Defnisi Separator Separator adalah tabung bertekanan bertekanan yang digunakan untuk memisahkan fuida sumur menjadi air dan gas (tiga asa) atau cairan dan gas (dua asa), dimana pemisahannya dapat dilakukan dengan beberapa cara yaitu : a.
Prinsip penurunan tekanan.
b.
Graity setlink
c.
!urbulensi aliran atau perubahan arah aliran
d.
Pemecahan atau tumbukan fuida
"ntuk mendapaktkan e#siensi kerja yang stabil dengan kondisi yang berariasi, gas li$uid separator harus mempunyai komponen pemisah sebagai berikut : %. &agian pemisah pertama, berungsi untuk memisahkan cairan dari aliran fuida yang masuk dengan cepat berupa tetes minyak dengan ukuran besar. '. &agian pengumpul cairan, berungsi untuk memisahkan memisahkan tetes cairan kecil dengan prinsip graity setlink. . &agian pemisah kedua, berungsi untuk memisahkan tetes cairan kecil dengan prinsip graity settlink. . *ist e+traktor, berungsi untuk memisahkan tetes cairan berukuran sangat kecil (kabut). . Peralatan kontrol, berungsi untuk mengontrol kerja separator terutama pada kondisi oer pressure.
-idalam block station, disamping terdapat separator pemisah gabungan terdapat ju gaseparator uji yang berungsi untuk melakukan pengujian (test) produksi suatu sumur dan dariseparator uji ini laju produksi sumur (o,/,dang) bias didapat dim ana o dan /diperoleh dari barel meter sedangkan g diperoleh dari pencatatan o ri0ce fo/ meter (ori0ce plate ) atau dari alat pencatat aliran gas lainnya. -isamping itu ditinjau dari tekanan kerjanyapun separator dapat dibagi tiga, yaitu separator tekanan tinggi (12 3 %22 psi), tekanan sedang ('2 3 122 psi), tekanan rendah (%2 3 '').
2.2.
Jenis Separator
-alam industri perminyakan dikenal beberapa jenis separator berdasarkan bentuk, posisinya dan ungsinya.
2.2.1. Jenis separator separator berdasarkan berdasarkan bentuk bentuk dan posisinya. posisinya. a. Separator tegak4ertikal. &iasanya digunakan untuk memisahkan fuida produksi yang mempunyai G56 rendah dan4atau kadar padatan tinggi, separator ini sudah dibersihkan serta mempunyal kapasitas cairan dan gas yang besar. b. Separator datar 4horisontal Sangat baik untuk memisahkan fuida produksi yang mempunyai G56 tinggi dan cairan berbusa. Separator ini dibedakan menjadi dua jenis, yaitu single tube hori7ontal seprator dan double tube hori7ontal separator. 8arena bentuknya yang panjang, separator ini banyak memakan tempat dan sulit dibersihkan, dibersihkan, namun demikian kebanyakan asilitas pemisahan dilepas pantai menggunakan separator ini dan untuk fuida produksi yang banyak mengandung pasir, separator ini tidak menguntungkan.
c. Separator bulat 4spherical. Separator jenis ini mempunyai kapasitas gas dan surge terbatas sehingga umumnya digunakan untuk memisahkan fuida produksi dengan G56 kecil sampai sedang namun separator ini dapat bekerja pada tekanan tinggi. !erdapat dua tipe separator bulat yaitu tipe untuk pemisahan dua asa dan tipe untuk pemisahan tiga asa.
2.2.2. yaitu:
Berdasarkan asa hasil pemisahanya jenis separator dibagi dua,
a. Separator dua asa, memisahkan fuida dormasi menjadi cairan dan gas, gas keluar dari atas sedangkan cairan keluar dari ba/ah. b. Separator tiga asa, memisahkan fuida ormasi menjadi minyak, air dan gas. Gas keluar dari dari bagian atas, minyak minyak dari tengah dan air dari ba/ah.
2.2..
!elebihan dan kekurangan dari masing"masing masing"masin g separator :
a. Separator 9ertikal kelebihannya :
Pengontrolan leel cairan tidak terlalu rumit
-apat menanggung pasir dalam jumlah yang besar
*udah dibersihkan
Sedikit sekali kecenderungan akan penguapan kembali dari cairan
2.2.1. Jenis separator separator berdasarkan berdasarkan bentuk bentuk dan posisinya. posisinya. a. Separator tegak4ertikal. &iasanya digunakan untuk memisahkan fuida produksi yang mempunyai G56 rendah dan4atau kadar padatan tinggi, separator ini sudah dibersihkan serta mempunyal kapasitas cairan dan gas yang besar. b. Separator datar 4horisontal Sangat baik untuk memisahkan fuida produksi yang mempunyai G56 tinggi dan cairan berbusa. Separator ini dibedakan menjadi dua jenis, yaitu single tube hori7ontal seprator dan double tube hori7ontal separator. 8arena bentuknya yang panjang, separator ini banyak memakan tempat dan sulit dibersihkan, dibersihkan, namun demikian kebanyakan asilitas pemisahan dilepas pantai menggunakan separator ini dan untuk fuida produksi yang banyak mengandung pasir, separator ini tidak menguntungkan.
c. Separator bulat 4spherical. Separator jenis ini mempunyai kapasitas gas dan surge terbatas sehingga umumnya digunakan untuk memisahkan fuida produksi dengan G56 kecil sampai sedang namun separator ini dapat bekerja pada tekanan tinggi. !erdapat dua tipe separator bulat yaitu tipe untuk pemisahan dua asa dan tipe untuk pemisahan tiga asa.
2.2.2. yaitu:
Berdasarkan asa hasil pemisahanya jenis separator dibagi dua,
a. Separator dua asa, memisahkan fuida dormasi menjadi cairan dan gas, gas keluar dari atas sedangkan cairan keluar dari ba/ah. b. Separator tiga asa, memisahkan fuida ormasi menjadi minyak, air dan gas. Gas keluar dari dari bagian atas, minyak minyak dari tengah dan air dari ba/ah.
2.2..
!elebihan dan kekurangan dari masing"masing masing"masin g separator :
a. Separator 9ertikal kelebihannya :
Pengontrolan leel cairan tidak terlalu rumit
-apat menanggung pasir dalam jumlah yang besar
*udah dibersihkan
Sedikit sekali kecenderungan akan penguapan kembali dari cairan
*empunyai surge cairan yang besar
8ekurangannya :
5ebih mahal
&agian;bagiannya &agian;bagi annya lebih sukar dikapalkan (pengiriman)
*embutuhkan diameter yang lebih besar untuk kapasitas gas tertentu
b. Separator
5ebih murah dari separator ertical
5ebih mudah pengiriman bagian;bagiannya bagian;bagiannya
&aik untuk minyak berbuih (oaming)
5ebih ekonomis dan e0sien untuk mengolah olume gas yang lebih besar
5ebih luas untuk setting bila terdapat dua asa cair
8ekurangannya :
Pengontrolan leel cairan lebih rumit daripada separator ertical
Sukar dalam membersihkan 5umpur, pasir, para#n
-iameter lebih kecil untuk kapasitas gas tertentu
c. Separator &ulat 8elebihannya :
!ermurah dari kedua tipe diatas
5ebih mudah mengeringkan dan membersihkannya membersihkann ya dari pada separator ertical, lebih kompak dari yang lain 8ekurangannya :
Pengontrolan cairan rumit
*empunyai ruang pemisah dan kapasitas surge yang lebihk kecil
2.2.#. Jenis separator separator berdasarkan berdasarkan ungsinya. ungsinya.
&erdasarkan ungsinya atau jenis penggunaannya, separator dapat dibedakan atas: gas scrubber, knock;out fash;chamber, e+pansion e+pansion essal, chemical electric dan 0lter.
a. Gas scrubber. =enis ini dirancang untuk memisahkan butir cairan yang masih terikut gas hasil pemisahan tingkat pertama, karenanya alat ini ditempatkan setelah separator, atau sebelum dehydrator, e+traction plant atau kompresor untuk mencegah masuknya cairan kedalam alat tersebut. b. 8nock;out =enis ini dapat dibedakan menjadi dua, yaitu ree /ater knock;out (>?82) yang digunakan untuk memisahkan air bebas dari hidrokarbon cair dan total li$uid knock;out (!58@) yang digunakan untuk memisahkan cairan dari aliran gas bertekanan tinggi ( A %' psi ) c. >lash chamber. Blat ini digunakan pada tahap ianjut dari proses pemisahan secara kilat (fash) dari separator. >lash chamber ini digunakan sebagai separator, tingkat kedua dan dirancang untuk bekerja pada tekanan rendah ( A %' psi ) d. C+pansion essel. Blat ini digunakan untuk proses pengembangan pada pemisahan bertemperatur rendah yang dirancang untuk menampung gas hidrat yang terbentuk pada proses pendinginan dan mempunyai tekanan kerja antara %22 ;%22 psi. e. Dhemical electric. *erupakan jenis separator tingkat lanjut untuk memisahkan air dari cairan hasil separasi tingkat sebelumnya yang dilakukan secara electris (menggunakan prisip anoda katoda) dan umumnya untuk memudahkan pemisahan.
