Management yang baik demi mendapatkan perkiraan kebutuhan daya yang efisien untuk masa yang akan datang.

(1)

Makalah Kerja Praktek PT. Chevron Pacific Indonesia

1

Makalah Seminar Kerja Praktek

PERKIRAAN KEBUTUHAN DAYA MENGGUNAKAN PENDEKATAN JUMLAH FLUIDA DAN PENAMBAHAN FASILITAS PADA HEAVY OIL OPERATION UNIT

Arie Sukma Setya Putra, Abdul Syakur ST, MT.

Mahasiswa dan Dosen Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro Jl. Prof. Soedharto, Tembalang, Semarang

Email : remidi_74@yahoo.com

Abstrak

Teknologi dan ilmu pengetahuan terus berkembang pesat hingga saat ini. Seiring dengan perkembangan tersebut, keberadaan minyak bumi sebagai sumber energi utama belum tergantikan. Sementara, kebutuhan akan minyak bumi akan terus meningkat di saat ketersediaannya yang semakin terbatas.

Pada sistem produksi di PT. Chevron Pacific Indonesia, kebutuhan daya sangat diperhitungkan karena peranannya yang sangat fundamental terhadap keberlangsungan siklus produksi. Dalam rangka pelaksanaan Energy Management yang baik, diperlukan perkiraan kebutuhan daya yang akurat sehingga proses produksi dapat berlangsung secara tepat, efektif dan efisien. Selain itu juga, kebutuhan daya yang akurat juga sangat diperlukan agar kebutuhan daya dari Heavy Oil Operation Unit selaku departemen yang menaungi proses produksi dapat tercukupi sesuai kebutuhannya oleh Departemen Power, Generation, and Transmission (PG&T) selaku penyedia daya bagi fasilitas di PT. Chevron Pacific Indonesia.

Laporan kerja praktek ini berisi tentang perkiraan kebutuhan daya dengan menggunakan pendekatan jumlah fluida dan penambahan fasilitas, karena dua aspek ini adalah aspek yang menjadi basis pelaksanaan sistem produksi minyak mentah di Heavy Oil. Dua aspek ini memiliki pengaruhnya masing-masing terhadap kebutuhan daya pada proses produksi. Pada laporan ini juga akan dijabarkan mengenai karakteristik dari metode masing-masing, langkah-langkah yang diperlukan, serta hasil dari pelaksanaan metode perkiraan daya tersebut. Diharapkan hasil dari perkiraan daya ini dapat digunakan sebagai pembanding metode perkiraan kebutuhan daya yang sudah ada.

Kata kunci : Energy Management, Heavy Oil, perkiraan kebutuhan daya

I. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

PT. Chevron Pacific Indonesia adalah perusahaan minyak yang memberikan sumbangan minyak terbesar di Indonesia yang produksi minyak per harinya bisa mencapai 340.000 barrel per hari. Untuk memenuhi produksi yang sangat banyak tersebut, diperlukan konsumsi daya yang sangat besar untuk dapat menyuplai segala kebutuhan fasilitas yang ada di Heavy Oil Operation Unit, antara lain Producer, Automatic Well Test (AWT), Manual Well Test (MWT), Casing

Vapor Collection (CVC), Central Gathering Station (CGS), dan Steam Station (SS).

Banyak faktor yang mempengaruhi kebutuhan daya pada Heavy Oil Operation Unit, antara lain jumlah fluida, jumlah fasilitas yang menggunakan daya listrik, jumlah fasilitas yang beroperasi, penambahan atau pengurangan fasilitas, dll. Karena faktor-faktor tersebut sangat berpengaruh, maka dibutuhkan Energy

Management yang baik demi mendapatkan

perkiraan kebutuhan daya yang efisien untuk masa yang akan datang.

1.2 Tujuan

Tujuan penulisan laporan kerja praktek ini adalah untuk memprediksi kebutuhan daya di

Heavy Oil Operation Unit untuk beberapa tahun

ke depan, sehingga diharapkan terjadi keselarasan antara jumlah daya yang disuplai oleh pembangkit (COGEN) dengan jumlah daya yang dibutuhkan untuk proses produksi di Heavy

Oil Operation Unit.

