Paper Esp Iatmi Upn 2005

7/26/2019 Paper Esp Iatmi Upn 2005

1/17

Pengaruh Viskositas Dan Prosentase Water Cut Terhadap Perencanaan Imam S., Jhoni A., Kusno K., Wijang S I.!ectrica! Su"mersi"!e Pump Pada #apangan $

Pengaruh Viskositas Dan Prosentase Water Cut Terhadap Perencanaan

Electrical Submersible Pump Pada Lapangan X

Imam S., Jhoni A., Kusno K., Wijang S.I.

Teknik Permin%akan &P' (Veteran) *og%akarta

ABSTRAK

Fluida berviskositas tinggi dalam industri perminyakan umumnya dijumpai dengan rendahnya gravity minyak

dan tingginya derajat API minyak, viskositas minyak dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain : temperatur,

tekanan, dan water cut. ater cut yang mempunyai harga sampai dengan !"# akan berpengaruh terhadap naiknnya

viscositas minyak, sedang harga prosentase water cut di atas !"# tidak begitu berpengaruh karena fluida sudah

didominasi oleh air sehingga fluida diasumsikan sama dengan air.

$iscositas mempunyai efek yang signifikan pada kelakuan pompa centrifugal. %rake horse power dan head

akan meningkat, sedang kapasitas serta efisiensi pompa menurun. &ika pompa benam listrik digunakan untuk

memproduksi fluida dengan viskositas tinggi, maka efek dari viskositas akan mempengaruhi pemilihan peralatan

pompa benam listrik.

'ujuan penulisan makalah ini adalah untuk mengevaluasi adanya pengaruh viskositas dan prosentase watercut terhadap perencanaan (lectrical )ubmersible Pump di sumur*sumur kajian yang memiliki viskositas tinggi

sehingga diperoleh laju produksi yang optimum.

1. PED!"#L#!

Teknik pengangkatan +!uida reseroir ke permukaandapat di!akukan dengan dua cara, %aitu dengan metodesem"ur a!am -natural flow, dan metode pengangkatan

"uatan -artificial lift. /etode pengangkatan "uatan-artificial lift diterapkan apa"i!a tekanan reseroirsudah tidak mampu !agi mengangkat +!uida reseroirke permukaan sehingga diper!ukan "antuan tenaga daripermukaan.

/etode pengangkatan "uatan -artificial lift %angditerapkan pada sumur0sumur di !apangan $ ada!ahdengan menggunakan pompa "enam !istrik -(lectrical)ubmersible Pump 0 SP. Pengoperasiann%a pompaterendam da!am +!uida sumur pada keda!aman -Pump)etting +epth 1 PSD %ang te!ah ditentukan. &nit

pompa ini merupakan pompa "ertingkat "an%ak-mu!tistage %ang terdiri atas impe!!er, di++user,housing atau rumah pompa, serta shaft atau poros.Se!ain itu susunan pompa di!engkapi dengan motor,protektor, gas separator dan !ain0!ain.

Pompa "enam !istrik ini dirancang untuk mengangkat+!uida reseroir ke permukaan dengan !aju a!ir +!uida-2# %ang diharapkan se!ama periode tertentu. Apa"i!ada!am suatu periode tertentu !aju produksi %ang didapattidak seperti %ang diharapkan atau pompa menga!amimasa!ah -+own ole Problem 1 D3P, maka dapat

di!akukan perencanaan u!ang terhadap pompa "enam!istrik terse"ut. Adapun perencanaan u!ang terhadappompa "enam !istrik pada !apangan $ ada!ah"erdasarkan pengaruh iskositas dan persentase 4ater

cut dengan "erdasarkan perhitungan dari API-ecommended Practice / 0-P /1.

$$. ST#D$ P#ST!%!

&.1. Produkti'itas (ormasi

Produktiitas +ormasi ada!ah kemampuan suatu+ormasi untuk memproduksikan +!uida %angdikandungn%a pada kondisi tekanan tertentu. Padaumumn%a sumur0sumur %ang "aru diketemukanmempun%ai tenaga pendorong a!amiah %ang mampumenga!irkan +!uida hidrokar"on dari reseroir ke

permukaan dengan tenagan%a sendiri.Akan tetapi dengan "erja!ann%a 4aktu produksi,kemampuan dari +ormasi untuk menga!irkan +!uidaterse"ut akan menga!ami penurunan %ang "esarn%asangat tergantung pada penurunan tekanan reseroir.