2.2.$.
%il Skimmer.
*erupakan peralatan pemisah yang direncanakan untuk menyaring tetes; tetes minyak dalam air yang akan dibuang sebagai hasil proses pemisahan sebelumnya untuk mencegah turbulensi aliran, air yang mengandung tetes minyak dimasukkan melalui pembagi aliran yang berisi batu bara 4 batu arang tipis ;tipis, sedangkan proses pemisahan berdasarkan sistem graity setling. 8apasitas oil skimmer tergantung pada beberapa aktor terutama pada densitas minyak air yang dapat ditentukan berdasarkan hukum intermediate yang berhubungan dengan kecepatan setling dari partikel.
2.2.&.
'as Dehydrator.
Gas dehydrator adalah alat yang digunakan untuk memisahkan partikel air yang terkandung didalam gas. Peralatan ini merupakan bagian akhir dari pemisahan gas hidrokarbon terutama pada lapangan gas alam.
Bda dua cara pemisahan air dari gas, yaitu dengan a. Solid desiccant, misainya calsium chloride b. 5i$uid desiccant, misainya glycol.
2.2.&.1. (alsium )hloride gas dehydrator. 8omponen peralatan ini merupakan kombinasi dari separator tiga tingkat, yaitu gas ; li$uid absorbtion to/er dan solid bad desiccant unit. Pemisahan partikei air dari gas dilakukan dengan cara mengkontakkan aliran gas dengan calsium chloride didalam chemical bad section.
2.2.&.2. 'ly)ol dehydrator. 5i$uid desiccant yang sering digunakan adalah trienthylene glycol. Peneyerapan partikel air terjadi karena adanya kontak antara glycol dengan gas yang mengandung air pada tray didalam absorber (kontaktor) proses regenerasi glycol yang mengandung air dilakukan dengan cara pemanasan sehingga air terbebaskan dari glycol.
2..
*lash Separator
>lash Separator test adalah separator kecil dilaboratorium yang ungsinya sama dengan separator yang ada dilapangan. -isini akan terjadi pemisahan antara gas, minyak, dan air. Pemisahan ini penting agar secara baik dapat diketahui jumlah serta siat 3 siat gas maupun minyak pada periode tertentu. -ari analisa ini bisa didapat siat 3 siat maupun maupun komposisi gas dan minyak baik diseparator ataupun di tanki pengumpul. !ekanan dan !emperatur dari alat ini bisa diatur sehingga dimungkinkan untuk mendapatkan kondisi tertentu (P dan ! separator) agar memperoleh minyak yang optimum di tanki pengumpul. -itinjau dari jenis fuida yang akan di analisa ada ' macam analisa >lash Separator yaitu : ; Single stage separator yaitu terdiri dari satu separator dan satu tanki pengumpul. ; *ulti stage separator yaitu terdiri dari lebih dari satu separator dan satu tanki pengumpul.
2.#. 2.#.1.
+er)obaan di aboratorium +eralatan !erja
"ntuk keperluan analisa single stage separator dipergunakan peralatan sebagai berikut :
%. ;
>lash Separator !est yang di lengkapi : Gauge penunjuk tekanan
; !abung gelas tempat gas dan minyak dipisahkan dan dilengkapi dengan katup bagian atas dan ba/ah. ; &ak pemanas berisi air yang dilengkapi dengan temperatur kontrol untuk memanaskan bagian luar tabung gelas dengan cara dialiri pada temperatur tertentu. ; 8atup (ale) pengatur tekanan, untuk mengatur tekanan didalam tabung gelas. ; &otol tanki pengumpul, untuk menampung minyak dari separator ke atmoseer. ;
Skala pmbacaan ketinggian minyak dalam tabung gelas.
;
!hermometer untuk mengetahui temperatur separator dilapangan.
'. &rooksmeter, untuk menampung dan mengetahui olume gas yang terbebaskan dari minyak. .
&alon gelas, untuk mengukur berat gas maupun udara.
.
Blat penimbang berat.
E.
Pompa air raksa.
2.#.2.
+rosedur !erja Proses di mulai dari tekanan yang lebih tinggi.
%. Panaskan bak pemanas pada fash separator dengan temperatur yang diinginkan. Blirkan untuk memanaskan tabung gelas. '.
!utup katup atas dan ba/ah dari tabung gelas.
.
!utup katup pengatur tekanan pada fash separator test.
.
.
mendorong pompa. Selama memasukkan minyak kedalam tabung gelas, terjadi proses fash didalamnya. Gas yang terbentuk akan menekan gauge sampai tekanan berada diatas tekanan yang diinginkan. !utup kembali katup atas tabung gelas. F. Btur tekanan dalam tabung gelas sesuai yang diinginkan dengan memutar katup pengatur tekanan. .
&aca ketinggian minyak didalam tabung gelas.
%2. &aca pembacaan pompa pada 222 psig sebagai initial pump reading. %%.
Alat Separasi Minyak Bumi atau Separator 1. Pengertian Separator
Separator adalah alat separasi minyak dan gas bumi yang menggunakan prinsip separasi flash pada
tekanan
dan
temperatur
tetap.
Produksi
dari
sumur
minyak
di
separator vertikal sedangkan produksi dari sumur gas diproses di separator horizontal. Hal ini
karena pada separator horizontal memiliki daerah pemisahan yang lebih luas dan panjang disbanding separator vertical.
Pemisahan gas dan minyak di lapangan dilakukan dengan separator , yaitu tabung bertekanan dan bertemperatur tertentu untuk memisahkan fasa gas dengan minyak secara optimum.(sumber : laporan Praktek Kerja Lapangan Firman dan Adi. Hal. 3! 2. Fungsi Utama dari Separator • "emisahkan fase pertama cairan hidrokarbon dan air bebasnya dari gas atau cairan, tergantung mana yang lebih dominan. •
"elakukan usaha lanjutan dari pemisahan fase pertama dengan mengendapkan sebagian besar dari butiran#butiran cairan yang ikut di dalam aliran gas.
•
"engeluarkan gas maupun cairan yang telah dipisahkan dari separator secara terpisah dan meyakinkan bah$a tidak terjadi proses balik dari salah satu arah ke arah yang lainnya.
3..Prinsip Pemisahan %da dua macam proses dari pembentukan gas (vapour ! dari hirokarbon cair yang bertekanan. Proses tersebut adalah Flash separation dan Differential separation. Flash separation terjadi bila tekanan pada sistem diturunkan dengan cairan dan gas tetap dalam kontak, hal mana gas tidak dipisahkan dari kontaknya dengan cairan saat penurunan tekanan yang membiarkan gas keluar dari solusinya. Proses ini menghasilkan banyak gas dan cairan sedikit. Differential separation terjadi bila gas dipisahkan dari kontaknya dari cairan pada penurunan tekanan dan membiarkan gas keluar dari solusinya. Proses ini menghasilkan banyak cairan dan sedikit gas.( sumber : Surface Facilities Training Program, il !andling Facilities. "edco &nergi. 'ndonesia.hal. )!
*uatu separator minyak+ gas yang ideal, yang bertitik tolak dari pendapatan cairan yang maksimum, adalah suatu konstruksi yang dirancang sedemikian rupa, sehingga dapat menurunkan tekanan aliran fluida dari sumur pada inlet separator ., menjadi atau mendekati tekanan atmosphere pada saluran keluar separator . "as dipindah+dikeluarkan dari separator s ecara terus menerus segera setelah terpisah dari cairan, ini dikenal dengan differential separation, namun penataan seperti diatas tidak praktis. Pemisahan tergantung dari efek gravitasi untuk memisahkan cairan, sebagai contoh hasil pemisahan minyak, gas dan air akan terpisah bila ditempatkan pada satu wadah karena mempunyai perbedaan densitas satu sama lainnya. Proses pemisahan karena adanya perbedaan densitas fluida dan efek gravitasi dapat terlihat pada gambar dibawah ini:
Prinsip Pemisahan
aktor - faktor lain yang dapat mempengaruhi pemisahan fluida antara lain a.
/iskositas fluida
b.
0ensitas minyak dan air
c.
1ipe peralatan dalam separator
d.
2ecepatan aliran fluida
e.
