Diagram Fasa

(1)

BAB IX BAB IX

DIAGRAM FASA DAN KLASIFIKASI DIAGRAM FASA DAN KLASIFIKASI

FLUIDA RESERVOIR BERDASARKAN FASANYA FLUIDA RESERVOIR BERDASARKAN FASANYA

9.1. Diagram Fasa 9.1. Diagram Fasa

Dari jenis

Dari jenis – – jenis fluida reservoir adapun fluida yang diklasifikasikan berdasarkan fasanya jenis fluida reservoir adapun fluida yang diklasifikasikan berdasarkan fasanya adapun oil dan gas reservoir. Yang

adapun oil dan gas reservoir. Yang dimana klasifikasi dari jenis fluidanya tergantung oleh :dimana klasifikasi dari jenis fluidanya tergantung oleh : 

 Komposisi dari campuran reservoir hidrokarbonKomposisi dari campuran reservoir hidrokarbon 

 Tekanan dan temperatur awal (inisial) reservoirTekanan dan temperatur awal (inisial) reservoir 

 Tekanan dan temperatur di surface productionTekanan dan temperatur di surface production

Kondisi di atas adalah poin penting dalam

Kondisi di atas adalah poin penting dalam practical practical dalam penggunaan eksperimental ataudalam penggunaan eksperimental atau penentuan

penentuan matematika matematika dari dari kondisikondisi – – kondisi diatas. Dari kondisi tersebut dapat di nyatakan kondisi diatas. Dari kondisi tersebut dapat di nyatakan dalam tipe

dalam tipe – – tipe diagram yang berbeda salah satunya biasanya disebut diagram fasa. Salah satu tipe diagram yang berbeda salah satunya biasanya disebut diagram fasa. Salah satu jenis dari tipe diagram fasa adalah

jenis dari tipe diagram fasa adalah pressure-temperature diagram pressure-temperature diagram..

9.2. Pressure-Temperature Diagram 9.2. Pressure-Temperature Diagram

Pressure-Temperature Diagram atau diagram P & T (multicomponent Pressure-Temperature Diagram atau diagram P & T (multicomponent pressure-temperature diagram) adalah diagram yang digunakan untuk membuat spesifikasi dari jenis temperature diagram) adalah diagram yang digunakan untuk membuat spesifikasi dari jenis hidrokarbon berdasarkan komposisinya , meskipun jenis komposisinya yang berbeda dari setiap hidrokarbon berdasarkan komposisinya , meskipun jenis komposisinya yang berbeda dari setiap hidrokarbonnya untuk konfigurasi dari setiap hidrokarbon adalah sama.

hidrokarbonnya untuk konfigurasi dari setiap hidrokarbon adalah sama. Diagram P & T pada dasarnya digunakan untuk :

Diagram P & T pada dasarnya digunakan untuk : 

 Klasifikasi reservoirKlasifikasi reservoir 

 Klasifikasi hidrokarbon yang terjadi secara naturalKlasifikasi hidrokarbon yang terjadi secara natural 

(2)

Gambar : Diagram Multicomponent System Gambar : Diagram Multicomponent System

Sumber : Ahmed, T.H Reservoir Enggineering Handbook 4 Ed Sumber : Ahmed, T.H Reservoir Enggineering Handbook 4 Ed

Adapun komponen dari elemen diagram P & T adalah sebagai berikut : Adapun komponen dari elemen diagram P & T adalah sebagai berikut :



 Cricondentherm (Tct)Cricondentherm (Tct) : Didefinisikan sebagai suhu atau temperatur maksimum dimana: Didefinisikan sebagai suhu atau temperatur maksimum dimana fasa liquid tidak dapat terbentuk tanpa memperhatikan tekanannya.

fasa liquid tidak dapat terbentuk tanpa memperhatikan tekanannya. 

 Cricondenbar (Pcb)Cricondenbar (Pcb) : Didefinisikan sebagai tekanan maksimum dimana gas tidak dapat: Didefinisikan sebagai tekanan maksimum dimana gas tidak dapat terbentuk tanpa memperhatikan temperaturnya

terbentuk tanpa memperhatikan temperaturnya 

 Critical PointCritical Point : Didefinisikan sebagai titik temperatur dan tekanan dimana fasa liquid: Didefinisikan sebagai titik temperatur dan tekanan dimana fasa liquid dan gas tidak diketahui yang mana fasa yang mendominasi (

dan gas tidak diketahui yang mana fasa yang mendominasi (equal).equal). Untuk tekananUntuk tekanan critical disimbolkan

(3)



 Phase Envelope (two-phase region)Phase Envelope (two-phase region) : adalah area dimana fasa liquid dan fasa gas hadir: adalah area dimana fasa liquid dan fasa gas hadir di

di dew-point curvedew-point curve dandan bubble-point curvebubble-point curve dimana fluidadimana fluida saturated saturated akan ketikaakan ketika menyentuh area

menyentuh area phase envelope phase envelope akan menjadi fluidaakan menjadi fluida undersaturated undersaturated .. 