Parameter %ang men%atakan produktiitas +ormasiada!ah Inde2 Produktivitas -PI dan Inflow

Performance -elationship-IP5.&.1.1. $nde) Produkti'itas

Inde6 Produktiitas -PI merupakan inde6 %angdigunakan untuk men%atakan kemampuan suatu+ormasi untuk "erproduksi pada suatu "eda tekanantertentu atau merupakan per"andingan antara !ajuproduksi %ang dihasi!kan +ormasi produkti+ padadra4do4n %ang merupakan "eda tekanan dasar sumur

saat kondisi statis -Ps dan saat terjadi a!iran -P4+.Secara matematis dapat ditu!iskan da!am "entukpersamaan 7

wfPsP

3

PI = 88888888..88.8..-9



2/17


Jarang +!uida +ormasi satu +asa apa"i!a tekananreseroir di "a4ah tekanan "u""!e point min%ak,dimana gas semu!a !arut akan ter"e"askan sehinggaakan mem"uat +!uida menjadi dua +asa. /enurut

/uskat, "entuk IP5 pada kondisi terse"ut me!engkung,sehingga PI menjadi suatu per"andingan antara

peru"ahan !aju produksi d3dengan peru"ahan tekanana!ir dasar sumur, dPwf.

dPwf

d3PI = 8888888888..888..-:

dimana 7

PI ; inde6 produktiitas,


3/17


@. Check Va!e

.

#ihat am"ar 9. Susunan #engkap Pera!atan Pompa


4/17


Jum!ah stage tota! dari pompa didapat dengan

mengintegrasikan persamaan di atas antara tekananintake -PF dan tekanan discharge -P: 7

:

F -

P

P )td;

dP$h

$PP

fsc23sc2 -

:F

BFF.A

FHA

.-9

atau

St ; dP$h

$PP

fsc23sc -

:F

F9B9.DAD

8888..

-9E

&..&.&. 0rake "orse Po+er

Kura kinerja pompa ditunjukkan da!am am"ar :.%ang men%atakan horse po4er per stage didasarkanatas spesi+ic grait% +!uida perhitungan. Dengandemikian horse po4er dapat din%atakan da!ampersamaan 7

3P ; -hp per stage 6 S+ 6 -stage 88....-:

Karena parameter0parameter terse"ut dipengaruhi o!ehkapasitas -V %ang "eru"ah antara intake dan tekanan

discharge sehingga persamaan di atas "eru"ah menjadise"agai "erikut 7

d-3P ; hp-V 6 -$f 6 d -St88.

-:9

Dengan mensu"stitusikan Persamaan -9F danPersamaan -9@ ke da!am persamaan di atas, makadapat dipero!eh persamaan 7

d-3P ; dP$h

$hp

-

-

BFF.A

9

888....

-::

Tota! horse po4er -3p %ang diper!ukan dapatdipero!eh dengan mengintegrasikan persamaan di atasantara tekanan intake -PF dan tekanan discharge -P: 7

:F -

PP ,Pd

; dP$h

$hpPP

-

-:F

BFF.A

9

8.

8-:F

atau

3P ; dP$h

$hpPP

-

-:F

BFF.A

9

888...8

-:B

&..&.. %ur'a $ntake Pompa

Perama!an kura intake pompa "enam !istrikdipertim"angkan untuk dua ha!, %aitu 7

/emompa cairan

/emompa cairan dan gas

&ntuk keduan%a diasumsikan "ah4a pompa di!etakkandidasar sumur dan %ang tetap ada!ah tekanan kepa!asumur dan ukuran tu"ing. &ntuk kasus kedua,dianggap "ah4a semua gas dipompakan "ersama0samacairan. Varia"e! %ang terpengaruh ada!ah jum!ah stagespompa. Se!anjutn%a perama!an kura intake untuk

pompa "enam !istrik ada!ah untuk kasus %ang kedua.

A. Pompa %enam 5istrik 6emompa 4airan

Karena cairan memi!iki sedikit si+at kompresi"i!itas,o!ume cairan produksi dapat dikatakan konstan dan

sama hingga permukaan -Msc. Dengan demikian headper stage akan konstan juga dan Persamaan -9Eapa"i!a diintegrasikan akan "eru"ah menjadi 7

St ; F:-F9B9.DAD

PP

fsc2h

88..88..

