Seminar NasionalCendekiawanke 3 Tahun 2017 ISSN (P) : 2460 - 8696
Buku 1 ISSN (E) : 2540 - 7589
OPTIMASI PEROLEHAN MINYAK DI LAPANGAN “NAWAS” LAPISAN
“NA-WAS-A DANNAWAS-B” MENGGUNAKAN SIMULASI RESERVOIR
Gita Yuliananda1), Sugiatmo Kasmungin2), Kartika Fajarwati3)
1). MahasiswaJurusanTeknikPerminyakanFakultasTeknologiKebumiandanEn-ergiUniversitasTrisakti 2). DosenPembimbing I TeknikPerminyakanUniversitasTrisakti 3). DosenPembimbing II TeknikPerminyakanUniversitasTrisakti gitayuliananda@outlook.com sugiatmo_ftke@trisakti.ac.id kartika@trisakti.ac.id Abstrak
Lapangan“NAWAS” terletakmemanjang ±40 km kearah Utara darigarispantai Utara Jawa Barat.Berdasarkan data well log, data DST, dananalogyproduksidarilapanganter-dekatmakasemuahidrokarbon yang adadikategorikansebagaicadanganterbukti. Dari hasil-simulasi yang dilakukandenganberbagaiscenarioberbedamemberikanhasil yang optimal, denganperbandingan5 skenariodenganjumlah, posisisumurdanjenissumur yang dite-rapkan yang berbeda. Hasilinisialisasi OOIP data volumetik(static) dengan data simula-si(dynamic) perbedaan yang di dapatdenganpresentasesebesar 2.44 % denganhasilvo-lumetricsebesar 35.30 MMSTB danSimulasiSebesar 36.18 MMSTB.
Kata Kunci :PengembanganLapangan, Simulasi Reservoir, FaktorPerolehan, Analisake-tidakpastian, Optimasi
Pendahuluan
Dalam pengelolaan lapangan minyak dan gas, sebuah studi dilakukan agar perolehan produksi menjadi optimal. Perencanaan optimasi perolehan minyak dengan pengembangan lapangan merupakan hal yang sangat krusial untuk dilakukan di industri minyak dan gas, mengingat biaya yang dibutuhkan dalam mengoperasikan suatu lapangan sangatlah besar. Maka dilakukanperencanaanpengembangandenganmetode-simualsi reservoir dengan metode yang digunakan adalah simulasi reservoir dengan menggunakan software simulator.
Makalahinibertujuanuntukmemperkirakanperformancedari reservoir terhadapberba-gaicaraproduksi, menghitungrecoverable reservenyadanscenariopengembanganlapangan yang optimum yang perludilakukanuntukmengoptimalkanperolehanminyakdengansimulasi reservoir. Dengan model ini, prediksikinerja reservoir dapatdicobadenganbiaya yang ti-dakterlalumahal, optimasiletaksumur, pengaruhbesarnyaproduksilapangan, penggunaa-nartificial lift yang sesuaidanjumlahpenambahansumursisipan (Infill).
StudiPustaka
Untuk itu diperlukan adanya pemboran sumur baru pada suatu lokasi reservoir yang sudah terbukti mempunyai cadangan hidrokarbon yang dapat diproduksi yang dikenal sebagai sumur pengembangan. Dalam penentuan sumur pengembangan perlu diketahuisifat fisik fluida reservoir (densitas minyak, spesific gravity,dan viskositas minyak), sifat fisik batuan reservoir minyak (porositas, saturasi, danpermeabilitas), tenaga dorong alamiah reservoir minyak (Solution gas drive, Water drivedangas cap drive, jenis reservoir minyak (Undersaturatedreservoirdansaturated reservoir), pembangiankategori-cadangan,metode perhitungan cadangan reservoir (Volumetrik, Material Balance,
Simulasi reservoir),skenario pengembangan lapangandanartificial liftsertajenissumur yang digunakandalamoptimasiperolehanminyakdenganpadalapanganini.
