6a- Enrich Gas and Inert Gas (Miscible Gas Flooding)

(1)

MISCIBLE GAS FLOODING:

Dr. Ir.

Dr. Ir. DedyDedy KristantoKristanto , MT , MT

Petroleum Engineering Department

UPN “Veteran” Yogyakarta

(2)

INJEKSI GAS DIPERKAYA

•

• Injeksi gas diperkaya (Injeksi gas diperkaya (enrich gas driveenrich gas drive) merupakan suatu usaha) merupakan suatu usaha

peningkatan

peningkatan recovery recovery minyak sisa minyak sisa dalam pdalam pori-pori ori-pori batuanbatuan

reservoir, dengan menginjeksikan gas alam kering (relatif lebih

banyak methana) yang telah diperkaya oleh komponen

intermediate

intermediate (propana, butana, dan lain-lain).(propana, butana, dan lain-lain).

•

• TiTipe pe pependndesesakakan an inini di disisebebut ut jujuga ga ““condensing gas drivecondensing gas drive”.”.

Injeksi gas yang diperkaya dapat dipergunakan baik untuk

reservoir jenuh maupun untuk reservoir belum

reservoir jenuh maupun untuk reservoir belum jenuh denganjenuh dengan

berat jenis lebih besar dari 20o API

berat jenis lebih besar dari 20o API dan tekanan pendesakandan tekanan pendesakan

lebih besar dari 1000 psia.

•

• Gasnya harus lebih diperkaya bila tekanan injeksi lebih rendahGasnya harus lebih diperkaya bila tekanan injeksi lebih rendah

dari 1000 Psia.

•

• Injeksi gas diperkaya ini lebih rumit mekanismenyaInjeksi gas diperkaya ini lebih rumit mekanismenya

dibandingkan dengan injeksi gas kering tekanan tinggi.

Persediaan gas harus cukup selama proses injeksi, dan

sementara pengkayaan gas cukup mahal biayanya, maka

proses injeksi ini tidak dapat diterapkan pada semua

(3)

1. Kelebihan dan Kekurangan

Injeksi Gas yang Diperkaya

Kelebihan dari injeksi gas yang

diperkaya adalah :

1. Sangat baik untuk seluruh minyak sisa

2. Percampuran dapat dilakukan kembali jika

terjadi kehilangan di reservoir.

3. Mengembangkan percampuran pada

tekanan yang relatif rendah.

4. Ukuran slug yang besar memperkecil

(4)

Kekurangan injeksi gas yang diperkaya

adalah :

1. Gravity override terjadi pada formasi yang tipis

2. Harga gas mahal

3. Penjarian viskositas mempengaruhi disipasi

slug

1. Kelebihan dan Kekurangan

(5)

(6)

Gambaran visual dengan menggunakan diagram

Terner dari sifat fasa dapat dilihat. Sistem ini terdiri dari tiga komponen yaitu :

• Komponen ringan, terutama methane (C1) dan mungkin N2 dan lain-lain

• Komponen intermediate, yaitu semua hidrokarbon dari ethane sampai hexane (C2-C6) dan

kemungkinan CO2, H2S.

• Komponen berat, contohnya C7 dan hidrokarbon lebih berat (C7+).

(7)

• Gas injeksi untuk injeksi gas yang diperkaya adalah

relatif banyak C2-C6 dan digambarkan sebagai titik

G pada Diagram Terner sedang minyak yang

didesak digambarkan sebagai titik O.

• Gambar tersebut memperlihatkan bahwa zona

tercampur berkembang dengan transfer komponen

intermediate dari gas terhadap minyak.

• Pencampuran dicapai pada tekanan dan temperatur

operasi, dengan kompisisi minyak O dan gas injeksi

G saling berhadapan pada sisi garis singgung titik

kritis.

• Diagram ini kemudian ditarik garis lurus antara titik

G dan titik O yang berarti terjadi proses injeksi.

(8)

• Bila injeksi yang diperkaya dimulai, proses pertama

adalah tipe non-miscible (minyak O kontak dengan gas

G seperti keadaan 1).

