http://zulfikariseorengineer.blogspot.com/p/production.html
1. Penyumbatan yang berasosiasi dengan padatan.
Penyumbatan
oleh padatan dapat terjadi pada permukaan formasi, lubang perforasi
atau pada formasi itu sendiri. Penyumbatan oleh padatan tersebut berupa
material pemberat, clay, material loss circulation, pengendapan scale
dan asphalt.
2. Padatan sangat kecil.
Padatan
yang dimaksud berupa oksida besi atau partikel silikat lain. Padatan
ini sering terbawa oleh aliran dan akhirnya terendapkan dalam pori-pori
pada permeabilitas relatif formasi dan akan berkembang menjadi penyumbat
yang serius.
Klasifikasi Mekanisme Kerusakan Formasi
Mekanisme yang menyebabkan terjadinya kerusakan formasi dapat diklasifikasikan sebagai berikut :
1. Penyumbatan partikel pada ruang pori
Ketika
partikel-partikel halus melalui media berpori, seringkali terendapkan
di saluran rongga pori yang mengakibatkan penurunan permeabilitas.
Partikel-partikel besar yang tertransport ke permukaan media porous akan
menutup pori-pori permukaan dan membentuk filter cake eksternal.
Partikel kecil yang melewati media porous dapat menempel pada permukaan
badan pori yang menyebabkan penurunan kecil permeabilitas atau dapat
menutup rongga pori yang secara efektif menyumbat ruang pori. Penutupan
dapat terjadi ketika partikel kira-kira berukuran 1/3 hingga 1/7 dari
rongga pori atau lebih.
2. Migrasi partikel halus
Partikel
halus yang menyebabkan penymbatan dapat berasal dari luar atau media
porous itu sendiri. Pergerakan partikel halus kemungkinan disebabkan
oleh perubahan komposisi kimia air atau secara mekanik yaitu karena gaya
gesek pergerakan fluida. Kerusakan formasi sering disebabkan oleh
dispersi partikel lempung halus ketika salinitas air konat menurun atau
komposisi kimia berubah.
3. Presipitasi kimia
Presipitasi
padatan dari garam (senyawa anorganik) atau minyak mentah (senyawa
organik) dalam formasi dapat menyebabkan kerusakan formasi hebat ketika
padatan tersebut menymbat ruang pori. Presipitasi dapat juga terjadi
akibat perubahan tekanan dan temperatur di sekitar lubang sumur atau
alterasi komposisi fasa oleh fluida injeksi.
Presipitasi
anorganik dikarenakan adanya ion bivalen seperti kalsium atau barium,
yang berkombinasi dengan karbonat atau sulfat. Ion-ion dalam larutan air
konat di reservoir mula-mula berada pada kesetimbangan kimia dengan
mineral formasi. Perubahan komposisi air garam/formasi menyebabkan
presipitasi.
Awalnya
air formasi jenuh dengan kalsium bikarbonat, peningkatan konsentrasi
pada sisi kiri persamaan di atas atau penurun konsentrasi pada sisi
kanan akan mendorong reaksi ke kanan dan kalsium karbonat
terpresipitasi.
Penambahan ion kalsium dan penghilangan CO2 akan menyebabkan presipitasi. Jadi injeksi fluida dengan kandungan kalsium tinggi seperti fluida komplesi CaCl2
pada reservoir dengan konsentrasi bikarbonat tinggi akan menimbulkan
kerusakan formasi. Begitu juga dengan penurunan tekanan di sekitar
lubang sumur yang menyebabkan pembebasan CO2 dari air formasi sehingga terjadi presipitasi.
Senyawa
organik yang biasa menyebabkan kerusakan formasi adalah wax/lilin
(parafin) dan aspaltin. Presipitasi wax terjadi ketika temperatur turun
atau komposisi kimia minyak berubah karena pembebasan gas akibat
penurunan tekanan. Aspaltin merupakan golongan aromatik dengan berat
molekul tinggi dan senyawa naftena yang terdispersi secara koloid dalam
minyak mentah (Schechter, 1992). Kondisi koloid stabil dengan adanya
resin dalam minyak mentah, ketika resin hilang, aspaltin terflokulasi
hingga menciptakan partikel yang cukup menyebabkan kerusakan formasi.