Simulasi reservoir adalah suatu kegiatan yang memodelkan keadaaan atau kondisi dalam reservoir hidrokarbon dan selanjutnya digunakan untuk memprediksi kinerja reservoir dimasa yang akan datang bila diproduksikan sesuai dengan skenario produksi yang diinginkan. Melalui pemodelan reservoir ini diharapkan akan didapatkan skenario terbaik untuk memproduksikan suatu lapangan baik lapangan baru atau yang akan dilakukan peningkatan produksi melalui secondary atau tertiary recovery, sehingga akan didapatkan produksi minyak yang maksimal.
Jenis Simulator Reservoir
Berdasarkan model reservoirnya, simulator reservoir dibagi menjadi tiga jenis simulator, yaitu :
1) Black Oil Simulator
Simulasi reservoir jenis ini digunakan untuk kondisi isothermal (tidak ada perubahan suhu), aliran dari minyak, gas dan air yang berhubungan dengan viskositas, gaya gravitasi dan gaya kapiler. Black oil digunakan untuk menunjukkan bahwa jenis cairan homogen dan tidak ditinjau komposisi kimianya walaupun kelarutan gas dalam minyak dan air diperhitungkan.
2) Compositional Simulator
Merupakan simulasi yang memperhitungkan komponen penyusun hidrokarbon dan perubahan fasa tiap - tiap komponennya. Simulasi jenis ini banyak digunakan untuk studi perilaku reservoir yang berisi volatile-oil , gas condensate, dan juga pada proses enhance
oil recovery (EOR).
3) Thermal Simulator
Model simulator ini digunakan untuk studi aliran fluida dan memodelkan proses yang menyangkut panas serta perpindahannya, seperti untuk proses injeksi uap, reservoir panas bumi, reservoir dengan minyak berat, dan sebagainya. Simulasi ini banyak digunakan pada studi EOR antara lain injeksi uap dan in-situ combustion.
Persamaan Dasar Simulasi Resevoir
Prinsip dasar yang digunakan dalam penurunan persamaan pada simulasi terdari dari : a. HukumKekekalan Massa
Prinsip dasar hukum kekekalan massa dapat dinyatakan bahwa jumlah massa awal yang berada dalam reservoir dan massa yang diinjeksikan sama dengan massa yang keluar ditambah massa yang tersisa di dalam. Atau dapat dituliskan secara mudah, Mass rate in
– mass rate out = Mass rate accumulation.
b. Kesetimbangan Energi
Besarnya peningkatan energi pada suatu sistem harus sama dengan selisih antara besarnya energi yang memasuki dan energi yang keluar dari sistem tersebut.
c. Hukum Darcy
Konsep hukum darcy adalah “Laju aliran fluida homogen dalam media berpori berbanding lurus dengan tekanan atau gradient hidrolik dan penampang bidang normal sesuai dengan arah aliran dan berbanding terbalik dengan viskositas fluida”. Dinyatakan rumus:
P
A
l
q
k
Keterangan: k = Permeabilitas, mD q = Laju alir, cc
= Viskositas fluida, cp l = Panjang batuan, cmSeminar NasionalCendekiawanke 3 Tahun 2017 Buku 1
A = Luas penampang batuan, cm P
= Pressure drop, atm d. HukumPersamaan Keadaan
Bentuk asli dari persamaan diferensial dalam simulasi reservoir digantikan dengan persamaan aljabar nonlinier
digunakan dalam simulator reservoir untuk mengkonversikan persamaan diferensial asli ke dalam bentuk aljabar adalah
bentuk finite difference menghasilkan turunan pertama yaitu :
1) Forward Difference.
2) Backward Difference
3) Central Difference.
