Definisi Separator

(1)

Defnisi Separator

Separator adalah

Separator adalah tabung b

tabung bertekanan yang

ertekanan yang digunakan untuk

digunakan untuk memisahkan fuida

memisahkan fuida

sumur menjadi air dan gas (tiga asa) atau cairan dan gas

sumur menjadi air dan gas (tiga asa) atau cairan dan gas (dua asa), dimana

(dua asa), dimana

pemisahannya dapat dilakukan dengan beberapa cara yaitu :

a.

a. Prinsip

Prinsip penurunan

penurunan tekanan.

tekanan.

b.

b. Graity

Graity setlink

setlink

c.

c. !

!urbulensi

urbulensi aliran

aliran atau

atau perubahan

perubahan arah

arah aliran

aliran

d.

d. Pemecahan

Pemecahan atau

atau tumbukan

tumbukan fuida

fuida

"ntuk mendapaktkan e#siensi kerja yang stabil dengan kondisi yang berariasi, gas

li$uid separator harus mempunyai komponen pemisah sebagai berikut :

%.

%. &agian

&agian pemisah

pemisah pertama,

pertama, berungsi

berungsi untuk

untuk memisahkan

memisahkan cairan

cairan dari

dari aliran

aliran fuida

fuida

yang masuk dengan cepat berupa tetes minyak dengan ukuran besar.

'.

'. &agian

&agian pengumpul

pengumpul cairan,

cairan, berungsi

berungsi untuk

untuk memisahka

memisahkan tetes

n tetes cairan

cairan kecil

kecil

dengan prinsip graity setlink.

.

. &agian

&agian pemisah

pemisah kedua,

kedua, berungsi

berungsi untuk

untuk memisahkan tetes

memisahkan tetes cairan

cairan kecil

kecil dengan

dengan

prinsip graity settlink.

.

. *ist

*ist e+traktor, berungsi

e+traktor, berungsi untuk

untuk memisahkan tetes

memisahkan tetes cairan

cairan berukuran

berukuran sangat

sangat kecil

kecil

(kabut).

.

. Peralatan

Peralatan kontrol,

kontrol, berungsi

berungsi untuk

untuk mengontrol

mengontrol kerja

kerja separator

separator terutama

terutama pada

pada

kondisi oer pressure.

-idalam block station, disamping terdapat separator pemisah gabungan terdapat ju

gaseparator uji yang berungsi untuk melakukan pengujian (test) produksi suatu

sumur dan dariseparator uji ini

sumur dan dariseparator uji ini laju produksi sumur (o,/,dang) bias didapat dim

laju produksi sumur (o,/,dang) bias didapat dim

ana o dan /diperoleh dari barel meter sedangkan g diperoleh dari pencatatan o

ri0ce fo/ meter (ori0ce plate

ri0ce fo/ meter (ori0ce plate ) atau dari alat

) atau dari alat pencatat aliran gas lainnya.

pencatat aliran gas lainnya.

-isamping itu ditinjau dari tekanan kerjanyapun separator dapat dibagi tiga, yaitu

separator tekanan tinggi (12 3 %22 psi), tekanan sedang ('2 3 122 psi), tekanan

rendah (%2 3 '').

2.2. 2.2. Jenis

Jenis Separator

Separator

-alam industri perminyakan dikenal beberapa jenis separator berdasarkan bentuk,

posisinya dan ungsinya.

(2)

2.2.1. 2.2.1. Jenis se

Jenis separator berd

parator berdasarkan ben

asarkan bentuk dan p

tuk dan posisinya.

osisinya.

a.

a. Separator

Separator tegak4ertikal.

tegak4ertikal.

&iasanya digunakan untuk memisahkan fuida produksi yang mempunyai G56

rendah dan4atau kadar padatan tinggi, separator ini sudah dibersihkan serta

mempunyal kapasitas cairan dan gas yang besar.

b.

b. Separator

Separator datar

datar 4horisontal

4horisontal

Sangat baik untuk memisahkan fuida produksi yang mempunyai G56 tinggi dan

cairan berbusa. Separator ini dibedakan menjadi dua jenis, yaitu single

cairan berbusa. Separator ini dibedakan menjadi dua jenis, yaitu single tube

tube

hori7ontal seprator dan double tube hori7ontal separator. 8arena bentuknya yang

panjang, separator ini banyak memakan tempat dan

panjang, separator ini banyak memakan tempat dan sulit dibersihka

sulit dibersihkan, namun

n, namun

demikian kebanyakan asilitas pemisahan dilepas pantai menggunakan separator ini

dan untuk fuida produksi yang banyak mengandung pasir, separator ini tidak

menguntungkan.

c.

c. Separator

Separator bulat

bulat 4spherical.

4spherical.

Separator jenis ini mempunyai kapasitas gas dan surge terbatas sehingga

umumnya digunakan untuk memisahkan fuida produksi dengan G56 kecil sampai

sedang namun separator ini dapat bekerja pada tekanan tinggi. !erdapat dua tipe

separator bulat yaitu tipe untuk pemisahan dua asa dan tipe untuk pemisahan tiga

asa.

2.2.2.

2.2.2. Berdasarkan asa hasil pemisahanya jenis separator dibagi dua,

Berdasarkan asa hasil pemisahanya jenis separator dibagi dua,

yaitu:

a. Separator dua asa,

a. Separator dua asa, memisahkan fuida dormasi menjadi cairan dan gas, gas

memisahkan fuida dormasi menjadi cairan dan gas, gas

keluar dari atas sedangkan cairan keluar dari ba/ah.

b. Separator tiga asa, memisahkan fuida ormasi menjadi minyak, air dan gas. Gas

keluar da

keluar dari bagian atas, minya

ri bagian atas, minyak dari tengah dan air

k dari tengah dan air dari ba/ah.

dari ba/ah.

2.2..

2.2.. !elebihan

!elebihan dan

dan kekurangan

kekurangan dari

dari masing"masin

masing"masing

g separator

separator ::

a. Separator 9ertikal

kelebihannya

kelebihannya ::



Pengontrolan

Pengontrolan leel

leel cairan

cairan tidak

tidak terlalu

terlalu rumit

rumit



-apat

-apat menanggung

menanggung pasir

pasir dalam

dalam jumlah

jumlah yang

yang besar

besar



*udah

*udah dibersihkan

dibersihkan



(3)

2.2.1. 2.2.1. Jenis se

Jenis separator berd

parator berdasarkan ben

asarkan bentuk dan p

tuk dan posisinya.

osisinya.

a.

a. Separator

Separator tegak4ertikal.

tegak4ertikal.

&iasanya digunakan untuk memisahkan fuida produksi yang mempunyai G56

rendah dan4atau kadar padatan tinggi, separator ini sudah dibersihkan serta

mempunyal kapasitas cairan dan gas yang besar.

b.

b. Separator

Separator datar

datar 4horisontal

4horisontal

Sangat baik untuk memisahkan fuida produksi yang mempunyai G56 tinggi dan

cairan berbusa. Separator ini dibedakan menjadi dua jenis, yaitu single

cairan berbusa. Separator ini dibedakan menjadi dua jenis, yaitu single tube

tube

hori7ontal seprator dan double tube hori7ontal separator. 8arena bentuknya yang

panjang, separator ini banyak memakan tempat dan

panjang, separator ini banyak memakan tempat dan sulit dibersihka

sulit dibersihkan, namun

n, namun

demikian kebanyakan asilitas pemisahan dilepas pantai menggunakan separator ini

dan untuk fuida produksi yang banyak mengandung pasir, separator ini tidak

menguntungkan.

c.

c. Separator

Separator bulat

bulat 4spherical.

4spherical.

Separator jenis ini mempunyai kapasitas gas dan surge terbatas sehingga

umumnya digunakan untuk memisahkan fuida produksi dengan G56 kecil sampai

sedang namun separator ini dapat bekerja pada tekanan tinggi. !erdapat dua tipe

separator bulat yaitu tipe untuk pemisahan dua asa dan tipe untuk pemisahan tiga

asa.

2.2.2.

