Seminar Nasional Cendekiawan ke 3 Tahun 2017 ISSN (P) : 2460 - 8696
Buku 1 ISSN (E) : 2540 - 7589
ANALISA SURVEI PTS FLOWING UNTUK MENENTUKAN PRODUKTIVITAS SUMUR PANAS BUMI MENGGUNAKAN WELLBORE SIMULATOR
Ilham Narendrodhipo1)Sugiatmo Kasmungin2) Bambang kustono3)
1). Jurusan Teknik Perminyakaan Fakultas Teknologi Kebumian Energi Universitas Trisakti 2) Dosen Pembimbing I 3) Dosen Pembimbing II ilhamnarendrohipo@gmail.com sugiatmo_ftke@trisakti.ac.id Abstrak
Serangkain uji sumur umumnya dilakukan pada setiap sumur yang telah selesai dilakukan pengeboran guna memonitor informasi karakterisitik reservoirnya tak terkecuali pada sumur X ini. Dengan analisa survey PTS tersebut maka letak feedzone dan produktivitasnya dapat diketahui. Penganalisan dimulai dengan melakukan kalibrasi atau mengubah data spinner menjadi profil kecepatan fluida (fluidVelocity), kemudian dari kecepatan fluida dihitung massrate dan Prodcutivity index setiap feed zone. Setelah dilakukan analisa dari data PTS flowing pada sumur X maka terkonfirmasi bahwa sumur X memiliki lima feedzone yaitu di kedalaman 769-785 meter, 728-766 meter, 700-713 meter, 604-611 meter, dan 595-597 meter dengan tiap-tiap Kontribusi mass rate secara berurutan sebesar 11 kg/s, 1.5 Kg/s, 2.5 Kg/s, 3 kg/s dan 8 Kg/s. Sehingga total produksi sumur X pada tekanan kepala sumur 11 bara adalah sebesar 26 Kg/s. Simulasi
pressureloss dilakukan pada sumur X, maka hasilnya dapat terbilang sesuai dengan data
olahan dari pengukuran alat PTS.
Kata Kunci: Panas Bumi, Survei PTS, Simulasi Wellbore, Kurva Deliverabilitas,
Produktivitas
Pendahuluan
Dalam mendapatkan informasi serta memonitormengenaikeadaanreservoirpanas bumi baikitubesaran data tekanan,suhu,maupunlajualir massa,salah satunya dapatdilakukandengan caramenurunkanperalatansurvey bawah pemukaan setelahdilakukanya pemboraandankomplesisumur.Salahsatusurvey bawahpermukaantersebut adalah pressure, temperature,
spinner.TujuandilakukanPTSsurvey untukmenentukan zona rekahatau biasa
disebutfeedzoneserta nilaiindex produktivitasdan injektivitasdari tiap masing-masingfeed
zone. Survey PTS sangat berguna menditeksi adanya zona thief zone dan zona dengan
aliranfluidabertemperatur rendah (Janitra Halim, 2011). Pada makalah yang dikerjakan ini, secara umum penganalisaan terbagi menjadi dua tahapan. Tahapan yang pertama berupa penganalisaan survey PTS dengan kalibrasi data spinner menjadi mass rate. Tahapan kedua yaitu melakukan match hasil pembacaan alat PTS dengan hasil simulasi yang dilakukan.Maka dengan mengetahui informasi-informasi tersebut dari data analisa terhadap hasil PTS sumur maka dapat direncanakan jumlah mass rate yang diperlukan agar sumur dapat berkerja secara optimum.
Studi Pustaka
PTS survey atau PressureTemperature Spinner surveymerupakan Suatu survey bawah sumur yang dilakukan untuk menentukan besarnya tekanan dan suhu dengan
PT Tool serta kecepatan fluida dengan spinner tool.
