TEKNIK PRODUKSI JUDUL : SISTEM PENGANGKATAN BUATAN SUB JUDUL : Perencanaan dan Troubleshooting
NO : TP.03.06.1 Halaman Revisi/Thn
: 1 / 49 : 2/ Juli 2003
Gas Lift Kontinyu (Grafis/Analitis)
PERENCANAAN DAN TROUBLESHOOTING GAS LIFT KONTINYU
1. TUJUAN
Merencanakan instalasi sembur buatan kontinyu (continuous (continuous gas lift ). ).
2. METODE DAN PERSYARATAN
2.1 METODE
! Metode grafis berdasarkan " pressure traverse" traverse" dan gradien tekanan gas dalam annulus. ! Metode Analitis 2. 2. PERSYARATAN PERSYARATAN 1. Keadaan ideal. • Tersedia kurva IPR terbaru • Tersedia pressure traverse traverse dan gradien tekanan gas yang sesuai dengan kondisi lapangan setempat. 2. Keadaan Praktis. • Tersedia kurva IPR dari peramalan. • Tersedia pressure traverse traverse dari pustaka (atau gunakan 0.075 psi/ft untuk laju produksi lebih kecil 1000 bbl/hari cairan dan 0.15 psi/ft bila produksi lebih besar 1000 bbl/hari) cairan untuk segala ukuran tubing dan gradien tekanan gas ditentukan dengan grafik yang tersedia.
3. LANGKAH KERJA
3.1. PERENCANAAN INSTALASI SEMBUR BUATAN KONTINYU 3.1.1 Penentuan Penentuan Titik Injeksi 1. Siapkan Data Penunjang : a. Kedalaman sumur ( D) D) b. Ukuran tubing (d (d t t) dan selubung (d (d c) c. Laju produksi cairan yang diinginkan (q (q L) d. Kadar air ( KA) KA) e. Perbandingan gas-cairan sebelum instalasi Sembur Buatan dipasang (GLR (GLR f ) Manajemen Produksi Hulu
TEKNIK PRODUKSI JUDUL : SISTEM PENGANGKATAN BUATAN SUB JUDUL : Perencanaan dan Troubleshooting
NO : TP.03.06.1 Halaman Revisi/Thn
: 2 / 49 : 2/ Juli 2003
Gas Lift Kontinyu (Grafis/Analitis)
f. Tekanan Statik ( P s) g. Indeks Produktivitas ( PI PI ) untuk aliran satu fasa atau Kurva IPR unt uk aliran dua fasa. h. Tekanan kepala sumur ( P P wh wh) i. Tekanan injeksi gas ( P P so) j. Temperatur dasar sumur (T d (T s) dan gradien geothermal d) Temperatur di permukaan (T (GT ) k. API minyak, Specific Gravity Gravity air (" w) Specific Gravity Gravity gas sendiri (" g ) dan specific Gravity gas Gravity gas injeksi (" gi). 2. Siapkan kertas transparan. Buat sumbu kartesian yang berskala sesuai dengan skala pressure skala pressure traverse; traverse; gambarkan tekanan pada sumbu datar dan kedalaman pada sumbu tegak dengan titik asal (nol) di sudut kiri kertas. 3. Berdasarkan laju alir yang diinginkan (q (q L) hitung tekanan alir dasar sumur ( P P wf wf ) dengan menggunakan persamaan berikut:
!
Untuk aliran satu fasa : P wf $ P s #
!
q L PI
(1)
Untuk aliran dua fasa (Persamaan Vogel) :
* 0 q L P wf $ 0.125 P s )# 1 1 81 # 80. (
/
- ' q max ,+ & %
(2)
4. Plot titik ( P P wf D) wf , D) 5. Berdasarkan q L kadar air, dan diameter tubing yang digunakan, pilih pressure pilih pressure traverse yang sesuai. 6. Pilih garis gradien aliran yang sesuai sesuai dengan GLR f . Seringkali harga GLR f tidak terdapat pada pressure pada pressure traverse, traverse, sehingga perlu interpolasi. 7. Tentukan kedalaman ekivalen P ekivalen P wf wf pada kurva langkah 6. 8. Letakkan kertas transparan di atas kertas pressure traverse traverse yang dipilih dengan titik ( P wf D) tepat di atas P atas P wf wf , D) wf langkah 7. 9. Jiplak kurva pilihan di langkah 6 pada kertas transparan. 10. Tentukan gradien tekanan gas (G (G gi) dari Gambar 1, berdasarkan specific gravity gravity gas injeksi (" gi) dan tekanan injeksi gas P (P so). Perhatikan faktor koreksi pada Gambar 1. Manajemen Produksi Hulu
TEKNIK PRODUKSI JUDUL : SISTEM PENGANGKATAN BUATAN SUB JUDUL : Perencanaan dan Troubleshooting
NO : TP.03.06.1 Halaman Revisi/Thn
: 3 / 49 : 2/ Juli 2003
Gas Lift Kontinyu (Grafis/Analitis)
11. Plot P Plot P so di kedalaman 0 pada kertas transparan. 12. Hitung tekanan gas pada kedalaman X kedalaman X ft, ft, ( P P x) menurut persamaan : P x = P so + X G gi
(3)
13. Plot titik ( P P x , X ) 14. Hubungkan titik ( P P so ,O) ,O) dengan titik ( P P x ,X ) sampai memotong kurva langkah 9. 15. Titik injeksi ditentukan dengan menelusuri kurva pada langkah 9 ke atas dimulai dari titik potong langkah 14 sejarak 50 - 100 psi. Titik injeksi berkoordinat P (P ,D i i).
3. l.2. Penentuan jumlah Gas Injeksi 1. Plot titik ( P P wh 0) wh , 0) 2. Letakkan kertas transparan di atas pressure atas pressure traverse terpilih traverse terpilih sehingga ordinat berimpit. Geser sumbu datar pada kertas transparan keatas atau kebawah sampai diperoleh kurva pada pressure pada pressure traverse yang traverse yang melalui ( P P wh ,0) dan titik injeksi ( P P ,D wh ,0) i i). Bila perlu lakukan interpolasi kurva. 3. Jiplak kurva terpilih di langkah 2 dan catat GLR nya. GLR nya. (GLR (GLRt ). 4. Hitung jumlah gas injeksi, yaitu : q gi = q L (GLRt - GLR f ) )
(4)
5. Koreksi harga q gi pada temperatur titik injeksi adalah: a. Tentukan temperatur di titik injeksi: T poi = {T s + Gt D } i + 460
(5)
b. Hitung faktor koreksi menurut : C orr orr = 0.0544
" gi T poi
(6)
c. Volume gas injeksi terkoreksi sebesar q gi Corr = q gi 2Corr
3. l. 3. Menentukan Kedalaman Katup-Katup Sembur Buatan 1. Siapkan data dan grafik penunjang : a. Kertas transparan hasil 3.1.1 dan 3.1.2 b. Tekanan differential (3 P d d) c. Tekanan “ Kick-off ” ( P P ko ko) Manajemen Produksi Hulu
(7)
TEKNIK PRODUKSI JUDUL : SISTEM PENGANGKATAN BUATAN SUB JUDUL : Perencanaan dan Troubleshooting
NO : TP.03.06.1 Halaman Revisi/Thn
: 4 / 49 : 2/ Juli 2003
Gas Lift Kontinyu (Grafis/Analitis)
d. Gradien Statik Statik fluida dalam sumur (G (G s) e. Kesalahan korelasi pressure traverse terhadap pembuatan pressure traverse di traverse terhadap hasil pembuatan pressure lapangan setempat besarnya antara 10 – 20 %. 2. Hitung jarak katup maksimum di sekitar ti tik injeksi menurut persamaan:
3 Dv $
3 P d G s
(8)
3. Gambarkan garis perencanaan tekanan tubing “design “design tubing line” line” sebagai berikut: a. Hitung P Hitung P 1 = P wh wh + 0.20 P so P 2 = P wh 200 wh + 200
(9) (10)
b. Pilih harga terbesar dari P dari P 1 dan P dan P 2 misalkan P misalkan P 1 > P 2, maka pilih P pilih P 1. Plot ( P P 1, 1, 0) pada kertas transparan Hubungkan
titik ( P P 1, P ,D 1,0) dengan titik injeksi ( P i i). Garis ini disebut garis
perencanaan tekanan tubing. 4. Berdasarkan harga P ko Gravity gas injeksi tentukan gradient tekanan gas ko dan Specific Gravity dengan menggunakan Gambar l. 5. Plot titik ( P P ko ,0) pada kertas transparan dan buat garis gradien tekanan gas, mulai dari P dari P ko ko ,0) ko dengan menggunakan gradien tekanan gas yang diperoleh dari langkah 4. 6. Plot titik ( P P so ,0) ,0) pada kertas transparan. Mulai dari ( P so ,0) ,0) buat garis gradien tekanan yang sejajar dengan garis gradien tekanan pada langkah 5. 7. Dari titik ( P P wh ,0) buat garis gradien statik dalam sumur berdasarkan harga gradien statik wh ,0) yang diketahui. 8. Penentuan letak katup sembur buatan pertama : a. Perpanjang garis gradien statik dalam sumur sampai memotong garis gradien tekanan gas yang melewati titik ( P P ko ,0) langkah 5. ko ,0) b. Letak katup injeksi pertama ditentukan den gan menelusuri garis gradien statik di atas mulai dari titik potong langkah 8.a sejauh 50 psi. Titik katup injeksi pertama berkoordinat ( P P 1 ,D1). 9. Penentuan letak katup sembur buatan berikutnya : a. Buat garis horizontal ke kiri dan titik ( P P 1 ,D1) sampai memotong garis perencanaan tekanan tubing di langkah 3.