0iameter dari titik - titik air #droplet$
4. Klasifikasi Separator 2lasifikasi separator tergantung dari pembagian jenis ruang lingkupnya, secara umum diklasifikasikan sebagai berikut : (sumber : laporan Kerja Praktek ahmansyah dan 4rianperasi Produksi dan %ell Servic. Hal. 35! • Menurut tekanan kerja ( working pressure)
a. !igh Pressure (HP! Separator 67#8677 psi
b. &edium Pressure ("P! Separator 6#67 psi c. Lo' Pressure (9P! Separator 87#6 psi • Berdasarkan hasil pemisahan ator dua fasa : memisahkan fluida formasi menjadi fasa cair dan fasa gas ator tiga fasa : memisahkan fluida formasi menjadi fasa minyak, air dan gas • Berdasarkan entuk a. Separator !ertikal
/ertical Separator vertical fase ( Phase (ertical Separator ! sering digunakan untuk aliran fluid yang rasio gas terhadap cairannya ( gas oil ratio atau ;! rendah sampai sedang dan yang diperkirakan akan terjadi cairan yang datang secara kejutan (slug ! yang relatif sering. ambar di ba$ah adalah separator vertikal. 4agian ba$ah dari bejana biasanya berbentuk cembung, gunanya untuk menampung pasir dan kotoran padat yang terba$a.
Pada pengoperasiannya, pengubah#arah aliran masuk (inlet diverter$ akan menyebabkan cairan yang masuk menyinggung dinding separator dalam bentuk film, dan pada saat yang bersamaan memberikan gerakan centrifugal kepada fluida. 'ni memberikan pengurangan momentum yang diinginkan dan mengizinkan gas untuk keluar dari filmcairan. asnya naik ke bagian atas dari bejana, dan cairannya turun ke ba$ah.
*edikit dari partikel#partikel cairan akan terba$a naik ke atas bersama gas yang naik untuk
memperangkap
butiran#butiran
cairan
yang
akan
ikut
aliran
gas
digunakan miste)tractor atau mist eliminator , yaitu susunan ka$at kasa dan ada juga yang lebih canggih dengan ketebalan tertentu, dipasang melintang terhadap arah arus gas pada bagian atas seksi gasnya. Separator semacam ini biasa digunakan untuk tekanan kerja antara 67 sampai 867 psig. . Separator "#ri$#ntal
Separator horizontal
mungkin
yang
terbaik
dan
termurah
dibandingkan
dengan separator vertical yang kapasitasnya sama. Separator horizontal mempunyai luas antar permukaan gas dengan cairan lebih besar, terdiri dari banyak sekat#sekat yang luas sepanjang seksi pemisah gasnya, yang memberikan lebih banyak kecepatan gasnya. Separator horizontal hampir selalu digunakan untuk aliran yang mempunyai rasio gas terhadap cairan (;! yang tinggi untuk arus yang berbuih, atau untuk cairan yang keluar dari separator sebelumnya. (sumber
: Surface
!andling Facilities. ulf Publishing
Production
perations,
Design
il
Separator horizontal mudah pemasangannya, apalagi yang terpasang di atas skid, dan juga
mudah
mudah dapat
melakukan
disusun
ke
pemeliharaannya.
atas,
untuk
dijadikan
4eberapa separator horizontal satu assem*l+ pemisahan
dengan bertingkat
( stageseparation! yang bisa menghemat ruang. Pada separator horizontal, fluid mengalir secara horizontal dan bersamaan $aktunya bersinggungan
pada
permukaan
cairan.
4eberapa separator mempunyai
pelat#pelat
penyekat #*affle plates$ horisontal yang tersusun berdekatan dengan jarak yang sama pada hampir sepanjang bejana yang tersusun dengan kemiringan sekitar 56> terhadap bidang horisontal. as mengalir di dalam permukaan penyekat#penyekat dan butiran#butiran cairannya melekat pada pelat penyekat dan membentuk film yang kemudian mengalir ke seksi cairan dari separator . ambar 3.5 adalah separator horizontal yang dimaksud. %. &eparat#r Bulet
ambar diatas adalah skematik dari separator spherical . 4agian#bagiannya sejenis dengan separator vertikal
maupun separator horizontal.
?enis
ini
memiliki
kelebihan
dalam pressure containment tetapi karena kapasitas surges terbatas dan mempunyai kesulitan dalam fabrikasi maka separator jenis ini tidak banyak digunakan di lapangan.
• 5atar &elakang Penggunaan Separator Gas dan
minyak yang diproduksikan dari sumur tidak didapat dalam
keadaan berpisah secara langsung. *inyak dan gas dari sumur biasanya berupa campuran. -an campuran tersebut tidak seluruhnya minyak dan gas. Bpa yang ada dalam sumur dan reseroir sangatlah heterogen dan pada umumnya ada air,minyak,gas serta partikel padatan. -an apa yang dihasilkan dari dalam sumur ketika telah mencapai surace tidak bisa langsung masuk storage tank dan harus segera dilakukan treatment. Proses pemisahan tersebut dapat berupa pemisahan minyak, air dan gas.Bpabila tidak dilakukan treatment dapat berakibat korosi dan plugging dalam fo/line4transmission line yang apabila diacuhkan dapat berakibat shut;in.
• *asalah yang -apat !erjadi dan Solusi
Selama penggunaan separator dua asa (separasai minyak dan gas) mungkin saja terjadi beberapa masalah akibat apa yang diproduksikan. 5i$uid, gas dan atau solid yang terproduksikan dapat memberikan hambatan bagi kinerja separator. &eberapa masalah anatar lain: a. >oamy Drude *asalah terbentuknya oam dalam crude oil karena adanya impurities selain air di mana impurities tersebut tidak dapat dihilangkan sebelum aliran memasuki separator. Salah satu pengotor tersebut adalah D@ ' . >oam juga dapat berasal dari fuida komplesi atau /orkoer yang tidak sesuai dengan fuida /ellbore. Iamun oam dalam separator tidak akan memberikan masalah apabila desain internalnya telah menjamin /aktu yang cukup atau permukaan coalescing (membentuk substance yang lebih besar) yang cukup untuk JbreakK.
&eberapa masalah yang ditimbulkan dengan adanya oam antara lain: ¬ 8ontrol dari leel li$uid menjadi lebih buruk, karena alat control harus
mendeteksi tiga ase li$uid daripada yang seharusnya yaitu dua.
¬ >oam memiliki rasio olume4berat yang besar sehingga dapat mengisi
ruangan pada essel yang seharusnya bisa digunakan untuk ruang li$uid collecting atau graity settling.
¬ -alam jumlah oam yang sangat tidak terkontrol, tidak mungkin untuk
menghilangkan separated gas atau oil yang sudah dihilangkan gasnya dari essel tanpa memba/a oamy material pada gas atau li$uid.
Penggunaan oam depressant akan membuat kapasitas separator lebih besar karena oamnya berkurang. Iamun penggunaan depressant akan menambah biaya lebih, dan lebih baik digunakan separator ukuran lebih upaya antisipasi
crude oil yang mengandung oam. Iamun sekali mengunakan depressant akan membuat jumlah masuk lebih besar daripada kapasitrasnya. b. Para#n Bkumulasi para#n akan menyebabkan pengaruh yang buruk terhadap kinerja separator. Doalescing plates pada li$uid section dan mesh pad pada mist e+tractor pada gas section akan cenderung terjadi plugging akibat akumulasi parta0n. -an ketika para#n dipekirakan yang menjadi penyebab masalah
tersebut, maka perlu dipertimbangkan lagi penggunaan centriugal mist e+tractors. *aka perlu lubang lubang seperti man/ays, handholes dan no77le agar steam, solent atau li$uid pembersih lain masuk ke separator. !emperatur li$uid harus juga dijaga di atas cloud point dari crude oil menghindari pembentukan para#n
c. Sand
Partikel pasir bisa menjadi masalah di separator yaitu membuat berhentinya aliran pada ale trim, plugging pada bagian dalam separator, dan akumulasi pada bagian ba/ah separator.
dipertimbangkan saat mendesain separator. -esain yang harus menutamakan separasi yang baik serta akan meminimalkan pemerangkapan pasir dalam separator
d. 5i$uid Darryoer
5i$uid carryoer terjadi ketika ree li$uid keluar dengan ase gas dan dapat mengindikasi hi;li$uid leel, kerusakan pada essel utama, oam, desain yang tidak tepat, li$uid outlet yang ter;plugged, atau rate yang melebihi desain dari esselLs rate.
dengan desain separator yang tepat. Iormal operating leel dan high;leel shutdo/n harus dipisah cukup jauh untuk antisipasi olume slug. Slug akan menuju high leel shutdo/n. Pada penggunaan separator asa dapat terjadi masalah selama operasi pada separator berlangsung, salah satunya yaitu terjadinya emulsi. Selama jangka /aktu tertentu akumulasi material emulsi atau impurity lain dapat terbentuk pada interace oil dan air. Bkan terjadi pengaruh buruk pada li$uid;leel control, yaitu akan mengurangi /aktu eekti untuk pemisahana yang eekti antara air dan minyak. Penggunaan bahan kimia dan atau panas akan meminimalisir kesulitan yang dihasilkan
!ujuan >ungsi Separator Penggunaan dan
&eberapa tujuan penggunaan separator antara lain, mendapatkan oil dan gas yang sudah stabil. *endapatkan oil dan atau gas yang bersih dari pengotor. *endapatkan peralatan pada surace tidak terganggu kinerjanya karena sistem pemisaha nyang tidak baik4bekerja akan menyebabkan korosi atau pluggin pada peralatan lain. Mang berujung pada kerugian akibat masalah pemisahan yang tidak ditangani dengan serius.
