fluida.
2 Distribusi saturasi air.
Distribusi saturasi air sebelum dan sesudah injeksi. 3 Model geologi.
Diperlukan pengetahuan tentang model geologi yang dapat diterapkannya waterflooding dengan tepat, pengetahuan meliputi stratigrafi dan struktur. 4 Sejarah produksi dan tekanan.
Identifikasi mengenai mekanisme pendorong selama masa produksi awal seperti; water drive, gas cap drive, solution gas drive. Perkiraan minyak yang tersisa setelah produksi awal serta distribusi tekanan dalam reservoir.
5 Air untuk injeksi.
Air untuk injeksi harus mempunyai syarat-syarat :
0 Tersedia dalam jumlah yang cukup sepanjang masa injeksi 1 Tidak mengandung padatan-padatan yang tidak dapat larut. 2 Secara kimiawi stabil dan tidak mudah bereaksi dengan elemen-elemen yang terdapat dalam sistem injeksi dan reservoir.
1 Simulasi reservoir.
Sebelum waterflooding diterapkan terlebih dahulu dibuat simulasinya
berdasarkan data-data diatas. Simulasi dapat dibuat dalam sistem 1 dimensi, 2 dimensi, dan 2 dimensi dengan teknik numerik.
2 Laboratorium.
Diadakan penelitian laboratorium untuk mencari kecocokan antara proses waterflooding dengan sifat batuan dan fluidanya.
3 Pilot Project.
Mencoba mengaplikasikan ke dalam permasalahan di lapangan. Ada dua jenis pola injeksi yang umum digunakan, yaitu pola five-spot dan single-injection. Kedua pola ini dapat memaksimalkan jumlah migrasi minyak.
4 Monitoring.
Melihat dan mengevaluasi hasil yang diperoleh dari lapangan. Di evaluasi apakah tidak terjadi aliran minyak yang keluar dari pilot area.
5 Resimulasi.
Hasil yang diperoleh dari lapangan dibandingkan dengan simulasi reservoir yang dibuat, lalu diadakan penyesuaian antara kondisi lapangan dengan simulasi reservoirnya.
6 Evalusi ekonomi.
Meliputi: Perkiraan biaya yang dibutuhkan, perhitungan-perhitungan dan presentasi.
Sedangkan penilaian layak tidaknya suatu proyek waterflooding memerlukan keterangan-keterangan mengenai :
Tahap pendahuluan : perkiraan recovery menyeluruh.
Tahap lanjutan : perkiraan laju produksi terhadap waktu. Perkiraan recovery menyeluruh ini diperlukan untuk memperoleh gambaran kasar apakah proses injeksi air layak dilaksanakan. Persamaan empiris yang dapat digunakan adalah :0 Guthrie – Greenberger
ER = 0,2719 log K + 0,25569 Sw + 0,1355 log o – 1,538 - 0,0003488 h +
0,11403 ... (4-1) 0 A P I
1
0,2159 898 , 54 0,1903 0770 , 0 0422 , 0 a i w oi i oi w R S P P W k B S E .... (4-2) dimana :Sw : saturasi air, fraksi
K : permeabilitas, mD
: porositas, fraksi h : tebal formasi
o : viscositas minyak, cp w : viscositas air, cp
Bo : faktor volume formasi minyak, (STB/BBL)
Pi : tekanan reservoir mula-mula, psia
Pa : tekanan reservoir pada saat ditinggalkan, psia
Secara volumetris dapat pula ditentukan jumlah minyak yang dapat dihasilkan oleh penginjeksian air yaitu berdasarkan persamaan:
or or op op t sw pf B S B S E V N 7758 ... (4-3) dimana :
Npf : kumulatif produksi minyak, STB
Vsw : gross swept volume, acre-ft
Sop : saturasi minyak pada saat dimulai injeksi, fraksi
Bop : faktor volume formasi minyak pada awal injeksi,
BBL/STB
Bor : faktor volume formasi minyak pada akhir injeksi, BBL/STB Et : effisiensi total penginjeksian, fraksi.
Gross swept volume, Vsw merupakan volume minyak yang dipengaruhi oleh
letak dari sumur injeksi-produksi yang harganya belum tentu sama dengan volume reservoir keseluruhannya. Faktor efisiensi, Et dipengaruhi sifat homogenitas reservoir
(variasi harga permeabilitas dalam arah vertikal) dan pola susunan sumur injeksi-produksi.
4.2. Perencanaan Waterflooding
0 Penentuan Lokasi Sumur Injeksi-Produksi
Pada umumnya dipegang prinsip bahwa sumur-sumur yang sudah ada sebelum injeksi dipergunakan secara maksimal pada waktu berlangsungnya injeksi nanti. Jika masih diperlukan sumur-sumur baru maka perlu ditentukan lokasinya. Untuk memilih lokasi sebaiknya digunakan peta distribusi cadangan minyak tersisa. Di daerah yang sisa minyaknya masih besar mungkin diperlukan lebih banyak sumur produksi daripada daerah yang minyaknya tinggal sedikit. Peta isopermeabilitas juga membantu dalam memilih arah aliran supaya penembusan fluida injeksi
(breakthrough) tidak terjadi terlalu dini.
4.2.2. Penentuan Pola Sumur Injeksi-Produksi
Untuk meningkatkan faktor perolehan minyak salah satu caranya adalah dengan efisiensi yang sebaik-baiknya dengan membuat satu caranya adalah dengan mendapatkan efisiensi yang sebaik-baiknya dengan membuat pola sumur injeksi-produksi.Tetapi kita harus tetap memegang prinsip bahwa sumur yang sudah ada sebelum injeksi harus dapat digunakan semaksimal mungkin pada waktu
berlangsungnya injeksi nanti.
Pertimbangan-pertimbangan dalam penentuan pola sumur injeksi produksi tergantung pada:
0 Tingkat keseragaman formasi, yaitu penyebaran permeabilitas ke arah lateral maupun ke arah vertikal.
1 Struktur batuan reservoir meliputi patahan, kemiringan, dan ukuran. 2 Sumur-sumur yang sudah ada (lokasi dan penyebaran).
