ANALISA KINERJA INJEKSI SURFAKTAN PADA KOMBINASI LAJU INJEKSI DAN KONSENTRASI SURFAKTAN DALAM MENINGKATKAN FAKTOR
PEROLEHAN MINYAK MENGGUNAKAN SIMULATOR
TUGAS AKHIR Oleh: Ekasih Pardomuan
NIM 12206088
Diajukan sebagai salah satu syarat untuk mendapatkan gelar
SARJANA TEKNIK
pada Program Studi Teknik Perminyakan
PROGRAM STUDI TEKNIK PERMINYAKAN
FAKULTAS TEKNIK PERTAMBANGAN DAN PERMINYAKAN INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG
ANALISA KINERJA INJEKSI SURFAKTAN PADA KOMBINASI LAJU INJEKSI DAN KONSENTRASI SURFAKTAN DALAM MENINGKATKAN FAKTOR
PEROLEHAN MINYAK MENGGUNAKAN SIMULATOR Oleh
Ekasih Pardomuan*
___________________________________________________________________________ Sari
Injeksi surfaktan merupakan salah satu metode EOR (Enhanced Oil Recovery). Surfaktan merupakan zat aktif permukaan yang dapat menurunkan tegangan antar muka dari dua fluida tak bercampur karena perbedaan gugus polar dari masing-masing senyawa. Dalam industri peminyakan, surfakatan digunakan untuk mengurangi IFT (Interfacial tension) antara air dan minyak sehingga tekanan kapiler yang bekerja pada daerah penyempitan pori-pori akan berkurang dan sisa minyak (Sor) yang terperangkap dalam pori-pori batuan mudah didesak dan dapat diproduksikan.
Keberhasilan injeksi surfaktan untuk meningkatan faktor perolehan (RF) bergantung pada banyak hal, terutama kecocokan antara surfaktan dengan reservoir yang dimiliki dan parameter-parameter lain. Laju injeksi dan Konsentrasi surfaktan adalah parameter yang penting untuk dianalisa karena kombinasi dari keduanya merupakan fungsi dari laju masa surfaktan yang masuk kedalam reservoir. Dengan penelitian ini dapat diketahui pengaruh masing-masing parameter tersebut dan kombinasi yang baik antara kedua parameter tersebut dalam meningkatkan faktor perolehan. Hal ini dikarenakan harga surfaktan yang tidak murah. Oleh karena itu pertimbangan keekonomian harus dilakukan sebelum injeksi surfaktan. Dengan mengkombinasikan laju injeksi dan konsentrasi surfaktan dengan baik, maka nilai RF yang dicapai akan tinggi dan memberikan keuntungan yang besar.
Kata Kunci : Surfaktan, Faktor Perolehan, Laju Injeksi, Konsentrasi Surfaktan, Keekonomian
Abstract
Surfactant Injection is one of the Enhanced Oil Recovery methods. Surfactant is a surface’s active agent that can reduce interfacial tension between oil and water. Interfacial tension is a function of molecules’ attraction across the interface. Capillary forces exist because an interfacial tension (IFT) is present at the interface between two immiscible fluids. Surfactant is usable for reducing IFT and therefore reduce capillary forces that cause Sor (residual oil saturation) trapped in pores and can not be produced.
The success of surfactant injection depends on several parameters. Injection’s rate and Concentration of surfactant are important parameters to be analized. Because the combination of both is a function of surfactant’s mass rate that will be injected into reservoir. From this research, we are able to know the contribution of each parameter in increasing the recovery factor and the good combination between injection rate and surfactant concentration to get the maximum oil recovery from the reservoir. Surfactant injection is not an inexpensive project, so we have to consider the benefit from this project. Therefore we have to consider the economic factor of this project before we inject surfactant into reservoir. By having a good combination of rate injection and concentration of surfactant, highest oil recovery and high benefit can be achieved through this project.
Keywords : Surfactant, Recovery Factor, Injection Rate, Consentration of Surfactant, Economically
I. PENDAHULUAN Latar Belakang
Perkembangan teknologi, peningkatan jumlah penduduk, dan perluasaan keekonomian akan meningkatkan kebutuhan energi. Contohnya energi listrik untuk kebutuhan rumah tangga, bisnis, indutri dan bahan bakar untuk kegiatan transportasi. Meskipun sudah mulai diterapkannya perubahan dalam peningkatan efisiensi energi hal itu tidak akan cukup. Hal ini telah ditunjukkan dengan peningkatan energi dunia yang terus melaju cepat. Kebutuhan total energi dunia diperkirakan akan meningkat 40% pada tahun 2030 dari total kebutuhan energy ditahun 2005.
Kebutuhan energi ini akan banyak diserap oleh negara-negara berkembang, dimana kegiatan industri yang akan berkembang semakin pesat. Ini menjadi tantangan besar bagi industri minyak dan gas dalam menyediakan kebutuhan energi yang terus meningkat. Hal ini mengingat bahwa minyak masih menjadi sumber energi utama di Indonesia maupun dunia.
