Sistem Meter Minyak. (TF490 - Kapita Selekta) Bandung, 18 Maret Teknik Fisika ITB

(1)

Sistem Meter Minyak

Pendahuluan Sistem Meter Meter Turbine Perhitungan Tanya Jawab

Sistem Meter Minyak

(TF490 - Kapita Selekta)

Bandung, 18 Maret 2000

(2)

Sistem Meter Minyak

PendahuluanPendahuluan Sistem Meter Meter Turbine Perhitungan Tanya Jawab

Latar Belakang?

Tujuan yang diharapkan dapat dicapai setelah Mahasiswa Mengikuti Kuliah TF490 Kapita Selekta tentang Sistem Meter Minyak.

Applikasi di FSO X, lapangan XYZ, PT Z. Referensi yang digunakan.

Panduan Pemilihan Sistem Meter.

Apa Lingkup Pembicaraan dan Yang Tidak Dibicarakan?

Sub Tema

(3)

Sistem Meter Minyak

1. SMM dapat meningkatkan keberadaan (availability) tangki, karena tangki tidak perlu diisolasi pada waktu/saat pengukuran volume.

2. SMM mempunyai kemampuan untuk melakukan sendiri hal-hal berikut; seperti Perhitungan, Pembacaan, dan Penampilan Volume dan Laju Alir sesaat (instantaneous), serta melakukan koreksi karena temperature dan pressure rata-rata dinamis.

3. SMM dapat mengirim suatu volume terukur yang diambil dari beberapa sumber pada waktu yang bersamaan kepada satu penerima, atau dari satu sumber kepada beberapa penerima secara bersamaan.

4. Akurasi SMM dapat dilihat secara aktual (online) apakah sesuai dengan referensi standard atau tidak?

5. Dan lain-lain, seperti hemat tenaga kerja, mencetak, & alarms.

Berikut adalah beberapa Latar Belakang Penggunaan Sistem Meter Minyak (SMM):

Mengapa Sistem Meter Minyak ini diperlukan? SMM diperlukan

dalam suatu

pengukuran volume dan laju alir, dalam hal ini pada Kapal Tanker Floating Storage

Offtake (FSO) FSO X, lapangan XYZ, PT. Z?

(4)

Sistem Meter Minyak

Latar Belakang?

Applikasi di FSO X, lapangan XYZ, PT Z Referensi yang digunakan.

Sub Tema

(5)

Sistem Meter Minyak

Apa sih yang hendak

dicapai dengan

pembahasan topik

Sistem Meter

Minyak ini, terutama

bagi Mahasiswa TF

ITB ?

2

1

2

1

3

Diharapkan Mahasiswa TF ITB sedikitnya akan

mengetahui (memahami) 3 hal berikut:

Mengetahui apa saja dan bagaimana

cara

kerja Sistem Meter Minyak

yang digunakan

pada pengukuran secara dinamis sehingga

akurasi dan aktualisasi terpenuhi.

Mengetahui/dapat

menghitung volume dan

laju aliran minyak

serta faktor-faktor yang

mempengaruhi hasil pengukuran dengan

menggunakan Meter Turbine.

Mendapatkan gambaran bagaimana

applikasi

Sistem Meter Minyak

di FSO X, lapangan

XYZ, PT Z

(6)

Sistem Meter Minyak

Latar Belakang?

Sub Tema

(7)

Sistem Meter Minyak

Pembahasan SMM

ini dibatasi pada

applikasi yang

terdapat di FSO X,

lapangan XYZ, PT Z

FSO X menggunakan SMM

dari Smith Meter Inc

yang

terdiri dari 1 x 6”, 4 x 12”

Meter runs, 36” Proving

Loop, 6 set Flow Computers,

dan 2 buah Supervisory

Computers.

Lapangan XYZ dilengkapi dengan 3 buah

fasilitas produksi Anjungan Lepas Pantai

dan sebuah Kapal Tanker

Floating

Storage Offtake (FSO) X

.

Supervisory Computers

digunakan untuk mengatur

semua proses.

Anjungan Lepas Pantai (Anjungan

Process, Anjungan Well, & Anjungan Lift

Gas) mempunyai

kapasitas produksi

sekitar 130,000 barrel minyak per hari

.

Untuk menghitung laju aliran offtake dan

volume pengapalan minyak dari FSO X ke

Tanker pembeli digunakan

Meter Turbine

.

