Optimasi Injeksi Demulsifier Sebagai Respon Terhadap Proses Acidizing
Koswara, Dewi Impian, Pasymi, Erti Praputri
Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Bung Hatta Jl. Gajah Mada No.19, Olo Nanggalo Padang-25143
dewiiimpian@gmail.com, koswarra@yahoo.com, pasymi_ubh@yahoo.co.id, pratisiariana@yahoo.co.id
Abstrak
Penelitian berjudul “Optimasi Injeksi Demulsifier Sebagai Respon Terhadap Proses Acidizing” bertujuan untuk mengetahui dampak yang dihasilkan jika pH terlalu asam dan. Dari hasil penelitian diketahui bahwa rate injeksi Demulsifier optimum yang bisa berakibat tingginya nilai BS&W. Pemisahan minyak dipengaruhi oleh temperatur minyak mentah (crude oil), densitas liquid, retention time dan settling time. Variabel yang digunakan yaitu rate injeksi Demulsifier. Metode penelitian terdiri daripengubahan rate injeksi Demulsifier pada fasilitas pengumpul. Analisa BS&W dilakukan di Fasilitasdigunakan adalah 33.5 GPD untuk menghasilkan BS&W 0.1% dengan total kerugian $320,357.50.
Kata kunci: BS&W, temperature, retention time, settling time
Abstract
The experiment entitled "Optimization of Injection Demulsifier In Response to Acidizing process" aims to determine the resulting impact if the pH is to oacidic and the resulting high value of BS&W. Oil separation is influenced by the temperature of the crude oil (crude oil), liquid density and long retention time. The variables used were Demulsifier injection rate. The research method consisted of the conversion rate on the Facility Gatherer Demulsifier injection. Analysis BS&W conducted in facilities. The conclusion of this study, the optimum Demulsifier injection rate that can be used is to produce 33.5 GPD with 0.1% BS&W and total lost $320,357.50.
Keyword:BS&W, temperature, retention time, settling time
Pendahuluan
Pada industri minyak dan gas bumi yang bergerak dalam bidang eksplorasi tentunya memiliki proses dalam hal memisahkan minyak dan gas bumi. Banyak tantangan yang dihadapi setiap masing-masing bagian terutama bagian Produksi/Operation. Setiap team produksi harus memastikan kondisi peralatan di Stasiun pengumpul bekerja dengan baik dan juga harus memastikan kondisi sumur
produksi di lapangan tidak mengalami kendala. Pada operasi di CPI dengan salah satunya Sintong Field, beberapa sumur produksi pernah mengalami permasalahan yaitu tersumbatnya lubang perforasi atau batuan yang disebabkan scale atau paraffin yang memperlambat atau menahan masuknya fluida ke dalam sumur. Salah satu usaha untuk memperbaiki kondisi ini adalah dengan melakukan pekerjaan Acidizing. Acidizing merupakan pekerjaan yang memompakan
acid ke dalam formasi dengan tujuan membersihkan lubang perforasi dan batuan terhadap penyumbatan yang disebabkan scale, paraffin, dan kotoran lain. Untuk menentukan jenis acid yang akan digunakan tergantung dari jenis batuan dan pemeriksaan scale atau paraffin yang dilakukan di laboratorium. Penginjeksian acid tersebut akan mempengaruhi minyak dari sumur dan jika tidak dilakukan proses untuk menetralkan pH kembali, maka hal ini akan berpengaruh pada proses pemisahan minyak yang ada di Stasiun Pengumpul.
Selain mempertimbangkan faktor lain yang menyebabkan perubahan pH pada proses pemisahan, kita juga harus memperhatikan dampak lain yang akan disebabkan oleh perubahan tersebut yaitu emulsi. Emulsi merupakan suatu cairan baru yang terbentuk dari dua fasa cairan yang tidak saling larut (immiscible) yang bercampur sehingga membutuhkan suatu metode dan waktu yang lama untuk memisahkannya. Emulsi ini biasa terjadi pada proses pemurnian minyak terhadap air di Oil Treating Plant (OTP) industri eksplorasi minyak bumi. Emulsi yang terbentuk pada proses tersebut adalah emulsi air di dalam minyak, dimana butiran air terjebak atau terperangkap didalam butiran minyak sehingga mempengaruhi kualitas minyak.Salah satu metode yang digunakan untuk menanggulangi emulsi yang terbentuk dari butiran air didalam minyak adalah
dengan injeksi bahan kimia yang disebut
Demulsifier.Chemical tersebut saat ini
digunakan di hampir semua Stasiun Pengumpul untuk membantu proses pemecahan emulsi.
