PENGENALAN EOR - TUGAS 1 ANALISA
SKOPI
Nama
: Julian Pangestika
NIM
: 1101039
Kelas
: TP Non Reguler A
TEKNIK PERMINYAKAN SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI MINYAK DAN GAS BUMI BALIKPAPAN 2014
1. A. Rangkuman Sejarah ditemukannya EOR
Penemuan minyak mentah oleh Edwin L. Drake di Titusville pada tahum 1859 menandai dimulainya era industri minyak bumi. Penggunaan minyak bumi yang semakin meluas membuat orang mulai berpikir untuk meningkatkan perolehan produksi minyak bumi. Maka pada awal 1880-an, J.F. Carll mengemukakan pendapatnya bahwa kemungkinan perolehan minyak dapat ditingkatkan melalui penginjeksian air dari suatu sumur injeksi untuk mendorong minyak ke sumur produksi adalah sangat besar. Eksperimen EOR waterflood pertama tercatat dilakukan di lapangan Bradford, Pennsylvania pada tahun 1880-an. Dari eksperimen pertama ini, mulai terlihat bahwa program waterflood akan dapat meningkatkan produksi minyak. Maka pada awal 1890-an, dimulailah penerapan waterflood di lapangan-lapangan minyak di Amerika Serikat. Pada 1907, ditemukan metoda baru dalam pengaplikasian waterflood di Lapangan Bradford, Pennsylvania, yang disebut sebagai “metoda lingkar (circular method)”, yang juga tercatat sebagai pengaplikasian flooding pattern pertama. Karena adanya regulasi pemerintah yang melarang penerapan waterflood di masa itu, proyek ini dilakukan secara sembunyi-sembunyi, sampai larangan itu dicabut pada 1921. Mulai tahun 1921, penerapan waterflood mulai meningkat. Pola pattern waterflood berubah dari circular method menjadi line method. Pada 1928, pola five spot ditemukan dan diterapkan secara meluas di lapangan-lapangan minyak. Selain tahun-tahun tersebut, operasi waterflood juga tercatat dilakukan di Oklahoma pada tahun 1931, di Kansas pada tahun 1935, dan di Texas pada tahun 1936. Dibandingkan dengan masa sekarang, penerapan waterflood pada masa dahulu boleh dibilang sangat sedikit. Salah satu faktor penyebabnya adalah karena pada zaman dahulu pemahaman tentang waterflood masih sangat sedikit.
Selain itu, pada zaman dahulu produksi minyak cenderung berada diatas kebutuhan pasar. Signifikansi waterflood mulai terjadi pada akhir 1940-an, ketika sumur-sumur produksi mulai mencapai batasan ekonomis (economic limit)nya dan memaksa operator berpikir untuk meningkatkan producable reserves dari sumursumur produksi. Pada 1955, waterflood tercatat memberikan konstribusi produksi lebih dari 750000 BOPD dari total produksi 6600000 BOPD di Amerika Serikat. Dewasa ini, konstribusi waterflood mencapai lebih dari 50% dari total produksi minyak di Amerika Serikat.
Awal dari program reservoir didesain untuk mendapatkan minyak secara optimal dengan biaya yang seminimal mungkin dengan mendayagunakan reservoar sesuai dengan karakteristik yang dimilikinya. Program recovery dipengaruhi oleh ukuran reservoir, ketebalan, tipe dari mekanisme drive-nya dan bagaimana tekanan reservoir dihemat untuk menjadikan recovery yang maksimum. Pada dasarnya definisi Enhanced Oil Recovery adalah suatu metode peningkatan perolehan minyak bumi dengan cara menginjeksikan material atau
bahan lain ke dalam reservoir (Lake, 1989 dalam I Wayan Aris Widarmayana, 1979). Metode ini dikenal dengan nama Tertiary Recovery yang dapat dibedakan menjadi dua kategori , yaitu tahap perolehan kedua (secondary recovery) dan tahap perolehan ketiga (tertiary recovery). Metode EOR ini dilakukan setelah tahap perolehan pertama (primary recovery) tidak mampu lagi mengambil secara optimal sisa minyak yang terdapat di dalam batuan reservoir. Proses pada EOR ini meliputi beberapa prinsip yang umumnya melibatkan karakter minyak dan interaksinya terhadap batuan dan air yang terdapat di sekelilingnya. Proses-proses tersebut termasuk pengurangan gaya tegangsn sntar muka, emulsifikasi minyak dan air, pengurangsn viskositas driving fluid dan oil oveling (William, D.B., 1993, dalam IWayan Widarmayana, 1997). Seandainya yang digunakan adalah metode recovery berupa waterflood, perubahan sifat wettability akan menyebabkan perubahan efisiensi perolehan minyak. Salah satu cara untuk mengetahui pengaruh wettability terhadap efisiensi perolehan minyak adalah dengan tes waterflood. Adapun prosedur dari tes waterflood pada core adalah sebagai berikut : • Menjenuhi core dengan air formasi untuk menentukan permeabilita core terhadap air formasi. • Mengalirkan minyak ke dalam core sampai kejenuhan minyak awal (Soi) mencapai 70 % - 80 % serta produksi air formasi berakhir. • Mengalirkan air formasi dengan tekanan tetap (50 psi, untuk mencegah terjadinya end-effects ). • Menghitung permeabilitas relatif.Di dalam aplikasi secara langsung, wettability digunakan untuk menentukan teknik perolehan minyak sekunder ataupun tersier melalui injeksi ke dalam reservoir. Pada batuan yang bersifat water-wet seharusnya menggunakan teknik waterflooding, sedangkan batuan yang bersifat oil-wet sebaiknya menggunakan teknik stem flooding.