FSO X dibangun untuk dapat

menampung

produksi maximum

1 (satu) juta barrel

dan

offtake

73,000 barrel per jam

.

(8)

Sistem Meter Minyak

XYZ field terletak di

laut Natuna, sekitar

1,250 kilometers dari

arah Utara Jakarta

(9)

Sistem Meter Minyak

Pendahuluan Sistem Meter Meter Turbine Perhitungan Tanya Jawab Anjungan Process Anjungan Lift Gas FSO X Pendahuluan Anjungan Well

(10)

Sistem Meter Minyak

Latar Belakang?

Applikasi di FSO X, lapangan XYZ, PT Z

Referensi yang digunakan.

Sub Tema

(11)

Sistem Meter Minyak

1. Chapter 4 - Proving System, Section 1 - Introduction,

Section 2 - Conventional Pipe Provers.

2. Chapter 5 - Metering, Section 1- General

Consideration, Section 2 - Measurement of Liquid

Hydrocarbons by Turbine Meters.

3. Chapter 12 - Calculation of Petroleum Quantities.

4. Smith Meter Inc., Manual of GeoPro and GeoFlo

Computers.

5. TF ITB, Laporan Kerja Praktek, Gatot Cipto Sarwoadi

dan Wahyu Winarno.

6. TF ITB, Laporan Tugas Akhir, Gatot Cipto Sarwoadi.

Semenjak tahun 1997,

PT. Z telah melakukan kerja sama dengan Mahasiswa TF ITB Kerja Praktek dan Tugas Akhir untuk mendalami Sistem Meter Minyak. Dua dari referensi ini berasal dari kerjasama tersebut.

OK, apa saja referensi yang dapat digunakan untuk

mengetahui Sistem Meter Minyak di FSO X, lapangan XYZ,

PT Z?

(12)

Sistem Meter Minyak

Latar Belakang?

Sub Tema

(13)

Sistem Meter Minyak

Dalam pemilihan meter minyak, faktor pertama yang harus diperhatikan adalah viscosity dan flow rate, kemudian pressure, temperature, dan flow range.

Meter PD Meter Turbine

Viscosity (cP) Flow Rate (GPM) 0.3 1.0 300 3.0 50M

(14)

Sistem Meter Minyak

Latar Belakang?

Sub Tema

(15)

Sistem Meter Minyak

Supaya pembahasan kita lebih fokus perlu

dipisahkan apa saja yang dibicarakan dan yang tidak. Topik yang tidak dibahas diharapkan mahasiswa TF ITB mempelajarinya dari perpustakaan.

Topik-topik yang tidak

dibahas meliputi:

1. Meter lainnya, seperti

Sistem Meter Gas atau SMM menggunakan Meter

(Positive) Displacement. 2. API Group products

lainnya (Generalized Crude Oil), tabel 6A, 24A atau 54A. 3. Penurunan rumus.

Topik-topik yang dibahas

meliputi:

1. Sistem Meter Minyak

menggunakan Meter Turbine keluaran Smith Meter Inc. yang dipasang di FSO X, lapangan XYZ, PT Z

2. Perhitungan laju aliran dan volume pengapalan minyak menggunakan tabel 6 untuk API Group 7 products

(ARAMCO).

(16)

Sistem Meter Minyak

Latar Belakang?

(17)

Sistem Meter Minyak

Pendahuluan Sistem MeterSistem Meter Meter Turbine Perhitungan Tanya Jawab Skid Meter. Skid Prover. Local Instrument. Flow Computers. Supervisory Computers.

Sub Tema

Sistem Meter pada umumnya dapat

dibagi ke dalam bagian-bagian sub

tema yaitu :

Secara garis besar kita mengenal dua macam pengukuran minyak yaitu

secara statik dan secara dinamik. Pengukuran secara

statik apabila pengukuran dilakukan terhadap fluida yang

tidak bergerak seperti yang banyak dilakukan di tangki-tangki darat atau di tanker. Pengukuran dinamik yaitu pengukuran yang dilakukan terhadap fluida yang bergerak

atau yang kita kenal dengan sistem meter.

(18)

Sistem Meter Minyak

Pendahuluan Sistem MeterSistem Meter Meter Turbine Perhitungan Tanya Jawab

Meter run ini mendapat supply/feeding dari pipa

utama (inlet header), tapi pipa tersebut dilengkapi

dengan berbagai macam instrumen yang berfungsi

menunjang kinerja meter run secara keseluruhan.

