STUDI LABORATORIUM PENGARUH KONSENTRASI SURFAKTAN
POLIMER TERHADAP RECOVERY FACTOR DENGAN BERBAGAI
SALINITAS
Ricky1), Sugiatmo Kasmungin2), M.Taufiq Fathaddin3)
1)Mahasiswa Magister Perminyakan, Fakultas Teknologi Kebumian & Energi,
Universitas Trisakti, Jakarta 11440
2 3)Dosen Magister Perminyakan, Fakultas Teknologi Kebumian & Energi,
Universitas Trisakti, Jakarta 11440
Email :[email protected],[email protected],[email protected] Abstrak
Untuk meningkatkan produksi minyak salah satunya adalah menggunakan metode Enhance Oil Recovery (EOR) dengan injeksi kimia menggunakan
surfaktan-polimer (SP). Untuk mengetahui pengaruh konsentrasi
surfaktan-polimer terhadap recovery factor dengan berbagai salinitas maka dilakukan
injeksi larutan surfaktan Nonylphenol ethoxylate (NPE) dengan konsentrasi sebesar 0.5%, 1% dan 1,5% dan konsentrasi polimer Xanthan Gum sebesar 1000 ppm, 1500 ppm dan 2000 ppm pada salinitas sebesar 5.000 ppm, 15.000 ppm dan 25.000 ppm. Hasil penelitian dibuktikan bahwa terjadi peningkatan
recovery factor, injeksi terbaik terjadi pada salinitas sebesar 15.000 ppm (Injeksi X2-Z1) dengan RF total sebesar 82% dari OOIP, peningkatan RF adalah sebesar 29% dari RF setelah injeksi air sebesar 40% dan RF setelah injeksi SP sebesar 69%. Nilai RF total pada injeksi X1-Z2 dengan salinitas sebesar 5.000 ppm adalah sebesar 80% dari OOIP, peningkatan RF adalah sebesar 27% dari RF setelah injeksi air sebesar 40% dan RF setelah injeksi SP sebesar 67%. Nilai RF total pada injeksi X3-Z3 dengan salinitas sebesar 25.000 ppm adalah sebesar 67% dari OOIP, peningkatan RF adalah sebesar 23% dari RF setelah injeksi air sebesar 33% dan RF setelah injeksi SP sebesar 50%.
Kata kunci: Recovery Factor, Injeksi Surfaktan-Polimer, Nonylphenol ethoxylate (NPE),
Xanthan Gum, Salinitas.
I. Pendahuluan
Injeksi kimia adalah salah satu metode pengurasan minyak tahap lanjut dengan cara menambahkan zat-zat kimia ke dalam reservoir dengan cara injeksi. Injeksi kimia bertujuan untuk merubah sifat fisik dari fluida reservoir, antara lain menurunkan tegangan antar muka dan meningkatkan viskositas. Pada umumnya injeksi kimia diklasifikasikan menjadi tiga jenis, yaitu injeksi surfaktan, injeksi polimer dan injeksi alkali. Dalam hal ini, micellar-polymer flooding memiliki tingkat perolehan yang lebih tinggi dibanding dengan ketiga jenis injeksi kimia yang lainnya. Metode EOR dengan metode injeksi polimer memiliki recovery factor 5 % dan akan bertambah baik jika di gabungkan dengan surfaktan, dalam hal ini penelitian difokuskan pada peningkatan
recovery factor.
II. Studi Pustaka 1. Injeksi Polimer
akan menaikan efesiensi penyapuan yang akan berdampak pada kenaikan nilai recovery
factor dari injeksi polimer. Faktor – faktor yang mempengaruhi injeksi polimer adalah
polimer retention,adsorpsi, salinitas, temperatur dan konsentrasi polimer itu sendiri.
