EVALUASI DAN PERENCANAAN ULANG ELECTRICAL SUBMERSIBLE PUMP SUMUR “ALFA” LAPANGAN “BRAVO” DENGAN PROBLEM WATER CONING PT PHE ONWJ
TUGAS AKHIR
Oleh
IMAN ANSORI NIM 14.4!.4!!."4#TP
JURUSAN TEKNIK PERMIN$AKAN FAKULTAS FAKULTAS TEKNI TE KNIK K UNIVERSITAS PROKLAMASI 4% $OG$AKARTA !1&
EVALUASI DAN PERENCANAAN ULANG ELECTRICAL SUBMERSIBLE PUMP SUMUR “ALFA” LAPANGAN “BRAVO” DENGAN PROBLEM WATER CONING PT PHE ONWJ TUGAS AKHIR
Diajukan Untuk Memenuhi Syarat Mendapatkan Gelar Sarjana Teknik Teknik Pada Program Studi Teknik Teknik Perminyakan Fakultas Teknik Teknik Universitas Proklamasi 45 Yogyakarta Yogyakarta
Oleh
IMAN ANSORI NIM 14.4!.4!!."4#TP JURUSAN TEKNIK PERMIN$AKAN FAKULTAS FAKULTAS TEKNI TE KNIK K UNIVERSITAS PROKLAMASI 4% $OG$AKARTA !1&
1.'.1.
TUJUAN
Tujuan dari tugas akhir ini adalah seagai erikut! "# Mengev Mengevalua aluasi si kinerja kinerja $le%tri% $le%tri%al al Sume Sumersi rsile le Pump&$ Pump&$SP' SP' yang yang terp terpasa asang ng pada pada Sumu Sumurr ()er ()ero o *n%id *n%iden entt &)*' &)*' Delt Delta+ a+ ,apa ,apang ngan an (-ontinous *mprovement &-* Field'+# .# Melakukan Melakukan optimasi optimasi Sumur Sumur ()ero *n%ident *n%ident &)*' Delta+ ,apangan ,apangan (-ontinous *mprovement &-* Field'+ jika hasil evaluasi $le%tri%al Sumersile Pump &$SP' menunjukan penurunan penurunan per/orma# 0# Meni Mening ngkat katka kan n Prod Produk uksi si Sumu Sumurr Sumu Sumurr 1()ero 1()ero *n%i *n%ide dent nt &)*' &)*' Delta+ ,apangan (-ontinous *mprovement &-* Field'+#
RINGKASAN Peng Pengan angk gkata atan n /luid /luidaa reserv reservoi oirr sumu sumurr miny minyak ak dan dan gas gas umi umi dapa dapatt dilakukan dengan dua %ara yaitu dengan metode semur alam &natural /lo2' dan dengan dengan metode metode pengan pengangka gkatan tan uatan uatan &3rti/i &3rti/i%ial %ial ,i/t'# ,i/t'# Metode Metode 3rti/ 3rti/i%ia i%iall ,i/t ,i/t dilakukan ketika tekanan reservoir sudah tidak men%ukupi lagi untuk mengangkat /luida /luida ke permuka permukaan an se%ara se%ara alami# alami# Di indust industri ri perminy perminyakan akan terdapat terdapat anyak anyak ma%am ma%am alat untuk untuk metode metode 3rti/ 3rti/i%ai i%aill li/t li/t ini ini salah salah satuny satunyaa adalah adalah $le%ltr $le%ltri%al i%al Sumersile Pump# $le%tri $le%tri%al %al Sumer Sumersi sile le Pump Pump adalah adalah pompa pompa sentri/ sentri/uga ugall erpen erpengge ggerak rak motor listrik yang ditenggelamkan pada /luida reservoir yang akan diangkat# $SP ekerja dengan memerikan tekanan tamahan pada /luida reservoir sehingga dapat mengalir ke permukaan# Penggunaan $SP ini memiliki anyak keuntungan eerapa diantaranya adalah %o%ok untuk sumur dengan 2ater%ut yang tinggi %o%ok %o%ok untuk untuk sumur sumur dengan dengan laju alir yang yang tinggi tinggi %o%ok %o%ok untuk untuk sumur sumur dengan dengan tenaga pendorong pendorong associated gas gas serta sangat praktis digunakan pada lapangan migas lepas pantai &o//shore'# PT P$ 6789 &Pertamina ulu $nergi 6//shore 7orth 8est 8est 9ava' adalah anak perusahaan pertamina yang menjalankan operasi hulu untuk :lok 6789# Sala Salah h satu satu stas stasiu iun n alir alir &Flo &Flo2 2 Stat Statio ion' n' yang yang dimi dimili liki ki P$ P$ 6789 6789 untu untuk k menj menjal alan anka kan n oper operas asii prod produk uksi si miga migass lepa lepass pant pantai ainy nyaa adal adalah ah -ont -ontin inou ouss *mprov *mprovemen ementt &-*' &-*' Field# Field# -* Field Field memilik memilikii eerap eerapaa sumur sumur produk produksi si yang yang menggunakan $SP seagai arti/i%ial li/t;nya# Salah satu sumur yang menggunakan $SP adalah sumur ()ero *n%ident Delta &)* Delta'+# $valu $valuasi asi $SP $SP pada pada Sumu Sumurr )* Delt Deltaa ini ini perlu perlu dila dilaku kuka kan n untu untuk k dapa dapatt menamah rate produksi &:FPD' sehingga dapat menamah produksi perusahaan yang dapat memerikan keuntungan leih pula pada negara# Selain itu evaluasi ini
perlu dilakukan karena $SP yang dipasang telah mengalami penurunan per/orma# al itu dapat dilihat pula dari hasil 2ell test yang dilakukan oleh operator produksi# $valuasi $SP pada sumur )* Delta dilakukan dengan eerapa langkah seagai erikut pertama menghitung Produ%tivity *nde< reservoir dan memuat =urva *P>nya# =edua melakukan evaluasi pada $SP yang terpasang dengan menentukan TD dan ,aju 3lir yang dihasilkan erdasarkan =urva Pompa $SP# =etiga melakukan peren%anaan ulang $SP dengan mengasumsikan ,aju Produksi ditingkatkan ?@@@ :FPD 2ater%ut dan Pump Setting Depth tetap serta P2/ ditentukan dari =urva *P># Peren%anaan ulang ini juga erarti kita melakukan selekesi pada eerapa tipe pompa aru dan memilih teraik dari mereka untuk dipasang di sumur ()* Delta ini# asil yang didapat adalah kita akan menggunakan tipe pomp SA@@@7 seagai pompa aru yang akan dipasang di sumur )* Delta ini# 9umlah stage yang digunakan dalam satu tandem seanyak B4 stage# $SP akan menggunakan . motor dengan spesi/ikasi 54@S UT .@@ PC "00 EC 0#3 kael dengan spesi/ikasi " 38G prote%tor tipe 54@S :P:S, dan =E3 minimum untuk peralatan permukaan seesar 400#5B =E3
HALAMAN PENGESAHAN EVALUASI DAN PERENCANAAN ULANG ELECTRICAL SUBMERSIBLE PUMP SUMUR “ALFA” LAPANGAN “BRAVO” DENGAN PROBLEM WATER CONING PT PHE ONWJ
Diajukan Untuk Memenuhi Syarat Mendapatkan Gelar Sarjana Teknik Pada Program Studi Teknik Perminyakan Fakultas Teknik U()*e+,)-, P+/0l,) 4% $/230+- TUGAS AKHIR Oleh IMAN ANSORI NIM 14.4!.4!!."4#TP
Disetujui untuk 9urusan Teknik Perminyakan Fakultas Teknik Universitas Proklamasi 45 Yogyakarta Tanggal!############################# Pemiming *
Pemiming **
######################################
########################################
HALAMAN PERUNTUKAN
KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis panjatkan atas kehadirat 3llah s2t erkat rahmat dan hidayah;7ya sehingga dieri kemudahan dalam penyusunan Tugas 3khir yang erjudul “EVALUASI DAN PERENCANAAN ULANG ELECTRICAL SUBMERSIBLE
PUMP
SUMUR
“ALFA”
LAPANGAN
“BRAVO”
DENGAN PROBLEM WATER CONING PT PHE ONWJ # 3dapun Tugas
3khir ini diuat untuk memenuhi syarat kelulusan Program Strata * di Fakultas Teknik 9urusan Teknik Perminyakan Universitas Proklamasi 45 Yogyakarta# Ter2ujudnya tugas akhir ini adalah erkat antuan dari eragai pihak sehingga dapat terselesaikan# 6leh karena itu penulis ingin mengu%apkan terima kasih kepda! "# Pro/# # M# Da2am >ahardjo S#$# selaku >ektor Universitas Proklamasi 45 Yogyakarta# .# Syamsul Maari/ ST# M#$ng# selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Proklamasi 45 Yogyakarta# 0# 8ira 8idya2ura S#Si selaku =etua 9urusan Teknik Perminyakan Universitas Proklamasi 45 Yogyakarta# 4# 8ira2an 8idya Mandala ST M#T# selaku koordinator Tugas 3khir# 5# :apak Fikri >ea Pratama selaku Plant Supervisor di lapangan# B# =edua orang tua yang telah memiming dan memerikan seluruh pengoranannya# ?# Seluruh dosen;dosen dan rekan;rekan Teknik Perminyakan Universitas Proklamasi 45 Yogyakarta yang selalu memeri dukungan dan motivasi kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan Tugas 3khir ini# Penulis menyadari ah2a dalam Tugas 3khir ini masih anyak terdapat kekurangan aik dari segi menyajikan data maupun dari segi penulisan lainnya#
=ritik dan saran yang memangun sangat penulis harapkan demi penulisan yang leih aik
Yogyakarta Feruari .@"B
*man 3nsori
BAB I PENDAHULUAN
1.1.
LATAR BELAKANG MASALAH
*ndustri perminyakan merupakan industri yang menyumang seagian esar keutuhan energi dunia# *ndustri perminyakan dilakukan dalam eerapa tahap yaitu tahap eksplorasi eksploitasi produksi re/inery dan distriusi ke konsumen# Tahapan produksi adalah tahapan dimana sumur telah selesai dior dan /luida sumur siap untuk dialirkan ke permukaan# :eerapa sumur yang memiliki tek anan reservoir yang esar memuat /luida reservoir mengalir se%ara alamiah ke permukaan &7atural Flo2'# Seiring dengan erjalannya 2aktu terjadi penurunan tekanan reservoir pada sumur produksi# Fluida reservoir pun tidak dapat mengalir ke permukaan se%ara alami &7atural Flo2' lagi# Untuk dapat mengalirkan /luida sumur ke permukaan ketika tekanan reservoir tidak sanggup lagi mengalirkan se%ara natural /lo2 maka dipergunakanlah alat pengangkatan uatan &3rti/i%ial ,i/t'# Terdapat eragai ma%am 3rti/i%ial ,i/t yang dipergunakan di lapangan minyak dan gas umi seperti Su%ker >oad Gas ,i/t dan $le%tri%al Sumersile Pump# Masing;masing dari mereka memiliki keleihan dan kekurangan tersendiri# $le%tri%al Sumersile Pump adalah pompa sentri/ugal erpenggerak motor listrik yang ditenggelamkan pada /luida reservoir yang akan diangkat# $SP ekerja dengan memerikan tekanan tamahan pada /luida reservoir sehingga dapat mengalir ke permukaan# $SP telah anyak digunakan pada industri minyak dan gas umi karena $SP memiliki eerapa keleihan dianding dengan Metode
3rti/i%ial ,i/t lainnya# $SP yang terpasang disumur harus dilakukan evaluasi dalam jangka 2aktu tertentu sehingga diketahui apakah pompa $SP terseut sudah eroperasi sesuai ren%ana atau telah mengalami penurunan per/orma akiat peruahan reservoir dan peralatan# $valuasi $le%tri% Sumersile Pump &$SP' yang dilakukan pada sumur produksi merupakan hal penting dalam proses pengemangan suatu lapangan produksi maka dengan evaluasi ini dapat diketahui apakah pompa yang terpasang terseut eroperasi sesuai dengan yang diren%anakan atau tidak# 1..
BATASAN MASALAH
:atasan masalah pada tugas akhir ini adalah pada E*l,) 5( Pe+e(6(( Ul(2 Ele6-+)6l S7e+,)7le P8 S+ “9e+/ I(6)5e(- :9I; Del-” L8(2( “C/(-)(/, I8+/*ee(- :CI F)el5;”# 1.'.
MAKSUD DAN TUJUAN
Maksud dan tujuan tugas akhir ini adalah seagai erikut! 1.'.. MAKSUD
Maksud dari Tugas 3khir ini adalah agar mahasis2a dapat mengetahui langkah;langkah yang dilakukan untuk evaluasi dan peren%anaan ulang pada $le%tri%al Sumersile Pump yang terpasang di sumur produksi#
1.4.
METODOLOGI PENELITIAN
Metodologi penelitian yang digunakan penulis dalam tugas akhir ini adalah seagai erikut! "# Studi ,iteratur
Studi
literatur
di/okuskan
untuk
mengumpulkan
data;data
dari
eragai literatur ilmiah yang erhuungan dengan tema dari tugas akhir ini# .# Pengumpulan Data Pengumpulan data di/okuskan untuk mengumpulkan data;data tentang sumur aik itu dari data reservoir sampai data $le%tri%al Sumersile Pump &$SP' itu sendiri#
0# Perhitungan dan 3nalisis Perhitungan
dan
analisis
dilakukan
saat
evaluasi
kinerja
dari
$le%tri%al Sumersile Pump&$SP' dan langkah optimasi yang akan dilakukan pada Sumur ()ero *n%ident Delta+ ,apangan (-ontinous *mprovement+ ini# 1.%.
SISTEMATIKA PENULISAN
Guna menghindari pemahasan yang erulang;ulang maka diuatlah sistematika penulisan# >en%ana sistematika penulisan tugas akhir ini adalah seagai erikut! :3: *
7e+),) -e(-(2 8e(5hl( 3(2 e(608
l-+
7el0(2 ,lh< 7-,( ,lh< 0,5 5( -=( 8e(el)-)(<
:3: **
e-/5/l/2)
8e(el)-)(
,e+-
,),-e-)0
8e(l),(. erisi tentang tinjauan lapangan yang men%akup
pro/il perusahaan dan sumur;sumur produksinya#
tentang
:3: ***
erisi tentang dasar teori yang men%akup teori
tentang
:3: *E
>eservoir dan $le%tri%al Sumersile Pump &$SP'# erisi tentang pengolahan data;data dalam melakukan
:3: E
evaluasi dan peren%anaan ulang $SP# erisi tentang pemahasan hasil evaluasi dan peren%anaan
:3: E*
ulang $SP :erisi tentang kesimpulan
BAB II TINJAUAN LAPANGAN
.1.