-:H

Atau harga tekanan intake -PF dapat ditu!is 7

PF ; P: 0 )th2

fsc

F9B9.DAD

88.8..8...

-:

Sedangkan untuk Persamaan -:9 apa"i!adiintegrasikan akan "eru"ah menjadi 7

3P ;h

hp

BFF.A

9 -P: 0PF8888.8..

-:@

Dengan mensu"stitusikan Persamaan -9B kePersamaan -:@ akan menjadi 7

3P ; hp 6 +sc 6 St 8888888.8.-:

%. Pompa %enam 5istrik 6emompa 4airan dan 7as

as memi!iki si+at kompresi"i!itas %ang tinggi,sehingga o!ume cairan -V %ang dihasi!kan "eru"ah

aki"at peru"ahan tekanan dari tekanan intake -P:sampai tekanan discharge -PF. >aktor Vo!ume -V>



5/17


antara tekanan intake -P: sampai tekanan discharge

-PF didapat dari Persamaan -9 dan !aju a!irditentukan dengan Persamaan -F.

&.3. Dasar4Dasar Perhitungan pada ESP

&ntuk pemi!ihan unit pompa %ang dipakai, maka

ter!e"ih dahu!u harus diketahui "esarn%a !aju produksi%ang diinginkan pada sumur terse"ut.

&.3.1. Perkiraan Pump Setting Depth.

Suatu "atasan umum untuk menentukan !etak

keda!aman pompa da!am suatu sumur ada!ah "ah4apompa harus ditengge!amkan di da!am +!uida sumur.Se"e!um perhitungan perkiraan Pump )etting +epthdi!akukan, ter!e"ih dahu!u diketahui parameter %angmenentukann%a, %aitu 7 )tatic Fluid 5evel -S># dan

orking Fluid 5evel -W># dimana untukmenentukann%a digunakan a!at sono!og atau denganoperasi 4ire!ine, apa"i!a sumur terse"ut tidakmenggunakan packer. Jika sumur menggunakanpacker, maka penentuan S># dan W># di!akukandengan pendekatan 7

!. Static (luid Le'el -S(L5 *t

Apa"i!a sumur da!am keadaan mati -tidakdiproduksikan, sehingga tidak ada a!iran, makatekanan didepan per+orasi sama dengan tekanan statiksumur -Ps. Sehingga ke da!am permukaan +!uida di

annu!us -S>#, +t ada!ah 7

., ft7f

Pc

7f

Ps

perfmid+)F5

+= 88.8.-:E

0. Working (luid Le'el -W(L5 *t1

Apa"i!a sumur diproduksikan dengan rate produksise"esar M -""!=D, dan tekanan a!ir dasar sumur ada!ahP4+ -psi, maka ketinggian -keda!aman apa"i!a diukurdari permukaan +!uida di annu!us ada!ah 7

., ft7f

Pc

7f

Pwf

perfmid+F5

+= 8..8..-F

dimana 7

S># ; statik +!uid !ee!, +tW># ; 4orking +!uid !ee!, +t.Ps ; tekanan statik sumur, psiP4+ ; tekanan a!ir dasar sumur, psi.M ; rate produksi, enomena inidise"ut se"agai (8avitasi) %ang dapat menurunkane++isiensi dan merusak pompa.

Kejadian ini "erhu"ungan dengan kondisi penghisapan,dan apa"i!a kondisi penghisapan "erada di atas tekanan

"u""!e point, maka kaitasi tidak terjadi. Kondisiminimum %ang dikendaki untuk mencegah kaitasipada suatu pompa dise"ut se"agai9et Positive )uctionead -'P3S. 9et Positive )uction ead -'P3Sada!ah tekanan a"so!ut di atas tekanan saturasi %angdiper!ukan untuk menggerakkan +!uida masuk ke

!u"ang impe!!er.

&.3.1.1. Pump Setting Depth 6inimum

Pada keadaan %ang diper!ihatkan da!am am"ar F


6/17


menguntungkan, karena da!am keadaan ini

memungkinkan terjadin%a overload -pem"e"anan"er!e"ihan, %aitu pengangkatan "e"an ko!om +!uida%ang ter!a!u "erat. Keda!aman Pump )etting +epth-PSDma6 dapat dide+inisikan 7

ft7f

Pc

7f

Pb+P)+ ,ma6 = 88888.8.-FF

&.3.1.. Pump Setting Depth 7ptimum.