 Quality LinesQuality Lines : Didefinisikan sebagai garis atau kurva yang menunjukkan banyaknya: Didefinisikan sebagai garis atau kurva yang menunjukkan banyaknya kandungan liquid pada suatu yang terkandung dalam suatu reservoir.

kandungan liquid pada suatu yang terkandung dalam suatu reservoir. 

 Bubble-Point CurveBubble-Point Curve : Didefinisikan sebagai kurva yang menujukkan : Didefinisikan sebagai kurva yang menujukkan fasafasa saturated saturated dimana fasa gas mulai muncul dalam reservoir minyak , yang menyebabkan berpisahnya dimana fasa gas mulai muncul dalam reservoir minyak , yang menyebabkan berpisahnya gas yang terlarut didalam

gas yang terlarut didalam liquid liquid . Tekanan dari bubble . Tekanan dari bubble point ini biasa disimbolkan sebagaipoint ini biasa disimbolkan sebagai Pb

Pb 

 Dew-Point CurveDew-Point Curve: Adalah kurva yang menunjukkan embun: Adalah kurva yang menunjukkan embun – – embun mulai muncul embun mulai muncul pada reservoir gas , yang biasa disebut kondensat

pada reservoir gas , yang biasa disebut kondensat (condensate)(condensate) disimbolkan sebagaidisimbolkan sebagai Pdew

Pdew



 Pressure PathPressure Path : Adalah garis yang menunjukkan penurunan tekanan dari reservoir ke: Adalah garis yang menunjukkan penurunan tekanan dari reservoir ke permukaan.

permukaan.

Secara umum , fluida reservoir dapat diklasifikasikan berdasarkan titik dan tekanan awalnya dari Secara umum , fluida reservoir dapat diklasifikasikan berdasarkan titik dan tekanan awalnya dari diagram

diagram pressure-temperature pressure-temperature terbagi menjadi 2 tipe , diantaranya :terbagi menjadi 2 tipe , diantaranya : 

 Oil ReservoirOil Reservoir : Jika temperatur dari reservoir T kurang dari: Jika temperatur dari reservoir T kurang dari Critical TemperatureCritical Temperature Tc dariTc dari reservoir fluidanya maka dapat di klasifikasikan sebagai Oil Reservoir.

reservoir fluidanya maka dapat di klasifikasikan sebagai Oil Reservoir. 

 Gas ReservoirGas Reservoir : Jika temperatur dari fluida reservoir T lebih dari: Jika temperatur dari fluida reservoir T lebih dari Critical TemperatureCritical Temperature Tc , maka fluida tersebut diklasifikasikan sebagai Gas Reservoir.

Tc , maka fluida tersebut diklasifikasikan sebagai Gas Reservoir.

9.3. Limma Jenis Fluida Reservoir Berdasarkan Fasa 9.3. Limma Jenis Fluida Reservoir Berdasarkan Fasa

Berdasasarkan fasanya , fluida reservoir di bagi menjadi 5

Berdasasarkan fasanya , fluida reservoir di bagi menjadi 5 jenis diantaranya :jenis diantaranya : 1.

1. Black Oil Black Oil 2.

(4)

3.

3. Retrograde Gas ( Gas Condensate ) Retrograde Gas ( Gas Condensate ) 4.

4. Wet GasWet Gas 5.

5. Dry Gas Dry Gas

9.3.1.