Perubahan kimia dalam minyak yang menurunkan konsantrasi resin yang
dapat menimbulkan pengendapan aspaltin.
4. Emulsi, perubahan permeabilitas relatif dan wetabilitas
Kerusakan
formasi dapat disebabkan oleh perubahan fluidanya sendiri seperti
perubahan viskositas minyak atau permeabilitas relatif. Namun sifatnya
sementara karena fluida bergerak dan secara teoritis dapat digerakkan
dari sekitar lubang sumur. Emulsi air dalam minyak di sekitar lubang
sumur dapat menyebabkan kerusakan formasi karena viskositas emulsi lebih
besar daripada viskositas minyak. Biasanya emulsi terbentuk oleh
percampuran secara mekanik minyak dan air, yang merusak salah satu
fasanya dalam bentuk gelembung kecil yang terdispersi dalam fasa
lainnya. Pembentukan emulsi mungkin secara kimia melalui pemasukan
surfactan atau partikel halus yang cenderung menstabilkan gelembung
kecil.
Peningkatan
saturasi air di sekitar lubang sumur dapat menurunkan permeabilitas
minyak sehingga menimbulkan kerusakan formasi, yang disebut blok air.
Unsur kimia tertentu dapat mengubah wetabilitas formasi sehingga merubah
permeabilitas relatif secara keseluruhan dalam formasi. Jika formasi
water wet berubah menjadi oil wet maka permeabilitas relatif minyak
mengalami penurunan besar di sekitar lubang sumur.
5. Mekanik
Kerusakan
formasi dapat juga diakibatkan penghancuran fisik atau kompaksi batuan
saat perforasi, ataupun keruntuhan material formasi lemah di sekitar
lubang sumur. Keruntuhan tersebut mungkin terjadi pada formasi yang
rapuh atau formasi yang menjadi lemah karena acidizing.
6. Biologis
Sumur
yang diinjeksi air akan rentan terhadap kerusakan formasi akibat
bakteri di lingkungan sekitar lubang sumur. Bakteri yang terinjeksi,
terutama anaerobik dapat tumbuh cepat dalam formasi dan menyumbat ruang
pori dengan bakteri itu sendiri atau dengan presipitasi yang dihasilkan
oleh aktifitas organisme. Untuk mencegah kerusakan formasi biologis
tersebut maka air injeksi dirawat dengan bactericides.
Penyebab Terjadinya Kerusakan Formasi
Adanya
formation damage (kerusakan formasi) dan pengurasan permeabilitas
efektif minyak pada zona produktif disekitar lubang bor akan menyebabkan
kerusakan formasi. Kerusakan ini dapat terjadi pada waktu pemboran,
well completion, dan operasi produksi. Penurunan permeabilitas ini
akibat adanya material lain yang masuk kedalam porositas batuan dan
naiknya produksi air dan gas (Schechter R.S., 1992; Allen T.O., 1982).
1. Kerusakan Formasi Akibat Operasi Pemboran
Untuk
menahan dinding lubang bor agar tidak runtuh pada saat operasi pemboran
digunakan lumpur pemboran. Pada beberapa kasus lumpur pemboran masuk
kedalam formasi. Masalah yang akan timbul adalah untuk formasi yang
mengandung clay sehingga akan terjadi reaksi kimia antara filtrat lumpur
pemboran dengan clay disekitar lumpur pemboran. Akibat reaksi kimia ini
akan menyebabkan pengembangan, dehidrasi atau terdepresinya sebagian
lempung yang mengakibatkan tertutupnya porositas batuan. Hal ini sering
disebut dengan clay blocking.
Kerusakan
formasi lain akibat operasi pemboran yaitu berupa invasi partikel
padatan pemboran kedalam formasi. Invasi lumpur pemboran dapat dibagi
tiga yaitu:
A. Filtrasi Dinamik
Filtrasi
dinamik adalah filtrasi yang terjadi pada saat sirkulasi lumpur serta
pada saat drill string berotasi. Filtrasi ini mengandung air filtrat
yang paling dominan hingga mencapai 10% – 90% dari volume filtratnya.