PROFIL PERUSAHAAN
PT Pertamina ulu $nergi &P$' merupakan anak perusahaan PT Pertamina &Persero'# Perusahaan ini menyelenggarakan usaha hulu di idang minyak gas umi dan energi lainnya# Melalui pengelolaan operasi dan porto/olio usaha sektor hulu minyak dan gas umi serta energi lainnya se%ara /leksiel lin%ah dan erdaya laa tinggi P$ mengarahkan tujuannya menjadi perusahaan multi nasional yang terpandang di idang energi dan mampu memerikan nilai tamah agi stakeholders# Saat ini P$ memiliki 54 anak perusahaan di dalam negeri yang terdiri atas anak perusahaan yang mengelola 96:;PS- &9oint 6perating :ody; Produ%tion Sharing -ontra%t' . anak perusahaan pemegang Parti%ipa%ing *nterests erupa *ndonesia Parti%ipating *nterests dan Pertamina Parti%ipating *nterest dan "B anak perusahaan yang mengelola Produ%tion Sharing -ontra%t ;
Gas Metana :atuara &PS-;GM:'# Salah satu anak perusahaan P$ yang mengelola 96:;PS- adalah P$ 6789# PT Pertamina ulu $nergi 6//shore 7orth 8est 9ava &P$ 6789' mengelola lok 6789 sejak .@@ setelah seelumnya dikelola oleh 3>-6 dan kemudian :ritish Petroleum# Dalam pengoperasian hariannya PT P$ 6789 memiliki "" Stasiun Pengalir &Flo2 Station' dan satu kapal tangker 3rdjuna untuk mengolah minyak dan gas umi agar siap jual dan digunakan# Salah satu stasiun alir yang dimiliki P$ 6789 adalah (-ontinous *mprovement &-*' Field+# 2.2.
GEOLOGI REGIONAL PHE ONWJ
G7+ . 1. Pe- Ce0(2( Bl/0 ONWJ
:lok 6789 terletak di sepanjang utara laut 9a2a memanjang dari 2ilayah 9a2a :arat sampai 9a2a Tengah# Su %ekungan yang terdapat pada
-ekungan 9a2a :arat Utara antara lain Su -ekungan -iputat Su -ekungan Pasir Putih Su -ekungan 9atiarang dan Su -ekungan 3rjuna# Daerah penelitian merupakan agian dari -ekungan 9a2a :arat Utara &7orth 8est 9ava :asin' yaitu leih tepatnya erada pada Su -ekungan 3rjuna agian tengah &-entral 3rjuna'# Su -ekungan 3rjuna erada pada agian tengah dari -ekungan 9a2a :arat Utara yang letaknya H @ km ke arah timur laut dari kota 9akarta# Su -ekungan ini merupakan satu dari seri %ekungan di ujung selatan lempeng mikro Sunda yang erupa sistem setengah graenChal/ graen &Gresko dkk "5'# Su -ekungan 3rjuna diagi menjadi 0 agian yaitu agian utara tengah dan selatan &Gresko dkk "5'# Pemagian dari Su -ekungan 3rjuna isa dilihat pada Gamar .#"# Masing;masing agian mempunyai luas H ?@@ km. dan paling sedikit terdiri dari satu sistem setengah graen# ..1. SEJARAH TEKTONIK DAN KERANGKA STRATIGRAFI CEKUNGAN JAWA BARAT UTARA
Terdapat lima even tektonik yang mempengaruhi perkemangan struktur dan juga stratigra/i di -ekungan 9a2a :arat Utara &Gresko dkk "5' antara lain! 1. Pre Rift :K8+ A0h)+>A?l E/,e(;
Suduksi dan perkemangan usur meratus menghasilkan metamor/isme regional pada passive
margin dataran Sunda# Terjadi de/ormasi
pengangkatan erosi dan pemekuan magma dalam kurun Paleosen pada seluruh agian di 3rjuna &Gresko dkk "5'# . Syn-Rift I :E/,e(;
,empeng india ertumukan dengan lempeng $urasia menyeakan dextral wrenching pada agian selatan Paparan Sunda# Periode ini merupakan episode ekstensional yang menga2ali terjadinya rifting # Terdapat dua arah patahan yang mempengaruhi perkemangan /ase Rift I ini erarah UB@@ : sampai U4@@ : dan erarah utara;selatan dengan arah ekstensional U0@@ ; ?@@ T# $ndapan pada /ase ini merupakan Formasi 9atiarang yang terdiri dari sedimen asal daratan yang erumur 32al 6ligosen terendapkan di atas basement dan erada di a2ah ketidakselarasan# Terdiri dari endapan lakustrin dan vulkaniklastik yang terisolasi pada sistem half graben# $ndapan vulkanik pada Formasi 9atiarang terdiri dari vulkaniklastik andesitik dan tu/ &Gresko dkk "5'# '. Syn-Rift II :Ol)2/,e(;
Pada 32al 6ligosen vulkanisme dan rifting I erhenti di 2ilayah 3rjuna# Periode ini erlainan dengan even tumukan di usur depan 9a2a dan Sumatera# Fase tumukan ini menyeakan reorientasi dari arah kompresi regional yang menghasilkan eerapa pengangkatan regional dan erosi sepanjang agian selatan Paparan Sunda# Terjadi rifting kemali pada akhir 32al 6ligosen yang erhuungan dengan pergerakan lateral lok *ndo%ina dan memukanya ,aut -ina Selatan# Pada 3khir 6ligosen terjadi penghentian pergerakan sistem patahan pada semenanjung Malay dan Thailand selanjutnya terjadi pengangkatan yang
menyeakan pergantian arah provenance dari sekitar punggung %ekungan menjadi arah regional dari utara Paparan Sunda# Sedimen pada /ase ini merupakan endapan sedimen Formasi Talang 3kar :agian :a2ah yang terendapkan di atas Formasi 9atiarang# ,itologi pada Formasi Talang akar agian a2ah terdiri dari konglomerat masi/ dan atupasir sedang;kasar atulempung lakustrin dan paleosols# =emudian endapan ini diseut dengan 3nggota =ontinental Formasi Talang 3kar &Ponto "A'# 4. P/,->R)@- : Ol)2/,e( A0h)+ > M)/,e( A?l;
:erhentinya pemekaran pada ,aut -ina Selatan diseakan tumukan antara /ragmen Gond2ana &3ustralia TimurCPapua' dengan atas timur Paparan Sunda# Pada 6ligosen 3khir terendapakan Formasi Talang 3kar :agian 3tas yang terendapakan di atas Formasi Talang 3kar :agian :a2ah dan terendapkan pada agian atasnya oleh atuan karonat dari Formasi :aturaja# 3nggota ini terdiri dari perselingan atupasir halus; sedang atulempung atulanau atuara dan atugamping yang terendapkan pada kondisi umum transgresi/# :atupasir pada 3nggota Deltaik Formasi Talang 3kar umumnya terpilah leih aik dan erutir leih halus daripada anggota =ontinental Formasi Talang 3kar# Terdapat pula endapan atuara dengan jumlah yang %ukup anyak pada agian a2ah dan erkurang ke arah atas seiring peruahan setting pengendapan menuju marine Talang 3kar# Pada Miosen 32al
terendapkan Formasi :aturaja yang terdiri dari atuan karonat selaras di atas Formasi Talang 3kar :agian 3tas &Gresko dkk "5'# %. I(*e+,) :M)/,e( Te(2h M)/,e( A0h)+;
:arat
laut
3ustralia
ertumukan
dengan
Palung
Sunda
yang
mengakiatkan terjadinya reim kompresi pada %ekungan 3rjuna# $ndapan yang dihasilkan pada /ase ini terdiri dari Formasi -iulakan dan Formasi -isuuh# ... STRATIGRAFI GEOLOGI REGIONAL
Se%ara keseluruhan terdapat enam unit Formasi yang terdapat pada daerah penelitian# Formasi ini erkisar dari Oligocene-Resent dan terendapkan pada lingkungan non marin marginal marin dan laut dangkal# =olom stratigra/i dari -ekungan 9a2a :arat Utara dapat dilihat pada Gamar .#.# Formasi;/ormasi terseut dari tua ke muda antara lain! 1. Basement
Basement terdiri dari atuan metamor/ik &metaquartzite'# . F/+,) Tl(2 A0+
Formasi Talang 3kar merupakan unit sedimen tertua yang erumur 6ligosen;32al Miosen# Formasi Talang 3kar ini terdiri dari dua agian antara lain Formasi Talang 3kar 3tas dan Formasi Talang 3kar :a2ah# Formasi Talang 3kar 3tas terdiri dari atulempung atugamping dengan sedikit lapisan;lapisan tipis atuara# Formasi Talang 3kar :a2ah terdiri dari atulempung karonat atupasir itumen dan atuara antrasit# Pada
agian a2ahnya terdapat atupasir konglomeratik dan atulempung non; kalkareous# :atulempung pada /ormasi ini er2arna ke%oklatan;au;au lanauan se%ara lokal ergradasi menjadi ataulanau non-calcareous dan terdapat jejak burrow setempat# :atupasir erkisar sangat kasar;konglomeratik setempat menyudut memundar tanggung lanauan dan ermatriks noncalcareous# Pada atupasir juga terdapat seagian ke%il lamina;lamina atuara dan struktur sedimen gradded bedding # Porositas pada atupasir eragam dari aik;uruk# Sementara atugamping pada Formasi Talang 3kar
:agian
3tas
er2arna
krem;putih
terkristalisasi
seagian
terdolomitisasi dan terdapat /oram esar# Se%ara umum erdasarkan data iostratigra/i diketahui ah2a Formasi Talang 3kar :agian 3tas terendapkan pada lingkungan inner sublitoralouter litoral dan Formasi Talang 3kar :agian :a2ah terendapkan pada lingkungan litoral-continental supralitoral &:ishop .@@@'# '. F/+,) B-+=
Formasi ini terentuk pada Miosen :a2ah terdiri dari atugamping masi/ terekristalisasi
sedang;kuat
dan
seagian
mengalami
dolomitisasi#
:er2arna putih;krem tersusun atas nodul;nodul rijang dan jarang terdapat /oram esar tersementasi sedang dan memiliki matriks kristalin# :atugamping /ormasi ini memiliki porositas uruk# Formasi :aturaja terendapkan pada lingkungan marin khususnya inner sublitoral &:ishop .@@@'#
4. F/+,) C)7l0( A-,
:erumur Miosen Tengah sampai Miosen 3khir interval /ormasi ini adalah pada agian a2ah atugamping Formasi Parigi sampai agian atas Formasi :aturaja# Formasi -iulakan 3tas terdiri dari atulempung dan atupasir dengan lapisan tipis atugamping# :atulempung er2arna au; au hijau calcareous-non-calcareous, dieerapa agian atulempung ini ergradasi menjadi atulanau seiring dengan ertamahnya kedalaman# :atupasir pada Interval Main erutir halus;kasar dan terpilah uruk terdapat glaukonit dieerapa agian dan erporositas sedang;aik# Semakin ke arah a2ah atupasirnya menjadi leih erutir halus terpilah leih aik glaukonitik dan tersusun atas runtuhan %angkang dan ersi/at calcareous# Sedimentasi pada /ormasi ini terjadi pada laut teruka &innermiddle sublitoral ' &:ishop .@@@'# %. F/+,) P+)2)
Formasi Parigi terentuk pada Miosen 3tas terdiri dari atugamping masi/ yang tersusun atas %angkang serta atulempung yang terendapkan di atasnya# :atugamping dari Formasi Parigi ini er2arna putih;krem dapat diremas ertekstur pacstone-grainstone yang terkristalisasi tersusun atas glaukonit /oramini/era esar runtuhan %angkang dan koral# Sementara atulempung yang ada sama dengan litologi yang terdapat di Formasi -isuuh namun se%ara umum tersusun atas material %angkang dan /auna entonik# :atugamping Formasi Parigi se%ara keseluruhan terentuk pada lingkungan laut &inner-middle sublitoral ' &:ishop .@@@'#
&. F/+,) C),7h 5( Se5)e( Re,e(
Formasi ini terentuk pada Miosen 3tas ; Resent terdiri dari atulempung dan atulanau dengan lapisan tipis atupasir dan atugamping dolomitik# :atulempung er2arna au;au;kehijauan;%okelat keauan karonan lanauan dan ergradasi menjadi atulanau# :atulempung ini juga tersusun atas glaukonit dan runtuhan %angkang# Sementara atupasir yang ada erutir halus;sedang tersusun atas kuarsa /ragmen litik dan material piroklastik# Pada agian paling atas terdapat sedimen Recent yang terdiri dari atulempung kuarsa alluvial dan sedimen vulkaniklastik &:ishop .@@@'
G7+ . K/l/ S-+-)2+@) Ce0(2( J? B+- U-+ :N/7le 500< 1;
..'. SISTEM PETROLEUM CEKUNGAN ONWJ
Sistem petroleum pada %ekungan 9a2a :arat Utara erasal dari tujuh su %ekungan yaitu su %ekungan 9atiarang su %ekungan -ipunegaraC$;"5 Graen su %ekungan =epuh su %ekungan Pasir :ungur su %ekungan -iputat su %ekungan 3rjuna Selatan dan su %ekungan 3rjuna Tengah &7ole dkk "?'# 1. B-( S7e+ : Source Rock ;
Terdapat tiga tipe penting atuan sumer pada %ekungan 9a2a :arat Utara yaitu! serpih ra2a &lacustrine shales' pada tipe ini seagian esar %enderung menghasilkan minyak &mainl! oil prone' atuara;atuara dan serpih;serpih yang erasal dari delta & fluvio deltaic coals and shales' pada tipe ini %enderung menghasilkan minyak dan gas &oil and gas prone' atulempung;atulempung laut &marine cla!stones' pada tipe ini %enderung anyak terdapat akteri gas &bacterial gas'# Studi;studi geokimia dari minyak;minyak mentah menemukan pada lapangan;lapangan di darat &onshore "ava fields' dan lapangan;lapangan di laut &offshore #r$una fields' menunjukkan atuan sumer paling utama terdapat pada tipe atuara;atuara &coals' dan serpih;serpih & shales' yang erasal dari delta & fluvio-deltaic' pada Formasi Talang 3kar :agian 3tas &:ishop .@@@'# :atuan sumer pada %ekungan 9a2a :arat Utara erasal dari Formasi Talang 3kar yang terendapkan pada lingkungan delta dengan hasil pengendapan erupa atuara dan serpih & shale'# . Jl+ M)2+,) : Migration Pathways;
9alur migrasi pada %ekungan 9a2a :arat Utara erasal dari tujuh sistem yang erada pada agian darat &onshore' dan agian lepas pantai &offshore'#
=etujuh sistem terseut adalah sistem 9atiarang sistem -ipunegaraC$;"5 sistem Pasir :ungur sistem =epuh sistem -iputat sistem 3rjuna Selatan dan sistem 3rjuna Tengah# :atuan;atuan sumer Talang 3kar merupakan atuan sumer yang penting dan eragai reservoir se%ara horiontal diisi dari sumer Talang 3kar &7ole dkk "?'# '. B-( Re,e+*/)+ : Reservoir Rocks;
Semua /ormasi yang ada di %ekungan 9a2a :arat Utara mulai dari Formasi 9atiarang sampai Formasi Parigi mempunyai interval lapisan yang agus untuk menjadi atuan reservoir# 4. T)8e>-)8e Pe+(208 :Trap Styles;
Model struktur dan mekanisme perangkap sangat mirip di semua sistem petroleum %ekungan 9a2a :arat Utara# Struktur utama men%irikan kuah antiklin yang lear dan perangkap pemelokan & tilted fault bloc traps'# =aronat tumuh &carbonat buildups' dalam Formasi :atu >aja interval Main dan interval Parigi juga menjadi perangkap;perangkap yang agus# Perangkap stratigra/i juga ditemukan ketika agian pasir menumpang & onlap' dan dasar dari atuan dasar tinggi &drape basement highs'# Perangkap;perangkap itu teratas pada *nterval Talang 3kar# 8alaupun stratigra/i pinchouts dari agian reservoir juga ditemukan &7ole dkk "?'# 2.3.