Manajemen Produksi Hulu
TEKNIK PRODUKSI JUDUL : SISTEM PENGANGKATAN BUATAN SUB JUDUL : Perencanaan dan Troubleshooting
NO : TP.03.06.1 Halaman Revisi/Thn
: 5 / 49 : 2/ Juli 2003
Gas Lift Kontinyu (Grafis/Analitis)
b. Dari perpotongan tersebut buat garis gradien tekanan statik yaitu garis yang sejajar dengan garis gradien statik di langkah 7. c. Perpanjang garis dari langkah 9.b sampai memotong garis gradien tekanan gas yang dibuat melalui titik ( P so ,0) d. Titik potong tersebut adalah letak katup berikut dengan koordinat (P 2 ,D2) e. Kembali ke langkah 9.a dan ulangi langkah kerja sampai 9.d untuk memperoleh letak katup-katup berikutnya. Pengulangan pekerjaan ini dihentikan setelah diperoleh letak katup sembur buatan yang lebih dalam dari titik injeksi (P 1 ,D1) 10. Penentuan letak katup di daerah “bracketing envelope”: a. Plot titik [( P so - 3 P d), 0 ] b. Dari titik tersebut, buat garis yang sejajar dengan garis gradien tekanan gas yang melalui ( P so ,0) dari langkah 6. c. Perpanjang garis tersebut sampai memotong kurva terpilih di butir 3.1.2 langkah 3 pada titik ( P be ,Y ). d. Hitung P aa = (l + BE) P be P bb = (1 - BE) P be
(11) (12)
BE = % Bracketing Envelope = 10 - 20 % e. Berdasarkan harga P wh hitung : P a = (1 + BE) P wh
(13)
P b = (1 - BE) P wh
(14)
f. Hubungkan titik ( P aa ,Y ) dengan titik( P a ,0). Titik potong antara garis ini dengan garis gradien gas dari langkah 10.f, adalah batas atas dari "bracketing envelope". g. Hubungkan titik ( P bb ,Y ) dengan titik ( P b ,0). Perpanjang garis ini sampai memotong garis gradien gas dari langkah 10.b.Titik potong ini adalah batas bawah dari “bracketing envelope”. h. Dari langkah 2 telah dihitung jarak maksimum antar katup gas lift (3 Dv). Berdasarkan harga ini, mulai dari batas atas bracketing-envelope katup-katup gas lift dapat dipasang sejarak 3 Dv sampai batas bawah bracketing envelope.
Manajemen Produksi Hulu
TEKNIK PRODUKSI JUDUL : SISTEM PENGANGKATAN BUATAN SUB JUDUL : Perencanaan dan Troubleshooting
NO : TP.03.06.1 Halaman Revisi/Thn
: 6 / 49 : 2/ Juli 2003
Gas Lift Kontinyu (Grafis/Analitis)
3.1.4.
Menentukan Ukuran Port dan Perencanaan Tekanan Buka Katup-Katup Sembur buatan. 1. Data penunjang seperti pada butir 3.1.3. 2. Di bagian kanan atas kertas transparan buat skala temperatur pada sumbu tekanan dan plot titik (T s ,0) dan (T D ,D). 3. Hubungkan titik (T s ,0) dan (T D ,D). 4. Pada setiap katup sembur buatan yang diperoleh dari butir 3.1.3, baca : - kedalaman katup ( Dv) - tekanan gas injeksi dalam selubung ( P vo) yaitu :
!
untuk katup pertama P vo1 dibaca dari garis gradien gas yang dibuat mulai dari ( P ko - 0) sesuai dengan Dv1.
!
untuk katup-katup berikutnya P vo2 dan seterusnya dibaca dari garis gradien gas yang dibuat dari ( P so ,0) sesuai dengan Dv2 dan seterusnya.
- tekanan tubing ( P T) dibaca dari garis perencanaan tekanan tubing butir 3.2 langkah 3.b. - temperatur (T v) Temperatur dibaca pada garis gradien temperatur pada langkah 3 berturut-turut T v1 T v2, dan seterusnya sesuai dengan masing-masing kedalaman katup Dv1 , Dv2 ....., dan seterusnya. 5. Tentukan ukuran port setiap katup sembur buatan dengan menggunakan Gambar 2. Cara penggunaan grafik tersebut adalah sebagai berikut : a. Mulai dan P vo buat garis tegak sampai memotong P t b. Dari titik potong ini, buat garis mendatar ke kiri. c. Pada sumbu q gi, plot q giCorr dan buat garis tegak ke bawah sampai memotong garis mendatar dari langkah 5.c d. Ukuran port yang dipilih adalah titik potong dari langkah 5.d. Apabila tidak tepat pada garis yang tersedia tentukan ukuran port berdasarkan garis yang terdekat. 6. Berdasarkan diameter luar tubing dan diameter dalam selubung pilih ukuran katup sembur buatan. Ukuran yang tersedia adalah 1 ½ inch dan l inch. 7. Berdasarkan ukuran port dan ukuran katup sembur buatan, tentukan harga R dan l-R untuk setiap katup, menurut persamaan :
Manajemen Produksi Hulu
TEKNIK PRODUKSI JUDUL : SISTEM PENGANGKATAN BUATAN SUB JUDUL : Perencanaan dan Troubleshooting
NO : TP.03.06.1 Halaman Revisi/Thn
: 7 / 49 : 2/ Juli 2003
Gas Lift Kontinyu (Grafis/Analitis)
R $
A p Ab
(15)
A p = luas port A p = ( 4 d 2 )/4. dimana d = ukuran port Ab = luas bellow. 2
Untuk katup ukuran 1”, Ab = 0.32 in
katup ukuran 1 ½ “, Ab = 0.77 in2 8. Untuk setiap katup, hitung tekanan dome ( P d ) pada kedalaman katup dengan menggunakan persamaan berikut : P d@ T = P vo (1 – R) + P T R
(16)
9. Hitung tekanan dome ( P d) untuk setiap katup pada kondisi bengkel (temperatur standard) menurut persamaan : P d@60 = C t P d @T
(17)
C t di tentukan dari Tabel 1 berdasarkan temperatur katup. 10.Hitung tekanan pembukaan katup sembur buatan di bengkel menurut persamaan
P Tro $
P d @ 60 1 # R
(18)
Catatan : Langkah kerja dari nomor 3 sampai dengan 9 dapat dilakukan secara tabulasi. Lihat contoh perhitungan.
Manajemen Produksi Hulu
TEKNIK PRODUKSI JUDUL : SISTEM PENGANGKATAN BUATAN SUB JUDUL : Perencanaan dan Troubleshooting
NO : TP.03.06.1 Halaman Revisi/Thn
: 8 / 49 : 2/ Juli 2003
Gas Lift Kontinyu (Grafis/Analitis)
4. DAFTAR FUSTAKA
1. Brown, K.E.: “The Technology of Artificial Lift Methods”, Volume 2A, Petroleum Publisning Company, Tulsa. 2. -----------------“Gas Lift Installation Design and Operation”. OTIS 3. Craft, B.C, Holden, W. R., Graves, E.D.: “Well Design Drilling and Production”, Prentice-Hall, Inc., Englewood Cliffs, New Jersey, 1962. 4. Frick, Thomas C., Taylor, William R.: "Petroleum Production Handbook", Volume I, SPE of AIME, Dallas, Texas.