-atar Pustaka Surace Production @perations, 9olume %,
!hird Cdition: -esign o @il acilities. *aurice Ste/art and 8en C. Brnold Jenis-jenis masalah pada sumur produksi
1.
Problem Scale Scale merupakan kristalisasi dan pengendapan mineral yang berasal dari hasil reaksi ion-ion yang terkandung dalam air formasi. Pengendapan dapat terjadi di dalam pori-pori batuan formasi, lubang sumur bahkan peralatan permukaan. Penyebab terbentuknya endapan scale antara lain : a. Bercampurnya dua Jenis Air Yang Berbeda Dua jenis air yang sebenarnya tidak mempunyai kecenderungan untuk membentuk scale, bila bercampur kemungkinan membentuk suatu komponen yang tidak larut. Contoh yang umum adalah pencampuran antara air injeksi dengan air formasi di bawah sumur, dimana yang satu mempunyai kelarutan garam-garam barium yang tinggi, sedangkan yang lainnya mengandung larutan sulfate. Pencampuran ini akan mengakibatkan pembentukan endapan barium sulfate !aS"#$ yang dapat menyumbat dan sulit untuk dibersihkan. %ndapan carbonate dan sulfate akan menjadi lebih keras dan makin bertambah apabila larutan mineralnya dalam keadaan bersentuhan kontak$ dengan permukaan dalam waktu yang lama. b. Penurunan Tekanan Pada saat air formasi mengalir dari reser&oir menuju lubang sumur, maka akan terjadi penurunan tekanan. Penurunan tekanan ini dapat pula terjadi dari dasar sumur ke permukaan dari well head ke tanki pengumpul. Penurunan tekanan ini akan menyebabkan terlepasnya C"' dan ion bikarbonat (C")-$ dari larutan. Dengan terbebaskannya gas C"' , sehingga akan menyebabkan berkurangnya kelarutan CaC"). (al ini berarti penurunan tekanan pada suatu sistem akan menyebabkan meningkatnya kemungkinan terbentuknya scale CaC").
c. Perubahan Temperatur Pada saat terjadi perubahan kenaikan$ temperatur, maka akan terjadi penguapan, sehingga terjadi perubahan kelarutan, dan hal ini akan mengakibatkan terjadinya pembentukan scale. *emperatur mempunyai pengaruh pada pembentukan semua tipe scale, karena kelarutan suatu senyawa kimia sangat tergantung pada temperatur. +isalnya kelarutan CaC") akan berkurang dengan kenaikan temperatur dan kemungkinan terbentuknya scale CaC") semakin besar. . Mekanisme Terbentuknya Scale a.
+akin besar p( +akin besar p( cairan, maka akan mempercepat terbentuknya scale. Scale biasanya terbentuk pada kondisi basa p( $.
b.
*erjadinya agitasi pengadukan$ Pengadukan atau goncangan akan mempercepat terbentuknya endapan scale. Scale biasanya terbentuk pada tempat dimana faktor turbulensi besar, seperti sambungan pipa, &al&e dan daerah-daerah penyempitan aliran.
c.
elarutan /at padat elarutan /at padat yang dikandung oleh air sangat berperan dalam pembentukan scale, sebab bila kelarutan /at padat rendah atau kecil, maka kemungkinan untuk terbentuknya scale akan semakin besar. !. Jenis"#enis scale yang ter#adi antara lain :
•
Scale Calcium Sulfate CaS" #$ Scale Calcium Sulfate terbentuk dari reaksi ion calcium dan ion sulfat reaksinya sebasgai berikut 0 Ca11 1 S"#2
•
CaS"#
Scale !arium Sulfate !aS" #$ Scale !arium Sulfate dibentuk oleh kombinasi ion !a 11 dan ion S" #2 dengan reaksi sebagai berikut 0 !a11 1 S"#2
•
!aS"#
Scale alsium arbonate CaC")$ Scale ini terbentuk dari kombinasi ion kalsium dan ion karbonat atau bicarbonate, sesuai dengan reaksi 0 Ca11 1 C")2
CaC")
Ca11 1 '(C")$
CaC") 1 C"' 1 ('"
Perubahan kesetimbangan kimia ini menyebabkan terbentuknya scale yang dapat menghambat atau menutup pori-pori batuan.
!. $ara mencegah terbentuknya scale : •
+enghindari tercampurnya air yang incompatible tidak boleh campur$
•
+engubah komposisi air dengan water dilution pengencer air $ atau mengontrol p(
•
+enghilangkan /at pembentuk scale
•
Penambahan scale control chemical
%. $ara mengatasi problem scale Penambahan larutan %D*3 %thylene Diamine *etra 3cetic$
•
3cidi/ing Penambahan larutan (Cl atau (Cl0(4 $
•
.
&mulsi %mulsi adalah campuran dua macam cairan yang dalam keadaan biasa tidak dapat bercampur immiscible$. Problem emulsi umumnya timbul pada saat air mulai terproduksi bersama minyak. 3ir yang tidak dapat bercampur dengan minyak dinamakan air bebas dan dengan mudah dipisahkan dengan cara pengendapan. 5amun disegi lain ada emulsi yang sulit berpisah, sehingga diperlukan suatu usaha untuk pemecahannya. *erdapat tiga faktor penting yang membentuk emulsi stabil, yaitu 0
6.
3danya dua macam cairan yang immiscible.
'.
3danya pengadukan7agitasi yang cukup kuat untuk menyebarkan cairan yang satu ke dalam cairan yang lainnya.
).
3danya emulsifying agent yang dapat membuat emulsi menjadi stabil. Di dalam emulsi cairan dalam bentuk butiran-butiran yang tersebar disebut dispersed internal$ phase, dan cairan yang mengelilingi butiran-butiran itu disebut continuous e8ternal$ pahase. Secara umum emulsi dapat diklasifikasikan menjadi ' dua$, yaitu 0 6.
9ater in oil 97"$ emulsion dimana air sebagai dispersed dan minyak sebagai continious phase. 9ater in oil emulsi inilah yang sering dijumpai.
'.
"il in water "79$ emulsion, dimana minyak sebagai dispersed phase dan air sebagai continious phase. Ditinjau dari kestabilannya, emulsi juga dapat dibagi ' dua$ macam, yaitu 0
6.
%mulsi yang stabil adalah emulsi dimana minyak dan air tidak dapat memisahkan diri tanpa bantuan dari luar.
'.
%mulsi yang tidak stabil adalah emulsi dimana minyak dan air dapat memisahkan diri tanpa bantuan dari luar, cukup hanya diberikan settling time saja. estabilan emulsi tergantung beberapa faktor, yaitu 0
•
%mulsifying agent, pada emulsi minyak bumi yang stabil. (al ini terdiri dari 0 asphalt, resin, oil soluble organic acid dan material-material halus yang lebih larut atau dapat berpencar dalam minyak daripada dalam air.
•
:iskositas, jika tinggi maka kecendrungan untuk mengikat butiran air lebih besar dibanding minyak yang &iskositasnya lebih rendah. +inyak yang &iskositasnya besar memerlukan waktu lebih lama untuk memecahkan emulsinya.
•
Specific grafity, bila perbedaannya besar maka akan mempercepat settling. +inyak yang berat berkecendrungan untuk menahan butiran-butiran air dalam bentuk suspensi lebih lama.
•
Prosentase air yang tinggi akan membentuk emulsi yang kurang stabil, sehingga mudah dipisahkan dari minyaknya.
•
;mur emulsi, minyak yang mengandung emulsi bila dimasukkan ke dalam tangki, dan air yang tersisa terpisahkan serta tidak segera dilakukan treatmen, maka emulsi tersebut menjadi sangat sulit untuk dipisahkan. A. Pencegahan problem emulsi Secara umum pencegahan problem emulsi dapat dibagi ' dua$ yaitu 0
•
*idak memproduksikan minyak dengan air secara serentak.
•
+encegah timbulnya agitasi yang dapat membentuk emulsi arena memisahkan air didalam wellbore bisanya sangat sulit, maka pencegahan agitasilah yang dituju, yaitu dengan 0 +encegah aliran turbulensi akibat penggunaan surface choke yang kurang tepat, dengan
•
memberi tekanan separator lebih besar namun dijaga perbedaan tekanannya masih mampu mengalirkan minyak ke separator. Pemakaiaan bottom hole choke, yang didasarkan atas 0
•
a$
Perbedaan tekanan yang kecil antara up dan down-stream
b$
*emperatur didasar sumur jauh lebih tinggi dari temperatur permukaan
c$
3liran yang lurus dengan jarak relatif panjang pada down-stream dari choke.