Kedudukan ini %ang pa!ing dikehendaki da!amperencanaan pompa "enam !istrik seperti da!amam"ar FD. -pompa da!am keadaan optimum.

Se!anjutn%a untuk menentukan keda!aman pompa %angoptimum tadi -agar tidak terjadipump*offdan overloadserta sesuai dengan kondisi rate %ang dikehendaki,

maka kapasitas pompa %ang digunakan harus sesuaidengan produktiitas +ormasi dari sumur %ang"ersangkutan.

Akan tetapi, penentuan PSD optimum ini dipengaruhio!eh ter"uka dan tertutupn%a casing head %ang akanmempengaruhi tekanan casing atau tekanan %ang"ekerja pada permukaan dari +!uida di annu!us. 3a! iniakan mempengaruhi "esarn%a suction head dari

pompa.

&ntuk casing headtertutup, maka 7

Keda!aman pompa optimum ; f7

cPPIPF5

+

888888888..88888.88-FB

.8&ntuk casing head ter"uka, maka 7

Keda!aman pompa optimum ;f

7

atmPPIPF5

+

-F0H

88888888888888888-FH

&.3.&. Perkiraan 8umlah Tingkat Pompa

&ntuk menghitung jum!ah tingkat pompa -stage,se"e!umn%a dihitung dahu!u 'otal +ynamic ead-TD3, +t pada !aju produksi %ang diinginkan, denganpersamaan "erikut 7

'+ +; F; '888888888.-F

Penentuan jum!ah tingkat pompa %ang di"utuhkanada!ah 7

)tagePer,ead

'+,)tage&umlah = 888..8.

-F@

dimana 7

TD3 ; total dynamic head3D ; vertical lift3> ; tubing friction loss

3T ; tubing head

&.3.. Pemilihan 6otor dan "orse Po+er

Pemi!ihan ukuran motor %ang di"utuhkan didasarkanatas 7 &kuran casing


7/17


&ntuk menentukan "esarn%a tegangan trans+ormer

%ang diper!ukan dihitung dengan persamaan "erikut 7

8$A2mI2s$

' ,9AAA

@F,9= 8888..88.-B9

dimana 7T ; ukuran trans+ormer, KVA.Vs ; surface voltage, o!t.Im ; ampere motor, ampere.

. ST#D$ %!S#S

!uid er Pump ->P.



8/17


>!uid er Pump ->P;)7f

psiPIP -

:. /enentukan Vertica! #i+t -3D.Vertica! #i+t -3D ; PSD -TVD 0 >PVertica! #i+t Terkoreksi ;Vertica! #i+t -3D = 3is

F. /enentukan Tu"ing >riction #oss -3>.&ntuk mencariFriction 5oss Per """ Ft > ))/digunakan gra+ik pada am"ar sesuai ukuran .D.

Tu"ing.Tu"ing >riction #oss -3> ; >riction #oss GSS&

6 PSD -/DB. /enentukan Tu"ing 3ead -3T.

Tu"ing 3ead ;)7f

psiessure'ubing -Pr

Tu"ing 3ead Terkoreksi ; Tu"ing 3ead = 3isH. /enentukan Tota! D%namic 3ead -TD3.

Tota! D%namic 3ead ; 3Dis L 3> L 3Tis

.1.


9/17


+!uida %ang sama, %aitu se"esar 9F:E PD dengan

"esarn%a kapasitas produksi pompa se"enarn%a ada!ah:9E.H: PD, dimana pompa pada iskositas :::H.BFSS& memi!iki harga koreksi untuk !aju a!ir -4apacity

Factor 0, 4ater cut F ?dan iskositas se"esar E@.@ SS& sertamenghasi!akan !aju produksi :: PD G P4+ @F psidengan kapasitas produksi pompa se"enarn%a se"esar:.H PD. Sumur


10/17


H. Sumur


11/17


R4 ; densitas min%ak, !"m=cu+t.

Rtp ; densitas +!uida : +asa, !"m=cu+t.Rsc ; densitas +!uida pada kondisi standart, !"m=cu+t+ -V ; densitas +!uida pada kondisi standart, pp".osc ; densitas min%ak pada kondisi standart, pp".

4sc ; densitas air pada kondisi standart, pp".# ; 'o0S!ip #iMuid 3o!d0up.