Metodologi Percobaan
1. Alat dan bahan yang digunakan
1.1 Bahan utama dan bahan pendukung : a. Minyak mentah dari Wash Tank b. Demulsifier ( F-46 )
c. Toluene d. Asam Asetat
1.2. Alat yang digunakan:
1. Centrifuge elektrik / hand 2. Water Bath ( pemanas ) 3. Tabung centrifuge 100 cc 4. Thermometer raksa 5. Beaker glass 1000 cc
6. pH meter
7. Micro Dispenser
Parameter yang diamati
Parameter yang digunakan dalam penelitian ini terdiri dari parameter tetap, parameter peubah dan parameter keluaran.Parameter tersebut adalah sebagai berikut.
Parameter Tetap: Laju alir incoming fluida.
Parameter Peubah: Laju injeksi
Parameter keluaran: Basic Sediment
and Water (BS&W) minyak mentah.
LangkahKerja
3.1. Prosedur melakukan botol test
1. Siapkan semua alat yang akan digunakan
2. Ambil sampel minyak dari Wash Tank
3. Bawa sampel ke mini lab Sintong GS untuk menganalisa persentase BS&W-nya
4. Atur injeksi chemical Demulsifier yang diinginkan : 30 ppm, 50 ppm, 150 ppm, 200 ppm, 300 ppm, 350 ppm, 500 ppm
Setelah dianalisa, tuangkan ke dalam laporan.
Prosedur Analisa
1. Prosedur analisa botol test
1. Siapkan contoh minyak mentah yang akan dianalisa
2. Siapkan tube sebanyak jumlah variasi sample yang akan dianalisa
3. Tuangkan sample ke dalam tube lalu tambahkan larutan Asam Asetat hingga mencapai nilai pH yang sama dengan fasilitas ( pH = 4 )
4. Larutkan Demulsifier sesuai dengan nilai variasi
5. Kocok larutan selama 150 kali
6. Letakkan sample ke dalam Waterbath dengan Temperature yang sama dengan fasilitas
7. Diamkan sample di dalam Waterbath sampai mendapatkan hasil yang baik 8. Ambil hasil minyak yang telah
terpisah untuk menganalisa nilai BS&W
2.
1. Siapkan contoh minyak mentah yang akan dianalisa.
Prosedur Analisa BS&W
2. Siapkan dua tabung centrifuge dalam keadaan baik bersih dan berskala jenis.
3. Kocok dan tuangkan contoh minyak pada gelas centrifuge.
4. Isi dua gelas centrifuge sampai batas 50 ml.
5. Tambahkan solven sampai batas 50 ml
6. Tutup tabung centrifuge dengan baik dan kocok sampai rata.
7. Longgarkan tutup tabung sebelum dipanaskan untuk mencegah pressure
build up selama proses pemanasan.
8. Panaskan tabung dalam water bath hingga 140°F ± 5°F (60°C ± 3°C). 9. Letakkan kedua gelas centrifuge
dalam alat centrifuge pada arah yang saling berhadapan.
10. Putar alat centrifuge, atur putaran antara 1500 - 2000 RPM dengan lama putaran 3 menit
11. Hentikan putaran setelah waktu putar tercapai.
12. Tunggu sampai putaran berhenti, baru membuka tutup centrifuge.
13. Catat volume air dan padatan yang ditunjukkan pada masing-masing gelas-gelas centrifuge.
14. Persentase BS&W = jumlah dari kedua hasil pembacaan.
Bila masing-masing gelas centrifuge menunjukkan 0,05 ml, maka persentase BS&W = 2 x rata-ratanya.
AnalisisData
Analisa data dilakukan dengan membandingkan antara keadaan operasi normal sebelum tercampur acid dengan keadaan operasi tidak normal setelah tercampur acid yang divariasikan dengan nilai ppm yang berbeda.
