TEKNIK RESERVOIR
(3 SKS)
TEKNIK RESERVOIR
TEKNIK RESERVOIR
(3 SKS)
(3 SKS)
Oleh :
Oleh :
Dr. Ir. Dyah Rini Ratnaningsih, MT
Deskripsi Mata Kuliah
Memahami konsep teknik reservoir
mulai dari wadah, isi dan komposisi
serta kondisi, jenis-jenis mekanisme
pendorong yang menggerakkan sistem
fluida di dalam reservoir hidrokarbon
(media porous).
Kompetensi Mata Kuliah
• Mampu menjelaskan reservoar hidrokarbon yang terdiri dari komponen-komponen : wadah, isi dan kondisi.
• Memahami dan mendeskripsikan jenis-jenis mekanisme pendorong reservoir.
• Mampu mengklasifikasikan cadangan hidrokarbon. • Mampu menghitung perkiraan cadangan hidrokarbon
secara volumetris (berdasarkan peta isopach) baik untuk reservoir yang homogen maupun heterogen.
• Mampu memahami konsep kesetimbangan materi dari system eksploitasi reservoir
• Mampu menghitung perkiraan cadangan hidrokarbon
menggunakan konsep kesetimbangan materi (persamaan kesetimbangan materi).
• Mampu melakukan penyederhanaan bentuk persamaan kesetimbangan materi dalam bentuk linier.
• Mampu menghitung perkiraan cadangan sisa reservoir hidrokarbon berdasarkan data penurunan produksi
Literatur :
1. Craft and Hawkins
2. Clark Norman J., ”Element of Petroleum Reservoir”, Henry L. Doherty Service, Revised Edition, AIME Inc, Dallas.
3. Dake L.P.,“Fundamentals of Reservoir Engineering”,
Development in Petroleum Science 8, Elsevier Scientific
Publishing Company, Amsterdam – Oxford - New York, 1978. 4. Cole
5. Paper, Journal 6. Dll
PENILAIAN
1
Kehadiran dan keaktifan dikelas
5 %
2
Kuis
10 %
3
Tugas
15 %
4
Ujian Tengah Semester
30 %
5
Ujian Akhir Semester
40 %
Dasar-dasar Teknik Reservoir
Review Mekanika Reservoir
Konsep Reservoir
Batas-batas Reservoir
DEFINISI RESERVOIR
Reservoir adalah merupakan suatu
tempat terakumulasinya fluida
hidrokarbon (minyak dan atau gas)
dan air di bawah permukaan tanah
UNSUR PENYUSUN RESERVOIR
1. Wadah:
- Batuan reservoir
- Lapisan penutup (cap rock)
- Perangkap reservoir (reservoir trap)
2. Isi : Minyak dan atau gas, air
PERANGKAP RESERVOIR
1.
Perangkap Struktur
:
Perangkap yang terbentuk akibat adanya gejala-gejala tektonik atau struktur, seperti perlipatan dan patahan.
2.
Perangkap Stratigrafi
Perangkap yang terbentuk karena perubahan lithologi batuan, dengan kata lain batuan reservoir menghilang atau berubah fasies menjadi batuan lain atau batuan yang karakteristik reservoir menghilang sehingga merupakan penghalang permeabilitas.
3.
Perangkap Kombinasi
Perangkap Kombinasi
TENAGA PENDORONG RESERVOIR
(MEKANISME PENDORONG)
1.
Depletion Drive Reservoir
2.
Gas Cap Drive Reservoir
3.
Water Drive Reservoir
4.
Segregation Drive Reservoir
REVIEW
MEKANIKA RESERVOIR
Membahas tentang gerakan-gerakan fluida
yang
terjadi
didalam
reservoir
hidrokarbon (media porous). Diharapkan
mahasiswa setelah mengikuti mata kuliah
ini dapat menjelaskan / mendeskripsikan
struktur pori, kapilaritas dalam media
berpori,
saturasi,
kompresibilitas
permeabilitas
hubungannya
dengan
fenomena aliran dalam satu fasa maupun
multifasa.
• Struktur pori kaitannya dengan peran pori-pori batuan sebagai wadah akumulasi Hidrokarbon.
• Konsep dasar kapilaritas yang berkaitan dengan konsep-konsep tegangan permukaan dan wetabilitas.
• Konsep penjenuhan ruang pori-pori batuan oleh fluida reservoar.