Adapun sifat-sifat reservoir pada kodisi awal diperlukannya recovery kedua antara lain : - Kejenuhsn minyak dalam lubang rendah. - Vikositas dari minyak tinggi. - Formasi volume factor pada minyak rendah. - Tegangan permukaan pada minyak tinggi. - Tegangan antar muka antara minyak dan air tinggi. - Awal perbedaan tekanan atau distribusi kejenuhan yang berhubungan dengan sifat alami
batuan.
Rendahnya kejenuhan minyak disebabkan oleh kejenuhan gas yang bebas semakin tinggi, kenaikan dari viskositas minyak menyebabkan hilangnya mobilitas minyak dan mengurangi kejenuhan minyak. Sedangkan untuk injeksi air atau gas perlu memperhatikan Model Hysterisis. Hal ini dikarenakan perpindahan minyak oleh air atau gas yang dialirkan adalah kombinasi dari imbibisi dan proses drainase yang terjadi dalam tiga fase aliran. Kunci mekanisme dalam meningkatkan efisiensi penyapuan atau dalam profile flooding control adalah proses terjebaknya gas dalam reservoir. Dalam reservoir water wet dan reservoir yang adanya mixed wettability, jebakan fase nonwetting oleh tekanan kapiler mengurangi pemisahan gas. Pada waktu yang sama, sisa minyak setelah waterflooding dapat dipindahkan oleh proses entrapment (adanya penjebakan hidrokarbon setempat-setempat atau dikontinuitas dari pendesakan saat injeksi fluida tidak maksimal). Peningkatan perolehan minyak dapat dicapai jika aliran gas tepat pada reservoir tertentu yang diinjeksi, dalam selang seling diisi dengan air. Kejenuhan gas yang lebih tinggi ditujukan ada proses waterflooding, jumlah yang banyak dari gas yang dijebak ke atas dalam jumlah pasti yang dicirikan pada macam-macam property yang diberikan reservoir. Jadi volume gas injeksi yang tersimpan dalam alur
perpindahan seharusnya lebih dari cukup untuk membentuk kejenuhan gas yang digunakan untuk alur injeksi air berikutnya. 1. B. Rangkuman Sejarah Peningkatan Setelah ditemukannya EOR Proses perolehan minyak dibagi menjadi tiga jenis yaitu perolehan tahap pertama, tahap kedua dan tahap ketiga. Proses perolehan minyak konvensional atau biasa dikenal dengan perolehan tahap pertama merupakan proses perolehan dengan menggunakan tenaga pendorong alami, seperti tenaga pendorong gas terlarut (solution gas drive), tenaga pendorong air (water drive), dan tenaga pendorong tudung gas (gas cap drive). Mengingat masih cukup besarnya minyak yang tersisa setelah produksi tahap pertama, maka untuk mengatasi hal tersebut diupayakan suatu usaha untuk meningkatkan perolehan minyak. Metode peningkatan perolehan minyak tahap lanjut ini dikenal dengan metode peningkatan perolehan tahap kedua (secondary recovery) dan metode peningkatan perolehan tahap ketiga (tertiary recovery). Metode perolehan minyak tahap kedua mengacu pada teknik yang bertujuan untuk mempertahankan tekanan reservoir, seperti injeksi air atau injeksi gas. Sedangkan metode peningkatan perolehan minyak tahap ketiga mengacu pada semua teknik yang diaplikasikan sesudah teknik perolehan tahap kedua. Teknik perolehan minyak tahap kedua dan tahap ketiga biasa dikenal dengan teknik peningkatan perolehan minyak (enhanced oil recovery – EOR). Secara umum EOR didefinisikan sebagai teknik peningkatan perolehan minyak dengan melakukan injeksi material, yang secara normal material tersebut tidak berada di reservoir. Definisi EOR tersebut mencakup semua jenis proses perolehan minyak (drive, push-pull, dan well treatment) dan melingkupi berbagai teknik peningkatan perolehan dengan menggunakan bahan kimia (chemicals agent). Dengan menggunakan cara perolehan tahap pertama dan kedua, produksi minyak hanya berkisar antara 20-40%, sedangkan dengan menggunakan metode