PelakasanaanPTSsurveyiniumunyadilakukanpadakeadaaninjection, flowing, serta shut
in. PadadasarnyaPTSsurvey injectionmerupakan
jenisPTSyangdilakukanpadasaatkedaansumurterinjeksikanolehair.Dalam
PTSsurvey flowing dilakukan pada saat kedaan sumur sedang mengalir. Dalamhaliniarahaliranfluidapanasmengalir daridalambumimenuju kepermukaan. Serta PTS survey shut in dilakukan pada saat keadaan sumur sedang ditutup. PTS shut in umumnya dilakukan setelah pengeboran sumur geothermal. Hal ini dilakukan untuk memulihkan suhu sumur sebagai akibat pendinginan oleh fluidapengeboran (Axelsson, 2013). Alat PTS survey yang biasanya digunakan antara lain: PT tool, Spinner,
Centalizer, Kabel, Winch, Weight Sensor dan SRO. Gambar PTS tool dapat dilihat pada
gambar 1 dibawah:
Gambar 1: Alat PTS(Stevens, 2000)
Pengolahan data dengan alat PTS yang sudah di run-in hole kedalam sumur, selama itu juga alat akan membaca nilai tekanan, remperatur, serta RPM. Tekanan dan suhu dalam reservoir panas bumi merupakan parameter penting dan berkaitan langsung dengan suatu fluida (Steingrímsson, 2013). Dari ketiga parameter dari log maka data selanjutnya diolah.Perhitungan PTS Flowing menggunakan kalibrasi terhadap data
spinnerdengan cara melakukan plot dari frekuensi (radian per second) dengan cablevelocity (meter per second) (Fahmi, 2015). Nilai Slope pada dasarnya dapat
ditentukan dengan cara membuat crossplot antara RPM dengan CableVelocity. Nilai Slope rata-rata ditentukan dengan cara memplot nilai slope vs kedalamaan yang nantinya diambil nilai slope yang terbanyak. Perhitungan FluidVelocity dapat dihitung dengan rumus berikut:
Seminar Nasional Cendekiawan ke 3 Tahun 2017 ISSN (P) : 2460 - 8696
Buku 1 ISSN (E) : 2540 - 7589
=࣊ . (ࡵࡰ)(2) = ࡲࢂ . ࣋ . (3)
Dari data mass rate pada titik feedzone maka prodcutivity index dapat dihitung dengan persamaan:
ࡼࡵ= ࡼ
࢘ିࡼ࢝ ࢌ (4)
Simulasi wellbore yang dilakukan merupkan perhitungan atau kalkulasi penurunan tekanan yang terjadi sepanjang sumur bor. Umumnya perhitungan penurunan tekanan dimulai dari bawah sumur hingga ke kepala sumur (Bottom to Top). Dalam kasus sumur ini digunakan metode homogenous. Pada dasarnya metode simulasi homogenous menganggap kedua fasa pada sumur diperlakukan satu fluida yang bergerak dengan kecepatan yang sama (Acuñaa and Arcederab, 2005). Tahapan pertama yaitu tentukan titik kedalaman feedzone dan nilai mass rate per feedzone pada analisa PTS sebelumnya selanjutnya. Secara berurutan dhitung nilaifluidvelocity, bilangan Reynold, friction factor (Fanning) dan nilai pressureLoss
ࡲࢂ = ࣋ . (5) ࡾࢋ = ࣋ . ࡲࢂ . ࡰࣆ (6) ࡲ = . ൮. ࢍ൮ ࡱࢊ .ૠି.ࡾࢋ.ࡸࢍቌቀࡱࢊቁ .ૢૡ .ૡૠ ିቀૠ.ૢࡾࢋቁ .ૡૢૡ ቍ൲൲ (7) ࢊࡼ = ࢍ࣋ࢉ࢙ࣂାࢌ࣋࢜ࡰ ି࣋࢜ࡼ . ࢊࢆ(8) ࡼ = ࡼ− ࢊࡼ (9)
Lakukan perhitungan berulang dengan menggunakan tekanan baru untuk kedalaman selanjutnya
Metodologi Penelitian
Metode penentuandaerahfeedzone, kontribusi feedzone, nilaiproduktivitas pada sumur X ini ditentukan dengan terlebih dahuludengan menurunkan alat surveybawah
permukaanyaitu PTS survey
(Pressure,Temperatur,SpinerSurvey)padasaatkeadaanflowing. Perhitungan parameterreservoirpada PTSflowing digunakankalibrasidaridataspinner. kemudIandaridata-datayangdidapatmakasetelahdianalisasertadihitung dapat ditentukandaerah-daerahfeedzone, nilai mass rate tiap feedzone, nilaiProdcutivity
indexdari tiap feedzone. untuk matchdata dapat dilakukan dengan simulasi
pressureLosshomogenous. Dari simulasi pressureLoss yang sudah dilakukan maka
nantinya hasil ini akan dibandingkan dengan data observasi dengan alat apabila data observasi dengan data simulasi dapat dikatakan match maka bisa disimpulkan bahwa penentuan titik feedzone dengan mass rate-nya sudah tepat.