• Pendesakan selanjutnya dapat dilihat bahwa minyak

yang telah diperkaya meninggalkan zona kontak

(minyak dibelakang front maju lebih banyak hingga

mencapai miscible) dengan gas injeksi, dan

selanjutnya didorong ke depan oleh gas untuk

bercampur dengan zona minyak di depannya.

• Hal ini berlangsung terus hingga keseluruhan

komposisi minyak tercampur dengan gas yang

diinjeksikan.

(9)

3. Mekanisme injeksi gas yang diperkaya

• Gas yang dipergunakan untuk mendesak minyak hampir selalu terdiri dari campuran hidrokarbon (perkembangan akhir-akhir ini dipergunakan CO2 dan gas inert lainnya). • Komponen pembentukan gas dan minyak biasanya terdiri

dari hidrokarbon ringan (methane), hidrokarbon

intermediate (ethane sampai heksane) dan hidrokarbon berat (hepthane dan diatasnya atau C7) yang berbeda proporsinya.

• Selama injeksi gas ke dalam reservoir minyak, sepanjang fluida reservoir tidak berbeda secara keseluruhan

komposisinya, maka perlahan-lahan akan terjadi pencampuran antara dua fluida tersebut sehingga komponen akan menjadi lebih serupa.

(10)

INERT GAS (N

2

)

• Gas inert adalah agent pendesakan yang hampir

sama baiknya dengan lean natural gas.

• Apabila pendesakan dilakukan pada tekanan yang

cukup tinggi, maka sesungguhnya hampir semua

minyak dapat diperoleh atau diproduksikan dengan

pendesakan tercampur.

• Pada diagram Terner diterangkan bahwa

percampuran antara N

₂

dan minyak mentah terjadi

melalui proses kontak yang berulang-ulang

(11)

1. Sifat-sifat Gas Inert (N

2 )

– Gas yang tidak reaktif (inert gas) seperti N

₂

murni atau campuran yang didominasi N

₂

dapat dijadikan alternatif pengganti gas alam.

– Hasil dari beberapa percobaan

mengindikasikan bahwa N

₂

kurang sesuai

sebagai bahan pendesak tercampur (miscible

displacement agent), sebab memerlukan

tekanan yang tinggi untuk dapat bercampur,

– tetapi N

₂

dan minyak dapat bercampur pada

(12)

2. Sumber Gas Inert (N

₂

)

– Sebagian besar gas injeksi diperoleh dari

lapangan minyak-gas terdekat.

– Minyak dikeluarkan unsur propana, butana

dan unsur pokok minyak-gas alam, yang pada

gilirannya dipisahkan dengan destilasi fraksi

di menara debutnizer dan menara depronizer

yang merupakan material-material yang

sesuai untuk injeksi gas inert.

– Tiga proses untuk menghasilkan gas tidak

reaktif untuk injeksi, yaitu boiler yang

berbahan bakar gas, mesin gas lepasan dan

nitrogen dari pemisahan cyrogenic .

(13)

3. Faktor-faktor yang harus dipertimbangkan :

• Mencegah terjadinya penurunan tekanan reservoir, yang mana akan menyebabkan terjadinya kehilangan cairan oleh karena peristiwa kondensasi retograd.

• Permeabilitas batuan reservoir mungkin terlalu kecil bagi dipakainya metode injeksi yang menggunakan cairan.

• Mencegah terjadinya perpindahan fluida ke dalam daerah tudung gas awal dengan adanya minyak mentah yang

hilang.

• Gas inert yang menggantikan gas alam di zona minyak

maupun di daerah tudung gas, akan tetap tinggal di dalam reservoir.

• Nitrogen adalah suatu gas yang ringan dan akan tetap

tinggal di dalam tudung gas, sementara CO₂ pada tekanan tinggi kemungkinan akan lebih berat dari fluida pada

(14)

• Minyak mentah dengan 35 0_{API gravity atau lebih}

mempunyai prospek yang sangat baik dengan metode injeksi ini.

• Kedalaman reservoir harus cukup besar sedemikian

rupa, sehingga tekanan miscibilitas dapat dicapai tanpa menyebabkan terjadinya keretakan formasi.