5. DAFTAR
SIMBOL
Ab
=
luas permukaan bellow katup gas lift, inch2
A p
=
luas permukaan piston katup gas lift, inch
BE
=
persen bracketing envelove, %
C orr
=
faktor koreksi volume gas terhadap temperatur.
C t
=
perbandingan tekanan dome katup gas lift pada temperatur di permukaan dan
2
temperatur di kedalaman katup. D
=
kedalaman sumur, ft
Dv
=
kedalaman katup gas lift, ft
G gi
=
gradien gas injeksi, psi/ft
G s
=
gradien statik cairan dalam sumur, psi/ft
G g
=
gradien gas sendiri, psi/ft
GT
=
gradien geothermal °F/ft
GLR f =
perbandingan gas dan cairan dari lapisan, SCF/STB
GLRt =
perbandingan gas dan cairan total, SCF/STB
Gt
=
gradien geothermal, °F/ft
KA
=
kadar air, fraksi.
Pd CT =
tekanan dome gas lift pada temperatur kedalaman, psi.
P ko
=
tekanan "kick off ", psi.
PI
=
Indeks Produktivitas, STB/hari/psi.
P so
=
tekanan operasi di permukaan, psi.
Manajemen Produksi Hulu
TEKNIK PRODUKSI JUDUL : SISTEM PENGANGKATAN BUATAN SUB JUDUL : Perencanaan dan Troubleshooting
NO : TP.03.06.1 Halaman Revisi/Thn
Gas Lift Kontinyu (Grafis/Analitis)
P vo
=
tekanan buka katup gas lift, psi.
P s
=
tekanan statik, psi.
P T
=
tekanan dalam tubing pada kedalaman katup, psi.
P Tro
=
tekanan buka katup gas lift., psi
T D
=
temperatur di dasar sumur, °F
T poi
=
temperatur di titik injeksi, °F
T s
=
temperatur di permukaan, °F
T v
=
temperatur di katup gas lift, °F
q g
=
laju alir gas, SCF/hari
q L
=
laju alir cairan, STB/hari
qT
=
laju alir total, STB/hari
" w
=
specific gravity air
" g
=
specific gravity gas dari reservoir
" gi
=
specific gravity gas yang diinjeksikan
3 Dv
=
perbedaan kedalaman katup gas lift minimum, di sekitar titik injeksi.
3 P d
=
tekanan “differential ”.
Manajemen Produksi Hulu
: 9 / 49 : 2/ Juli 2003
TEKNIK PRODUKSI JUDUL : SISTEM PENGANGKATAN BUATAN SUB JUDUL : Perencanaan dan Troubleshooting
NO : TP.03.06.1 Halaman Revisi/Thn
: 10 / 49 : 2/ Juli 2003
Gas Lift Kontinyu (Grafis/Analitis)
6. LAMPIRAN
6.1 LATAR BELAKANG Gambar 3 menunjukkan instalasi sembur buatan kontinyu, yang dilengkapi dengan 6 buah katup sembur buatan. Sesuai dengan fungsinya katup-katup gas lift ini terdiri dari : 1. katup unloading , yang berfungsi sebagai jalan masuk gas dari annulus ke tubing, untuk mendorong cairan yang semula digunakan untuk mematikan sumur. 2. katup operasi, yang berfungsi sebagai jalan masuk gas dari annulus ke tubing, untuk mendorong fluida reservoir ke permukaan. 3. katup tambahan, yang berfungsi sebagai katup operasi apabila tekanan statik menurun.
Pada tahap pertama, injeksi gas akan mengaktifkan katup-katup unloading sehingga cairan untuk mematikan sumur terangkat ke permukaan, dan permukaan cairan dalam annulus akan turun.
Pada tahap berikutnya, setelah semua katup unloading secara bergantian bekerja, permukaan cairan dalam annulus akan mencapai katup operasi. Katup operasi ini akan terbuka selama injeksi, dan gas injeksi akan masuk kedalam tubing secara kontinyu. Hal ini dapat terjadi, apabila tekanan injeksi gas (dalam annulus) lebih besar dari tekanan aliran dalam tubing. Oleh karena itu, letak katup operasi ditempatkan pada suatu kedalaman, sehingga tekanan aliran dalam tubing lebih kecil dari tekanan injeksi gas di annulus. Penempatan katup operasi ini ditentukan dari titik keseimbangan (yaitu titik dimana tekanan aliran dalam tubing sama dengan tekanan injeksi gas di annulus), setelah dikurangi dengan tekanan differential sebesar 100 psi.
Dengan masuknya gas injeksi melalui katup operasi, maka perbandingan gas cairan di atas titik injeksi akan lebih besar dari pada perbandingan gas cairan di bawah titik injeksi. Perbandingan gas minyak yang besar memberikan gradien aliran yang lebih kecil, sehingga kurva gradien alirannya menjadi lebih curam, dibandingkan dengan kurva gradien aliran di bawah titik injeksi.
Diagram tekanan-kedalaman seperti pada Gambar 4, memberikan gambaran yang lebih jelas tentang sembur buatan kontinyu, dan merupakan dasar perencanaan, umumnya perencanaan sembur buatan kontinyu bertolak dari laju produksi yang diinginkan. Apabila Indeks Produktivitas dan tekanan statik terbaru diketahui, maka tekanan alir dasar sumur yang sesuai dengan laju produksi yang diinjeksikan Manajemen Produksi Hulu
TEKNIK PRODUKSI JUDUL : SISTEM PENGANGKATAN BUATAN SUB JUDUL : Perencanaan dan Troubleshooting
NO : TP.03.06.1 Halaman Revisi/Thn
: 11 / 49 : 2/ Juli 2003
Gas Lift Kontinyu (Grafis/Analitis)
dapat dihitung. Apabila perbandingan gas-cairan dari formasi diketahui, maka kurva gradien tekanan aliran mulai dari dasar sumur dapat digambarkan. Berdasarkan tekanan injeksi gas yang tersedia, garis gradien gas dalam annulus dapat digambarkan dan titik keseimbangan antara tekanan gas dalam annulus dengan tekanan alir dalam tubing dapat ditentukan.
Kemudian letak katup operasi dapat pula ditentukan pada kedalaman yang mempunyai tekanan alir dalam tubing 100 psi lebih kecil dari tekanan injeksi gas. Apabila tekanan alir di kepala sumur tertentu, maka perlu diinjeksikan sejumlah tertentu gas, sehingga memberikan perbandingan gascairan titik injeksi yang tepat dan menghasilkan gradien aliran di atas titik injeksi yang diinginkan. Gradien aliran ini harus menghasilkan penurunan tekanan sedemikian rupa sehingga tekanan aliran di permukaan sama dengan tekanan kepala sumur. Berdasarkan perbandingan gas-cairan yang diperoleh tersebut serta GLR f, maka jumlah gas yang diinjeksikan dapat dihitung.
Pada keadaan sebenarnya, pressure traverse yang digunakan tidak selalu tepat dengan hasil pengukuran gradien aliran dalam sumur. Kesalahan dapat berkisar antara 10 – 20 %. Dengan demikian akan terjadi pula kesalahan dalam menempatkan katup operasi.Untuk mengatasi kesalahan ini, perlu ditambah katup-katup pada selang di atas dan di bawah katup operasi, selang ini disebut Bracketing Envelope.
6.2 ANALISA KERUSAKAN 6.2.1 INTERPRETASI GRAFIK SEMBUR BUATAN KONTINU Pada instalasi sumur sembur buatan kontinu sebaiknya pengukur tekanan untuk 2-pen (atau pada 4 pen) dibuat dari pabrik atau jenis yang sama baik untuk tekanan kepala sumur ataupun tekanan injeksi gasnya. Biasanya kelebihan injeksi gas menjadi persoalan yang kalau dikoreksi bisa menaikkan effisiensi atau menaikkan laju produksinya. Suatu perubahan pada tekanan yang diukur baik besarnya ataupun cara berubahnya dapat memberikan tanda adanya perubahan di sistimnya. Kenaikan tekanan kepala sumur menunjukkan meningkatnya hambatan di hilir (penjepit, parafin, scale, tekanan di pipa salur di permukaan, manifold ataupun di separator).
