Artificial Lift System for petroleum engineering

8/16/2019 Artificial Lift System for petroleum engineering

http://slidepdf.com/reader/full/artificial-lift-system-for-petroleum-engineering 1/14

Artificial Lift System

PRODUKTIVITAS FORMASI

Secara umum produktivitas formasi dapat dinyatakan sebagai suatu akumulasi

hidrokarbon dalam batuan porus permeable untuk memproduksikan fliuda yang

dikandungnya.

Productivity Index (PI)

Kemampuan suatu akumulasi hidrokarbon dalam batuan porus untuk memproduksikan

fluida yang dikandungnya tergantung dari produktivitas reservoir. Ukuran keproduktifan

reservoir ini dikenal dengan Productivity Index (PI).

IPR

Inflow Performance elationship (IP) adalah suatu parameter yang menun!ukkan

produktivitas suatu sumur yang ditampilkan dalam bentuk kurva hubungan antara

tekanan alir dasar sumur dengan la!u produksi. "erdasarkan pada kondisi tekanannya#

kelakuan fluida dalam media berpori dapat dibedakan men!adi dua# yaitu di atas tekanan

bubble point (Pb) dan di bawahnya.

Aliran Fluida dalam Media er!"ri

$liran fluida adalah suatu ge!ala perpindahan %at akibat gerakan&gerakan massa materi

%at# dimana fluida dapat berupa gas atau cair atau kedua&duanya.

Aliran dalam media berpori dipengaruhi :

Sifat fisik dari batuan formasi

Sifat fisik dari fluida yang mengalir

'eometri dari sumur dan daerah pengurasannya

Perbedaan tekanan antara formasi produktif dengan lubang sumur pada saat ter!adi

aliran



Pemili#an Sistem Artificial Lift

Produktifitas Sumur

ekanan eservoir

'as i*uid atio (')

Kedalaman %ona produksi dan kemiringan lubang sumur

Ukuran +asing dan ubing

ipe Komplesi

Karakteristik ,luida eservoir

emperatur sumur

-ekanisme pendorong

Kondisi permukaan (surface facilities power source)

Problem /perasi Produksi

Keekonomian

okasi Produksi

K"nse! PI

elah dibicarakan diatas bahwa Produktivity Index ialah suatu inde0 atau dera!at

pengukuran kemampuan produksi suatu sumur# yang didefinisikan sebagai perbandinganantara rete produksi yang dinyatakan dalam stock tank barrel per hari dengan pressure

draw&down.

Kecuali secara khusus# PI didasarkan pada gross liquid production# tapi ada !uga yang

mendasarkan dengan rate produksi minyak (*o).

S"1hari1psi

* 2 gross liquid rate# S"1hari

Ps 2 tekanan static reservoir# psi

Pwf 2 tekanan alir dasar sumur# psi

Ps&Pwf 2 draw-down pressure# psi

)( wf s P P

q J PI

−

==



atasan PI

Kermit% 3. "rown (4567) telah mencoba memberikan batasan terhadap besarnya

produktivitas sumur# yaitu 8

• PI rendah ika kurang dari !"#

• PI sedang ika antara !"# sampai $"#

• PI tinggi ika lebih dari $"#

Fa$t"r yan% Mem!en%aru#i PI

Permeabilitas

Saturasi

Karakteristik fluida reservoir

& Kelarutan gas dalam minyak

& ,aktor volume formasi minyak

9iscositas

:raw&down

Ketebalan lapisan

-ekanisme pendorong

Inflow Performance Relantionship (IPR)

Untuk lebih memahami konsep Produktivity Index% maka harga PI dianggap konstans#

tidak tergantung pada rate produksi sesaat 8

PI

q P P swf −=



FAKTOR &A' MMP'ARU*I PMILI*A'

MTOD PRODUKSI A&'I(I)IA* *I('

1. Inflow Performance

Inflow Performance merupakan ulah ker!a sumur yang tergantung aliran dari reservoir

menu!u ke lubang sumur.

:ikontrol oleh karakteristik reservoir seperti tekanan reservoir# produktivitas dan

karakteristik fluida.

+ontoh 8

)ontinuous gas lift untuk sumur yang mempunyai PI tinggi (; <.= "1:1psi)

Intermittent gas lift digunakan pada sumur yang mempunyai PI rendah (> <.= "1:1psi)

2. Laju Produksi

a!u produksi ; ?<<<< "1:# metode artificial lift yang cocok digunakan adalah +,P

a!u produksi antara ?<<< @ 4<<<< "1: dapat menggunakan semua metode artificial lift

kecuali &od Pump

a!u produksi antara 4<< @ 4<<< "1: dapat menggunakan semua metode artificicl lift

a!u produksi > 4<< "1:# yang digunakan adalah semua metode artificial lift # kecuali

+,P

3. ater !ut

ater cut secara langsung mempengaruhi la!u produksi total. ater cut yang tinggi

mempengaruhi inflow performace yang sesungguhnya.

