View
410
Download
12
Category
Preview:
DESCRIPTION
Gas Lift Design. Session 8. Sistem Gas Lift Well. Tujuan Gas Lift Meningkatkan produksi sumur dengan : mengurangi gradient tekanan aliran dalam tubing dengan menambahkan gas pada tubing. atau membentuk kolom gas dalam tubing yang akan mendorong kolom fluida dalam tubing - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
Gas Lift Design
Session 8
2
Sistem Gas Lift WellTujuan Gas Lift
Meningkatkan produksi sumur dengan : mengurangi gradient tekanan aliran dalam tubing dengan
menambahkan gas pada tubing.atau
membentuk kolom gas dalam tubing yang akan mendorong kolom fluida dalam tubing
dengan mempertimbangkan kemampuan lapisan produktif, kemampuan penampungan produksi di lapangan, gas yang tersedia untuk diinjeksikan serta kemampuan sarana injeksi di permukaan dan dibawah permukaan
Sistem Sumur Gas Lift
Gas Injection Line
Pt
Pc
Compressor Subsystem• intake system• outlet system• choke • pressure gauge• injection rate metering
Flow Line
Separator
Wellhead Subsystem :• Production subsystem
• wellhead• production choke• pressure gauge
• Injection subsystem• injection choke
ValveSubsystem
Wellbore Subsystem:• perforation interval• tubing shoe• packer
Separator Subsystem:• separator• manifold• pressure gauges• flow metering
ALL THE SUBSYSTEMS AREWELL CONNECTED(INTEGRATED SYSTEM)
Gas Lift Mandrells
Gas Injection Valve
Parameter pada Sistem Gas LiftParameter Tekanan
Tekanan discharge compressor Tekanan injeksi di wellhead
Paremeter Injection Rate Laju injeksi gas
Paremeter Production Rate Inflow Performance Relationship
Parameter pressure drop
Parameter pada Compressor
Pgas
Compressor
Wellhead
Separator
Pintake Pdischarge
Horse PowerCompressor
Pinjection@wellhead
Pinjection@wellhead=Pdischarge - P
QgasQgas
Wellhead
Parameter pada CompressorTekanan intake :
Gas injeksi berasal dari separator atau dari sumber gas yang lain
Laju Injeksi GasHorse Power CompressorTekanan discharge :
yang tergantung pada laju injeksi gas, Horse Power Compressor, serta sifat fisika gas injeksi
Parameter di Wellhead
ProductionChokeInjection
Choke
Surface InjectionPressure
WellheadPressure
Gas Injection
Production Fluid
Parameter di WellheadGas Injection Pressure di Wellhead atau Surface
Injection PressureTekanan gas injeksi setelah sampai di wellhead dari
compressorFungsi dari sifat fisik gas, konfigurasi pipa gas injeksi,
dan temperatur aliranWellhead Pressure
Tekanan yang akan mengalirkan fluida produksi ke separator
Perhitungan DP Gas InjeksiPersamaan Weymouth
Persamaan Panhandle
Gas Lift Valve
Pt
Pc
Pc
Pt
GasInjeksi
FluidaProduksi
Pc = Pt
Gas Lift Valve
GasInjection
TubingPressure
Close condition Open condition
Parameter pada Gas Lift ValveTekanan gas injeksi pada casingTekanan aliran fluida produksi dalam tubingLaju gas injeksiLuas penampang port valveTemperatur pada kedalaman valve
Perhitungan Tekanan Gas Injeksi pada kedalaman
Parameter di Dasar Sumur
(D – Dv)
Pwf@QL
Pt = Pwf – (dp/dz)(D-Dv)
IPR
Penetuan titik injeksi
Pwf
Pso
TitikInjeksi Dv
Pso = Pdis - P
Pt = Pwf – P @ QL tertentu
APLIKASI NODAL SYSTEM ANALYSISPADA SUMUR GAS LIFT
Pwf = Pr – Q/J
Tergantung Laju Produksiyang diinginkan
Pwf
Pwh
TitikInjeksi
D1
D2
D3
Q yang diinginkan makin tinggidibutuhkan penempatan titikinjeksi yang makin dalam
P-discharge = 800 psi
Dv= ?