2.2.2. Berdasarkan asa hasil pemisahanya jenis separator dibagi dua,

Berdasarkan asa hasil pemisahanya jenis separator dibagi dua,

yaitu:

a. Separator dua asa,

a. Separator dua asa, memisahkan fuida dormasi menjadi cairan dan gas, gas

memisahkan fuida dormasi menjadi cairan dan gas, gas

keluar dari atas sedangkan cairan keluar dari ba/ah.

b. Separator tiga asa, memisahkan fuida ormasi menjadi minyak, air dan gas. Gas

keluar da

keluar dari bagian atas, minya

ri bagian atas, minyak dari tengah dan air

k dari tengah dan air dari ba/ah.

dari ba/ah.

2.2..

2.2.. !elebihan

!elebihan dan

dan kekurangan

kekurangan dari

dari masing"masin

masing"masing

g separator

separator ::

a. Separator 9ertikal

kelebihannya

kelebihannya ::



Pengontrolan

Pengontrolan leel

leel cairan

cairan tidak

tidak terlalu

terlalu rumit

rumit



-apat

-apat menanggung

menanggung pasir

pasir dalam

dalam jumlah

jumlah yang

yang besar

besar



*udah

*udah dibersihkan

dibersihkan



(4)



*empunyai

*empunyai surge

surge cairan

cairan yang

yang besar

besar

8ekurangannya :



5ebih

5ebih mahal

mahal



&agian;bagi

&agian;bagiannya

annya lebih

lebih sukar

sukar dikapalkan

dikapalkan (pengiriman)

(pengiriman)



*embutuhkan

*embutuhkan diameter

diameter yang

yang lebih

lebih besar

besar untuk

untuk kapasitas

kapasitas gas

gas tertentu

tertentu

b. Separator <ori7ontal

8elebihannya :



5ebih

5ebih murah

murah dari

dari separator

separator ertical

ertical



5ebih

5ebih mudah

mudah pengiriman

pengiriman bagian;bagia

bagian;bagiannya

nnya



&aik

&aik untuk

untuk minyak

minyak berbuih

berbuih (oaming)

(oaming)



5ebih

5ebih ekonomis

ekonomis dan

dan e0sien

e0sien untuk

untuk mengolah

mengolah olume

olume gas

gas yang

yang lebih

lebih besar

besar



5ebih

5ebih luas

luas untuk

untuk setting

setting bila

bila terdapat

terdapat dua

dua asa

asa cair

cair

8ekurangannya :



Pengontrolan

Pengontrolan leel

leel cairan

cairan lebih

lebih rumit

rumit daripada

daripada separator

separator ertical

ertical



Sukar

Sukar dalam

dalam membersihkan

membersihkan 5umpur,

5umpur, pasir,

pasir, para#n

para#n



-iameter

-iameter lebih

lebih kecil

kecil untuk

untuk kapasitas

kapasitas gas

gas tertentu

tertentu

c. Separator &ulat

8elebihannya :



!

!ermurah

ermurah dari

dari kedua

kedua tipe

tipe diatas

diatas



5ebih

5ebih mudah

mudah mengeringkan

mengeringkan dan

dan membersihkann

membersihkannya

ya dari

dari pada

pada separator

separator

ertical, lebih kompak dari yang lain

8ekurangannya

8ekurangannya ::



Pengontrolan

Pengontrolan cairan

cairan rumit

rumit



*empunyai

*empunyai ruang

ruang pemisah

pemisah dan

dan kapasitas

kapasitas surge

surge yang

yang lebihk

lebihk kecil

kecil

2.2.#.

2.2.#. Jenis se

Jenis separator berd

parator berdasarkan ung

asarkan ungsinya.

sinya.

&erdasarkan ungsinya atau jenis penggunaannya, separator dapat dibedakan atas:

gas scrubber, knock;out

gas scrubber, knock;out fash;chamber, e+pansio

fash;chamber, e+pansion essal,

n essal, chemical electric dan

chemical electric dan

0lter.

(5)

a. Gas scrubber.

=enis ini dirancang untuk memisahkan butir cairan yang masih terikut gas hasil

pemisahan tingkat pertama, karenanya alat ini ditempatkan setelah separator, atau

sebelum dehydrator, e+traction plant atau kompresor untuk mencegah masuknya

cairan kedalam alat tersebut.

b. 8nock;out

=enis ini dapat dibedakan menjadi dua, yaitu ree /ater knock;out (>?82)

yang digunakan untuk memisahkan air bebas dari hidrokarbon cair dan total li$uid

knock;out (!58@) yang digunakan untuk memisahkan cairan dari aliran gas

bertekanan tinggi ( A %' psi )

c. >lash chamber.

Blat ini digunakan pada tahap ianjut dari proses pemisahan secara kilat (fash) dari

separator. >lash chamber ini digunakan sebagai separator, tingkat kedua dan

dirancang untuk bekerja pada tekanan rendah ( A %' psi )

d. C+pansion essel.

Blat ini digunakan untuk proses pengembangan pada pemisahan bertemperatur

rendah yang dirancang untuk menampung gas hidrat yang terbentuk pada proses

pendinginan dan mempunyai tekanan kerja antara %22 ;%22 psi.

e. Dhemical electric.

*erupakan jenis separator tingkat lanjut untuk memisahkan air dari cairan hasil

separasi tingkat sebelumnya yang dilakukan secara electris (menggunakan prisip

anoda katoda) dan umumnya untuk memudahkan pemisahan.

2.2.$.

%il Skimmer.

*erupakan peralatan pemisah yang direncanakan untuk menyaring tetes; tetes

minyak dalam air yang akan dibuang sebagai hasil proses pemisahan sebelumnya

untuk mencegah turbulensi aliran, air yang mengandung tetes minyak dimasukkan

melalui pembagi aliran yang berisi batu bara 4 batu arang tipis ;tipis, sedangkan

proses pemisahan berdasarkan sistem graity setling.

8apasitas oil skimmer tergantung pada beberapa aktor terutama pada densitas

minyak air yang dapat ditentukan berdasarkan hukum intermediate yang

berhubungan dengan kecepatan setling dari partikel.

2.2.&.

'as Dehydrator.

Gas dehydrator adalah alat yang digunakan untuk memisahkan partikel air yang

terkandung didalam gas. Peralatan ini merupakan bagian akhir dari pemisahan gas

hidrokarbon terutama pada lapangan gas alam.

(6)

Bda dua cara pemisahan air dari gas, yaitu dengan

a. Solid desiccant, misainya calsium chloride

b. 5i$uid desiccant, misainya glycol.

2.2.&.1. (alsium )hloride gas dehydrator.

8omponen peralatan ini merupakan kombinasi dari separator tiga tingkat, yaitu gas

; li$uid absorbtion to/er dan solid bad desiccant unit. Pemisahan partikei air dari

gas dilakukan dengan cara mengkontakkan aliran gas dengan calsium chloride

didalam chemical bad section.

2.2.&.2. 'ly)ol dehydrator.

5i$uid desiccant yang sering digunakan adalah trienthylene glycol. Peneyerapan

partikel air terjadi karena adanya kontak antara glycol dengan gas yang

mengandung air pada tray didalam absorber (kontaktor) proses regenerasi glycol

yang mengandung air dilakukan dengan cara pemanasan sehingga air terbebaskan

dari glycol.

2..

*lash Separator

>lash Separator test adalah separator kecil dilaboratorium yang ungsinya sama

dengan separator yang ada dilapangan. -isini akan terjadi pemisahan antara gas,

minyak, dan air. Pemisahan ini penting agar secara baik dapat diketahui jumlah

serta siat 3 siat gas maupun minyak pada periode tertentu.

-ari analisa ini bisa didapat siat 3 siat maupun maupun komposisi gas dan minyak

baik diseparator ataupun di tanki pengumpul. !ekanan dan !emperatur dari alat ini

bisa diatur sehingga dimungkinkan untuk mendapatkan kondisi tertentu (P dan !

separator) agar memperoleh minyak yang optimum di tanki pengumpul.

-itinjau dari jenis fuida yang akan di analisa ada ' macam analisa >lash Separator

yaitu :

;

Single stage separator yaitu terdiri dari satu separator dan satu tanki

pengumpul.

;

*ulti stage separator yaitu terdiri dari lebih dari satu separator dan satu tanki

pengumpul.

2.#.

+er)obaan di aboratorium

2.#.1. +eralatan !erja

"ntuk keperluan analisa single stage separator dipergunakan peralatan

sebagai berikut :

(7)

%. >lash Separator !est yang di lengkapi :

;

Gauge penunjuk tekanan

;

!abung gelas tempat gas dan minyak dipisahkan dan dilengkapi dengan katup

bagian atas dan ba/ah.