$ir !uga menghasilkan penambahan kehilangan tekanan di dalam tubing# akibatnya

densitasnya yang lebih besar dari minyak sehingga akan membutuhkan tekanan yang

lebih besar untuk mengangkatnya kepermukaan.

-enurut Kermit. 3 "rown yang paling cocok dengan kondisi seperti ini adalah

pengangkatan dengan menggunakan +,P .



". #as Li$uid Ratio (LR)

Semua metode pengangkatan mengalami penurunan effesiensi dengan bertambahnya

'# sampai dengan ?<<< scf1bbl dapat ditangani oleh semua metode pengangkatan.

Sucker rod memiliki effesiensi kira&kira A<B bila ' di atas ?<<< scf1bbl. Pada ?<<< @

=<<< scf1bbl.

Intermittent flow gas lift lebih effesien digunakan karena gas keluar se!alan dengan

perputaran gas (in!eksi gas).

)ontinuous flow gas lift penambahan gas akan menurunkan tekanan alir dasar sumur

(Pwf) sehingga menghasilkan effesiensi pengangkatan yang kecil# karena banyaknya gas

dalam kolom akan dapat mengakibatkan adanya back pressure karena besarnya Pwf tidak

dapat mengatasi kehilanggan tekanan. "agaimanapun ' yang tinggi akan men!adi

problem bagi metode pengangkatan buatan.

%. &edalaman Lu'an( )or

– "ila kedalaman sumur ; 4?<<< ft# maka metode artificial lift yang dapat digunakan

hanya .ydraulic Pump"

– "ila kedalamannya 4<<<< @ 4?<<< ft# maka yang digunakan adalah semua metode

artificial lift # kecuali +,P karena adanya batasan temperatur.– "ila kedalamannya > C<<< ft# maka semua metode artificial lift dapat digunakan.

*. +kuran !asin( dan ,u'in(

Ukuran casing disini untuk membatasi ukuran tubing. Semua metode artificial lift dapat

menggunakan tubing A#= dan =#= in.

Pada metode gas lift dengan menggunakan continuous flow# tubing ? in dapat digunakan

untuk la!u produksi > 4<<< "1:# untuk la!u produksi ; =<<< "1: menggunakan casing ;

7 in dan tubing ; D#= in.

Pada dasarnya semakin kecil ukuran casing semakin kecil pula la!u produksi yang

dihasilkan. Pipa yang berukuran terlalu kecil akan mengakibatkan friction loss yang besar

dan mengakibatkan pengurangan effesiensi volumetric dari gas lift dan +,P



-. ,ipe &omplesi

:esain artificial lift !uga tergantung tipe komplesi# apakah dengan open hole atau

menggunakan interval perforasi. Pertimbangan utama adalah inflow performace"

Pada open hole# caving dan problem pasir dapat mengurangi inflow performance" Pada

interval perforasi# penyumbatan lubang perforasi menurunkan inflow performance.

:ipertimbangkan !uga untuk dual atau triple tubing completion# selain itu dilihat kondisi

lapangan.

Sebagai contoh apakah tersedia gas atau tidak apabila nantinya metode artificial lift yang

akan dipasang adalah gas lift # bila ada maka tubing dikomplesi dengan menambah side

pocket mandrel sebagai tempat valve gas lift . "ila tidak ada gas# bisa !uga menggunakan

compressor# tetapi harga sebuah compressor sangat mahal sehingga perlu diperhitungkan

secara matang pemilihan metode artificial lift yang akan digunakan.

. &arakteristik /luida Reservoir

+ontoh 8 9iskositas

Untuk viscositas minyak yang tinggi biasanya sewaktu diproduksi ikut membawa pasir

atau padatan lainya# sehingga apabila digunakan plunger fits (rongga antara plunger dan

core barrel) yang kecil maka plunger akan cepat aus. Untuk itu apabila viscositas minyak

tinggi maka sebaiknya digunakan plunger fits yang besar sehingga effesiansi pompa akan

tinggi.

0. ,emperatur

,ucker &od Pump sangat bagus pada temperature ==< <,

+,P terbatas pada temperature > ?=< <, untuk standart dan > D=< <, untuk +,P

dengan special motor dan kabel

.ydraulic Pump dapat beroperasi pada temperature D<< <, untuk standart material

dan =<< <, untuk special material

-aksimum temperature untuk gas lift adalah D=< <,



1. ekanisme Pendoron(

:epletion :rive 2; 'as ift

Eater :rive 2; 3SP# P+P# Sucker od# Fidrolik pump

'as +ap :rive 2; 'as ift

11. &ondisi Permukaan

Power Source

Surface +hoke# ,low line sangat berpengaruh terhadap perhitunan kehilangan tekanan

12. Pro'lem perasi produksi

Pasir

$pabila digunakan metode pompa maka pasir&pasir ini akan mengakibatkan goresan&

goresan yang ta!am pada plunger pompa sehingga akan mengakibatkan kerusakan dan

effesiensi pompa menurun.

