SIMULASI RESERVOIR UNTUK PERANCANGAN CHEMICAL INJECTION

STUDI PERANCANGAN CHEMICAL INJECTION DENGAN MENGGUNAKAN SIMULASI RESERVOIR 

http://zulfikariseorengineer.blogspot.com/2011/06/studi-perancangan-chemical-injection.html

 

Alasan dilakukan EOR adalah dari hasil perkiraan-perkiraan reservoir tersebut masih mempunyai jumlah cadangan yang cukup besar, tetapi tekanannya sudah menurun sehingga apabila dilakukan produksi tahap lanjut maka hasilnya masih menguntungkan.

Sekarang makin banyak digunakan metode EOR pada awal kehidupan suatu reservoir atau sebelum produksi secara alamiah yang ekonomis berakhir. Pemakaian suatu metode EOR tentunya harus dipastikan lebih dahulu apakah penerapan metode EOR yang dipilih itu dapat dibayar oleh kelebihan perolehan minyak dibandingkan dengan perolehan secara alamiah.

Injeksi kimia adalah salah satu dari metode EOR. Prinsip dari metoda ini adalah menambahkan zat kimia kedalam reservoir dengan jalan injeksi dan bertujuan untuk mengubah sifat-sifat fisik/kimia fluida reservoir dengan fluida pendesak. Sasaran utamanya adalah untuk mengurangi tekanan kapiler atau menaikkan viscositas fluida pendesak agar dapat memperbaiki efisiensi pendesakan (Ed) dan effisiensi penyapuan (Es).

Kondisi reservoir yang perlu diperhatikan pada proses kimia ini adalah temperatur, jenis reservoir dan mekanisme pendorong reservoir. Jenis reservoir disini menyangkut ada tidaknya tudung gas, sebab adanya tudung gas dapat menyebabkan masuknya sebagian minyak yang terdesak kedaerah yang mempunyai saturasi gas 100 % sehingga minyak terperangkap. Jenis mekanisme water drive pada reservoir mengakibatkan konsentrasi zat kimia yang diperlukan untuk menurunkan tegangan permukaan minyak-air menjadi bertambah banyak.

Permeabilitas reservoir juga merupakan faktor yang harus dipertimbangkan dalam proses kimia karena menyangkut kemampuan batuan dalam mengalirkan fluida. Permeabilitas yang sesuai untuk proses kimia dapat berkisar antara 20-2500 md.

Pada prinsipnya metoda pendesakan fluida kimia dibedakan atas dua tujuan, tergantung fluida yang digunakan yaitu :

1. Memperbaiki mobilitas ratio antara fluida pendesak dengan fluida reservoir (minyak), sehingga effisiensi penyapuan (Es) menjadi besar.
2. Memperkecil dan mengurangi gaya-gaya antar permukaan dari sistem batuan-fluida reservoir, sehingga effisiensi pendesakan (Ed) meningkat.

Umumnya pendesakan kimia tidak dilakukan secara terpisah tetapi merupakan suatu kombinasi pendesakan tertentu untuk mendapatkan kondisi yang optimum. Menurut jenisnya pendesakan kimia dapat dibagi menjadi :

• Injeksi Polimer (Polymer Flooding)
• Injeksi Surfactant (Surfactant Flooding)
• Injeksi Alkaline (Alkaline Flooding)

Sebelum dilakukan proses Chemical flooding maka diperlukan studi pendahuluan yang meliputi :

1.  Perolehan data-data

A.  Sifat fisik batuan reservoir :

Permeabilitas rata-rata dalam berbagai luasan reservoir.

Data porositas dalam berbagai luasan reservoir.

Heterogenitas reservoir mengenai perubahan permeabilitas dalam setiap ketebalan.

B.   Sifat fisik fluida.

      Meliputi : gravitasi, faktor volume formasi dan viscositas sebagai fungsi saturasi fluida.

C.   Distribusi saturasi air.

      Distribusi saturasi sesudah dan sebelum injeksi.

D.  Model Geologi.

      Diperlukan pengetahuan tentang model geologi yang dapat diterapkannya waterflooding dengan tepat, pengetahuan meliputi stratigrafi dan struktur.