2. Injeksi Surfaktan
Injeksi surfaktan merupakan injeksi dengan menggunakan senyawa aktif untuk menurunkan tegangan antar muka yang mempunyai struktur bipolar. Senyawa organik molekulnya memiliki sedikitnya satu gugus hidrofilik (suka air) atau satu gugus hidrofobik (tidak suka air). Jika surfaktan ditambahkan ke suatu cairan pada konsentrasi rendah, maka dapat mengubah karakteristik tegangan antarmuka cairan tersebut.
Faktor – faktor yang mempengaruhi injeksi surfaktan adalah tegangan antar muka, adsorpsi, konsentrasi surfaktan, clay dan salinitas. Optimalnya proses injeksi surfaktan didasarkan oleh penurunan tegangan antar muka antara minyak dan air. Nilai ideal tegangan antar muka adalah 1 x 10-3 dyne/cm dan dapat dilihat dari critical micelle
concentrationyang didapat dari uji IFT, perhitungan IFT menggunakan alat spinningdrop
tensiometer.
3. Injeksi Surfaktan Polimer
Injeksi surfaktan – polimer adalah injeksi surfaktan dengan dibantu oleh polimer sebagai
buffermobilitas. Tujuan utama dari injeksi surfaktan – polimer adalah untuk menurunkan
tegangan antar muka diantara fasa minyak dan fasa air dan juga meningkatkan viskositas [2].
Kombinasi injeksi surfaktan – polimer merupakan metode tertiary yang dapat meningkatkan perolehan minyak [1][4] dengan cara :
1. Menurunkan tegangan antar muka antara minyak dan air. 2. Meningkatkan viskositas fluida
3. Meningkatkan water wettability. 4. Dapat melarutkan minyak. 5. Mengemulsi minyak dan air. 6. Meningkatkan mobilitas minyak.
Keuntungan dari injeksi surfaktan-polimer adalah : 1. Teknik aplikasinya relatif sederhana.
2. Meningkatkan area penyapuan. 3. Identik dengan waterflooding.
4. Recovery factor yang didapat relatif besar
4. Recovery Factor
Recovery factoradalah nilai perbandingan perolehan minyak dengan total cadangan yang
ada, sehingga RF merupakan tolak ukur kefektifan ataupun keberhasilan dari suatu program untuk mendapatkan minyak.
Perhitungan recovery factor dengan skala laboratorium dapat dihitung dengan rumus [8] :
Rumus (1) merupakan perhitungan nilai RF dengan skala laboratorium, kalibrasi alat merupakan hal yang harus dilakukan sebelum percobaan.
III. Metodologi Penelitian
Metode yang digunakan adalah percobaan laboratorium, dimulai dengan rancangan percobaan, persiapan alat dan bahan, percobaan, pengolahan data dan penarikan kesimpulan. Berikut ini adalah diagram alir pada penelitian ini:
Gambar 1 Diagram Alir Penelitian
IV. Hasil dan Pembahasan
1. Pengukuran Sifat Fisik Batuan
Permeabilitas dan porositas core diperoleh dengan menggunakan Coreval 700.
Tabel 1 Porositas dan Permeabilitas Batuan
Core Por.(%) K, mD
Z-1 21.542 232
Z-2 20.266 185
Z-3 19.683 81
Tabel 1 menunjukkan bahwa porositas pada core Z-1, Z-2, dan Z-3 memiliki kategori cukup – sangat baik, sedangkan untuk permeabilitas berkategori baik – baik sekali apabila dilihat dari nilai porositas diatas 17 % dan permeabilitas diatas 80 mD. Core yang digunakan adalah batuan pasir atau sandstone yang diambil dari salah satu lapangan reservoir.
2. Pengukuran Fluida
Parameter yang digunakan sebagai pertimbangan pengujian dalam penentuan larutan adalah Aqueos Stability Test, bertujuan agar kinerja surfaktan polimer sama di bagian
menentukan karakteristik larutan dimana viskositas diharapkan dapat mengoptimalkan penyapuan dengan nilai viskositas yang lebih besar dari nilai viskositas minyak.