3 Topografi. 4 Ekonomi.
Pada operasi waterflooding sumur-sumur injeksi dan produksi umumnya dibentuk dalam suatu pola tertentu yang beraturan, misalnya pola tiga titik,lima titik, tujuh titik, dan sebagainya. Pola sumur dimana sumur produksi dikelilingi oleh sumur-sumur injeksi disebut dengan pola normal. Sedangkan bila sebaliknya yaitu sumur-sumur produksi mengelilingi sumur injeksi disebut dengan pola inverted. Masing-masing pola mempunyai sistem jaringan tersendiri yang mana memberikan jalur arus beda sehingga memberikan luas daerah penyapuan yang berbeda-beda. Diantara pola-pola yang paling umum digunakan :
0 Direct line drive : sumur injeksi dan produksi membentuk garis tertentu dan saling berlawanan. Dua hal penting untuk diperhatikan dalam sistem ini adalah jarak antara sumur-sumur sejenis (a) dan jarak antara sumur-sumur tak sejenis (b)
1 Staggered line drive : sumur-sumur yang membentuk garis tertentu dimana sumur injeksi dan produksinya saling berlawanan dengan jarak yang sama panjang, umumnya adalah a/2 yang ditarik secara lateral dengan ukuran tertentu.
Gambar 4.2.
Pola-Pola sumur Injeksi-Produksi 10)
2 Four spot : terdiri dari tiga jenis sumur injeksi yang membentuk segitiga dan sumur produksi terletak ditengah-tengahnya.
3 Five spot : Pola yang paling dikenal dalam waterflooding dimana sumur injeksi membentuk segi empat dengan sumur produksi terletak ditengah-tengahnya.
4 Seven spot : sumur-sumur injeksi ditempatkan pada sudut-sudut dari bentuk hexagonal dan sumur produksinya terletak ditengah-tengahnya.
4.2.3. Penentuan Debit Injeksi dan Tekanan
Debit injeksi yang akan ditentukan di sini adalah untuk sumur-sumur dengan pola tertutup dengan anggapan bahwa mobility ratio (R) sama dengan satu. Besarnya debit injeksi sangat tergantung pada perbedaan tekanan injeksi di dasar sumur dan
tekanan reservoirnya. Bentuk persamaan dikembangkan dari Persamaan Darcy sesuai dengan pola sumur injeksi-produksi,sebagai berikut :
Pola direct line drive (d/a 1),
ln / 1,571 / 1,838
10 541 . 3 3 a d r a x P k i w w w
... (4-4)0 Pola staggered line drive (d/a 1),
ln / 1,571 / 1,838
10 541 . 3 3 a d r a x P h k i w w w
... (4-5) Pola five spot (d/a = 0,5),
ln / 0,619
10 541 , 3 3 w w w r d x P h k i
... (4-6) Pola seven spot,
ln / 0,619
10 72 , 4 3 w w w r d x P h k i
... (4-7) dimana : i : laju injeksi,bbl/daykw : permeabilitas efektif terhadap air, mD
h : ketebalan, ft
P : perbedaan tekanan di dasar, psi
w : viscositas air,cp
d : jarak antara sumur tidak sejenis, ft a : jarak antara sumur sejenis
rw : jari-jari efektif sumur, ft
Persamaan yang disebutkan diatas adalah laju injeksi dari fluida yang mempunyai mobilitas yang sama (M=1) karena reservoir minyak terisi oleh cairan saja. Untuk menentukan laju injeksi sampai dengan terjadinya interferensi digunakan persamaan:
r r K r r k P h k x i e ro o w rw w w / ln / ln 10 07 , 7 3 ... (4-8) dimana :re : radius terluar oil bank, ft
r : radius terluar dari front pendesakan air, ft
Dari persamaan darcy terlihat bahwa debit injeksi dan tekanan injeksi mempunyai keterkaitan. Masalah sekarang adalah besaran mana yang harus ditentukan lebih dahulu, karena keduanya merupakan besaran yang dapat diatur dalam operasi injeksi air. Untuk mencapai keuntungan ekonomis yang maksimal biasanya diinginkan debit injeksi yang maksimal, namun ada
pembatasan-pembatasan yang harus diperhatikan. Batas bawah debit injeksi adalah debit yang menghasilkan produksi minyak yang merupakan batas ekonomisnya. Batas atas debit injeksi adalah debit yang berhubungan dengan tekanan injeksi yang mulai
menyebabkan terjadi rekahan di reservoir. Metode untuk memperkirakan debit injeksi yang terbaik dengan menggunakan pola five spot seperti yang ditunjukan pada gambar berikut ini.
Gambar 4.3.
Divisi dari Sebuah Segment Jaringan Sumur Five-Spot Kedalam Sektor Aliran Radial 22)
Gambar 4.4.
Conductance Ratio Untuk Five Spot Pattern 13)
Analisa berikutnya adalah injeksi air dari interface sampai dengan fill-up. Besarnya laju injeksi pada perioda ini dinyatakan dengan persamaan:
iwf = x I ... (4-9)
dimana :
iwf : laju injeksi air selama fill up, bbl/day
i : laju injeksi fluida dengan M = 1, bbl/day 0 : conductance ratio yang ditentukan dari grafik
Gambar 4.4. memperlihatkan salah satu contoh grafik conductance ratio untuk pola five spot. Dengan diketahuinya laju injeksi pada setiap periode dari perilaku water flood, maka diramalkan waktu injeksi dari setiap periode.
0 Penentuan Performance Injeksi Berpola
Percobaan model fisik berskala kecil menghasilkan beberapa grafik
performance dalam bentuk hubungan Es (effisiensi penyapuan) terhadap Vid (volume
yang diinjeksikan, tak berdimensi), atau fw (fraksi laju aliran dari fluida pendesak,
misalnya air) terhadap M (perbandingan mobilitas air terhadap minyak). Model fisik ini menggambarkan reservoir dan aliran sebagai berikut :
0 Tebal lapisan dibandingkan dengan ukuran reservoir adalah kecil, sehingga persoalan dapat dianggap 2 dimensi.
1 Tidak ada pengaruh gravitasi atau kemiringan reservoir adalah kecil (<10o)
2 Reservoir bersifat homogen
Hasil percobaan diperoleh dari perekaman daerah yang didesak dan dinyatakan dalam hubungan Es terhadap bermacam-macam harga fw dan Vid
injeksi
pola
unit
luas
front
belakang
di
daerah
luas
E
s
... (4-10)
d i id V didesak yang pori pori volume V diinjeksi telah yang volume V ... (4-11) Vd = Vb (1 – Swc –Sor) ... (4-12)Untuk tiap-tiap pola injeksi ada grafik tersendiri. Gambar 4.5. adalah salah satu contohnya, yaitu untuk pola sumur five spot. Hasil percobaan ini dapat digunakan untuk menentukan performance dari reservoir yang mengalami injeksi berpola, baik untuk lapisan tunggal maupun untuk reservoir berlapis-lapis. Dalam hal ini akan dibahas untuk reservoir lapisan tunggal.
Gambar 4.5.
