Seminar Nasional Cendekiawan ke 3 Tahun 2017 ISSN (P) : 2460 - 8696
Buku 1 ISSN (E) : 2540 - 7589
KAJIAN LABORATORIUM MENGENAI PENGARUH SALINITAS,
PERMEABILITAS DAN KONSENTRASI SURFAKTAN TERHADAP
PEROLEHAN MINYAK PADA PROSES INJEKSI SURFAKTAN
Cynthia Veronika1), Sugiatmo Kasmungin2), Djoko Sulistyanto3)
1. Mahasiswa Teknik Perminyakan – Universitas Trisakti 2. Dosen Pembimbing Skripsi Teknik Perminyakan – Universitas Trisakti
3. Dosen Pembimbing Skripsi Teknik Perminyakan – Universitas Trisakti
Abstrak
Metode EOR adalah salah satu metode yang digunakan untuk meningkatkan perolehan minyak. Salah satu metode EOR yang sering digunakan adalah injeksi surfaktan. Injeksi surfaktan ini berfungsi untuk menurunkan tegangan antar-muka antara lain air dan minyak agar tekanan kapiler pada daerah penyempita pori-pori dapat dikurangi sehingga minyak sisa pada daerah yang dipengaruhi tekanan kapiler tersebut dapat didesak untuk kemudian dapat diproduksikan. Didalam tugas akhir ini akan membahas mengenai pengaruh surfaktan terhadap salinitas dan konsentrasi surfaktan yang paling optimal. Salinitas yang digunakan pada tugas akhir ini bervariasi, antara 10000 ppm – 25000 ppm. Dari kelima salinitas tersebut akan diinjeksikan dengan surfaktan X dengan konsentrasi masing-masing 1%, 2%, 3%, 4% dan 5%. Kemudian melihat hasil RF yang diperoleh untuk menentukan salinitas mana yang optimal. Setelah proses injeksi selesai, dilanjutkan dengan menginjeksikan larutan salinitas yang paling optimal dengan beberapa konsentrasi, antara lain 1%, 2%, 3%, 4% dan 5%. Selanjutnya melihat kembali hasil RF yang diperoleh untuk menentukan konsentrasi mana yang paling optimal pada larutan salinitas tersebut.
Kata kunci: injeksi surfaktan, recovery factor
PENDAHULUAN
Usaha yang dilakukan untuk mengeluarkan minyak dari suatu reservoir ke permukaan dikenal dengan oil recovery. Oil recovery dapat dilakukan dengan tiga metode, yaitu primary recovery, secondary recovery, dan tertiary recovery. jika tahap primary dan secondary tidak lagi dapat mendorong minyak untuk diproduksi, maka dapat dilakukan metode EOR yang termasuk juga dalam tahap tertiary recovery. Salah satu metode EOR untuk meningkatkan perolehan minyak adalah injeksi kimia (chemical injection). Injeksi kimia dapat dilakukan dengan menggunakan surfaktan.
Pada injeksi surfaktan, surfaktan berperan untuk menurunkan tegangan antar muka minyak-air. Penurunan IFT minyak-air dapat melepaskan minyak yang terjebak pada daerah penyempitan pori-pori.
TEORI DASAR
Sebelum diterapkan usaha Enhanced Oil Recovery (EOR) pada suatu lapangan perlu diketahui pengertian dasar dari karakterisrik batuan reservoir, karakteristik fluida reservoir, metoda EOR, surfaktan, dan polimer.
Beberapa mekanisme pendesakan minyak pada metode Enhanced Oil Recovery (EOR), antara lain bertujuan:
Mengekstraksi pelarut agar tercapat pembauran (miscibility) Menurunkan tegangan antar-muka (Interfacial Tension, IFT) Merubah viskositas minyak maupun air
ekonomi untuk memprediksikan tingkat keberhasilan dari proyek EOR tersebut.
Surfaktan atau surface active agent adalah suatu zat molekul aktif permukaan yang dapat menurunkan tegangan antar-muka (Interfacial Tension, IFT) antara dua fasa yang tidak saling campur yaitu minyak dan air. Molekul surfaktan mempunyai dua gugus yang berbeda dan terpisah pada kedua ujung rantai molekulnya. Dua gugus tersebut adalah gugus hidrofil (yang menyukai air) atau lipofob (menolak air) dalam jumlah yang sedikit dan lipofil (yang menyukai minyak) atau hidrofob (menolak air) dalam jumlah yang cukup besar.
Surfaktan yang umum digunakan dalam proyek EOR adalah sufaktan anionik. Bila surfaktan anionik dilarutkan ke dalam larutan encer, maka surfaktan akan berdisosiasi (terpisah) menjadi kation dan monoer. Bila konsentrasi surfaktan kemudian naik gugus hidrofob (gugus yang suka minyak) akan saling berkumpul membentuk kumpulan yang disebut micelle, dimana tiap-tiap micelle terdiri dari beberapa monomer. Micele-micelle yang terbentuk di dalam campuran senyawa tersebut tersusun secara spherik atau lamellar, dimana molekul surfaktan mulai membentuk micelle.