;

&ak pemanas berisi air yang dilengkapi dengan temperatur kontrol untuk

memanaskan bagian luar tabung gelas dengan cara dialiri pada temperatur

tertentu.

;

8atup (ale) pengatur tekanan, untuk mengatur tekanan didalam tabung

gelas.

;

&otol tanki pengumpul, untuk menampung minyak dari separator ke

atmoseer.

;

Skala pmbacaan ketinggian minyak dalam tabung gelas.

;

!hermometer untuk mengetahui temperatur separator dilapangan.

'. &rooksmeter, untuk menampung dan mengetahui olume gas yang

terbebaskan dari minyak.

. <ydrometer atau densitometer, untuk mengukur density minyak ditanki

pengumpul.

. &alon gelas, untuk mengukur berat gas maupun udara.

. Blat penimbang berat.

E. Pompa air raksa.

2.#.2. +rosedur !erja

Proses di mulai dari tekanan yang lebih tinggi.

%. Panaskan bak pemanas pada fash separator dengan temperatur yang

diinginkan. Blirkan untuk memanaskan tabung gelas.

'. !utup katup atas dan ba/ah dari tabung gelas.

. !utup katup pengatur tekanan pada fash separator test.

. <ubungkan botol minyak reseroir dengan pompa air raksa, tekan 222 psig.

. <ubungkan bagian atas botol minyak reseroir dengan katup atas tabung gelas

fash separator test.

E. &uka secara perlahan katup atas botol minyak reseroir (sample). =aga tekanan

dalam botol tetap 222 psig dengan mendorong pompa.

1. &uka katup atas tabung gelas pada separator. *asukkan minyak sebanyak  3

%2 cc. =aga tekanan dalam botol minyak reseroir agar tetap 222 psig dengan

(8)

mendorong pompa. Selama memasukkan minyak kedalam tabung gelas, terjadi

proses fash didalamnya. Gas yang terbentuk akan menekan gauge sampai tekanan

berada diatas tekanan yang diinginkan. !utup kembali katup atas tabung gelas.

F. Btur tekanan dalam tabung gelas sesuai yang diinginkan dengan memutar

katup pengatur tekanan.

. &aca ketinggian minyak didalam tabung gelas.

%2. &aca pembacaan pompa pada 222 psig sebagai initial pump reading.

%%. <ubungkan brooksmeter dengan katup pengatur tekanan. &uka katup pada

brooksmeter.

%'. &uka katup atas tabung gelas, masukkan minyak kedalamnya sekitar 2 cc.

=aga tekanan dalam botol tetap 222 psig dengan mendorong pompa. Gas yang

terbebaskan akan mengalir kedalam brooksmeter melalui katup pengatur tekanan.

!utup katup pada brooksmeter.

%. &aca olume gas pada brooksmeter, baca ketinggian minyak dalam tabung

gelas dan baca pembacaan pompa pada 222 psig sebagai 0nal pump reading.

%. "kur graity gas dengan balon gas (caranya seperti pada deHerential

apori7ation). *asukkan gas kedalam topler gelas untuk dianalisa komposisinya.

%. !imbang botol tangki pengumpul sebagai berat kosong dan hubungkan dengan

katup ba/ah tabung gelas. <ubungkan tangki pengumpul dengan brooksmeter

yang telah kosong. &uka katup brooksmeter.

%E. &uka katup ba/ah tabung gelas, minyak dalam tabung akan turun dan

hentikan bila telah mencapai ketinggian a/al. !utup kembali katup ba/ah tabung

gelas. !erjadi proses fash dalam tangki pengumpul, gas terbebaskan akan mengalir

kedalam brooksmeter. !utup katup brooksmeter.

%1. &aca olume gas dalam brooksmeter, ukur graity gas, ukur berat botol tangki

pengumpul plus minyak dan ukur density minyak dengan hydrometer atau

densitometer.

%F. "ntuk tekanan berikutnya atur tekanan dalam tabung ketekanan yang

diinginkan dengan memutar katup pengatur tekanan. Selanjutnya lakukan

pekerjaan dari point  hingga point %1.

Alat Separasi Minyak Bumi atau Separator

1. Pengertian Separator

Separator adalah alat separasi minyak dan gas bumi yang menggunakan prinsip

separasi flash pada tekanan dan temperatur tetap. Produksi dari sumur minyak di

separator vertikal sedangkan produksi dari sumur gas diproses di separator horizontal. Hal ini

(9)

karena pada separator horizontal memiliki daerah pemisahan yang lebih luas dan panjang

disbanding separator vertical.

Pemisahan gas dan minyak di lapangan dilakukan dengan separator , yaitu tabung

bertekanan dan bertemperatur tertentu untuk memisahkan fasa gas dengan minyak secara

optimum.(sumber : laporan Praktek Kerja Lapangan Firman dan Adi. Hal. 3!

2. Fungsi Utama dari Separator

• "emisahkan fase pertama cairan hidrokarbon dan air bebasnya dari gas atau cairan,

tergantung mana yang lebih dominan.

• "elakukan usaha lanjutan dari pemisahan fase pertama dengan mengendapkan sebagian

besar dari butiran#butiran cairan yang ikut di dalam aliran gas.

• "engeluarkan gas maupun cairan yang telah dipisahkan dari separator secara terpisah

dan meyakinkan bah$a tidak terjadi proses balik dari salah satu arah ke arah yang lainnya.

3.

.

Prinsip Pemisahan

%da dua macam proses dari pembentukan gas (vapour ! dari hirokarbon cair yang bertekanan.

Proses tersebut adalah Flash separation dan Differential separation. Flash separation terjadi bila

tekanan pada sistem diturunkan dengan cairan dan gas tetap dalam kontak, hal mana gas tidak

dipisahkan dari kontaknya dengan cairan saat penurunan tekanan yang membiarkan gas keluar dari

solusinya. Proses ini menghasilkan banyak gas dan cairan sedikit. Differential separation terjadi bila

gas dipisahkan dari kontaknya dari cairan pada penurunan tekanan dan membiarkan gas keluar dari

solusinya. Proses ini menghasilkan banyak cairan dan sedikit gas.( sumber : Surface Facilities

Training Program, il !andling Facilities. "edco &nergi. 'ndonesia.hal. )!

(10)

*uatu separator minyak+ gas yang ideal, yang bertitik tolak dari pendapatan cairan yang maksimum,

adalah suatu konstruksi yang dirancang sedemikian rupa, sehingga dapat menurunkan tekanan aliran

fluida dari sumur pada inlet separator ., menjadi atau mendekati tekanan atmosphere pada saluran

keluar separator . "as dipindah+dikeluarkan dari separator secara terus menerus segera setelah

terpisah dari cairan, ini dikenal dengan differential separation, namun penataan seperti diatas tidak

praktis.

Pemisahan tergantung dari efek gravitasi untuk memisahkan cairan, sebagai contoh hasil pemisahan minyak,gasdan air akan terpisah bila ditempatkan pada satu wadah karena mempunyai perbedaan densitas satu sama lainnya. Proses pemisahan karena adanya perbedaan densitas fluida dan efek gravitasi dapat terlihat pada gambar dibawah ini:

Prinsip Pemisahan

aktor - faktor lain yang dapat mempengaruhi pemisahan fluida antara lain

a.

/iskositas fluida

b.

0ensitas minyak dan air

c.

1ipe peralatan dalam separator

d.

2ecepatan aliran fluida

e.

0iameter dari titik - titik air #droplet$

4. Klasifikasi Separator

2lasifikasi separator tergantung dari pembagian jenis ruang lingkupnya, secara umum

diklasifikasikan sebagai berikut : (sumber : laporan Kerja Praktek ahmansyah dan 4rianperasi

Produksi dan %ell Servic. Hal. 35!