Grafik Effisiensi untuk Pola Penyapuan Lima Titik 13)
Pada waktu injeksi dimulai reservoir akan mengandung gas bebas bila tekanan reservoir berada dibawah tekanan jenuh. Gas bebas ini baru dapat mengalir bila saturasi gas sudah melampaui harga saturasi yang kritis (Sg > Sgc). Gas bebas
pada saat saturasi mencapai Sg Sgc masih belum dapat mengalir, sehingga injeksi air
tidak dapat mendesak gas ke arah sumur-sumur produksi melainkan tertinggal di belakang front atau larut kembali dalam minyak.
4.2.4.1. Penentuan Performance Bila 0SgSgc
Np = produksi minyak kumulatif
Wp = produksi air kumulatif
Wi = injeksi air kumulatif
WOR = perbandingan laju produksi air terhadap laju produksi minyak
Gambar 4.6.
Grafik Efisiensi Penyapuan Untuk pola Lima Titik 10)
Perhitungan dimulai dengan menentukan harga-harga : 0 Perbandingan mobilitas w o S ro S rw wc or k K M ... (4-13) 1...VD = volume pori-pori yang dapat didesak oleh air (displaceble pore volume)
2...Dari grafik-grafik (seperti pada gambar 4.6.) dapat ditentukan hubungan Es vs Vid
(=Vi/VD) atau Es vs fw untuk harga M yang bersangkutan.
I. Vid Es II. Es fw * * - * = tembus air dst dst dst dst Di buat gambarnya pada kertas milimeter
Dari hubungan Vid vs Es seperti di atas dapat dihitung :
(fo)res = id s dV dE (fw)res = 1 – (fo)res id s dV dE
= tan , dimana adalah sudut kemiringan dari grafik Es vs Vid
atau id s dV dE id s V E
0 Dari harga (fw)res dapat dihitung :
res w res w res f f WOR 1 ... (4-15)
w o res s B B WOR WOR ... (4-16) 1...Selanjutnya ditentukan : o D el s p B V E N ( )mod ... (4-17) w D el id i B V V W ( )mod ... (4-18) w o p w i p B B N B W W ... (4-19) Hasil yang diperoleh dari perhitungan di atas memberi kemungkinan untukmenghitung harga-harga :
p p p s o N W d N d f ( ) ... (4-20)
res o s o s f f WOR 1( ) ... (4-21)
p p
p N W d N d ) (= tan , dimana tan adalah sudut kemiringan dari grafik Np vs (Wp + Np)
Gambar 4.7.
Grafik Hubungan Np vs (Wp + Np) 13)
Bila digunakan hubungan Es vs fw maka perhitungan performance dilakukan sebagai
berikut :
0.Setelah menentukan M dan Vd, maka dibuatlah grafik Es vs fw. Kemudian dihitung ;
iD s res o dV dE f
iD s res w dV dE f 1
s res dE w iD f -1 1 dV ... (4-22)
s res w iD f dE V 1 1Harga integral sama dengan luas grafik
res w f 1 1 vs Es
Dari sini diperoleh harga-harga Es vs ViD
w D iD i B V x V W o D s p B V x E N
w o res w res w s B B f f WOR 1 ... (4-23) 4.2.4.2. Penentuan Performance Bila Sg>SgcGas bebas yang dapat mengalir akan bergerak mendahului minyak bila didesak oleh air. Mobilitas gas jauh lebih besar dari mobilitas minyak, sehingga gas akan mendahului minyak, tetapi tidak semua gas akan terdorong oleh minyak. Sebagian akan tertinggal sebagai reidual gas atau terlarut kembali dalam minyak. Bila di buat penampang aliran dari sumur injeksi hingga sumur produksi akan terlihat tiga zona, yaitu air, minyak, dan gas seperti dapat dilihat pada gambar 4.8.
Gambar 4.8 Zona Minyak dan Gas 21)
Dari mulai terbentuknya hingga oil bank mencapai sumur produksi minyak tetap diproduksikan seperti sebelum di injeksi dimulai (kecuali bila sumur-sumur produksi ditutup) dengan harga GOR yang tinggi. Laju produksi minyak akan bertambah setelah oil bank mencapai sumur produksi (oil breakthrough) disertai dengan berkurangnya harga GOR. Perkiraan performance dilakukan berdasarkan data Es vs fw (ViD vs Es) dengan memperhatikan jumlah air yang telah di injeksi (Wif)
hingga oil bank breakthrough.
Penentuan performance berikaut ini di peroleh dari metode yang sama seperti untuk lapisan tunggal dimana 0SgSgc disertai dengan anggapan bahwa :
1. Oil bank diusahakan bertemu pada sumur produksi yang dikelilingi oleh sumur injeksi, hal ini telah dicapai oleh sistem injeksi berpola.
2. Oil telah mengisi seluruh bagian reservoir kecuali daerah yang diisi oleh air pada saat oil bank mencapai sumur produksi. Oil bank breakthrough terjadi bersamaan di semua unit dari injeksi berpola.
3. Selama pengisian pori-pori yang telah ditinggalkan oleh gas dengan minyak hingga oil bank breakthrough tercapai (fill-up) sumur tetap memproduksi minyak (qo) seperti sebelum injeksi dimulai.
Pada saat oil bank breakthrough terjadi maka volume air dan situasi minyak adalah sebagai berikut :
1. Situasi minyak pada oil bank :
So = (1 – Swc – Sgr) ... (4-24)
Dan displaceable porosity :
D = (1 – Swc – Sgr – Sor) ... (4-25)
2. Jumlah air yang telah diinjeksi, Wif, mengisi ruangan yang telah ditinggalkan
oleh :
0...Gas bebas yang mengalir keluar sebanyak : Vb (Sg – Sgr)
1Reservoir void sebagai akibat minyak terproduksi sebesar qo selama fill-up (t) : Wif = Vb (Sg – Sgr) + (void rate) (t) dimana : (t) = w w if B i W iw = laju injeksi void rate = qo . Bo Sehingga :
w w o o gr g b B i B q S S V W 1 ... (4-26) atau :
w gr or
w w o o gr g iD S S S B i B q S S V 1 1 ... (4-27)Sampai dengan fill-up : Minyak yang diproduksikan :
w w iD D w w i o pf B i V V B i W q N ... (4-28) Untuk Wi Wif atau ViD ViDf
Setelah fill-up :
Produksi minyak kumulatif :
pf o D iDf s p N B V V E N ... (4-29)o iDf D s B V V E ... (4-30) Untuk Wi Wif
Volume air yang telah diinjeksikan sejak operasi dimulai :
w D D i B V el V V Wi mod ... (4-31) Produksi air kumulatif :
Wp = volume air yang diinjeksikan sesudah fill-up
= volume air yang menggantikan minyak sesudah fill-up.