EOR, meskipun lebih mahal tetapi meningkatkan produksi minyak sekitar 75% yang bisa diambil dari sumber. 1. C. Rangkuman Metodelogi Pertama Yang Dilakukan di EOR EOR atau Enhanced Oil Recovery adalah sebuah metode peningkatan perolehan hidrokarbon pada tahap Tertiary Recovery, umumnya dilakukan pada lapangan yang sudah berumur tua dan produksinya sudah menurun.Sederhananya, EOR menggambarkan satu set teknik yang digunakan untuk meningkatkan jumlah minyak yang dapat diekstraksi dari ladang minyak. Banyak eksplorasi minyak dan pengeboran perusahaan menggunakan teknik EOR untuk memaksimalkan potensi ladang minyak yang lama dan baru. Sebagai upaya bangsa kita untuk mengintensifkan kemandirian energi, penerapan teknik EOR akan tumbuh menjadi sebuah praktek yang lebih umum untuk mendapatkan minyak sebanyak keluar dari tanah mungkin. Mari kita mulai dengan ringkasan singkat tentang bagaimana produksi minyak bekerja.Pada dasarnya ada tiga fase: pemulihan primer, sekunder, dan tersier. Selama fase utama awal produksi minyak, minyak didorong ke dalam sumur bor oleh tekanan alami dari reservoir dan gravitasi. Gerakan alami minyak ditingkatkan dengan teknik mengangkat buatan seperti pompa. Pemulihan primer biasanya dapat mengarah pada ekstraksi 10-20% dari minyak yang tersedia bidang itu. Upaya pemulihan sekunder biasanya akan memanfaatkan air, dalam teknik yang dikenal sebagai banjir air, atau gas untuk menggantikan minyak dan memaksa ke sumur bor. Sebuah tambahan 10% -30% dari potensi ladang dapat dipulihkan dalam fase sekunder. Minyak pemulihan tersier, atau enhanced oil recovery, menggunakan metode tambahan yang mahal dan kadang-kadang tidak dapat diprediksi, tetapi yang pada akhirnya dapat memungkinkan untuk 30% 60% dari potensi total minyak lapangan untuk diwujudkan EOR dibagi menjadi tiga macam, yaitu :
•
Thermal Injection : Steam Injectiondan In-Situ Combustion
•
Chemical Injection : Surfactant, Alkaline, dan Polymer
•
Gas Miscible Injection : CO2, N2, dan LPG Metode EOR dipilih berdasarkan jenis minyak yang ada didalam
reservoir.Untuk minyak ringan, biasanya digunakan gas miscible injection, untuk minyak sedang digunakan chemical injection, dan untuk minyak berat digunakan thermal
injection.Teknik
termal
bekerja
dengan
menginjeksikan
fluida
bertemperatur tinggi ke dalam formasi untuk menurunkan viskositas minyak sehingga mudah mengalir. Dengan menginjeksikan fluida tersebut, juga diharapkan tekanan reservoir akan naik dan minyak akan terdorong ke arah sumur produksi. Merupakan teknik EOR yang paling popular dan seringnya menggunakan air panas (water injection) atau uap air (steam injection). Dari beberapa metoda EOR yang ada, harus ditentukan metoda mana yang paling tepat yang sesuai dengan karakteristik reservoir. Besaran-bcsaran berikut yang harus diperhatikan dalam pemilihan metoda EOR: - Kebasahan (Wettability) batuan - Sifat-sifat batuan reservoir (petrofisik), seperti permeabilitas, porositas - Jenis batuan (satu pasir, carbonatc dan lain-lain). - Jenis minyak (viskositas). - Tekanan temperatur reservoir, surfactant & polimer: T < 250°F - Kegaraman air formasi. - Saturasi minyak yang tersisa yang dapat bergerak - Cadangan - Kemiringan reservoir - Ekonomi
1. D. Jenis Jenis Injeksi di EOR Ada enam jenis utama EOR, yaitu immiscible Displacement, Micible, Thermal Recovery, Chemical, Microbial Recovery, Vibro Seismic. Besarnya biaya pengembangan penggunaan metode EOR untuk pengangkatan hidrokarbon kepermukaan menyebabkan produsen tidak menggunakan EOR pada semua sumur dan waduk. Oleh karena itu, setiap sumur harus dievaluasi untuk menentukan jenis EOR terbaik yang bisa berfungsi pada reservoir. Hal ini dilakukan melalui karakterisasi reservoir, skrining, scoping, dan pemodelan dan simulasi sumur minyak. 