• Menurut tekanan kerja (working pressure)

(11)

b. &edium Pressure ("P! Separator 6#67 psi

c. Lo' Pressure (9P! Separator 87#6 psi

• Berdasarkan hasil pemisahan

ator dua fasa : memisahkan fluida formasi menjadi fasa cair dan fasa gas

ator tiga fasa : memisahkan fluida formasi menjadi fasa minyak, air dan gas

• Berdasarkan entuk

a. Separator !ertikal

/ertical Separator vertical  fase ( Phase (ertical Separator ! sering digunakan untuk

aliran fluid yang rasio gas terhadap cairannya ( gas oil ratio atau ;! rendah sampai sedang

dan yang diperkirakan akan terjadi cairan yang datang secara kejutan ( slug ! yang relatif sering.

ambar di ba$ah adalah separator vertikal. 4agian ba$ah dari bejana biasanya berbentuk

cembung, gunanya untuk menampung pasir dan kotoran padat yang terba$a.

(12)

(13)

(14)

Pada pengoperasiannya, pengubah#arah aliran masuk (inlet diverter$ akan menyebabkan

cairan yang masuk menyinggung dinding separator dalam bentuk film, dan pada saat yang

bersamaan memberikan gerakan centrifugal kepada fluida. 'ni memberikan pengurangan

momentum yang diinginkan dan mengizinkan gas untuk keluar dari filmcairan. asnya naik ke

bagian atas dari bejana, dan cairannya turun ke ba$ah.

(15)

*edikit dari partikel#partikel cairan akan terba$a naik ke atas bersama gas yang

naik untuk

memperangkap

butiran#butiran

cairan

yang

akan

ikut

aliran

gas

digunakan miste)tractor atau mist eliminator , yaitu susunan ka$at kasa dan ada juga yang

lebih canggih dengan ketebalan tertentu, dipasang melintang terhadap arah arus gas pada bagian

atas seksi gasnya. Separator semacam ini biasa digunakan untuk tekanan kerja antara 67 sampai

867 psig.

. Separator "#ri$#ntal

Separator horizontal

mungkin

yang

terbaik

dan

termurah

dibandingkan

dengan separator vertical yang kapasitasnya sama. Separator horizontal mempunyai luas antar

permukaan gas dengan cairan lebih besar, terdiri dari banyak sekat#sekat yang luas sepanjang

seksi pemisah gasnya, yang memberikan lebih banyak kecepatan gasnya.

Separator horizontal hampir selalu digunakan untuk aliran yang mempunyai rasio

gas terhadap cairan (;! yang tinggi untuk arus yang berbuih, atau untuk cairan yang

keluar dari separator sebelumnya. (sumber : Surface Production perations, Design il

!andling Facilities. ulf Publishing <ompany.hal. 88=!

(16)

(17)

Separator horizontal mudah pemasangannya, apalagi yang terpasang di atas skid,

dan juga

mudah

melakukan

pemeliharaannya.

4eberapa separator horizontal

dengan

mudah dapat disusun ke atas, untuk dijadikan satu assem*l+ pemisahan bertingkat

( stageseparation! yang bisa menghemat ruang.

Pada separator horizontal, fluid mengalir secara horizontal dan bersamaan $aktunya

bersinggungan

pada

permukaan

cairan.

4eberapa separator mempunyai

pelat#pelat

penyekat #*affle plates$ horisontal yang tersusun berdekatan dengan jarak yang sama pada

hampir sepanjang bejana yang tersusun dengan kemiringan sekitar 56> terhadap bidang

horisontal. as mengalir di dalam permukaan penyekat#penyekat dan butiran#butiran cairannya

melekat pada pelat penyekat dan

membentuk film yang kemudian mengalir ke seksi cairan dari separator . ambar

3.5 adalah separator horizontal yang dimaksud.

(18)

ambar diatas adalah skematik dari separator spherical . 4agian#bagiannya sejenis

dengan separator vertikal maupun separator horizontal.

?enis

ini memiliki kelebihan

dalam pressure containment tetapi karena kapasitas surges terbatas dan mempunyai kesulitan

dalam fabrikasi maka separator jenis ini tidak banyak digunakan di lapangan.

•

5atar &elakang

Penggunaan Separator

Gas dan minyak yang diproduksikan dari sumur tidak didapat dalam

keadaan berpisah secara langsung. *inyak dan gas dari sumur biasanya

berupa

campuran. -an campuran tersebut tidak seluruhnya minyak dan gas. Bpa

yang

ada dalam sumur dan reseroir sangatlah heterogen dan pada umumnya

ada

air,minyak,gas serta partikel padatan. -an apa yang dihasilkan dari dalam

sumur

ketika telah mencapai surace tidak bisa langsung masuk storage tank dan

harus

segera dilakukan treatment. Proses pemisahan tersebut dapat berupa

pemisahan

minyak, air dan gas.Bpabila tidak dilakukan treatment dapat berakibat korosi

dan

plugging dalam fo/line4transmission line yang apabila diacuhkan dapat

berakibat

(19)

• *asalah yang -apat !erjadi dan Solusi

Selama penggunaan separator dua asa (separasai minyak dan

gas)

mungkin saja terjadi beberapa masalah akibat apa yang diproduksikan.

5i$uid,

gas dan atau solid yang terproduksikan dapat memberikan hambatan bagi

kinerja

separator. &eberapa masalah anatar lain:

a. >oamy Drude

*asalah terbentuknya oam dalam crude oil karena adanya impurities selain

air di mana impurities tersebut tidak dapat dihilangkan sebelum

aliran

memasuki separator. Salah satu pengotor tersebut adalah D@

'

. >oam juga

dapat berasal dari fuida komplesi atau /orkoer yang tidak sesuai dengan

fuida /ellbore. Iamun oam dalam separator tidak akan

memberikan

masalah apabila desain internalnya telah menjamin /aktu yang cukup atau

permukaan coalescing (membentuk substance yang lebih besar) yang cukup

untuk JbreakK.

&eberapa masalah yang ditimbulkan dengan adanya oam antara lain:

¬

8ontrol dari leel li$uid menjadi lebih buruk, karena alat control harus

mendeteksi tiga ase li$uid daripada yang seharusnya yaitu dua.

¬

>oam memiliki rasio olume4berat yang besar sehingga dapat mengisi

ruangan pada essel yang seharusnya bisa digunakan untuk ruang

li$uid collecting atau graity settling.

¬

-alam jumlah oam yang sangat tidak terkontrol, tidak mungkin untuk

menghilangkan separated gas atau oil yang sudah dihilangkan gasnya

dari essel tanpa memba/a oamy material pada gas atau li$uid.

Penggunaan oam depressant akan membuat kapasitas separator lebih besar

karena oamnya berkurang. Iamun penggunaan depressant akan

menambah

(20)

crude oil yang mengandung oam. Iamun sekali mengunakan depressant

akan

membuat jumlah masuk lebih besar daripada kapasitrasnya.

b. Para#n

Bkumulasi para#n akan menyebabkan pengaruh yang buruk terhadap

kinerja

separator. Doalescing plates pada li$uid section dan mesh pad pada mist

e+tractor pada gas section akan cenderung terjadi plugging akibat akumulasi

parta0n. -an ketika para#n dipekirakan yang menjadi penyebab masalah

tersebut, maka perlu dipertimbangkan lagi penggunaan centriugal

mist

e+tractors. *aka perlu lubang lubang seperti man/ays, handholes dan

no77le

agar steam, solent atau li$uid pembersih lain masuk ke separator.

!emperatur

li$uid harus juga dijaga di atas cloud point dari crude oil

menghindari

pembentukan para#n

c.

Sand

Partikel pasir bisa menjadi masalah di separator yaitu membuat berhentinya

aliran pada ale trim, plugging pada bagian dalam separator, dan

akumulasi

pada bagian ba/ah separator. <ard trim khusus dapat meminimalkan eek

pasir di ale. Bkumulasi pasir dapat dihilangkan dengan secara

teratur

menginjeksikan air atau uap dari bagian ba/ah essel sehingga dapat ikut

terangkat keluar selama draining process.

-an terkadang separator ertical dilengkapi dengan bagian ba/ah

berbentuk

cone. -i mana bagian cone tersebut adalah antisipasi bila produksi pasir

akan

menjadi maslah utama. Plugging pada internal separator adalah hal yang

perlu

(21)

dipertimbangkan saat mendesain separator. -esain yang harus

menutamakan

separasi yang baik serta akan meminimalkan pemerangkapan pasir dalam

separator

d.