=
w D iDf s w D iDf iD B V V E B V V V =
w D s iD B V E V ... (4-32) Perbandingan air minyak / Water Oil Ratio (BAM/WOR) di permukaan :
p p s dN dW WOR ... (4-33) Secara tabulasi perhitungan performance disusun sebagai berikut :ViD Es Es - ViDf ViD - Es WI Np Wp (WOR)s
4.2.5. Sistem Pengolahan Air Injeksi
Air yang diinjeksikan ke dalam reservoir seringkali menimbulkan beberapa persoalan, seperti korosi baik pada peralatan di permukaan ataupun di bawah
permukaan, scale, swelling, padatan tersuspensi, gas yang terlarut ; yang kesemuanya itu bisa mengurangi efficiency pendorongan minyak oleh air.
Apabila air yang diinjeksikan berasal dari sumber lain jika bukan dari formasi yang akan diinjeksi, maka haruslah diperiksa terlebih dahulu sifat campuran kedua air tersebut. Apakah campuran itu tidak menimbulkan endapan-endapan kimia seperti barium sulfat, calcium sulfat, calcium carbonat, sulfida besi dan oksida besi yang diakibatkan unsur-unsur dari zat-zat tersebut dalam air injeksi. Jika hal ini terjadi, maka pori-pori formasi akan tersumbat dan injeksi air akan macet atau kurang lancar.
Begitu pula akibat banyaknya oksigen dalam air injeksi bisa menimbulkan
tumbuhnya bakteri dalam pori-pori formasi, sehingga hal serupa dapat terjadi. Pada pokoknya campuran tersebut selain tidak boleh menimbulkan endapan, dan tidak boleh merusak formasi, misalnya kalau dalam formasi kapur tidak boleh
menyebabkan larutnya formasi tersebut, juga kalau dalam formasi clay tidak boleh menimbulkan swelling. Sehingga dikatakan bahwa sifat campuran kedua air biasa disebut compatibility. Dua macam air lebih dikatakan compatibility-nya baik apabila campuran tersebut tidak menyebabkan reaksi apa-apa.
Untuk mencegah problem-problem ditimbulkan seperti diatas, maka dapat digunakan treatment yang berupa ;
1. Aeration,
Adalah pemecahan air menjadi partikel-peartikel halus ke dalam suatu ruangan. Proses ini dimaksudkan untuk pengoksidasian besi dan mangan yang terdapat di dalam air, sehingga hasil oksidasinya dapat tersaring. Aeration juga digunakan untuk menghilangkan karbondioksida dan hidrogen sulfida dari dalam air.
Aeration, sudah tentu menyebabkan penambahan kadar oksigen dalam air, dan ini bisa menjadikan air lebih korosif. Akan tetapi metode ini terutama dipakai untuk air yang mengandung besi, mangan, karbondioksida dan hidrogen sulfida.
2. Penambahan zat kimia (chemical treatment)
Chemical treatment ini berfungsi untuk menghilangkan senyawa-senyawa yang dapat menghilangkan korosi, scale, swelling. Jadi di sini penambahan zat kimia yang dipergunakan untuk weater treatment pemilihannya bergantung kepada persoalan yang dihadapi. Misalnya, garam-garam alkali digunakan untuk menaikkan pH dan menghilangkan karbondioksida ; chlor seringkali dipakai untuk mengontrol algae, dan sebagainya.
3. Settling atau pengendapan
Dimaksudkan untuk mengendapkan padatan-padatan yang tersuspensi dalam air. Sehingga dapat memisahkan benda padat yang halus seperti lumpur, clay, sand,
dan silt dari air. Tempat-tempat yang biasa dipakai untuk pengendapan ini adalah oil skimmer tank atau skimming pit.
4. Algae treatment
Algae treatment ini dilakukan dengan menambahkan zat-zat kimia seperti chlor, hypochlorite, tembaga sulfate dan phenol ke dalam air. Caranya adalah zat-zat tersebut diinjeksikan ke dalam air sebagai gas dalam jumlah yang kecil, tetapi kontinu.
5. Penyaringan (filtering)
Penyaringan ini berfungsi sebagai penyaring dari partikel-partikel yang tersuspensi dalam air, dengan ukuran yang lebih kecil. Dalam prakteknya dilakukan setelah treatment terhadap zat-zat yang berbentuk endapan. 6. De-aeration
Yaitu proses pemecahan air menjadi partikel-partikel di dalam suatu ruang hampa, sehingga oksigen bersatu dengan udara, kemudian dikeluarkan oleh vacum pump.
Dalam prakteknya pengolahan-pengolahan tersebut diklasifikasikan dalam tiga sistem, yaitu sistem terbuka, sistem setengah tertutup, dan sistem tertutup (dalam garis besarnya seperti pada pressure maintenance).
1 Perhitungan Perolehan Minyak
Perhitungan untuk meramalkan perolehan minyak dari pendesakan fluida tidak tercampur terutama air telah dikembangkan oleh banyak ahli, baik secara analitis maupun empiris. Pada bagian ini akan dibicarakan perolehan minyak berdasarkan pendesakan linier yang dikembangkan oleh Buckley dan Leverett pada pendesakan injeksi berpola.
4.3.1. Pendesakan Linier
Pendesakan linier adalah pendesakan yang mempunyai kecepatan hanya dalam satu arah pada setiap saat dan setiap tempat. Dalam prakteknya dapat terjadi
pada pendesakan berpola direct line drive yang jarak antara sumur sejenis jauh lebih kecil daripada jarak antara sumur tidak sejenis.
Secara umum, suatu pendesakan akan mempunyai batas yang merupakan front terdepan fluida pendesak. Pada bidang front ini saturasi fluida pendesak melonjak naik, kemudian di belakang front saturasi fluida pendesak naik secara berangsur-angsur sampai mencapai saturasi maksimalnya, yaitu seharga (1 – Sor fluda
yang didesak)
Persamaan Fraksi Aliran
Gambar 4.9. Geometri Aliran 7)
Anggapan/asumsi yang digunakan : 5 Aliran mantap (steady state).