Hasil dan Pembahasan
Berdasarkan hasil percobaan yang telah dilakukan dengan cara membandingkan antara keadaan operasi normal sebelum tercampur acid dengan keadaan operasi tidak normal setelah tercampur acid di wash tank Sintong GS maka diperoleh data hasil berupa tabel pengamatan seperti pada Tabel 4.1 berikut dengan injeksi Demulsifier sebanyak 3 GPD (gallon per day).
Table 1.1 Keadaan operasi normal sebelum tercampur Acid
25' (%) 22' (%) 8-Jul-10 8:00 0.15 8-Jul-10 14:00 0.15 0.3 0.5 8-Jul-10 20:00 0.15 9-Jul-10 2:00 0.2 9-Jul-10 8:00 0.2 9-Jul-10 14:00 0.15 9-Jul-10 20:00 0.16 0.3 0.5 10-Jul-10 2:00 0.15 10-Jul-10 8:00 0.15 0.3 0.5 10-Jul-10 14:00 0.15 10-Jul-10 20:00 0.15 11-Jul-10 8:00 5.5 6 7
LEVEL Wash Tank BS&W
TANGGAL WAKTU
Pada table 1.1 menunjukkan kondisi normal operasi sebelum acid bercampur dengan sumur produksi normal. Kenaikan BS&W terlihat pada pukul 02:00 pagi namun tidak signifikan, hal ini dikarenakan temperature pada malam hari dingin dan berakibat naiknya BS&W.
Adapun pengaruh laju injeksi Demulsifier terhadap kadar BS&W dengan injeksi Demulsifier sebanyak 15 GPD (gallon
per day) dapat diamati pada Tabel 1.2.
1.2 Pengaruh BS&W untuk injeksi Demulsifier 15 GPD 25' (%) 22' (%) 11-Jul-10 11:00 8 12 12 11-Jul-10 14:00 8 12 12 11-Jul-10 16:00 8 12 12 11-Jul-10 18:00 8 12 12 11-Jul-10 20:00 8 12 12 11-Jul-10 22:00 8 12 12 12-Jul-10 0:00 8 12 12 12-Jul-10 2:00 8 12 12 12-Jul-10 4:00 8 12 11 12-Jul-10 6:00 8 12 9 12-Jul-10 8:00 8 12 8 12-Jul-10 10:00 8 12 7.8 12-Jul-10 12:00 6 11 7.2 12-Jul-10 14:00 6 11 7 12-Jul-10 16:00 4.2 10 5 12-Jul-10 18:00 1.5 9 3 12-Jul-10 20:00 1.5 9 2
TANGGAL WAKTU BS&W LEVEL Wash Tank
Ketika ditemui BS&W meningkat pada tanggal 11 Juli 2013 jam 08:00 WIB, maka dengan seketika team mencari
penyebabnya dan rate injeksi Demulsifier ditingkatkan menjadi 15 GPD. Untuk mengetahui injeksi Demulsifier yang efektif jika terjadi kasus yang sama dikemudian hari, maka dilakukan botol test untuk mendapatkan laju injeksi Demulsifier yang tepat agar total kerugian tidak terlalu besar. Hasil botol test dituang pada table 1.3 yang menunjukkan bahwa injeksi Demulsifier yang baik adalah pada rate 33.5 GPD.
Table 1.3 Hasil pengamatan dengan botol test
pH TEMP GPD PPM BS&W (%) TOTAL HARI
160 2 30 6.7 7 hari 7 jam 160 3.35 50 6.4 5 hari 4 jam 160 10.1 150 6 3 hari 7 jam 160 15.45 200 5.5 3 hari 1 jam 160 20.15 300 5.9 2 hari 10 jam 160 25.5 350 4.4 2 hari 8 jam 160 33.5 500 3.6 1 hari 6 jam 4
Gambar 1.1 Perbandingan antara injeksi Demulsifier dengan BS&W
Dari gambar 1.1 di atas menunjukkan bahwa Demulsifier dapat bekerja dengan baik pada injeksi 33.5 GPD dengan hasil BS&W 3.6%. injeksi Demulsifier sangat dipengaruhi oleh temperature & temperature di Sintong yang ada saat ini sudah cukup baik. Semakin tinggi suhu semakin efektif reaksinya, misalnya untuk emulsi yang terjadi pada heavy crude oil, suhu mulai
efektif pada 150 °F (Ansyori, 2003). Dari hasil botol test yang sudah dilakukan, maka dapat ditentukan total kerugian yang dihasilkan dari masing-masing injeksi.