CONTINOUS IMPROVEMENT :CI; FIELD
-* Field merupakan salah satu Stasiun 3lir P$ 6789 yang terdiri dari -* Servi%e -* Pro%ess dan -* 7U*# Stasiun alir ini merupakan salah satu dari "" stasiun alir yang dimiliki P$ 6789# :anyaknya stasiun alir yang dimiliki P$
6789 er/ungsi untuk melakukan pemrosesan produksi se%ara ertahap terhadap /luida reservoir sehingga menghasilkan minyak dan gas umi dengan kualitas teraik# -* Field sendiri memproses /luida reservoir dari sumur;sumur produksi yang dimiliki oleh mereka serta juga memproses /luida reservoir yang dikirim dari Stasiun 3lir lain yaitu minyak dari ST= 9un%tion dan =S -ompressor#
.'.1. GEOLOGI LAPANGAN CI FIELD
,apangan -* F*$,D merupakan lapangan hidrokaron yang erada pada Su -ekungan 3rjuna agian tengah# Se%ara geogra/is lapangan ini terletak pada daerah lepas pantai arat laut 9a2a sekitar "B" km dari kota 9akarta ke arah timur laut# ,apangan -* F*$,D eratasan dengan lapangan F* di seelah timur ,apangan F7 di seelah tenggara dan ,apangan $ di seelah arat# Struktur geologi yang erkemang pada lapangan -* F*$,D ini merupakan struktur sesar yang terdiri dari dua sesar turun mayor yang mengapit daerah penelitian# Struktur sesar turun ini erarah timur laut &leih ke utara' dengan kemiringan idang sesar ke arah arat daya &leih ke arat'# Stratigra/i pada lapangan -* F*$,D mempunyai susunan yang hampir sama dengan stratigra/i regional %ekungan 9a2a :arat Utara hanya saja pada ,apangan -* F*$,D ini Formasi 9atiarang tidak ditemukan ,apangan -* F*$,D tersusun atas lima /ormasi yaitu dari tua ke muda ! a# Formasi Talang 3kar &$osen;6ligosen' # Formasi :aturaja &6ligosen 3khir;Miosen 32al' %# Formasi -iulakan 3tas &Miosen Tengah'
d# Formasi Parigi &Miosen 3khir' e# Formasi -isuuh &Miosen 3khir;Pliosen' =etidakhadiran Formasi 9atiarang pada daerah penelitian diakiatkan pada saat pengendapan Formasi 9atiarang atuan dasar pada daerah ini merupakan tinggian# Sedangkan sistem Petroleum yang menyusun ,apangan -* F*$,D terdiri atas ! 1. B-( S7e+ : Source Rocks;
:atuan sumer pada lapangan -* F*$,D erasal dari Formasi Talang 3kar deltaik# :atuan sumer terseut erasal dari atuan erumur 6ligosen yang terendapkan pada lingkungan delta dengan hasil pengendapan erupa atuara dan serpih# $ndapan atuara dan serpih inilah yang utama erperan seagai atuan sumer pada lapangan -* F*$,D# Tipe atuan sumer ini %enderung menghasilkan minyak dan gas &oil and gas prone'# . Jl+ M)2+,) : Migration Pathways;
9alur migrasi yang mengisi hidrokaron pada reservoir lapangan -* F*$,D merupakan sistem -ipunegara $;"5# idrokaron ermigrasi dari atuan sumer ke atuan reservoir pada lapangan -* F*$,D se%ara horiontal dengan arah utara I selatan#
G7+ . '. Jl+ M)2+,) S),-e C)8(e2+>E1% 85 L8(2( CI FIELD:N/7le 500< 1;
'. B-( Re,e+*/)+ : Reservoir Rocks;
:atuan reservoir pada lapangan -* F*$,D terdiri dari atupasir dan atugamping yang erselang;seling dengan keeradaan atulempung# Sedangkan atuan reservoir dari ona -* F*$,D;..: tersusun atas atupasir# :atupasir yang menyusun ona reservoir -* F*$,D;..: merupakan atupasir teal yang erasal dari *nterval Main Formasi -iulakan 3tas# :atupasir teal ini diketahui menyimpan potensi hidrokaron dalam jumlah yang %ukup esar#
G7+ . 4. K/l/ S-+-)2+@) Ce0(2( J? B+- U-+ 5( C/(-/h L/2 S+ CI FIELDA>1< ,e72) 8e+7(5)(2( :/5. @+/ N/7el 500< 1; 4. T)8e Pe+(208 :Trap Styles;
Tipe perangkap yang terdapat pada lapangan -* F*$,D erupa perangkap struktur yaitu tilted fault bloc traps# Perangkap ini merupakan perangkap struktur sesar turun yang miring ke arah utara;selatan &P$ 6789 internal report "A"'#
G7+ . %. T)8e Pe+(208 85 Ce0(2( J? B+- U-+ :N/7le 500< 1; %. B-( Pe(-8 :Cap Rock ;
:atuan penutup pada lapangan -* F*$,D erupa atulempung erumur Miosen# :atulempung ini erperan seagai atuan penutup dan diketahui erselang;seling dengan atupasir yang merupakan atuan reservoir#
G7+ . &. L3/- Pl-@/+ CI F)el5
-* Field merupakan salah satu Stasiun 3lir P$ 6789 yang terdiri dari -* Servi%e -* Pro%ess dan -* 7U*# Stasiun alir ini merupakan salah satu dari "" stasiun alir yang dimiliki P$ 6789# :anyaknya stasiun alir yang dimiliki P$ 6789 er/ungsi untuk melakukan pemrosesan produksi se%ara ertahap terhadap /luida reservoir sehingga menghasilkan minyak dan gas umi dengan kualitas teraik# -* Field sendiri memproses /luida reservoir dari sumur;sumur produksi yang dimiliki oleh mereka serta juga memproses /luida reservoir yang dikirim dari Stasiun 3lir lain yaitu minyak dari ST= 9un%tion dan =S -ompressor#
2.3.2.
CI FIELD SERVICE PLATFORM
-* Servi%e Plat/orm merupakan terdapatnya tempat tinggal agi para pekerja kit%hen o//i%e 2orkshop serta eragai peralatan lainnya untuk
mendukung kegiatan operasional produksi# =eeradaan plat/orm ini sangatlah penting dikarenakan lokasi -* Field yang erada di lepas pantai maka diutuhkan pekerja yang isa tetap stand b! di lokasi demi e//isiensi iaya dan tenaga# 2.3.3.
CI FIELD PROCESS PLATFORM
-* Field Pro%ess Plat/orm merupakan plat/orm tempat pemrosesan minyak dan gas umi yang keluar dari sumur;sumur produksi# Di plat/orm ini terdapat eerapa sistem pemrosesan seperti Sistem Dehidrasi Gas Sistem Proses 6il Sistem de2atering serta Sistem Fuel Gas Turine# Plat/orm ini merupakan plat/orm utama dalam kegiatan operasi di -* Field sehingga terdapat eerapa ketentuan
khusus
terhadap
plat/orm
ini#
=etentuan
terseut
men%akup
pertimangan sa/ety seperti di2ajikan 3PD lengkap di area ini dilarangnya melakukan akti/itas li/ting personal tidak diperolehkannya mema2a alat komunikasi priadi dan lain seagainya# 2.3.4.
CI FIELD NUI
-* Field 7U* &7ormally Unmanned *nstallation' adalah plat/orm;plat/orm tempat dimana sumur;sumur produksi erada serta didesain sedemikian rupa sehingga aman untuk ditinggalkan &tanpa penghuni' karena sudah dipasang alat %ontrol dan alat pengaman untuk masing;masing unit yang ekerja se%ara otomatis# -* 7U* memiliki tiga unit plat/orm yaitu GP S- dan )* plat/orm# Masing;masing unit plat/orm terseut memiliki eerapa sumur produksi# GP Plat/orm memiliki 0 sumur yang erproduksi )* memiliki 4 sumur yang erproduksi dan S- memiliki " sumur yang erproduksi# Seluruh /luida dari sumur;sumur produksi terseut kemudian dikirimkan ke -* Pro%ess untuk
dilakukan pemrosesan produksi leih lanjut# Sumur;sumur produksi menggunakan alat antu $SP untuk pengangkatan /luida reservoirnya dikarenakan tekanan reserevoir yang tidak men%ukupi lagi untuk mengalir se%ara alami &natural /lo2'#
BAB III TINJAUAN TEORI '.1. PRODUKTIVITAS FORMASI
Produktivitas
/ormasi
adalah
kemampuan
suatu
/ormasi
untuk
memproduksikan /luida yang terkandung di dalamnya pada kondisi tekanan tertentu# Pada umumnya sumur;sumur yang aru ditemukan mempunyai tenaga pendorong alamiah &natural flow' yang mampu mengalirkan /luida hidrokaron dari reservoir ke permukaan dengan sendirinya# 7amun seiring erjalannya 2aktu produksi kemampuan dari /ormasi untuk mengalirkan /luida terseut akan mengalami penurunan yang esarnya sangat tergantung pada penurunan tekanan reservoir# Paramater yang menyatakan produktivitas /ormasi adalah produvtivit! index & %I ' dan Inflow %erformance Relationship & I%R'# '.1.1. PRODUCTIVIT$ INDE :PI;
%roductivi!
index & %I ' merupakan indeks yang digunakan untuk
menyatakan kemampuan suatu /ormasi dalam erproduksi pada suatu eda tekanan atau merupakan perandingan antara laju produksi yang dihasilkan /ormasi produkti pada dra2do2n;nya yang merupakan eda tekanan dasar sumur saat produksi statis &Ps' dan saat terjadi aliran &P2/'# P* dirumuskan dalam entuk persamaan!
PI = J =
q STBD / psi ######################################################################&0#"' ( Ps − Pwf )
=eterangan! J
K gross liJuid rate ST:D
Ps
K tekanan statis reservoir psi
P2/
K tekanan alir dasar sumur psi
Ps;P2/
K dro2do2n pressure psi
Fluida /ormasi jarang ditemukan dalam satu /asa ila tekanan reservoir dia2ah tekanan bubble point minyak dimana gas semula larut akan tereaskan memuat /luida menjadi dua /asa# Menurut Muskat entuk *P> pada kondisi kerja terseut akan melengkung sehingga P* menjadi suatu perandingan laju produksi dq dengan peruahan tekanan alir dasar sumur d%wf #
PI =
dq dPwf #####################################################################################################&0#.'
'.1.. INDE PERFORMANCE RELATIONSHIP :IPR; KURVA IPR SATU FASA
3liran /luida dalam media erpori telah ditentukan oleh Dar%y &"A5B' dalam persamaan
q −k dP v= = a m dL ###############################################################################################&0#0' Persamaan terseut men%akup eerapa anggapan diantaranya adalah ! a# # %# d# e# /# g#
3liran mantap Fluida yang mengalir satu /asa Tidak terjadi reaksi antara atuan dengan /luidanya Fluida ersi/at in%ompressile Eiskositas /luida yang mengalir konstan =ondisi aliran isotermal Formasi homogen dan arah aliran horiontal Persamaan diatas kemudian dikemangkan untuk kondisi aliran radial
dimana dalam satuan lapangan persamaan terseut erentuk!
q o=0,007082
k o h ( Pe− Pwf ) μ0 Boln (
ℜ rw
)
#######################################################################&0#4'
Dimana! J
K ,aju aliran /luida :lCday
Jo
K ,aju aliran /luida di permukaan ST:Cday
h
K =etealan lapisan /t
k
K Permeailitas atuan md
µ0
K Eiskositas minyak %p
:o
K Faktor volume /ormasi minyak :lCST:
P2/
K Tekanan alir dasar sumur psi
Pe
K Tekanan /ormasi pada jarak re psi
re
K 9ari;jari pengurasan sumur /t
r2
K 9ari;jari sumur /t Persyaratan yang harus dipenuhi untuk menggunakan persamaan &0#4'
adalah! a# # %# d#
Fluida er/asa tunggal 3liran mantap Formasi homogen horiontal Fluida in%ompressile Dengan demikian apaila variael;variael dari persamaan &0#4' diketahui
maka laju produksi &potensi' sumur dapat ditentukan#
'.1.'. KURVA IPR DUA FASA
Untuk mengemangkan kurva *P> dimana /luida yang mengalir dua /asa Eogel mengemangkan persamaan hasil regesi yang sederhana dan mudah pemakaiannya yaitu!
q t
( ) ( )
=1 −0,2 Pwf −0,8 Pwf qt max Pr pr
2
################################################&0#5'
Selain itu dalam pengemangannya dilakukan anggapan! "# >eservoir ertenaga dorong gas terlarut .# arga skin di sekitar luang or sama dengan nol 0# Tekanan reservoir di a2ah tekanan saturasi &P' Prosedur kurva *P> untuk aliran dua /asa dari Eogel adalah seagai erikut! L(20h 1
Mempersiapkan data penunjang meliputi! • • •
Tekanan statis reservoir &Ps' Tekanan alir dasar sumur &P2/' ,aju produksi minyak &Lo'
L(20h
Menghitung harga P2/CPs L(20h '
Mensutitusikan harga P2/CPs ke langkah " dan harga laju produksi &Lo' ke dalam persamaan &.#5' dan menghitung laju produksi maksimum &Loma<' yaitu!
q
( ) ( )
Pwf Pwf = 1−0,2 −0,8 qmax Pr pr L(20h 4
2
##################################################################&0#B'
Untuk memuat kurva *P> anggap eerapa harga P2/ dan menghitung harga Lo yaitu dengan menggunakan persamaan di a2ah ini!
q =q max
[ ( ) ( ) ] Pwf −0,8 Pwf 1− 0,2 Pr pr
2
#############################################################&0#?'