• Pengukuran parameter sifat - sifat fisik batuan antara lain : porositas, saturasi, permeabilitas, tekanan kapiler • Konsep tingkat kemudahan pengaliran fluida yang dimiliki
oleh batuan reservoar baik secara absolut maupun relatif. • Konsep dasar keaneka ragaman (heterogenitas)
distribusi sifat – sifat fisik batuan reservoar.
• Laju aliran fluida baik satu fasa maupun multifasa dalam media porous (reservoir), dan memahami konsep Indek Produktivitas Sumur.
• Konsep pembentukan batuan
kaitannya dengan proses
terbentuknya ruang pori.
• Sifat-sifat Fisik Batuan.
Batuan Reservoir
• Butiran
• Ruang Pori
• Semen
KLASIFIKASI POROSITAS
Berdasar cara terbentuknya
Porositas Primer
Porositas Sekunder
Industri Perminyakan
Porositas total
Porositas efektif
DEFINISI POROSITAS
• Adalah perbandingan dari volume
ruang pori terhadap volume batuan
PERSAMAAN MATEMATIS
φ =
φ =
φ =
φ =
Volume pori
x 100 %
Sifat-sifat Fisik Batuan (Lanjutan)
Saturasi :
Didefinisikan sebagai perbandingan antara volume
pori-pori batuan yang ditempati oleh suatu fluida
tertentu dengan volume pori-pori total pada suatu
batuan berpori.
Saturasi minyak (So) adalah :
S
volume pori
pori yang diisi oleh
yak
volume pori
pori total
o
=
−
−
Saturasi air (Sw) adalah :
Saturasi gas (Sg) adalah
• Jika pori-pori batuan diisi oleh
gas-minyak-air maka berlaku hubungan:
Sg + So + Sw = 1
• Jika diisi oleh minyak dan air saja maka:
So + Sw = 1
S
volume pori
pori yang diisi air
volume pori
pori total
w
=
−
−
S
volume pori
pori yang diisi oleh gas
volume pori
pori total
g
=
−
Wetabilitas
• Apabila dua fluida bersinggungan dengan benda
padat, maka salah satu fluida akan bersifat
membasahi permukaan benda padat tersebut, hal
ini disebabkan adanya gaya adhesi.
• Suatu cairan dikatakan membasahi zat padat jika
tegangan adhesinya positip
(
θ
< 90
o), yang berarti batuan bersifat water wet.
Sedangkan bila air tidak membasahi zat padat
maka tegangan adhesinya negatip (
θ
> 90
o), berarti
batuan bersifat oil wet.
Tekanan Kapiler
• didefinisikan sebagai perbedaan tekanan
antara permukaan dua fluida yang tidak
tercampur (cairan-cairan atau cairan-gas)
sebagai akibat terjadinya pertemuan
permukaan yang memisahkan mereka.
Perbedaan tekanan dua fluida ini adalah
perbedaan tekanan antara fluida
“non-wetting fasa” (Pnw) dengan fluida ““non-wetting
fasa” (Pw) atau :
• Tekanan kapiler dalam batuan berpori
tergantung pada ukuran pori dan macam
fluidanya, yang secara kuantitatif dapat
dinyatakan dalam hubungan sebagai
berikut:
dimana :
Pc = tekanan kapiler
σ = tegangan permukaan antara dua fluida
cosθ = sudut kontak permukaan antara dua fluida r = jari-jari lengkung pori-pori
∆ρ = perbedaan densitas dua fluida g = percepatan gravitasi
P
r
g h
c=
=
2. .cos
. .
σ
θ
ρ
∆
Permeabilitas
• Definisi
Adalah
ukuran
kemampuan
batuan
reservoir
(media berpori) untuk mengalirkan/melalukan
fluida.
Hukum Darcy
A. Persamaan darcy mendeskripsi aliran fluida
melalui media berpori :
P2 P1 q A
D
B
L
k
P
A
q
0
,
001127
.
.
,
/
µ
∆
=
dimana :
k : permeabilitas, md
A : penampang aliran, ft
2∆P :
perbedaan tekanan hulu – hilir, psig atau psia
µ :
:
:
:
viskositas fluida, cp
L : panjang media berpori, ft
0,001127 adalah faktor konversi satuan
Hkm Kontinuitas Aliran
A
x
V
q
=
A1.Asumsi-asumsi
1.