P-surface injection
Compressor L = 6525 ft
d = 2 inchT = 90 oF
L = 5000 ft
d = 3.0 inchPsep = 180 psi
Well Depth = 7863 ft
dt = 2 7/8 inch (OD)T = 105 oF
GLR = 800 scf/stb
GLR = 300 scf/stb
Pr = 1451.00 psiPI = 2.5 stb/d/psiWC = 50%
Contoh Soal
Jawaban :
Penentuan Kebutuhan Gas Injeksi
Parameter berpengaruh terhadap kebutuhan Gas InjeksiLaju produksi yang direncanakanKetersediaan Gas InjeksiVariabel-variabel dalam sistem sumur gas
lift (Pwh,Pso,Psep,Temp, Valve Depth, dll) Kapasitas Kompresor
Kebutuhan Gas InjeksiDiperkirakan dengan menentukan Gas Lift
Performance Curve, hubungan antara Laju Injeksi Gas dengan Laju produksi yang dihasilkan.
Gas Lift Performance dibuat pada satu kondisi tertentu.
Perhitungan Gas Lift Performance Curve
0
500
1000
1500
2000
2500
0 200 400 600 800 1000
Laju Produksi, stb/d
Tek
ana
n A
lir D
asa
r S
umu
r, p
si
IPR
200 scf/stb
400 scf/stb
600 scf/stb
800 scf/stb
1000 scf/stb
1200 scf/stb
0
500
1000
1500
2000
2500
0 200 400 600 800 1000
Laju Produksi, stb/d
Tek
ana
n A
lir D
asa
r S
umu
r, p
si
IPR
200 scf/stb
400 scf/stb
600 scf/stb
800 scf/stb
1000 scf/stb
1200 scf/stb
Nodal System Analysis dengan melakukan sensitivitas terhadapGLR total
GLR total = GLR-formasi + GLR-Injeksi
GLR total meningkat laju produksiMeningkat
Berdasarkan phenomena tersebutdikembangkan teknik injeksi gas(GAS LIFT)
Perhitungan Gas Lift Performance Curve
Hubungan antara Laju Produksi vsGLR total, menunjukkan kurvayang menghasilkan Q-maksimum,pada GLRtotal yang optimum.
Dengan demikian jumlah gasInjeksi yang dibutuhkan dapatDiperkirakan berdasarkan kurvaGas Lift Performance Curve.
Qgas-injeksi = Q(GLRtotal – GLRformasi)
Qmax
Qgas injeksi opt
Nodal System Analisis
Tubing Intake Berbagai GLR SumurX-1RD
500
700
900
1100
1300
1500
1700
1900
500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000
q, stbfpd
Pwf,
psi
IPR X-1RD
295 scf/stb
297 scf/stb
300 scf/stb
320 scf/stb
350 scf/stb
400 scf/stb
450 scf/stb
500 scf/stb
600 scf/stb
Tubing Intake Berbagai GLR SumurX-1RD
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000
q, stbfpdPw
f, ps
i
IPR X-1RD
700 scf/stb
800 scf/stb
1000scf/stb
1500 scf/stb
2000 scf/stb
3000 scf/stb
4000 scf/stb
5000 scf/stb
7500 scf/stb
Gas Lift Performance Curve (GLPc)
0
500
1000
1500
2000
2500
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
Qo,
stb
opd
Gas injeksi, Mscf
GLPc X-1RD Pr=1500 psia
OperasiPada waktu sumur akan dipasang peralatan Gas
Lift, sumur dimatikan dengan cara mengisi sumur dengan “killing fluid”
Pada waktu pemasangan selesai sebelum sumur diproduksi, “killing fluid” harus dikeluarkan dari sumur Proses Unloading
Tahap IKatup Unloading sudah dipasang.Sumur masih diisi dengan killing
fluidFluida produksi masih belum
mengalir ke permukaanPort Valve terbuka karena
pengaruh tekanan hidrostatis killing fluid lebih besar dari tekanan pada dome (Pkilling fluid @ valve > Pdome) lihat slide berikutnya.