Oleh karena itu perlunya dilakukan suatu metode atau cara dalam peningkatan produksi minyak guna memenuhi kebutuhan energi tersebut. Terutama untuk lapangan minyak indonesia yang umumnya adalah lapangan-lapangan tua. Pada dasarnya tidak semua minyak dalam reservoir bisa terproduksikan. Hal ini dikarenakan berbagai macam faktor. Akan tetapi kita dapat meningkatkan dengan berbagai metode. Salah satu metode yang banyak digunakan untuk meningkatkan perolehan minyak adalah EOR (Enhance Oil Recovery). EOR adalah ialah pengingkatan perolehan minyak yang berasal dari salah satu atau beberapa metoda pengurasan yang menggunakan energi luar reservoir baik yang berasal dari injeksi tak tercampur, injeksi tercampur, injeksi kimiawi, injeksi mikroba dan injeksi termal.
Injeksi Surfaktan adalah salah satu jenis EOR secara kimia yang menginjeksikan surfaktan bersama air (biasanya) kedalam reservoir guna meningkatkan perolehan minyak. Biasanya surfakan akan meningkatkan perolehan 50-60%.
Keberhasilan peninjeksian surfaktan guna meningkatkan perolehan minyak yang optimum bergantung pada banyak hal seperti ketebalan reservoir, luas reservoir, kemiringan reservoir, jumlah minyak yang tersisa direservoir, kebasahan batuan, komposisi surfaktan, laju injeksi surfaktan, konsentrasi surfaktan dan parameter-paremeter lainnya.
Oleh karena itu dilakukan sensitifitas pada parameter-parameter tersebut dalam peningkatan perolehan minyak yang didapat. Sehingga dapat melihat kombinasi parameter yang baik guna mendapatkan perolehan minyak yang optimum.
Dalam hal ini laju injeksi dan konsentrasi surfaktanlah yang akan dianalisa, karena gabungan keduanya merupakan laju massa surfaktan yang masuk ke reservoir. Dengan menggunakan simulator untuk melakukan peramalan seberapa besar perolehan minyak yang didapat di masa yang akan datang dengan menginjeksikan surfaktan kedalam reservoir.
Tujuan
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh laju injeksi dan konsentrasi surfaktan dalam meningkatan perolehan minyak. Selain itu juga menentukan kombinasi laju injeksi dan konsentrasi surfaktan yang cocok dalam mendapatkan perolehan minyak yang optimum. Kemudian dianalisa kembali apakah perolehan minyak yang paling optimum akan memberikan keuntungan paling besar. Hal ini mengingat bahwa harga surfaktan yang cukup mahal. Sehingga hasil akhir dari penelitian ini kita dapat mengoptimasi penginjeksian
surfaktan dan mendapatkan keuntungan yang sebesar-besarnya.
II. TEORI DASAR
Pada dasarnya tidak semua minyak yang ada direservoir tidak dapat diambil. Hal ini disebabkan adanya minyak yang sudah tidak dapat didesak lagi baik secara alami maupun dengan injeksi. Saturasi minyak yang sudah tidak dapat diambil dikenal dengan nama Sor (Residual Oil Saturation).
Salah satu penyebabnya adalah adanya tekanan kapiler yang bekerja pada pori-pori batuan. Selain itu dengan adanya tegangan antar muka (Inter Facial Tension) antara air dan minyak dalam pori-pori batuan menyebabkan sulitnya minyak untuk bergerak bersama-sama dengan air. Oleh karena itu tidak semua minyak yang berada di reservoir dapat diproduksikan kepermukaan. Besaran yang menyatakan banyaknya minyak yang dapat diambil ke permukaan adalah RF (Recovery Factor).
Dimana:
Np : Produksi kumulatif minyak (sampai batas Qo tertentu)
IOIP : Initial Oil In Place
RF : Faktor Perolehan (tidak berdimensi)
Semakin tinggi RF berarti besar jumlah minyak di reservoir yang dapat diproduksi ke permukaan. Nilai RF ini juga merupakan fungsi dari efisiensi.
Dimana:
Ea x Eh = Es : Efisiensi Penyapuan Ea : Efisiensi Area
Eh : Efisiensi Ketebalan (Vertikal)
Ed : Efisiensi Pendesakan (Displacement)
Dari parameter-parameter diataslah kita dapat menentukan atau ingin memperbaiki efisiensi apa dalam reservoir kita. Sebagai contok memperbaiki Es (Sweep Effieciency) kita dapat lakukan dengan injeksi air, uap tak bercampur, ataupun polymer. Ini akan meperbaiki efisiensi penyapuan minyak di reservoir.Berbeda hal nya dengan surfaktan, injeksi surfaktan akan meningkatkan efisiensi displacement (Ed).
Surfaktan adalah zat aktif permukan (surface active agent) yang dapat menurunkan tegangan antar muka dari air dan minyak. Dengan turunnya tegangan antarmuka minyak-air, maka tekanan kapiler yang bekerja pada daerah penyempitan pori-pori akan berkurang, sehingga sisa minyak yang terperangkap dalam pori-pori batuan mudah didesak dan diproduksikan. Surfaktan bila dilarutkan di dalam air atau minyak, akan membentuk micelle yang merupakan mikroemulsi dalam air atau minyak. Micelle berfungsi sebagai media yang bercampur (miscible) baik dengan minyak maupun air secara serentak. Untuk mendapatkan nilai tegangan antarmuka minyak-air yang lebih rendah, maka ditambahkan kosurfaktan. Pada umumnya kosurfaktan yang digunakan adalah alkohol/ROH (C4, C dan C6).