B

Bla

lack Oil

ck Oil

Gambar diagram fasa black oil Gambar diagram fasa black oil

( Sumber : McCain. The Properties of Petroleum Fluids. Hal. 150 ) ( Sumber : McCain. The Properties of Petroleum Fluids. Hal. 150 )

Tipe pertama dari diagram fasa fluida reservoir adalah

Tipe pertama dari diagram fasa fluida reservoir adalah Black Black Oil Oil . Dimana Fluida terdiri. Dimana Fluida terdiri dari rantai hidrokarbon yang besar, berat dan tidak mudah menguap. Hal ini dapat dilihat dari dari rantai hidrokarbon yang besar, berat dan tidak mudah menguap. Hal ini dapat dilihat dari diagram fasanya, pada diagram fasa tersebut dapat dilihat bahwa Temperatur Kritis (Tc) lebih diagram fasanya, pada diagram fasa tersebut dapat dilihat bahwa Temperatur Kritis (Tc) lebih besar daripada

besar daripada Temperatur reservoir Temperatur reservoir (Tr). Pada (Tr). Pada saat Pr saat Pr lebih tinggi lebih tinggi dari Pb, dari Pb, fluida dalam fluida dalam kondisikondisi tak jenuh (undersaturated) dimana pada kondisi ini minyak dapat mengandung banyak gas. tak jenuh (undersaturated) dimana pada kondisi ini minyak dapat mengandung banyak gas. Ketika tekanan reservoir (Pr) turun dan dibawah tekanan gelembung (Pb) maka fluida akan Ketika tekanan reservoir (Pr) turun dan dibawah tekanan gelembung (Pb) maka fluida akan

(5)

melepaskan gas yang dikandungnya dalam reservoir hanya saja pada separator jumlah cairan melepaskan gas yang dikandungnya dalam reservoir hanya saja pada separator jumlah cairan yang dihasilkan masih lebih besar.

yang dihasilkan masih lebih besar. Black

Black oiloil memiliki initial GOR ~2000 scf/stb, API yang rendah <40 API dan warnamemiliki initial GOR ~2000 scf/stb, API yang rendah <40 API dan warna coklat/kehitaman.

coklat/kehitaman. Black oil Black oil sering juga disebut low-shrinkagesering juga disebut low-shrinkage crude oilcrude oil atauatau ordinary oil ordinary oil ..

Ketika tekanan reservoir berada di antara garis 1 dan 2, oil berada dalam kondisi Ketika tekanan reservoir berada di antara garis 1 dan 2, oil berada dalam kondisi undersaturated, yang berarti gas terlarut bisa lebih banyak. Bubble point (titik 2) merupakan undersaturated, yang berarti gas terlarut bisa lebih banyak. Bubble point (titik 2) merupakan kondisi saturated, yaitu minyak mengandung jumlah maksimal gas terlarut. Penurunan tekanan kondisi saturated, yaitu minyak mengandung jumlah maksimal gas terlarut. Penurunan tekanan di bawah titik bubble point, akan menyebabkan gas terlepas dan membentuk free gas di dalam di bawah titik bubble point, akan menyebabkan gas terlepas dan membentuk free gas di dalam reservoir. Gas juga terbentuk ketika minyak diproduksikan dari reservoir ke permukaan. reservoir. Gas juga terbentuk ketika minyak diproduksikan dari reservoir ke permukaan. Fenomena ini menyebabkan penyusutan/shrinkage minyak.

Fenomena ini menyebabkan penyusutan/shrinkage minyak.

9.3.2.

9.3.2.VVoolalatile Oiltile Oil

Gambar diagram fasa volatile oil Gambar diagram fasa volatile oil

Tipe kedua dari diagram fasa fluida reservoir adalah volatile oil. Jenis minyak mentah ini Tipe kedua dari diagram fasa fluida reservoir adalah volatile oil. Jenis minyak mentah ini biasanya

biasanya ditandai ditandai dengan dengan penyusutan penyusutan secara secara drastis drastis di di bawahbawah pressure pressure bubblebubble.. Volatile oilVolatile oil memiliki faktor volume formasi minyak < 2 bbl/STB,

(6)

Gravity oil

Gravity oil antara 45-55 ° API, serta memiliki warna hijau keantara 45-55 ° API, serta memiliki warna hijau ke orange. Volatile oilorange. Volatile oil memilikimemiliki kandungan molekul berat yang lebih sedikit dibandingkan dengan

kandungan molekul berat yang lebih sedikit dibandingkan dengan black oil. Volatile oilblack oil. Volatile oil seringsering juga disebut

juga disebut High-shrinkage crude oil High-shrinkage crude oil atauatau Near-critical oil Near-critical oil .. Perbedaan