Table.1.4 Hasil perbandingan antara total
pengeluaran untuk injeksi DM dan total kerugian minyak yang tidak dapat dikapalkan
LAJU INJEKSI DM (GPD) KONSENTRASI(PPM) BS&W( % ) JANGKA WAKTU KEMBALI NORMAL ( HARI ) TOTAL BIAYA PEMAKAIAN DM ( $ ) KERUGIAN MINYAK ( BBLS )
TOTAL BIAYA KERUGIAN MINYAK ( $ ) TOTAL BIAYA ( $ ) 3.35 50 6.7 7.7 83.75 15376.9 1,537,690.00 1,537,773.75 15.45 200 5.5 3.1 386.25 6190.7 619,070.00 619,456.25 33.5 500 3.6 1.6 837.5 3195.2 319,520.00 320,357.50
Dari table 1.4 menunjukkan bahwa kerugian terbagi menjadi dua kategori yaitu kerugian jika menginjeksikan Demulsifier terlalu besar dengan kerugian karena tidak dapat mengapalkan minyak dalam jangka waktu lebih dari 1 hari. Pada injeksi 3.35 GPD total kerugian yang dihasilkan adalah $ 1,537,773.75, pada injeksi 15.45 GPD total kerugian yang dihasilkan adalah $ 619,456.25, dan pada injeksi 33.5 GPD total kerugian yang dihasilkan adalah $320,357.50. Hal ini dapat disimpulkan bahwa untuk injeksi Demulsifier dalam jumlah yang besar, total kerugian yang dihasilkan lebih kecil dan rentang waktu yang dibutuhkan lebih cepat.
Kesimpulan
Dari hasill penelitian yang telah dilakukan maka dapat diperoleh beberapa kesimpulan sebagai berikut :
1. Semakin tinggi injeksi rate Demulsifier, maka proses pemisahan antara minyak dan air akan semakin cepat namun mengeluarkan biaya yang besar.
2. Pengaruh laju injeksi demulsifier terhadap kadar BS&W adalah semakin tinggi laju injeksi demulsifier, maka semakin rendah kadar BS&W minyak mentah. Namun terlalu banyak bahan kimia diberikan pada minyak mentah akan berdampak sama dengan membakar minyak(burning the oil).
3. Total kerugian yang didapat adalah $ 1,537,773.75 pada injeksi 3.35 GPD sedangkan total kerugian terkecil adalah $320,357.50 pada injeksi 33.5 GPD. 4. Optimasi injeksi Demulsifier sebagai
respon terhadap proses Acidizing adalah pada rate 33.5 GPD.
Daftar Pustaka
Kurniawan, Warih, dkk. 2012. Pengaruh
Konsentrasi dan Jumlah Injeksi Chemical Reverse Demulsifier pada Proses Pemecahan Emulsi. Karya
Ilmiah. Universitas Riau. Pekanbaru.
LL Schramm ed. Emulsi 1992:. Fundamental
dan Aplikasi di Industri Minyak,
Kemajuan dalam Kimia Series No 231. Washington, DC: American Chemical Society.
Strassner, JE 1968. Pengaruh pH pada Film Antarmuka dan Stabilitas Emulsi Minyak mentah-Water J Pet Technol 20 (3):. 303-312.
SPE-1939-PA.
Team, O&MC. 2004. Operation &
Maintenance Certification, Production Operation. Modul 5.
Human Resources Sumatra – PT. Chevron Pacific Indonesia. Duri.
Team, O&TC. 2006. Operation &
Technician Certification, Production Operation. Modul 3A.
HR Learning & Developement – PT. Chevron Pacific Indonesia. Duri. http://id.wikipedia.org/wiki/PH : diunduh pada 10 Desember 2013 http://inspeksisanitasi.blogspot.com/2010/0 7/uji-ph-dengan-ph-meter.html : diunduh pada 10 Desember 2013 http://www.iatmi.or.id/assets/bulletin/pdf/2 007/2007-11.pdf : diunduh pada 10 Desember 2013 ,