1. Injeksi Tercampur (Micible Displacement) Injeksi tercampur didefinisikan sebagai pendesakan suatu fluida terhadap minyak yang menghasilkan pencampuran antara fluida pendesak terhadap minyak sehingga hasil campuran ini dapat keluar dari pori-pori dengan mudah sebagai satu fluida. Dalam hal efisiensi pendesakan dalam pori-pori sangat tinggi. Yang termasuk injeksi tercampur adalah injeksi gas kering pada tekanan tinggi (vaporizing gas drive), injeksi gas diperkaya (condensing gas drive), injeksi dinding fluida yang dapat bercampur dengan minyak (gas), injeksi dinding alkohol (dapat bercampur dengan minyak dan air), injeksi CO2 atau gas-gas yang tidak bereaksi (inert gas) dapat bercampur dengan minyak dan air. Aplikasi pada sumur : Lapangan Jatibarang berada pada cekungan Jawa Barat bagian utara. Lapangan ini terletak di sebelah barat daya kota Cirebon, Jawa Barat Block III/Zone F pada lapangan Jatibarang terdiri dari 28 sumur. Pada saat studi ini dilakukan, 6 sumur berproduksi dan 22 sumur tidak aktif. Kedalaman rata-rata reservoir adalah 1140 m SS (3740 ft SS)
2. Injeksi Tidak Tercampur (Immicible Displacement) Injeksi air merupakan salah satu metoda EOR yang paling banyak dilakukan sampai saat ini. Biasanya injeksi air digolongkan ke dalam injeksi tak tercampur. Alasan-alasan sering digunakannya injeksi air ialah: - Mobilitas yang cukup rendah - Air cukup mudah diperoleh - Pengadaan air cukup murah - Berat kolom air dalam sumur injeksi turut menekan, sehingga cukup banyak mengurangi besarnya tekanan injeksi yang perlu diberikan di permukaan; jika dibandingkan dengan injeksi gas, dari segi ini berat air sangat menolong. - Air biasanya mudah tersebar ke seantero reservoir, sehingga menghasilkan efisiensi penyapuan yang cukup tinggi. - Effisiensi pendesakan air juga cukup baik. sehingga harga Sor sesudah injeksi air = 30% cukup mudah didapat.
Pemakaian injeksi air sebagai meloda untuk menaikan peralehan minyak dimulai pada tahun 1880 setelah John F. Carll menyimpulkan bahwa air tanah dari lapisan yang lebih dangkal dapat membantu produksi minyak. Secara tidak
sengaja, hal telah terjadi sebelum di Pennsylvania opada tahun 1865. Tujuan Injeksi
air
adalah
mengimbangi
penurunan
tekanan
reservoir
dengan
menginjeksikan air ke dalam reservoir. Injeksi gas yang digunakan sebagai metode tersier pemulihan melibatkan penyuntikan gas alam, nitrogen atau karbon dioksida ke dalam reservoir . Gas dapat memperluas dan mendorong gas yang lain melalui reservoir, atau mencampur dengan atau melarutkan dalam minyak, penurunan viskositas dan meningkatkan aliran. Karbon dioksida EOR ( CO2 - EOR ) adalah metode yang paling populer, pengembangan teknologi untuk menyuntikkan CO2 diciptakan sebagai produk sampingan dari keperluan industri .
3. Pemulihan Termal (Thermal Recovery) Pemulihan termal berupa menkondisikan panas di reservoir untuk menurunkan viskositas minyak. Berulang kali, uap diarahkan ke sumur minyak yang berfungsi menipiskan minyak dan meningkatkan kemampuannya untuk mengalir keatas. Injeksi termal dilakukan dengan menginjeksikan fluida panas yang temperatur jauh lebih besar jika dibandingkan temperatur fluida reservoir. Injeksi Termal berfungsi menurunkan viskositas minyak atau membuat minyak berubah ke fasa uap, juga mendorong minyak ke sumur-sumur produksi. Metode EOR dipilih berdasarkan jenis minyak yang ada didalam reservoir.Untuk minyak ringan, biasanya digunakan gas miscible injection, untuk minyak sedang
digunakan chemical injection, dan untuk minyak berat digunakan thermal injection.Teknik termal bekerja dengan menginjeksikan fluida bertemperatur tinggi ke dalam formasi untuk menurunkan viskositas minyak sehingga mudah mengalir. Dengan menginjeksikan fluida tersebut, juga diharapkan tekanan reservoir akan naik dan minyak akan terdorong ke arah sumur produksi. Merupakan teknik EOR yang paling popular dan seringnya menggunakan air panas (water injection) atau uap air (steam injection). Jenis-jenis Injeksi termal antara lain: a.
Stimulasi uap (steam soak, huff and puff)
Yang diinjeksikan biasanya campuran uap dan air panas dengan komposisi yang berbcda-beda.
Gambar Thermal Oil Recovery
b. Pembakaran di tempat (In-situ Combustion) Menginjeksikan udara dan membakar sebagaian minyak ini akan menurunkan viskositas, mengubah sebagian minyak menjadi uap dan mendorong dengan pendesakan gabungan uap, air panas dan gas. c.