Aliran Linier
2.
Fluida incompressible
3.
Kondisi Aliran mantap
4.
Media berpori homogen & isotropik
A2. Definisi satuan Darcy
K = 1 Darcy
jika : q = 1 cm
3/ detik
∆
P
= 1 atm
L
= 1 cm
µ
= 1 cp
A
= 1 cm
2• A3. Analisis Dimensi
P
A
L
q
K
∆
=
µ
( )
( )
)
tan
(
2 2 2 2 2 3ta
kons
cm
L
L
F
L
L
L
Ft
t
L
≈
=
=
B. Analogi
2thd Hkm Darcy
1. Persamaan utk Aliran Panas : q = K’ A ∆ T/L
2. Hukum Ohm utk Aliran Listrik : I =A E/
ρ
L Aliran Panas Aliran Fluidacp
md
K
ft
psi
L
P
D
B
q
/
,
/
/
,
/
/
,
µ
∆
F hr ft Btu K ft F L T hr Btu q o o . . , / , / / , ' ∆I, amp
E/L, Volt/cm
s.d.a
Aliran Panas Aliran FluidaC. Pengaruh2 ukuran butir dan sortasi
/pilahan terhadap K
Butir-butir kasar dengan sortasi amat sangat bagus
(extremely good) mempunyai harga K terbesar
/tertinggi.
Sementara butir-butir sangat halus dengan sortasi
jelek (poor) mempunyai harga K rendah.
D. Pengaruh jenis-jenis batuan terhadap
harga permeabilitas
1.
Batupasir (SS);
Sistem porinya merupakan tipikal intergranular
mempunyai K = 10 – 1000 md.
2.
Karbonat (LS, Gp, Dolomit)
Sistem porinya merupakan individual atau
gabungan dari tipikal pori antar matriks,
porositas sekunder, atau rekahan-rekahan alami.
Harga K bisa > 1000 md.
PETROLEUM
Adalah suatu istilah/term umum yg digunakan pada seluruh campuran yg terjadi secara alamiah dari sebagian besar Hidrokarbon (Martinez 1987).
Petroleum meliputi natural gas, crude oil dan natural bitumen CRUDE OIL
Adalah bagian dari petroleum yg berwujud fasa liquid di res. dan tetap berwujud liquid pada kondisi permukaan. (@ Kondisi P,T atmosfir) (Martinez 1987).
• Crude oil ini bisa mengandung sejumlah kecil komponen non HK. • Mempunyai viskositas @ P,T permukaan dimana
DEFINISI FLUIDA RESERVOIR
cp
000
.
10
≤
Crude oil dapat dikelompokkan menjadi :
• Extra heavy (stock tank gravity ) • Heavy (stock tank gravity ) • Medium (stock tank gravity ) • Light (stock tank gravity )
NATURAL GAS
Adalah bagian dari petroleum yg berwujud baik fasa gas atau gas yg terlarut dalam crude oil @ kond reservoir dan pada kond. permuk.
Natural Gas bisa mengandung sejumlah kecil komponen non HK. Natural Gas dapat dikelompokkan menjadi :
- Associated gas
Res. Gas Alam yg behub atau mengandung crude oil @ P,T res - Non associated gas
Res. Gas Alam yg tidak mengandung crude oil @ P,T res
API
10
o≤
API
3
,
22
10
o−
oAPI
31,1
o
≥
22
,
3
-
31,1
API
o oSOLUTION GAS
Adalah gas alam yang terlarut dalam reservoir minyak dibawah kondisi P dan T reservoir mula-mula dan akan terbebaskan gas dari larutan dengan berkurangnya P dan T sebagaimana bila minyak diproduksikan melalui peralatan pemisah gas/minyak di permukaan.
LEASE CONDENSATE
Disebut juga sebagai kondensat adalah cairan petroleum yang mengandung komponen pentana dan komponen2 lebih berat dalam fasa gas (uap) dibawah kondisi res. mula-mula dan mengalami
Kebanyakan komponen hidrokarbon tersusun dari parafin, yaitu terdiri dari methane, ethane, propane, butane dsb.
Komposisi dari endapan petroleum mengandung seluruh komponen pada kisaran berat dan kekomplekan apakah hidrokarbon berat atau ringan.
KARAKTERISTIK FLUIDA RESERVOIR
Gambar 1.