Skid Meter (Metering

Skid) terdiri dari satu atau beberapa buah meter run dengan ukuran pipa

tertentu sesuai dengan kebutuhan/flow rate.

(19)

Sistem Meter Minyak

Sub Tema

Sistem Meter pada umumnya dapat

dibagi ke dalam bagian-bagian sub

tema yaitu :

(20)

Sistem Meter Minyak

Skid Prover (Proving Skid), yang berfungsi melakukan

proving terhadap meter yang akan digunakan dalam proses

pengukuran.

Membandingkan antara volume sebuah prover yang telah diketahui dengan volume meter yang ingin diuji. Volume meter dan prover tersebut kemudian digunakan dalam serangkaian

perhitungan menggunakan faktor koreksi temperatur, pressure, dan gravity (atau relatif density) API untuk menghasilkan sebuah meter factor.

(21)

Sistem Meter Minyak

Sub Tema

Sistem Meter pada umumnya dapat

dibagi ke dalam bagian-bagian sub

tema yaitu :

(22)

Sistem Meter Minyak

Parameter operasi minyak ini dapat diperoleh dengan

memasang sensor temperature & pressure, density &

Sediment & Water meter, dll.

Paramater operasi minyak senantiasa

berubah, tidak konstan. Untuk mendapatkan suatu nilai standard maka diperlukan konversi dari suatu kondisi operasional ke kondisi standard (14.696 psi dan 60°F).

(23)

Sistem Meter Minyak

Sub Tema

Sistem Meter pada umumnya dapat

dibagi ke dalam bagian-bagian sub

tema yaitu :

(24)

Sistem Meter Minyak

Pengolahan data serta

perhitungan pada sistem meter menggunakan flow computers, GeoFlow dan Geoprov.

Perhitungan volume dilakukan oleh flow computer secara otomatis selama proses

penyerahan berlangsung. Flow computer menerima input-input dari lapangan seperti dari

meter turbine, sensor

temperature dan pressure, dan density meter. Flow computer dilengkapi dengan totalizer, juga ada output ke remote totalizer atau ke ticket printer.

(25)

Sistem Meter Minyak

Sub Tema

Sistem Meter pada umumnya dapat

dibagi ke dalam bagian-bagian sub

tema yaitu :

(26)

Sistem Meter Minyak

Untuk memantau dan mengontrol proses penyerahan

minyak serta mendistribusikan

data yang diperoleh

diperlukan suatu Supervisory Computer. FSO X dilengkapi

dengan dual system (redundancy) Supervisory Computers

yang berada di Local Control Room dan Central Control

Room. Masing-masing Supervisory Computers dilengkapi

ticket printer dan report printer.

Supervisory Computer dapat mengakses semua peralatan yang berada baik di skid meter, skid proving, flow computer, dan local instrument lainnya seperti sensor pressure, temperature, dll.

(27)

Sistem Meter Minyak

Sub Tema

Sistem Meter pada umumnya dapat

dibagi ke dalam bagian-bagian sub

tema yaitu :

(28)

Sistem Meter Minyak

Pendahuluan Sistem Meter Meter TurbineMeter Turbine Perhitungan Tanya Jawab Prinsip Kerja . Pickup Coil. K-Factor. Flow Range.

Sub Tema

Pemerintah Indonesia melalui MIGAS telah mengeluarkan izin

penggunaan terhadap Meter (positive) Displacement dan Meter Turbine. PT. Z

berdasarkan jenis minyak yang diproduksi memilih menggunakan Meter Turbine untuk Sistem Meter Minyak di FSO X.

(29)

Sistem Meter Minyak

Pendahuluan Sistem Meter Meter TurbineMeter Turbine Perhitungan Tanya Jawab

Fluida mengalir melalui meter jatuh

diatas bilah-bilah turbine yang bebas

berputar pada sumbu sepanjang garis

tengah rumah turbine. Kecepatan

angular (rotasi) dari rotor turbine

adalah berbanding langsung dengan

kecepatan fluida melalui turbine. Untuk

suatu luas penampang tertentu

kecepatan angular berbanding lurus

dengan laju aliran volume. Karenanya

meter turbine merupakan instrument

yang ideal untuk mengukur laju aliran

fluida.