Faktor-faktor yang mempengaruhi adanya filtrasi dinamik adalah:
§ Kecepatan aliran lumpur
§ Jenis lumpur
§ Tekanan filtrasi
§ Viskositas lumpur
§ Temperatur lumpur
Dengan
adanya sirkulasi lumpur maka lumpur akan bersifat dinamik sehingga akan
mengikis transisi dari shear strength rendah antara mud cake dan
lumpur. Hal yang dimikian akan menyebabkan terjadinya pengendapan dari
hasil kikisan sebelumnya.
B. Filtrasi Statik
Filtrasi
statik adalah filtrasi dimana tidak terjadi sirkulasi lumpur pemboran
dan rotasi drill string. Adapun faktor-faktor yang menyebabkan
terjadinya filtrasi statik adalah:
§ Jenis lumpur
§ Tekanan filtrasi
§ Viskositas lumpur
§ Temperatur lumpur
Terinvasinya
filtrat lumpur kedalam formasi yang paling serius adalah pada saat
permulaan dimana mud cake belum terbentuk. Terinvasinya filtrat lumpur
pemboran disebut Surge Loss. Filtrasi pada saat pemboran akan melalui
tiga tahap yaitu:
1. Periode surge, yaitu sebelum terbentuknya cake pada dinding sumur.
2. Periode transisi, yaitu filtrat cake sudah terbentuk tetapi belum sempurna (tekanan gradien rekah belum sempurna).
3. Periode gradien, yaitu saat volume filtrat sudah tetap atau tebal mud cake
sudah stabil.
C. Filtrasi Dibawah Bit
Filtrasi
dibawah bit adalah filtrasi dinamik yang terinvasi melalui bawah bit,
yang sebenarnya dianggap tidak serius. Invasi dibawah bit ini tergantung
pada beberapa faktor:
§ Kecepatan lumpur pemboran
§ Porositas batuan
§ Permeabilitas
§ Perbedaan tekanan bit dengan formasinya
§ Radius sumur
2. Kerusakan Formasi Akibat Operasi Komplesi
Pada
saat sumur selesai dikomplesi akan disertai adanya kerusakan formasi
antara lain semen, perforasi, dan formation fracturing. Adanya invasi
semen diakibatkan karena adanya rate sirkulasi yang tinggi, tidak adanya
mud cake (disini lubang sumur dibersihkan dari mud cake sebelum operasi
penyemenan dimulai), tekanan hidrostatik serta viskositas semen.
Penurunan laju produksi sumur dapat diakibatkan oleh adanya penymbatan
lubang perforasi oleh ion organik maupun anorganik sehingga tekanan
turun dan temperatur naik.
Tingkat
kekerasan formasi bertambah dengan adanya beban pada casing, semen
serta runtuhnya formasi. Untuk formasi yang bersifat unconsolidated pada
saat komplesi, pasir akan ikut terproduksikan bersama fluida
hidrokarbon.
3. Kerusakan Formasi Akibat Operasi Produksi
Kerusakan formasi pada saat produksi dapat diakibatkan oleh beberapa faktor yang meliputi:
A. Endapan Organik
Untuk
jenis hidrokarbon berat seperti asphalt akan terendapkan didalam
tubing, lubang perforasi, dan formasi karena adanya penurunan tekanan
dan temperatur disekitar lubang bor selama proses produksi berlangsung.
Fraksi hidrokarbon yang terendapkan akan membentuk kristal. Sebab lain
adalah penurunan temperatur sehingga menyebabkan reaksi kimia antara
minyak mentah dan asam organik.
B. Endapan Silt dan Clay
Untuk
formasi unconsolidated, problem sumur berupa terikutnya partikel
padatan yang menyebabkan rusaknya formasi itu sendiri serta rusaknya
peralatan produksi.
