OLEH:
WILDHAN ARIF KURNIAWAN NRP. 6308030017
DOSEN PEMBIMBING
NOPEM ARIWIYONO, ST., MT. NIP. 196211301988031003
PROGRAM STUDI TEKNIK PERMESINAN KAPAL JURUSAN TEKNIK PERMESINAN KAPAL
POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA
2011
LAPORAN FIELD PROJECT
ANALISA TROUBLESHOOTING PENYUMBATAN PIPA PRODUKSI
DENGAN METODE FLUSHING PADA SUMUR KW 71 PT
ABSTRACT POINT
Produksi minyak dalam KW 71 mengandung
parafin yang menggumpal di pipa produksi
dan membuat sumbatan.
Penyumbatan tersebut dapat dihilangkan
dengan berbagai metode, salah satu metode
tersebut adalah Flushing.
Metode flushing terbukti bisa menghilangkan
endapan parafin dan melancarkan aliran
dalam pipa produksi
LATAR BELAKANG
Parafin yang terkandung dalam produksi
minyak akan membuat sumbatan dalam pipa
produksi.
Sumbatan tersebut membuat berbagai
kerusakan.
Metode flushing lebih cocok untuk mengatasi
PERUMUSAN MASALAH
Masalah yang terjadi dalam field project ini
antara lain:
Bagaimana sifat minyak produksi
Berapa rate produksi KW 71
Berapa tekanan produksi dan tekanan
flushing
TUJUAN DAN MANFAAT
Tujuan Field project ini antara lain:
1.
menerangkan metode flushing,
2.
menuntaskan tugas kuliah,
3.
menjadikan referensi untuk penelitian selanjutnya
Manfaat Field Project ini antara lain:
dapat memberikan pengetahuan tentang maintenance
pipa yang tersumbat;
dapat memberikan pengetahuan tentang pemilihan pompa
dengan kebutuhan tertentu;
dapat digunakan sebagai acuan untuk menganalisa
TINJAUAN PUSTAKA
1.
Eksplorasi dan produksi minyak
Eksplorasi dan produksi minyak pada KW 71
menggunakan pumpung unit untuk memindahkan
minyak dari dalam bumi kemudian dialirkan menuju
tanki penampung melalui pipa produksi.
Pipa produksi tersebut mempunyai tekanan kerja
maksimal yang dihitung dengan persamaan :
2.
Penyebab pengendapan parafin
Penggumpalan parafin dapat diindikasikan dengan
mengetahui faktor solubility (K) minyak. Nilai K dapat
diketahui setelah melihat
grafik solubility
dengan berbasis
total ionic strength.
Penggumpalan parafin dapat diidentifikasi melalui rumus:
dimana :
jika nilai SI > 0, maka endapan parafin tidak terbentuk.
Jika nilai SI < 0, maka endapan parafinakan terbentuk
3.
Paraffin removal methods
1.
Mekanik
Dalam kategori ini, parafin dihilangkan dengan
menggunakan energi mekanik yang medorong atau
memisahkan parafin. Metode-metode pembersihan
parafin antara lain rod scrappers, wire-line scrappers,
flowline scrappers, insoluble plugs, dan flushing.
1.
Thermal
Penghilangan parafin menggunakan metode termal
berkaitan dengan menambahkan panas kedalam
system dengan meminimalisir heat loss di
sekelilingnya.
1.
Chemical
Perlakuan kimia untuk sumur produksi untuk dapat
dikategorikan melalui zat kimia yang terlibat antara
lain:
Pelarut
Pengurai
4.
Mekanika fluida
Statika Fluida
Statika fluida berhubungan dengan dengan sifat
fluida dalam keadaan tidak bergerak. Sifat-sifat
tersebut antara lain:
tekanan : dan massa jenis :
Dinamika fluida
Dinamika fluida berhubungan dengan sifat fluida
dalam keadaan bergerak (mengalir). Sifat-sifat
tersebut antara lain:
5.
Dasar pengertian pompa
Pompa adalah mesin yang digunakan untuk memindahkan cairan (fluida) dari suatu tempat ke tempat yang lain, melalui media pipa (saluran) dengan cara menambahkan energi pada cairan yang dipindahkan dan belangsung terus menerus.
Kapasitas pompa
adalah banyaknya cairan yang dapat dipindahkan oleh pompa setiap satuan waktu. Kapasitas pompa sering juga disebut debit yang mempumpunyai persamaan:
Klasifikasi pompa
Pompa dapat diklasifikasikan menjadi pompa possitive
displacement dan pompa rotary. Pompa possitive
displacement adalah pompa piston dan pompa roda gigi
METODOLOGI PENELITIAN
1.