Disinilah kerja surfaktan dalam memperbaiki efisensi pendesakan. Dengan turun nya IFT (Interfacial Tension) antara minyak dan air maka minyak akan seolah-olah larut bersama air dan surfaktan sehingga pendesakan yang terjadi dalam pori-pori batuan (dalam sekala mikro) dapat lebih mudah yang menyebabkan efisiensinya meningkat. Dengan kata lain bila kita bisa membuat IFT menjadi 0 maka artinya minyak akan bercampur dengan air, dan semua minyak dapat terambil ke permukaan.
Sifat-sifat surfaktan dipengaruhi oleh adanya bagian hidrofilik dan hidrofobik pada molekul surfaktan. Kehadiran gugus hidrofobik dan hidrofilik yang berada dalam satu molekul, menyebabkan pembagian surfaktan cenderung berada pada antar muka antara fasa yang berbeda derajat polaritas dan ikatan hidrogen seperti minyak/air atau udara/air. Pembentukan film pada antar muka ini mampu menurunkan energi antar muka dan menyebabkan sifat-sifat khas pada molekul surfaktan (Georgiou et al., 1992). Untuk aplikasi injeksi surfaktan pada teknologi EOR, industri perminyakan membutuhkan karakteristik surfaktan tertentu.Jenis surfaktan yang digunakan harus disesuaikan dengan kondisi reservoir terutama terhadap kadar garam, suhu, dan tekanan karena akan mempengaruhi daya kerja surfaktan untuk menurunkan tegangan antar muka (IFT) minyak-air. Semakin tinggi kesesuaian formula surfaktan yang dihasilkan dengan kondisi reservoir, maka faktor perolehan (RF) akan makin tinggi pula. Oleh karena itu biasanya sebelumnya telah dilakukan penelitian di laboratorium jenis surfaktan yang cocok dengan sample core yang telah diambil sebagai contoh dari reservoir yang kita miliki.
III. DATA & MODEL RESERVOIR Data
Data yang digunakan dalam percobaan ini bukan di ambil dari suatu lapangan tertentu. Hal ini dikarenakan penilitian ini hanya untuk memberikan gambaran secara umum bagaimana pengaruh konsentrasi dan laju injeksi dalam peningkatan peningkatan perolehan minyak. Selain itu keterbatasan dalam memperoleh data lapangan yang sebenarnya.
Akan tetapi data yang diambil untuk percobaan ini sudah sangat mewakili data-data lapangan yang ada di indonesia
karena data diambil dari berbagai literatur-literatur lapangan di Indonesia.
Data Karakteristik Batuan Reservoir (Rock Properties), PVT, SCAL, Data Surfaktan dapat dilihat pada tabel 1, tabel 2, gambar 1 dan tabel 3,4,5 & 6 dalam lampiran. Model Reservoir
Kemudian dari data-data yang sudah dimiliki, kita dapat membuat model reservoir dalam simulator. Pada penelitian ini digunakan salah satu simulator yang cukup terkenal di dunia teknik perminyakan.
Tujuan pembuatan model reservoir adalah agar kita dapat melakukan simulasi bagaimana proses injeksi surfaktan pada reservoir yang kita miliki. Selain itu juga untuk melakukan peramalan kondisi reservoir kedepannya.
Model reservoir pada penelitian ini adalah model sederhana berupa balok (segi empat) dengan 5 sumur yaitu 4 sumur injeksi dan 1 sumur produksi atau yang dikenal dengan invers 5 spot.
Pemilihan model ini dikarenakan pada injeksi 5 titik (5 spot) lebih sederhana, banyak digunakan di lapangan dan memiliki ratio 1 : 1 antara yang di injeksikan dengan yang di produksikan. Model reservoir yang dibentuk dapat dilihat pada gambar 2 lampiran.
IV. METODOLOGI
Setelah terbentuknya model reservoir yang kita miliki maka kita lakukan simulasi. Pada penelitian ini sebelum melakukan kombinasi berbagai parameter yang akan mempengaruhi kinerja injeksi surfaktan. Akan dilihat pengaruh setiap masing-masing parameter terhadap peningkatan perolehan minyak (recovery factor).
Sensitifitas parameter-parameter yang di lakukan pada penelitian ini adalah :
1. Peningkatan Recovery Factor akibat Injeksi surfaktan di bandingkan Injeksi Air
2. Pengaruh Konsentrasi Surfaktan terhadap peningkatan recovery factor. 3. Pengaruh laju injeksi surfaktan terhadap
peningkatan recovery faktor.
4. Kinerja kombinasi laju alir dan konsentrasi surfaktan dalam meningkatkan recovery factor.
Parameter pertama dilakukan untuk melihat seberapa besar penambahan faktor perolehan (recovery factor) yang didapat jika dilakukan injeksi surfaktan dibandingkan dengan hanya menginjeksikan air (yang umumnya dilakukan dilapangan minyak).
Setelah itu dilakukan analisa sensitifitas untuk konsentrasi surfaktan. Dengan melakukan simulasi pada berbagai konsentrasi surfkatan kita dapat melihat bagaimana pengaruh penambahan konsentrasi surfaktan terhadap faktor perolehan.
Sensitifitas konsentrasi yang dipilih mewakili kondisi yang biasanya dilakukan di lapangan. Mulai dari 0 lb/STB, 25 lb/STB, 50 lb/STB, 75 lb/STB sampai dengan 250 lb/STB.