6 Sistem pendesakan dari dua macam fluida yang tidak larut satu sama lain (immiscible).
7 Fluida yang tidak dapat dimampatkan (incompressible). 8 Aliran terjadi pada media berpori-pori yang homogen.
Persamaan yang digunakan untuk menghitung efisiensi pendesakan dikembangkan pertama kali oleh Buckley-Leverret, yang mendasarkan pada persamaan Darcy : gsin s P k V ... (4-34)
dimana :
s = sumbu yang searah dengan aliran 0 = sudut kemiringan
= massa jenis k = permeabilitas P = tekanan V = laju aliran
Untuk aliran horisontal, persamaan (4-34) berubah menjadi :
ds dP k V ... (4-35)
Jika dua macam fluida yang mengalir, misalkan air dan minyak, maka persamaan aliran untuk masing-masing fasa menjadi :
ds gsin P k V w w w w ... (4-36) ds gsin P k V o o o o ... (4-37) Dengan pengaturan selanjutnya gabungan dari persamaan (4-36) dan (4-37) menjadi :
sin o w w o o o o w w w P P P P ds d k A q k A q sin P g ds d ... (4-38) penampang luas A A q Jika qt = qo + qw ... (4-39)Maka persamaan (4-38) menjadi :
g Pssin ds dP k A q k A q k A q c o w o o t o w w w ... (4-40)
Dengan jalan membagi persamaan (4-40) dengan o t o k q dan
mendefinisikan fraksi aliran fw = t w
q q
o w w o c o t o w k k g ds dP q A k f 1 sin 1 ... (4-41)
atau bila dinyatakan dalam satuan :
k = mD Pc = psi
= cp s = ft
A = ft3 = gr/cc
... (4-42)
Data tekanan kapiler umumnya dinyatakan sebagai fungsi dari (Sw) gradien
tekanan kapiler dapat dinyatakan dalam hubungan : (4-43)
dimana harga diperoleh dari grafik tekanan kapiler. Akan tetapi sulit diperoleh, atau tidak diketahui sama sekali. Berdasarkan hal itu untuk segi praktisnya maka harga diabaikan. Jadi persamaan fraksi aliran menjadi :
(4-44)
Persamaan ini akan lebih sederhana bila aliran terjadi dalam arah horisontal,
= 0.
(4-45)
Bila pendesakan minyak terjadi pada temperatur konstant dengan harga viscositas minyak dan air tertentu, maka persamaan (4-45) hanya merupakan fungsi langsung dari saturasi. Persamaan fraksi aliran jika di plot dalam kertas milimeter akan menghasilkan kurva seperti ditunjukkan pada gambar 4.10. dengan saturasi antara Swc dan 1 - Sor dimana fraksi aliran bertambah dari nol sampai satu.
Kurva Fraksi Aliran Sebagai Fungsi dari Saturasi Air 7)
0 Metoda Pendesakan Kemajuan Front
Dalam th 1942 Buckley-Leverett menyajikan apa yang disebut sebagai persamaan dasar untuk menggambarkan pendesakan immiscible satu dimensi. Persamaan Buckley-Leverret tersebut adalah :
(4-46)
Untuk laju injeksi air yang konstan (iw = qi) kecepatan bidang dengan Sw
pada Sw yang bersangkutan. Sedangkan letak atau posisi dengan Sw yang
berbeda-beda pada waktu tertentu dapat dinyatakan dengan persamaan sebagai berikut : (4-47)
dimana :
Wi = injeksi air kumulatip (dengan anggapan Wi = 0, untuk t = 0)
Secara matematis terdapat kesukaran hubungan antara kurva fraksi aliran (Gambar 4.10.) dengan persamaan (4-47). Adanya titik belok di dalam kurva fraksi aliran menyebabkan dfw vs Sw akan mempunyai suatu titik maksimum yang
ditunjukkan oleh gambar 4.11a. Penggunaan persamaan (4-48) untuk memplot distribusi pada waktu tertentu akan menghasilkan kurva garis lurus pada gambar 4.11b.
Gambar 4.11.
0 Penurunan Saturasi dari Suatu Kurva Fraksi Aliran 1 Distribusi Saturasi Dalam Jarak Pendesakan 7)
Profil saturasi seperti gambar di atas secara fisik tidak mungkin, karena tidak mungkin ada beberapa harga saturasi pada satu titik di reservoir. Untuk
menggambarkan profil saturasi yang tepat maka ditarik garis vertikal lurus sehingga luas A sama dengan B. Garis ini merupakan gambaran saturasi di front Swf
Welge (1952) mengajukan pendekatan lain untuk menentukan Swf. Cara
yang dilakukan adalah mengintegrasikan distribusi saturasi dari titik injeksi ke front, selanjutnya dapat diperoleh saturasi air rata-rata di belakang front (sw), seperti ditunjukan pada gambar 4.12.
(4-48) atau :
(4-49)
Untuk memenuhi persamaan tersebut, haruslah dibuat garis singgung terhadap kurva fraksi aliran dari titik (Sw = Swf ; fw = 0) ke titik (Sw = Swf ;fwSwf) dan ekstrapolasi
garis singgung tersebut akan memotong garis fw = 1 di titik (Sw = Sw ; fw = 1). Untuk
lebih jelasnya dapat kita lihat gambar 4.12.
Gambar 4.12.
Garis Singgung terhadap Kurva Fraksi Aliran dari Sw = Swc 7)
Dengan demikian di dalam menentukan Swf, fwSw dan Sw diperlukan plot
kurva fraksi aliran, yaitu dengan menggunakan persamaan (4-44) atau (4-48) untuk interval saturasi Swc < Sw <1 - Sor. Perlu di ingat bahwa masing-masing persamaan
tersebut mengabaikan pengaruh gradien tekanan kapiler. Hal ini dapat dipenuhi untuk di belakang front, yaitu bahwa Swf < Sw <1 - Sor.
Sebelum breakthrough (BT) dalam sumur produksi persamaan untuk menentukan posisi bidang dengan Sw konstan untuk Swf < Sw < 1 < 1 - Sor adalah :
(4-50)
Pada saat breakthrough dan sesudahnya yang diamati adalah kenaikan Sw pada sumur produksi, dalam hal ini x = L, sehingga persamaan menjadi:
(4-51) dimana :
Swe = Sw sesaat di sumur produksi.
Pada saat breakthrough, saturasi front pendesakan Swf = Sw bt mencapai sumur
produksi dan water cut reservoir bertambah dengan cepat dari nol sampai fwbt =fwswf.
Perolehan minyak untuk fasa ini dinyatakan dengan persamaan berikut :
Npdb Widbt = qidbt = ( – Swc) = ... (4-52) Bila laju injeksi tanpa dimensi iwd = qi/LA, (PV/satuan waktu), maka waktu
terjadinya breakthrough dapat dihitung dengan persamaan : (4-53)
Setelah breakthrough, L tetap konstan pada persamaan (4-51) dan Swe, Fwe, Sw
dan fraksi aliran pada sumur produksi berangsur naik seperti yang ditunjukan pada gambar 4.13. selama fasa ini perhitungan recovery minyak lebih komplek dan memerlukan aplikasi Welge (4-48), yaitu :
(4.54)
Dari persamaan (4-51) dan persamaan (4-54) berubah menjadi: (4-55)
Bila masing-masing ruas dikurangi Swc maka akan di peroleh persamaan untuk
menghitung perolehan minyak, yaitu : (4-55)
Gambar 4.13.
