Simulasi Reservoir Simulasi Reservoir Tujuan dari simulasi reservoir adalah untuk mengembangkan model matematik reservoir dengan memprediksi kelakuan aliran multifasa di dalam reservoir. Model matematik ini berdasarkan model geologi dan sifat karakteristik reservoir yang telah dibahas diatas. Secara umum, simulasi reservoir ini terdiri dari pembuatan model, inisialisasi, history matching dan prediksi reservoir a. Pembuatan Model Simulator Eclipse dapat digunakan untuk memodelkan sistem grid reservoir suatu dari lapangan. Pemodelan reservoir dilakukan dengan menggunakan model Black-Oil 3-D, 3fasa dan dengan tipe grid sel orthogonal corner point sesuai dengan karakteristik area yang distudi. Dimensi grid sel yang digunakan adalah 50 sel arah X dengan panjang 50 m, 44 sel arah Y dengan panjang 50 m dan 4 layer arah Z. 3.Inisialisasi Sebelum proses history matching, model reservoir diinisialisasi menggunakan simulator Eclipse black oil untuk menetapkan kondisi kesetimbangan awal reservoir dan menentukan initial volume in place dari reservoir. Harga OOIP (Original Oil In Place) dihitung selama proses inisialisasi model reservoir ini dan juga digunakan sebagai parameter acuan pada saat proses history matching produksi. 3.History Matching Tujuan dari history matching adalah untuk memvalidasi performance model dengan data sejarah lapangan, dalam hal ini adalah data produksi lapangan. Pada history matching ini yang digunakan sebagai acuan adalah liquid rate (control liquid), artinya dengan menetapkan bahwa laju produksi liquid yang dimasukkan ke dalam model simulasi adalah sama dengan laju produksi liquid data lapangan, selanjutnya laju produksi minyak, laju produksi air, tekanan dan water cut harus diselaraskan (di-matching) dengan data lapangan yang sebenarnya. Dalam rangka usaha untuk memvalidasi performance model, pada prinsipnya terdapat tiga parameter utama yang harus di-adjust pada proses history matching, yaitu: · matching tekanan · matching saturasi · matching PI (Productivity Index) Banyak faktor yang berpengaruh dan banyak usaha yang dapat dilakukan agar tercapai hasil history matching, akan tetapi ada beberapa parameter yang sangat berpengaruh selama proses history matching ini, antara lain: · distribusi hidrokarbon · productivity index sumur · aquifer support · transmisibilitas 3.d. Peramalan Produksi
Setelah proses history matching selesai, maka dapat diasumsikan bahwa model dan karakteristik reservoir telah menggambarkan kondisi reservoir yang sebenarnya. Tujuan utama dari peramalan produksi reservoir adalah untuk memperkirakan kinerja reservoir dengan menjalankan beberapa skenario pengembangan. Hasil peramalan produksi ini merupakan performance dari reservoir tersebut di masa yang akan datang. Terdapat beberapa skenario pengembangan yang dilakukan pada studi ini. Peramalan produksi yang dilakukan dibatasi sampai dengan tahun tertentu (misal 10 tahun) untuk lapangan. Skenario pengembangan untuk suatu lapangan meliputi : 1. Existing Wells Skenario ini memprediksikan recovery minyak jika hanya memproduksikan sumur-sumur yang ada pada kondisi terakhir (sampai bulan x tahun 20xx) tanpa melakukan usaha apapun. 2. Infill Drilling Sumur Produksi Skenario ini bertujuan untuk memperluas daerah pengurasan dengan menambah sumur produksi untuk meningkatkan perolehan minyak berdasarkan potensial area yang tersisa setelah history matching. Infill drilling sebanyak xx sumur produksi. Lokasi untuk masingmasing sumur dapat ketahui. Kinerja lapangan dan perbandingan produksi pada existing dan infill drilling dapatdikaji lebih jauh.
Pengertian Simulasi
Simulasi
reservoir
adalah
suatu
proses
Reservoir
matematik
yang
digunakan
untuk
memprediksikan perilaku reservoir hidrokarbon dengan menggunakan suatu model. Suatu model diasumsikan memiliki sifat-sifat yang mirip dengan keadaan reservoir yang sebenarnya. Model tersebut memiliki dua tipe, yaitu model fisik dan model matematik. Model fisik dimodelkan dengan menggunakan objek yang tampak sehingga mudah untuk di teliti atau dievaluasi, sedangkan model matematik menggunakan
persamaan
matematik
yang
memperhitungkan
sifat-sifat
atau
kelakuan fisik, kimia dan thermal dari reservoir dalam penginterpretasiannya. Perumusan matematik sangat sulit untuk dipecahkan menggunakan metode analitis, sehingga pemecahannya menggunakan cara numerik (misal, finite difference).