Kemudian sama halnya dengan yang dilakukan pada konsentarsi surfaktan, hal ini juga dilakukan dengan mensimulasikan berbagai harga laju injeksi surfaktan yang dilihat pengaruhnya terdapat faktor perolehan minyak yang di dapat.
Begitu pula laju injeksi dimulai dari yang paling kecil sampai yang paling besar. Namun untuk laju injeksi kita memiliki batasan khusus dalam menginjeksikan surfaktan. Laju injeksi maksimum yang dapat kita lakukan adalah laju injeksi yang menghasilkan tekanan injeksi masih dibawah tekanan rekah reservoir. Apabila melebihi tekanan rekah reservoir maka akan terjadi kerusakan pada reservoir. Laju
injeksi surfaktan disimulasikan mulai dari 50 bbl/day, 100 bbl/day sampai dengan 400 bbl/day. Hal ini dikarenakan batasan laju maksimum yang dapat dilakukan adalah 420 bbl/day.
Dari kedua parameter tersebut kemudian dikombinasikan antara laju injeksi dan konsentrasi surfaktan menjadi beberapa kasus. Kemudian semua kasus ini disumlasikan dan dianalisa pengaruhnya dalam penambahan faktor perolehan minyak.
Hal yang tidak boleh dilupakan adalah semua kasus diatas harus dilakukan analisa secara keekonomian, yang artinya apakah kasus-kasus diatas jika dilakukan proyek akan memberikan keuntungan atau tidak. Hal ini mengingat bahwa harga surfaktan yang tidak murah seperti kita menginjeksikan air. Dengan melakukan anlisa ini kita dapat menentukan kasus mana yang akan memberikan keuntungan terbesar.
V. ANALISIS DAN HASIL
Perubahan RF akibat Injeksi surfaktan Seperti yang telah disebutkan sebelumnya bahwa surfaktan adalah surface active agent yang berfungsi untuk mengurangi tegangan permukaaan antara minyak dan air. Dengan melakukan injeksi surfaktan pada reservoir maka minyak yang tadinya sudah tidak dapat lagi diambil dengan pendesakan air biasa dapat diambil dengan ikatan yang dibentuk surfaktan terhadap air dan minyak. Hal inilah yang memnyebabkan kenaikan faktor perolehan (recovery factor) meningkat.
Pada penelitian ini dilakukan simulasi pada reservoir untuk injeksi air saja dan dilakukan dengan injeksi surfaktan. Hasilnya dapat dilihat pada gambar 3 bahwa kenaikan RF yang didapat cukup besar yaitu sekitar 15%. Hal itu jika Qinjeksi = 100 bbl/day.
Harga kenaikan RF dari injeksi air (water flood) dengan injeksi surfaktan sangat bervariasi. Hal tersebut tergantung dari kecocokan jenis surfaktan yang digunakan. Semakin besar pengurangan tegangan permukaan antara minyak dan air yang di sebabakan surfakatan maka perolehan minyak akibat injeksi surfaktan akan semakin besar.
Selain itu dapat dilihat bahwa kenaikan RF yang terjadi akibat injeksi surfaktan juga bergantung pada sisa minyak yang masih tertinggal di resrvoir. Biasanya jika injeksi air (water flood) yang telah diterapkan pada lapangan itu telah memberikan RF yang cukup tinggi maka kenaikan RF dengan penginjeksian surfaktan tidak akan terlalu besar.
Hal ini disebabkan karena dengan tingginya harga RF yang didapat dari injeksi air menunjukkan bahwa sisa minyak di reservoir tidak terlalu banyak lagi. Sehingga minyak yang terambil karena injeksi surfaktan semakin sulit dan semakin sedikit jumlahnya. Dari semua simulasi yang telah dilakukan menunjukkan angka kenaikan RF akibat injeksi surfaktan yang sangat bervariatif mulai dari 15% - 30%.
Pengaruh Konsentrasi Surfaktan
Hasil simulasi menunjukkan bahwa hubungan antar RF (Recovery Factor/ Faktor Perolehan) sebanding dengan konsentrasi. Sensitifitas yang dilakukan pada berbagai konsentrasi menunjukkan bahwa dengan menambah konsentrasi surfaktan yang di injeksikan akan meningkatkan RF.
Dapat dilihat pada salah satu contoh kasus yang dibuat yaitu pada injeksi surfaktan dengan laju injeksi tetap yaitu Q = 200 STB/day. Disimulasikan dengan konsentrasi surfaktan mulai dari 25lb/STB, 50 lb/STB, 75/b/STB sampai dengan 250 lb/STB (untuk kenaikan yang konstan sebesar 25 lb/STB) Q=200 Konsentrasi RF Kenaikan 0 (WF*) 55.74% 0.00% 25 69.80% 14.07% 50 73.54% 3.73% 75 74.22% 0.68% 100 74.68% 0.46% 125 75.11% 0.43% 150 75.27% 0.16% 200 75.31% 0.04% 250 75.39% 0.08%
Tabel 7. Nilai RF untuk berbagai Konsentrasi
WF* : Injeksi degan air saja (Water Flood) Hasilnya menunjukkan bahwa dengan melakukan penambahan konsentrasi maka akan meningkan perolehan minyak (secara tidak langsung berarti meningktakan RF). Akan tetapi dapat dilihat dari hasil yang ditunjukkan pada tabel xxxxx bahwa setelah konsentrasi 75 lb/STB kenaikan RF dengan penambahan konsentrasi tidak terlalu besar. Penambahan yang terjadi hanya 0.08 % sampai 0.68% (kurang dari 1 %).