Penurunan tekanan injeksi gas menunjukkan penurunan tekanan di pipa injeksi suplai gas atau volumenya, kebocoran di pipa dan perubahan di fasilitas produksi. Perubahan tekanan produksi Manajemen Produksi Hulu
TEKNIK PRODUKSI JUDUL : SISTEM PENGANGKATAN BUATAN SUB JUDUL : Perencanaan dan Troubleshooting
NO : TP.03.06.1 Halaman Revisi/Thn
: 12 / 49 : 2/ Juli 2003
Gas Lift Kontinyu (Grafis/Analitis)
juga menunjukkan berubahnya kedalaman titik injeksi, atau berubahnya kadar air atau permasalahan kepasiran. Permasalahan lain yang dapat diketahui adalah kebocoran di katup atau tubing, atau pemakaian gas yang berlebihan maupun penurunan produksi. Gambar 2 sampai dengan Gambar 21 memberikan skematis mengenai contoh-contoh problem pada sembur buatan kontinu.
Beberapa hal yang bisa dilihat dari 2-pen recoder (atau 4-pen) adalah: 1. Tekanan kepala sumur terlalu besar 2. Adanya paraffin/scale di pipa permukaan 3. Hambatan di silang sembur 4. Gas membeku ( freezing ) di titik hambatan 5. Hambatan di pipa Injeksi 6. Selisih tekanan kepala sumur tak cukup t erhadap tekanan injeksi dan 7. Pengerjaan injeksi gas yang tidak cukup baik.
Analisa pada sumur pengangkatan buatan kontinu yang lain adalah pengukuran gas yang diinjeksikan, temperatur permukaan, pandangan mata atas apa yang terlihat di permukaan, pengukuran air dan minyak, serta survai tekanan atau temperatur dalam pipa sembur dan penentuan aras cairan di pipa sembur.
GAMBAR 2 ALIRAN KONTINU
Manajemen Produksi Hulu
TEKNIK PRODUKSI JUDUL : SISTEM PENGANGKATAN BUATAN SUB JUDUL : Perencanaan dan Troubleshooting
NO : TP.03.06.1 Halaman Revisi/Thn
: 13 / 49 : 2/ Juli 2003
Gas Lift Kontinyu (Grafis/Analitis)
Laju produksi besar, kinerja sempurna, terlihat dari ratanya pembacaan dan rendahnya tekanan kepala sumur.Harga tekanan injeksi dan tekanan sumur seperti yang diharapkan.
GAMBAR 3
Pada sumur ini gelombang pada harga tekanan menunjukkan katup agak throttling (membuka-menutup dengan cepat) produksi besar. Katup mempunyai port (lubang) yang besar dan input gas tergantung jepitan dipermukaan. Untuk menghindarkan hal ini bisa digunakan positive choke di katupnya dan dengan menaikkan tekanan injeksi sedikit.
GAMBAR 4
Manajemen Produksi Hulu
TEKNIK PRODUKSI JUDUL : SISTEM PENGANGKATAN BUATAN SUB JUDUL : Perencanaan dan Troubleshooting
NO : TP.03.06.1 Halaman Revisi/Thn
: 14 / 49 : 2/ Juli 2003
Gas Lift Kontinyu (Grafis/Analitis)
Katup throttling dengan cepat Antara jam 3.00 - 7.00 karena tekanan injeksi mendekati harga tekanan menutup katup operasinya. Throttling menjadi lebih parah mulai sekitar pukul 7.00 karena ketidak teraturan dan penurunan tekanan injeksi.
Manajemen Produksi Hulu
TEKNIK PRODUKSI JUDUL : SISTEM PENGANGKATAN BUATAN SUB JUDUL : Perencanaan dan Troubleshooting
NO : TP.03.06.1 Halaman Revisi/Thn
: 15 / 49 : 2/ Juli 2003
Gas Lift Kontinyu (Grafis/Analitis)
GAMBAR 5
Grafik menunjukkan efek tekanan balik di pipa sembur dalam sumur dan kinerja sumur yang mengalami interferensi periodik pada tekanan injeksi dari sumur intermittent di dekatnya. Keadaan ini dapat diperbaiki dengan: 1. Menaikkan efisiensi sumur intermittent di dekatnya agar gas injeksinya berkurang 2. Menaikkan suplai tekanan injeksi 3. Menaikkan kapasitas storage (penyimpanan) gas di sistem injeksi 4. Mendesain kembali katup-katup agar dapat bekerja pada tek anan lebih rendah.
Manajemen Produksi Hulu
TEKNIK PRODUKSI JUDUL : SISTEM PENGANGKATAN BUATAN SUB JUDUL : Perencanaan dan Troubleshooting
NO : TP.03.06.1 Halaman Revisi/Thn
: 16 / 49 : 2/ Juli 2003
Gas Lift Kontinyu (Grafis/Analitis)
GAMBAR 6
Pipa sembur bocor.retak, gas kadang-kadang mengalir melalui retakan tsb. Dalam hal ini grafik diatas dibuat dengan pemasangan katup injeksi yang kecil. Pada saat pipa sembur di tarik keatas, temyata beberapa lubang karat terjadi di beberapa tempat di pipa tsb pada kedalaman 4000 kaki, dimana pipa sembur retak. Grafik diatas menunjukkan bahwa sumur bekerja melalui lubang di pipa sembur dan kadang- kadang saja (berselang sekitar 1-1/2 jam) gas melalui retakan tsb. Hal ini terlihat dari penurunan mendadak tekanan injeksi yang mengakibatkan produksi berhenti sesaat sampai tekanan casing naik kembali.
Manajemen Produksi Hulu
TEKNIK PRODUKSI JUDUL : SISTEM PENGANGKATAN BUATAN SUB JUDUL : Perencanaan dan Troubleshooting
NO : TP.03.06.1 Halaman Revisi/Thn
: 17 / 49 : 2/ Juli 2003
Gas Lift Kontinyu (Grafis/Analitis)
GAMBAR 7
Problem
: Tidak ada.
Tindakan
: Tidak perlu.
Jenis sumur
: Tekanan tinggi, produktif
Keterangan
: Kinerja yang baik terlihat dari tekanan kepala sumur yang cukup rendah (120 psi.), tekanan injeksi normal (400 psi) dan ti dak adanya fluktuasi. Sumur berproduksi sekitar 900 bbl dari 500 meter dengan input GLR 90 cuft/bbl.
Manajemen Produksi Hulu
TEKNIK PRODUKSI JUDUL : SISTEM PENGANGKATAN BUATAN SUB JUDUL : Perencanaan dan Troubleshooting
NO : TP.03.06.1 Halaman Revisi/Thn
: 18 / 49 : 2/ Juli 2003
Gas Lift Kontinyu (Grafis/Analitis)
GAMBAR 8
Problem
: Tidak ada.
Tindakan
: Tidak perlu.
Jenis Sumur
: Tekanan besar, produktivitas besar
Keterangan
: Grafik menunjukkan kinerja sembur buatan kontinu yang baik, dengan menggunakan katup-katup intermittent , terlihat dari: 1. Tekanan injeksi dan produksi konstan 2. Tekanan produksi rendah (50 psi) 3. Laju produksi besar (1000 b/d) 4. GLR injeksi rendah, 120 cuft/bbl. Gas injeksi diatur oleh tekanan katup di pipa injeksi.
Manajemen Produksi Hulu
TEKNIK PRODUKSI JUDUL : SISTEM PENGANGKATAN BUATAN SUB JUDUL : Perencanaan dan Troubleshooting
NO : TP.03.06.1 Halaman Revisi/Thn
: 19 / 49 : 2/ Juli 2003
Gas Lift Kontinyu (Grafis/Analitis)
GAMBAR 9
Problem
: Tidak ada. Tindakan: Tidak perlu.
Jenis sumur
: Tekanan besar dan produktivitas tinggi. Keterangan: Kinerja kontinu yang baik ternyata dari test sumur dan grafik.Tekanan kepala sumur relatif rendah (80 -120 psi) dan cukup uniform.