4.2.
Jenis-Jenis
Pemodelan
Reservoir
Pemodelan reservoir dapat dikelompokkan menjadi tiga bagian, yaitu: model analog,
model fisik dan model matematik. Model-model tersebut akan dibahas dalam sub bab
berikut
4.2.1.
ini.
Model
Analog
Model analog merupakan suatu model yang berdasarkan suatu proses lain yang mempunyai kesamaan dengan proses yang akan dipelajari, misalnya aliran fluida reservoir dengan arus listrik. Beberapa contoh model yang didasarkan atas kesamaan
aliran
A.
fluida
reservoir
Model
dengan
arus
listrik
yaitu:
Resistor-Capasitor
(R-C)
Model resistor-capasitor (R-C) menggambarkan kesamaan antara arus listrik dengan aliran fluida reservoir untuk mengembangkan analog kelistrikan pada suatu reservoir migas. Perilaku reservoir dapat dihitung dengan menggunakan faktor-faktor konversi yang cocok berdasarkan analisa beberapa parameter kelistrikan pada suatu kondisi operasi tertentu. 4.2.2.
Model
Fisik
Model ini dibangun dengan menggunakan sampel batuan reservoir atau membuat bentuk reservoir dimana model ini mempunyai sifat-sifat yang sama dengan reservoir sebenarnya.
Beberapa
a.
contoh
model
fisik
Model
adalah
:
Elemental
Model elemental menggunakan contoh batuan (core) sebagai model reservoir yang diambil melalui coring. Core tersebut digunakan untuk mengukur sifat fisik batuan reservoir, seperti porositas, saturasi fluida, permeabilitas dan mempelajari perilaku metode
pendesakan
b.
(flood
test).
Model
Scale
Model ini dilakukan dengan membuat skala kecil dari reservoir, sehingga proses aliran dalam reservoir dapat dipelajari. Model scale dapat diketahui pada proses injeksi
air
dengan
pola
sumur
yang
teratur,
contohnya
five
spot.
4.2.3.
Model
Matematika
Model matematika menggambarkan aliran fluida reservoir dalam bentuk persamaanpersamaan matematika. Persamaan matematik ini berbentuk persamaan differensial parsial yang diturunkan dari persamaan konservasi massa, hukum Darcy dan persamaan keadaan. Persamaan differensial tersebut merupakan persamaan nonlinear (kontinu) dan kompleks sehingga sukar dipecahkan secara analitik dan memerlukan pemecahan secara numerik. Untuk itu maka diperlukan suatu program komputer
untuk
pemecahannya.
Hal-hal baru yang dapat dikemukakan dari model matematik ini adalah bahwa bentuk dan kondisi reservoir secara detail dapat dimasukkan di dalam perhitungan, heterogenitas dari batuan reservoir akan berpengaruh dalam model, performance dari
sumur-sumur
dapat
diketahui.
Reservoir dibagi dalam blok-blok atau grid dalam sistem numerik dimana bentuk blok dapat disesuaikan dengan heterogenitas dari reservoir, akan tetapi pada prinsipnya makin kecil blok-blok tersebut makin baik. Dengan adanya pembagian ini maka tergantung dari keadaan reservoir, model dapat merupakan model satu dimensi, dua dimensi
atau
tiga
dimensi.
Kesalahan dari metoda ini dengan sendirinya ada yaitu dengan dipakainya pendekatan-pendekatan
dari
bentuk
persamaan
differensial
menjadi
bentuk
persamaan finite difference, akan tetapi kesalahan-kesalahan ini dapat dibatasi atau dibuat sekecil mungkin dengan mengadakan analisa terlebih dahulu terhadap metoda
4.3.
penyelesaian
Persamaan
yang
Dasar
akan
Simulasi
digunakan.
Reservoir
Aliran fluida dalam media berpori merupakan suatu fenomena yang sangat kompleks, yang tidak dapat dideskripsikan secara analistis. Dasar untuk mempelajari
aliran fluida dalam media berpori dibutuhkan pemahaman mengenai beberapa sistem persamaan matematik yang berpengaruh terhadap kelakuan fluida. Aliran fluida dalam media berpori dapat direpresentasikan secara matematis berdasarkan hukum konservasi massa, hukum darcy dan persamaan keadaan. Persamaan aliran di dalam media berpori dapat diturunkan yaitu dengan mengkombinasikan ketiga persamaan
4.3.1.
ini.