3-U ; #iMuid 3o!d0up G !easi -Eo1 Uo

#C!P! TE,$6! %!S$"

Penu!is mengucapkan terima kasih kepadapem"im"ingan !apangan serta Ir. Djoko Aske%anto,

/T., Ir. Agus Widi%arso, /T., dan Ir. Anas PujiSantoso, /T. -Teknik Permin%akan &P' (Veteran)*og%akarta %ang te!ah mem"erikan dukungan dantam"ahan pengetahuan da!am mempe!ajari danmen%usun kar%a i!miah ini.

D!(T!, P#ST!%!

9.


12/17


9ambar .Kura Ke!akuan Pompa


13/17

PENGARUH ISK!SITAS TERHADAP

KAPASITAS PR!DUKSI P!"PA SU"UR #S$3

% 335.3 #&PD

y = 127.8'x0.1813

R2= 0.977

300

400

500

600

0 500 1000 1500 2000 2500

//)(/, SSU

2,

3456

PENGARUH VISKOSITAS TERHADAP UMAH STAGE

SUMUR BC-2 @ 1049.42 BFPD

y = 17.894x0.2781

R2= 0.9''2

50

7090

110

130

150

170

0 500 1000 1500 2000 2500 3000

V%&'(&%ta SSU

0"2

3a4Sta5

PENGARUH VISKOSITAS TERHADAP BRAKE HORSE

POWER SUMUR BC-1 @ 1)29 BFPD

y = 2.3928x0.492

R2= 0.98'9

0

20

40

'0

80

100

120

0 500 1000 1500 2000 2500

V%&'(&%ta SSU

BHP#HP


POWER SUMUR BC-2 @ 1049.42 BFPD

y = 5.084x0.3473

R2= 0.9893

20

30

40

50

'0

70

80

90

0 500 1000 1500 2000 2500 3000

V%&'(&%ta SSU

BHP#HP


Kura Pengaruh Viskositas Terhadap Kapasitas

Produksi Pompa Sumur 9ambar


14/17


POWER SUMUR BS-) @ ))6.) BFPD

y = 0.4922x0.4995

R2= 0.9'14

0

5

10

15

20

25

30

0 500 1000 1500 2000 2500

V%&'(&%ta SSU

BHP#HP

PENGARUH VISKOSITAS TERHADAP TDH SUMUR BC-1 @

1)29 BFPDy = 497.2x

0.251'

R2= 0.9821

1500

2500

3500

4500

0 500 1000 1500 2000 2500

V%&'(&%t*# SSU

TDH#

Ft

PENGARUH VISKOSITAS TERHADAP TDH SUMUR BC-2 @

1049.42 BFPD

y = '79.87x0.198'

R2= 0.9844

1500

2000

2500

3000

3500

0 500 1000 1500 2000 2500

V%&'(&%ta SSU

TDH#

Ft

PENGARUH VISKOSITAS TERHADAP TDH SUMUR BS-) @

))6.) BFPD

y = 484.93x0.1809

R2= 0.98''

0

500

1000

1500

2000

2500

0 500 1000 1500 2000 2500

V%&'(&%ta SSU

TDH#Ft


Kura Pengaruh Viskositas Terhadap 0 Desired Production 5ate ; 9F:E PD G

P4+ ; @E psi

Well (luid Conditions >

0 API rait% /in%ak ; 9H oAPI

0 Spesi+ik rait% /in%ak ; .E0 Water Cut ; :9 ?0 Spesi+ik rait% Air ; 9.



15/17


Ta"e!. III 3asi! Perhitungan +ek Water Cut da!am /enentukan Tipe dan Jum!ah Stage Pompa dari Sumur Kajian

N( Naa G!(&& P!(/. P7- E-8 WC P!&9ta& Wat! C"t

S""! :,-/; :&%; a/a 0 10 20 )0 40 60

1 #C$1 1329 709 /. SSU 308.583 447.44' '17.1'7 925.75 1234.33 2225.43

/ 6 14'5.27 1534.'4 1'08.9' 1723.74 1813.1 2109.52

TDH &) 2157.34 2301.79 2478.17 2721.'3 2901.21 3574.78

Te P:( DN 1750 DN 1750 DN 1750 DN 1750 DN 1750 DN 1750

;:


16/17


Ta"e! VI. Ana!isa Pengaruh Viskositas dan Persentase Water Cut Terhadap Pompa


17/17



Documents

Paper Esp Iatmi Upn 2005