Distribusi Saturasi Air Pada Saat Breakthrough dan Sesudahnya Pada Pendesakan Air Linier 7)
Kedua persamaan recovery, yaitu persamaan (4-52) dan (4-55) dalam praktek dapat dipakai dengan prosedur sebagai berikut :
1. Buat kurva fraksi aliran dengan persamaan (4-44) atau (4-45) dengan mengabaikan gradien tekanan kapiler.
Buat garis singgung tangensial dari titik (Sw = Swc ; fw = 0) terhadap kurva tersebut.
Titik tangensial yang diperoleh mempunyai koordinat (Sw = Swf = Swbt ; fwSwf = fwbt)
dan ekstrapolasi garis tersebut ke fw =1, maka akan memberikan harga saturasi
rata-rata di belakang front pada saat breakthrough . Selanjutnya persamaan (4-52) dapat digunakan untuk menghitung recovery minyak dan waktu terjadinya breakthrough.
Pilih harga Swe sebagai variabel bebas, ambil harga-harga Sw dengan pertambahan 5%
diatas Swbt. Setiap titik pada kurva fraksi aliran, untuk Swe > Swbt mempunyai
koordinat Sw = Swe , fw =fwe. Dan aplikasi persamaan (4-54) pada gambar 4.14, yang
menunjukkan bahwa garis tangensial terhadap kurva fraksi aliran memotong garis fw
= 1, memberikan harga sesaat. Untuk setiap harga Swe baru harga yang
bersangkutan ditentukan secara grafis dan recovery minyak dapat dihitung dari : Npd = Sw –Swc (PV).
Gambar 4.14.
Aplikasi Cara Grafis Welge Untuk Menentukan Recovery Minyak Setelah Breakthrough 7)
Kebalikan dari kemiringan kurva fraksi aliran untuk setiap harga Swe akan
memberikan Wid, yaitu jumlah volume pori dari air yang diinjeksikan (sesuai dengan
persamaan 4-52). Selanjutnya dapat menghubungkan antara waktu dan recovery yang dicapai, yaitu :Wid = iwd. t.
Akhirnya persamaan (4-55) dapat digunakan secara langsung untuk menghitung recovery minyak dengan menentukan terlebih dahulu fwe dan wid dari
kurva fraksi aliran untuk setiap harga Swe yang dipilih. Cara terakhir ini dikenal
sebagai cara numerik.
Pilot waterflooding merupakan percobaan untuk menguji seberapa besar keberhasilan proyek waterflooding dengan mengaplikasikannya ke dalam
permasalahan di lapangan yang nantinya bisa dikembangkan dalam skala yang lebih luas (sebelum dipakai secara luas). Cara perhitungan performance yang telah
diuraikan didasarkan pada harga petrofisik, seperti ko, kw, , Swc, Sor, Sgr, Sg yang
dianggap representatif untuk reservoir. Ketelitian data ini akan mempengaruhi hasil perhitungan. Pendekatan lain untuk mendapat jawaban atas performance adalah memilih suatu bagian dari reservoir yang akan dikembangkan dengan suatu pola injeksi tertentu. Proses injeksi pada suatu bagian reservoir dikenal sebagai pilot injeksi. Performance dari pilot injeksi inilah yang akan digunakan untuk
mengevaluasi performance dari seluruh reservoir bila diinjeksi dengan pola yang sama.
Gambar 4.15. menunjukkan dua macam pilot injeksi yang menggunakan masing-masing satu sumur injeksi di tengah dikelilingi oleh empat sumur produksi dan empat sumur injeksi mengelilingi satu sumur produksi.
Gambar 4.15.
Pilot Injeksi Dengan Pola Lima Titik 7)
Pada gambar 4.15a. terlihat bahwa kira-kira tiga perempat dari minyak yang diproduksi oleh masing-masing sumur dari luar unit lima titik (segi empat yang dibatasi oleh garis-garis yang menghubungkan sumur-sumur produksi). Gambar 4.15b. menunjukkan bahwa sebagian besar dari minyak yang diproduksikan berasal dari unit lima titik, walaupun sebagian besar air bergerak keluar dari daerah pola injeksi lima titik.
Di lihat dari segi jalur arus yang dimulai dari sumur injeksi itu maka ada dua macam pendekatan yang dapat diambil untuk menggunakan hasil dari pilot injeksi untuk penentuan performance dari seluruh reservoir. Kedua macam pendekatan itu adalah :
0 Menggunakan faktor koreksi.
1 Memilih susunan sumur injeksi produksi yang tepat sehingga hasil dari 1 unit pola injeksi yang ditengah mencerminkan hasil yang tepat.
Dalam perencanaan pilot waterflooding perlu juga mengetahui keuntungan dan batasan pilot waterflooding, informasi yang diperoleh dari pilot waterflooding, dan pemilihan pola sumur injeksi-produksi yang tepat.
4.4.1. Penentuan Faktor Koreksi
Caudle telah meneliti performance dari pilot injeksi dari pola lima titik dengan menggunakan model fisik, seperti terlihat dalam gambar 4.16.
Percobaan ini menggunakan variabel-variabel : 1. Perbandingan mobilitas M : 0.1 , 0.29 , 1 , 3.7 , dan 10
, bervariasi dari 1 4
Hasil percobaan dinyatakan dalam grafik seperti dapat dilihat pada Gambar B-1 sampai B-5 (lampiran B). Penggunaan grafik dari Gambar B-1 sampai B-5 untuk menentukan faktor koreksi F yang didefinisikan :
adalah menentukan harga M dan R yang akan digunakan. Selanjutnya untuk harga fw yang ada dicari harga Es dan ViD baik dari pola lima titik yang penuh maupun dari
hasil pilot injeksi.
Fw 5 spot penuh P I l o t Es ViD Es ViD 0 -0.95
Gambar 4.16.
Pilot Injeksi Untuk Pola Injeksi Lima Titik 7)
Gambar 4.17.
Hubungan Faktor Koreksi F vs fw 7)
4.4.2. Keuntungan Dan Batasan Pilot Waterflooding
Seperti yang telah dibahas pada bab sebelumnya, peramalan perilaku waterflooding di lapangan meliputi banyak faktor. Peramalan ini memerlukan informasi yang dapat diandalkan seperti efisiensi pendesakan, cukup areal, dan penyapuan vertikal. Ini memerlukan contoh yang baik untuk mendapatkan batuan reservoir dan sifat fluida yang representatif, mengukur heterogenitas reservoir dan sebagainya. Maka tidak mengherankan bahwa sarjana perminyakan berusaha
memahami pilot injeksi dengan mempelajari perilaku perolehan minyak dari sampel reservoir itu sendiri. Setelah perilaku perolehan ini didapatkan kemudian
dibandingkan untuk menghasilkan perilaku yang diharapkan dari operasi waterflooding dalam usaha skala sesungguhnya.