Alir penelitian
Mulai
Studi dan observasi
Pengumpulan data
Analisa
Kesimpulan
Pelaporan
Selesai
2.
WAKTU DAN TEMPAT
Waktu penelitian
Penelitian ini dilaksanakan selama tiga bulan yaitu mulai tanggal 16 Pebruari 2011 sampai dengan 29 April 2011.
Tempat penelitian
Tempat penelitian dilakukan di PT PERTAMINA EP field Cepu dengan mengambil sampel sumur KW-71 yang berada di Distrik 1 Kawengan. Tempat lain juga dalam mencari nilai produksi dilakukan di SP3 yang masih dalam kawasan Distrik 1 Kawengan.
No Kegiatan Bulan ke
1 2 3 4 5
1. Pengajuan proposal 2. Studi Literatur 3. Identifikasi data
4. Perhitungan dan Pembahasan 5. Penyusunan Laporan
Langkah kerja
1.
Persiapan
Pada tahap persiapan ini, langkah yang dilakukan yaitu membuat jadwal penelitian, mempersiapkan dokumen-dokumen untuk izin masuk lokasi guna melakukan pengamatan dan pengambilan data. Menyiapkan data apasaja yang akan diambil serta melakukan pengamatan tentang jalannya proses flushing.
2.
Pengambilan data
Pengambilan data dilakukan dengan mengidentifikasi apakah alat ukur masih berfungsi dengan baik kemudian melakukan prosedur pengukuran. Data hasil pengukuran kemudian dicatat dan dikompilasi.
Mulai
persiapan
HASIL DAN ANALISA
1.
Data minyak KW 71
minyak produksi KW 71 mempunyai data fisik dan kimiawi
sebagai berikut :
Objek Hasil Satuan
Temp.Analisa 31 C Density 1,016 gr/cc
pH 7,8
-Hardness total ( CaCO3 ) 200,00 mg/lt Eq. NaCl 22841,81 mg/lt Visc. @ 60°C 0,7908 cSt Water resistivity 0,24 Head/m
Scalling indeks 0,50 -Nama unsur (mg/lt) µ Na+ 9188,95 0,202156835 Ca++ 40,10 0,002005 Mg++ 24,30 0,0019926 Cl- 12213,42 0,17098788 HCO3- 3083,43 0,025284 SO4= 410,00 0,00861 CO3= 7,24 0,000238828
2.
Rate produksi dan tanggal flushing
Data rate produksi KW 71 yang diperoleh didapatkan dalam 1 minggu dengan debit dalam satuan m3. Selain data rate produksi, juga diketahui tanggal diadakan proses flushing pada KW 71 antara lain tanggal 10 Maret 2011, 28 Maret 2011, 18 April 2011, 9 Mei 2011 dan 29 Mei 2011.
Minggu ke
- Senin Selasa Rabu Kamis Jumat Sabtu Minggu Produksi(m3)
1 28 1 2 3 4 5 6 77,29 2 7 8 9 10 11 12 13 81,65 3 14 15 16 17 18 19 20 78,34 4 21 22 23 24 25 26 27 77,12 5 28 29 30 31 1 2 3 82,12 6 4 5 6 7 8 9 10 78,44 7 11 12 13 14 15 16 17 75,88 8 18 19 20 21 22 23 24 81,25 9 25 26 27 28 29 30 1 79,28 10 2 3 4 5 6 7 8 76,57 11 9 10 11 12 13 14 15 82,22 12 16 17 18 19 20 21 22 80,34 13 23 24 25 26 27 28 29 77,78
Keterangan: angka = tanggal terjadi proses flushing angka = tanggal di Bulan Februari 2011 angka = tanggal di Bulan Maret 2011 angka = tanggal di Bulan April 2011 angka = tanggal di Bulan Mei 2011
3. Efektifitas flushing dan interval flushing
Dalam proses flushing, seringkali terjadi perbedaan tekanan maupun durasi flushing. Hal ini tentu berimbas kepada efektifitas proses flushing itu sendiri. Tabel dibawah menggambarkan efektifitas flushing berbasis tekanan dan durasi flushing serta interval flushing.
Tekanan flowline sebelum flushing
Tekanan aliran
setelah flushing Selisih tekanan
Tekanan
flushing Durasi flushing
21 16 5 53 2,5
20 15 5 50 2
23 15 8 60 2
25 17 8 65 2
22 16 6 58 2,5
Tanggal flushing Tanggal flushing selanjutnya
Selisih waktu
10 maret 2011 28 maret 2011 18 hari 28 maret 2011 18 april 2011 21 hari 18 april 2011 9 mei 2011 21 hari 9 mei 2011 29 mei 2011 20 hari
4.