• Heterogenitas reservoir ataupun peretakan mungkin mengurangi arti metode ini, tetapi mungkin juga

faktor-faktor ini sangat tidak favorable bagi metode enhanced oil recovery yang lain.

• Keuntungan utama dari gas inert dibandingkan dengan gas alam bahwa dari hasil pembakaran gas alam akan diperoleh gas hasil pembakaran atau gas inert sebanyak 5 sampai 10 kali volume gas alam yang dibakar.

(15)

4. Keuntungan Gas Inert

• Jika tudung gas ada, injeksi gas ini akan mencegah terjadinya perembesan minyak ke dalam zona tudung gas. Gas inert akan lebih suka tinggal sebagai residu pada saat abandonment dari pada gas alam.

• Injeksi gas akan menghasilkan perolehan lebih banyak jika dibandingkan dengan pendesakan air, pada

reservoir dengan permeabilitas yang kecil.

• Realisasi penyediaan gas alam kemungkinan tidak akan stabil karena harga dan persediaan gas alam dimasa datang akan dikontrol oleh pemerintah.

Peraturan seperti ini mungkin membatasi atau melarang injeksi dengan gas alam.

(16)

5. Kekurangan Gas Inert

• Korosi mungkin merupakan kerugian yang sangat

penting dalam operasi yang memakai boiler dan atau gas sisa pembakaran untuk pendesakan minyak secara tercampur.

• Breakthrough (tembus gas) dari gas nitrogen yang diinjeksikan pada sumur-sumur produksi.

• Terkandungnya inert gas pada gas alam yang

diproduksikan, maka nilai kalori panas dan gas tersebut menurun, sehingga menimbulkan masalah serius jika gas ini akan dijual atau dipakai sebagai bahan bakar di lapangan.

(17)

6. Diagram Terner

 Diagram Terner menerangkan bahwa percampuran antara N ₂ dan minyak mentah terjadi melalui proses kontak yang

(18)

– Masing-masing pojok segitiga mewakili N

₂

100%, C

₇

100% dan C

₁

-C

₆

100%.

– Titik tengah pada dasar segitiga (titik A) adalah

N

₂

murni yang bercampur dengan C

₇

50%.

– Minyak mentah dan N

₂

mencapai

keseimbangan pada temperatur dan tekanan

tertentu. Titik kesetimbangan M1 berada dalam

daerah dua fasa dan memiliki unsur cairan L1

dan gas G1.

– Gas lebih mudah bergerak untuk kontak

dengan minyak mentah dibandingkan dengan

cairan. Gas G1 dan minyak mentah mendekati

kesetimbangan.

(19)

• Pada saat yang sama titik kesetimbangan dari

campuran berada pada titik M2 yang dihasilkan

dari gas G2 dan cairan L2.

• Gas G1 mengandung kira-kira 35% hidrokarbon

ringan, gas G2 40% dan gas G3 50%. P

• Proses ini berulang sampai gas bergerak terus

dan bercampur dengan minyak (oil in place).

• Pada titik kritis komposisi gas dan cairan adalah

sama. Pendesakkan minyak reservoir akhirnya

mendekati 100% pada ujung depan zona miscible.

(20)

7. Miscibility dan Pengaruhnya

• Tekanan miscibilitas adalah besarnya tekanan

dimana fluida yang diinjeksikan dapat tercampur

dengan minyak reservoir yang diinjeksi, pada

temperatur reservoir.

• Menentukan besarnya tekanan miscibilitas

dilakukan percobaan pada minyak reservoir

dengan membuat kontak berulang-ulang antara

minyak reservoir dengan gas inert yang

(21)

8. Mekanisme Injeksi Gas N

2

Peralatan Injeksi gas inert pada suatu lapangan: • fasilitas produksi

• block station

• instalasi khusus yang mengolah gas yang akan diinjeksikan

• kompressor dan pompa untuk menginjeksikan gas ke dalam reservoir

• Instalasi untuk memisahkan gas inert dari gas alam yang dihasilkan sumur produksi akan dipasang jika diperlukan.