Killing fluid akan mengalir melalui port valve kedalam tubing pada waktu ditekan dengan gas injeksi
Perlu diketahui dengan pasti gradien tekanan killling fluid, sebagai landasan design di bengkel
Valve 1 : Terbuka
Valve 2 : Terbuka
Valve 3 : Terbuka
Valve 4 : Terbuka
PermukaanKilling fluid
No flowChokeTutup
GAS LIFT UNLOADING VALVE PRESSURE DISTRIBUTION – VALVE OPEN
Katup Terbuka
Tekanan Killing Fluid
P-dome
Pkilling fluid > Pdome
Tahap II
Gradient aliran dipengaruhiGas injeksi
Flow Killing Fluid + Gas Injeksi
Pt
Tekanan Tubing harus diketahui
Valve 2 : Terbuka
Valve 3 : Terbuka
Valve 4 : Terbuka
Valve 1 : Tertutup
PermukaanKilling fluid
PermukaanFluida Res.
Valve Close
Tahap III Gas Injeksi telah mencapai valve
yang terbawah, valve #1 – 3 tertutup, dan valve #4 terbuka
Pada tahap ini terjadi aliran yang terjadi secara serentak: Fluida reservoir dari lapisan produktif
(sampai titik injeksi) Fluida reservoir yang bercampur
dengan gas injeksi (dari titik injeksi sampai panjang kolom fluida tertentu)
Killing fluid di atas kolom fluida reservoir
Kolom killing fluid dan kolom fluida reservoir yang bercampur dengan gas injeksi mengakibatkan gradien pada tubing berkurang, sehingga Pwf akan menurun.
Penurunan Pwf akan menyebabkan peningkatan laju produksi dari reservoir (IPR)
PermukaanFluida Res. Valve 1 : Tertutup
Valve 2 : Tertutup
Valve 3 : Tertutup
Valve 4 : Terbuka
Pwf<<
Flow Killing Fluid + Gas Injeksi
Fluida Reservoir +Gas Injeksi
Fluida Reservoir + Gas Injeksi
TAHAP IVPada tahap akhir ini, semua
killing fluid sudah terangkat ke permukaan
Lapisan produktif mampu berproduksi pada laju produksi yang direncanakan
Injeksi gas telah berjalan sesuai dengan perencanaan
FluidaProduksi +Gas Injeksi
Valve 1 : Tertutup
Valve 2 : Tertutup
Valve 3 : Tertutup
Valve 4 : Terbuka
Lokasi Unloading Valves
Valve 2 : Terbuka
Valve 3 : Terbuka
Valve 4 : Terbuka
Valve 1 : Tertutup
PermukaanKilling fluid
PermukaanFluida Res.
PermukaanFluida Res. Valve 1 : Tertutup
Valve 2 : Tertutup
Valve 3 : Tertutup
Valve 4 : Terbuka
Pwf<<
Flow Killing Fluid + Gas Injeksi
Fluida Reservoir +Gas Injeksi
Fluida Reservoir + Gas Injeksi
FluidaProduksi +Gas Injeksi
Valve 1 : Tertutup
Valve 2 : Tertutup
Valve 3 : Tertutup
Valve 4 : Terbuka
Valve 1 : Terbuka
Valve 2 : Terbuka
Valve 3 : Terbuka
Valve 4 : Terbuka
PermukaanKilling fluid
No flowChoke Tutup
-8000
-7000
-6000
-5000
-4000
-3000
-2000
-1000
0
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600
Pressure, psia
Depth,ft
DESIGN VALVEUNLOADING
Gradient Gas Injeksi @ Pko
Gradient Gas Injeksi @ Pso
Gradient Aliran @ Tubing
Gradient Killing Fluid
Pt
Pc
KesetimbanganTekanan @ Valve
Kick Off PressureSurface Operating Pressure
Fungsi Gas Lift Valve
Sebagai saluran masuknya gas injeksi dari annulus kedalam tubing
Mengatur jumlah gas injeksi yang masuk kedalam tubing, sesuai dengan yang direncanakan
Pengatur pentahapan pengaliran “killing fluid” dari dalam sumur ke permukaan
Pemasangan Gas Lift Valve
Di dalam annulus/dibagian dinding luar tubing. Sifatnya Non-retrieveable, yaitu untuk mengganti valve, tubing harus dicabut
Didalam tubing/dibagian dinding dalam tubing, yang sifatnya Retrieveable, yaitu valve dicabut dengan wireline.