Hukum
Konservasi
Massa
Hukum konservasi massa untuk aliran satu fasa dapat dinyatakan bahwa total massa aliran yang terkumpul merupakan pengurangan dari massa aliran yang masuk dengan massa aliran yang keluar. 4.3.2.
Hukum
Darcy
Kemampuan untuk memperkirakan kelakuan dari reservoir tergantung pada kemampuan seorang engineer untuk memperkirakan karakteristik aliran fluida didalam reservoir. Setelah semua perhitungan tentang porositas dan saturasi fluida telah dilakukan, maka masih ada satu hal yang harus diperhitungkan yaitu kecepatan fluida
reservoir
untuk
diproduksikan.
Dikenalkan suatu konsep untuk mendefinisikan kemampuan dari batuan untuk melewatkan fluida,. Konsep ini adalah permeabilitas dari batuan, yang dinyatakan oleh
Darcy
:
“Laju aliran fluida homogen melalui media berpori berbanding lurus dengan gradient
tekanan dan arah normal terhadap luas penampang lintang dari arah aliran serta berbanding terbalik dengan viskositas.”
Tanda negatif dari Persamaan 4-12 menyatakan bahwa aliran akan terjadi pada penurunan
potensial.
Percobaan yang dilakukan oleh Darcy terdapat beberapa keterbatasan dan asumsi yang
digunakan
sebagai
berikut
:
a. b.
Fluida Tidak
ada
homogen reaksi
dan
kimia
satu
antara
media
fasa dan
fluida
c. Permeabilitas tidak tergantung pada fluida, temperatur, tekanan dan lokasi d.
Alirannya
e.
Tidak
f.
ada
Tidak
efek
ada
4.3.3.
laminer
efek
klikenberg elektrokinetik
Persamaan
Keadaan
Persamaan keadaan digunakan untuk memperlihatkan hubungan antara densitas dengan tekanan. 4.3.4.
Persamaan
Aliran
Multifasa
pada
Aliran
Fluida
Media
Berpori
Aliran fluida dalam media berpori merupakan hal yang sangat kompleks dan tidak dapat digambarkan dengan mudah secara eksplisit seperti halnya aliran di dalam pipa. Aliran dalam media berpori adalah suatu konsep yang harus diuraikan dan dimengerti sebelum kita memformulasikannya kedalam simulasi. Konsep ini meliputi permeabilitas, aliran fluida satu fasa dan multifasa, permeabilitas relatif dan kompresibilitas
fluida.
Persamaan aliran multifasa merupakan persamaan differensial parsial yang non linier yang tidak dapat diintegrasi . Persamaan untuk sistem tiga fasa terdiri dari fasa minyak,
A.
air
dan
Fasa
gas.
minyak
Persamaan aliran pada fasa minyak dapat dinyatakan bahwa aliran minyak yang terkumpul merupakan pengurangan dari aliran minyak yang masuk dengan aliran minyak keluar,
B.
Fasa
Air
Persamaan aliran pada fasa air dapat dinyatakan bahwa aliran air yang terkumpul merupakan pengurangan dari aliran air yang masuk dengan aliran air keluar. Persaman aliran untuk fasa air sama dengan aliran fasa minyak, sehingga persamaan yang menyatakan fasa air utuk sistem linear C.
Fasa
Gas
Persaman aliran untuk sistem tiga fasa untuk gas merupakan akumulasi dari semua gas baik berupa gas bebas, gas terlarut dalam minyak dan gas yang terlarut dalam air, I.
Ekspansi
Dalam
Bentuk
Radial
Umumnya persamaan aliran multifasa untuk aliran transient (unsteady state) fasa minyak, gas, dan air pada media berpori dikembangkan dari kombinasi persamaan aliran fasa tunggal, dan harga saturasi untuk semua fasa adalah satu atau dapat ditulis
:
So + Sw + Sg = 1 ..........................................................................(4-35) Persamaan (4-35) (
So
dapat +
Sw
+
juga Sg
)
=
0
a.
ditulis
sebagai
berikut:
...................................................................(4-36) Fasa
Minyak
Ekspansi bentuk radial pada fasa minyak dilakukan dengan mengalikan turunan persamaan fasa minyak pada aliran radial (4-28) dengan Bo b.
Fasa
Air
Ekspansi bentuk radial pada fasa air dilakukan dengan mengalikan turunan persamaan c.
fasa
air
pada
aliran
radial
Fasa
(4-30)
dengan
Bw, Gas
Ekspansi bentuk radial pada fasa gas dilakukan dengan mengalikan turunan persamaan fasa gas pada aliran radial (4-33) dengan Bg,