L(20h %
Memplot Lo terhadap P2/ pada kertas gra/ik linier# =urva yang diperoleh adalah kinerja aliran /luida dari /ormasi ke luang sumur# '.1.4. KURVA IPR TIGA FASA METODE PUDJO SOEKARNO
3sumsi yang digunakan pada metode ini adalah "# Faktor skin yang digunakan sama dengan nol .# Minyak air dan gas erada pada satu lapisan dan mengalir ersama;sama se%ara radial# Untuk menyatakan 1kadar air dalam laju produksi total digunakan parameter (8ater -ut &8-'+ yaitu perandingan laju produksi air dengan laju produksi
total#
arga
8-
dinyatakan
dalam
persen
&'#
Dalam
perkemangannya kinerja aliran tiga /asa dari /ormasi produkti/ ke luang sumur telah digunakan tujuh kelompok data hipotesis reservoir# Dimana untuk masing; masing kelompok dilakukan perhitungan kurva *P> untuk lima harga 8 ereda yaitu .@ 4@ B@ A@ dan @# Dalam metode Pudjo Sukarno memuat persamaan seagai erikut!
( ) ( )
qo = Ao + A 1 Pwf + A 2 Pwf qt,max P r Pr
2
#########################################################&0#A'
Dimana! 3n &nK@ nK" dan nK.' adalah konstanta persamaan yang harganya ereda untuk 2ater %ut yang ereda
An =o + 1 (!ater "t )+ 2 ( !ater "t )
2
###################################################&0#'
-n &nK@ nK" dan nK.' untuk masing;masing harga 3n ditunjukkan dalam tael ***;" seagai erikut! T7el '.1 K/(,-(- C( (-0 ,)(2>,)(2 A( A( A/
C/ @A@0."
C1 ;@""5BB"#"@ ;"
C @"?@5@#"@;4
A1
;@4"40B@
@0.?#"@;.
@.0?@?5#"@;5
A ;@5B4A?@ @?B.@A@#"@;. ;@.@.@.?#"@;4 Sedangkan huungan antara tekanan alir dasar sumur terhadap 2ater %ut
dapat dinyatakan seagai 1P2/CPr terhadap 8- &8- N P2/KPr' yang mana telah ditemukan dengan analisis regresi yang menghasilkan persamaan erikut!
! = P 1 $ exp ( P 2 $ Pwf / Pr ) ################################################&0#"@' !#Pwf = Pr Dimana harga P" dan P. tergantung harga 8ater -ut# Dari hasil analisis regresi menghasilkan persamaan erikut!
P 1 =1.606207 − ln ( ! ) ############################################################################&0#""' P 2 =−0.517792 + 0.110604 $ ln (! ) #######################################################&0#".' Dimana 2ater %ut dinyatakan dalam persen &' dan merupakan data uji produksi# Prosedur pemuatan kinerja aliran tiga /asa dari metode Pudjo Sukarno adalah seagai erikut!
L(20h 1
Mempersiapkan data;data penunjang seagai erikut! • • • •
Tekanan reservoir statis sumur Tekanan alir dasar sumur ,aju produksi minyak dan air arga 2ater %ut &8-' erdasarkan data uji produksi
L(20h
Penentuan 8-NP2/OPs Menghitung terleih dahulu harga P" dan P. yang diperoleh dari persamaan &5#' dan &5#"@'# kemudian hitung harga 8-NP2/OPs dengan menggunakan persamaan &5#A'# L(20h '
Penentuan harga 3o 3" dan 3. :erdasarkan harga 8-NP2/OPs kemudian menghitung konstanta terseut dengan menggunakan persamaan &5#?' dimana konstanta -o -" dan -. diperoleh dari tael E;"
L(20h 4
Penentuan Lt maksimum Menghitung Lt maksimum dengan menggunakan persamaan &5#B' dan konstanta 3o 3" dan 3. dari langkah 0# L(20h %
Penentuan laju produksi minyak &Lo'
:erdasarkan Lt maksimum langkah 4 kemudian menghitung harga laju produksi minyak Jo untuk eragai harga P2/# L(20h &
Penentuan laju produksi air &L2' Menghitung esarnya laju produksi air dari harga 2ater %ut &8-' pada tekanan alir dasar sumur &P2/' dengan persamaan!
(
&w =
)
! $ &o ################################################################################&0#"0' 100 −!
L(20h
Memuat taulasi harga;harga L2 Lo dan Lt untuk eragai harga P2/ pada Ps aktual# L(20h "
Memuat gra/ik huungan antara P2/ terhadap Lt dimana P2/ me2akili sumu y dan Lt me2akili sumu <# '.. KELAKUAN ALIRAN FLUIDA DALAM PIPA VERTIKAL
Di lapangan minyak untuk suatu ottom hole /lo2ing pressure P2/ tertentu /ormasi akan memproduksi minyak tertentu dan untuk mengangkat /luida kepermukaan melalui tuing kita harus mengetahui pressure loss akiat aliran /luida di dalam tuing# Dengan mengetahui pressure loss terseut kita dapat mengetahui tekanan di permukaan kurang dari tekanan atmos/er /luida tidak akan mengalir kepermukaan dengan rate yang diharapkan#
'..1. FRICTION LOSS
Fluida yang mengalir didalam pipa maka akan mengalami tegangan geser &shear stress' pada dinding pipa sehingga terjadi kehilangan seagian tenaganya yang sering diseut dengan /ri%tion loss# Persamaan gradien tekanan pada umumnya digunakan untuk setiap /luida yang mengalir pada sudut kemiringan pipa tertentu dinyatakan dengan tiga komponen yaitu adanya peruahan energi potensial &elevasi' adanya gesekan pada dinding pipa dan adanya peruahan energi kinetik#
[ ][ ] [ ][ ] dP dP dP dP = + + dL dL el dL f dL
[ ]
a''
#####################################################################&0#"4'
2
dP ( f ) )dP = ⍴ sin ∅ + ⍴ + ⍴ dL (' (' dL ###########################################################&0#"5' 2 (' d
=eterangan! K densitas /luida lC%u/t E K ke%epatan aliran /tCdt / K Faktor gesekan d K diameter dalam pipa in%h Q K sudut kemiringan pipa g K per%epata Gravitasi /tCdt. g% K /aktor konversi Dar%y dan 8eisahs menghitung kehilangan energi karena gesekan dengan persamaan !
2
Lv h =f d .2 ( ####################################################################################################&0#"B' =eterangan! h K /ri%tion loss /t / K /ri%tion /a%tor , K Panjang pipa /t E K ke%epatan aliran rata;rata dalam pipa /tCs. :erdasarkan persamaan diatas 8iliam Ihaen memuat suatu persamaan empiris untuk /ri%tion loss &h/' yaitu!
hf = 2,0830
[ ][ 100
1,85
'
( & /34.3 )1.85 ID
4,8655
]
##############################################################&0#"?'
Dimana ! / K /eet /ri%tion loss per "@@@ /eet - K =onstanta dari ahan yang digunakan dalam pemuatan pipa L K laju produksi pd *D K diameter dalam pipa in%hi :erdasarkan persamaan terseut 8illiam;aen memuat ra/ik /ri%tion loss seperti yang ditunjukkan dalam Gamar 0#"#
G7+ '.1. G+@)0 @+)6-)/( l/,, W)ll) He(
'... ALIRAN LAMINER
,aminer adalah aliran /luida yang ditunjukkan dengan gerak partikel; partikel /luidanya sejajar dan garis;garis arusnya halus# Dalam aliran laminer partikel;partikel /luida seolah;olah ergerak sepanjang lintasan;lintasan yang halus dan lan%ar dengan satu lapisan melun%ur se%ara mulus pada lapisan yang erseelahan# Si/at kekentalan at %air erperan penting dalam pementukan aliran laminer# 3liran laminer ersi/at steady maksudnya alirannya tetap# (Tetap+
menunjukkan ah2a di seluruh aliran air deit alirannya tetap atau ke%epatan aliran tidak eruah menurut 2aktu# 3liran /luida pada pipa dia2ali dengan aliran laminer kemudian pada /ase erikutnya aliran eruah menjadi aliran turulen# Fase antara laminer menjadi turulen diseut aliran transisi# 3liran laminar mengikuti hukum 7e2ton tentang viskositas yang menghuungkan tegangan geser dengan laju peruahan entuk sudut# Tetapi pada viskositas yang rendah dan ke%epatan yang tinggi aliran laminar tidak stail dan eruah menjadi aliran turulen# :isa diamil kesimpulan mengenai %iri; %iri aliran laminar yaitu! /luida ergerak mengikuti garis lurus ke%epatan /luidanya rendah viskositasnya tinggi dan lintasan gerak /luida teratur antara satu dengan yang lain# '..'. ALIRAN TURBULEN
Turulen
merupakan
ke%epatan
aliran
yang
relati/
esar
akan
menghasilakan aliran yang tidak laminar melainkan komplek lintasan gerak partikel saling tidak teratur antara satu dengan yang lain# Sehingga didapatkan -iri dari lairan turulen! tidak adanya keteraturan dalam lintasan /luidanya aliran anyak er%ampur ke%epatan /luida tinggi panjang skala aliran esar dan viskositasnya rendah# =arakteristik aliran turulen ditunjukkan oleh terentuknya pusaran;pusaran dalam aliran yang menghasilkan per%ampuran terus menerus antara partikel partikel %airan di seluruh penampang aliran# Untuk memedakan aliran apakah turulen atau laminer terdapat suatu angka tidak ersatuan yang diseut 3ngka >eynold &>eynolds 7umer'#
'..4. RE$NOLD NUMBER
Untuk memedakan antara arus turulen dan laminar >eynold 7umer >R digunakan dan digamarkan oleh persamaan
* vs L
ℜ=
μ
=
v s L
= +aaInersia #################################################################&0#"A' v +aa )iskos
keterangan vs ; ke%epatan /luida , ; panjang karakteristik ; viskositas asolut /luida dinamis ; viskositas kinematik /luida! K C ; kerapatan &densitas' /luida# 3ngka >eynolds adalah perandingan gaya inersia /luida dan vis%ositasnya dan menghadirkan perandingan antara suatu gaya pemer%epat dan lamat# Tuan 6sorne >eynolds suatu 3hli ilmu /isika *nggris "AA0 memerikan huungan antara inersia dan vis%osity dan memerikan persamaan tanpa dimensi ini# =arena geometri aliran yang dierikan adalah suatu 3ngka >eynolds pastinya leih dari .@@@ menunjukkan ah2a arus itu adalah turulen dan inersia terseut meleihi gaya vis%ositasnya# 9adi semakin esar >eynold numer sedikit pengaruh dynami% vis%osity dalam pola aliran# Sealiknya jika > ke%il kurang dari 5@@ vis%osity dominan dan arus terseut laminar# Pada setiap oundary %airan dan temperatur akan ada suatu ona yang menyatakan keadaan transisi aliran antara
turulen dan laminar# )ona transisi itu juga ergantung pada geometri aliran juga entuk permukaan dalam hal ini kekasaran permukaan oundary terseut#
'.'. ELECTRICAL SUBMERSIBLE PUMP :ESP;
Pompa enam listrik diuat atas dasar pompa sentri/ugal ertingkat anyak dimana keseluruhan pompa dan motornya ditengelamkan ke dalam %airan# Pompa ini digerakkan dengan motor listrik dia2ah permukaan melalui suatu poros motor &sha/t' yang memutar pompa dan akan memutar sudut;sudut &impeller' pompa# Perputaran sudut;sudut itu menimulkan gaya sentri/ugal yang digunakan untuk mendorong /luida ke permukaan#
G7+ '.. I(,-l,) Ele6-+)6 S7e+,)7le P8
G7+ '.'. S0e I88ele+ 5( D)@@,e+ '.'.1. PERALATAN DI ATAS PERMUKAAN
Peralatan diatas permukaan terdiri atas ! 8ellhead 9un%tion :o< S2it%hoard dan Trans/ormer# "# 8ellhead 8ellhead atau kepala sumur dilengkapi dengan tuing hanger khusus yang mempunyai luang untuk %ale pa%k o// atau penetrator# -ale pa%k o// iasanya tahan sampai tekanan 0@@@ psi# Tuing hanger dilengkapi luang hidrauli% %ontrol line saluran %airan hidraulik untuk menekan susur/a%e all valve agar teruka 8ellhead juga harus dilengkkapi dengan (seal+ agar tidak o%or pada luang kael dan tulang# 8ellhead didesain untuk tahan terhadap tekanan 5@@ psi sampai 0@@@ psi#
G7+ '.4. C7le P60>O@@ 85 T7)(2 H(2e+
.# 9un%tion :o< 9un%tion :o< merupakan suatu tempat yang terletak antara s2it%hoard dan 2ellhead yang er/ungsi untuk tempat samungan kael atau penghuung kael yang erasal dari dalam sumur dengan kael yang erasal dari s2it%hoard# 9un%tion :o< juga digunakan untuk melepaskan gas yang ikut dalam kael agar tidak menimulkan keakaran di s2it%hoard# Fungsi dari jun%tion o< antara lain ! •
•
Seagai ventilasi terhadap adanya gas yang mungkin ermigrasi ke permukaan melalui kael agar teruang ke atmos/er# Seagai terminal penyamungan kael dari dalam sumur dengan kael dari s2it%hoard#
G7+ '.%. J(6-)/( B/
0# S2it%hoard S2it%hoard adalah panel kontrol kerja dipermukaan saat pompa ekerja yang dilengkapi motor %ontroller overload dan underload prote%tion serta alat pen%atat &re%ording instrument' yang isa ekerja se%ara manual ataupun otomatis ila terjadi penyimpangan# S2it%oard dapat digunakan untuk tegangan 44@@; 4A@@ volt# Fungsi utama dari s2it%ord adalah ! •
Mengontrol kemungkinan terjadinya do2nhole prolem seperti overload
•
atau underload %urrent# 3uto restart underload pada kondisi intermittent 2ell# Mendeteksi unalan%e voltage# S2it%hoard iasanya dilengkapi dengan
•
ampermeter %hart yang er/ungsi untuk men%atat arus motor versus 2aktu ketika motor ekerja# 4# Trans/ormer
Trans/ormer merupakan alat untuk menguah tegangan listrik isa untuk menaikkan atau menurunkan tegangan# 3lat ini terdiri dari %ore &inti' yang dikelilingi oleh %oil dari lilitan ka2at temaga# =eduanya aik %ore maupun %oil direndam dengan minyak tra/o seagai pendingin dan isolasi# Peruahan tegangan akan seanding dengan jumlah lilitan ka2atnya# Tegangan input trans/ormer iasanya dierikan tinggi agar ampere yang rendah pada jalur transmisi sehingga tidak diutuhkan kael &penghantar' yang esar# Tegangan input yang tinggi akan diturunkan dengan menggunakan step;do2n trans/ormer sampai dengan tegangan yang diutuhkan oleh motor# '.'.. PERALATAN BAWAH PERMUKAAN
Peralatan dia2ah permukaan dari pompa enam listrik terdiri atas pressure testing sensing instrument ele%tri% motor prote%tor intake pump unit dan ele%tri %ale serta alat penunjang lainnya# "# PS* Unit &Pressure Sensing *nstruments' PS* &Pressure Sensing *nstrument' adalah suatu alat yang men%atat tekana dan temperatur sumur# Se%ara umum PS* unit mempunyai . komponen pokok yaitu ! a# PS* Do2n ole Unit Dipasang dia2ah Motor Type Upper atau -enter Tandem karena alat ini dihuungkan pada 8ye dari $le%tri% Motor yang seolah;olah merupakan agian dari motor terseut# # PS* Sur/a%e >eadout Merupakan agian dari system yang mengontrol kerja Do2n ole Unit serta menampakkan &Display' in/ormasi yang diamil dari Do2n ole Unit#