5i$uid Darryoer

5i$uid carryoer terjadi ketika ree li$uid keluar dengan ase gas dan dapat

mengindikasi hi;li$uid leel, kerusakan pada essel utama, oam, desain

yang

tidak tepat, li$uid outlet yang ter;plugged, atau rate yang melebihi desain

dari

esselLs rate. <al ini bisa dicegah dengan menginstall 5eel Saety <igh

(5S<) sensor yang akan menutup inlet ke separator ketika leel

li$uid

melebihi leel normalnya.

e. Gas blo/by

!erjadi ketika ree gas keluar dengan ase li$uid yang menjadi indikasi lo/;

leel li$uid atau control li$uid yang gagal. <al ini bisa jadi berbahaya ketika

terjadi kegagalan dalam li$uid leel control dan li$uid dump ale terbuka

dan gas yang masuk dari inlet akan dapat keluar le/at li$uid outlet. Mang

mana essel do/nstream selanjutnya akan diproses. Bpabila essel

do/nstream selanjutnya tidak dipersiapkan untuk gas blo/by, maka dapat

terjadi oer;pressured. <al ini dapat dicegah dengan memasang lo/ saety

lo/ sensor yang akan menutup inlet atau outlet li$uid ketika leel li$uid

turun

%2;%N dari batas minimumnya. -ana pada proses do/nstream selanjutnya

seharusnya dipasang Pressure saety high sensor dan pressure saety ale

untuk memproses gas blo/by.

. 5i$uid Slugs

Pada bagian pipa yang rendah akan cenderung terbentuk akumulasi li$uid

pada aliran dua asa. 8etika leel li$uid pada bagian tersebut naik cukup

tinggi untuk menghambat gas fo/, maka gas akan mendorong

li$uid

sepanajang pipa sebagai slug. <al ini tergantung fo/ rate, property pipa,

perubahan eleasi, fo/ properties. 8eberadaan slug harus

(22)

dengan desain separator yang tepat. Iormal operating leel dan high;leel

shutdo/n harus dipisah cukup jauh untuk antisipasi olume slug. Slug akan

menuju high leel shutdo/n. Pada penggunaan separator  asa dapat

terjadi masalah selama operasi

pada separator berlangsung, salah satunya yaitu terjadinya emulsi. Selama

jangka

/aktu tertentu akumulasi material emulsi atau impurity lain dapat terbentuk

pada

interace oil dan air. Bkan terjadi pengaruh buruk pada li$uid;leel control,

yaitu

akan mengurangi /aktu eekti untuk pemisahana yang eekti antara air dan

minyak. Penggunaan bahan kimia dan atau panas akan meminimalisir

kesulitan

yang dihasilkan

!ujuan Penggunaan dan

>ungsi Separator

&eberapa tujuan penggunaan separator antara lain, mendapatkan oil dan

gas yang

sudah stabil. *endapatkan oil dan atau gas yang bersih dari

pengotor.

*endapatkan peralatan pada surace tidak terganggu kinerjanya karena

sistem

pemisaha nyang tidak baik4bekerja akan menyebabkan korosi atau pluggin

pada

peralatan lain. Mang berujung pada kerugian akibat masalah pemisahan yang

tidak

ditangani dengan serius.

-atar Pustaka

Surace Production

(23)

!hird Cdition: -esign o

@il <andling

Systems and >acilities.

*aurice Ste/art and 8en

C. Brnold

Jenis-jenis masalah pada sumur produksi

1. Problem Scale

Scale merupakan kristalisasi dan pengendapan mineral yang berasal dari hasil reaksi ion-ion yang terkandung dalam air formasi. Pengendapan dapat terjadi di dalam pori-pori batuan formasi, lubang sumur bahkan peralatan permukaan.

Penyebab terbentuknya endapan scale antara lain : a. Bercampurnya dua Jenis Air Yang Berbeda

Dua jenis air yang sebenarnya tidak mempunyai kecenderungan untuk membentuk scale, bila bercampur kemungkinan membentuk suatu komponen yang tidak larut. Contoh yang umum adalah pencampuran antara air injeksi dengan air formasi di bawah sumur, dimana yang satu mempunyai kelarutan garam-garam barium yang tinggi, sedangkan yang lainnya mengandung larutan sulfate.

Pencampuran ini akan mengakibatkan pembentukan endapan barium sulfate !aS"#$ yang

dapat menyumbat dan sulit untuk dibersihkan. %ndapan carbonate dan sulfate akan menjadi lebih keras dan makin bertambah apabila larutan mineralnya dalam keadaan bersentuhan kontak$ dengan permukaan dalam waktu yang lama.

b. Penurunan Tekanan

Pada saat air formasi mengalir dari reser&oir menuju lubang sumur, maka akan terjadi penurunan

tekanan. Penurunan tekanan ini dapat pula terjadi dari dasar sumur ke permukaan dari well head ke tanki pengumpul. Penurunan tekanan ini akan menyebabkan terlepasnya C"' dan ion bikarbonat (C")-$ dari

larutan.

Dengan terbebaskannya gas C"' , sehingga akan menyebabkan berkurangnya kelarutan CaC"). (al ini

berarti penurunan tekanan pada suatu sistem akan menyebabkan meningkatnya kemungkinan terbentuknya scale CaC").

(24)

c. Perubahan Temperatur

Pada saat terjadi perubahan kenaikan$ temperatur, maka akan terjadi penguapan, sehingga terjadi perubahan kelarutan, dan hal ini akan mengakibatkan terjadinya pembentukan scale. *emperatur mempunyai pengaruh pada pembentukan semua tipe scale, karena kelarutan suatu senyawa kimia sangat tergantung pada temperatur. +isalnya kelarutan CaC") akan berkurang dengan kenaikan

temperatur dan kemungkinan terbentuknya scale CaC") semakin besar.

. Mekanisme Terbentuknya Scale a. +akin besar p(

+akin besar p( cairan, maka akan mempercepat terbentuknya scale. Scale biasanya terbentuk pada kondisi basa p(  $.

b. *erjadinya agitasi pengadukan$

Pengadukan atau goncangan akan mempercepat terbentuknya endapan scale. Scale biasanya terbentuk pada tempat dimana faktor turbulensi besar, seperti sambungan pipa, &al&e dan daerah-daerah

penyempitan aliran. c. elarutan /at padat

elarutan /at padat yang dikandung oleh air sangat berperan dalam pembentukan scale, sebab bila kelarutan /at padat rendah atau kecil, maka kemungkinan untuk terbentuknya scale akan semakin besar. !. Jenis"#enis scale yang ter#adi antara lain :

• Scale Calcium Sulfate CaS"#$

Scale Calcium Sulfate terbentuk dari reaksi ion calcium dan ion sulfat reaksinya sebasgai berikut 0 Ca11

1 S"#2 CaS"#

• Scale !arium Sulfate !aS"#$

Scale !arium Sulfate dibentuk oleh kombinasi ion !a11_{dan ion S"}

#2 dengan reaksi sebagai berikut 0

!a11_{1 S"}

#2 !aS"#

• Scale alsium arbonate CaC")$

Scale ini terbentuk dari kombinasi ion kalsium dan ion karbonat atau bicarbonate, sesuai dengan reaksi 0 Ca11

1 C")2 CaC")

Ca11_{1 '(C"}

)$ CaC")1 C"'1 ('"

Perubahan kesetimbangan kimia ini menyebabkan terbentuknya scale yang dapat menghambat atau menutup pori-pori batuan.

!. $ara mencegah terbentuknya scale :

• +enghindari tercampurnya air yang incompatible tidak boleh campur$

• +engubah komposisi air dengan water dilution pengencer air $ atau mengontrol p(

• +enghilangkan /at pembentuk scale

(25)

%. $ara mengatasi problem scale

• Penambahan larutan %D*3 %thylene Diamine *etra 3cetic$

• 3cidi/ing Penambahan larutan (Cl atau (Cl0(4 $ . &mulsi

%mulsi adalah campuran dua macam cairan yang dalam keadaan biasa tidak dapat bercampur immiscible$. Problem emulsi umumnya timbul pada saat air mulai terproduksi bersama minyak. 3ir yang tidak dapat bercampur dengan minyak dinamakan air bebas dan dengan mudah dipisahkan dengan cara pengendapan. 5amun disegi lain ada emulsi yang sulit berpisah, sehingga diperlukan suatu usaha untuk pemecahannya. *erdapat tiga faktor penting yang membentuk emulsi stabil, yaitu 0

6. 3danya dua macam cairan yang immiscible.