Data pipa produksi
Tabel berikut menjabarkan informasi tentang pipa flowline yang terpasang pada KW-71. Data dari pipa ini akan digunakan untuk menentukan tekanan maksimal flushing unit
Nama pipa Carbon Steel Seamless ASTM A106 GrB Sch 40 BW
Pipe type Seamless
Weld join factor (E) 1,00 Specified min. Yield
strength 40000 psi
Allowable stress value (S)
−20°F to 250°F 28800 psi
Material Carbon Steel Pipe for High Temperature Service
Nominal diameter 4 inch
Inside diameter 4,026 inch
Thickness 0,237 inch
Outside diameter 4,5 inch
Schedule 40
Grade C
Cubic feet per foot 0,884 Weight per foot 10,79 pound
5.
Analisa penggumpalan parafin
Data ionic strength dapat digunakan untuk menghitung scale indeks CaCO3. Perhitungan CaCO3 dimaksudkan untuk mengetahui adanya terjadi pengendapan parafin. Pertama-tama menggunakan data
total ionic strength untuk mencari nilai K melalui grafik solubility.
Kemudian melalui persamaan dan
maka akan digunakan untuk menghitung scale indeks dengan menggunakan persamaan SI = K - (pH+Pca+Palk)
Maka didapatkan nilai SI 0,50.
dimana: jika nilai SI > 0, maka endapan parafin tidak terbentuk. jika nilai SI < 0, maka endapan parafin akan terbentuk.
Maka dalam minyak produksi tersebut akan terbentuk endapan parafin
6.
Durasi flushing
Dalam satu kali flushing membutuhkan 2 tanki air yang
dibawa oleh vacuum truck. Sebuah vacuum truck dapat
menampung air hingga 5000 liter (5 m
3).
Volume tersebut direncanakan mampu dihabiskan dalam
waktu 2 jam agar tekanan yang dihasilkan oleh pompa
flushing maksimal. Sehingga pompa harus mampu
memompa air dengan debit :
Q = =
= 5 m3 /jam
7.
Tekanan operesional flushing
Tekanan operasional flushing akan ditentukan berdasarkan pada kekuatan pipa flowline dalam menahan tekanan. Tekanan tersebut tidak boleh melebihi kekuatan pipa tersebut dalam menahan tekanan. Berdasarkan ASME Code for Pressure Piping, penentuan tekanan pipa yang diizinkan akan dihitung sebagai berikut:
S = 0,72.E.specific min. Yield strength = 0,72.1,00.40000
= 28800 psi
Dengan mengetahui nilai Allowable stress value (S) = 28800, maka dapat ditentukan tekanan kerja maksimal flushing adalah sebagai berikut:
Pi = 2.S.tc/D
= 2.28800.0,237.0,22 = 3033,6 psi
8.
Pemilihan pompa
Dalam pemilihan pompa flushing, diutamakan pompa yang mampu mengalirkan air dengan tekanan tinggi dalam debit yang besar. Hal ini berdasarkan berdasarkan data efektifitas pompa flushing.
Dari data dan perhitungan, maka pompa flushing harus memenuhi spesifikasi sebagai berikut:
Debit aliran pompa minimal harus mampu mencapai debit 0,001389 m3/s (83,34 liter/menit)
Tekanan pompa flushing tidak boleh melebihi tekanan maksimal pipa (merujuk standart pipa) yaitu 210,17 bar
Maka ditentukan pompa flushing dengan spesifikasi :
Merk Cat Pump
Seri 2831K
Flow 25 Galons per Minute 95 Litres per Minute Pressure 100 – 1000 PSI
7 – 70 BAR Power input 17,1 HP
12,8 kW
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
Berdasarkan hasil analisa data dan perhitungan, maka dapat disimpulkan bahwa:
Metode Flushing terbukti mampu menangani penyumbatan pipa
produksi Sumur KW 71 PT. PERTAMINA EP Field Cepu;
Efektifitas flushing tergantung dari debit dan tekanan aliran fluida yang dipompa oleh flushing unit. Semakin besar debit atau
semakin tinggi tekanan aliran fluida tersebut, maka efektifitas
flushing akan semakin tinggi;
Pompa Cat Pump seri 2831K bisa digunakan sebagai pompa
flushing untuk Sumur KW 71 PT. PERTAMINA EP Field Cepu.
Saran
Hal – hal yang perlu dievaluasi untuk perkembangan proses field project antara lain :
dibutuhkan pencarian data secara lebih terperinci guna
menunjang tercapainya tujuan field project;
dibutuhkan komunikasi dan wawasan yang lebih baik guna