G7+ '.&. P+e,,+e Se(,)(2 I(,-+e(-
.# Motor &$le%tri% Motor' 9enis motor $SP adalah motor listrik induksi . kutu 0 /asa yang diisi dengan minyak pelumas khusus yang mempunyai tahanan listrik &diele%tri% strength' tinggi# Tenaga listrik untuk motor dierikan dari permukaan mulai kael listrik seagai penghantar ke motor# Putaran Motor adalah 04@@ >PM –
0B@@ >PM tergantung esarnya /rekuensi yang dierikan serta ean yang dierikan oleh pompa saat mengangkat /luida# Se%ara garis esar motor $SP
− −
seperti juga motor listrik yang lain mempunyai dua agian pokok yaitu! >otor &agian yang erputar' Stator &agian yang diam' Stator menginduksi aliran listrik dan menguah menjadi tenaga putaran pada
rotor dengan erputarnya rotor maka poros &sha/t' yang erada ditengahnya akan ikut erputar sehingga poros yang saling erhuungan akan ikut erputar pula &poros pompa intake dan prote%tor'#
Untuk jenis motor listrik induksi dikenal putaran medan magnet yang iasa diseut Syn%ronous Speed yaitu putaran medan magnet atau putaran motor kalau seandainya tidak ada /aktor kehilangan atau internal motor losses yang diakiatkan oleh ean sha/t &sha/t load' dan /ri%tions# Putaran motor yang iasanya tertera pada nama plate dari parik misalnya ! 05@@ >PMCB@ Panas yang ditimulkan oleh putaran rotor akan dipindahkan ke housing motor melalui media minyak motor untuk selanjutnya dia2a ke per mukaan oleh /luida sumur # Fungsi dari minyak terseut adalah! − − −
Seagai pelumas Seagai tahanan &isolasi' Seagai media penghantar panas motor yang ditimulkan oleh perputaran rotor ketika motor terseut sedang ekerja#
Minyak terseut harus mempunyai spesi/ikasi tertentu yang iasanya sudah ditentukan oleh parik yaitu er2arna jernih tidak mengandung ahan kimia diele%tri% strength tinggi luri%ant dan tahan panas# Minyak yang diisikan akan mengisi semua %elah;%elah yang ada dalam motor yaitu antara rotor dan stator# Panas yang ditimulkan oleh putaran rotor akan dipindahkan ke housing motor melalui media minyak motor untuk selanjutnya dia2a ke permukaan oleh /luida sumur# Untuk mendapatkan pendinginan yang sempurna maka pemasangan $SP unit sangat dianjurkan diatas per/orasi untuk memastikan /luida yang masuk ke intake mele2ati seluruh housing motor# Tetapi $SP karena sesuatu pertimangan isa juga dipasang dia2ah per/orasi dengan memakai %asing shroud &seluung pelindung' yang digantungkan diagian
atas intake sampai ke agian a2ah motor# Untuk mendapatkan pendingin yang aik pihak parik sudah menentukan ah2a ke%epatan /luida yang mele2ati motor &Eelo%ity' harus " /tCse%# =urang dari itu motor akan menjadi panas dan kemungkinan isa terakar#
G7+ '.. M/-/+ P/8 Be( L),-+)0
0# Prote%tor Prote%tor sering juga diseut Seal Se%tion# 3lat ini er/ungsi untuk menahan masuknya /luida sumur kedalam motor menahan thrust load yang ditimulkan
oleh pompa pada saat pompa mengangkat %airan juga untuk menyeimangkan tekanan yang ada didalam motor dengan tekanan didalam annulus# Se%ara prinsip prote%tor mempunyai 4 /ungsi utama yaitu! • •
• •
Untuk mengimangi tekanan dalam motor dengan tekanan diannulus# Tempat duduknya thrust earing untuk meredam gaya a
Se%ara umum prote%tor mempunyai dua ma%am type yaitu! a#Positive Seal atau Modular Type prote%tor # ,ayrinth Type Prote%tor Untuk sumur;sumur miring dengan temperatur 0@@@ F disarankan menggunakan prote%tor dari jenis seal atau modular type prote%tor# 4# *ntake &Gas Separator' *ntake atau Gas separator dipasangkan dia2ah pompa dengan %ara menyamungkan sumunya &sha/t' memakai %oupling# *ntake ada yang diran%ang untuk mengurangi volume gas yang masuk ke dalam pompa diseut dengan gas separator tetapi ada juga yang tidak# Untuk yang terakhir ini diseut dengan intake saja atau standart intake# 3da eerapa intake yang diproduksikan oleh reda yang populer dipakai yaitu ! •
Standart intake dipakai untuk sumur dengan G,> rendah# 9umlah gas yang masuk pada intake harus kurang dari "@ sampai dengan "5 dari total volume /luida# *ntake mempunyai luang untuk masuknya /luida ke pompa
dan dan dia diagi gian an luar luar dipa dipasa sang ng selu seluun ung g &s%re &s%reen en'' yang yang guna gunany nyaa untu untuk k
•
menyaring partikel masuk ke intake seelum masuk kedalam pompa# >otary >otary Gas Separa Separator tor dapat dapat memisah memisahkan kan gas sampai sampai dengan dengan @ @ dan iasanya dipasang untuk sumur;sumur dengan G,> tinggi# Gas separator jenis ini tidak direkomendasikan untuk dipasang pada sumur;sumur yang
•
arasive# Stati% Gas Separator atau sering diseut reverse gas separator yang dipakai untuk memisahkan gas hingga .@ dari /luidanya#
G7+'. ". Je(), L73+)(-h T38e T38e P+/-e6-/+
5# Unit Po Pompa Unit Unit pompa pompa merupa merupakan kan Multist Multistage age -entri/ -entri/uga ugall Pump Pump yang yang terdiri terdiri dari! dari! impeller di//user sha/t &tangkai' dan housing &rumah pompa'# Di dalam housing pompa terdapat sejumlah stage dimana tiap stage terdiri dari satu impeller dan
satu di//user# 9umlah stage yang dipasang pada setiap pompa akan dikorelasi langsung dengan ead -apa%ity dari pompa terseut# Dalam pemasangannya isa menggu menggunak nakan an leih leih dari dari satu &tandem &tandem'' tergan tergantun tung g dari dari ead -apa%it -apa%ity y yang yang diutuhkan untuk menaikkan /luida dari luang sumur ke permukaan# *mpeller merupakan agian yang ergerak sedangkan di//user adalah agian yang diam# Seluru Seluruh h stage stage disusu disusun n se%ara se%ara vertika vertikal l dimana dimana masing masing;ma ;masing sing stage stage dipasan dipasang g tegak lurus pada poros pompa yang erputar pada housing#
G7+ '.. Je(), R/-+3 G, Se8+-/+
Prinsip kerja pompa ini yaitu /luida yang masuk kedalam pompa melalui intak intakee akan akan dite diterim rimaa oleh oleh stage stage pali paling ng a2a a2ah h dari dari pomp pompa a impe impell ller er akan akan mend mendor oron ongny gnyaa masu masuk k seag seagai ai aki akiat at pros proses es %ent %entri ri/u /uga gall maka maka /lui /luida da akan akan terlempar keluar dan diterima di//user# 6leh di//user tenaga kinetis &velo%ity' /luida akan diuah menjadi tenaga potensial &tekanan' dan diarahkan ke stage selanju selanjutny tnya# a# Pada Pada proses proses terse terseut ut /luida /luida memilik memilikii energ energii yang yang semaki semakin n esar esar diand dianding ingkan kan pada pada saat masukn masuknya# ya# =ejadi =ejadian an terseu terseutt terjadi terjadi terus;me terus;mener nerus us sehingga tekanan head pompa eranding linier dengan jumlah stages artinya semaki semakin n anyak anyak stages stages yang yang dipasan dipasangka gkan n maka maka semakin semakin esar esar kemamp kemampuan uan pompa untuk mengangkat mengangkat /luida#
G7+ '.1!. U()- P/8 Be( L),-+)0
B# $le%tri% -ale Tenaga listrik untuk menggerakan motor yang erada didasar sumur disuplai oleh kael yang khusus digunakan untuk pompa $SP# =ael yang dipakai adalah 0 jenis konduktor# Dilihat dari entuknya ada dua jenis yaitu /lat %ale type dan round %ale type# Fungsi kael terseut adalah seagai media penghantar arus listrik dari s2it%hoard sampai ke motor di dalam sumur# Se%ara umum ada . jenis Ckelas kael yang laim digunakan di lapangan yaitu ! −
,o2 temperatur %ale yang iasanya dengan material isolasi nya terdiri dari jenis polypropylene ethylene &PP$' atau nitrile# Direkomendasikan untuk
−
pemasangan pada sumur;sumur dengan temperatur ma
menurunkan dan men%aut rangkaian $SP# Untuk menghindari atau memperke%il kemungkinan itu maka ke%epatan string pada saat menurunkan rangkaian tidak oleh meleihi dari "5@@ /t C jam dan harus leih pelan lagi ketika mele2ati deviated one atau dog leg#=ael harus tahan terhadap tegangan tinggi temperatur tekanan migrasi gas dan tahan terhadap resapan %airan dari sumur maka kael harus mempunyai isolasi dan sarung yang aik# :agian dari kael iasanya terdiri dari ! V =onduktor &%ondu%tor '
V *solasi &*nsulation' V Sarung &sheath' 9aket
G7+ '.11. K7el
?# -he%k Ealve -he%k valve dipasang pada tuing &.;0 joint' diatas pompa# :ertujuan untuk menjaga /luida tetap erada di atas pompa# -he%k valve tidak dipasang maka keo%oran /luida dari tuing &kehilangan /luida' akan melalui pompa yang dapat menyeakan aliran alik dari /luida yang naik ke atas sea aliran alik &a%k /lo2' terseut memuat putaran impeller eralik arah dan dapat menyeakan motor terakar atau rusak# -he%k valve umumnya digunakan agar tuing tetap terisi penuh dengan /luida se2aktu pompa mati dan men%egah supaya /luida tidak turun kea2ah# A# :leeder Ealve :leeder Ealve dipasang satu joint diatas %he%k valve mempunyai /ungsi men%egah minyak keluar pada saat tuing di %aut# Fluida akan keluar melalui leeder valve#
# -entralier -entralier er/ungsi untuk menjaga kedudukan pompa agar tidak ergeser atau selalu ditengah;tengah pada saat pompa eroperasi sehingga kerusakan kael karena gesekan dapat di%egah# '.4. KARAKTERISTIK KINERJA ELECTRICAL SUBMERSIBLE PUMP :ESP;
Motor ,istrik erputar pada ke%epatan relati/ konstan memutar pompa &impeller' mele2ati poros &sha/t' yang disamungkan dengan agian prote%tor# Po2er disalurkan ke peralatan a2ah permukaan melalui kael listrik konduktor yang di lem pada tuing %airan memasuki pompa yang sedang eroperasi# =elakuan pompa erada pada harga e/isiensi tertinggi apaila hanya %airan yang terproduksi# Tingginya volume gas eas menyeakan operasi pompa tidak e/isien# '.4.1. KURVA KELAKUAN ELECTRICAL SUBMERSIBLE PUMP :PUMP PERFORMANCE CURVE;
:eerapa kinerja dari eragai pompa dihadirkan dalam entuk katalog yang diteritkan oleh produsen# =urva kinerja dari suatu pompa enam listrik menampilkan huungan antara ! ead %apa%ity >ate -apa%ity orse Po2er dan e/isiensi pompa yang diseut dengan (Pump Per/orman%e -urve+# =apasitas rate erkaitan dengan volume laju alir %airan yang diproduksikan termasuk juga gas eas atau gas yang terlarut dalam minyak#
ead pompa enam listrik erkaitan dengan spe%i/i% gravity /luida dimana jika head diuah menjadi tekanan maka harus dikalikan dengan spe%i/i% gravity /luida maka dapat dinyatakan seagai erikut ! Tek# 6perasi Pompa K &head C stage' < &gradien tekanan /luida' < &jumlah stage' :ila gas dan %airan sedang dipompa kapasitas dan head per stage juga gradien tekanan /luida eruah seagaimana tekanan /luida naik dari tekanan intake ke tekanan dis%harge# Dengan demikian persamaan diatas dapat ditulis seagai erikut!
d ( P ) =h ( ) ) + +f ( ) ) + d ( St ) ##########################################################################&0#"' Dimana ! d&P' K Peruahan tekanan yang dihasilkan pompa h K head per stage /tCstage G/&E' K gradien tekanan /luida psiC/t d&St' K peruahan jumlah stage Tanda kurung dalam Persamaan &5#"B' merupakan /ungsi dari kapasitas &E' dan dinyatakan dlm persamaan ! E K Js% < EF &aliran satu /asa'# EF merupakan Eolume Fa%tor untuk eragai tekanan dan temperatur dan dinyatakan dengan persamaan ! EF K 8- W &";8-' :o W XG,> I &";8-' >s :g#########################################&0#.@' Tekanan alir dasar sumur &P2/' diatas harga tekanan gelemung &ule Point;P' entuk kurva *P> digamarkan dalam persamaan linier ! Js% K P* &Pr I P2/'##########################################################################################&0#."'
Gradien tekanan /luida dalam eragai tekanan dan temperatur dinyatakan dalam persamaan ! G/&E' K @400 < &E'######################################################################################&0#..' &E' K 8 C 05@#################################################################################################&0#.0' 8 adalah erat material pada eragai tekanan dan temperatur yang mana sama dengan erat pada kondisi standart# Dituliskan dengan persamaan !
) - qs' - fs' ########################################################################################&0#.4' 350. *
* ( ) ) =
Mensutitusikan Persamaan &0#.4' kedalam Persamaan &0#..' didapatkan persamaan seagai erikut !
( )
+f =
0,433 qs' $ * fs' ##################################################################################&0#.5' 350 )
*fs' adalah erat " l %airan yang ditamah gas yang terpompakan &per l %airan' pada kondisi standart# /s% K &05@&8-'Ԏ 8S-' W X05@ &"; 8-' ԎoS- W &G*P'&G,>' gs%##################&0#.B' Dengan
memasukkan
Persamaan
&5#.0'
ke
Persamaan
&5#"'
menghasilkan persamaan !