(30)

Sistem Meter Minyak

Sub Tema

(31)

Sistem Meter Minyak

Output dari meter ini diukur dengan

sebuah pickup elektrik (magnetik) yang

dipasang di badan meter. Output

frekwensi dari pickup ini sebanding

dengan laju alir. Sebagai tambahan,

bahwa setiap pulsa elektrik yang

dihasilkan pickup ini juga sebanding

dengan penambahan kecil volume dari

aliran. Output penambahan (satuan

volume terkecil) ini adalah berbentuk

digital, dan sehingga dapat ditotaliser

dengan kesalahan maksimum satu pulsa

terlepas dari volume yang terukur.

(32)

Sistem Meter Minyak

Sub Tema

(33)

Sistem Meter Minyak

Hubungan antara besarnya satuan volume terkecil dengan

besarnya pulsa dari pickup magnetik dinyatakan dalam

konstanta yang disebut K Factor.

K factor menyatakan banyaknya pulsa per satuan volume

aliran (seperti 265 Pulsa/Barrel). K factor ditentukan oleh

pabrik pembuat dengan mensimulasikan volume aliran dan

mencatat jumlah pulsa persatuan volume aliran.

Oleh karena itulah, K factor setiap meter turbine akan unik,

artinya setiap meter turbine mempunyai K factor

masing-masing dan berbeda satu sama lain.

v

n

(34)

Sistem Meter Minyak

Sub Tema

(35)

Sistem Meter Minyak

Range Aliran Normal

Ukuran

Meter

Unit

Minimum

Linier

Maksimum

Linier

Kecepatan

Aliran

Extended

Nominal

K Factor

BPH

500 4000

5000

1.050 6 ‘’

M3/h

80

635

795

6.615 BPH

2500

18000

21500

265 12 ‘’

M3/h

400 2860

3400

1670

(36)

Sistem Meter Minyak

Sub Tema

(37)

Sistem Meter Minyak

Pendahuluan Sistem Meter Meter Turbine PerhitunganPerhitungan Tanya Jawab

Sub Tema

Volume Calculation.

Meter Factor.

Retroactive Meter Factor.

Data Simulation & Analysis.

(38)

Sistem Meter Minyak

[

MR

_c

MR

_o

]

MF

C

_tlm

C

_plm

GSV

=

−

×

sw

C

GSV

NSV

=

×

GSV

= Gross Standard Volume.

NSV

= Net Standard Volume.

MR

_c

= Closing Meter Reading.

MR

_o

= Opening Meter Reading.

MF

= Meter Factor.

C

_tlm

= Effect Temperature pada Minyak dalam meter.

C

_plm

= Effect Pressure pada Minyak dalam Meter.

C

_sw

= Keberadaan Sediment & Water.

(39)

Sistem Meter Minyak

Sub Tema

Volume Calculation.

Meter Factor.

Retroactive Meter Factor.

Data Simulation & Analysis.

(40)

Sistem Meter Minyak

m

plm

tlm

p

plp

tlp

psp

tsp

ISV

C

BSV

C

MF

=

C

_tsp

= Effect Temperature pada bahan Prover

C

_psp

= Effect Pressure pada bahan Prover

C

_tlp

= Effect Temperature pada Minyak dalam Prover

C

_plp

= Effect Pressure pada Minyak dalam Prover

C

_tlm

= Effect Temperature pada Minyak dalam Meter

C

_plm

= Effect Pressure pada Minyak dalam Meter

BSV

= Base Standard Volume dari Prover

ISV

= Indicated Standard Volume dari Meter

Ratio Base Standard Volume

dari Prover (BSV_p) yang sudah dikoreksi terhadap perubahan pressure dan temperature pada minyak dan bahan prover dibagi dengan Indicated Standard Volume (ISV_m) dari Meter yang sudah dikoreksi

terhadap perubahan pressure dan temperature pada

(41)

Sistem Meter Minyak

C_ts = Effect of Temperature on steel material T = Steel Material Temperature.

γ = Cubical expansion coefficient per °F (0.0000186 untuk Mild Steel)

γ

)

60 (

1 +

−

=

T

C

_ts

)

/

(

1 PD

Et

C

_ps

=

+

C_ps = Effect of Pressure on steel material. P = Steel Material Pressure.

D = Prover Inside Diameter.