Secara ekonomis, suatu pilot merupakan alat yang diharapkan mampu memperkirakan perilaku lapangan. Bagaimanapun, pilot ini mempunyai batasan-batasan sebagai berikut :
0 Dengan suatu pilot yang kecil maka penempatan probabilitasnya dalam bagian reservoir yang tidak representatif.
1 Pengaruh-pengaruh dari suatu kerusakan sumur akan lebih terlihat pada sejumlah kecil sumur-sumur.
2 Hilangnya migrasi minyak dari suatu pola pilot tunggal mungkin menghasilkan suatu perkiraan perolehan yang lebih rendah daripada yang telah direalisasikan dengan injeksi skala penuh.
3 Air yang diinjeksikan mungkin akan hilang keluar daerah pilot., sehingga disarankan air injeksi harus lebih banyak daripada untuk pola waterflooding dalam skala penuh.
Pentingnya penempatan pilot dalam bagian reservoir yang representatif telah nyata. Ketebalan pasir bersih dan saturasi minyak merupakan dua variasi yang paling penting dalam membedakan perolehan minyak di suatu daerah dengan daerah yang lain. Informasi pasir bersih sering didapatkan dari core atau logs. Bagaimanapun juga, saturasi minyak dapat bervariasi pada daerah dengan ketebalan pasir bersih yang seragam. Pada lapangan-lapangan yang mempunyai sejarah panjang mengenai penipisan awal, minyak dapat terakumulasi dalam daerah yang secara struktural rendah dengan gravity drainage.
Suatu kerusakan sumur injeksi atau satu penempetan sumur dalam suatu bagian reservoir yang rapat sering dapat menghasilkan laju injeksi air yang diantisipasi lebih rendah ; dan jika lebih dari satu sumur injeksi dilibatkan dalam pilot tersebut dapat menghasilkan suatu injeksi yang tidak seimbang. Rusaknya sumur produksi mempunyai pengaruh yang sangat serius, dengan berkurangnya perolehan minyak dan meningkatnya minyak yang bermigrasi diluar pilot merupakan suatu hasil kemungkinan yang dapat terjadi.
Banyak batasan-batasan dapat diatasi dengan mendesign pilot-pilot dengan memasukkan lebih dari satu pola.
0 Informasi Yang Dapat Diperoleh Dari Pilot Waterflooding
Tinjauan awal dari pilot waterflooding memperlihatkan bahwa tujuan dasar dari pilot-pilot ini adalah penyederhanaan untuk menentukan ada atau tidaknya oil bank atau zona saturasi minyak yang meningkat dapat terbentuk. Oleh karena itu, segera setelah terjadi “kick” atau “buzz” dalam produksi minyak diperoleh, maka pengembangan waterflooding dalam skala penuh dapat dilangsungkan. Tentunya, pada saat yang sama, informasi injeksivitas air diperoleh, yang mana berpengaruh juga dalam mendesign injeksi skala penuh.
Dua tipe yang sering digunakan dalam pilot waterflooding adalah : injeksi lima titik dengan sumur produksi tunggal dan sumur injeksi tunggal (Gambar 4.18).
Gambar 4.18
Dua Pola Waterflooding Yang Sering Digunakan 10)
Beberapa pilot injeksi terdiri dari banyak pola dengan dua atau lebih lima titik yang berdekatan, umumnya untuk meminimalkan migrasi minyak yang hilang, khususnya dari pola yang lebih dalam.
Banyaknya studi teknik reservoir telah dlakukan untuk mendapatkan evaluasi pilot injeksi yang lebih baik. Salah satunya adalah yang telah dilakukan oleh
Paulsell, dia mengemukakan bahwa dalam satu sumur injeksi tunggal dalam pilot injeksi cakupan arealnya meningkat setelah tembus air sampai daerah yang tersapu sekitar 200 % atau lebih dari daerah pilot. Maka dia menyimpulkan bahwa evaluasi pilot injeksi yang didasarkan pada anggapan yang menyatakan tidak ada aliran yang keluar dari daerah pilot itu akan salah.
Rosenbaum dan Matthews telah mempelajari pengaruh saturasi gas mula-mula dan mobilitas ratio dalam perbandingan laju produksi dengan laju injeksi untuk pola lima titik yang bervariasi. Dalam satu studi yang melibatkan model
potensiometrik dan model aliran, empat pilot pola yang berbeda telah dipelajari. Ini meliputi lima titik tunggal, pilot sumur injeksi tunggal, dan enam inverted lima titik. Perbandingan diameter sumur dengan jarak antara sumur injeksi dan produksi adalah tetap yaitu : 1 : 1000. “ ratio” digunakan sebagai suatu alat korelasi, yang
didefinisikan sebagai perbandingan tekanan drawdown pada sumur produksi dengan kenaikan tekanan pada sumur-sumur injeksi. Hasil-hasil dari studi ini
memperlihatkan bahwa harga ratio meningkat, maka perolehan minyak total dan produksi fluida total dari relatif meningkat dengan volume air yang diinjeksikan. Pada kenaikan harga ratio, minyak bermigrasi menuju sumur-sumur produksi di daerah sekelilingnya.