Persamaan differensial parsial waktu, maka pada pendekatan
formulasi eksplisit dan formulasi implisit. MetodologiPenelitian
BerikutpadaGambar1
dilakukandalam proses simulasi reservoir lapangan “NAWAS”
Gambar
Simulasi reservoir dimulaidari parameter yang yang didapatdarigeologydan
tory matching, PI matching
seperti ESP/GL yang akandigunakan Seminar NasionalCendekiawanke 3 Tahun 2017
uas penampang batuan, cm2 , atm
Persamaan Keadaan
Bentuk asli dari persamaan diferensial dalam simulasi reservoir digantikan dengan
nonlinier yang mendekati persamaan aslinya.Teknik
digunakan dalam simulator reservoir untuk mengkonversikan persamaan diferensial asli ke dalam bentuk aljabar adalah finite difference. Persamaan differensial diubah ke dalam
menghasilkan turunan pertama yaitu :
. Backward Difference.
differensial parsial yang mengandung turunan terhadap ruang dan
waktu, maka pada pendekatan finite difference dapat dilakukan dengan dua metode yaitu formulasi eksplisit dan formulasi implisit.
1adalah diagram alirmetodepenelitiansimulasi dilakukandalam proses simulasi reservoir lapangan “NAWAS”.
Gambar 1.Diagram AlirMetodePenelitianSimulasi
Simulasi reservoir dimulaidari parameter yang diperlukanhasil modeling 3D properti dangeophysicist, pengolahan data-data reservoir, inisialisasi,
matching, penentuanconstraint (economic limit), penentuan
ti ESP/GL yang akandigunakan (constraintBHP), penentuanjenissumursepertis ISSN (P) : 2460 - 8696 ISSN (E) : 2540 - 7589
Bentuk asli dari persamaan diferensial dalam simulasi reservoir digantikan dengan yang mendekati persamaan aslinya.Teknik numeric yang digunakan dalam simulator reservoir untuk mengkonversikan persamaan diferensial asli . Persamaan differensial diubah ke dalam
yang mengandung turunan terhadap ruang dan dapat dilakukan dengan dua metode yaitu
adalah diagram alirmetodepenelitiansimulasi reservoir yang
diperlukanhasil modeling 3D properti data reservoir, inisialisasi, his-, penentuanartificial lift-,
penentuanjenissumursepertisu-murhorizontal / deviated yang akandigunakanuntukmenunjangperolehanprediksidapatj gamelakukan proses uncertainty analysis
HasildanPembahasan
Skenariopengembangandengansimulasi reservoir, dibutuhkansuatu model yang merepresentasikan reservoir sebenarnya.Beberapa
lah model struktur, PVT, property
lapangan. Penyebarandistribusiporositas gan“NAWAS”.Menunjukkandistribusiporositas danhijauadalah area yang memilikipor
warnamerah, kuningdanhijaumenunjukanbesarnyanilai area.Adapun model 3D geologi
“NAWAS”.Penyebaransaturasi air
area yang memilikisaturasi air terbesar. nan)pada area berwarnamerah,
nyak yang besardanwarnaungubukanmerupakanzonaprospek. Pada tahap inisialisasi
simulasi basecase sebesar 37 uji sumuran DST (Drill Steam Test
DST Matchinglajualirminyakdan gas lapisan
tekanan (BHP) danlajualirminyakdan gas
actualnya.Untuklajualirminyak (garisberwarnahijau
merah).
Terdapat 5 skenariopengembanganlapangan “NAWAS” yang didasarkanpadap nambahansumur (infill) yang optimal, tipesumur (
lift(ESP/GL).BerikutpadaGambar 2.Grafikkumulatifproduksitiapskenario.
Gambar 2.GrafikKumulatifProduksiTiapSkenario
PadaGambar 2Skenario IV danskenario V memilikinilaikumulatifproduksi yang t dakbegitujauh, keduaskenario IV & V pun memilikinilai RF yang
20%.