γ = Material Elasticity Modulus (3.0 x 10-7 _psig).

t = Prover wall thickness.

100 /

&

%

1 S

W

C

_sw

=

−

(42)

Sistem Meter Minyak

Pendahuluan Sistem Meter Meter Turbine PerhitunganPerhitungan Tanya Jawab 2 2 60 1 2 60 1 tl 1 ( 60) ( 60) C _⎥ − ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ + + − ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ + + = a a T b b T ρ ρ T = Liquid Temperature ρ₆₀ = SG(density) @ 60°F a_i& b_i = Koefisien Range ρ60 a1 x 10-6 a2 x 10-6 b1 x 10-6 b2 x 10-6 0.600 - 0.620 -1361 1300 -0.49 0.60 0.620 - 0.640 -1237 1100 -0.49 0.60 0.640 - 0.660 -1077 850 -0.49 0.60 0.660 - 0.680 -1011 750 -0.49 0.60 0.680 - 0.700 -977 700 -0.49 0.60 0.700 - 0.750 -1005 740 -0.49 0.60 0.750 - 0.770 -1238 1050 -0.49 0.60 0.770 - 0.790 -1084 850 -0.49 0.60 0.790 - 0.810 -965 700 -0.49 0.60 0.810 - 0.830 -843.5 550 -0.49 0.60 0.830 - 0.850 -719 400 -0.49 0.60 0.850 - 0.875 -617 280 -0.49 0.60 0.875 - 0.900 -512 160 -0.49 0.60 0.900 – 1.000 -394.8 30 -0.49 0.60 1.000-1.100 -542.6 177.8 2.31 -2.20 1.100 – 1.200 -490 130 2.42 -2.30

Hanya berlaku untuk product type 7 (ARAMCO)

(43)

Sistem Meter Minyak

Pendahuluan Sistem Meter Meter Turbine PerhitunganPerhitungan Tanya Jawab 10000 ) ( 1 1 4 0 1 4 2 4 2 3 4 3 4 4

∑

= + + + + + + + − = i i i i i i pl SG C T C T C T C P C SG = SG @ 60 °F, °API C_i = Konstanta

Hanya berlaku untuk product type 7 (ARAMCO)

C

1

= 2.1022 x 10

-02

C

11

= -6.4347 x 10

-11

C

2

= 6.0916 x 10

-05

C

12

= 1.9489 x 10

-11

C

3

= 5.1806 x 10

-08

C

13

= 1.8068 x 10

-07

C

4

= 4.2553 x 10

-09

C

14

= 1.6976 x 10

-09

C

5

= 4.4298 x 10

-04

C

15

= -1.8322 x 10

-11

C

6

= 4.3051 x 10

-06

C

16

= -2.2178 x 10

-13

C

7

= -2.6912 x 10

-08

C

17

= -7.5716 x 10

-10

C

8

= -8.7786 x 10

-11

C

18

= -7.2673 x 10

-12

C

9

= -5.1889 x 10

-06

C

19

= 1.5628 x 10

-13

C

10

= -5.3787 x 10

-08

C

20

= 9.0453 x 10

-16

(44)

Sistem Meter Minyak

Sub Tema

Volume Calculation.

Meter Factor.

Retroactive Meter Factor.

Data Simulation & Analysis.

(45)

Sistem Meter Minyak

Berikut adalah beberapa alasan mengapa CII menggunakan

RMF pada Sistem Meter Minyak di FSO X:

– Berdasarkan Berita Acara tanggal 25 Nov 96 antara MIGAS, BPPKA & CII tentang penggunaan RMF.

– Fakta bahwa MF adalah fungsi waktu dari karakteristik

Minyak, kondisi operasi dan Kehausan Meter. Kenyataannya bahwa faktor-faktor ini tidak konstan.

– Penggunaan dua buah MF dalam suatu pengapalan merupakan salah satu factor ketidak akuratan.

– Dengan RMF setiap kali pengapalan hanya menggunakan satu MF saja karena volume pengapalan sebelum proving dihitung ulang dengan menggunakan MF hasil proving. – CII menggunakan pendekatan Manual RMF yaitu

menggunakan MF = 1 untuk menghitung volume

pengapalan secara online kemudian dihitung ulang secara offline (manual) menggunakan MF hasil proving.

Mengapa kita (CII) butuh RMF? Apa saja benefit yang diperoleh dengan menggunakan RMF ini? Dan