E.   Sejarah produksi dan tekanan.

      Identifikasi mengenai mekanisme pendorong selama produksi tahap awal seperti : water drive, gas cap drive, solution gas drive, segregation drive atau combination drive. Perkiraan minyak yang tersisa setelah produksi awal serta distribusi tekanan dalam reservoir.

F.  Air untuk injeksi.

Air untuk injeksi harus mempunyai syarat-syarat :

• Tersedia dalam jumlah yang cukup selama masa injeksi.
• Tidak mengandung padatan-padatan yang tidak dapat larut.
• Secara kimiawi stabil dan tidak mudah bereaksi dengan elemen-elemen yang terdapat dalam sistem injeksi dan reservoir.

2.  Simulasi reservoir.

    Simulasi dibuat berdasarkan data-data diatas, simulasi dapat dibuat dalam sistem 1 dimensi, 2 dimensi dan 3 dimensi dengan teknik numeric.

3.  Laboratorium.

  Diadakan penelitian laboratorium untuk mencari kecocokan antara proses Chemicalflooding dengan sifat batuan dan fluidanya.

4.  Pilot project.

    Mencoba mengaplikasikan ke dalam permasalahan di lapangan. Ada dua jenis pola injeksi yang umum digunakan, yaitu pola five-spot dan single injeksion. Kedua pola ini dapat memaksimalkan jumlah migrasi minyak.

5.  Monitoring.

     Melihat dan mengevaluasi hasil yang diperoleh dari lapangan. Untuk mengamati apakah tidak tejadi aliran minyak yang keluar dari pilot area.

6.  Resimulasi.

    Hasil yang diperoleh dari lapangan dibandingkan dengan simulasi reservoir yang dibuat, kemudian mengadakan penyesuaian antara kondisi lapangan dengan simulasi reservoir.

7.  Evaluasi ekonomi.

     Meliputi : Perkiraan biaya yang dibutuhkan, perhitungan-perhitungan dan presentasi.

Penentuan Lokasi Sumur Injeksi-Produksi

Pada umumnya sumur-sumur yang sudah ada sebelum injeksi dipergunakan secara maksimal pada waktu berlangsungnya injeksi nanti. Jika masih dibutuhkan sumur-sumur baru maka perlu ditentukan lokasinya. Untuk memilih lokasi sebaiknya digunakan peta distribusi cadangan minyak tersisa. Di daerah yang sisa minyaknya masih besar mingkin diperlukan lebih banyak sumur produksi daripada daerah yang cadangan minyaknya sedikit. Peta isopermeabilitas juga membantu dalam memilih arah aliran supaya penembusan fluida injeksi (breakthrough) tidak terjadi terlalu dini.

Penentuan Pola Sumur Injeksi-Produksi

Salah satu cara untuk meningkatkan faktor perolehan minyak adalah dengan membuat pola sumur injeksi-produksi. Tetapi harus tetap memegang prinsip bahwa sumur yang sudah ada harus dapat dipergunakan semaksimal mungkin pada waktu berlangsungnya injeksi nanti.

Pertimbangan-pertimbangan dalam penentuan pola sumur injeksi produksi tergantung pada :

1. Tingkat keseragaman formasi, yaitu penyebaran permeabilitas kearah lateral maupun kearah vertikal.
2. Struktur batuan reservoir meliputi patahan, kemiringan dan ukuran.
3. Sumur-sumur yang sudah (lokasi dan penyebaran)
4. Topografi
5. Ekonomi

Pada operasi Chemicalflooding atupun waterflooding sumur-sumur injeksi dan produksi umumnya dibentuk dalam suatu pola tertentu yang beraturan, misalnyqa pola tiga titik, lima titik, tujuh titik, dan sebagainya. Pola sumur dimana sumur produksi dikelilingi oleh sumur-sumur injeksi disebut dengan pola normal. Sedangkan bila sebaliknya sumur-sumur produksi mengelilingi sumur injeksi disebut pola inverted. Masing-masing pola mempunyai jalur arus berbeda-beda sehingga memberikan luas daerah penyapuan yang berbeda-beda. Pola-pola yang paling umum digunakan :