Perbedaan volatile oilvolatile oil dengandengan black oilblack oil dapat diliat dari panjang garis 1-2. Padadapat diliat dari panjang garis 1-2. Pada volatilevolatile oil

oil garis 1-2 lebih pendek dibandingkangaris 1-2 lebih pendek dibandingkan black oil black oil . Hal tersebut mengakibatkan. Hal tersebut mengakibatkan volatile oilvolatile oil lebihlebih cepat menyentuh pressure bubble

cepat menyentuh pressure bubble (saturated)(saturated) dibandingkandibandingkan black oil black oil . Selain itu, garis 1-2 lebih. Selain itu, garis 1-2 lebih dekat dengan titik kritis yang menandakan bahwa

dekat dengan titik kritis yang menandakan bahwa volatile oilvolatile oil lebih banyak mengandung gaslebih banyak mengandung gas sehingga

sehingga volatile oilvolatile oil lebih ringan dibandingkanlebih ringan dibandingkan black oil black oil ..

9.3.3.

R

Re

etrogr

trogr ad

ade

e G

Ga

ass

Gambar diagram fasa retrograde gas Gambar diagram fasa retrograde gas

Tipe ke tiga dari digram fasa fluida reservoir adalah

Tipe ke tiga dari digram fasa fluida reservoir adalah Retrograde Gas Retrograde Gas. Diagram fasa dari. Diagram fasa dari Retrograde Gas

(7)

kiri. Perubahan ini karena

kiri. Perubahan ini karena retrograde gasretrograde gas yang mengandung lebih sedikit hidrokarbon berat dariyang mengandung lebih sedikit hidrokarbon berat dari minyak.

minyak.

Diagram fasa dari

Diagram fasa dari Retrograde Retrograde GasGas memiliki temperatur kritis lebih rendah darimemiliki temperatur kritis lebih rendah dari temperatur reservoir dan

temperatur reservoir dan cricondentermcricondenterm lebih besar dari temperatur reservoir.lebih besar dari temperatur reservoir. Pada diagram fasa

Pada diagram fasa Retrograde Retrograde GasGas awalnya benar-benar gas reservoir di titik 1. Seiringawalnya benar-benar gas reservoir di titik 1. Seiring tekanan reservoir menurun,

tekanan reservoir menurun, Retrograde Retrograde GasGas mencapai titik embun di titik 2. Seiring denganmencapai titik embun di titik 2. Seiring dengan tekanan berkurang, terbentuk cairan embun dari gas di reservoir.

tekanan berkurang, terbentuk cairan embun dari gas di reservoir. Pressure

Pressure pathpath tekanan reservoir pada diagram fasatekanan reservoir pada diagram fasa retrograde gasretrograde gas mengindikasikanmengindikasikan bahwa pada beberapa tekanan rendah cairan menguap

bahwa pada beberapa tekanan rendah cairan menguap kembali menjadi gas.kembali menjadi gas. Batas bawah dari prduksi awal untuk

Batas bawah dari prduksi awal untuk Retrograde Gas Retrograde Gas adalah dengan GOR 3300scf/STB.adalah dengan GOR 3300scf/STB. Batas atasnya tidak dapat dipastikan dengan baik nilainya sekitar 150,000 scf/STB. GOR yang Batas atasnya tidak dapat dipastikan dengan baik nilainya sekitar 150,000 scf/STB. GOR yang tinggi menunjukkan diagram fasa jauh lebih kecil dari pada gambar yang ditunjukkan diatas. tinggi menunjukkan diagram fasa jauh lebih kecil dari pada gambar yang ditunjukkan diatas. Dengan GOR yang tinggi memiliki cricondenterm yang dekat dengan temperatur reservoir dan Dengan GOR yang tinggi memiliki cricondenterm yang dekat dengan temperatur reservoir dan menghasilkan sangat sedikit cairan retrograde di reservoir.

menghasilkan sangat sedikit cairan retrograde di reservoir. Produksi GOR untuk

Produksi GOR untuk Retrograde Retrograde GasGas akan meningkat setelah prooduksi dimulai dariakan meningkat setelah prooduksi dimulai dari tekanan reservoir mencapai tekanan titik embun dari gas.

tekanan reservoir mencapai tekanan titik embun dari gas. Oil gravityOil gravity pada pada stock tank stock tank antara 40◦antara 40◦ dan 60◦ API dan meningkat seiring semakin jauh dibawah tekanan titik embun. Cairannya dapat dan 60◦ API dan meningkat seiring semakin jauh dibawah tekanan titik embun. Cairannya dapat berwarna cerah, coklat, oranye, atau air putih.

(8)

9.3.4.