•
Pembukaan dan penutupan sumur secara terencana
•
Pada sumur-sumur yang di gas lift, pembentukan emulsi bisa dicegah dengan meningkatkan efisiensi gas lift di tubing pada continious gas lift$ dan pemberian demusilfer pada ghatering systemnya.
•
Pada sumur-sumur pompa, pembesaran efisiensi &olumetris pompa yang akan mengurangi terjadinya emulsi yaitu dengan pemasangan gas anchor, clearance pompa yang kecil, spacing yang baik serta kecepatan dan panjang stroke yang semestinya. B. Penanggulangan problem emulsi *erdapat beberapa macam cara untuk pemecahan emulsi, antara lain dengan 0
6.
+etode Settling *ime Pengendapan$
Dengan cara ini diharapkan air, emulsi dan minyak akan terpisah secara gra&itasi karena perbedaan densitasnya$. Peralatan yang dipakai dapat berupa 0 gun barrrel atau wash tank, free water knock out, storage tank, atau oil skimmer. '.
+etode imiawi penggunaan demulsifer$ Dengan metode ini dapat merusak f ilm dari emulsifying agent yaitu dengan membuat kaku dan mengkerutkannya.
).
+etode pemanasan +etode ini diterapkan dengan anggapan dispersed phase dalam emulsi tetap dalam keadaan bergerak seperti gerak !rown dalam larutan koloid-koloid /ig-/ag$. Panas akan mempercepat gerakan tersebut dan menyebabkan partikel dispersed phase saling tubrukan lebih sering dengan kekuatan lebih besar, sehingga menyebabkan lapisan film yang dibentuk emulsifying agent menjadi pecah, dan &iskositas
cairan makin berkurang yang menyebabkan air terpisah . Di lapangan metode ini d iterapkan pada alatalat (eater *reater. #.
+etode elektrik listrik$ Prinsip metode ini adalah merusak atau menetralkan film penyelubung butiran-butiran air yang diinduksi oleh medan listrik statis, sedangkan minyak sebagai continious phase diinduksikan sehingga butiranbutiran air yang lebih besar akan cepat mengendap dibanding butiran air yang kecil .
<.
+etode kombinasi Di lapangan, metode kombinasi inilah yang sering diterapkan yaitu metode panas-kimiawi dan kimiawilistrik. Selain itu terdapat metode kombinasi dengan sistem mekanik, yaitu 0
•
4iltering, dimana emulsi dipaksa mengalir melalui filter saringan$ sehingga film yang menyelubungi dispersed phase pecah, namun demikian ternyata tidak semua terpecahkan.
•
Centrifuging, dimana emulsi dipecah dengan gaya centrifugal Seringkali metode pemecahan problem emulsi juga dikombinasikan dengan pemecahkan problem korosi.
!.
Problem Para'in Parafin atau asphaltin adalah unsur-unsur pokok yang banyak terkandung dalam minyak mentah. Jenis kerusakan akibat endapan organik ini umumnya disebabkan oleh perubahan komposisi hidrokarbon , kandungan wa8 lilin$ di dalam crude oil , turunnya temperatur dan tekanan, sehingga minyak makin mengental pengendapan parafinik$ dan menutup pori-pori batuan. Secara umum rumus parafin adalah Cn('n1'. %ndapan parafin yang terbentuk merupakan suatu pesenyawaan hidrokarbon dan hidrogen antara C6=()= hingga C)=(= yang bercampur dengan material organik dan inorganik lain. elarutan parafin dalam crude oil tergantung pada komposisi kimia minyak dan temperatur. Pengendapan akan terjadi jika permukaan temperaturnya lebih rendah d aripada crude oil. :iskositas crude oil akan meningkat dengan adanya kristal parafin dan jika temperatur terus turun crude oil akan menjadi sangat kental. *emperatur terendah dimana minyak masih dapat mengalir disebut titik tuang pour point$. 1. Secara rinci penyebab utamanya adalah :
•
*urunnya tekanan reser&oir
•
(ilangnya fraksi ringan minyak
•
Pemindahan panas dari minyak ke dinding pipa dan diteruskan ke tempat sekitarnya.
•
3liran cairan yang tidak tetap dan tidak merata.
•
3danya partikel lain yang menjadi inti pengendapan.
•
ecepatan aliran dan kekasaran dinding pipa.
•
*erhentinya aliran fluida . Problem endapan organik ini dapat ter#adi pada daerah :
•
Sepanjang /ona perforasi
•
Pada tubing
•
4low line
•
Separator
•
Di stock tank
!.
$ara mengatasi problem para'in
•
+ekanik diresr&oir 0 hydroulic fracturing, di tubing dengan alat scraper dan cutter dan di flowline dengan alat pigging $
•
ombinasi dengan pemakaian sol&ent kerosen, kondensate, dan minyak diesel$ dengan cara pemanasan pemakaian heater treater, steam stimulation atau thermal reco&ery seperti injeksi uap$
• •
Pemakaian larutan air 1 calcium carbide atau acethylene 3cidi/ing edua faktor endapan inorganik dan organik$ ini akan menghambat aliran fluida reser&oir ke sumur produksi dan membentuk daerah kerusakan atau >/ona damage?. Penurunan produksi dari sumur minyak tergantung dari banyaknya dan tempat di mana endapan tersebut terdapat @ambar .).A. merupakan model dari endapan parafin.
%.
(epasiran )sand problem* Seperti diketahui, pasir yang terproduksi bersama fluida formasi antara lain akan menyebabkan 0
• •
3brasi atau pengikisan di atas permukaan termasuk endapannya$ Dapat terjadi penurunan laju produksi, bahkan dapat mematikan sumur. ;saha yang harus dilakukan untuk mencegah terjadinya kepasiran tersebut adalah dengan cara memproduksikan minyak pada laju optimum tanpa terjadi kepasiran. Sand free flow rate merupakan besarnya laju produksi kritis, dimana apabila sumur tersebut diproduksikan melebihi laju kritisnya, maka akan menimbulkan masalah kepasiran. +aksimum sand free flow rate atau laju produksi maksimum tanpa menimbulkan kepasiran dapat ditentukan dnegan suatu anggapan bahwa gradien tekanan maksimum di permukaan kelengkungan pasir, yaitu suatu laju produksi maksimum tanpa kepasiran berbanding langsung dengan keuatan formasi. Dengan kata lain jika produksi menyebabkan tekanan kelengkungan pasir lebih besar dari kekuatan formasi, maka butiran pasir formasi akan mulai ikut bergerak.
6.
+aktor ,'aktor yang mempengaruhi problem ter#adinya kepasiran : a. (ekuatan +ormasi Dalam masalah kepasiran, *i8ier et.al. berpendapat bahwa kekuatan formasi terhadap kepasiran tergantung dari dua hal ,yaitu >intrinsic strength offormation? atau kekuatan dasar formasi dan kesanggupan pasir untuk membentuk lingkungan stress yang ditentukan oleh tekanan pori-pori dan tekanan o&erburden, bentuk dan sorting butiran serta sementasi diantara butiran yang kadang-kadang diperkuat oleh clay. ;ntuk menentukan suatu formasi stabil atau tidak dari suatu lapangan dikenal kriteria kritis misalnya untuk lapangan @ulf Coast digunakan kriteria kritis yang merupakan batas suatu formasi bersifat labil atau stabil, menurut *i8ier adalah 0 @7Cb B.= 8 6B 6' psi' 0 formasi stabil kompak$ @7Cb B.= 8 6B 6' psi' 0 formasi tidak stabil tidak kompak$ b. Sementasi Batuan
ekuatan formasi merupakan kemampuan dari fromasi untuk menahan butiran pasir agar tidak terlepas akibat operasi produksi. ekuatan formasi pasir dipengaruhi oleh friksi antar butir pasir dan kohesi antar butir pasir . 4riksi bertambah besar jika beban o&erburden bertambah besar. ohesi antar butir timbul akibat sementasi dan tegangan antar permukaan fluida. 4ormasi pasir yang sementasinya baik dapat merupakan suatu sistem yang stabil dengan jalan membentuk lengkungan kestabilan arching$ di luar lubang perforasi. *i8ier menyatakan bahwa kekuatan formasi terhadap kepasiran tergantung pada kekuatan dasar formasi intrinsic strength of formation$ dan kemampuan pasir untuk membentuk lengkungan yang stabil di sekitar lubang perforasi. !atupasir terbagi menjadi tiga jenis tergantung dari komposisi kimianya, yaitu uart/ite, graywacke dan arkose. Sementasi pada pasir kwarsit adalah karbonat kalsit dan dolomit$ dan silika chert, chalcedonit dan kwarsa sekunder$, sementasi alamiah pada batupasir graywacke dan arkose sangat sedikit atau hampir tidak ada. +ineral tidak stabil adalah lempung yang banyak terdapat pada pasir arkose dan graywacke. Eempung umumnya menyelimuti butir-butir kwarsa dan bersifat sebagai mineral penyemen. Pasir graywacke dan arkose tidak tersementasi dengan baik sehingga sering menimbulkan problem kepasiran. Sementasi batuan sangat berpengaruh terhadap ikatan antar butir atau konsolidasi dari butiran batuan tersebut, dengan demikian akan berpengaruh pula terhadap kestabilan butiran tersebut. Semakin tinggi derajat sementasinya , maka suatu formasi akan semakin kompak. Persamaan empiris yang menunjukkan hubungan faktor formasi 4$ terhadap p orositas φ$ dan faktor sementasi m$ telah diberikan 3rchie dalam bentuk sebagai berikut 0
FFFFFFFFFFFFFFFFFFFF..F.)-6)$
c. (andungan -empung Sebagian besar formasi pasir mengandung lempung sebagai matrik atau semen batuan. +aterial lempung terdiri dari kelompok mik, kaolonit, chlorite illite dan montmorilonite. elompok montmorilonite akan mengalami swelling bila kontak dengan air. Pada umumnya lempung mempunyai sifat yang basah terhadap air atau water wet sehingga bila ia bebas melewati formasi yang mengandung lempung akan menimbulkan dua akibat yaitu 0 •
Eempung akan menjadi lunak.