1. Direct line drive : sumur injeksi dan produksi membentuk garis tertentu dan saling berlawanan. Dua hal penting yang perlu diperhatikan dalam sistem, ini adalah jarak antara sumur-sumur sejenis (a) dan jarak antara sumur-sumur tak sejenis (b).
2. Staggered line drive : sumur-sumur yang membentuk garis tertentu dimana sumur injeksi dan produksinya saling berlawanan dengan jarak yang sama panjang, umumnya adalah a/2 yang ditarik secara lateral dengan ukuran tertentu.
3. Four spot : terdiri dari tiga jenis sumur injeksi yang membentuk segitiga dan sumur produksi terletak ditengah-tengahnya.
4. Five spot : pola yang paling dikenal dalam waterflooding dimana sumur injeksi membentuk segi empat dengan sumur produksi terletak ditengah-tengahnya.
5. Seven spot       : sumur-sumur injeksi ditempatkan pada sudut-sudut dari bentuk hexagonal dan sumur produksinya terletak ditengh-tengahnya.

Usaha pemecahan masalah dalam melakukan pengembangan lapangan dapat dilakukan dengan menggunakan simulator CMG (Computer Modeling Group). Adapun langkah-langkah pengerjaan dalam simulator, yaitu :

1. Persiapan Data

Untuk dapat melakukan simulasi reservoar, diperlukan data-data input untuk dapat mempresentasikan kondisi reservoar sebaik mungkin dan mendiskripsikan struktur geologi lapangan yang akan dimodelkan. Data yang diperlukan untuk simulasi reservoir antara lain adalah  data geologi, data batuan, data fluida data sumur dan data equilibrium. Data geologi  meliputi peta top struktur, peta bottom struktur dan peta isopach. Data batuan meliputi porositas, permeabilitas, kompresibilitas batuan, saturasi dan tekanan kapiler. Data fluida meliputi viskositas, kompressibilitas fluida dan faktor volume formasi. Data sumur meliputi kedalaman perforasi, diameter tubing dan tekanan alir dasar sumur. Data equilibrium meliputi kedalaman datum, tekanan reservoir dan temperatur reservoir.

2. Inisialisasi

Inisialisasi merupakan proses pengkajian ulang data yang dimasukkan ke dalam simulator apakah sudah lengkap atau belum dan proses menghitung cadangan dihitung berdasarkan model yang telah dibuat. Cadangan yang dihasilkan kemudian dibandingkan dengan cadangan yang dihitung  dengan Metode Volumetris.

3. History Matching

Sebelum memutuskan suatu model digunakan untuk prediksi harus dilakukan penyelarasan (matching) antara data produksi model simulasi dengan data produksi aktual agar kondisi dan kinerja model reservoir hasil simulasi mirip atau sama dengan kondisi dan kinerja reservoir aslinya.

4. Prediksi

Prediksi merupakan tahap akhir dalam simulasi reservoir setelah proses history matching selesai. Tahapan ini bertujuan untuk mengetahui perilaku reservoir pada proses simulasi untuk masa yang akan datang. Ketepatan hasil peramalan melalui model reservoir dipengaruhi oleh kualitas hasil dari penyelarasan.

Peramalan yang  dapat dilakukan melalui model dengan menggunakan simulator yaitu :

• Hubungan tekanan reservoir dengan produksi kumulatif fluida
• Hubungan laju produksi dengan waktu
• Peningkatan recovery factor untuk berbagai skenario
• Jumlah dan penyebaran titik injeksi yang optimum

HASIL YANG DIHARAPKAN

Dalam melakukan simulasi diharapkan dapat mengetahui kemampuan reservoir tersebut di waktu yang akan datang dengan melakukan berbagai skenario. Hasil yang diharapkan dalam simulasi antara lain :

• Mengetahui performance reservoir pada waktu tertentu
• Memberikan berbagai usulan skenario untuk meningkatkan recovery factor dari reservoir yang bersangkutan
• Memilih skenario yang sesuai untuk meningkatkan recovery factor dari reservoir tersebut.
• Merencanakan tahap lanjut untuk dilakukannya injeksi kimia dari hasil simulasi reservoir yang bersangkutan.