Penampang Gas Lift Valve
Jenis Valve Berdasarkan Cara Kerja
Casing pressure operated valve : tekanan buka ditentukan oleh tekanan gas injeksi dalam annulus / casing
Fluid operated valve : tekanan buka ditentukan oleh tekanan fluida dalam tubing
APLIKASI NODAL SYSTEM ANALYSISPADA SUMUR GAS LIFT
Katup TertutupKatup Terbuka
Pengatur Jumlah Gas yang masuk kedalam Tubing
Gaya-Gaya pada ValveGaya membuka katup :
Fo = Pc(Ap-Ab) + PtAp
Gaya menutup katup :
Fc = PdAb
Pada keadaan seimbang :
Fo = Fc
dimana : R = Ap/AbKatup Terbuka
R
RPPP tdc
1
Contoh SoalKatup sembur buatan ditempatkan di kedalaman 6000 ft.Tekanan dome dan tekanan tubing di kedalaman tersebut
masing-masing sebesar 700 psi dan 500 psi. Apabila Ab katup sebesar 1.0 in2 dan Ap = 0.1 in2, tentukan tekanan gas di annulus yang diperlukan untuk membuka katup.
Perhitungan:R = Ap/Ab = 0.1/1.0 = 0.1Pd = 700 psiPt = 500 psi
Dengan menggunakan persamaan (5), tekanan gas injeksi yang diperlukan untuk membuka katup sebesar:Pc = (700 - 500(0.1) / (1.0-0.1) = 722 psi
DOME PADA GAS LIFT VALVE
Dome pada Gas Lift Valve, diisi gas Nitrogen sejumlah mole tertentu, sehingga dapat memberikan tekanan tutup valve yang sesuai.
Sesuai dengan
P V=Z n R T
P-dome
Vol. domeTemperatur di sekitardome
Penentuan Tekanan Dome
Tekanan dome @ TD = Pd
Tekanan casing @ D = Pc
Test Rack (di laboratorium)
Tekanan dome @ TD
convertTekanan dome @ 60 oF
(Tabel 5-3)Tekanan buka valve, pvo
RpRpp tcd )1(
dtFdPCP o
60@
@TD
Tabel 5-3 Dall BeggsGradien gas injeksi
Gradien Aliran @ tubing
R
PP Fdvo
o
160@
Temperatur pada Valve
-8000
-7000
-6000
-5000
-4000
-3000
-2000
-1000
0
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600
Pressure, psia
Depth,ft
T-surface
T-bottom
GradientGeothermal
(oF/ft)
Gradient TemperaturAliran
Retreivable valve
Non-Retreivablevalve
Menentukan Tekanan Buka di Bengkel
R
PP Fdvo
o
160@
R
RPPP tdc
1
Temperatur Lab/Bengkel
Pt = Tekanan Atmosfir = 0 psig
Rate Gas Injeksi melalui Valve
Q
C A P gk R R
T
d p u
g
kk
k
1555 2
2 1
.( )
Gas LiftEquipment
Jenis injector gas
Brear Oil Injector
Frizell Method
Pohle Process of Elevating Liquids
Jenis injector gas (cont’d)
Ferting Ejector
Harris air or gas lift for fluids
Orifice inserts
Unloading valve
Kick off valve
Teather Kick off valve
Taylor Kick off valve
Tubing operated valve
Valve yang akan membuka pada saat dipompakan gas di annulus
Balanced fluid operated valve Unbalanced fluid operated valve
Tubing operated valve (cont’d)
Gas lift mandreal
Gas lift dummy
Recommended