C. Gas Blocking
Dengan diproduksikannya minyak akan diikuti dengan turunnya tekanan reservoir sampai dibawah tekanan bubble point (Pb)
minyak sehingga akan menyebabkan gas lebih banyak keluar dari
larutannya. Keluarnya gas dari larutan akan sebanding dengan laju
produksi. Akumulasi gas pada lubang perforasi disebut dengan Gas
Blocking.
D. Water Blocking
Water
blocking dan water encroshment akan menyebabkan naikknya water oil
ratio. Water encroshment dipengaruhi oleh permeabilitas batuan khususnya
yang berlapis-lapis yang akan menyebabkan air terproduksi ke sumur
bersama-sama dengan minyak. Water coning sensitif terhadap rate produksi
serta stabil seiring dengan kenaikan permeabilitas terhadap saturasi
air. Water coning akan terjadi melalui lapisan semen yang rekah, akibat
adanya water blocking.
Penyebab Terjadinya Kerusakan Sumur
Problem
mekanis yang terjadi pada suatu sumur perlu diperhatikan karena hal ini
akan mempersulit pengontrolan sumurnya, sehingga apabila tidak diatasi
sejak dini akan menimbulkan kafatalan.
Secara
garis besar penyebab terjadinya kerusakan sumur dapat diklasifikasikan
menjadi dua, yaitu kerusakan yang terjadi pada bawah permukaan dan
kerusakan yang terjadi pada atas permukaan.
1. Kerusakan yang Terjadi pada Bawah Permukaan
Kerusakan ini pada umumnya adalah:
a. Kebocoran casing/tubing
Penyebab
terjadinya kebocoran casing/tubing ini adalah proses korosi dan
collapse (sambungan pada casing). Korosi pada casing/tubing disebabkan
adanya kandungan H2S, CO2, HCl, mud acid atau
perbedaan potensial/kontak dua macam fluida yang berbeda kegaramannya
sehingga menyebabkan pengikisan kimiawi (non-abrasi) pada dinding casing
terutama bagian dalamnya, sehingga makin lama makin tipis dan akhirnya
bocor.
Kebocoran
casing itu selanjutnya dapat mengakibatkan terjadinya komunikasi
zona-zona lain dengan zona produktif dan akan mengakibatkan laju
produksi minyak turun.
b. Kerusakan primary cementing
Primary cementing adalah penyemenan pertama yang dilakukan langsung setelah casing dipasang begitu operasi pemboran selesai.
Tujuan primary cementing adalah:
§ Memisahkan lapisan yang akan diproduksi dengan yang tidak
§ Mencegah mengalirnya fluida dari satu lapisan ke lapisan yang lain
§ Melindungi pipa dari tekanan formasi
§ Menutup zona loss circulation
§ Mencegah proses korosi pada casing oleh fluida formasi
Sebab-sebab
terjadinya kerusakan primary cementing adalah adanya tekanan yang besar
pada operasi workover atau kualitas semen dan pengerjaannya yang kurang
baik.
c. Kerusakan peralatan produksi bawah permukaan
Kerusakan peralatan produksi bawah permukaan antara lain:
§ Tubing atau packer bocor
§ Kerusakan pada casing atau tubing
§ Kesalahan atau kerusakan pada artificial lift
§ Kerusakan pada plug
Adapun
problem di atas harus ditangani sejak dini dengan melakukan
recompletion (komplesi kembali secara keseluruhan sehingga
baik/sempurna).
2. Kerusakan yang Terjadi pada Atas Permukaan
a. Penggantian atau modifikasi X-ma tree
Pekerjaan
ini dilakukan untuk meningkatkan laju produksi dimana diinginkan hasil
yang optimum dan efisien, serta diinginkannya produksi melalui dual
completion.
b. Penggantian jenis bean atau choke
Hal ini berkaitan erat dengan keadaan pasaran minyak dunia yang sering berfluktuasi.
1 komentar:
Kerusakan formasi akibat fluida reservoir itu sendiri dimana karakteristik reservoirnya telah berubah itu bagaimana maksudnya lebih lanjut ya pak?
Posting Komentar