(
d ( St )=
350 0,433 $qs'$* fs'
)
) dP ############################################################&0#.?' h ( ) )
9umlah stage total dari pompa didapat dengan mengintegrasikan persamaan diatas antara tekanan intake &P0' dan tekanan dis%harge &P.'! p 2
∫ d S ( t )=(
p 1
350 0,433 $ qs'$ *fs'
p 2
)∫ p 3
) dP ##################################################&0#.A' h ( ) )
3tau
S ( t )=
(
808.3141 qs' $ *fs'
p 2
) ∫ ) h() ) dP p 3
#####################################################################&0#.'
'.4.. BRAKE HORSE POWER
=urva kinerja pompa yang ditunjukkan dalam Gamar 0#". menyatakan horse po2er per stage yang didasarkan atas spe%i/i% gravity /luida perhitungan# Dengan demikian horse po2er dapat dinyatakan didalam persamaan ! P K &hp per stage' < SG/ < stage =arena Parameter;parameter dipengaruhi oleh kapasitas E yang eruah antara intake dan tekanan dis%harge persamanan diatas menjadi! d &P' K hp &E' < Ԏ/ &E' < d &St' ####################################################################&0#0@' Dengan mensutitusikan Persamaan &0#.5' dan Persamaan &0#0@' ke persamaan diatas maka diperoleh persamaan
d ( .P )=
(
)
1 hp( ) ) dP ##########################################################################&0#0"' 0,433 h ( ) )
Total
horse
po2er
&p'
yang
diperlukan
diperoleh
dengan
mengintegrasikan persamaan diatas antara tekanan intake &P0' dann tekanan di%harge &P.'!
d ( .P )=¿
(
)
h p ( ) ) 1 dP 0,433 h ( ) ) P 2
∫¿
P 3
atau
######################################################################&0#0.'
(
.P =
)
1 hp ( ) ) dP ##############################################################################&0#00' 0,433 h ( ) )
'.4.'. KURVA INTAKE POMPA
Peramalan
kurva
intake
pompa
$le%tri%al
Sumersile
Pump
dipertimangkan untuk dua hal yaitu ! Memompa %airan Memompa %airan dan gas
• •
=eduanya diasumsikan ah2a pompa diletakkan didasar sumur dan yang tetap adalah tekanan 2ellhead dan ukuran tuing# =asus kedua dianggap semua gas dipompakan ersama;sama %airan# Eariael yang terpengaruh adalah jumlah stages pompa# Peramalan kurva intake untuk pompa enam listrik adalah untuk kasus yang kedua# '.4.4. POMPA BENAM LISTRIK MEMOMPA CAIRAN
=arena %airan memiliki sedikit si/at kompresiilitas volume %airan produksi dapat dikatakan konstan dan sama hingga permukaan &Js%'# Dengan demikian head perstage akan konstan juga dari Persamaan &0#.' dapat diintegrasikan menjadi !
(
S t =
)
808,3141 ( P 2 − P 1 ) ###########################################################################&0#04' h x *fs'
3tau harga tekanan intake &P0' dapat ditulis !
P 3 = P 2−
[
hx *fs' 808,3141
]
St #############################################################################&0#05'
Sedangkan untuk Persamaan &.#0@' ila diintegrasikan menjadi !
(
.P =
)
1 hp ( P 2− P 3 ) #########################################################################&0#0B' 0,433 h
Dengan mensutitusikan Persmaan &0#05' ke Persamaan &0#0B' menjadi P K hp < /s% < St ########################################################################################################## &0#0?' '.4.%. POMPA BENAM LISTRIK MEMOMPA CAIRAN DAN GAS
Gas memiliki si/at kompresiilitas yang tinggi sehingga volume %airan E yang dihasilkan eruah akiat peruahan tekanan dari tekanan intake &P.' sampai tekanan dis%harge &P0'# Faktor volume &EF' antara tekanan intake &P.' sampai tekanan dis%harge &P0' didapat dari Persamaan &5#0@' dan laju alir ditentukan dengan Persamaan &5#05' atau Persamaan &5#0B'# '.%. DASAR PERHITUNGAN ELECTRICAL SUBMERSIBLE PUMP
Pada prinsipnya peren%anaan atau desain suatu unit pompa enam listrik untuk sumur;sumur dengan 8- tinggi adalah sama seperti peren%anaan unit pompa enam listrik iasa dimana dengan maksimalnya laju produksi yang diinginkan maka maksimal juga produksi air yang terproduksi# =ontrolnya dengan menghitung laju kritis dimana esarnya laju produksi minyak yang diinginkan leih esar dari laju kritis sehingga terjadi 2ater %oning# Produksi terseut terus dilakukan karena masih ernilai ekonomis dan terjadinya 2ater %oning ersi/at 2ajar untuk sumur;sumur tua yang mempunyai 2ater %ut yang leih esar dari @#
G7+ '.1. K+* Kel0( P/8 Be( L),-+)0 '.%.1. PERKIRAAN LAJU PRODUKSI MAKSIMUM
,aju produksi suatu sumur yang diinginkan harus sesuai dengan produkti/itas sumur# Pada umumnya /luida yang mengalir dari /ormasi ke luang sumur leih dari satu /asa# Seperti yang telah dijelaskan dalam su;a seelumnya untuk aliran /luida dua /asa Eogel memuat gra/ik kinerja aliran /luida dari /ormasi ke luang sumur erdasarkan data uji produksi# Sedangkan untuk aliran tiga /asa yaitu gas minyak dan air maka dalam pengemangan kelakuan aliran tiga /asa dari /ormasi ke luang sumur dapat menggunakan analisis regresi dari metode Pudjo Sukarno seperti yang telah dijelaskan seelumnya#
'.%.. PEMILIHAN UKURAN DAN TIPE POMPA
Pada umumnya pemilihan tipe pompa didasarkan pada esarnya rate produksi yang diharapkan pada rate pengangkatan yang sesuai dan ukuran %asing &-he%k %learan%es'# Terproduksinya gas ersama;sama dengan %airan memerikan pengaruh dalam pemilihan pompa karena si/at kompresiilitas gas yang tinggi menyeakan peredaan volume /luida yang %ukup esar antara intake pompa dan dis%harge pompa# al ini akan mempengaruhi e/isiensi pompa $SP itu sendiri# '.%.'. PERKIRAAAN PUMP SETTING DEPTH
Perkiraan pump setting depth merupakan suatu atasan umum untuk menentukan letak kedalaman pompa dalam suatu sumur adalah ah2a pompa harus ditenggelamkan didalam /luida sumur# Seelum perhitungan perkiraan setting
depth
dilakukan
terleih
dahulu
diketahui
parameter
yang
menentukannya yaitu Stati% Fluid ,evel &SF,' dan 8orking Fluid ,evel &8F,' dimana untuk menentukannya digunakan alat sonolog atau dengan operasi 2ireline ila sumur terseut tidak menggunakan pa%ker# '.%.4. STATIC FLUID LEVEL
Stati% /luid level pada sumur dalam keadaan mati &tidak diproduksikan' sehingga tidak ada aliran maka tekanan didepan per/orasi sama dengan tekanan statik sumur# Sehingga kedalaman permukaan /luida di annulus &SF, /t' adalah !
S/L= D midperf −
(
Ps P' + +f +f
)
##########################################################################&0#0A'
'.%.%. WORKING FLUID LEVEL
:ila sumur diproduksikan dengan rate produksi seesar J &lCD dan tekanan alir dasar sumur adalah P2/ &Psi' maka ketinggian &kedalaman ila diukur dari permukaan' /luida di annulus adalah !
!/L= Dmidperf −
( ) Pwf +f
##############################################################################&0#0'
Dimana ! SF, K Statik Fuid ,e/el /t 8F, K 8orking Fluid ,evel /t Ps K Tekanan Statik sumur psi P2/ K Tekanan 3lir dasar sumur psi# J K >ate produksi :CD D K =edalaman sumur /t P% K Tekanan di %asing psi G/ K Gradient Fluida sumur psiC/t '.%.&. SUCTION HEAD :TINGGI HISAP;
Su%tion head adalah silinder atau torak yang semula erada dipermukaan %airan &dalam ak' air akan naik mengikuti torak sampai pada men%apai ketinggian s dimana !
.s=
144 $ P
*
##############################################################################################&0#4@'
Dimana! s K su%tion head /t
P K tekanan permukaan %airan psi Z K densittas /luida lC%u/t D# '.%.. KAV KAVITASI ITASI DAN NET POSITIVE POSITIVE SUCTION SUCTION HEAD HEAD :NPHS; :NPHS;
Tekana ekanan n asolu asolutt pada pada %airan %airan pada pada suatu suatu titik titik didalam didalam pompa pompa erada erada dia2ah tekanan saturasi &P' pada temperatur %airan maka gas semula terlarut dalam dalam %airan %airan tere terea ask skan an## Gelem Gelemu ung ng;g ;gele elem mun ung g gas gas ini ini akan akan meng mengali alir r ersamasama dengan %airan sampai pada daerah yang memiliki tekanan tinggi akan di%apai dimana gelemung tadi akan menge%il# Fenomena ini diseut seagai kavitasi yang dapat menurunkan e/isiensi dan merusak pompa# =ejadian ini erhuungan dengan kondisi penghisapan dan apaila kondisi penghisapan erada diatas P maka kavitasi tidak t idak terjadi# =ondisi minimum yang dikehendaki untuk men%egah kavitasi pada suatu pompa diseut 7et Positive Su%tion ead &7PS'# 7PS adalah tekanan asolut diatas tekanan saturasi yang diperlukan untuk menggerakkan /luida masuk kedalam / luida# '.%.". '.%.". PUMP PUMP SETTIN SETTING G DEPTH DEPTH MINIMU MINIMUM M
Pump Pump setting setting depth depth minimu minimum m merupa merupakan kan keadaa keadaan n yang yang diperli diperlihat hatkan kan dalam Gamar 0#"0#3# Posisi minimum dalam 2aktu yang singkat akan terjadi pump;o// oleh karena ketinggian /luida level diatas pompa relati/ sangat ke%il atau pendek sehingga hanya gas yang akan dipompakan# Pada kondisi ini Pump *ntake Pressure &P*P' akan menjadi ke%il# P*P men%apai dia2ah harga P maka akan terjadi penurunan penurunan e/isiensi volumetris volumetris dari pompa pompa &diseakan &diseakan tereasnya tereasnya gas dari larutan'# PSD minimum dapat ditulis dengan persamaan !
P0 P PSD min= !/L + + +f +f ############################################################################&0#4"'
'.%.. '.%.. PUMP PUMP SETTIN SETTING G DEPTH DEPTH MAKSI MAKSIMUM MUM
Meru Merupa paka kan n kead keadaa aan n yang yang ditu ditunj njuk ukka kan n oleh oleh Gam Gamar ar 5#"0 5#"0:# :# &Pos &Posisi isi maks maksim imum um'' juga juga kedu kedudu duka kan n yang yang kuran kurang g meng mengun untu tung ngka kan# n# =ead =eadaan aan ini ini memungkinkan terjadinya overload yaitu pengangkatan ean kolom /luida yang terlalu erat# PSD maksimum dapat dide/inisikan !
(
PSD max= D −
P 0 P' − +f +f
)
############################################################################&0#4.'
G7+ '.1'. Be+72) P/,),) P/8 P5 Ke5l( S+ '.%.1!. PUMP SETTING DEPTH DEPTH OPTIMUM OPTIMUM
Merupakan kedudukan yang diharapkan dalam peren%anaan pompa enam list listri rik k sepe sepert rtii dala dalam m Gam Gamar ar 0#"0 0#"0##- &Pom &Pompa pa dala dalam m kead keadaa aan n opti optimu mum' m'
menent menentuka ukan n kedalam kedalaman an yang yang optimu optimum m tadi tadi &agar &agar tidak tidak terjadi terjadi pump;o pump;o// // dan overlo overload ad serta serta sesuai sesuai dengan dengan kondis kondisii rate rate yang yang dikehe dikehenda ndaki' ki' maka maka kapasit kapasitas as pompa yang digunakan harus disesuaikan dengan produktivitas sumur# s umur# Penentuan PSD optimum ini dipengaruhi oleh teruka dan tertutupnya %asing head yang mana mana akan akan mempen mempengaru garuhi hi tekana tekanan n %asing %asing atatu atatu tekanan tekanan yang yang ekerja ekerja pada pada permukaan dari /luida di annulus# =ejadian ini mempengaruhi esarnya su%tion head pompa Untuk %asing head tertutup maka !
=edalaman pompa optimum K
PIP − P' !/L + #######################################&0#4.' +f
Untuk %asing head teruka maka !
=edalaman pompa optimum K
PIP − Patm !/L + ######################################&0#40' +f
'.%.11. PERHITUNGAN TOTA TOTAL L D$NAMIC D$NAMIC HEAD :TDH;
Untuk menghitung Total Dynami% ead /luida yang akan diangkat oleh pompa maka kita menggunakan menggunakan langkah seperti dia2ah ini! 1. Pe(e(-( G+5)e( Fl)5
+radien +radien /l"ida /l"ida ( +f ) )=S+ /l"id $ 0.433 ####################################################&0#44' . Pe(e(-( P8 I(-0e P+e,,+e
Per0 1edalaman= 2id - Perforasi − PSD Per0 Tekanan = Per0 1edalaman $ +f
############################################&0#45' ############################################&0#45'
################################################&0#4B'
P"mp Intake Press Press "re ( PIP PIP )= Pwf − Per0edaanT Per0edaan Tekanan #####################&0#4?'
'. Pe(e(-( Ve+-)6l L)@- :HD;
/l"id PIP = P"mp +f #########################################################################################&0#4A' )erti'al Lift ( . D ) = P"mp Settin( Depth ( PSD ) − /3P ###########################&0#4' 4. Pe(e(-( T7)(2 F+)6-)/( L/,- :H @ ; 2.0830 $
/ri'tion Loss =
[ ] [ ] 100
1.85
ID
&t
34.3
1.85
#########################################&0#5@'
4.8655
T"0in( /ri'tion Loss ( . / )= /ri'tion Loss $ PSD #################################&0#5"' %. Pe(e(-( T7)(2 He5 :H T;
T"0in( .ead ( . T )=
T"0in( Press"re ###################################################&0#5.' +f
&. Pe(e(-( T/-l D3()6 He5 :TDH;
TD. = . D + . / + . T #############################################################################&0#50' '.%.1. PERKIRAAN JUMLAH STAGE POMPA
Untuk menghitung jumlah tingkat pompa &stage' digunakan Total Dynami% ead &TD /t' diagi dengan harga headCstage yang didapatkan dari memplotkan L pada =urva *P>#
TD. J"mlah Sta(e= .ead / Sta(e #######################################################################&0#54'
Setelah mendapatkan hasil jumlah stage dengan rumus di atas kemudian kita memilih sate tandem pompa pada katalog pompa yang tersedia# 9ika jumlah stage hasil perhitungan tidak tersedia pada satu tandem pada katalog pompa maka pilihlah jumlah stage yang terdekat leih anyak dari jumlah stage hasil perhitungan# Dan jika jumlah stage terlalu anyak dan tidak tersedia pada jumlah segitu dalam satu tandem maka kita isa memakai dua tandem pompa dengan konsekuensi harga leih mahal# '.%.1'. PEMILIHAN MOTOR DAN HORSE POWER
:rake orse po2er adalah seuah satuan penunjukan daya seuah mesin seelum dikurangi oleh losses akiat desain sistem atau losses lainnya# P yang diutuhkan pompa dapat diperoleh dengan menggunakan rumus!