Wet

Wet G

Gas

as

Gambar diagram fasa wet gas Gambar diagram fasa wet gas

Tipe ke empat dari diagram fasa fluida reservoir adalah

Tipe ke empat dari diagram fasa fluida reservoir adalah Wet GasWet Gas. Wet gas hanya ada. Wet gas hanya ada sebagai gas di reservoir sepanjang pengurangan tekanan di reservoir.

sebagai gas di reservoir sepanjang pengurangan tekanan di reservoir. Pressure path Pressure path dari titik 1 kedari titik 1 ke titik 2 tidak masuk dalam

titik 2 tidak masuk dalam phase phase envelopeenvelope. Dengan demikian, tidak ada cairan. Dengan demikian, tidak ada cairan (liquid)(liquid) yangyang terbentuk di reservoir. Namun, pada saat kon

terbentuk di reservoir. Namun, pada saat kondisi separator titik 3 berada di dalamdisi separator titik 3 berada di dalam phase envelope phase envelope yang menyebabkan beberapa

yang menyebabkan beberapa liquidliquid terbentuk di permukaan.terbentuk di permukaan. Liquid

Liquid yang terbentuk di permukaan dari suatu sumur gas biasa di sebutyang terbentuk di permukaan dari suatu sumur gas biasa di sebut condensatecondensate dandan reservoir gas biasanya disebut dengan

reservoir gas biasanya disebut dengan condensate-gascondensate-gas. Hal ini menyebabkan kebingungan antara. Hal ini menyebabkan kebingungan antara wet gas

wet gas dandan retrograde gasretrograde gas. Kata “basah” pada. Kata “basah” pada wet gaswet gas tidak berarti gas tersebut basah dengantidak berarti gas tersebut basah dengan air, tapi mengacu pada

air, tapi mengacu pada liquidliquid hidrokarbon yang mengembun pada kondisi permukaan.hidrokarbon yang mengembun pada kondisi permukaan. Sebenarnya, gas di reservoir biasanya jenuh dengan air.

Sebenarnya, gas di reservoir biasanya jenuh dengan air.

Wet gas menghasilkan liquid di stock tank memiliki gravity dengan rentan yang sama dengan Wet gas menghasilkan liquid di stock tank memiliki gravity dengan rentan yang sama dengan retrograde gas. Wet gas yang sebenarnya memiliki produksi GOR yang tinggi. Gas dengan retrograde gas. Wet gas yang sebenarnya memiliki produksi GOR yang tinggi. Gas dengan produksi lebih dari 50,000 scf/STB dapat di asumsikan sebagai wet gas.

(9)

9.3.5.

9.3.5.DDry Gasry Gas

Gambar diagram fasa dry gas Gambar diagram fasa dry gas

Tipe ke lima dari diagram fasa fluida reservoir adalah

Tipe ke lima dari diagram fasa fluida reservoir adalah Dry Dry Gas. Gas. Dry Dry gasgas komposisikomposisi umunnya adalah

umunnya adalah metanemetane dengan beberapa tambahan. Gambar dibawah menunjukan bahwadengan beberapa tambahan. Gambar dibawah menunjukan bahwa campuran hidrokarbon hanya gas di reservoir dan pada kondisi separator dipermukaan berada di campuran hidrokarbon hanya gas di reservoir dan pada kondisi separator dipermukaan berada di luar dari

luar dari phase phase envelopeenvelope yang berarti tidak adayang berarti tidak ada liquidliquid yang terbentuk hingga di separator diyang terbentuk hingga di separator di permukaan.

permukaan. Kata

Kata “dry”“dry” dalamdalam dry gasdry gas menunjukkan bahwa gas tidak mengandung cukup banyakmenunjukkan bahwa gas tidak mengandung cukup banyak molekul yang lebih berat untuk membentuk cairan hidrokarbon di permukaan. Biasanya molekul yang lebih berat untuk membentuk cairan hidrokarbon di permukaan. Biasanya beberapa air terkondensasi di permukaan. Reservoir

beberapa air terkondensasi di permukaan. Reservoir dry gasdry gas sering disebut sebagaisering disebut sebagai reservoir gasreservoir gas.. Hal ini menyebabkan kebingungan karena

Hal ini menyebabkan kebingungan karena wet gaswet gas juga juga disebut disebut dengan dengan reservoir reservoir gas. gas. BiasanyaBiasanya system yang mempunyai GOR lebih besar dari 100,000 scf/STB diasumsikan sebagai

system yang mempunyai GOR lebih besar dari 100,000 scf/STB diasumsikan sebagai Dry Dry GasGas Reservoir.

Reservoir.