'. 3danya pengadukan7agitasi yang cukup kuat untuk menyebarkan cairan yang satu ke dalam cairan yang lainnya.

). 3danya emulsifying agent yang dapat membuat emulsi menjadi stabil.

Di dalam emulsi cairan dalam bentuk butiran-butiran yang tersebar disebut dispersed internal$ phase, dan cairan yang mengelilingi butiran-butiran itu disebut continuous e8ternal$ pahase. Secara umum emulsi dapat diklasifikasikan menjadi ' dua$, yaitu 0

6. 9ater in oil 97"$ emulsion dimana air sebagai dispersed dan minyak sebagai continious phase. 9ater in oil emulsi inilah yang sering dijumpai.

'. "il in water "79$ emulsion, dimana minyak sebagai dispersed phase dan air sebagai continious phase. Ditinjau dari kestabilannya, emulsi juga dapat dibagi ' dua$ macam, yaitu 0

6. %mulsi yang stabil adalah emulsi dimana minyak dan air tidak dapat memisahkan diri tanpa bantuan dari luar.

'. %mulsi yang tidak stabil adalah emulsi dimana minyak dan air dapat memisahkan diri tanpa bantuan dari luar, cukup hanya diberikan settling time saja.

estabilan emulsi tergantung beberapa faktor, yaitu 0

• %mulsifying agent, pada emulsi minyak bumi yang stabil. (al ini terdiri dari 0 asphalt, resin, oil soluble organic acid dan material-material halus yang lebih larut atau dapat berpencar dalam minyak daripada dalam air.

• :iskositas, jika tinggi maka kecendrungan untuk mengikat butiran air lebih besar dibanding minyak yang &iskositasnya lebih rendah. +inyak yang &iskositasnya besar memerlukan waktu lebih lama untuk memecahkan emulsinya.

• Specific grafity, bila perbedaannya besar maka akan mempercepat settling. +inyak yang berat berkecendrungan untuk menahan butiran-butiran air dalam bentuk suspensi lebih lama.

• Prosentase air yang tinggi akan membentuk emulsi yang kurang stabil, sehingga mudah dipisahkan dari minyaknya.

(26)

• ;mur emulsi, minyak yang mengandung emulsi bila dimasukkan ke dalam tangki, dan air yang tersisa terpisahkan serta tidak segera dilakukan treatmen, maka emulsi tersebut menjadi sangat sulit untuk dipisahkan.

A. Pencegahan problem emulsi

Secara umum pencegahan problem emulsi dapat dibagi ' dua$ yaitu 0

• *idak memproduksikan minyak dengan air secara serentak.

• +encegah timbulnya agitasi yang dapat membentuk emulsi

arena memisahkan air didalam wellbore bisanya sangat sulit, maka pencegahan agitasilah yang dituju, yaitu dengan 0

• +encegah aliran turbulensi akibat penggunaan surface choke yang kurang tepat, dengan memberi tekanan separator lebih besar namun dijaga perbedaan tekanannya masih mampu mengalirkan minyak ke separator.

• Pemakaiaan bottom hole choke, yang didasarkan atas 0 a$ Perbedaan tekanan yang kecil antara up dan down-stream

b$ *emperatur didasar sumur jauh lebih tinggi dari temperatur permukaan

c$ 3liran yang lurus dengan jarak relatif panjang pada down-stream dari choke.

• Pembukaan dan penutupan sumur secara terencana

• Pada sumur-sumur yang di gas lift, pembentukan emulsi bisa dicegah dengan meningkatkan efisiensi gas lift di tubing pada continious gas lift$ dan pemberian demusilfer pada ghatering systemnya.

• Pada sumur-sumur pompa, pembesaran efisiensi &olumetris pompa yang akan mengurangi terjadinya emulsi yaitu dengan pemasangan gas anchor, clearance pompa yang kecil, spacing yang baik serta kecepatan dan panjang stroke yang semestinya.

B. Penanggulangan problem emulsi

*erdapat beberapa macam cara untuk pemecahan emulsi, antara lain dengan 0

6.

+etode Settling *ime Pengendapan$

Dengan cara ini diharapkan air, emulsi dan minyak akan terpisah secara gra&itasi karena perbedaan densitasnya$. Peralatan yang dipakai dapat berupa 0 gun barrrel atau wash tank, free water knock out, storage tank, atau oil skimmer.

'. +etode imiawi penggunaan demulsifer$

Dengan metode ini dapat merusak f ilm dari emulsifying agent yaitu dengan membuat kaku dan mengkerutkannya.

). +etode pemanasan

+etode ini diterapkan dengan anggapan dispersed phase dalam emulsi tetap dalam keadaan bergerak seperti gerak !rown dalam larutan koloid-koloid /ig-/ag$. Panas akan mempercepat gerakan tersebut dan menyebabkan partikel dispersed phase saling tubrukan lebih sering dengan kekuatan lebih besar, sehingga menyebabkan lapisan film yang dibentuk emulsifying agent menjadi pecah, dan &iskositas

(27)

cairan makin berkurang yang menyebabkan air terpisah . Di lapangan metode ini d iterapkan pada alat-alat (eater *reater.

#. +etode elektrik listrik$

Prinsip metode ini adalah merusak atau menetralkan film penyelubung butiran-butiran air yang diinduksi oleh medan listrik statis, sedangkan minyak sebagai continious phase diinduksikan sehingga butiran-butiran air yang lebih besar akan cepat mengendap dibanding butiran-butiran air yang kecil .

<. +etode kombinasi

Di lapangan, metode kombinasi inilah yang sering diterapkan yaitu metode panas-kimiawi dan kimiawi-listrik. Selain itu terdapat metode kombinasi dengan sistem mekanik, yaitu 0

• 4iltering, dimana emulsi dipaksa mengalir melalui filter saringan$ sehingga film yang menyelubungi dispersed phase pecah, namun demikian ternyata tidak semua terpecahkan.

• Centrifuging, dimana emulsi dipecah dengan gaya centrifugal

Seringkali metode pemecahan problem emulsi juga dikombinasikan dengan pemecahkan problem korosi. !. Problem Para'in

Parafin atau asphaltin adalah unsur-unsur pokok yang banyak terkandung dalam minyak mentah. Jenis kerusakan akibat endapan organik ini umumnya disebabkan oleh perubahan komposisi hidrokarbon , kandungan wa8 lilin$ di dalam crude oil , turunnya temperatur dan tekanan, sehingga minyak makin mengental pengendapan parafinik$ dan menutup pori-pori batuan. Secara umum rumus parafin adalah Cn('n1'.

%ndapan parafin yang terbentuk merupakan suatu pesenyawaan hidrokarbon dan hidrogen antara C6=()= hingga C)=(= yang bercampur dengan material organik dan inorganik lain.

elarutan parafin dalam crude oil tergantung pada komposisi kimia minyak dan temperatur. Pengendapan akan terjadi jika permukaan temperaturnya lebih rendah d aripada crude oil. :iskositas crude oil akan meningkat dengan adanya kristal parafin dan jika temperatur terus turun crude oil akan menjadi sangat kental. *emperatur terendah dimana minyak masih dapat mengalir disebut titik tuang pour point$.

1. Secara rinci penyebab utamanya adalah :

• *urunnya tekanan reser&oir

• (ilangnya fraksi ringan minyak

• Pemindahan panas dari minyak ke dinding pipa dan diteruskan ke tempat sekitarnya.

• 3liran cairan yang tidak tetap dan tidak merata.

• 3danya partikel lain yang menjadi inti pengendapan.

• ecepatan aliran dan kekasaran dinding pipa.

• *erhentinya aliran fluida

. Problem endapan organik ini dapat ter#adi pada daerah :

• Sepanjang /ona perforasi

• Pada tubing

• 4low line

• Separator

(28)

!. $ara mengatasi problem para'in

• +ekanik diresr&oir 0 hydroulic fracturing, di tubing dengan alat scraper dan cutter dan di flowline dengan alat pigging $

• ombinasi dengan pemakaian sol&ent kerosen, kondensate, dan minyak diesel$ dengan cara pemanasan pemakaian heater treater, steam stimulation atau thermal reco&ery seperti injeksi uap$

• Pemakaian larutan air 1 calcium carbide atau acethylene

• 3cidi/ing

edua faktor endapan inorganik dan organik$ ini akan menghambat aliran fluida reser&oir ke sumur produksi dan membentuk daerah kerusakan atau >/ona damage?. Penurunan produksi dari sumur minyak tergantung dari banyaknya dan tempat di mana endapan tersebut terdapat @ambar .).A. merupakan model dari endapan parafin.