Hal ini dikarenakan karena larutan surfaktan yang di injeksikan sudah mencapai kondisi yang disebut dengan CMC (Critical Micelle Concentration). CMC adalah kondisi batas jenuh dari larutan atau slug surfaktan dimana jika konsentrasi surfaktan dinaikkan maka tidak akan meningktakan efektifitas dari surfaktan sebagai surface active agent. Nilai CMC ini dapat kita peroleh dengan melakukan percobaan di laboratorium untuk surfaktan yang akan digunakan. Peningkatan RF dengan menaikkan konsentrasi surfaktan yang akan di injeksikan memang dapat dilakukan. Akan tetapi harus mempertimbangkan sampai sejauh mana konsentrasi surfaktan akan dinaikkan. Karena jika sudah melewati batas CMC maka efisiensi surfaktan akan menurun. Oleh karena itu sangat penting
untuk mengetahui kondisi batas tersebut guna meningktakan perolehan minyak yang lebih efisien.
Pengaruh Laju Injeksi
Hal yang sama diperoleh pada sensitifitas laju injeksi. Hasil simulasi menunjukkan dengan penambahan laju injeksi akan meningktakan RF (faktor perolehan). Peningkatan laju injeksi ini akan meningktakan efisiensi penyapuan dari reservoir. Sehingga akan meningkatkan produksi minyak.
Salah satu contoh hasil dari simulasi dapat dilihat pada tabel berikut :
Konsentrasi = 75 lb/STB Q (STB/day) RF 50 61.96% 100 70.06% 200 74.22% 250 75.12% 350 76.31% 400 76.64% Tabel 8. Nilai RF untuk berbagai Laju
Injeksi
Dapat dilihat bahwa untuk konsentrasi tetap dengan meningkatkan laju injeksi maka perolehan minyak kita akan semakin tinggi. Namun kita tidak dapat meningkatkan laju injeksi secara terus menerus. Hal ini dikarenakan batasan tekanan rekah dari reservoir yang kita miliki.
Laju injeksi tidak boleh menyebabkan terjadinya “fracture” atau rekahan dalam reservoir kita. Dalam hal ini batasan laju injeksi yang diperbolehkan adalah kurang dari 420 STB/day. Oleh karena itu dalam studi kasus yang dilakukan nilai laju injeksi yang digunakan adalah 400 STB/day.
Secara umum seluruh hasil simulasi menunjukkan bahwa dengan meningkatkan laju injeksi maka perolehan
minyak akan semakin banyak (RF meningkat) karena ini memperbaiki efek penyapuan didalam reservoir.
Kombinasi Laju Alir dan Konsentrasi Surfaktan
Secara umum telah diketahui pengaruh masing-masing parameter dalam meningkatkan RF pada injeksi surfaktan. Hal penting lainnya adalah bagaimana hubungan antara kombinasi laju injeksi dengan konstrasi surfaktan itu sendiri. Karena hasil kali dari kedua parameter tersebut adalah sama dengan laju masa surfaktan yang masuk ke reservoir.
Dimana:
Q = Laju injeksi surfaktan C = Konsentrasi Surfaktan M = Laju Masa Surfaktan (semua dalam satuan lapangan).
Jika kita dapat mengetahui hubungan antara kedua parameter tersebut dan mendapatkan kombinasi yang baik dari keduanya maka injeksi surfaktan dapat dilakukan lebih efisien dalam meningkatkan faktor perolehan. Hasil simulasi menunjukkan berlakuknya hubungan hasil kali persamaan diatas. Untuk konsentrasi yang konstan, peningkatan laju injeksi akan meningkatkan faktor perolehan. Dan dengan laju injeksi yang konstan maka penambahan konsentrasi (sampai sebelum CMC) akan meningkatkan faktor perolehan.
Dan dengan menaikkan keduanya secara kontinu maka RF akan semakin meningkat dengan kenaikan laju masa surfaktan yang masuk kedalam reservoir. Hal ini dapat dilihat dari gambar berikut :
Gambar 3. Grafik RF vs Konsntrasi untuk berbagai Laju Injeksi
Dari gambar diatas dapat dilihat bahwa semakin besar laju injeksi dan konsentrasi dari surfaktan yang kita injeksikan (hal ini sama artinya dengan laju masa surfaktan yang di injeksikan) maka semakin besar juga RF yang kita dapat. Sedangkan berlaku sebaliknya.
Untuk mengetahui pengaruh parameter mana yang lebih dominan dalam membantu peningkatan RF, selanjutnya dibandingkan untuk laju masa yang sama dan kombinasi Q dan C yang berbeda. Hal tersebut dapat dilihat pada tabel berikut:
Analisa Laju Injeksi & Konsentrasi
Q C M RF 50 100 5000 62.81% 100 50 5000 68.17% 200 25 5000 69.80% 50 200 10000 65.90% 100 100 10000 71.26% 200 50 10000 73.54% 400 25 10000 73.79% Tabel 9. Nilai RF untuk pada kombinasi Q
dan C laju masa surfaktan yang sama Dapat dilihat bahwa dengan jumlah/ masa surfaktan yang sama, penggunaan laju injeksi yang tinggi dengan konsentrasi rendah akan menghasilkan RF yang lebih tinggi dan berlaku sebaliknya. Sehingga dengan kata lain untuk jumlah surfaktan yang sama kita akan memperoleh RF yang lebih tinggi dengan mengkombinasikan laju injeksi yang tinggi dan cukup dengan konsentrasi yang rendah.