Variasi pada tekanan kepala sumur dapat diakibatkan o leh: 1. Variasi komposisi fluida sumumya (gas,minyak, air dan emulsi) 2. Throttling katup mengakibatkan surging di gas 3. Vibrasi alat permukaan seperti jepitan 4. Interferensi dari sumur sekitar Dalam hal ini adanya fluktuasi kecil ditekanan injeksi menunjukkan bahwa penyebab ke-2 , throttling . Sumur berproduksi 600 bpd dari 2000 ft deng an input GLR 230 cuft/bbl. Manajemen Produksi Hulu
TEKNIK PRODUKSI JUDUL : SISTEM PENGANGKATAN BUATAN SUB JUDUL : Perencanaan dan Troubleshooting
NO : TP.03.06.1 Halaman Revisi/Thn
: 20 / 49 : 2/ Juli 2003
Gas Lift Kontinyu (Grafis/Analitis)
GAMBAR 10
Problem
: Tidak ada.
Tindakan
: Tidak perlu.
Jenis sumur
: Tekanan besar dan produktivitas tinggi.
Keterangan
: Kinerja kontinu yang baik temyata dari test sumur dan grafik. Tekanan kepala sumur relative rendah(130 psi) dengan laju produksi 900 bbl fluida pada input 50 cuft/bbl. Gelombang tekanan mungkin diakibatkan oleh kadang-kadang pada aliran gas di katup mendekati aliran kritis mengakibatkan throttling . Hal ini tidak menyebabkan kehilangan produksi. Pada sumur disini digunakan katup intermittent dengan port besar.
Manajemen Produksi Hulu
TEKNIK PRODUKSI JUDUL : SISTEM PENGANGKATAN BUATAN SUB JUDUL : Perencanaan dan Troubleshooting
NO : TP.03.06.1 Halaman Revisi/Thn
: 21 / 49 : 2/ Juli 2003
Gas Lift Kontinyu (Grafis/Analitis)
GAMBAR 11
Problem
: Throttling di katup kerja.
Tindakan
: Biarkan atau naikkan tekanan injeksi sedikit
Jenis sumur
: Bertekanan tinggi, produktivitas tinggi
Keterangan
: Kinerja sumur sembur buatan kontinu yang baik dengan Problem katup mengalami sedikit throttling . Pada Problem disini dan pada gambar sebelumnya (gambar 10) throttling dapat dihilangkan dengan menaikkan sedikit tekanan casing walaupun input GLR akan naik.Throttling kalau dibiarkan dalam waktu lama dapat mcnyebabkan keausan pada kedudukan penutup katup.
Manajemen Produksi Hulu
TEKNIK PRODUKSI JUDUL : SISTEM PENGANGKATAN BUATAN SUB JUDUL : Perencanaan dan Troubleshooting
NO : TP.03.06.1 Halaman Revisi/Thn
: 22 / 49 : 2/ Juli 2003
Gas Lift Kontinyu (Grafis/Analitis)
GAMBAR 12
Problem
: Throttling pada Katup Kerja
Tindakan
: Naikkan tekanan injeksi sedikit
Jenis sumur
: Tekanan tinggi, produktivitas tinggi.
Keterangan
: Penurunan sedikit pada tekanan injeksi menyebabkan penurunan tekanan sepanjang katup menjadi kritis yang menyebabkan katup tertutup-terbuka sehingga terjadi throttling . Effek ini akan menjadi-jadi dengan penggunaan jepitan produksi untuk menahan laju aliran. Menaikkan sedikit tekanan i njeksi akan menghilangkan effek ini.
Manajemen Produksi Hulu
TEKNIK PRODUKSI JUDUL : SISTEM PENGANGKATAN BUATAN SUB JUDUL : Perencanaan dan Troubleshooting
NO : TP.03.06.1 Halaman Revisi/Thn
: 23 / 49 : 2/ Juli 2003
Gas Lift Kontinyu (Grafis/Analitis)
GAMBAR 13
Problem
: Throttling pada Katup Pressure Operated
Tindakan
: Naikkan tekanan injeksi sedikit.
Jenis sumur : Tekanan tinggi, produktivitas besar. Keterangan : Periodik throttling pada katup kerja karena adanya sedikit variasi pada tekanan injeksi. Untuk keterangan lebih lanjut lihat keterangan pada Gambar 14. Periodethrottling mengikuti sedikit penurunan tekanan injeksi seperti t erlihat pada gambar diatas.
Manajemen Produksi Hulu
TEKNIK PRODUKSI JUDUL : SISTEM PENGANGKATAN BUATAN SUB JUDUL : Perencanaan dan Troubleshooting
NO : TP.03.06.1 Halaman Revisi/Thn
: 24 / 49 : 2/ Juli 2003
Gas Lift Kontinyu (Grafis/Analitis)
GAMBAR 14
Problem
: Pipa sembur disumur bocor, sumur berproduksi gas saja, salah disain.
Tindakan
: Angkat pipa sembur, ganti alatnya dan disain kembali.
Jenis sumur
: Tekanan tinggi, produktivitas besar.
Keterangan
: Ketika pipa sembur ditarik, terlihat beberapa lubang dan rekah disekitar 4200 kaki, karena berkarat. Suatu jepitan injeksi 1/8" dipergunakan untuk mendapat grafik diatas agar sumur dapat mengalir kontinu dengan katup-katup intermittent . Walaupun produksi yang didapat besar tetapi grafik agak tidak normal karena aliran gas menerobos melalui rekah di pipa sembur pada interval sekitar 1-1/2 jam sekali. Bila gas menerobos maka tekanan injeksi turun dan mengakibatkan berhentinya injeksi gas dan naiknya cairan di pipa produksi selama 30 menit selama tekanan injeksi rendah. Dengan naiknya tekanan injeksi, maka aliran keatas terjadi karena gas masuk lagi melalui rekahan dan proses unloading dimulai kembali. Workover pada sumur ini untuk memperbaiki pipa sembur perlu dilakukan dengan program pengendalian karat agar tidak sampai membuat karat di tubing sehingga akan berbahaya.
Manajemen Produksi Hulu
TEKNIK PRODUKSI JUDUL : SISTEM PENGANGKATAN BUATAN SUB JUDUL : Perencanaan dan Troubleshooting
NO : TP.03.06.1 Halaman Revisi/Thn
: 25 / 49 : 2/ Juli 2003
Gas Lift Kontinyu (Grafis/Analitis)
GAMBAR 15
Problem
: Interferensi dari sumur intermittent didekatnya.
Tindakan
: Semua interferensi mengakibatkan problem. Kalau problemnya berat, maka: 1. Pasang instalasi ruang besar di suplai gas (sumur yang tidak dipakai lagi bisa digunakan untuk maksud ini) 2. Pasang jepitan pada sumur yang menyebabkan gangguan 3. 3. Kalau mungkin naikkan sedikit tekanan injeksi 4. Ganti katup dan disainlah dengan tekanan kerja lebih kecil. 5. Naikkan effisiensi sumur lain kalau bisa.
Jenis sumur : Tekanan besar, produktivitas besar. Keterangan : Interferensi pada grafik diatas disebabkan oleh sumur intermittent dekat sumur ini yang beroperasai pada tekanan sedikit dibawah tekanan suplai gas sistim. Jadi setiapcontroller terbuka pada sumur intermittent tsb, maka terjadi surge gas masuk kesumur tsb dan sistim akan berkurang tekanannya seperti yang terlihat diharga tekanan i njeksi. Kalau keadaan ini lebih parah, maka mungkin terjadi aliran balik melaluiregulator atau bila katup hambat Manajemen Produksi Hulu
TEKNIK PRODUKSI JUDUL : SISTEM PENGANGKATAN BUATAN SUB JUDUL : Perencanaan dan Troubleshooting
NO : TP.03.06.1 Halaman Revisi/Thn
: 26 / 49 : 2/ Juli 2003
Gas Lift Kontinyu (Grafis/Analitis)
baliknya gagal, yang akan mengganggu operasi. Grafik diatas menunjukkan kinerja sembur buatan kontinu yang baik alirannya, tekanan kepala sumur 170 - 190 psi agak tinggi dan fluktuasi menunjukkan throttling di katup operasinya atau getaran pada pipa salur di permukaan sementara produksi 800 b/d fluida dengan input 200 cuft/bbl.
Manajemen Produksi Hulu
TEKNIK PRODUKSI JUDUL : SISTEM PENGANGKATAN BUATAN SUB JUDUL : Perencanaan dan Troubleshooting
NO : TP.03.06.1 Halaman Revisi/Thn
: 27 / 49 : 2/ Juli 2003
Gas Lift Kontinyu (Grafis/Analitis)
GAMBAR 16
Problem
: Interferensi dan sumur lain
Tindakan
: Hilangkan suir.ber interferensi atau kurangi effeknya. Jenis sumur: Tekanan besar, produktivitas tinggi.