Pengaruh saturasi gas mula-mula pada pilot sumur injeksi tunggal telah dipelajari oleh Neilson dan Flock. Setelah tembus air, sumur-sumur terus
memproduksi minyak sampai efisiensi penyapuan areal akhir diatas 600 % diperoleh. Pergerakan minyak kedalam pilot sumur-sumur produksi jarang dialami di lapangan. Seringkali perolehan minyak dari pilot lebih rendah daripada yang
diperoleh dengan injeksi skala penuh, karena migrasi keluar dari pilot. Kemungkinan besarnya migrasi minyak dari pilot injeksi telah dibahas dalam suatu laporan yang telah dilaporkan dari hasil studi produktivitas sumur dalam perilaku sumur lima titik dengan sumur produksi tunggal dan sumur injeksi tunggal. Produktivitas dari sumur produksi dinyatakan dengan kondisi rationya. Istilah ini didefinisikan sebagai perbandingan kapasitas aliran reservoir yang ditentukan dari data produktivitas indeks dengan kapasitas aliran yang ditentukan dari data tekanan build-up. Ini sebanding dengan perbandingan produktivitas sumur nyata dengan sumur yang tidak mengalami kerusakan, tidak di stimulasi, sumur yang berukuran normal pada formasi yang sama. Sumur yang berukuran normal ini berdiameter 6 in dan spasinya 10 acre. Mobilitas rationya 0.2 , 0.45 , dan 0.94 telah dipelajari dengan saturasi gas diatas 25.9 % PV. Hasil studi ini dibahas pada bagian berikut ini ;
1. Pilot lima titik dengan sumur produksi tunggal
Selama fill-up ruang gas mula-mula pada daerah pilot terdapat pergerakan radiasi dari air yang diinjeksikan dan tidak ada minyak yang bermigrasi melewati batas daerah pilot. Setelah fill-up cairan, jika kondisi ratio dari pilot sumur produksi tidak mencukupi untuk memproduksi semua minyak yang didesak dari daerah pilot, maka minyak akan bermigrasi keluar daerah pilot. Satu faktor yang cenderung
memperlambat migrasi minyak di daerah pilot adalah kehadiran front waterflooding yang terbentuk di sekitar sumur-sumur injeksi. Saat front-front air ini mendekat kemudian bersatu maka minyak yang dapat diperoleh kecil dalam daerah pilot dapat meloloskan diri. Model-model test menunjukkan bahwa saat saturasi gas meningkat, sebagian besar minyak yang dapat diperoleh diproduksikan dari pilot sumur
produksi. Pada saturasi gas yang lebih tinggi, daerah pilot secara menyeluruh ditutupi oleh front-front waterflooding pada saat fill-up cairan ada dalam daerah pilot.
Saturasi gas mula-mula dapat menjadi besar pada saat fill-up cairan ada dalam daerah pilot, front-front waterflooding akan bersatu, dan migrasi minyak dapat dicegah. Harga dari saturasi gas mula-mula ini adalah :
(4-56)
Hasil-hasil model menunjukkan bagaimana saturasi gas mula-mula dan kondisi ratio sumur produksi mempengaruhi perolehan minyak dari pilot injeksi lima titik dengan sumur produksi tunggal seperti yang ditunjukkan Gambar 4.19.
Gambar 4.19.
Pengaruh Kondisi Ratio Sumur Produksi dan Saturasi Gas Mula-mula Pada Perolehan Minyak dari Pilot Waterflooding Lima Titik Tunggal Dengan Empat
Injector dan Satu Producer 10)
Pada kondisi ratio 2.22 , sebanding dengan kapasitas horisontal rekah yang tinggi dengan jari-jari 18.5 ft, kira-kira 93 % dari minyak yang dapat diperoleh mula-mula
dalam daerah pilot telah diproduksikan. Range harga Sgi/Sg* yang dijumpai dalam
operasi waterflooding konvensional adalah dari 0.3 sampai 0.7 . Pada range dari saturasi gas ini, pilot injeksi lima titik tunggal dengan sumur produksi kondisi rationya 1.0 (sebanding dengan yang bersih, sumur berukuran normal tidak mempunyai stimulasi produksi) akan diperoleh dari 35 sampai 75 % minyak mula-mula yang dapat diperoleh ditempat. Maka untuk suatu pola pilot yang menghasilkan perolehan minyak mewakili suatu pola waterflooding dalam skala penuh, sumur produksi harus mempunyai kondisi ratio sebesar 2.2 atau lebih.
Pada Gambar 4.19. memperlihatkan perilaku perolehan minyak yang
diperoleh dari suatu pengembangan pilot injeksi sumur lima titik dan sumur lima titik dengan sumur injeksi tunggal dimana pilot penghasil mempunyai kondisi ratio 2.2 . Pernyataan yang sesuai pada suatu produksi dengan kondisi ratio 2.2 , pilot injeksi lima titik tunggal dapat juga menghasilkan suatu perkiraan yang baik dari perilaku produksi minyak yang diharapkan dibawah injeksi dalam skala penuh. Gradien tekanan regional juga memperlihatkan pengaruh yang kecil dalam perilaku pilot. 2. Pilot injeksi sumur injeksi tunggal
Studi yang menunjukkan bahwa pada saat tidak terdapat saturasi gas yang ada sebelum injeksi air, minyak diperoleh dari pilot produksi-produksi dengan
memperkirakan volume minyak yang dapat diperoleh pada daerah pilot pada saat sumur-sumur produksi telah mempunyai kondisi ratio sebesar 1.0 atau diatasnya. Bagaimanapun juga, pada saat terdapat saturasi gas mula-mula, maka ada migrasi minyak yang cukup berarti keluar daerah pilot dengan mengabaikan kondisi ratio sumur-sumur produksi. Pilot injeksi sumur injeksi tunggal umumnya tidak cukup untuk mendapatkan suatu perkiraan perolehan waterflooding skala penuh.
Bagaimanapun juga, dari volume air yang diinjeksikan pada tembus air, informasi yang bermanfaat dapat diperoleh dari cakupan volumetrik pada tembus air. Juga jika air terpecah melalui satu sumur produksi yang mengimbangi lebih awal daripada imbangan sumur-sumur yang lain, permeabilitas searah akan dipantulkan.
1 Penentuan Susunan Sumur Untuk Pilot
Susunan sumur produksi dan injeksi dari satu pilot injeksi memungkinkan untuk menggunakan hasil dari 1 unit pola injeksi di tengah susunan sumur tersebut sebagai salah satu dari unit pola injeksi yang penuh. Bernard telah meneliti bentuk pola sumur injeksi-produksi yang cocok untuk menilai pola injeksi lima titik. Variabel yang digunakan adalah perbandingan mobilitas M dan besar oil bank (Eo)
pada saat injeksi dimulai.
Untuk mendesign suatu pilot injeksi yang semestinya, satu harus memikirkan bentuk pilot yang bagaimana yang harus didesign. Jika tujuan-tujuan adalah untuk menentukan injektivitas air dan untuk mendapatkan suatu indikasi dari sejumlah besar volume minyak yang dapat bergerak, maka hampir semua pola pilot injeksi sesuai. Bagaimanapun juga, jika tujuan-tujuan juga meliputi perolehan perkiraan minyak yang dapat diperoleh dengan waterflooding, kemudian pilot harus :
1. Ditempatkan pada bagian reservoir yang representatif baik dari saturasi minyak, permeabilitas, maupun heterogenitas reservoir dari penyisa reservoir.
2. Disusun suatu pola lima titik banyak atau tunggal, dengan stimulasi sumur-sumur produksi sehingga sumur ini mempunyai kondisi ratio 2.2 atau diatasnya.
3. Mempunyai laju injeksi untuk tiap injektor yang sebanding dengan hasil porositas dan ketebalan net pay dari daerah-daerah sekeliling tiap-tiap injektor.