Akan tetapi penerapan laju injeksi yang tinggi tidak selama dapat dilakukan dilapangan. Mengingat batasan tekanan rekah dari reservoir yang kita miliki. Selain itu juga keterbatasan fasilitas produksi yan kita miliki. Misalnya pompa yang lebih besar kapasitasnya akan banyak dibutuhkan untuk mempercepat laju injeksi.
Hal tersebut dapat diakali dengan menggunakan laju injeksi yang rendah. Injeksi yang dilakukan dengan laju alir yang rendah sebaiknya menggunakan konsentrasi surfaktan yang tinggi untuk pencapaian RF yang paling optimum. Analisa Keekonomian
Sekarang kita telah mengetahui bahwa kita dapat memperoleh nilai RF yang paling besar dengan mengkombinasikan Laju injeksi dan konsentrasi yang sebesar-besarnya. Dalam kasus ini RF terbesar yang dapat di capai adalah 76.88%. Seluruh hasil simulasi dari kombinasi antara laju injeksi dan konsentrasi surfakan dapat dilihat pada lampiran.
Akan tetapi hal yang perlu diperhatikan selanjutnya adalah keuntungan proyek dengan melakukan injeksi surfaktan. Karena RF paling tinggi dapat kita dapat mungkin dengan cara meninjeksikan surfaktan dengan kombinasi laju injeksi dan konsentrasi yang tinggi, yang artinya jumlah surfaktan yang di injeksikan ke dalam reservoir sangat banyak. Dari segi keekonomisan hal ini belum tentu baik, karna semakin banyak pula biaya yang akan kita keluarkan dalam memperoleh nilai RF tertinggi tersebut.
Oleh karena itu dilakukan analisa keekonomian sederhana dari hasil simulasi penenlitian ini. Analisa yang dilakukan hanya dengan melakukan perhitungan keuntungan biasa, dimana jumlah pendapatan dikurangi dengan jumlah biaya yang dikeluarkan. Dalam hal ini pendapatan yang di peroleh berasal dari penjualan minyak. Sedangkan pengeluaran dari biaya surfaktan dan biaya operasi (operating cost).
Pendapatan : Hm x Np
Pengeluaran : (Hs x M) + (OC/day x T) Dimana:
Hm : Harga Minyak ($/STB)
Np : Produksi Minyak Kumulatif (STB) Hs : Harga Surfaktan ($/lb)
M : Massa Surfaktan yang di injeksikan (lb)
OC/day : Biaya Operasi /day T : Lama waktu berproduksi
Sebenarnya, pengeluaran tidak hanya dari kedua baiay itu saja, namun kali ini diasumsikan bahwa biaya yang lain tidak diperhitungkan karena tidak berpengaruh sebagai efek dari penggunaan surfaktan. Hal ini disebabkan karena analisa ini hanya ingin melihat keekonomisan dari penggunaan surfaktan dalam meningkatkan recovery factor (RF).
Biaya operasi atau Operating Cost di masukkan dalam pengeluaran karena dari
hasil simulasi menunjukkan bahwa lama nya produksi antara berbagai skenario yang dibuat tidak sama. Hal ini dikarenakan nilai RF yang lebih cepat di dapat ketika menggunakan kombinasi laju dan konsentrasi yang tinggi.
Sebagai contoh dengan menggunakan kombinasi laju injeksi dan konsentrasi yang besar seperti Qi= 100 STB/day & C= 50 lb/STB membutuhkan waktu produksi selama 10 tahun untuk mencapai RF = 68.17%, sedangkan untuk Qi = 250 STB/day & C = 50 lb/STB hanya dalam 5 tahun sudah mencapai RF = 74.65 %. Hal ini menunjukkan bahwa dengan menggunakan laju injeksi yang tinggi akan mempercepat pencapain RF maksimum dan pastinya akan mengurangi biaya operasi untuk memproduksikan minyak karena lebih cepat produksinya. Hal inilah yang menjadi pertimbangan untuk memasukkan OC (operating cost) kedalam analisa keekonomian.
Gambar.4 Lama waktu pencapaian RF maksimum
Gambar 4 menunjukkan lama waktu produksi yang akan dibutuhkan untuk mencapai harga RF maksimum untuk
berbagai kombinasi laju injeksi dan konsentrasi surfaktan. Dari gambar tersebut dapat dilihat bahwa semakin besar laju injeksi dan konsentrasi maka semakin cepat pula waktu yang dibutuhkan untuk memperoleh RF maksimum.