Gambar
Hasil dan Pembahasan
Fasa suatu fluida didalam sumur dapat dilihat dengan memb suhunya terhadap boiling point depth
dimana suatu fluida berada pada dua fasa yang berbeda. Fasa tersebut diantaranya adalah fasa cair dan fasa uap
Gambar
Gambar 3 di atas didapat dengan memplot pembacaan tekanan dan suhu yang terbaca pada PT tool. Hasil pembacaan alat perlu dilakukan peringkasaan data menjadi per 2 meter dan sudah dirata-ratakan tiap
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 0 D ep th (m )
Gambar 2: Prosedur Pengukuran dan Analisa
didalam sumur dapat dilihat dengan membandingkan nilai dari
boiling point depth suatu sumur. Boiling point depth merupkan titik
berada pada dua fasa yang berbeda. Fasa tersebut diantaranya adalah fasa cair dan fasa uap
Gambar 3: Profil Suhu, Tekanan, dan BPD sumur X
di atas didapat dengan memplot pembacaan tekanan dan suhu yang terbaca . Hasil pembacaan alat perlu dilakukan peringkasaan data menjadi per 2
ratakan tiap log up dan log down. Untuk sumur X
50 100 150 200 250 D ep th (m )
Pressure (Bara) & Temperature (Celcius)
AVG P AVG T BPD
andingkan nilai dari merupkan titik suhu berada pada dua fasa yang berbeda. Fasa tersebut diantaranya
ekanan, dan BPD sumur X
di atas didapat dengan memplot pembacaan tekanan dan suhu yang terbaca . Hasil pembacaan alat perlu dilakukan peringkasaan data menjadi per 2-Untuk sumur X apabila dilihat
Seminar Nasional Cendekiawan ke 3 Tahun 2017 Buku 1
dapat diketahui bahwa sumur tersebut merupakan reservoir yang overheat. Penentuan
feedzonedapat ditentukan dengan melihat adanya perubahan
kedalaman yang sebelumnya relative konstan.
Gambar 4: Penentuan titik
Gambar 4 di atas didapat dengan melakukan perhitungan dari data dikonfersi ke fluidvelocity
persamaan (3) Hasil pembacaan alat perlu dilakukan peringkasaan data menjadi per 2 meter dan sudah dirata-ratakan tiap
gambar 3 diatas maka dapat diketahui bahwa sumur X memiliki 5
feedzone tersebut adalah 769
dengan mass rate tiap feedzone Kg/s dan 8 Kg/s. Dengan data PTS diketahui nilai PI masing–masing dengan persamaan (4) adalah:
Tabel 1
Proses simulasi pressureloss
feedzone dengan acuan hasil analisa survey PTS sebelumnya seperti terlihat pada tabel
1. Kemudian dari data (ambil satu kedalaman paling bawah) yaitu nilai fluidvelocity, bilangan Reynold,
Secara berutuan persamaan merujuk pada persamaan (5), (6), (7).
ܲ௪ baru maka hitung dP untuk kedalaman selanjutnya dengan menggunakan baru. Perhitungan dilakukan berulang hingga mencapai tekanan kepala sumur.