Dapatjugadilakukanuncertainty analysis kanatasstatistical analysisof data
yang akandigunakanuntukmenunjangperolehanprediksidapatj
uncertainty analysis.
kenariopengembangandengansimulasi reservoir, dibutuhkansuatu model
yang merepresentasikan reservoir sebenarnya.Beberapainput data yang diperlukanad propertybatuandan data sejarahproduksi (bilasudahberproduksi) enyebarandistribusiporositasdanpermeabilitasreservoir lapa
distribusiporositasinisangatdiperlukan,warnamerah, kunin danhijauadalah area yang memilikiporositas yangbesar.Dan padadistribusi
merah, kuningdanhijaumenunjukanbesarnyanilaipermeabilitaspadasuatu eologi distribusi saturasi air dansaturasiminyak
enyebaransaturasi air (kiri)keteranganwarnabirumenunjukanbahwamerupakan area yang memilikisaturasi air terbesar.Sedangkanpadadistribusisaturasiminyak
pada area berwarnamerah, kuninghijaumerupakan area yang memilikinilaisaturasim danwarnaungubukanmerupakanzonaprospek.
Pada tahap inisialisasi ini didapat dengan nilai OOIP 36.30 MMSTB. Ooip hasil 7.18 MMSTB.Untukhistory matchingmenggunakan data
Drill Steam Test), difokuskan pada laju alir dan tekananya
lajualirminyakdan gas lapisanNawas-AdanNawas-B.menghasilkan tekanan (BHP) danlajualirminyakdan gassimulasi Nawas-A sudah
Untuklajualirminyak (garisberwarnahijau)danuntuklajualir gas (garisberwarn
erdapat 5 skenariopengembanganlapangan “NAWAS” yang didasarkanpadap ) yang optimal, tipesumur (Deviated/ Horizontal
BerikutpadaGambar 2.Grafikkumulatifproduksitiapskenario.
Gambar 2.GrafikKumulatifProduksiTiapSkenario
Skenario IV danskenario V memilikinilaikumulatifproduksi yang t dakbegitujauh, keduaskenario IV & V pun memilikinilai RF yanghampersamanilainyayaitu
uncertainty analysisdari data-data input simulator
statistical analysisof data, analogy, danpersonal judgment
yang
akandigunakanuntukmenunjangperolehanprediksidapatju-kenariopengembangandengansimulasi reservoir, dibutuhkansuatu model reservoir data yang diperlukanada-batuandan data sejarahproduksi (bilasudahberproduksi) reservoir lapan-warnamerah, kuning- distribusipermeabilitas-permeabilitaspadasuatu dansaturasiminyakawallapangan menunjukanbahwamerupakan Sedangkanpadadistribusisaturasiminyak (ka-kuninghijaumerupakan area yang
memilikinilaisaturasimi-.30 MMSTB. Ooip hasil menggunakan data hasil ekananya.Untukhasil menghasilkanbahwa A sudah match dengan alir gas
(garisberwarna-erdapat 5 skenariopengembanganlapangan “NAWAS” yang
didasarkanpadape-Deviated/ Horizontal), danartificial
Skenario IV danskenario V memilikinilaikumulatifproduksi yang ti-samanilainyayaitu
data input simulatordata
Kari-Seminar NasionalCendekiawanke 3 Tahun 2017 ISSN (P) : 2460 - 8696
Buku 1 ISSN (E) : 2540 - 7589
mi(4).BerikutTabel1.MerupakanhasilParameter-parameter SignifikanHasil Uncertainty analysis
Tabel 1. Parameter-parameter SignifikanHasil Uncertainty analysis
No PARAMETER
1. OWC Nawas-B
2. End PointKroNawas-B 3. Aquifer Thickness Nawas-B 4. SorNawas-B
5. Perm. Aquifer Nawas-B
Parameter-parameter padaTabel1diatasmerupakan5 pointteratasdanmerupakan parameter yang paling berpengaruhpadakumulatifproduksi.
DapatjugamelakukanTornado plot sensitivityduasampeldapatdianggapuntuk pa-rameter lain padaakhirnya 2000 runsberjalanuntukmendapatkan papa-rameter yang siginifi-kanpadasetiap parameter reservoir yang berbeda. Tornado chartdigunakanuntukmengi-dentifikasifaktor yang memilikidampak yang besar, Karmini(4).