Setelah semua parameter yang di butuhkan untuk menghitung keuntungan dari semua data diatas, maka diperoleh keuntungan dalam ($) untuk masing-masing skenario seperti pada gambar 5 didalam lampiran. Dari hasil tersebut dapat kita lihat bahwa untuk semua laju injeksi harga konsentrasi sebesar 50lb/STB memberikan keuntungan yang paling besar. Hal ini menunjukkan bahwa konsentrasi 50lb/STB adalah konsentrasi yang paling efektif dalam menurunkan IFT. Dengan semakin meningkatnya harga konsentrasi maka RF akan meningkat sampai suatu batas angka tertentu penambahan konsentrasi akan tetap menambah RF akan tetapi tidak sebanyak penambahan RF pada 50lb/STB. Sedangkan untuk laju injeksi berbeda dengan konsentrasi. Untuk konsentrasi yang berbeda maka laju injeksi yang memberikan keuntungan paling besar juga berbeda. Untuk WF (Q=400 STB/day), C= 25 & 100 (Q=200 STB/day), C=50 & 75 (Q=250 STB/day), C=125,150,200 & 250 (Q=50 STB/day) akan memberikan keuntungan paling besar.
Hal ini sesuai dengan perolehan minyak yang didapat. Keuntungan terbesar akan didapat dengan menggunakan kombinasi laju injeksi dan surfaktan yang akan memperoleh RF paling besar dan dengan waktu yang singkat untuk mencapai RF maksimal. Dengan kombinasi laju injeksi & surfaktan yang baik (dalam artian tidak terlalu banyak surfaktan yang digunakan, dan RF yang tinggi berarti perolehan minyak yang kita dapat semakin banyak dan akan meningkatkan pemasukan kita dari penjualan minyak. Sedangkan dengan singkatnya waktu yang dibutuhkan untuk memperoleh RF maksimum akan
mengurangi biaya operasional (operating cost) yang akan kita keluarkan untuk memproduksi minyak.
Olehkarena itu parameter-parameter yang harus diperhatikan dalam penginjeksian surfaktan agar memperoleh keuntungan yang optimum adalah:
Menggunakan kombinasi laju injeksi & konsentrasi yang optimum sehingga menghasilkan RF maksimum
Menggunkan kombinasi laju injeksi & konsentrasi yang seefektif mungkin, yang artinya diupayakan supaya jumlah surfaktan yang digunakan sesedikit mungkin tetapi tetap menghasilkan RF maksimum
Memilih kombinasi laju injeksi & surfkatan yang menghasilkan RF maksimum dalam waktu singkat sehingga biaya operasional (operating cost) menjadi berkurang.
Jadi analisa keekonomian perlu dilakukan sebelum melakukan injkesi surfaktan untuk mengetahui seberapa besar keuntungan yang akan diperoleh. Agar perolehan minyak yang didapat tetap memberikan keuntungan yang besar.
VI. KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan
Injeksi Surfaktan dapat meningkatkan perolehan minyak (RF) 15-25 % dari perolehan ketika hanya menggunakan injeksi air.
Semakin tinggi laju injeksi maka semakin tinggi RF.
Semakin tinggi konsentrasi surfaktan yang diinjeksikan maka semakin tinggi RF.
Kombinasi laju injeksi yang tinggi dengan konsentrasi rendah akan menghasilkan RF yang lebih besar dibandingkan kombinasi konsentrasi tinggi dengan laju injeksi yang rendah. Keterbatasan fasilitas produksi untuk
menyediakan laju injeksi yang tinggi dan batasan tekanan rekah reservoir
dapat diakali dengan mengubah kombinasi menjadi konsentrasi tinggi dan laju yang rendah untuk memperoleh RF yang optimum.
RF (faktor perolehan) yang paling tinggi dapat dicapai dengan injeksi surfaktan akan tetapi belum tentu memberikan keuntungan yang paling maksimal.
Kombinasi laju injeksi & konsentrasi surfaktan yang efektif, perolehan RF yang tinggi, dan waktu perolehan yang singkat akan memberikan keuntungan yang paling besar.
Saran
Sebaiknya dalam menganalisa atau memprediksi proses penginjeksian surfaktan digunakan data lapangan. Hal ini akan lebih representatif dan membentuk model yang lebih kompleks untuk di lihat pengaruh berbagai parameternya. Selain itu khusus untuk chemical flooding seperti surfaktan sebaiknya mengunkana simulator yang lebih khusus yang dapat mempresentasikan reaksi kimia surfaktan di reservoir.
Untuk kedepannya perlu dilakukan suatu penelitian lebih lanjut mengenai hubungan kenaikan RF dengan mengaitkan berbagai parameter-parameter lain yang nantinya dapat dijadikan suatu korelasi baru dalam menentukan RF (Recovery Factor).
VII. UCAPAN TERIMAKASIH
Puji Syukur dan Terimakasih kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan kasih karunianya penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini. Atas berkat dan penyertaanNyalah yang senantiasa membimbing penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini. Terimaksih untuk kedua orang tua saya atas kasih sayang mereka dan dukungan yang selalu mereka berikanlah kedapa saya sehingga saya dapat menyelesaikan tugas akhir ini dengan baik.
Selain itu juga saya sangat berterimakasih sekali kepada Dosen Pembimbing saya yaitu Dr.Ir. Leksono Mucharam yang selalu membantu setiap saat dalam membimbing saya untuk menyelesaikan tugas akhir ini. Juga kepada Ketua Program Studi Teknik Perminyakan Institut Teknologi Bandung Dr.Ir. Ucok WR Siagian atas bantuannya dalam menyelesaikan pendidikan di program studi teknik perminyakan. Dan kepada seluruh staff tata usaha teknik perminyakan yang sangat bersahabat. Tidak lupa saya sangat berterimakasih kepada sahabat-sahabat saya seluruh mahasiswa teknik perminyakan 2006 atas kebersamaannya, suka, duka, tawa, dan canda selama ini. Saya berharap hubungan persaudaraan yang sudah tidak jalin tidak akan pernah lekang. Dan kepada semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu yang telah membantu dalam penyelesaian penulisan tugas akhir ini.