1.3 Batasan Masalah

Batasan masalah yang akan dibahas di dalam Laporan Kerja Praktek ini adalah memprediksi seberapa besar perkiraan kebutuhan daya pada sistem produksi di Heavy Oil Operation Unit, Duri, Riau dalam periode bulan Januari 2009 hingga Agustus 2021.

(2)

2

Metode perkiraan daya yang akan dibahas

hanya 2 (dua) metode, yakni pendekatan jumlah fluida dan pendekatan penambahan fasilitas.

II. DASAR TEORI

Proses produksi pada PT. Chevron Pacific Indonesia, Duri adalah proses pengolahan minyak mentah dari sumur produksi menjadi minyak dengan standar yang telah ditentukan yaitu kadar air kurang dari 1%.

Untuk mencapai standar itu banyak tahapan proses yang harus dilewati di mana proses yang ada di station-station produksi saling berhubungan satu sama lain demi mencapai proses yang efisien, efektif, dan ramah lingkungan.

2.1 Heat Management

Heat Management adalah pengaturan

jumlah panas yang akan dialirkan ke dalam

reservoir untuk mengoptimalisasi panas yang

dibutuhkan oleh proses produksi.

Konsep dari Heat Management adalah 3R (Right Steam, Right Place, Right Time), artinya penggunaan uap yang diinjeksikan ke dalam

reservoir secara tepat waktu, tepat lokasi, dan

tepat sasaran.

Gambar 2.1 Diagram Dasar Heat Management 2.2 Fasilitas Produksi Heavy Oil

2.2.1 Well Test Station

Well Test Station merupakan station antara

sumur produksi dengan CGS di mana pengetesan sumur produksi dilakukan. Tujuan dari pengetesan ini untuk mengevaluasi kuantitas

fluida dan performance dari sumur secara berkelanjutan sejak sumur berproduksi. Selain itu, Well Test juga berfungsi untuk mengecek produksi individual tiap sumur, sehingga semua fasilitas lain seperti CVC, CGS, dll dapat mengetahui sebab saat terjadinya penurunan produksi.

Ada 2 macam pengetesan sumur yang dilakukan di Duri, yaitu Manual Well Test dan

Automatic Well Test.

2.2.2 Casing Vapor Collection (CVC)

CVC merupakan suatu unit produksi yang umumnya terletak di test station yang berfungsi mengumpulkan fluida yang tersalurkan melalui

casing line sumur produksi dengan jalur pipa

sendiri. Di mana dalam CVC ini dilakukan proses pemisahan antara uap cairan gas dan pasir. Semua fluida yang terproduksi dari casing

line dialirkan ke dalam Casing Vapor Collection Separator untuk diproses.

2.2.3 Central Gathering Station (CGS)

CGS adalah stasiun pengumpul fluida dari sumur produksi yang akan bergabung untuk dipisahkan minyak dan airnya. Fluida yang diproduksi dari sumur melalui pipa produksi dan pipa CVC akan bergabung menuju ke CGS (Central Gathering Station). Di CGS fluida tersebut akan di proses sebelum disalurkan ke Dumai untuk dijual.

Proses-proses yang terjadi di CGS meliputi : 1. Pengolahan minyak (Oil Treatment

Process/OTP).

2. Pengolahan Air (Water Treatment Process/WTP).

3. Slop Oil Plant dan Foul Fluid Production. 4. Condensate Treatment Facilities.

5. Sand Removal Facility (SRF).

2.2.4 Steam Station

Metode peningkatan produksi minyak yang dilakukan di lapangan Duri menggunakan penginjeksian uap (steam flooding). Steam

flooding adalah suatu metode untuk mengurangi

viskositas minyak berat. Panas dari injeksi uap mengurangi viskositas minyak saat uap mendorong minyak dari sumur injektor ke sumur produksi. Steam flooding adalah suatu metode peningkatan perolehan (tertiary recovery).