Paraffin

Untuk minyak !enis paraffin dimana titik tuangnya adalah tinggi maka dengan adanya

penurunan temperature sepan!ang aliran akan mengakibatkan minyak tersebut membeku#

sehingga akan dapat menyumbat aliran minyak di dalam pipa.

Gika penyumbatan ter!adi di tubing string# wellhead atau flowline akan menyebabkan

backpressure sehingga akan mengurangi effesiensi# maka pembersihan dan pencegahan

sangat dibutuhkan.

Sucker rod pumping lebih menguntungkan daripada metode yang lain karena rods akan

terus&menerus membersihkan paraffin (scraping action). Figh&temperature fluids dan

inhibitor dapat disirkulasikan pada hydraulic system. Plunger men!alankan secara

otomatis paraffin scarapers (pembersihan paraffin)

,cale

Korosi

"F

Iklim



13. 4konomi

Initial capital investment

"iaya operasi per bulan atau indicator pemasukan

Umur peralatan

"anyak sumur yang akan digunakan metode artificial lift

ersedianya cadangan peralatan

Umur sumur





&euntun(an 5rtificial Lift 6ystem

#as Lift

4. :apat digunakan pada volume solids yang besar dengan permasalahan yang sedikit.

?. :apat digunakan pada volume yang besar pada sumur dengan PI yang besar

/continous flow gas -ift =<#<<< Ibbl1day).

D. Perbaikan perawatan dapat dilakukan dengan wireline unit.

A. :apat dipakai di offshore"

=. idak dipengaruhi oleh kemiringan lubang.

6. a!u produksi dapat dikontrol dari permukaan.

7. Pera.latan yang bergerak tidak banyak sehingga tidak memerlukan pemeliharaan

khusus.

4lectrical 6u'mersi'le Pump 746P8

4. 3SP sesuai dipakai untuk sumur dengan PI tinggi.

?. Sistem pengoperasian sangat sederhana.

D. Sesuai dipasang pada sumur&sumur

A. :apat dipakai di offshore"

=. Panas yang ditimbulkan o4eh putaran motor akan mengatasi masalah paraffin"

6. :apat mengangkat volume sampai ?<#<<<bbl1day pada shallow well dengan casing

besar.

7. "iaya pengangkatan relatif kecill dibandingkan dengan la!u produksi yang diperoleh.

C. erdapat dalam berbagai ukuran.

5. Penanganan problem korosi dan scale.

4<. -udah untuk memasang alat sensor tekanan bawah lubang untuk pengukuran di

permukaan melalui kabel.



6ucker Rod pump9 P!P

4. :esain sistem relatif sederhana.

?. 3fisien# sederhana dan mudah untuk dioperasikan.

D. Sesuai untuk lubang kecil dan multiple completion

A. :apat memompa sumur untuk tekanan yang rendah.

=. :apat meHakukan pengangkatan untukminyak bertemperatur tinggi dan viscous.

6. -empunyai pompa dengan dua valve yang memompa dengan pada upstroke dan

downstroke"

7. :apat menggunakan gas atau electric sebagai sumber tenaga.C. Penanganan problem korosi dan scale dapat dilakukan dengan mudah.

5. erdapat dalam berbagai ukuran.



&eru(ian 5rtificial Lift 6ystem

#as Lift

4. -emerlukan gas yang cukup

?. "ila gas yang digunakan bersifat korosif akan menambah biaya operasi.

D. idak efisien untuk lapangan yang kecil !ika peralatan compression diperlukan.

A. Problem gas free0ing dan hydrate"

=. Problem safety untuk tekanan gas yang tinggi.

6. Susah untuk mengangkat emulsi dan viscous crudes"

4lectrical 6u'mersi'le Pump 746P8

4. idak sesual multiple completion"

?. Fanya dapat menggunakan ekctric sebagai tenaga.

D. :iperlukan tegangan yang tinggi (4#<<< volt).

A. idak praktis untuk sumur dangkal dan volume rendah.

=. -emepercepat ter!adinya water coning.

6. Untuk kedalaman terbatas (4<#<<< ft).

7. -enimbulkan emulsi yang diakibatkan perputaran impeller pompa yang tinggi.

C. Unit 3SP tidak bisa diperbaiki disetiap lapangan.

5. erproduksinya gas dan solids menimbulkan suatu permasalahan.

4<. Pembatasan ukuran casing.

44. -ahal dalam merubah peralatan untuk menyesuaikan dengan penurunan kemampuan

sumur dalam berproduksi.



6ucker Rod pump9 P!P

$" idak dapat digunakan untuk lubang miring karena dapat menimbulkan problem

friksi.

1" idak ekonomis untuk sumur&sumur yang berproduksi besar (;?#<<< bbl).

2" Sucker rod mempunyai keterbatasan untuk sumur yang dalam.

3" idak dapat digunakan pada offshore.

#" Keterbatasan downhole pump design pada diameter casing yang kecil.

4" Produksi padatan yang tinggi dapat menimbulkan permasalahan. Produksi gas dapat

menurunkan efisiensi volumetric pompa.



Documents

Artificial Lift System for petroleum engineering