Injeksi air panas.
d. Aplikasi Sumur : Lapangan Tapian Timur PERTAMINA
4. Injeksi Kimia (Chemical Recovery) Metode EOR dengan injeksi kimia membantu membebaskan minyak yang terjebak dalam reservoir. Metode ini memperkenalkan rantai molekul panjang yang disebut polimer ke dalam reservoir untuk meningkatkan efisiensi waterflooding atau untuk meningkatkan efektivitas surfaktan , yang merupakan pembersih yang membantu tegangan permukaan yang lebih rendah yang menghambat aliran minyak melalui reservoir . Injeksi polimer merupakan salah satu teknik kimiawi yang digunakan dalam proses perolehan minyak atau enhanced oil recovery (EOR). Injeksi polimer banyak digunakan dalam teknik EOR karena teknik aplikasinya relatif sederhana dan recovery yang didapat relatif besar dibandingkan dengan injeksi air secara konvensional. Dalam proses produksi dengan injeksi air biasanya sering terjadi fenomena air mengalir terlebih dahulu daripada minyak secara tidak merata dan biasanya terjadi pada reservoir yang heterogen. Polimer dapat meningkatkan viskositas fluida (air) dan berperan dalam mendorong dan mendesak minyak supaya lebih optimal. Injeksi polimer dapat menurunkan mobilitas fluida dan meningkatkan viskositasnya. Polimer yang terlarut dalam air digunakan sebagai viscosifying agent yang dapat mengontrol mobilitas fluida injeksi (water base) untuk meningkatkan efisiensi penyapuan.
Polimer
mengurangi
efek
negatif
karena adanya
variasi
permeabilitas dan rekahan dalam reservoir heterogen. Injeksi polimer terdiri atas beberapa tahap, yaitu preflush (pengondisian reservoir), additional oil recovery (oil Bank), injeksi larutan polimer untuk mengontrol mobilitas fluida, injeksi air bebas mineral (fresh water buffer) untuk melindungi polimer, dan injeksi fluida pendorong (driving fluid) berupa air. Gambaran sistem Injeksi Polimer dapat di lihat di bawah ini
Gambaran Sistem Injeksi Polimer Dalam produksi minyak dengan menggunakan teknik EOR, polimer berperan sebagai berikut di antaranya : 1. Sebagai agen untuk meningkatkan performa air yang diinjeksikan ke reservoir dengan cara menghalangi daerah yang memiliki konduktivitas tinggi. 2.
Sebagai agen pengikat silang (cross-linked) di daerah konduktivitas tinggi di dalam sumur di reservoir. Dalam proses ini polimer diinjeksikan dengan suatu kation logam anorganik yang akan dicross-link sehingga molekul polimer akan mengeliling permukaan logam tersebut.
3. Sebagai agen untuk memurunkan mobilitas air atau rasio mobilitas airminyak (water-oil). Injeksi Surfactant Injeksi surfactant bertujuan untuk menurunkan tegangan antarmuka dan mendesak minyak yang tidak terdesak hanya dengan menggunakan pendorong air. Jadi efisiensi injeksi meningkat sesuai dengan penurunan tagangan antarmuka (LC Uren & Gravity P/L) Karakteristik perpindahan kromatografi surfactant pada sistim tertentu. Pertimbangan dan Batasan Pemakaian Surfactant Dasar pertimbangan yang diguankan untuk memilih metoda pendesakan surfactant pada suatu reservoir, yang diperoleh dari data empiris diantaranya meliputi :
1. Sifat fisik fluida reservoir yang terdiri dari : gravity minyak, viskositas minyak, komposisi dan kandugan kloridanya. 2. Sifat fisik batuan reservoir yang terdiri dari : saturasi minyak sisa, tipe
formasinya,
ketebalan,
kedalaman,
permeabilitas
rata-rata
dan
temperaturnya. Sedangkan syarat-syarat dan batasan-batasan yang digunakan dalam pemilihan metoda pendesakan surfactant dapat dirinci sebagai berikut : 1. Kualitas crude oil P atau EH Fahmy). Ojeda et al (1954) mengidentifikasikan parameter-parameter penting yang menentukan kinerja injeksi surfaktan, yaitu : 1. Geometri pori. 2. Tegangan antarmuka. 3. Kebasahan atau sudut kontak. 4. > API25 Viskositas < Kandungan klorida30 cp < Saturasi minyak Volume polimer yang diinjeksikan kira-kira 50% dari volume pori. Kondisi reservoir Konsentrasi polimer berkisar antara 500 – 2000 mg/i Ukuran dari slug adalah 5 – 15% dari volume pori (PV) untuk sistim surfactant yang tinggi konsentrasinya sedangkan untuk yang rendah besarnya 15 – 50% dari volume pori (PV). Komposisi diutamakan minyak menengah ringan (Light Intermediate) Aplikasi Pada Sumur dengan Injeksi Kimia : dilakukan Pertamina di
wilayah
pengeboran
minyak
Lapangan
Tanjung
Tabalong,
Kalimantan Selatan sejak tanggal 12 Februari 2013. Hal ini sudah membawa dampak positif yaitu mampu meningkatkan laju aliran
produksi minyak sebelumnya sebesar 300 barel per hari menjadi mencapai 700 barel per hari. Injeksi kimia di lokasi pertama di Lapangan Tanjung saat ini telah menggunakan 1 sumur injeksi dan 2 sumur monitoring, secara keseluruhan program injeksi kimia secara penuh akan berjumlah 36 lokasi (36 pattern) dengan menggunakan beberapa sumur eksisting sebagai sumur injeksi dan sumur monitoring 5. Injeksi Mikroba (Microbial Recovery) Bioteknologi dan aplikasinya sedang dikembangkan hampir di seluruh dunia dan diantaranya untuk mengeksploitasi sumber energy, dan salah satu yang menjanjikan dari perkembangan Bioteknologi adalah teknologi MEOR (Mikrobial Enhanced Oil Recovery). Proses peningkatan perolehan minyak dengan menggunakan mikroba (MEOR) telah mencapai kemajuan yang begitu pesat di beberapa negara. Sedangkan teknologi MEOR itu sendiri adalah teknologi berbasis biologis teknologi yang terdiri dalam fungsi atau struktur memanipulasi (atau keduanya) dari lingkungan mikroba yang ada dalam reservoir minyak. Tujuan dari MEOR adalah untuk meningkatkan recovery minyak yang terperangkap dalam media berpori sambil meningkatkan keuntungan ekonominya. MEOR menggabungkan bidang multidisiplin antara lain geologi, kimia, mikrobiologi, mekanika fluida, teknik perminyakan, teknik lingkungan dan teknik kimia.