(3)

3

Untuk memenuhi kebutuhan akan uap panas

(steam) ini, diperlukan suatu sistem pembangkit uap (steam generator). Steam generator

menghasilkan uap panas yang dibutuhkan untuk proses produksi. Uap panas yang dihasilkan akan diinjeksikan ke dalam sumur injeksi (well

injector).

2.3 Prinsip Kerja Motor Listrik

Seringkali kita temukan motor-motor listrik digunakan untuk menggerakkan beban mekanis, seperti generator, pompa, dll. Pada sistem seperti ini, ada 3 faktor penting yang perlu dipertimbangkan: torsi yang dihasilkan oleh motor, torsi yang dibutuhkan oleh beban, dan kecepatan putar.

Gambar 2.2 Motor Listrik Dikopel dengan Beban Mekanis

Misal, kita memiliki sebuah motor listrik yang dikopel ke beban dengan menggunakan

shaft (sabuk). Beban tersebut selalu

menghasilkan torsi TL yang konstan, dan

arahnya selalu berlawanan arah jarum jam. Di sisi lain, motor menghasilkan torsi TM yang

searah dengan jarum jam, dan nilainya dapat divariasi dengan menambah atau mengurangi arus masukan I.

Saat motor ini tidak bekerja, maka TM = TL.

Karena nilai torsinya sama dan saling mengurangi, maka torsi resultan yang bekerja di

shaft adalah nol, sehingga motor tidak berputar.

Misal kita menginginkan motor berputar searah jarum jam dengan kecepatan n1. Untuk

itu, kita harus menambah arus masukan motor supaya motor menghasilkan torsi TM yang

nilainya melebihi TL. Torsi resultan pada shaft

akan searah jarum jam sehingga memutar motor searah jarum jam. Kecepatan motor akan terus bertambah seiring dengan waktu. Saat kecepatan

motor sudah mencapai n1, kita kurangi arus

masukan motor sampai nilai TM = TL. Torsi

resultan akan bernilai nol sehingga kecepatan putar motor di titik n1 tidak akan bertambah

ataupun berkurang lagi.

Gambar 2.3 Motor Berputar Searah Jarum Jam

TM = TL

Maka, dapat disimpulkan bahwa beban berpengaruh terhadap arus masukan motor. Semakin besar bebannya maka torsi TL yang dihasilkan beban tersebut juga semakin besar, sehingga torsi TM yang dibutuhkan untuk bisa memutar shaft juga semakin besar. Untuk menghasilkan torsi motor TM yang besar maka diperlukan arus masukan I yang besar pula.

III. PERKIRAAN KEBUTUHAN DAYA PADA HEAVY OIL OPERATION UNIT

3.1 Penggunaan Daya pada Heavy Oil Operation Unit Saat Ini.

Berdasarkan data penggunaan daya aktual di

Heavy Oil pada periode bulan Januari 2009 -

Agustus 2013, didapatkan nilainya rata-rata konsumsi daya per bulannya sangat fluktuatif.

Hal ini terjadi karena konsumsi daya pada bagian produksi di Duri Field maupun Kulin juga naik turun. Adapun penyebab naik turunnya kebutuhan daya ini antara lain karena adanya sumur yang dimatikan karena sudah tidak memproduksi lagi, ataupun penambahan fasilitas tiap tahunnya sebagai pelaksanaan dari Well

Program di Operating Engineering.

Berdasarkan data produksi di Duri Field dan Kulin, dapat disajikan grafik konsumsi daya di

(4)

4

Gambar 3.1 Grafik Kebutuhan Daya Aktual (KW)

periode Januari 2009 – Agustus 2013 3.2 Forecast Kebutuhan Daya pada Heavy Oil Operation Unit.

3.2.1 Forecast Kebutuhan Daya Berdasarkan Fluida

Forecast kebutuhan daya berdasarkan

fluida didapat dengan melihat aspek fluida. Aspek fluida disini sangat penting karena aspek inilah sangat menentukan jumlah kebutuhan daya untuk beberapa tahun ke depan.