•
@aya adhesi dari fluida yang mengalir terhadap material yang dilaluinya akan naik. 3kibat dari semua itu maka butiran pasir cenderung untuk bergerak ke lubang sumur bila air formasi mulai berproduksi. ;ntuk menghitung kandungan mineral lempung di dalam formasi dapat dilakukan dengan analisa logging. 3dapun jenis log yang digunakan adalah 0 Spontaneous potensial log, resisti&ity log, gamma ray log dan neutron log. d. -a#u Aliran (ritis Sand free flow rate adalah besarnya laju produksi kritis yang mana bila laju produksi sumur lebih besar dari laju kritisnya maka akan menimbulkan problem kepasiran. Stein-"deh dan Jones telah mengadakan penyelidikan untuk memperkirakan laju produksi dari suatu formasi. +aksimum sand free flow rate dapat ditentukan dengan anggapan bahwa gradien tekanan
maksimum di permukaan kelengkungan pasir yaitu saat laju produksi maksimum tanpa kepasiran berbanding langsung dengan kekuatan formasi. 4ormasi pasir yang sementasinya baik dapat merupakan suatu sistem yang stabil dengan jalan membentuk lengkungan kestabilan di luar lubang perforasi. Dengan kata lain bahwa apabila produksi menyebabkan tekanan kelengkungan pasir lebih besar dari kekuatan formasinya maka butiran pasir formasi akan bergerak atau mulai ikut berproduksi. @ambar ).=. merupakan gambaran Eengkung estabilan formasi Persamaan yang diturunkan oleh Stein-"deh dan Jones didasarkan pada anggapan sebagai berikut0 6.
Eaju produksi untuk setiap inter&al perforasi adalah sama
'.
Permeabilitas tetap untuk setiap inter&al kedalaman
).
*idak terjadi o&erlapping dari kelengkungan kestabilan untuk setiap inter&al perforasi
#.
Pengaruh turbulensi aliran, merata di seluruh inter&al perforasi
<.
Perbedaan tekanan maksimum yang diperbolehkan pada bidang kelengkungan adalah sebanding dengan kekuatan formasi. . $ara Mengatasi Problem (epasiran Pada hakekatnya problematika turut terproduksinya pasir dapat dokontroll dengan tiga cara, yaitu 0 A. Pengurangan rag +orce Cara ini merupakan cara yang paling mudah dan efektif digunakan dalam menontrol. Eaju produksi yang menyebabkan terikutnya produksi pasir harus dipertimbangkan pada laju per-unit area dari formasi yang permeabel. Eangkah pertama yang harus dipertimbangkan adalah penambahan daerah aliran flow area$, kemudian penentuan laju maksimum atau laju produksi kritis, dimana di atas ma8imum rate tersebut pasir menjadi berlebihan. etika laju fluida bertambah secara bertahap, kosentrasi akan naik turun dengan tajam seharga kosentrasi mula-mula. %fek bergelombang ini terbukti akan merusak brigde yang tidak stabil yang mana akan terbentuk kembali pada laju aliran yang tinggi. etika critical range yang telah dicapai, bridge tidak terbentuk kembali. Strength struktur telah terlampaui dan produksi pasir akan berlanjut pada laju aliran yang lebih tinggi. Eaju produksi kemudian dikurangi sampai dibawah critical range untuk memberi kesempatan agar bridge terbentuk kembali, kemudian rate dapat ditambah tetapi masih dibawah critical range. Prosedur ini disebut !ean-up *echniue yang secara cermat dilakukan dalam periode beberapa bulan dan efektif untuk menetapkan laju produksi maksimum suatu sumur. B. Metode Mekanik
Cara ini dilakukan dengan menggunakan gra&el dengan screen untuk menahan gra&el$ atau dengan screen tanpa gra&el$ untuk menahan butiran pasir yang ikut mengalir bersama fluida reser&oir pada saat sumur berproduksi. +asalah utama dalam meotde ini adalah bagaimana untuk mengontrol pasir formasi tanpa mengurangi produkti&itas sumur secara berlebihan. Pertimbangan utama untuk mendesain gra&el dan screen antara lain 0 6.
;kuran gra&el optimum yang sesuai dengan ukuran butiran pasir.
'.
Euas optimum dari screen slot untuk menahan gra&el dan jika tidak memakai gra&el, maka harus sesuai dengan ukuran butiran pasir.
).
*eknik penempatan yang efektif pada kemungkinan yang paling penting. ;ntuk perencanaan ukuran gra&el maupun screen diperlukan distribusi ukuran pasir, ukuran besar butir pasir, keseragaman buitran pasir dan tingkat pemilihan butiran. ;ntuk menentukan keseragaman butiran pasir digunakan metode sie&e analysis. Dalam metode ini sampel yang digunakan adalah yang representatif karena penyebaran ukuran butiran pasir yang ber&ariasi dari suatu /ona ke /ona yang lain. *ingkat keseragaman butiran pasir oleh Schwart/ dapat ditentukan dengan persamaan 0 FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF.)-'$ dimana0 d#B 2 diameter butiran pasir pada titik #B percentile pada kur&a dGB 2 diameter butiran pasir pada titik GB percentile pada kur&a C
2 koefisien keseragaman uniform coefficient$ Schwart/ menyatakan bahwa pengertian uniform coefficient adalah merupakan tingkat
keseragaman dari butiran pasir yang kemudian dapat menunjukkan baik atau buruknya pemilihan butir sortasi$. (arga C ini ber&ariasi dan setiap harga menunjukkan tingkat keseragaman dari tiap butiran pasir, yaitu 0 Jika C ) maka pasir seragam dan berukuran d6B sebagai ukuran gra&el kritis Jika C < maka pasir tidak seragam dan berukuran d #B sebagai ukran gra&el kritis Jika C 6B maka pasir sangat tidak seragam dan berukuran dB sebagai ukuran gra&el kritis Slotted atau Screen -iner 3lat ini berbentuk pipa dan mempunyai sejumlah lubang pada sisinya dengan ukuran tertentu yang dipasang didepan inter&al perforasi. *ujuan pemasangan alat ini adalah untuk menahan laju aliran butiran pasir yang terikut di dalam f luida reser&oir, sehingga fluida melaju tanpa adanya hambatan. Secara ideal, lebar lubang slot$ pada liner harus dapat menahan buitran pasir tetapi tidak membatasi aliran fluida. Percobaan yang dilakukan oleh Coberly menyatakan bahwa batas tertinggi lebar lubang tidak boleh lebih dari dua kali diameter 6B percentile agar dapat menahan secara efektif. Dalam menentukan ukuran screen ini, beberapa ahli memberikan persaman-persamaan sebagai berikut 0 6. Coberly 0
9 2 ' 8 d6B FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF)-'=$ '. 9ilson 0 9 2 d6B
FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF
)-'G$
). @iil 0 9 2 ' 8 d6<
FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF.)-)B$
#. De Priester 0
B.B< ≤ 9 ≤ d'B FFFFFFFFFFFFFFFFFFFF)-)6$
dimana 0 9
2 lebar celah liner, in
d6B 2 diameter butir pasir pada titik 6B percentile pada kur&a distribusi, in. ;ntuk menahan formasi pasir yang seragam, dimana butiran sulit untuk ditahan atau sering terjadi perubahan kecepatan aliran, dianjurkan menggunakan lebar lubang sama dengan diameter 6B percentile atau 9 2 d6B /ra0el Pack Cara ini dilakukan dengan jalan memasang saringan pasir di bagian luar dan slotted liner di bagian dalam. Pada awalnya Coberly dalam perbandingan ukuran gra&el sand hanya mempertimbangkan masalah menahan7mencegah gerakan pasir kedalam lubang bor dan bukan permeabilitas gra&el packnya. emudian menjadi jelas bahwa produkti&itas maksimum dari formasi pasir harus terhenti pada permukaan luar dari gra&el pack. Jika terjadi penghalang pasir didalam gra&el pack itu sendiri, maka permeabilitas akan berkurang. Pengaruh dari @-S Hatio pada permeabilitas gra&el pack digambarkan dengan jelas pada penyelidikan laboratorium oleh Saucier. @ambar ).6B. menunjukkan pengaruh @-S Hatio pada permeabilitas gra&el pack. 1. kuran /ra0el Pack ;ntuk menentukan ukuran gra&el, beberapa ahli memberikan saran sebagai berikut 0 a. Coberly 0 D 6B d6B FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF..)-)'$ b. (ill 0 D 2 = d6B FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF)-))$ c. *ausch dan Corley 0 # d6B D A d6B FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF)-)#$ d. Schwart/ 0 Schwart/, memberikan pendekatan dalam menentukan ukuran gra&el, yaitu dengan memperhatikan halhal sebagai berikut 0 6. 3nalisa butiran pasir formasi Setelah diperoleh kur&a distribusi ukuran butir pasir formasi produktif, maka kur&a tersebut digunakan untuk perhitungan selanjutnya.