Formula dari empat seri hidrokarbon
KELAKUAN FASA HIDROKARBON
Terdapat 4 faktor yg mempengaruhi perilaku material HK : a. Pressure
b. Molecular attraction
c. Kinetic energy (molecular motion associated with temperature) d. molecular repulsion (gbr 3)
PERUBAHAN FASA
Campuran Hidrokarbon
Gbr. 7. Equilibrium vaporization dari Low
Shrinkage Oil
Gambar. 11. Diagram Fasa dari Wet Gas dan Dry Gas
PERKIRAAN CADANGAN RESERVOIR
Cadangan (Reserves)
Cadangan adalah sejumlah akumulasi minyak
yang dapat diproduksikan ke permukaan secara
komersial berdasarkan data yang ada.
Pengelompokan Cadangan
Didasarkan pada
derajat kepastian Cadangan
yang bertitik tolak pada hasil
evaluasi data
Geologi
dan
Geofisik
,
Keteknikan
( Engineering)
serta ditunjang
data Sumuran
yang meliputi
data Produksi, data Tekanan, data Sifat Fisik
Batuan, data Log dan data Geofisika.
KLASIFIKASI CADANGAN
A. Cadangan Terbukti (Proven Reserves)
B. Cadangan Potensial :
Cadangan Mungkin (Possible)
Cadangan Harapan (Probable)
Cadangan Terbukti (Proven Reserves)
• Cadangan Terbukti
Merupakan
Cadangan
minyak
yang
jumlahnya telah dibuktikan dengan derajat
kepastian yang tinggi, berdasarkan
pada
hasil dari pembuktian melalui analisis
secara
Geologi,
Keteknikan
dan
Keekonomian. Derajat kepastian Cadangan
terbukti ini adalah minimal 90 % Cadangan
tersebut bisa diambil.
Besar cadangan akan mengalami perubahan dgn
pertambahan waktu yang disebabkan oleh :
• Perubahan status suatu lapangan, dengan telah
dimulainya produksi pada lapangan tersebut.
• Adanya perhitungan ulang dengan adanya
pengeboran-pengeboran baru, ataupun oleh adanya
data penunjang baru yang lain.
• Diketemukannya lapangan-lapangan
baru/lapangan-lapangan yang baru dilaporkan.
• Adanya studi-studi atau analisa-analisa baru yang
dilakukan
Cadangan Potensial
Adalah Cadangan minyak yang
berda-sarkan pada data Geologi dan
Keteknikan, jumlahnya masih harus
dibuktikan dengan pemboran dan
pengujian lebih lanjut. Dengan dmk
Cadangan Potensial ini mempunyai
derajat kepastian yg masih rendah.
Cadangan Mungkin (Possible Reserves)
Merupakan Cadangan yang mempunyai derajat
kepastian minimal 50 %.
Cadangan Harapan (Probable Reserves)
Merupakan Cadangan yang mempunyai derajat
kepastian masih rendah yaitu minimal 10 % dari
Cadangan yang dapat diambil.
Cadangan Awal Minyak (OOIP,Original
Oil in Place
)
Jumlah minyak mula–mula yang menempati sebuah
reservoir, yang mana tidak ada kaitannnya dengan
kelakuan reservoir tersebut.
• Ultimate Recovery,UR
Adalah maksimum Cadangan Minyak yang
dapat diambil dengan teknologi tahap
primer (primary recovery).
• Sisa Cadangan
Selisih Cadangan Minyak mula-mula dengan
Cadangan yang bisa diambil dgn teknologi
tahap primer (primary recovery) sampai
dengan saat ini.
• Current Recovery Factor (CRF).
Adalah Cadangan Minyak yang dapat
diambil dengan teknologi tahap primer
Metode Perkiraan Cadangan
Perkiraan Initial Oil In Place ( IOIP )
Untuk batuan reservoir yang mengandung satu acre–feet pada kondisi awal, maka volume minyak dapat dihitung
dengan persamaan sebagai berikut :
dimana :
Ni = initial oil in place, STB
Vb = bulk volume batuan reservoir, acre–feet
φ = porositas batuan, fraksi
Swi = saturasi air formasi mula–mula, fraksi
Boi = faktor volume formasi minyak mula–mula, bbl / STB 7758 = faktor konversi, bbl / acre–feet