.Preq"ired 0 p"mp = J"mlah Sta(e$ .p / Sta(e ######################################&0#55' arga PCStage didapatkan dari =urva Pompa# Sedangkan untuk menentukan P yang diutuuhkan motor kita menggunakan rumus!
.Preq"ired 0, p"mp .Preq"ired 0, 2otor = ###########################################&0#5B' 80 Setelah mendapatkan hasil P yang diutuhkan motor maka kemudian kita melihat pada katalog motor# Sama seperti jumlah stage jika tidak ada P yang tersedia pada satu motor maka gunakanlah P terdekat yang leih tinggi atau gunakan dua motor#
'.%.14. PEMILIHAN SWITCHBOARD DAN TRANSFORMER
Menentukan s2it%hoard yang akan dipakai perlu diketahui terleih dahulu erapa esarnya voltage yang akan ekerja pada s2it%hoard terseut# :esarnya tegangan yang ekerja dapat dihitung dari persamaan erikut ini ! Es K Em W E% Eolt#########################################################################################&0#5?' E% K &,C"@@' < Eoltage Eolt########################################################################## &0#5A' =eterangan ! Es K sur/a%e voltage Eolt Em K motor voltage volt E% K %orre%tion voltage volt , K Panjang kael /t Eoltage drop K kehilangan voltage voltC"@@# Menentukan esarnya tegangan trans/ormer yang diperlukan dihitung dengan persamaan erikut !
T =
)s $ ℑ $ 1,73 ,1)A ############################################################################# &0#5' 1000
=eterangan ! T K ukuran trans/ormer =E3 Es K Sur/a%e voltage volt *m K 3mpere motor ampere
BAB IV EVALUASI DAN PERENCANAAN ULANG ELECTRICAL SUBMERSIBLE PUMP SUMUR “9ERO INCIDENT DELTA” LAPANGAN “CONTINOUS IMPROVEMENT” PT PHE ONWJ
4.1.
PERHITUNGAN KURVA IPR
Untuk menghitung kurva *P> data Sumur ()$>6 *7-*D$7T D$,T3+ yang diperlukan adalah seagai erikut! Depth Mid Per/orasi
K 445@ /t
,aju Produksi Total &Lt'
K 5?. :FPD
,aju Produksi Minyak &Lo'
K A#4B :6PD
=adar 3ir &8-'
K A#0@
Tekanan Gelemung &P'
K "@". psi
Tekanan Statik >eservoir &Ps'K B0 psi Tekanan 3lir Sumur &P2/'
K A05 psi
:otton ole Temperature
K "?B degF
Untuk perhitungan harga Lo pada P2/P adalah s eagai erikut! "# Menentukan harga Lma< &t &max = Pwf Pwf −0.8 1− 0.2 Ps Ps
( ) ( )
2
&max =
5792
( ) ( )
835 1− 0.2 963
−0.8 835 963
2
&max =25728.66 :FPD
.# Melakukan asumsi pada eerapa harga P2/ seperti pada %ontoh di a2ah
•
ini! P2/ K .@@
( ( ) ( ) ) ( − ( )− ( ) )
Pwf Pwf −0.8 &o=&max 1− 0.2 Ps Ps 200 &o=25728.66 1 0.2 963
2
200 0.8 963
2
&o =621.43 •
P2/ K 5@
( ( ) ( ) ) ( − ( )− ( ) )
Pwf −0.8 Pwf &o=&max 1− 0.2 Ps Ps 950 &o=25728.66 1 0.2 963
2
950 0.8 963
2
&o =23722.17 =emudian kami juga melakukan plot pada eerapa nilai P2/ untuk mendapatkan hasil Lo# Untuk hasil lengkapnya dapat dilihat pada tael yang tertera di a2ah# TABEL 4. 1. IPR O TERHADAP PWF PWF
O
! 1!! !!
.5?.A#BB .4?.#0? .0??.#"?
'!! 4!! %!! &!! !! "!! "!& !! %! &'
..".A#@A .@@4@#@ "?5@A#.@ "450.#4" """".#?. ?.4#"0 ?@@@#.@ .4"#B4 B."#40 @#@@
Kurva IPR "ZERO INCIDENT DELTA" 1200 1000 800
P#, P$I
600 400 200 0 0.00
5000.00 10000.0015000.0020000.0025000.0030000.00
Qo, !PD
G7+ 4. 1. K+* IPR S+ 9e+/ I(6)5e(- Del-
4.2.
EVALUASI UNIT ESP $ANG TERPASANG
Type Pompa Terpasang
K GB.@@7 C A0 Stages C "A0 P C B
8ater -ut
K A#0
,aju 3lir Total &Lt'
K 5?. :FPD
,aju 3lir Minyak &Lo'
K 5A :6PD
8ater Spe%i/i% Gravity &SG2'
K "#@@
Fluid Spe%i/i% Gravity &SGFluid'
K @#.?
8orking Fluid ,evel &8F,'
K @4 /t
*D Tuing
K 0 "C.+
6D Tuing
K .#.
Tuing Pressure
K "5@ psi
Mid Per/orasi &MD'
K 445@ /t
Pump Setting Depth &PSD'
K .B?" /t
Tekanan Statik >eservoir &Ps'K B0 psi Tekanan 3lir Sumur &P2/'
K A05 psi
1. Pe(e(-( G+5)e( Fl)5
+radien /l"ida ( +f )=S+ /l"id $ 0.433 +radien /l"ida ( +f )= 0.927 $ 0.433 +radien /l"ida ( +f ) =0.401
. Pe(e(-( P8 I(-0e P+e,,+e
Per0edaan1edalaman = 2id - Perforasi − P"mp Settin( Depth ( PSD ) Per0edaan1edalaman = 4450− 2671 Per0edaan1edalaman =1779 ft
Per0edaanTekanan = Per0edaan 1edalaman$ +f Per0edaanTekanan =1779 $ 0.401 Per0edaanTekanan = 714.07 psi P"mp Intake Press"re ( PIP )= Pwf − Per0edaan Tekanan P"mp Intake Press"re ( PIP )= 835− 714.07 P"mp Intake Press"re ( PIP )=120.93 psi
'. Pe(e(-( Ve+-)6l L)@- :HD;
/l"id PIP = P"mp +f /l"id 120.93 = P"mp 0.401 /l"id =301.27 ft P"mp
)erti'al Lift ( . D ) = P"mp Settin( Depth ( PSD )− /3P )erti'al Lift ( . D ) =2761−301.27 )erti'al Lift ( . D ) =2369.73 ft
4. Pe(e(-( T7)(2 F+)6-)/( L/,- :H @ ;
2.0830 $
/ri'tion Loss =
/ri'tion Loss =
[ ] [ ] 100
1.85
ID
&t
1.85
34.3
4.8655
[ ] [ ]
100 2.0830 $ 120
2.992
1.85
5792 34.3
1.85
4.8655
/ri'tion Loss =94.92 ft / 1000 ft
T"0in( /ri'tion Loss ( . / )= /ri'tion Loss $ PSD T"0in( /ri'tion Loss ( . / )=
94.92 $ 2761 1000
T"0in( /ri'tion Loss ( . / )= 253.53 ft
%. Pe(e(-( T7)(2 He5 :H T;
T"0in( .ead ( . T )=
T"0in( Press"re +f
T"0in( .ead ( . T )=
150 0.401
T"0in( .ead ( . T )=373.7 ft
&. Pe(e(-( T/-l D3()6 He5 :TDH;
TD. = . D + . / + . T TD. = 2369.73 + 253.53 + 373.7 TD. =2996.96 ft
. Pe(e(-( He5 Pe+ S-2e P/8
.ead per Sta(e =
TD. Sta(e
.ead per Sta(e =
2996.96 83
.ead per Sta(e = 36.1
ft 4 36 ft / sta(e sta(e
G7+ 4. . K+* P/8 ESP G&!!N
:erdasarkan head per stage 0B maka dari Pump Per/orman%e -urve di atas diperoleh Ltheoriti%al;nya seesar 5A@@ :FPD dengan $//isiensi Pompa seesar B# :erdasarkan hasil 8ell Test yang dilakukan oleh 6perator Sumur didapat La%tual seesar 5?. :FPD# 9ika dilihat memang L theoriti%al dan La%tual tidak ereda jauh namun seenarnya ,aju 3lir Total &Lt' yang diproduksi masih erpotensi untuk ditingkatkan jika dilihat dari =urva *P># Peningkatan ,aju 3lir Total &Lt' ini isa didapatkan dengan meruah tipe pompa dan stage yang digunakan#
4.3. PERENCANAAN ULANG ELECTRICAL SUBMERSIBLE PUMP
SUMUR “9ERO INCIDENT DELTA”
6ptimalisasi pompa $SP yang kita inginkan adalah dengan menaikan ,aju 3lir Total &Lt' produksi dari seelumnya seesar 5?. :FPD menjadi ?@@@ :FPD# Untuk menaikan Lt terseut maka kita akan melakukan peren%anaan ulang $SP dengan eragai ma%am tipe pompa termasuk juga mempertimangkan tipe pompa yang sekarang dipakai dengan meruah stagenya# 8ater -ontent &8-' kita asumsikan tidak eruah sehingga jika terdapat penamahan ,aju 3lir Total &Lt' maka ,aju 3lir Minyak &Lo' juga ikut ertamah# 4.'.1.
MENGHITUNG TOTAL D$NAMIC HEAD
=ita menginginkan untuk meningkatkan ,aju 3lir Total &Lt' menjadi ?@@@ :FPD sehingga kita perlu menghitung TD yang diperlukan pada saat Lt terseut# Data sumur lainnya yang digunakan masih sama seperti pada su a 4#.# namun hanya harga P2/ yang eruah# Untuk mengetahui harga P2/ pada ,aju 3lir ?@@@ :FPD maka kita harus melihat =urva *P> dan didapatkan nilai seesar A@B psi# "# Penentuan Peredaan =edalaman Per0 1edalaman= 2id - Perforasi − P"mp Settin( Depth ( PSD )
Per0 1edalaman=4450 −2671 Per0 1edalaman=1779 ft .# Penentuan Peredaan Tekanan Per0edaanTekanan = Per0edaan 1edalaman$ +f
Per0edaanTekanan =1779 $ 0.401 Per0edaanTekanan =714.07 psi
0# Penentuan Pump *ntake Pressure &P*P' P"mp Intake Press"re ( PIP )= Pwf − Per0edaan Tekanan
P"mp Intake Press"re ( PIP )= 806− 714.07 P"mp Intake Press"re ( PIP )= 91.93 psi 4# Penentuan Fluid 6ver Pump &F6P' /l"id PIP = P"mp +f
/l"id 91.93 = P"mp 0.401 /l"id =229.02 ft P"mp 5# Penentuan Eerti%al ,i/t &D' )erti'al Lift ( . D ) = P"mp Settin( Depth ( PSD )− /3P
)erti'al Lift ( . D ) =2671−229.02 )erti'al Lift ( . D ) =2441,98 ft B# Penentuan Fri%tion ,oss 2.0830 $
/ri'tion Loss =
/ri'tion Loss =
[ ] [ ] 100
1.85
ID
&t
1.85
34.3
4.8655
[ ][ ]
100 2.0830 $ 120
2.992
1.85
7000 34.3
1.85
4.8655
/ri'tion Loss =134.76 ft / 1000 ft ?# Penentuan Tuing Fri%tion ,oss & F' T"0in( /ri'tion Loss ( . / )= /ri'tion Loss $ PSD
T"0in( /ri'tion Loss ( . / )=
134.76 $ 2671 1000
T"0in( /ri'tion Loss ( . / )= 359.93 ft A# Penentuan Tuing ead & T'
T"0in( .ead ( . T )=
T"0in( Press"re +f
T"0in( .ead ( . T )=
150 0.401
T"0in( .ead ( . T )=373.70 ft # Penentuan Total Dynami% ead &TD' TD. = . D + . / + . T
TD. =2441,98 + 359.93 + 373.70 TD. =3175.62 ft 9adi kita perlu meran%ang pompa dengan stage yang %ukup untuk memproduksi /luida dengan! 3175.62 /t
•
ead seesar
•
,aju 3lir ?@@@ :FPD -asing Sie ?+ dan B@ po2er
• •
4.'.. G&!!N
PEMILIHAN POMPA
G7+ 4. '. K+* P/8 ESP G&!!N De,)( Ul(2
Untuk type pompa GB.@@7 jika kita menginginkan rate seesar ?@@@ :FPD maka dari =urva Pompa didapatkan hasil! • • •
eadCStage K 0@ PCStage K .#5 $//i%ien%y K ?"
Dari data di atas kita menghitung 9umlah Stage yang diutuhkan pompa!
TD. J"mlah Sta(e= .ead / Sta(e J"mlah Sta(e=
3175.62 30
J"mlah Sta(e=106 =emudian kita menghitung P yang diutuhkan pompa!
.P =J"mlah Sta(e$ .p / Sta(e
.P =106 $ 2.5 .P =265 .P
T$PE S"!!!N
G7+ 4. 4. K+* P/8 ESP S"!!!N
Untuk type pompa SA@@@7 jika kita menginginkan rate seesar ?@@@ :FPD maka dari =urva Pompa didapatkan hasil! • • •
eadCStage K 50 PCStage K 0#B $//i%ien%y K ?5
Dari data di atas kita menghitung 9umlah Stage yang diutuhkan pompa!
TD. J"mlah Sta(e= .ead / Sta(e
J"mlah Sta(e=
3175.62 53
J"mlah Sta(e=60 =emudian kita menghitung P yang diutuhkan pompa!
.P =J"mlah Sta(e$ .p / Sta(e .P =60 $ 3.6 .P =216 .P
T$PE S&!!!N
G7+ 4. %. K+* P/8 S&!!!N
Untuk type pompa SB@@@7 jika kita menginginkan rate seesar ?@@@ :FPD maka dari =urva Pompa didapatkan hasil!
• • •
eadCStage K 40 PCStage K 0 $//i%ien%y K ?@
Dari data di atas kita menghitung 9umlah Stage yang diutuhkan pompa!
TD. J"mlah Sta(e= .ead / Sta(e J"mlah Sta(e=
3175.62 43
J"mlah Sta(e=74 =emudian kita menghitung P yang diutuhkan pompa!
.P =J"mlah Sta(e$ .p / Sta(e .P =74 $ 3 .P =222 .P
GN1!!!!
G7+ %. &. K+* P/8 GN1!!!!
Untuk type pompa G7"@@@@ jika kita menginginkan rate seesar ?@@@ :FPD maka dari =urva Pompa didapatkan hasil! • • •
eadCStage K 05 PCStage K .#? $//i%ien%y K B4
Dari data di atas kita menghitung 9umlah Stage yang diutuhkan pompa!