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 0 D ep th (m ) Inflow 1 770 Inflow 2 761 Inflow 3 704 Inflow 4 605 Inflow 5 596 Feed Zone (m)
Nasional Cendekiawan ke 3 Tahun 2017 ISSN (P) : 2460 ISSN (E) : 2540
bahwa sumur tersebut merupakan reservoir yang overheat. Penentuan dapat ditentukan dengan melihat adanya perubahan mass rate
kedalaman yang sebelumnya relative konstan.
: Penentuan titik feedzone serta kontribusi mass rate di atas didapat dengan melakukan perhitungan dari data
dengan persamaan (1) kemudian dihitung
persamaan (3) Hasil pembacaan alat perlu dilakukan peringkasaan data menjadi per 2 ratakan tiap log up dan log down. Dari grafik
diatas maka dapat diketahui bahwa sumur X memiliki 5 feedzone tersebut adalah 769-785m, 728-766m, 700-713m, 604-611m, dan 595
feedzone secara berurutan adalah 11 Kg/s, 1.5 Kg/s, 2.5 Kg/s, 3
Kg/s dan 8 Kg/s. Dengan data PTS shut in (P static), ܲ௪ , serta mass rate
masing feedzone pada sumur X ini dengan rujukan perhitungan adalah:
Tabel 1 Mass rate dan PI tiap Feedzone
pressureloss dimulai dengan menentukan nilai
dengan acuan hasil analisa survey PTS sebelumnya seperti terlihat pada tabel (ambil satu kedalaman paling bawah) ini dihtiung secara berurutan , bilangan Reynold, friction factor (Fanning) dan nilai
Secara berutuan persamaan merujuk pada persamaan (5), (6), (7).
baru maka hitung dP untuk kedalaman selanjutnya dengan menggunakan baru. Perhitungan dilakukan berulang hingga mencapai tekanan kepala sumur.
5 10 15 20 25 30 D ep th (m ) Mass Rate ( Kg/s )
Mass Rate Casing ID 9 5/8" Liner ID 7"
2.5 kg/s @ 704 m 11 kg/s @ 770 m 1.5 kg/s @ 761 m m (Kg/s) Pr (Bara) Pwf (Bara) 11 26.56 25.07 1.5 26.55 24.95 2.5 26.48 23.73 3 26.39 20.84 8 26.11 20.47 8 kg/s @ 594 m 3 kg/s @ 605 m ISSN (P) : 2460 - 8696 ISSN (E) : 2540 - 7589
bahwa sumur tersebut merupakan reservoir yang overheat. Penentuan
mass rate di suatu
mass ratenya.
di atas didapat dengan melakukan perhitungan dari data spinner yang dengan persamaan (1) kemudian dihitung mass rate dengan persamaan (3) Hasil pembacaan alat perlu dilakukan peringkasaan data menjadi per 2-Dari grafik mass rate pada
feedzone. Kedalaman
611m, dan 595-597m secara berurutan adalah 11 Kg/s, 1.5 Kg/s, 2.5 Kg/s, 3
mass rate maka dapat
dengan rujukan perhitungan
dimulai dengan menentukan nilai mass rate tiap dengan acuan hasil analisa survey PTS sebelumnya seperti terlihat pada tabel ini dihtiung secara berurutan (Fanning) dan nilai pressureloss. Secara berutuan persamaan merujuk pada persamaan (5), (6), (7). Setelah didapat baru maka hitung dP untuk kedalaman selanjutnya dengan menggunakan ܲ௪ yang baru. Perhitungan dilakukan berulang hingga mencapai tekanan kepala sumur.
Productivity Index 25.07 7.40 24.95 0.94 23.73 0.91 20.84 0.54 20.47 1.42
Gambar 5: Matching data observasi alat dan simulasi untuk tekanan dan suhu Dari gambar 5 diatas terlihat bahwa data pembacaan alat dengan perhitungan simulasi apabila dibandingkan maka terlihat bahwa hasil sudah dapat dikatakan match. Hal ini terlihat dari grafik PT alat berimpit dengan PT simulasi. Dikarenakan simulasi
pressureloss dengan metode homogenous valid. Maka dengan simulasi ini dihitung
kembali penurunan tekanan dari bawah sumur ke kepala sumur dengan laju alir yang berbeda-beda untuk menentukan kurva deliverabilitasnya. Sehingga dengan kurva deliverabilitas ini maka produktivitas optimumnya dapat diketahui