Adsorpsi surfaktan Konsentrasi Surfaktan
Kandungan Lempung
Salinitas
Berdasarkan sifat kelistrikannya, molekul surfaktan dapat digolongkan menjadi: Anion yang bermuatan negatif.
Kation yang bermuatan positif.
Nonionik yang tidak terionisasi dalam larutan.
Amphoter yang bermuatan positif dan negatif tergantung dari harga pH larutan.
METODOLOGI
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kelakuan surfaktan terhadap reservoir
(sandpack) terhadap Recovery Factor. Surfaktan biasanya digunakan pada kegiatan
EOR (Enhanged Recovery Factor) pada studi laboratorium ini diterapkan pada kegiatan IOR (Improved Oil Recovery). Pengamatan pengujian dilihat berdasarkan beberapa parameter yakni viskositas fluida, salinitas air formasi (brine), pengaruh terhadap crosslinker, densitas dan temperatur pada fluida tersebut.
Pengujian dilakukan menggunakan model reservoir buatan yakni sandpack dengan model reservoir tersebut fluida di injeksikan sesuai dengan penerapan water shut-off pada sumur minyak umumnya. Penerapan water shut-off ini bertujuan untuk mengurangi jumlah air yang terproduksi pada suatu sumur dengan cara menaikkan viskositas air formasi tersebut. Seiring dengan naiknya nilai viskositas tersebut maka permeabilitas relatifnya pun juga akan mengalami perubahan (permeabilty reduction).
Seminar Nasional Cendekiawan ke 3 Tahun 2017 ISSN (P) : 2460 - 8696
Buku 1 ISSN (E) : 2540 - 7589
Gambar 2. Flowchart Percobaan
HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada penelitian tugas akhir ini akan dibahas menegnai penentuan recovery factor dengan menggunakan metode injeksi surfaktan. Fungsi dari surfaktan pada jenis ini adalah untuk menurunkan tegangan antar muka minyak air. Penurunan IFT minyak-air dapat melepaskan minyak yang terjebak pada daerah yang penyempitan pori-pori. Sedangkan fungsi surfaktan sendiri adalah untuk meningkatkan kekentalan larutan, dalam hal ini meningkatkan viskositas fluida pendesak, dan menurunkan perbandingan mobilitas, antara fluida pendesak dan fluida yang didesak sehingga fingering tidak mudah terjadi.
Langkah awal adalah percobaan lanoratorium ini adalah melakukan pengukuran sifat fisik larutan meliputi densitas, viskositas dan nilai tegangan antar muka (IFT).
Salinitas surfaktan Crosslinker Faktor koreksi
Perhitungan
(ppm) (%) (%) Alat densitas viskositas IFT
10.0000 1 10 0.25 1.054 0.95 31.5 2 10 0.25 1.06 0.94 30.5 3 10 0.25 1.067 0.93 29.5 4 10 0.25 1.073 0.92 28.5 5 10 0.25 1.08 0.91 27.5 12.0000 1 10 0.25 1.085 0.86 31 2 10 0.25 1.1 0.85 30.5 3 10 0.25 1.128 0.84 30 4 10 0.25 1.143 0.83 29.5
12.0000 5 10 0.25 1.164 0.82 29 15.0000 1 10 0.25 1.142 0.76 30.5 2 10 0.25 1.165 0.76 30 3 10 0.25 1.183 0.75 29.5 4 10 0.25 1.2 0.73 29 5 10 0.25 1.224 0.73 28.5 20.0000 1 10 0.25 1.173 0.68 30 2 10 0.25 1.194 0.67 29.5 3 10 0.25 1.212 0.66 29 4 10 0.25 1.237 0.64 28.5 5 10 0.25 1.258 0.63 28 25.0000 1 10 0.25 1.19 0.6 29.5 2 10 0.25 1.215 0.58 29 3 10 0.25 1.233 0.57 28.5 4 10 0.25 1.256 0.56 28 5 10 0.25 1.275 0.54 27.5
Tabel 1. Hasil Pengukuran sifat fisik larutan
Lalu dari hasil data tersebut dilakukan penginjeksian larutan ke model reservoir dan melihat berapa banyak minyak yang bisa dihasilkan dari tiap-tiap larutan surfaktan dengan salinitas yang berbeda-beda. Penginjeksian dilakukan sebanyak lima kali, sesuai dengan nilai IFT optimal yang didapatkan.Setelah dilakukan percobaan pertama sampai keenam diperoleh hasil dari proses injeksi konsentrasi surfaktan 1.0% + brine 10000 ppm dengan nilai RF sebesar 37.67 %, pada konsentrasi surfaktan 1.0% + brine 12000 ppm dengan nilai RF sebesar 61.53%, pada konsentrasi surfaktan 1.0% + brine 15000 ppm dengan nilai RF sebesar 58.33%, pada konsentrasi surfaktan 1.0% + brine 20000 ppm dengan nilai RF sebesar 60%, pada konsentrasi surfaktan 1.0% + brine 25000 ppm dengan nilai RF sebesar 40%, setelah mendapatkan hasil dari percobaan yang sudah dilakukan, lalu dibuat grafik konsentrasi vs RF dan dapat diperhatikan pada kurva bahwa konsentrasi surfaktan 1% + brine 20000 ppm menempati titik tertinggi dengan nilai RF sebesar 60%. Ini membuktikan bahwa konsentrasi tersebut merupakan titik yang optimal dengan mnggunakan hasil besaran RF.