Keterangan
: Interferensi disebabkan oleh sumur sembur buatan intermittent didekatnya yang bekerja dengan tekanan sistim sangat rendah. Akibatnya setiap controller sumur tsb membuka maka tekanan sistim berkurang jauh di bawah tekanan y ang perlu untuk injeksi disumur ini. Kalau keadaan ini lebih parah, maka mungkin terjadi aliran balik melalui regulator atau bila katup hambat baliknya gaga!, akan mengganggu operasi dan pengukuran gas tidak benar. Tekanan injeksi yang rendah j uga menyebabkan gas yang lewat katup berkurang dan sumur akan mengalami pemasukan fluida sumur (loading ) sehingga controller tertutup kembali(di sumur intermittent didekatnya tsb) gas masuk lagi ke sumur dan menyebabkan mulainya injeksi gas bercampur dengan minyak kembali. Ini semua mengakibatkan GLR yang tidak tetap selama produksi sumur ini sehingga effisiensinya kacau. Tindakan sama dengan pada Gambar 15.
Manajemen Produksi Hulu
TEKNIK PRODUKSI JUDUL : SISTEM PENGANGKATAN BUATAN SUB JUDUL : Perencanaan dan Troubleshooting
NO : TP.03.06.1 Halaman Revisi/Thn
: 28 / 49 : 2/ Juli 2003
Gas Lift Kontinyu (Grafis/Analitis)
GAMBAR 17
Problem
: Tekanan balik pada kepala sumur terlalu tinggi dan ada interferensi
Tindakan
: Hilangkan penyebabnya
Jenis sumur : Tekanan tinggi, produktivitas besar. Keterangan : Tekanan balik yang tinggi dapat disebabkan oleh tekananmanifold atau separator yang memang tinggi, pipa tersumbat scale dll atau jepitan produksi yang terlampau kecil. Pada sumur ini jepitanlah yang menyebabkan problem ini. Produksi y ang tadinya 430 b/d dengan input GLR 450 cuft/bbl dapat dinaikkan ke 500 b/d dengan input hanya 250 cuft/bbl.
Manajemen Produksi Hulu
TEKNIK PRODUKSI JUDUL : SISTEM PENGANGKATAN BUATAN SUB JUDUL : Perencanaan dan Troubleshooting
NO : TP.03.06.1 Halaman Revisi/Thn
: 29 / 49 : 2/ Juli 2003
Gas Lift Kontinyu (Grafis/Analitis)
GAMBAR 18
Problem
: 1.Tekanan balik tinggi, 2.Salah disain, 3.Controller bocor
Tindakan
: l.Hilangkan penyebab, 2.Disain lagi, 3.Perbaikicontroller
Jenis sumur : Tekanan tinggi, produktivitas besar Keterangan : 1.Tekanan tinggi pada sumur ini disebabkan oleh jepitan terlalu kecil terlihat dari runcingnya kenaikan tekanan kepala sumur. 2.Kesalahan disain karena penggunaan katup jenis intermittent pada sembur buatan kontinu. 3.Kedudukan controller bocor terlihat dari kenaikan tekanan injeksi secara periodik.
Manajemen Produksi Hulu
TEKNIK PRODUKSI JUDUL : SISTEM PENGANGKATAN BUATAN SUB JUDUL : Perencanaan dan Troubleshooting
NO : TP.03.06.1 Halaman Revisi/Thn
: 30 / 49 : 2/ Juli 2003
Gas Lift Kontinyu (Grafis/Analitis)
GAMBAR 19
Problem
: Tekanan kepala sumur naik-turun secara agak perodik 100-270 psi walaupun laju produksi cukup besar.
Tindakan
: Biarkan
Jenis sumur : Tekanan tinggi, produktivitas besar. Keterangan : Sumur ini sebenarnya sumur yang kadang-kadang bisa mengalir sendiri, lalu mati. Sumur ini berada dibatas antara sembur alam dan sembur buatan. Sedikit bantuan injeksi gas dapat menyebabkan sumur mengalir kembali.
Manajemen Produksi Hulu
TEKNIK PRODUKSI JUDUL : SISTEM PENGANGKATAN BUATAN SUB JUDUL : Perencanaan dan Troubleshooting
NO : TP.03.06.1 Halaman Revisi/Thn
: 31 / 49 : 2/ Juli 2003
Gas Lift Kontinyu (Grafis/Analitis)
GAMBAR 20
Problem
: Sumur tetap mengalir, controller bocor sedikit.
Tindakan
: Perbaiki controller .
Jenis sumur
: Tekanan tinggi, produktivitas besar.
Keterangan
: Bocor pada controller nya menyebabkan katup dibawah membuka-menutup karena tekanan menutupnya dekat dengan tekanan kerja. Aliran s umur tetap bisa terjadi karena adanya sedikit gas saja telah cukup untuk membantu terjadinya aliran ini.
Manajemen Produksi Hulu
TEKNIK PRODUKSI JUDUL : SISTEM PENGANGKATAN BUATAN SUB JUDUL : Perencanaan dan Troubleshooting
NO : TP.03.06.1 Halaman Revisi/Thn
: 32 / 49 : 2/ Juli 2003
Gas Lift Kontinyu (Grafis/Analitis)
GAMBAR 21
Problem
: Sembur buatan dengan GLR formasi tinggi menggunakan " purger "
Tindakan
: Biarkan atau ganti sistim pengangkatan buatannya.
Jenis sumur : Tekanan cukup dan produktivitas cukup. Keterangan : Purger (6/64"x31/64") dipakai dengan menggunakan jepitan yang terbuka pada 250 psi dan tertutup pada 300 psi. Jepitan ini memberikan gas secara periodik dan akan memberi waktu agar pipa sembur dapat terisi kembali oleh formasi. Sumur ini sebenarnya intermittent dan hanya berproduksi 30 b/d dengan GLR 2700 cuft/bbl.
Manajemen Produksi Hulu
TEKNIK PRODUKSI JUDUL : SISTEM PENGANGKATAN BUATAN SUB JUDUL : Perencanaan dan Troubleshooting
NO : TP.03.06.1 Halaman Revisi/Thn
: 33 / 49 : 2/ Juli 2003
Gas Lift Kontinyu (Grafis/Analitis)
6.3 PENENTUAN SPASI VALVE SECALA ANALITIS Untuk menghitung instalasi valve secara analitis, dapat menggunakan persamaan berikut. Valve (1): Dv1 $
5 pko # 506 # p wh G s
dimana: Dv1 = kedalaman valve pertama dihitung dari permukaan, ft pko = tekanan kick off , psig pwh = tekanan di kepala sumur, psig G s = gradient tekanan fluida yang akan di unload , psi/ft
Pada waktu sumur pertama kali di lakukan unloading ke atmosfir, maka tekanan pwh adalah 0. Jika kedalaman permukaan fluida lebih rendah dari valve (1), maka valve (1) dipasang pada pada kedalaman fluida tersebut.
Perhatian khusus harus dilakukan pada tekanan yang dipakai dalam penentuan spasi valve (seperti pada metoda grafis). Jika menggunakan balanced valve maka digunakan 25 psi (beda tekanan valve), dimulai dengan valve (1) dengan seting tekanan operasi permukaan adalah tekanan kick off dikurangi 50 psi. Jika valve unbalanced digunakan, spasi valve (1) akan sama seperti biasa dan valve selanjutnya dilakukan dengan tekanan operasi tetap atau menggunakan tekanan drop 10 psi tiapvalve tergantung setting valve yang digunakan.