Pada tahap akhir dilakukan uji tegangan antar muka (Inter facial tension), pemilihan larutan dioptimalkan kepada nilai IFT terendah, dilakukan untuk mengetahui kemampuan surfaktan mengalirkan minyak pada pori batuan. Makin kecil nilai IFT, maka minyak makin mudah mengalir, nilai IFT yang diinginkan adalah 10-3dyne/cm.
Tabel 2 Larutan Terpilih
Larutan Salinitas(ppm) Surfaktan(%) Polimer(ppm) Densitas(gr/cc) Viskositas (cp) (Dyne/cm)IFT
X-1 5000 1.0 1000 0.9975 1.28 1.10E-02
X-2 15000 1.5 1500 0.9996 1.50 4.12E-03
X-3 25000 1.0 1500 0.9991 1.46 7.97E-03
Tabel 2 menunjukkan larutan X-1, X-2 dan X-3 merupakan larutan terbaik dimana nilai viskositas masih merupakan angka yang normal dan nilai IFT tersebut merupakan nilai IFT terkecil diantara yang lain, uji kompatibilitas juga membuktikan bahwa tidak ada penggumpalan dari ketiga larutan tersebut (jernih).
3. Perhitungan nilai RF
3.1 Injeksi SP Larutan X-1 pada core Z-2
Injeksi SP I merupakan injeksi larutan X-1 dengan core Z-2, larutan X-1 merupakan larutan dengan konsentrasi surfaktan sebesar 1% dan konsentrasi polimer sebesar 1.000 ppm pada salinitas brine sebesar 5.000 ppm.
Grafik 2 Recovery factor injeksi larutan X-1 pada core Z-2
Grafik 2 menunjukkan peningkatan RF sebesar 27%, RF setelah injeksi air adalah sebesar 40% dan setelah dilakukan injeksi surfaktan polimer, RF meningkat menjadi sebesar 67%, RF total adalah sebesar 80% dari OOIP.
3.3 Injeksi SP Larutan X-2 pada core Z-1
Injeksi SP II merupakan injeksi larutan X-2 dengan core Z-1, larutan X-2 merupakan larutan dengan konsentrasi surfaktan sebesar 1,5% dan konsentrasi polimer sebesar 1.500 ppm pada salinitas brine sebesar 15.000 ppm.
Grafik 3 Recovery factor injeksi larutan X-2 pada core Z-1
Grafik 3 menunjukkan peningkatan RF sebesar 29%, RF setelah injeksi air adalah sebesar 40% dan setelah dilakukan injeksi surfaktan polimer, RF meningkat menjadi sebesar 69%, RF total adalah sebesar 82% dari OOIP.
3.4 Injeksi SP Larutan X3 pada core Z3
Injeksi SP II merupakan injeksi larutan X-3 pada core Z-3, larutan X-3 merupakan larutan dengan konsentrasi surfaktan sebesar 1% dan konsentrasi polimer sebesar 1.500 ppm pada salinitas brine sebesar 25.000 ppm.
Grafik 4 Recovery factor injeksi larutan X-3 pada core Z-3
Grafik 4 menunjukkan peningkatan RF sebesar 23%, RF setelah injeksi air adalah sebesar 33% dan setelah dilakukan injeksi surfaktan polimer, RF meningkat menjadi sebesar 50%, RF total adalah sebesar 67% dari OOIP.