'.
(arga perbandingan gra&el terhadap pasir formasi atau @-S ratio @-S ratio adalah perbandingan antara ukuran butiran gra&el dengan ukuran butir pasir formasi. @-S ratio sangat penting hubungannya dengan pemilihan ukuran gra&el. !eberapa bentuk persamaan yang diberikan oleh para ahli, adalah sebagai berikut 0 a. Saucier b. Schwart/
atau 0 c. Coberly-(ill-9agner-@umpert/ 0 d. +aly 0 ;ntuk harga perbandingan @-S kurang dari A, pasir tidak mampu masuk ke dalam gra&el pack, jika perbandingan ukuran @-S diantara A-6B.< pasir bisa masuk dan akan mengurangi permeabiltas efektif gra&el pack, dan apabila perbandingan @-S lebih besar dari 6B.< maka gra&el pack tidak mampu menahan pasir yang masuk. @ambar ).. menunjukkan efek @-S ratio terhadap permeabilitas gra&el pack. Schwart/ mengakui adanya efek dari kecepatan aliran dan ia membuat rumusan yang sama dengan Saucier, sebagai berikut 0 6.
Pasir dengan C < dan &elocity B.B< ft7sec, menggunakan d6B sebagai ukuran gra&el kritis.
'.
Pasir dengan C < dan &elocity B.B< ft7sec, menggunakan d#B sebagai ukuran gra&el kritis.
).
Pasir dengan C 6B dan &elocity B.6 ft7sec, menggunakan dB sebagai ukuran gra&el kritisnya. Jadi ukuran gra&el pack adalah sebagai berikut 0 DGB gra&el 2 A 8 d GB pasir formasi FFFFFFFFFFFFFFF)-)<$ Dimana kecepatan aliran &elocity$ adalah 0 FFFFFFFFFFFFF..)-)A$ +etode gra&el packing disarankan untuk mengontrol pasir pada /one yang panjang. @ra&el packing juga baik dipakai untuk /one pendek, tetapi di dalam remedial work, multiple completion, diameter sumur yang kecil, dan adanya abnormal prsessure akan menambah kesulitan dan biaya. . Tipe /ra0el Pack ;ntuk menempatkan gra&el pack tergantung sistem sumur yang digunakan, penempatan gra&el pack ada dua cara, yaitu 0 1. 2pen hole gra0el pack3 dimana selalu digunakan pada single completion Pada tipe ini, casing diset di atas formasi produktif, sedangkan gra&el ditempatkan di annulus antara screen liner dengan formasi. !iasanya lubang bor diperbesar underreamed$ untuk mengangkat
kotoran-kotoran yang diakibatkan saat pemboran berlangsung dan mengurangi tahanan alir dengan memperbesar radius pasir -gra&el unit. .$ased"hole gra0el pack *ipe dari cased-hole gea&el packing dilakukan dengan menempatkan gra&el di annulus antara screen liner dengan casing dan sebagian di belakang perforasi perforation tunnel$. 4luida produksi yang mengalir harus melalui tiga bagian, yaitu bagian gra&el yang mengisi tunnel perforasi, gra&el pack dan screen liner untuk mencapai lubang bor. "leh karena itu, produkti&itas ditentukan oleh tahanan alir dari masing-masing bagian tersebut. Potensi terbesar untuk tahanan alir adalah bagaian perforasi. ! .(ualitas /ra0el ualitas gra&el sangat ber&ariasi dan tergantung pada sumber gra&el yang ditangani. @ra&el sangat ber&ariasi di dalam kemurnian, kebundaran kekuatan dan kandungan kuarsa. @ra&el dapat bercampur dengan kotoran dan pecah selama transportasi dan penempatannya. 3PI merekomendasikan pasir yang digunakan untuk gra&el pack yaitu 0 ).
ebulatan dan kebundaran , B.A atau lebih dari skala rumbein.
#.
Pembatasan kelarutan terhadap asam, tidak boleh lebih dari 6 kelarutan dalam 6' (Cl atau ) (4 lumpur asam. andungan kuarsa G= atau lebih.
<.
ekuatan butiran dalam standar tes laboratorium$ bila diberi tekanan 'BBB psi selama ' menit tidak boleh rusak lebih dari # untuk ukuran 6'7'B, 6A7)B, dan 'B7#B mesh atau ' untuk ukuran )B7
%.Penyeleksian Screen -iner Screen liner yang digunakan harus sesuai dengan ukuran gra&el, sehingga harus ditentukan ukuran screen liner. ;kuran screen liner 9$ mempunyai harga tertentu yang besarnya sesuai dengan strandar produksi pabrik yang memproduksinya. $. Metode 4esin $onsolidation +etode ini umumnya digunakan pada formasi dimana material lepasnya sangat halus. +etode ini dilakukan dengan menggunakan resin yang akan mengikat butiran pasir disekitar lubang bo r. Hesin akan mengikat buitran pasir menjadi suatu gumpalan yang keras, dimana ikatannya kuat dan mempunyai compressi&e strength samapai )BBB psi. Sistim pengikatannya dengan menggunakan fluida pengikat, seperti 0 4uran, %po8y, Phenol Hesin, Phenol 4ormaldehyd. Caranya yaitu dengan menginjeksikan sejumlah /at pengikat kedalam formasi unconsolidated sehingga material halus akan terikat dan menjadi butiran yang lebih besar dan lebih mudah dikontrol. +etode ini digunakan pada /one pendek dimana karena suatu hal sehingga gra&el pack tidak bisa digunakan. 3dapun beberapa keuntungan lain dari penggunaan metode ini adalah sebagai berikut 0
6.
*ersedia untuk ukuran diameter yang kecil
'.
Cocok dipakai melalui tubing
).
3wet dipakai pada open well bore
#.
Cocok untuk sumur multiple completion komplesi ganda$
<.
Dapat digunakan untuk sumur yang bertekanan abnormal, di offshore atau lokasi yang terisolasi diamana tubing hoist tidak tersedia, sehingga akan mengurangi kesulitan dan biaya. Persyaratan yang harus dipenuhi dalam metode resin consolidation adalah 0
6.
Permeabilitas formasi harus merata
'.
Perforasi harus semua terbuka
).
Inter&al produksi7perforasi tidak terlalu panjang kurang dari 6B ft$
#.
*idak banyak butiran asing selain pasir yang berbutir cukup besar
<.
*idak terjadi kontaminasi plastik selama pengerjaannya Pada dasarnya ada dua sistim pada resin consolidation method, yaitu 0 a. Sistim 5nternal Pada sistim ini dugunakan larutan Hesin yang disertai oleh /at pengeras, pengencer, katalisator. Pengerasan terjadi dengan terpisahnya pelarut dari resinnya. b. Sistim e6ternal Pada sisitm ini digunakan larutan resin yang tidak disertai oleh /at pengeras. pengerasan pada saat o&erflush datang. 7.(orosi orosi adalah kerusakan logam akibat reaksi elektrokimia dengan lingkungannya, demana besi 4e$ bereaksi membentuk senyawa hidroksida, karbonat atau sulfida yang rapuh dan mudah tererosi oleh aliran. Sebagai akibatnya adalah penipisan dinding pipa, alat-lat produksi, yang akhirnya dapat menimbulkan kebocoran-kebocoran. Penyebab korosi yang sering dijumpai di lapangan adalah C"', ('S, asam-asam organik, (Cl dan oksigen yang terlarutkan di dalam air. 1.