Percobaan dilanjutkan dengan menambah konsentrasi surfaktan pada salinitas yang paling optimal untuk menentukan konsentrasi yang paling optimal.
Seminar Nasional Cendekiawan ke 3 Tahun 2017 ISSN (P) : 2460 - 8696
Buku 1 ISSN (E) : 2540 - 7589
surfaktan 4.0% + brine 10000 ppm dengan nilai RF 65%, pada konsentrasi surfaktan 5.0% + brine 10000 ppm dengan nilai RF 43.15%, setelah mendapatkan hasil dari percobaan yang sudah dilakukan, lalu dibuat grafik konsentrasi vs RF dan dapat diperhatikan pada kurva bahwa konsentrasi surfaktan 3% + brine 10000 ppm menempati titik tertinggi dengan nilai RF 85%. Ini menunjukan bahwa konsentrasi dengan salinitas tersebut merupakan titik yang paling optimal dengan menggunakan hasil besaran RF.
Gambar 4-Konsentrasi Vs Recovery Factor
Setelah melakukan pengukuran permeabilitas yang berbeda-beda pada tiap sandpack yaitu, Sandpack A, sandpack B dan Sandpack C dengan RF 50% pada sandpack A, RF 62.5% pada Sandpack B dan Sandpack C dengan nilai RF 76.2%. ini menunjukan bahwa permeabilitas berbanding lurus dengan RF.
Dari hasil analisa dan perhitungan yang dilakukan, maka dapat diambil kesimpulan antara lain sebagai berikut:
1. Larutan yang memiliki salinitas paling optimal adalah larutan 12000 ppm. Larutan ini memiliki RF yang paling besar diantara larutan lain yaitu sebesar 61.53%.
2. Konsentrasi surfaktan yang paling optimal pada larutan salinitas yang optimal adalah 1%. Setelah proses penginjeksian larutan 12000 ppm ditambahkan dengan konsentrasi tersebut, kenaikkan RF cukup signifikan. Kenaikkannya kurang lebih 33% dari waterflood.
3. IFT yang paling optimal terdapat pada salinitas 10.000 ppm, 12.000 ppm, 15.000 ppm, 20.000 ppm dan 25.000 ppm pada konsentrasi 1% untuk tiap-tiap salinitas.
DAFTAR PUSTAKA
Eni, M. dan Tobing E. ML., “Peningkatan Perolehan Reervoir Minyak “R” Dengan Alkali-Surfaktan Skala Laboratorium”, LEMIGAS, Jakarta, 2013.
http://bellampuspita.blogspot.co.id/2012/03/sifat-fisik-fluida-reservoir.html
G. Paul Willhite, Don W. Green,” Enhanced Oil Recovery”, Society of Petroleum Engineers, Texas, USA, 1998.
Hutomo Ditya, “Tugas Akhir Mekanisme Perolehan Oleh Surfaktan Dalam Proses Penyapuan Minyak Dan Faktor Perolehan Minyak Pada Model Fisik 2D (Unconsolidated Sandpack) Dengan Metode Injeksi Surfaktan”, Insitut Teknologi Bandung, Bandung, 2011.
Pasarai, Usman,” Potensi Pengembangan EOR untuk Meningkatkan Produksi Minyak Indonesia”, Jakarta, 2011.
Hestuti Eni, Edward Ml Tobing,” Peningkatan Perolehan Reservoir Minyak ‘R’ dengan Injeksi Alkali-Surfactan-Polimer pada Skala Laboratorium”, Jakarta, 2013.
JJ. Taber., “EOR Screening Criteria Revisited-Part2”, New Mexico, 1997.
Rukmana, D. dkk., “Teknik Reservoir Teori Dan Aplikasi”, Percetakan Pohon Cahaya, 2011.
Tommy., “Tugas Akhir Studi Laboratorium Pengaruh Peningkatan Surfaktan Terhadap Peningkatan Perolehan Minyak Pada Injeksi Surfaktan Dengan Model Sandpack”, Universitas Trisakti 2015.
Usman., “ Potensi Pengembangan EOR untuk Meningkatkan Produksi Minyak Indonesia”, Jakarta 2011.