Mikroba itu sendiri adalah mikroorganisme hidup yang bisa diumpakan sebagai mesin hidup yang metabolit, ekskresi produk dengan sel-sel baru dapat berinteraksi dengan satu sama lain atau dengan lingkungannya. Dalam
kehidupan, pertumbuhan dan pembiakannya mikroba berinteraksi dan beradaptasi dengan lingkungannya dan dapat memberi efek positif maupun negatif. Salah satu efek positif aktivitas mikroba di lingkungan sumur minyak bumi adalah kemampunannya untuk dimanfaatkan sebagai peningkat produksi minyak terutama melalui peningkatan perolehan minyak secara mikrobiologi. Hal ini didasarkan pada kenyataan bahwa di antara mikroba itu ada yang mampu menghasilkan bahan kimia berupa biosurfaktan, biopolimer, biofilm, biosolven, bioasam yang diharapkan dapat membebaskan fraksi minyak yang masih tertinggal dalam reservoir. Selain itu, penyebab lain dari peningkatan produk minyak bumi adalah karena bakteri dalam metabolismenya menghasilkan CO2 dalam jumlah besar di dalam reservoir dan gas CO2 ini akan bereaksi sebagian dengan minyak bumi serta menyebabkan minyak bumi mengembang dan berkurang viskositasnya.
Adapun yang dilakukan oleh mikroba MEOR adalah menghasilkan gas hasil metabolisme, yang membantu mendorong gas CO yang beracun ke luar sumur. Produk lainnya selain gas adalah biosurfaktan. Biosurfaktan yang dihasilkan oleh mikroba hidrokarbonoklastik memiliki banyak fungsi, yaitu : - Menurunkan
viskositas
(kekentalan/
kesulitan
- Menurunkan tegangan permukaan - Meningkatkan kelarutan CO dalam air - Meningkatkan fluiditas (aliran) CO keluar sumur
untuk
mengalir)
-Mengubah porositas batuan. (Pori batuan yang terlalu besar dapat "disumbat" secara selektif dengan biosurfaktan sehingga ukurannya mengecil, Karena Penurunan volume pori akan meningkatkan tekanan sehingga CO dapat keluar dengan lebih mudah) Untuk
melakukan
fungsi-fungsi
tersebut,
terdapat
beberapa
karakteristik yang harus dimiliki oleh mikroba MEOR yaitu mampu mengolah senyawa hidrokarbon, menghasilkan biosurfaktan, menghasilkan gas, ukuran kecil, Barofilik (kuat terhadap tekanan tinggi), thermofilik (kuat terhadap suhu tinggi), halofilik, tidak patogen (berbahaya bagi manusia) dan indigen (berasal dari lingkungan lokasi penambangan minyak tersebut, bukan mikroba asing). Oleh mikroba MEOR, senyawa hidrokarbon dari minyak mentah yang ada akan dipecah menjadi senyawa yang lebih sederhana sehingga lebih mudah dikeluarkan dan diolah lebih lanjut. Pemanfaatan mikroorganisme sebagai agen untuk memperoleh kembali sisa-sisa minyak yang terperangkap dalam media berpori pertama kali di usulkan oleh Beckam pada tahun 1926. Dan setelahnya hal tersebut mulai memicu minat besar dalam penelitian MEOR. Dan pada era 1930-an, orang mulai memahami korelasi antara mikroba dan minyak bumi, namun saat itu peran mikroba dianggap merugikan proses penambangan minyak. Kemudian pada tahun 1946, ZoBell melakukan eksperimen pelepasan minyak dari endapan pasir aspal di Athabaska, Amerika Serikat. Akhirnya diketahui bahwa mikroba tertentu dapat digunakan untuk meningkatkan produksi minyak. Menurut hasil penelitian Lazar, mikroba lokal yang diisolasi dari air formasi reservoar lebih efektif untuk diaplikasikan ke dalam MEOR ketimbang mikroba eksogen (yang berasal dari lingkungan lain). Di Indonesia pengaplikasian teknologi MEOR ini sudah mulai dilakukan dipelopori oleh LEMIGAS. Di Indonesia Pengembangan teknologi MEOR dilakukan dengan menginkubasi, mengembangbiakan bakteri yang menurut literatur telah terbukti dapat meningkatkan produktivitas minyak bumi
dan melakukan uji coba injeksi bakteri-bakteri tersebut ke dalam sumur minyak yang sudah tua. Reservoir
minyak
adalah
lingkungan
yang
mengandung