•
+aktor"'aktor penyebab ter#adinya korosi antara lain :
Pengaruh komposisi
logam, dimana setiap logam
yang berbeda komposisinya mempunyai
kecendrungan yang berbeda pula terhadap korosi. •
Pengaruh komposisi air, dimana pengkaratan oleh air akan meningkat dengan naiknya kondukti&itas. Disamping itu pengkaratan oleh air juga akan meningkat dengan menurunnya p( air.
•
elarutan gas, dimana oksigen , karbondioksida atau hidrogen sulfida yang terlarut dalam air akan menaikkan korosi&itas secara drastis. @as yang terlarut adalah sebab utama problem korosi. Jika gasgas tersebut dapat dibuat tidak memasuki sistem air dan air dipertahankan pada p( yang netral atau p( yang lebih tinggi, maka kebanyakan sitem air akan mempunyai problem korosi sedikit.
•
3kibat reaksi perubahan fase dan reaksi kimia secara langsung seperti pipa yang mengalami perenggangan. . Syarat"syarat ter#adinya korosi adalah :
6.
3noda 3noda merupakan bagian dari logam yang terkorosi. Pada waktu logam larut maka atom melepaskanelektronnya sehingga logam menjadi positif. Heaksinya adalah sebagai berikut 0 4e11 1'e
4e '.
atoda atoda merupakan logam yang tidak terlarut tetapi merupakan tempat yang dituju oleh gerakkan elektron yang dalam perjalanannya bereaksi dengan ion yang ada dalam air. Proses ini disebut reduksi, adapun reaksinya sebagai berikut 0 ' (1 1 'e
).
('
%lektrolit Proses korosi akan berjalan secara simultan jika ada penghantar listrik yang disebut elektrolit. Dalam hal ini air merupakan /at elektrolit yang mempunyai sifat hantar listrik, ini akan naik jika kadar garam dalam air itu bertambah. !. Beberapa macam korosi yang sering di#umpai anatara lain
•
Sweet, Corrosion, yaitu korosi yang disebabkan oleh C" ' dan sam pekat serta tekanan p arsialnya -)B psi atau lebih$. 3dapun reaksi kimia yang terjadi sebagai berikut 0
•
C"' 1 ('"
('C")
4e 1 ('C")
4eC") 1'(
Sour Corrosion, yaitu korosi yang disebabkan oleh ( 'S dan sejumlah kecil " ' dan C"'$. Pada baja biasanya membentuk serbuk hitam yang merupakan katode baja sehingga baja mudah patah atau aus. arena molekul ( membuat celah atau retakan -retakan dan bila ada mikroorganisme maka akan mempercepat terjadinya korosi. 3dapun reaksi kimia yanga terjadi sebagai berikut 0 ('S 14e
•
4eS 1'(
"8ygen Corrosion, yaitu korosi yang disebabkan oleh udara atau air yang mengandung "', yang ditandai adanya 4e""($ dan 4e'") . 3danya gas yang mengandung C"' dan ('S atau air garam dapat mempercepat lajunya korosi tersebut. 3dapun reaksi kimia yang terjadi adalah sebagai berikut 0 '4e 1 " ' 1 ('"
•
4e'") 1('"
%lectrochemical Corrosion, yaitu korosi yang disebabkan kandungan anode, katode, elktrolit dan konduktor. Ditinjau dari reaksi kimia-listriknya, maka terdapat dua tipe yaitu 0
a.
Peristiwa pembalikan aliran listrik, bila dua keping logam yang berbeda dicelupkan pada media elektrolit yang sama.
b.
!ila dua keping yang sejenis dilarutkan pada media salah satunya ditembuskan udara maka yang tidak merngansdung udara menjadi katode, sebaliknya menjadi anode, 4e"($' dan 4e"($ ) akan mengendap saat ion besi 4e11$ bereaksi dan menghasilkan "(- pada katode. %. $ara pencegahan korosi antara lain dengan : +engontrol atau menurunkan kadar salinitas, ('S, C") dan "' dalam semua proses yang
•
berhubungan dengan produksi minyak, sehingga p( dapat dinaikkan tingkat keasaman menurun$. Pelapisan khusus coating$ pada pipa dengan memakai >polythylene? dan >poly-&inyl chloride?.
•
Dalam pemakaiannya, coating harus bersifat 0 a.
+ampu dan cukup kuat menahan tegangan dari perubahan suhu
b.
!erdaya ikat yang baik pada permukaan logam
c.
!ertahanan listrik tinggi setelah instalasi pipa dipasang
d.
Dalam waktu tertentu bereduksi lemah pada tahanan listriknya Pemakaian >corrosion inhibitor? secara efektif
•
Dalam pemakaian >corrosion inhibitor? diharapkan selain menetralisir korosi, juga melindungi dari elektrolit, yaitu 0 a.
Pembentukan film mengurangi difusi antara logam-elektrolit$
b.
Detergen menjaga agar sistem tetap bersih$
c.
Demulsifer menetralisir pembentukan emulsi-korosi inhibitor$
d.
!akterisasi mencegah pertumbuhan bakteri$ >Cathodic Pretection? yaitu memasukkan arus listrik ke dalam logam, yang penggunaannya sesuai
•
dengan0 a.
Hesisti&itas atau tanah sekeliling daerah tersebut
b.
arakteristik pipa yang digunakan !.1.. Problem Mekanis Problem mekanis yang terjadi pada suatu sumur perlu diperhatikan, karena hal ini akan mempersulit pengontrolan sumurnya, sehingga apabila tidak diatasi sejak dini akan menimbulkan kefatalan. Problem ini umumnya adalah 0 a. ebocoran casing7tubing Penyebab terjadinya problem ini adalah proses korosi, collapse sambungan pada casing. orosi pada casing disebabkan adanya kandungan ('S, C"', (Cl, mud-acid atau perbedaan potensial7kontak dua macam fluida yang berbeda kegaramannya, sehingga menyebabkan pengikisan kimiawi non abrasi$ pada dinding casing terutama bagian dalamnya, sehingga makin lama makin tipis dan a khirnya bocor. ebocoran casing tesebut dapat mengakibatkan terjadinya komunikasi /ona-/ona lain dengan /ona produktif dan mengakibatkan laju produksi minyak turun. b. eruskan primary cementing
Primary cementing adalah penyemenan pertama yang dilakukan langsung setelah casing dipasang begitu selesai pemboran . *ujuan primary cementing adalah 0 •
+emisahkan lapisan yang akan diproduksi dengan yang tidak
•
+encegah mengalirnya fluida dari satu lapisan ke lapisan yang lain
•
+elindungi pipa dari tekanan formasi
•
+enutup /ona loss circulation
•
+encegah proses korosi pada casing oleh fluida formasi Sebab-sebab terjadinya kerusakan primary cementing adalah adanya tekanan yang besar pada operasi kerja ulang atau kualitas semen dan pengrejaannya yang tidak baik. c. eruskan peralatan produksi bawah permukaan eruskan peralatan produksi bawah permukaan antara lain 0
•
*ubing atau packer bocor
•
eruskan pada casing atau tubing
•
esalahan atau kerusakan pada artificial lift
•
eruskan pada plug 3dapun problem di atas harus ditangani sejak dini dengan melakukan recompletion komplesi kembali secara keseluruhan sehingga baik7sempurna$.
A.
$oning 9ater dan @as coning merupakan permasalahan yang serius pada banyak aplikasi dilapangan. @ejala ini ditandai oleh breakthtrough air atau gas yang terlalu dini. Penyebab timbulnya gejala coning pada sumur-sumur minyak pada dasarnya disebabkan oleh laju produksi yang berlebihan. 9ater coning bisa terjadi bersama-sama dengan gas coning atau trjadi sendiri-sendiri, tergantung pada reser&oarnya. Jika reser&oarnya memiliki lapisan ga diatas lapisan minyak dan atau lapisan air dibawahnya, maka kemungkinan terjadi gejala coning ada. *erproduksinya air atau gas yang berlebihan tidak hanya menurunkan produksi minyak , tetapi juga dapat mengakibatkan sumur di tutup atau ditinggalkan sebelum waktunya. !erbeda dengan fingering, coning terjadi akibat aliran air dan atau gas yang melintasi bidang batas dari arah &ertikal. Sedangkan pada fingering air dan atau gas mengalir melewati atau sepanjang bidang batas. !idang batas yang dimaksud adalah oil water contac atau gas oil contact yang berbeda dalam kondisi statis, yaitu ketika belum terjadi aliran didalam reser&oar. A.+aktor Penyebab 8ater9/as $oning 9ater coning didefinisikan sebagai gerakkan &ertikal dari air yang memotong bidang perlapisan didalam formasi produktif. *erproduksinya air yang berlebihan dapat terjadi sebagai akibat dari beberapa hal dibawah ini 0 Perembesan air umumnya terjadi pada mekanisme pendororng water dri&e, water coning, water fingering, dan terjadinya kerusakan primary cementing atau kebocoran casing.