Secara umum, solusi analitis mengabaikan berat dari kolom gas. Karena keberadaan data yang kurang bagus, sehingga faktor ini dijadikan sebagai faktor keamanan supaya spasi valve tidak terlalu jauh. Valve (2): Dv 2 $ Dv1 1
p so1 # Gu 5 Dv1 6 # p wh 0.5
dimana p so1 = tekanan operasi di permukaan untuk valve (1) p so = tekanan normal gas untuk mengangkatan fluida, psi Manajemen Produksi Hulu
TEKNIK PRODUKSI JUDUL : SISTEM PENGANGKATAN BUATAN SUB JUDUL : Perencanaan dan Troubleshooting
NO : TP.03.06.1 Halaman Revisi/Thn
Gas Lift Kontinyu (Grafis/Analitis)
p so2 = p so – 75 p so3 = p so – 100 p so4 = p so – 125 dan seterusnya Gu = gradient tekanan fluida yang akan di unloading , psi/ft Valve selanjutnya:
Dv 3 $ Dv 2 1 Dv 4 $ Dv3 1
p so 2 # Gu 5 Dv 2 6 # p wh 0.5 p so3 # Gu 5 Dv 3 6 # p wh 0.5
dan seterusnya
6.4 CONTOH SOAL 6.4.1 Soal dikutip dari : “The Technology of Artificial Lift Methods” - Volume 2A Kermit E, Brown. Diketahui: Kedalaman sumur
= 6000 ft
Laju produksi yang diinginkan
= 1000 STB/h
Kadar air
=0
Ukuran tubing
= 2 3/8” OD.
Tekanan kepala tubing
= 100 psi
Tekanan statik
= 2650 psi
Indeks Produkstivitas
= 2 (dianggap konstan)
Perbandingan gas-minyak dari formasi = 200 SCF/STB Specific gravity gas yang diinjeksikan = 0.70 Tekanan “kick-off”
= 1000 psi
Tekanan operasi
= 900 psi
% Bracketing Envelope
= 10 %
API gravity
= 40°
Temperatur dasar sumur
= 200 °F
Temperatur di permukaan
= 120 °F
Manajemen Produksi Hulu
: 34 / 49 : 2/ Juli 2003
TEKNIK PRODUKSI JUDUL : SISTEM PENGANGKATAN BUATAN SUB JUDUL : Perencanaan dan Troubleshooting
NO : TP.03.06.1 Halaman Revisi/Thn
: 35 / 49 : 2/ Juli 2003
Gas Lift Kontinyu (Grafis/Analitis)
Langkah kerja : a. Penentuan Titik Injeksi 1. Buat sumbu kartesian pada kertas transparan (lihat Gambar 5) yang sesuai dengan skala pressure traverse pada Gambar 6. 2. Anggap aliran satu fasa ; untuk q L = 1000 STB/hari maka
P wf $ 2650 #
1000 2
$ 1250 psi
3. Tarik garis datar pada kedalaman 8000 ft 4. Plot titik (2150, 8000) 5. Gambar 6 adalah pressure traverse yang sesuai dengan kondisi yang diminta, yaitu q L = 1000 STB/hari, kadar air = 0 dan d t = 2”. 6. Pilih garis gradien aliran untuk GLR = 200 SCF/STB, sesuai dengan GLR dari formasi. 7. Tentukan kedalaman ekivalen P wf = 2150 psi, Lihat Gambar 6. 8. Tempatkan titik (2150, 8000) di kertas transparan di atas titik kedalaman ekivalen Pwf = 2150 psi. 9. Jiplak kurva gradien aliran pada GLR = 200 SCF/STB. 10. Untuk " gi = 0.70 dan P so = 900 psi, gunakan Gambar l untuk menentukan gradien tekanan gas, darimana diperoleh harga 23.6 psi/1000 ft.
*
Temperatur rata # rata $
120 1 200 2
0 /
100 1 )70 1 .1.6 2
1 460 $ 620 R $ o
(
8000 - '
+&
100 , %
2
1 460 $ 609 o R
ini
memotong
kurva
gradien aliran di titik. (1010, 5000). 14. Telusuri garis gradien terdekat pada kedalaman 4800 ft. Koordinat titik injeksi adalah (920, 4800).
Manajemen Produksi Hulu
TEKNIK PRODUKSI JUDUL : SISTEM PENGANGKATAN BUATAN SUB JUDUL : Perencanaan dan Troubleshooting
NO : TP.03.06.1 Halaman Revisi/Thn
: 36 / 49 : 2/ Juli 2003
Gas Lift Kontinyu (Grafis/Analitis)
b. Penentuan jumlah Gas injeksi 1. Plot titik (100,0), di mana P wh = 100 psi 2. Dengan menggeser kertas transparan ke atas / ke bawah diperoleh garis gradien aliran dengan GLR = 600 SCF/STB, yang melalui titik-titik (920, 4800) dan (100,0). 3. Jiplak kurva gradien aliran dengan GLR = 600 SCF/STB tersebut (Lihat Gambar 5). 4. Gas injeksi yang diperoleh adalah : q gi = 1000 (600 - 200) = 400.000 SCF 5. q gi pada temperatur titik injeksi adalah :
0 /
T poi $ .120 1
200 # 120 8000
,
.4800 + 1 460 $ 628 o R
C orr $ 0.0544 0.7056286 $ 1.141 q gi C orr $ 400.00051.1416 $ 456234.09 SCF hari c. Penentuan Kedalaman Katup-Katup Sembur Buatan. 1. Penentuan Kedalaman Katup Sembur Buatan dikerjakan di Gambar 7. 2. Jarak maksimum antara katup disekitar titik inj eksi. 3 Dv =
100 0.40
$ 250 ft
3. Gambar desain tubing line sebagai berikut : P 1 = Pwh + 0.20 Pso = 100 + 0.20(900) = 280 psi P 2 = Pwh + 200
= 100 + 200
= 300 psi
P 2 > P 1, maka P 2 dipilih untuk membuat garis tersebut. Hubungkan titik-titik (300,0) dan (920,4720). 4. Specific Gravity gas injeksi = 0.70 P ko = P so + 3 P d = 900 + 100 = 1000 psi Dari Gambar 1, diperoleh : Gradien tekanan gas = 26. 2 psi/1000 ft
Manajemen Produksi Hulu
10.000 1000
) = 1257.4 psi.
TEKNIK PRODUKSI JUDUL : SISTEM PENGANGKATAN BUATAN SUB JUDUL : Perencanaan dan Troubleshooting
NO : TP.03.06.1 Halaman Revisi/Thn
: 37 / 49 : 2/ Juli 2003
Gas Lift Kontinyu (Grafis/Analitis)
6. Plot titik (900,0) dan buat garis sejajar dengan garis dari Pko 7. Gradien statik = 0.40 psi/ft Pada kedalaman 1000 ft, tekanan statik dalam tubing = 100 + 0.40 (1000) = 500 psi. 8. Hubungkan titik (100,0) dan (500,1000) sampai memotong garis gradien tekanan gas dari Pko. Mulai dari titik potong ini telusuri garis tersebut ke atas sejajar 50 psi dan diperoleh kedalaman katup l, sebesar 2150 ft. 9. Sesuai dengan langkah kerja, diperoleh kedalaman katup-katup berikutnya : DV1 = 2150 ft DV2 = 3100 ft DV3 = 3780 ft DV4 = 4300 ft DV5 = 4620 ft DV6 = 4720 ft (titik injeksi) 10. Penentuan letak katup di daerah "bracketing envelope". a. Plot titik (900-100,0) atau (800,0) dan buat garis sejajar dengan garis gradien gas dari Pso = 900 psi. b. Perpanjang garis tersebut ningga memotong garis gradien tekanan aliran dalam tubing, Perpotongan tersebut di titik. (910, 4480) c. Untuk % bracketing envelope = 10 %
d.
P aa
= (1+0.10) (910)
= 1001 psi
P bb
= (1 – 0,10) (910)
= 819
psi
P a
= (1+0, 10) (100)
= 110
psi
P b
= (1 – 0,10) (100)
= 90
psi
e. Hubungkan titik-titik (110,0) dengan (1001, 4680); garis ini memotong garis gradien tekanan gas dari langkah 10.b di 4080 ft. Titik ini adalah batas atas dari pada bracketing envelope. Hubungkan titik-titik (90,0)
dengan
(819,4680) dan diperoleh batas bawah
bracketing envelope di 5375 ft. f. Katup-katup di bracketing envelope dapat dipasang pada kedalaman-kedalaman : 4080, 4330, 4580, 4830, 5080 dan 5330 ft. g. Menentukan Ukuran Port dan Tekanan Buka katup-katup di Bengkel.