VIII. DAFTAR PUSTAKA
1. Anderson, Glen Allen. “Simulation of Chemical Flood Enhanced Oil Recovery Processes Including the Effect of Reservoir Wettability”, The University of Texas at Austin, 2006. 2. Amyx, J.W., Bass Jr., D.M., and
Whiting, R.L : “Petroleum Reservoir Engineering Physical Properties”, McGraw-Hill, Inc.,1960.NY, NY, (1960).
3. Kurnia, Asep Permadi; Diktat Teknik Reservoar II, 2004.
4. Scharamm, L. Laurier : “Surfactants Petroleum Industry”, Cambridge University Press, Cambrige, 2000. 5. Siregar, S. : “Teknik Peningkatan
Perolehan”, Departemen Teknik Perminyakan ITB 2000.
6. Van Poollen, H. K. : “Fundamental of Enhanced Oil Recovery”, PennWell Publishing Co, Tulsa, Oklahoma, 1980.
IX. LAMPIRAN Data Rock Properties
A 14.7 acre h 30 ft Ф 0.22 Kx 220 md Ky 220 md Kz 10 md Depth 2220 ft Pres 2300 psi WOC 2244 ft
Tabel 1. Rock Properties Data PVT Bo 1.08 rb/STB Bw 1 rb/STB Co 8x10^-6 /psi Cw 4x10^-5 /psi µo 3 cp µw 0.55 cp ρo 48.66 lb/ft^3 ρw 62.40 lb/ft^3 ρg 0.05 lb/ft^3 Tabel 2. PVT Data Data Surfaktan Cs (lb /stb) STwo (lbf /in) 0 0.05 1 1.00E-06 30 1.00E-06
Tabel 3. Water Oil Surface Tension vs Surfactant Consentartion
Cs (lb /stb) Vw (cp)
0 0.34
30 5
Tabel 4. Surfactant Solution Viscosity Function
Ssl (lb /stb) Ssc (lb /lb)
0 0.00E+00
1 5.00E-04
30 0.0005
Tabel 5. Surfactant Arbsobsion Function
Log(CAPN) Fm
-9 0
-4.5 0
-2 1
10 1
Tabel 6. Surfactant Capillary Desaturation Fuction
Data SCAL
Gambar 1. Relatif Permeability Curve Model Reservoir
Grid
Jumlah cell X 40 Jumlah cell X 40 Jumlah cell X 10
Gambar 2. Model Reservoir
Gambar 6. Kenaikan RF akibat injeksi surfaktan
Gambar 8. Pengaruh Laju Injeksi dalam meningkatkan RF Q C RF delta RF M (lb/Day) Biaya Surfactant ($/Day)
Penjualan Pengeluaran Keuntungan
50 50 24.96% 60.79% 2500 7500 $11,460,598 $1,350,000 $ 10,110,598 50 75 26.13% 61.96% 3750 11250 $11,998,217 $2,025,000 $ 9,973,217 50 25 22.71% 58.54% 1250 3750 $10,426,458 $675,000 $ 9,751,458 50 100 26.98% 62.81% 5000 15000 $12,387,592 $2,700,000 $ 9,687,592 50 125 27.89% 63.72% 6250 18750 $12,808,555 $3,375,000 $ 9,433,555 50 150 28.81% 64.64% 7500 22500 $13,231,291 $4,050,000 $ 9,181,291 50 200 30.07% 65.90% 10000 30000 $13,808,677 $5,400,000 $ 8,408,677 100 25 20.71% 65.32% 2500 7500 $9,508,267 $1,350,000 $ 8,158,267 100 50 23.56% 68.17% 5000 15000 $10,818,619 $2,700,000 $ 8,118,619
HASIL ANALISA KONSENTRASI & LAJU INJEKSI
Q=50 Q=100 Q=200 Q=250 Q=350 Q=400
Konsentrasi RF Konsentrasi RF Konsentrasi RF Konsentrasi RF Konsentrasi RF Konsentrasi RF
0 42.58% 0 50.81% 0 55.74% 0 56.87% 0 58.66% 0 58.89% 25 58.54% 25 65.32% 25 69.80% 25 70.94% 25 72.76% 25 73.19% 50 60.79% 50 68.17% 50 73.54% 50 74.65% 50 75.99% 50 76.39% 75 61.96% 75 70.06% 75 74.22% 75 75.12% 75 76.31% 75 76.64% 100 62.81% 100 71.26% 100 74.68% 100 75.56% 100 76.36% 100 76.78% 125 63.72% 125 72.09% 125 75.11% 125 75.68% 125 76.45% 125 76.83% 150 64.64% 150 72.45% 150 75.27% 150 75.51% 150 76.53% 150 76.83% 200 65.90% 200 73.43% 200 75.31% 200 75.66% 200 76.45% 200 76.80% 250 67.27% 250 73.83% 250 75.39% 250 75.78% 250 76.60% 250 76.88%