Pada forecast ini, data fluida dari tahun 2009 digunakan sebagai base data.

Berikut ini adalah langkat-langkah menentukan perkiraan kebutuhan daya berdasarkan fluida, yakni:

a. Menentukan nilai daya aktual.

Daya aktual didapat dari membagi jumlah energi listrik total Heavy Oil per bulan dengan jumlah jam di tiap bulannya, berdasarkan rumus:

Dimana, Pactual = Daya aktual (KW)

Sehingga diperoleh nilai daya aktual tiap bulannya dalam satuan KW.

b. Menentukan nilai daya forecast.

Daya forecast diperoleh dengan memperhitungkan faktor Fluid/MW yang didapatkan berdasarkan perhitungan data historikal 4 tahun terakhir. Faktor Fluid/MW adalah faktor yang digunakan untuk menentukan seberapa besar perkiraan

kebutuhan daya untuk beberapa tahun ke depan dengan melihat aspek fluida berdasarkan data forecast fluida. Faktor yang digunakan adalah 0,0571. Sehingga, untuk menentukan perkiraan daya atau daya

forecast berdasarkan fluida dapat

digunakan rumus sebagai berikut:

Dimana, Pforecast = Daya perkiraan (KW)

Dengan menggunakan langkah-langkah diatas, kita dapatkan data daya aktual (KW) dan daya forecast (KW) berdasarkan jumlah fluida. Apabila disajikan dalam grafik, maka didapat hasil sebagai berikut:

Gambar 3.2 Grafik Perbandingan Daya Aktual, Daya

Forecast dan Fluida hingga Bulan Agustus 2021

3.2.2 Forecast Kebutuhan Daya Berdasarkan Penambahan Fasilitas

Pada forecast berdasarkan penambahan fasilitas, konsumsi daya di masa depan dihitung berdasarkan jumlah mesin-mesin listrik yang beroperasi dan menjumlahkannya menjadi daya total. Berikut tahapan dari proses forecast ini :

a. Pengambilan Base Data

Base data merupakan data acuan dimana

data ini dijadikan titik permulaan dari analisa daya di masa mendatang. Base data digunakan data Heavy Oil Field Facility List dari

Production and Meaesurement Facility, Operating Engineering, Maintainance & Facility, Heavy Oil, PT. Chevron Pacific Indonesia pada tahun 2009.

(5)

5

Tabel 4.10 Base Data

Bulan Daya SS (KW) Daya CGS (KW) Daya AWT & MWT (KW) Daya Injector Daya Producer (KW) P total (KW) Jan-09 17,053 18,992 3,118 - 70,482 129,59

Dari tabel di atas terlihat bahwa konsumsi daya pada Injector adalah nol. Hal ini dikarenakan pada Injector, energi yang digunakan dalam proses injeksi uap ke tanah adalah dengan energi uap tanpa menggunakan peralatan yang mengkonsumsi daya listrik.

b. Kebutuhan daya Steam Station, CGS, AWT&MWT, CVC

Untuk Steam Station, CGS, CVC, Injector daya dalam Kilo Watt (KW) akan bernilai sama dengan base data karena pada unit-unit tersebut relatif tidak banyak terjadi penambahan fasiitas. Hal ini terjadi karena jumlah fluida yang diproses dalam unit-unit tersebut relatif sama atau bahkan cenderung berkurang karena adanya proyek konsolidasi.

Berikut adalah beberapa proyek konsolidasi yang berdampak berkurangnya besar konsumsi daya dalam unit tersebut.