Kesimpulan
Dari hasil proses simulasi yang telahdilakukan, makadapatdiperolehkesimpulanse-bagaiberikut:
1. Hasilinisialisasi OOIP data volumetrik (Static)dengan data simulasi(dynamic) perbe-daan yang di dapatdenganpresentasesebesar 2.44 % denganhasilvolumetriksebe-sar 36.30 MMSTB dansimulasisebedenganhasilvolumetriksebe-sar 37.18 MMSTB.
2. Hasildaripemilihanmetodeartificial liftuntuk reservoir lapangan “NAWAS” maka yang di gunakanuntuklapangan “NAWAS” yaitu ESP (Electrical Submersible Pump). 3. HasildaripenentuanJenissumuruntuk reservoir lapangan “NAWAS” makajenissumur
yang digunakanuntukLapangan “NAWAS” yaituSumurHorizontal.
4. BerdasarkanhasilUncertainty AnalysisdanSensitivity Analysismenampilkanbeberapa parameter yang berpengaruhdalam proses Skenariosimulasi, diantaranyaOil Water
Contact (OWC) Nawas-B, EndPointPermeabilitasRelatifterhadapminyak (Kro)
Na-was-B, Aquifer ThicknessNaNa-was-B, Residual Oil Saturation (Sor) Nawas-B, danPer-meabilitas AquiferNawas-B.
5. Berdasarkandarihasilkumulatifproduksiminyak (Np) danRecovery Factor (RF), da-patdisimpulkanbahwascenario-skenario Vadalahskenario yang memberikanpening-katanproduksi yang paling optimal dansesuaiuntukdikembangkanpadalapangan “NAWAS”.
6. BerdasarkanhasilUncertainty analysisinidapat dikajilebihlanjutsecaramendetailpada-tahapselanjutnyadapatmeningkatkanperolehanproduksi yang lebih optimal.
DaftarPustaka
Alonso, Hector Gomez, 2010. “Understanding First, Simulation Later,Using Basic and
Modern Reservoir-Engineering Techniques To Understand Reservoir Dynamic”: A Proven Case. SPE Annual Technical Conference and Exibition, Florence, Italy .September 19-22.
Beckner, B.L.2015.”Data Management in Reservoir Simulation”. SPE Abu Dhabi Interna-tional Petroleum Exhibition and Conference, Abu Dhabi, UAE 9-12 November
Djailani, Ikhwanushafa. 2010. “OptimasiPengembanganLapangan X
DenganMengguna-kanSimulasi Reservoir danAnalisisKeekonomian”. Bandung: InstitutTeknologi Bandung.
Karimi,G. 2015“ Reservoir Management by Identifying subsurface Uncertainties and
Im-pact on Recovery factor and Production Rate”, Petroleum and Coal. 57(4):373381
Kurniawan J.2015.”OptimasiLapangan X DenganMenggunakanSimulasi Reser-voir”.Jakarta: UniversitasTrisakti.
Owusu,PrinceA,LiuDdan Robert.2015.”Evaluation Of Productivity Performance Of
Hori-zontal Wells” Collage of petroleum enginnering,Yangtze University.
Pangastuti,Dinar Ayu.2015”StudiSimulasi Reservoir UntukPengembanganLapangan Dinar
Reef”Jakarta:UniversitasTrisakti
Prata-ma,Yoga.2010.”MetodePenentuanLokasiSumurPengembanganUntukOptimasiPengemba
nganLapangan X DenganMenggunakan Parameter Porositas, Permeabilitas Dan Satura-siMinyakSecara Semi-Analitik”Bandung: InstitutTeknologi Bandung.
Samimi AK, Karimi G. 2014 “Sensitivity & Uncertainty Analysis of Original Oil-in-Pace in
Carbonate Reservoir ModelingA Case Study”. Petroleum and Coal; 56(3):332338.
Timothy KW.2015 “PengembanganLapangan K Blok 2 MenggunakanStudiSimulasi