mikroorganisme dan faktor non mikroorganisme (mineral) yang berinteraksi satu sama lain dalam jaringan dinamis yang rumit dari nutrisi dan energi fluks. Karena reservoir heterogen, sehingga melakukan berbagai ekosistem yang mengandung mikroba beragam komunitas yang pada gilirannya mampu mempengaruhi perilaku dan mobilisasi reservoir minyak. Di samping meningkatkan perolehan minyak bumi dari penambangan, mikroba MEOR bisa digunakan untuk mengatasi pencemaran minyak bumi tentu saja. Dengan MEOR, limbah minyak bumi yang tadinya tidak bisa diapa-apakan lagi, hanya ditampung dan mencemari tanah bisa dimanfaatkan kembali dan diolah menjadi bahan bakar yang memiliki nilai komersil tinggi Aplikasi pada Sumur : Isolasi bakteri secara konvensional telah dilakukan dari minyak bumi sumur Bangko pada tahun 1997 dan telah dipastikan bahwa contoh minyak bumi dari sumur Bangko mengandung
bakteri
yang
mampu
mendegradasi
minyak
bumi. Untuk meningkatkan kemampuan degradasinya, dilakukan isolasi bakteri secara bertahap agar diperoleh isolat lain yang berperan dalam rangkaian degradasi selain yang sudah diperoleh dan diketahui urutan kerja dari mikroba hasil isolasi. 6. Vibro Seismic Teknologi yang disebut vibroseismic impact technology (VSIT) yang dikembangkan Dr. Vladimir Belonenko dari Moskow, Rusia, selama dekade terakhir. Teknologi ini umumnya digunakan sebagai pelengkap atau pengganti teknologi tahap lanjut (enhanced oil recovery – EOR) dalam sistem eksplorasi minyak bumi. Ketika masih giat berproduksi (primary recovery), sebuah sumur akan menyemburkan
cadangan minyak dengan lancar karena tenaga dorong alami berupa gas terlarut, baik air maupun tudung gas (gas cap drive).Namun kondisi itu akan makin melemah, sehingga sumur minyak memasuki tahap kedua dan ketiga. Kedua tahap inilah yang biasa disebut tahap EOR tadi. Pada tahap ini, biasanya para teknisi mulai menginjeksi sumur dengan berbagai materi berupa air, gas, bahan kimia, bahkan mikroba jenis tertentu untuk memaksa minyak tetap keluar.Ketika EOR ternyata tak mempan juga, maka metode VSIT pun dapat digunakan. ”Berbagai injeksi tadi sebenarnya tidak lagi diperlukan, tetapi dapat juga digunakan secara bersamaan dengan VSIT. Tapi VSIT sudah efisien dan praktis Pada prinsipnya, metode ini menerapkan stimulasi gelombang elastik ke dalam reservoir dengan menggunakan vibrator dari permukaan. Vibroseismik bukan merupakan pengganti metode EOR konvensional, tetapi dapat digunakan sebagai alternatif atau sebagai alat pelengkap agar metode yang telah ada menjadi lebih efektif dan optimal. Vibrasi seismik, berdasarkan eksperimen lapangan, telah digunakan untuk mendapatkan peningkatan perolehan yang cukup sukses di lapangan minyak Negara Rusia. Berdasarkan eksperimen laboratorium vibrasi seismik dapat memperbesar pori batuan pada kasus tertentu, menurunkan viskositas, meningkatkan permeabilitas,
menurunkan
tegangan
permukaan,
dan
mengubah
komposisi fluida yang ada. Mengacu pada hal tersebut, maka vibrasi seismik ternyata dapat memperbaiki mobilitas minyak. Keunggulan teknologi vibroseismik dibanding teknologi lainnya adalah biaya operasinya yang relatif murah dan tidak merusak lingkungan. Teknologi eksploitasi baru dari Rusia untuk meremajakan lapangan tua marginal (kurang ekonomis) yaitu teknologi yang menggunakan vibroseis truk dengan roda setinggi manusia dewasa itu menurunkan pelat besi di perutnya dan beratnya bisa mencapai 27 ton. Perlahan pelat baja berukuran 1 x 1,5 meter itu mulai bergetar dan memukul tanah di bawahnya dengan irama tetap. Getaran seismik yang