V. Kesimpulan
1. Tegangan antar muka terkecil dimiliki oleh konsentrasi surfaktan sebesar 1,5% dan konsentrasi polimer sebesar 1500 ppm pada salinitas brine sintetik sebesar 15.000 ppm senilai 4,12 x 10-3dyne/cm, nilai terkecil pada salinitas brine sintetik sebesar 25.000
ppm adalah pada konsentrasi surfaktan sebesar 1% dan konsentrasi polimer sebesar 1500 ppm, dan pada salinitas sebesar 5.000 ppm nilai terkecilnya adalah pada konsentrasi surfaktan sebesar 1% dan polimer sebesar 1.000 ppm. Pengaruh larutan surfaktan dicampur dengan polimer memiliki hasil yang positif terhadap recovery
2. Berdasarkan hasil injeksi larutan X-1, X-2 dan X-3 pada batuan Z-1, Z-2 dan Z-3, komposisi optimum pada suhu 60˚C adalah pada injeksi larutan X2-Z1 dengan konsentrasi surfaktan sebesar 1,5% dan konsentrasi polimer sebesar 1.500 ppm pada salinitas brine sebesar 15.000 ppm dimana terjadi peningkatan RF sebesar 29%, RF setelah injeksi air sebesar 40% meningkat menjadi 69% setelah diinjeksikan oleh surfaktan polimer. RF total pada injeksi X2-Z1 adalah sebesar 82% dari OOIP.
Ucapan Terima kasih
Perminyakan yang telah memberikan izin kepada penulis untuk melakukan analisa laboratorium maupun pengolahan data, penulis berterima kasih kepada dosen pembimbing yang telah membimbing penulis hingga tulisan ini dapat tertuang.
Daftar pustaka
Arina., dan Kasmungin, S., ”Studi Peningkatan Produksi Minyak Dengan Metode Injeksi Polimer Ditinjau Dari Bermacam Salinitas Air Formasi,” Seminar Nasional Cendekiawan
2015,ISSN : 2460-8696, 2015.
Kristanto, D., dan Wibowo., “Perencanaan Injeksi Kimia Untuk Meningkatkan Perolehan Minyak Menggunakan Surfaktan-Polimer Flooding,” Seminar Nasional Teknik Kimia
“Kejuangan” Pengembangan Teknologi Kimia Untuk Pengolahan Sumber Daya Alam Indonesia,
Yogyakarta, 2010.
Danisworo, R., ”Pengaruh Konsentrasi Surfaktan Polimer Pada Salinitas 15.000 ppm Terhadap Saturasi Minyak Tersisa,” Tesis, Universitas Trisakti, Jakarta, 2017.
Rita, N., “Studi Mekanisme Injeksi Surfaktan – Polimer Pada Reservoir Berlapis Lapangan NR Menggunakan Simulasi Reservoir,” Journal of Earth, Energy, Engineering,
Jurusan Terknik Perminyakan UIR, ISSN:2301-8097, Riau, 2010.
Grant, M., "Effect of Water Pre-Flush Volumes on Polymer Flooding Oil Recovery from Sandstone Core Samples," Thesis, Dalhousie University, Halifax, Nova Scotia, 2014: 1-39. API RP 63. "Recommended Practices for Evaluation of Polymers Used In Enhanced Oil Recovery
Operation." June 1, 1990: 1-86.
Tobing, E., "Peningkatan Perolehan Reservoir Minyak Dengan Injeksi Polimer Skala Laboratorium," Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Minyak dan Gas Bumi
“Lemigas”, Desember 31, 2012: 1 - 12.
Rahmanto, A.E., ”Kajian Laboratorium Pengaruh Jenis Dan Konsentrasi Injeksi Polimer Dan Salinitas Air Terhadap Faktor Perolehan Minyak,” Tesis, Universitas Trisakti, Jakarta, 2017.
Wahaibi, Y., Hashmi, A.A., Joshi, S., Mosafat, N., Rudyk, S., Khamisi, S., Al-Kharusi, T. “Mechanism Study of Surfactant/Polymer Adsorption and Its Effect on Surface Morphology and Wettability,” SPE Oil and Gas India Conference, SPE-185327-MS, India, 2017.
Wang, J., Han, J., Alhasan, B., Fuseni., Cao, D., “Surfactant Adsorption in Surfactant – Polimer Flooding for Carbonate Reservoir,” SPE Conference at Bahrain 2015, SPE-172700-MS, Manama, Bahrain, 2015.