Tabel 4.11 Proyek Konsolidasi Heavy Oil

No. Deskripsi Informasi Detil Waktu Pelaksanaan Daya yang Hilang 1 Konsolidasi CSS 4C dan 5A Mematikan 1 Station di CSS 4C danCSS 5A Januari 2011 2625 KW 2 Konsolidasi CSS-5B Mematikan CSS 5 B Desember 2012 1446 KW 3 Konsolidasi CSS-5C Mematikan CSS 5 C Juni 2013 1160 KW 4 Konsolidasi CGS 4 Mematikan CGS4 Mei 2014 1258 KW 5 Konsolidasi CGS1 Mematikan CGS 1 Juni 2018 3925 KW

Meskipun tidak berdampak besar pada total konsumsi daya, namun proyek-proyek tersebut secara akumulatif akan menurunkan daya Heavy

Oil.

c. Kebutuhan daya Producer Unit

Berbeda dengan yang lain, pada producer unit digunakan sebagai variabel kontrol dalam

forecast ini. Berdasarkan base data, producer

mengkonsumsi 47% daya total Heavy Oil. Pada producer unit, mesin listrik paling vital digunakan adalah motor listrik sebagai penggerak pompa angguk. Ada dua jenis motor listrik yang paling banyak digunakan, yaitu 3

phase induction motor 20 HP dan 30 HP. Dalam

keseluruhan Heavy Oil dapat kita asumsikan bahwa 50% pompa angguk Heavy Oil menggunakan motor 20 HP dan 50% yang lain adalah 30%.

Maka, kita dapatkan nilai daya total untuk

producer dengan rumus:

Atau

Dimana,

P = Daya pada producer unit (KW) n = jumlah sumur dalam satu bulan

Untuk mengimbangi hasil produksi, jumlah sumur dari tahun ke tahun akan bertambah seiring dengan proyek yang direncanakan. Hal ini mengakibatkan daya pada Producer unit akan relatif bertambah berdasarkan mesin listrik yang dioperasikan.

d. Penentuan faktor pengali

Faktor pengali merupakan model yang digunakan untuk menyeimbangkan antara total bruto yang nilainya terlalu besar dengan data actual sehingga didapatkan nilai yang lebih rasional. Faktor pengali ini juga mendefinisikan sebagai faktor-faktor luar yang tidak dapat diperhitungkan dalam forecast agar didapat nilai yang lebih nyata.

Penentuan faktor pengali didapatkan dengan membandingkan antara daya aktual (Januari 2013 – Agustus 2013) dengan daya bruto Heavy

Oil (Januari 2013 – Agustus 2013). Selanjutnya

faktor pengali didapatkan dari rata-rata selama januari 2013 sampai Agustus 2013.

Daya bruto Heavy Oil didapatkan dari penjumlahan konsumsi daya dari unit Producer, AWT&MWT, CVC, CGS dan SS sesuai persamaan :

(6)

6

Dan data aktual adalah data konsumsi listrik

sampai Agustus 2013 dari PG&T sebagai

department yang mengatur besarnya supply ke

seluruh unit PT. CPI

e. Penentuan Power Forecast

Ini merupakan tahap akhir dari forecast dimana power forecast didapatkan dari perkalian faktor pengali dengan total bruto Heavy Oil. Faktor pengali yang nilainya tetap akan dijadikan acuan hingga 2021 dengan besaran yang selalu berubah adalah daya bruto.

Dengan menggunakan langkah-langkah diatas, kita mendapatkan hasil forecast berupa grafik perkiraan kebutuhan daya berdasarkan penambahan fasilitas pada periode Januari 2009 - Agustus 2021 sebagai berikut:

Gambar 3.3 Grafik Perbandingan Daya Aktual dan Daya Forecast berdasarkan Penambahan Fasilitas

hingga Bulan Agustus 2021

3.3 Perbandiangan Kedua Metode Forecast 3.3.1 Forecast berdasarkan Fluida.

a. Kelebihan.

 Relevan dengan teori kerja motor.  Menggunakan faktor rasio berdasarkan

aspek bisnis dan pembagian daya.

 Lebih sederhana dalam pembuatan

forecast.

b. Kekurangan.

 Tidak memperhitungkan minimum current draw dari motor.

 Forecast daya hanya berdasarkan

forecast fluida.

 Faktor rasio tidak fleksibel.

3.3.2 Forecast berdasarkan Penambahan Fasilitas.

a. Kelebihan.

 Data disajikan lebih detil.