%. (epasiran )sand problem*

Seperti diketahui, pasir yang terproduksi bersama fluida formasi antara lain akan menyebabkan 0

• 3brasi atau pengikisan di atas permukaan termasuk endapannya$

• Dapat terjadi penurunan laju produksi, bahkan dapat mematikan sumur.

;saha yang harus dilakukan untuk mencegah terjadinya kepasiran tersebut adalah dengan cara memproduksikan minyak pada laju optimum tanpa terjadi kepasiran. Sand free flow rate merupakan besarnya laju produksi kritis, dimana apabila sumur tersebut diproduksikan melebihi laju kritisnya, maka akan menimbulkan masalah kepasiran.

+aksimum sand free flow rate atau laju produksi maksimum tanpa menimbulkan kepasiran dapat ditentukan dnegan suatu anggapan bahwa gradien tekanan maksimum di permukaan kelengkungan pasir, yaitu suatu laju produksi maksimum tanpa kepasiran berbanding langsung dengan keuatan formasi. Dengan kata lain jika produksi menyebabkan tekanan kelengkungan pasir lebih besar dari kekuatan formasi, maka butiran pasir formasi akan mulai ikut bergerak.

6. +aktor ,'aktor yang mempengaruhi problem ter#adinya kepasiran : a. (ekuatan +ormasi

Dalam masalah kepasiran, *i8ier et.al. berpendapat bahwa kekuatan formasi terhadap kepasiran tergantung dari dua hal ,yaitu >intrinsic strength offormation? atau kekuatan dasar formasi dan

kesanggupan pasir untuk membentuk lingkungan stress yang ditentukan oleh tekanan pori-pori dan tekanan o&erburden, bentuk dan sorting butiran serta sementasi diantara butiran yang kadang-kadang diperkuat oleh clay.

;ntuk menentukan suatu formasi stabil atau tidak dari suatu lapangan dikenal kriteria kritis misalnya untuk lapangan @ulf Coast digunakan kriteria kritis yang merupakan batas suatu formasi bersifat labil atau stabil, menurut *i8ier adalah 0

@7Cb  B.= 8 6B6'_psi' _{0 formasi stabil kompak$}

@7Cb  B.= 8 6B6'

psi'

0 formasi tidak stabil tidak kompak$ b. Sementasi Batuan

(29)

ekuatan formasi merupakan kemampuan dari fromasi untuk menahan butiran pasir agar tidak terlepas akibat operasi produksi. ekuatan formasi pasir dipengaruhi oleh friksi antar butir pasir dan kohesi antar butir pasir . 4riksi bertambah besar jika beban o&erburden bertambah besar. ohesi antar butir timbul akibat sementasi dan tegangan antar permukaan fluida.

4ormasi pasir yang sementasinya baik dapat merupakan suatu sistem yang stabil dengan jalan membentuk lengkungan kestabilan arching$ di luar lubang perforasi.

*i8ier menyatakan bahwa kekuatan formasi terhadap kepasiran tergantung pada kekuatan dasar formasi intrinsic strength of formation$ dan kemampuan pasir untuk membentuk lengkungan yang stabil di sekitar lubang perforasi.

!atupasir terbagi menjadi tiga jenis tergantung dari komposisi kimianya, yaitu uart/ite, graywacke dan arkose. Sementasi pada pasir kwarsit adalah karbonat kalsit dan dolomit$ dan silika chert, chalcedonit dan kwarsa sekunder$, sementasi alamiah pada batupasir graywacke dan arkose sangat sedikit atau hampir tidak ada. +ineral tidak stabil adalah lempung yang banyak terdapat pada pasir arkose dan graywacke. Eempung umumnya menyelimuti butir-butir kwarsa dan bersifat sebagai mineral penyemen. Pasir graywacke dan arkose tidak tersementasi dengan baik sehingga sering menimbulkan problem kepasiran.

Sementasi batuan sangat berpengaruh terhadap ikatan antar butir atau konsolidasi dari butiran batuan tersebut, dengan demikian akan berpengaruh pula terhadap kestabilan butiran tersebut. Semakin tinggi derajat sementasinya , maka suatu formasi akan semakin kompak. Persamaan empiris yang menunjukkan hubungan faktor formasi 4$ terhadap p orositas φ$ dan faktor sementasi m$ telah diberikan 3rchie dalam bentuk sebagai berikut 0

FFFFFFFFFFFFFFFFFFFF..F.)-6)$ c. (andungan -empung

Sebagian besar formasi pasir mengandung lempung sebagai matrik atau semen batuan. +aterial lempung terdiri dari kelompok mik, kaolonit, chlorite illite dan montmorilonite. elompok montmorilonite akan mengalami swelling bila kontak dengan air.

Pada umumnya lempung mempunyai sifat yang basah terhadap air atau water wet sehingga bila ia bebas melewati formasi yang mengandung lempung akan menimbulkan dua akibat yaitu 0

• Eempung akan menjadi lunak.

• @aya adhesi dari fluida yang mengalir terhadap material yang dilaluinya akan naik.

3kibat dari semua itu maka butiran pasir cenderung untuk bergerak ke lubang sumur bila air formasi mulai berproduksi. ;ntuk menghitung kandungan mineral lempung di dalam formasi dapat dilakukan dengan analisa logging. 3dapun jenis log yang digunakan adalah 0 Spontaneous potensial log, resisti&ity log, gamma ray log dan neutron log.

d. -a#u Aliran (ritis

Sand free flow rate adalah besarnya laju produksi kritis yang mana bila laju produksi sumur lebih besar dari laju kritisnya maka akan menimbulkan problem kepasiran.

Stein-"deh dan Jones telah mengadakan penyelidikan untuk memperkirakan laju produksi dari suatu formasi. +aksimum sand free flow rate dapat ditentukan dengan anggapan bahwa gradien tekanan

(30)

maksimum di permukaan kelengkungan pasir yaitu saat laju produksi maksimum tanpa kepasiran berbanding langsung dengan kekuatan formasi.

4ormasi pasir yang sementasinya baik dapat merupakan suatu sistem yang stabil dengan jalan membentuk lengkungan kestabilan di luar lubang perforasi. Dengan kata lain bahwa apabila produksi menyebabkan tekanan kelengkungan pasir lebih besar dari kekuatan formasinya maka butiran pasir formasi akan bergerak atau mulai ikut berproduksi. @ambar ).=. merupakan gambaran Eengkung estabilan formasi

Persamaan yang diturunkan oleh Stein-"deh dan Jones didasarkan pada anggapan sebagai berikut0

6. Eaju produksi untuk setiap inter&al perforasi adalah sama '. Permeabilitas tetap untuk setiap inter&al kedalaman

). *idak terjadi o&erlapping dari kelengkungan kestabilan untuk setiap inter&al perforasi #. Pengaruh turbulensi aliran, merata di seluruh inter&al perforasi

<. Perbedaan tekanan maksimum yang diperbolehkan pada bidang kelengkungan adalah sebanding dengan kekuatan formasi.

. $ara Mengatasi Problem (epasiran

Pada hakekatnya problematika turut terproduksinya pasir dapat dokontroll dengan tiga cara, yaitu 0

A. Pengurangan rag +orce

Cara ini merupakan cara yang paling mudah dan efektif digunakan dalam menontrol. Eaju produksi yang menyebabkan terikutnya produksi pasir harus dipertimbangkan pada laju per-unit area dari formasi yang permeabel.

Eangkah pertama yang harus dipertimbangkan adalah penambahan daerah aliran flow area$, kemudian penentuan laju maksimum atau laju produksi kritis, dimana di atas ma8imum rate tersebut pasir menjadi berlebihan.

etika laju fluida bertambah secara bertahap, kosentrasi akan naik turun dengan tajam seharga kosentrasi mula-mula. %fek bergelombang ini terbukti akan merusak brigde yang tidak stabil yang mana akan terbentuk kembali pada laju aliran yang tinggi.

etika critical range yang telah dicapai, bridge tidak terbentuk kembali. Strength struktur telah terlampaui dan produksi pasir akan berlanjut pada laju aliran yang lebih tinggi. Eaju produksi kemudian dikurangi sampai dibawah critical range untuk memberi kesempatan agar bridge terbentuk kembali, kemudian rate dapat ditambah tetapi masih dibawah critical range.