Manajemen Produksi Hulu
TEKNIK PRODUKSI JUDUL : SISTEM PENGANGKATAN BUATAN SUB JUDUL : Perencanaan dan Troubleshooting
NO : TP.03.06.1 Halaman Revisi/Thn
: 38 / 49 : 2/ Juli 2003
Gas Lift Kontinyu (Grafis/Analitis)
Ct $
No
Tekanan Dome katup gas lift pada 60 o F Tekanan Dome katup gas lift pada suhu kedalaman
Ukuran
Ab
R
P d@D v
C t
o P d@60 Pro
11/64
0.77
0.0301
987.36
0.85
839.26
865.31
151
15/64
0.77
0.0560
908.24
0.836
759.09
804.12
800
157.8
15/64
0.77
0.0560
979.95
0.826
808.95
856.94
1000
870
163
16/64
0.77
0.0637
991.72
0.819
812.22
867.48
4720
1010
910
166.2
18/64
0.77
0.0807
1001.93
0.814
815.57
887.16
4720
1020
920
167.2
18/64
0.77
0.0807
1011.93
0.813
822.70
894.92
Dv
P vo
P t
T v
1
2150
1000
580
141.5
2
3100
920
710
3
3780
990
4
4300
5 6
Katup
Port
6.4.2 Contoh Soal Metode Analitis Spasi untuk valve balanced Kedalaman = 8000 ft Laju produksi yang diinginkan = 700 B/d Kada air = 95% Ukuran tubing = 2 3/8 in OD Tekanan kepala sumur, P wh = 100 psi o
Temperatur dasar sumur = 210 F Temperatur alir kepala sumur = 150 oF Kemampuan p so = 900 psi Tekanan kick off ( pko) = 950 psi Gradient tekanan kill fluid = 0.5 psi/ft Penyelesaian 1. Valve (1) Dv1 $
5 pko # 506 # p wh G s
dimana pwh = 0 untuk valve (1) Dv1 $
5950 # 506 # 0 0.5
Manajemen Produksi Hulu
$ 1800 ft
TEKNIK PRODUKSI JUDUL : SISTEM PENGANGKATAN BUATAN SUB JUDUL : Perencanaan dan Troubleshooting
NO : TP.03.06.1 Halaman Revisi/Thn
: 39 / 49 : 2/ Juli 2003
Gas Lift Kontinyu (Grafis/Analitis)
2. Berdasarkan Gambar A.4 untuk tubing 2 in dan 1000 b/d gradient tekanan unloading 0.16 psi/ft (digunakan laju produksi yang lebih tinggi dari produksi yang diinginkan)
Maka spasi valve Dv1 $
5 p ko # 506 # p wh G s
Dv 2 $ Dv1 1 Dv 3 $ Dv 2 1 Dv 4 $ Dv3 1 Dv 5 $ Dv 4 1
$
5950 # 506 # 0 0.50
p so1 # Gu 5 Dv1 6 # p wh 0.5 p so 2 # Gu 5 Dv 2 6 # p wh 0.5 p so3 # Gu 5 Dv3 6 # p wh 0.5 p so 4 # Gu 5 Dv 4 6 # p wh 0.5
$ 1800 ft
$ 1800 1 $ 2824 1 $ 3470 1 $ 3860 1
900 # 0.16518006 # 100 0.5 875 # 0.16528246 # 100 0.5 850 # 0.16534706 # 100 0.5 825 # 0.16538606 # 100 0.5
$ 2824 ft $ 3470 ft $ 3860 ft $ 4070 ft
Karena spasi kurang dari 300 ft, maka valve berikutnya adalah Dv 6 $ Dv5 1
p so5 # Gu 5 Dv5 6 # p wh 0.5
$ 4070 1
800 # 0.16540706 # 100 0.5
$ 4160 ft
Valve berikutnya dipasang pada kedalaman 4460 ft
Hasil dengan metoda analitis mendekati hasil dari metoda grafis. Tabel berikut diperlihatkan hasil akhir perhitungan
Valve
Kedalaman
No
(ft)
Temp.
Tekanan ops.
Setting (gas charge)
permukaan
(psi)
(oF)
(psi)
80 oF
60 oF
1
1800
163
900
775
735
2
2824
171
875
760
725
3
3470
176
850
745
710
4
3860
179
825
725
690
5
4070
181
800
710
675
6
4460
183
775
690
655
Manajemen Produksi Hulu
TEKNIK PRODUKSI JUDUL : SISTEM PENGANGKATAN BUATAN SUB JUDUL : Perencanaan dan Troubleshooting
NO : TP.03.06.1 Halaman Revisi/Thn
: 40 / 49 : 2/ Juli 2003
Gas Lift Kontinyu (Grafis/Analitis)
6.5 GAMBAR DAN TABEL YANG DIGUNAKAN
GAMBAR 1.a HUBUNGAN TEKANAN DAN GRADIEN TEKANAN GAS UNTUK BERBAGAI HARGA GAS GRAVITY (OTIS)
Manajemen Produksi Hulu
TEKNIK PRODUKSI JUDUL : SISTEM PENGANGKATAN BUATAN SUB JUDUL : Perencanaan dan Troubleshooting
NO : TP.03.06.1 Halaman Revisi/Thn
: 41 / 49 : 2/ Juli 2003
Gas Lift Kontinyu (Grafis/Analitis)
GAMBAR 1.b HUBUNGAN TEKANAN DAN GRADIEN TEKANAN GAS UNTUK BERBAGAI HARGA GAS GRAVITY (LANJUTAN)
Manajemen Produksi Hulu
TEKNIK PRODUKSI JUDUL : SISTEM PENGANGKATAN BUATAN SUB JUDUL : Perencanaan dan Troubleshooting Gas Lift Kontinyu (Grafis/Analitis)
Manajemen Produksi Hulu
NO : TP.03.06.1 Halaman Revisi/Thn
: 42 / 49 : 2/ Juli 2003
TEKNIK PRODUKSI JUDUL : SISTEM PENGANGKATAN BUATAN SUB JUDUL : Perencanaan dan Troubleshooting
NO : TP.03.06.1 Halaman Revisi/Thn
Gas Lift Kontinyu (Grafis/Analitis)
GAMBAR 3. INSTALASI SUMUR SEMBUR BUATAN KONTINYU
Manajemen Produksi Hulu
: 43 / 49 : 2/ Juli 2003
TEKNIK PRODUKSI JUDUL : SISTEM PENGANGKATAN BUATAN SUB JUDUL : Perencanaan dan Troubleshooting
NO : TP.03.06.1 Halaman Revisi/Thn
: 44 / 49 : 2/ Juli 2003
Gas Lift Kontinyu (Grafis/Analitis)
GAMBAR 4. DIAGRAM KEDALAMAN-TEKANAN UNTUK PERENCANAAN SUMUR SEMBUR BUATAN KONTINYU
Manajemen Produksi Hulu
TEKNIK PRODUKSI JUDUL : SISTEM PENGANGKATAN BUATAN SUB JUDUL : Perencanaan dan Troubleshooting Gas Lift Kontinyu (Grafis/Analitis)
GAMBAR 5. PENENTUAN TITIK INJEKSI
Manajemen Produksi Hulu
NO : TP.03.06.1 Halaman Revisi/Thn
: 45 / 49 : 2/ Juli 2003
TEKNIK PRODUKSI JUDUL : SISTEM PENGANGKATAN BUATAN SUB JUDUL : Perencanaan dan Troubleshooting
NO : TP.03.06.1 Halaman Revisi/Thn
: 46 / 49 : 2/ Juli 2003
Gas Lift Kontinyu (Grafis/Analitis)
GAMBAR 6. GRAFIK PRESSURE
Manajemen Produksi Hulu
PENENTUAN TRAV ERSE
KEDALAMAN EKUIVALEN -Pwf
TEKNIK PRODUKSI JUDUL : SISTEM PENGANGKATAN BUATAN SUB JUDUL : Perencanaan dan Troubleshooting
NO : TP.03.06.1 Halaman Revisi/Thn
Gas Lift Kontinyu (Grafis/Analitis)
GAMBAR 7. PENENTUAN KEDALAMAN KATUP
Manajemen Produksi Hulu
: 47 / 49 : 2/ Juli 2003
TEKNIK PRODUKSI JUDUL : SISTEM PENGANGKATAN BUATAN SUB JUDUL : Perencanaan dan Troubleshooting
NO : TP.03.06.1 Halaman Revisi/Thn
Gas Lift Kontinyu (Grafis/Analitis)
GAMBAR 8. PENENTUAN BRACKETING
Manajemen Produksi Hulu
ENVEL OPE
: 48 / 49 : 2/ Juli 2003