 Forecast mudah disesuaikan dengan kebutuhan.

 Disajikan dalam per unit Heavy Oil

Operation.

b. Kekurangan.

 Tidak semua motor bekerja pada nilai ratingnya.

 Membutuhkan data yang akurat.

 Tidak memperhitungkan fluida sebagai fungsi beban.

IV. PENUTUP 4.1 Kesimpulan

1. Manajemen energi adalah proses perencanaan serta operasi dari unit produksi yang mengkonsumsi energi dengan tujuan untuk konservasi sumber daya perlindungan iklim dan penghematan biaya produksi. 2. Forecast kebutuhan daya pada Heavy Oil

Operation PT. Chevron Pacific Indonesia

adalah salah satu bentuk manajemen energi dimana koordinasi energi listrik dapat disinergikan antara Power Demand dengan

Power Supply.

3. Forecast kebutuhan daya Heavy Oil Operation dapat dilakukan dengan dua metode, yaitu Forecast berdasarkan Fluida dan Forecast berdasarkan Penambahan Fasilitas.

4. Forecast daya berdasarkan fluida merupakan metode forecast dengan menitikberatkan pada ketergantungan jumlah daya pada besar fluida dan juga memasukkan faktor Fluid/MW.

5. Pada forecast berdasarkan fluida, kebutuhan daya di masa depan adalah identik dengan besar fluida pada masa itu juga dan akan cenderung turun dari 2014 hingga 2021.

6. Forecast berdasarkan Penambahan Fasilitas adalah forecast yang menitikberatkan pada perhitungan daya dari tiap komponen listrik

(7)

7

yang ada dan dihitung berdasarkan nilai

rating motornya.

7. Pada Forecast berdasarkan Penambahan Fasilitas, kebutuhan daya di masa yang akan datang adalah cenderung naik pada setiap tahunnya seiring dengan penambahan sumur pada Producer Unit.

4.2 Saran

1. Waktu satu bulan merupakan waktu yang sangat singkat untuk membuat sebuah program Integrated Production Sistem

Optimization (IPSO) dalam bentuk forecast

kebutuhan daya Heavy Oil Operation sehingga akan lebih maksimal bila waktu diperpanjang sesuai yang dibutuhkan. 2. Karena perhitungan sangat bergantung pada

data masukan, maka data diharapkan lebih

update dan akurat sehingga dapat terbentuk forecast yang lebih presisi.

DAFTAR PUSTAKA

[1] Karrasik, J. Igor and Roy Carter. 1960.

Centrifugal Pumps, Selection, Operation, and Maintenance. New York : McGraw-Hill.

[2] Mustaqim, Hanif. 2012. Condition Monitoring Turbin Gas di Central Gas Turbin – Power Generation & Trannsmission Duri. Duri :

PT CPI

[3] Ngawir, Wendy. 2011. Critical Surface

Facility Monitoring“Test Station 6 Ne” Di Pt. Chevron Pacific Indonesia. Duri : PT. CPI

[4] Team O&TC-Human Resources. 2004. Dasar-dasar Keselamatan & Operasi. Duri : PT. Caltex Pacific Indonesia.

[5] Wildi, Theodore. 2002. Electrical Machines, Drives, and Power Systes. Ohio :

Prentice Hall.

[6] http://www.chevron.com/

[7] http://www.yaskawa.com/site/Home. nsf/home/home.html

BIODATA

Arie Sukma Setya Putra 21060110130078

Dilahirkan di Surabaya, Jawa Timur pada tanggal 3 Januari 1993. Riwayat pendidikan: SD Negeri Kelapa Dua Wetan 02 Pagi Jakarta Timur, SMP Negeri 2 Semarang, SMA Negeri 3 Semarang. Pada tahun 2010, penulis melanjutkan studi di Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro Semarang, Konsentrasi Ketenagaan dan sampai saat ini masih menempuh pendidikan Strata-1 (S-1).

Mengetahui, Dosen Pembimbing

Abdul Syakur, ST. MT. NIP. 197204221999031004