Gambar 6: Kurva Deliverabilitas
Kesimpulan dan Saran
1. Pada sumur X terdapat lima feedzone yaitu di kedalaman 770 m, 761 m, 704 m, 605 m, dan 596 m.
2. Besar mass ratefeedzone di kedalaman 770 m, 761 m, 704 m, 605 m, dan 596 m secara berurutan sebesar 8 kg/s dengan ܲ௪ sebesar 25.07 Bara, 1.5kg/s dengan ܲ௪ sebesar 24.95 Bara, 2.5kg/s dengan ܲ௪ sebesar 23.73 Bara,3kg/s dengan ܲ௪ sebesar 20.843 Bara, dan 8 Kg/s denganܲ sebesar 20.47 Bara.
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 0 50 100 150 200 250 D ep th (m )
Pressure (Bara) & Temperature (Celcius)
P Tool T Tool P Simulasi
T Simulasi Casing 9 5/8" Liner 7"
0 5 10 15 20 25 30 0 5 10 15 20 25 30 m (K g/ s) Pwh
Seminar Nasional Cendekiawan ke 3 Tahun 2017 ISSN (P) : 2460 - 8696
Buku 1 ISSN (E) : 2540 - 7589
4. Penggunaan simulasi dengan metode homogenous pada sumur X terbilang valid. Maka dari itu untuk sumur X penentuan kurva deliverabilitas lebih baik ditentukan dengan metoda ini berikut juga untuk pengujian serta simulasi selanjutnya.
Daftar Simbol ߤ= Viskositas ߩ = Densitas A = Luas CV = Cable Velocity D = Diameter g = konstanta gravitasi dP = Pressure Loss F = Friction Factor FV = Fluid Velocity m = Mass rate ܲ= Tekanan Statik Pi = Tekanan awal ܲ௪ = Tekanan alir sumur PI = Productivity Index Re = Bilangan Reynold
Daftar pustaka
Acuna, Jorge A. dan Brian A. Arcedera.2005. Two-Phase Flow Behavior and Spinner
Data Analysis in Geothermal Wells. Thirtieth Workshop on Geothermal Reservoir
Engineering Stanford University. Stanford.
Axelsson, Gundi. 2013. Geothermal Well Testing. ShortCourse V on Conceptual
Modelling of Geothermal Systems. El Savador
Buscato, Normann M. 2012. Quantifying Feed Zone Contributions from
Pressure-Temperature-Spinner Data and Pressure Transient Analysis Using Well Tester.
Geothermal Training Programme. Iceland
Drenick, Andy.Pressure 1986. Temperature SpinnerSurvey in a Well at Geyser. Eleventh Workshop on Geothermal Reservoir Engineering Stanford University, Stanford.
Halim, Janitraat. al. 2011. Analisa Pressure Temperature Spinner (PTS) Survey pada
Sumur Panas Bumi Satu Fasa. InstitutTeknologi Bandung. Bandung
Leaver, Jonathan D. 1986. Injectivity And Productivity Estimation in Multiple Feed
Geothermal Wells. Eleventh Workshop on Geothermal Reservoir Engineering Stanford
University. Stanford
Peter, Peter dan Jorge A. Acuna. 2010. Implementing Mechanistic Pressure DropCorrelations in Geothermal Wellbore Simulators. Proceeding Geothermal Congress.
Bali
Ramadhan, Fahmi dan Bambang Kustono. 2015. Analisis Hasil PTS Survey pada Saat
Komplesi untuk Menentukan Zona Produksi Sumur “X” Lapangan Wayang Windu.
Seminar Nasional Cendikiawan.
Steingrímsson, Benedikt, 2013. Geothermal Well Logging: Temperature and Pressure
Logs. Short Course on Geothermal Drilling, Resource Development and ower Plants. El
Salvador
Steven, Lynell. 2000. Pressure, Temperature and Flow Logging In Geothermal Wells. Proceedings Geothermal Congress. Japan