Prosedur ini disebut !ean-up *echniue yang secara cermat dilakukan dalam periode beberapa bulan dan efektif untuk menetapkan laju produksi maksimum suatu sumur.

(31)

Cara ini dilakukan dengan menggunakan gra&el dengan screen untuk menahan gra&el$ atau dengan screen tanpa gra&el$ untuk menahan butiran pasir yang ikut mengalir bersama fluida reser&oir pada saat sumur berproduksi.

+asalah utama dalam meotde ini adalah bagaimana untuk mengontrol pasir formasi tanpa mengurangi produkti&itas sumur secara berlebihan.

Pertimbangan utama untuk mendesain gra&el dan screen antara lain 0 6. ;kuran gra&el optimum yang sesuai dengan ukuran butiran pasir.

'. Euas optimum dari screen slot untuk menahan gra&el dan jika tidak memakai gra&el, maka harus sesuai dengan ukuran butiran pasir.

). *eknik penempatan yang efektif pada kemungkinan yang paling penting.

;ntuk perencanaan ukuran gra&el maupun screen diperlukan distribusi ukuran pasir, ukuran besar butir pasir, keseragaman buitran pasir dan tingkat pemilihan butiran.

;ntuk menentukan keseragaman butiran pasir digunakan metode sie&e analysis. Dalam metode ini sampel yang digunakan adalah yang representatif karena penyebaran ukuran butiran pasir yang ber&ariasi dari suatu /ona ke /ona yang lain.

*ingkat keseragaman butiran pasir oleh Schwart/ dapat ditentukan dengan persamaan 0 FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF.)-'$

dimana0

d#B 2 diameter butiran pasir pada titik #B percentile pada kur&a

dGB 2 diameter butiran pasir pada titik GB percentile pada kur&a

C 2 koefisien keseragaman uniform coefficient$

Schwart/ menyatakan bahwa pengertian uniform coefficient adalah merupakan tingkat keseragaman dari butiran pasir yang kemudian dapat menunjukkan baik atau buruknya pemilihan butir sortasi$. (arga C ini ber&ariasi dan setiap harga menunjukkan tingkat keseragaman dari tiap butiran pasir, yaitu 0

Jika C  ) maka pasir seragam dan berukuran d6B sebagai ukuran gra&el kritis

Jika C  < maka pasir tidak seragam dan berukuran d#Bsebagai ukran gra&el kritis

Jika C 6B maka pasir sangat tidak seragam dan berukuran dBsebagai ukuran gra&el kritis

Slotted atau Screen -iner

3lat ini berbentuk pipa dan mempunyai sejumlah lubang pada sisinya dengan ukuran tertentu yang dipasang didepan inter&al perforasi. *ujuan pemasangan alat ini adalah untuk menahan laju aliran butiran pasir yang terikut di dalam f luida reser&oir, sehingga fluida melaju tanpa adanya hambatan.

Secara ideal, lebar lubang slot$ pada liner harus dapat menahan buitran pasir tetapi tidak membatasi aliran fluida.

Percobaan yang dilakukan oleh Coberly menyatakan bahwa batas tertinggi lebar lubang tidak boleh lebih dari dua kali diameter 6B percentile agar dapat menahan secara efektif. Dalam menentukan ukuran screen ini, beberapa ahli memberikan persaman-persamaan sebagai berikut 0

(32)

9 2 ' 8 d6B FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF)-'=$ '. 9ilson 0 9 2 d6B FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF)-'G$ ). @iil 0 9 2 ' 8 d6< FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF.)-)B$ #. De Priester 0 B.B<≤ 9≤ d'B FFFFFFFFFFFFFFFFFFFF)-)6$ dimana 0

9 2 lebar celah liner, in

d6B 2 diameter butir pasir pada titik 6B percentile pada kur&a distribusi, in.

;ntuk menahan formasi pasir yang seragam, dimana butiran sulit untuk ditahan atau sering terjadi perubahan kecepatan aliran, dianjurkan menggunakan lebar lubang sama dengan diameter 6B percentile atau 9 2 d6B

/ra0el Pack

Cara ini dilakukan dengan jalan memasang saringan pasir di bagian luar dan slotted liner di bagian dalam.

Pada awalnya Coberly dalam perbandingan ukuran gra&el sand hanya mempertimbangkan masalah menahan7mencegah gerakan pasir kedalam lubang bor dan bukan permeabilitas gra&el packnya. emudian menjadi jelas bahwa produkti&itas maksimum dari formasi pasir harus terhenti pada permukaan luar dari gra&el pack. Jika terjadi penghalang pasir didalam gra&el pack itu sendiri, maka permeabilitas akan berkurang.

Pengaruh dari @-S Hatio pada permeabilitas gra&el pack digambarkan dengan jelas pada penyelidikan laboratorium oleh Saucier. @ambar ).6B. menunjukkan pengaruh @-S Hatio pada permeabilitas gra&el pack.

1. kuran /ra0el Pack

;ntuk menentukan ukuran gra&el, beberapa ahli memberikan saran sebagai berikut 0 a. Coberly 0

D  6B d6B FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF..)-)'$

b. (ill 0

D 2 = d6B FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF)-))$

c. *ausch dan Corley 0

# d6B  D  A d6B FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF)-)#$

d. Schwart/ 0

Schwart/, memberikan pendekatan dalam menentukan ukuran gra&el, yaitu dengan memperhatikan hal-hal sebagai berikut 0

6. 3nalisa butiran pasir formasi

Setelah diperoleh kur&a distribusi ukuran butir pasir formasi produktif, maka kur&a tersebut digunakan untuk perhitungan selanjutnya.

(33)

'. (arga perbandingan gra&el terhadap pasir formasi atau @-S ratio

@-S ratio adalah perbandingan antara ukuran butiran gra&el dengan ukuran butir pasir formasi. @-S ratio sangat penting hubungannya dengan pemilihan ukuran gra&el. !eberapa bentuk persamaan yang diberikan oleh para ahli, adalah sebagai berikut 0

a. Saucier b. Schwart/

atau 0

c. Coberly-(ill-9agner-@umpert/ 0 d. +aly 0

;ntuk harga perbandingan @-S kurang dari A, pasir tidak mampu masuk ke dalam gra&el pack, jika perbandingan ukuran @-S diantara A-6B.< pasir bisa masuk dan akan mengurangi permeabiltas

efektif gra&el pack, dan apabila perbandingan @-S lebih besar dari 6B.< maka gra&el pack tidak mampu menahan pasir yang masuk. @ambar ).. menunjukkan efek @-S ratio terhadap permeabilitas gra&el pack.

Schwart/ mengakui adanya efek dari kecepatan aliran dan ia membuat rumusan yang sama dengan Saucier, sebagai berikut 0

6. Pasir dengan C  < dan &elocity  B.B< ft7sec, menggunakan d6Bsebagai ukuran gra&el kritis.

'. Pasir dengan C  < dan &elocity  B.B< ft7sec, menggunakan d#B sebagai ukuran gra&el kritis.

). Pasir dengan C  6B dan &elocity  B.6 ft7sec, menggunakan dB sebagai ukuran gra&el kritisnya.

Jadi ukuran gra&el pack adalah sebagai berikut 0

DGBgra&el 2 A 8 dGB pasir formasi FFFFFFFFFFFFFFF)-)<$

Dimana kecepatan aliran &elocity$ adalah 0 FFFFFFFFFFFFF..)-)A$

+etode gra&el packing disarankan untuk mengontrol pasir pada /one yang panjang. @ra&el packing juga baik dipakai untuk /one pendek, tetapi di dalam remedial work, multiple completion, diameter sumur yang kecil, dan adanya abnormal prsessure akan menambah kesulitan dan biaya.

. Tipe /ra0el Pack

;ntuk menempatkan gra&el pack tergantung sistem sumur yang digunakan, penempatan gra&el pack ada dua cara, yaitu 0

1. 2pen hole gra0el pack3 dimana selalu digunakan pada single completion

Pada tipe ini, casing diset di atas formasi produktif, sedangkan gra&el ditempatkan di annulus antara screen liner dengan formasi. !iasanya lubang bor diperbesar underreamed$ untuk mengangkat