mencapai kedalaman ratusan meter tersebut bisa membangunkan ladangladang minyak tua kembali berproduksi. Sepintas teknik vibroseismik ini terlihat amat mudah. Cuma getarkan, tunggu sebulan, minyak pun menyembur. Tapi, sesungguhnya tak sesederhana itu karena untuk menentukan lokasi penggetaran saja tidak asal-asalan. Ada perhitungan yang harus dilakukan dan perlu teknik monitoring untuk memperkirakan di mana letak yang baik. Setelah menentukan beberapa titik lokasi yang harus digetar, truk pun mulai beraksi. Untuk satu titik, truk itu bisa bergetar 3 – 6 jam sehari. Keesokannya, truk pindah ke titik lain atau tetap pada titik yang sama sesuai dengan kondisi ladang minyak. Kegiatan ini bisa berlangsung 1 – 3 bulan. Reaksi getaran itu bisa langsung dirasakan dengan peningkatan produksi minyak sepekan setelah digetarkan. Namun, ada pula yang responsnya baru terlihat pada enam bulan pasca penggetaran. Dalam beberapa kasus, lapangan tetangga yang berjarak beberapa kilometer juga ikut “bangun”. Kenaikan Recovery Factor yang diperoleh dari tiap – tiap sumur bervariasi, ada yang 10% sampai 70%. Kadar minyak juga bisa meningkat, ada satu lapangan minyak dari 10% menjadi 90%. Suatu studi laboratorium yang dilakukan oleh Tutuka Ariadji, dkk di laboratorium ITB, vibrasi menyebabkan peningkatan harga porositas efektif batuan sebesar 1% sampai 10% dari harga porositas sebelum vibrasi.
Adanya pengaruh dari penggetaran (frekuensi dan amplitudo) terhadap Saturasi Minyak Sisa (Sor) yaitu dapat menurunkan Sor sampai 55 %, menaikkan Permeabilitas Relatif Minyak (kro) sampai 73 %, menaikkan Permeabilitas Relatif Air (krw) sampai 76% dari harga awalnya. Pada umumnya, kenaikan krw lebih tinggi dari pada kenaikan kro atau terjadi kenaikan kadar air untuk frekwensi 10 Hz. Mekanisme vibroseismik dalam peningkatan perolehan minyak dan gas memiliki dampak pada dua segi, yaitu segi batuan dan fluida yang terdapat di dalam batuan tersebut. Dari segi fluida, getaran yang diberikan akan menambah energi yang nantinya akan mengurangi tekanan kapiler, sekaligus tegangan permukaan. Pada beberapa percobaan yang dilakukan, terdapat juga perubahan viskositas fluida setelah diberi efek getaran. Dari segi batuan, pemberian getaran ini akan memperbesar nilai porositas dan permeabilitas batuan tersebut. Besar kandungan clay juga merupakan faktor yang mempengaruhi hal tersebut. Meski
demikian,
tidak
semua
lapangan
minyak
cocok
menggunakan teknologi ini. Hanya lapangan minyak di darat atau dekat pantai dan memiliki 20° – 38° API. Sifat geologi juga mempengaruhi efektivitasnya. Batuan pasir (sandstone) lebih ramah dibanding gambut atau batu bara, karena lapisan gambut dan batubara meredam frekuensi dan amplitude yang dihantarkan dari vibroseis truk. Teknik vibrasi ini sebetulnya bekerja dengan cara menghilangkan gesekan atau tegangan permukaan antara minyak dan batuan di sekitarnya. Sebagai contoh, permukaan air yang bisa bergerak sampai ke mulut botol bila diberi getaran. Tegangan permukaan air dengan dinding botol hilang sehingga air bisa tumpah keluar. Teknik ini paling ekonomis dan effisien dibanding teknik Enhanced Oil Recovery (EOR) yang ada karena tidak memerlukan infrastruktur baru dan tidak perlu penambahan sumur pemboran yang baru
dan dapat juga diterapkan dengan metode EOR yang lain secara bersamaan. Teknologi menginjeksikan air ke dalam sumur untuk mendorong minyak keluar selain tidak ekonomis untuk lapangan kecil, juga perlu filter yang mahal. Sedangkan injeksi uap panas bisa mengakibatkan minyak justru meleleh. Selain dari pada itu, teknologi vibroseismik ini merupakan metode yang paling ramah terhadap lingkungan dibandingkan dengan metode lain Apliaksi pada Sumur : 1. Abuzy (West Kuban, 1987), dapat meningkatkan oil content sampai 10 % dalam waktu 40 hari, 2. Lapangan Ubejinskoe (Stavropol Arch), menambah fluktuasi oil content, 3.
Lapangan Zybza (West Kuban), pengurangan keairan di sekitar lubang sumur
4.
Lapangan Barsukovskoe, (West Siberia), pengurangan water content 2-3%