TD. J"mlah Sta(e= .ead / Sta(e J"mlah Sta(e=
3175.62 35
J"mlah Sta(e=91
=emudian kita menghitung P yang diutuhkan pompa!
.P =J"mlah Sta(e$ .p / Sta(e .P =89 $ 2.7 .P =245 .P HN1'%!!
G7+ 4. . K+* P/8 HN1'%!!
Untuk type pompa 7"05@@ jika kita menginginkan rate seesar ?@@@ :FPD maka dari =urva Pompa didapatkan hasil! • • •
eadCStage K 55 PCStage K 5#4 $//i%ien%y K 5.
Dari data di atas kita menghitung 9umlah Stage yang diutuhkan pompa!
TD. J"mlah Sta(e= .ead / Sta(e
J"mlah Sta(e=
3175.62 55
J"mlah Sta(e=58 =emudian kita menghitung P yang diutuhkan pompa!
.P =J"mlah Sta(e$ .p / Sta(e .P =58 $ 5.4 .P =312 .P TABEL 4. . PERBANDINGAN TIPE POMPA PUMP
STAGE
HP
EFFICIENC$
G&!!N
"@B
.B5
?"
S"!!!N
B@
."B
?5
S&!!!N
?4
...
?@
GN 1!!!!
"
.45
B4
HN 1'%!!
5A
0".
5.
9umlah stage terlalu anyak dapat memuat iaya pompa menjadi leih mahal# Selain itu kita juga harus mempertimangkan e//isiensi pompa jika e//isiensi pompa tinggi maka kinerja pompa terseut akan aik atau erarti ,aju 3lir yang dihasilkan tidak akan meleset jauh dari ,aju 3lir teoritis =urva Pompa# orse Po2er yang digunakan pun perlu kita pertimangkan karena semakin tinggi orse Po2er akan memuat penggunaan listrik yang erleih sehingga menimulkan iaya listrik yang leih mahal#
:erdasarkan tael di atas dapat kita lihat ah2a Tipe Pompa SA@@@7 memenuhi kriteria terseut dianding tipe pompa yang lainnya termasuk terhadap tipe pompa GB.@@7 yang terpasang sekarang 2alau sudah dilakukan peruahan 9umlah Stage# 9umlah stage SA@@@7 memang yang ukan paling sedikit namun dia memiliki e//isiensi yang esar ?5 dan egitu pula dengan orse Po2er yang digunakan adalah yang terke%il dianding tipe pompa lainnya# 6leh karena itu dipilihlah Tipe Pompa SA@@@7 seagai Pompa $SP aru yang akan dipasang di sumur ()ero *n%ident Delta+ ini menggantikan Tipe Pompa yang lama#
G7+ 4. ". K-l/2 Pe)l)h( Jlh S-2e 5l ,- -(5e
Dari =atalog Stage Pompa SA@@@7 di atas untuk satu tandem tidak ada jumlah stage yang tersedia untuk B@# 6leh karenanya kita memilih 9umlah Stage yang terdekat meleihi B@ yaitu B4 stage#
4.'.'.
PEMILIHAN MOTOR
Setelah melakukan pemilihan Tipe Pompa dan 9umlah Stagenya pada satu tandem maka kita akan melakukan pemilihan Motor yang akan digunakan# Untuk memilih motor terleih dahulu kita menghitung P yang diutuhkan oleh pompa satu tandem yaitu B4 stage#
.Preq"ired 0 P"mp =Sta(e Pompasat" tandem$ .P / Sta(e .P req"ired 0, P"mp =64 $ 3.6 .Preq"ired 0 P"mp =230 .P .Preq"ired 0, p"mp .Preq"ired 0, 2otor = 80 .Preq"ired 0 2otor =
230 80
.Preq"ired 0, 2otor =287 .P
G7+ 4. . K-l/2 Pe)l)h( M/-/+
=arena tidak ada spesi/ikasi motor .A? P maka digunakan lah dua tandem motor dengan .@@ P# Sehingga spesi/ikasi yang dipilih seagai erikut! • •
54@S UT .@@ PC "00 EC 0#3 54@S ,T .@@ PC "00 EC 0#3
Spesi/ikasi akhirnya seagai erikut! •
54@S 4@@ PC .B?A EC 0#3
4.'.4.
PEMILIHAN KABEL
Dalam pemilihan kael kita perlu memperhatikan suhu dari luang sumur &:ottom ole Temperature'# Dari data yang tersedia diketahui ah2a :ottom ole Temperature untuk sumur ini adalah "?B degF sehingga kita akan memilih kael yang sesuai dengan suhu terseut# Terdapat eerapa tipe kael diantaranya! •
>edaM3[ "A@ $SP Po2er -ales Dapat dipakai pada hingga suhu "A@ degF
•
•
>edaM3[ .5@ $SP Po2er -ales Dapat dipakai pada hingga suhu .5@ degF >edaM3[ 4@@ $SP Po2er -ales Dapat dipakai pada suhu maksimal 4@@ degF
=ita akan memilih tipe >edaMa< .5@ karena memiliki suhu maksimal hingga .5@ degF yang %ukup jauh dari suhu aktual di sumur# 9ika kita menggunakan >edaM3[ "A@ suhu maksimalnya terlalu dekat dengan suhu aktual di sumur sehingga dikha2atirkan jika terjadi kenaikan suhu kael ini akan rusak# Sedangkan jika kita memilih >edaMa< 4@@ akan memakan iaya yang leih mahal dianding >edaM3[ .5@#
G7+ 4. 1!. K-l/2 Pe)l)h( K7el
Pada kurva kael di atas kita memplot ottom hole temperature "?B degF dengan esar ampere yaitu 0# 3# Dapat kita lihat hasil plot pada kurva di atas posisi perpotongan erada di antara kael " 38G dan . 38G oleh karena itu kita memilih kael " 38G yang memiliki spesi/ikasi leih aik#
4.'.%.
PEMILIHAN SURFACE EUIPMENT
G7+ 4. 11. K+* Pe(e(-( V/l-2e D+/8
)olta(e Drop=
)olta(e Drop=
( P"mp Depth + 100 ft )( )olta(e Drop per 1000 ft ) 1000
( 2671+ 100 ft )( 23) 1000
)olta(e Drop= 63.73 5eq"ired S"rfa'e)olta(e = 2otor )olta(e + a0le)olta(e Drop 5eq"ired S"rfa'e)olta(e =2678 + 63.73 5eq"ired S"rfa'e)olta(e =2741.73
1)A =
1)A =
( S"rfa'e )olta(e$ Amp $ 1.723 ) 1000
( 2741.73 $ 93.9 $ 1.723 ) 1000
1)A =443.58 1)A 9adi peralatan permukaan harus memiliki =E3 minimum 440#5A =E3#
4.'.&.
PEMILIHAN PROTECTOR
G7+ 4. 1. K-l/2 Pe)l)h( P+/-e6-/+
=ita memilih prote%tor tipe :P:S, karena kita menggunakan motor dengan P meleihi "5@#
4.'..
HASIL AKHIR DESAIN ESP
Dari hasil perhitungan desain di atas maka didapatkan >an%angan $SP aru yang akan dipasang pada sumur ()ero *n%ident Delta+ ,apangan (-ontinous *mprovement+ ini yaitu seagai erikut!
TABEL 4. '. HASIL AKHIR DESAIN ESP
PUMP T$PE
S"!!!N
STAGES
&4
MOTOR
•
%4!S UT !! HP# 1'' V# '.A • %4!S LT !! HP# 1'' V# '.A
CABLE SI9E
1 AWG
PROTECTOR
%4!S BPBSL
SURFACE EUIPMENT
4''.%" KVA
BAB V PEMBAHASAN
Fluida yang terproduksi di sumur )* Delta lapangan -* dianggap hanya terdiri dari minyak dan air dikarenakan 2ater %ut yang tinggi yaitu A#0# Untuk melakukan evaluasi pada penggunaan $SP sumur ini maka diperlukan eerapa langkah yaitu menentukan Produkti/itas /ormasi eserta =urva *P>;nya melakukan perhitungan ulang pada rangkaian $SP yang terpasang dan terakhir melakukan ren%ana ulang $SP dengan asumsi Pump Setting Depth sama serta ,aju Produksi &L' ?@@@ pada eragai tipe pompa# %.1. PENENTUAN KURVA IPR
Dari data sumur yang tersedia diketahui ah2a harga Tekanan Statik &Ps' leih ke%il dari harga Teakanan Gelemung &P' yaitu harga Ps K B0 psi dan harga P K "@". psi# al itu erarti kita dapat menggunakan 1Metode Eogel Ps\P untuk memuat kurva *P># ,angkah a2al yang kita lakukan adalah menentukan harga Lma< dan diperolehlah
.5?.A#BB :FPD# Setelah Lma<
diketahui kemudian kita menentukan harga L pada asumsi eerapa nilai P2/# asil dari perhitungan terseut kemudian kita sajikan dalam entuk tael dan juga dalam entuk kurva *P>#
%.. EVALUASI ESP TERPASANG
Pompa $SP yang terpasang pada sumur#ini adalah tipe pompa GB.@@7 C A0 Stages C "A0 P C B# $valuasi pada pompa ini dilakukan dengan %ara menentukan nilai Total Dynami% ead yang diutuhkan pompa untuk mengangkat /luida reservoir# Dari hasil perhitungan TD didapatkan ernilai .B#B /t# =emudian kita memagi hasil TD dengan jumlah stages pompa yaitu A0 stages dan memperoleh hasil 0B headCstage# =ita plotkan nilai headCstage terseut pada kurva pompa GB.@@7 untuk mendapatkan nilai L teoriti%al pada kurva pompa dan mendapatkan hasil L seesar 5A@@ :FPD# Dari kurva *P> yang kita uat diatas diketahui ah2a sumur dapat memproduksi maksimal seesar .5?.A#BB :FPD sehingga kita masih isa memproduksi di atas L K 5A@@ :FPD# Sesuai permintaan produksi dari pihak perusahaan ah2a sumur ini ingin dinaikan L nya seesar ?@@@ :FPD maka kita akan men%oa untuk mendesain ulang $SP pada nilai L terseut#
%.'. PERENCANAAN ULANG ELECTRICAL SUBMERSIBLE PUMP SUMUR “9ERO INCIDENT DELTA”
=ita menginginkan untuk meningkatkan ,aju 3lir Total &Lt' menjadi ?@@@ :FPD sehingga kita perlu menghitung TD yang diperlukan pada saat Lt terseut# Data sumur lainnya yang digunakan masih sama namun hanya harga P2/ yang eruah# Untuk mengetahui harga P2/ pada ,aju 3lir ?@@@ :FPD maka kita harus melihat =urva *P> dan didapatkan nilai seesar A@B psi#
Dari harga P2/ dan L yang aru kemudian kita menghitung harga TD yang aru pula untuk mengetahui head yang akan diangkat pompa# Setelah melakukan perhitungan maka didapatkan hasil TD seesar 0"?5#B. /t# 9adi kita perlu meran%ang pompa dengan stage yang %ukup untuk memproduksi /luida dengan! 3175.62 /t
•
ead seesar
•
,aju 3lir ?@@@ :FPD -asing Sie ?+ dan B@ po2er
• •
Selanjutnya kita melakukan pemilihan eerapa tipe pompa $SP# Pompa; pompa yang akan kita seleksi adalah tipe pompa GB.@@7 SA@@@7 SB@@@7 G7"@@@@ dan 7"05@@# Tipe;tipe pompa yang kita seleksi terseut erdasarkan range laju alir produksi yang dapat mereka produksikan masih meliputi laju alir &L' ?@@@ :FPD# Tipe pompa yang sekarang terpakai pun yaitu GB.@@7 kita masukan dalam da/tar seleksi karena kita ingin mengetahui apakah jika dilakukan peruahan jumlah stage tipe pompa ini dapat memproduksi sumur leih aik atau tidak# 9umlah stage terlalu anyak dapat memuat iaya pompa menjadi leih mahal# Selain itu kita juga harus mempertimangkan e//isiensi pompa jika e//isiensi pompa tinggi maka kinerja pompa terseut akan aik atau erarti ,aju 3lir yang dihasilkan tidak akan meleset jauh dari ,aju 3lir teoritis =urva Pompa# orse Po2er yang digunakan pun perlu kita pertimangkan karena semakin tinggi orse Po2er akan memuat penggunaan listrik yang erleih sehingga menimulkan iaya listrik yang leih mahal#
:erdasarkan tael hasil perhitungan di atas dapat kita lihat ah2a Tipe Pompa SA@@@7 memenuhi kriteria terseut dianding tipe pompa yang lainnya termasuk terhadap tipe pompa GB.@@7 yang terpasang sekarang 2alau sudah dilakukan peruahan 9umlah Stage# 9umlah stage SA@@@7 memang yang ukan paling sedikit namun dia memiliki e//isiensi yang esar ?5 dan egitu pula dengan orse Po2er yang digunakan adalah yang terke%il dianding tipe pompa lainnya# 6leh karena itu dipilihlah Tipe Pompa SA@@@7 seagai Pompa $SP aru yang akan dipasang di sumur ()ero *n%ident Delta+ ini menggantikan Tipe Pompa yang lama# Setelah terpilih tipe pompa aru yang akan dipasang di sumur produksi ini maka langkah selanjutnya memilih 9umlah Stage yang tersedia dalam satu tandem Motor =ael Prote%tor dan Peralatan di Permukaan dari =atalog penjualan $SP untuk dapat kita gunakan# Dalam pemilihan terseut tentu kita juga akan melakukan eerapa perhitungan# Sesuai data tael pemilihan pompa pompa SA@@@7 yang kita pilih memutuhkan jumlah stage seesar B@ stage namun karena dalam katalog penjualan $SP jumlah stage yang tersedia dalam satu tandem tidak ada yang erjumlah B@# Sehingga kita akan menggunakan jumlah stage yang terdekat leih anyak darinya maka terpilih lah jumlah stage B4 dalam satu tandem yang akan kita gunakan# Untuk pemilihan motor kita perlu menghitung P yang diutuhkan pompa# P yang diutuhkan pompa didapatkan dari menghitung P dari =urva pump diagi A@ dan didapatkan hasil .A? P# =emali melihat katalog penjualan $SP untuk katalog motor tidak didapatkan motor dengan P seesar .A? P pada satu motor
sehingga kita akan menggunakan . motor dengan P .@@# Spesi/ikasi yang dipilih seagai erikut! • •
54@S UT .@@ PC "00 EC 0#3 54@S ,T .@@ PC "00 EC 0#3
Spesi/ikasi akhirnya seagai erikut! 54@S 4@@ PC .B?A EC 0#3 Selanjutnya
kita akan memilih
kael
erdasarkan
:ottom ole
Temperature &:T' dari sumur terseut yaitu "?B degF dan juga erdasarkan ampere motor 0# 3# Dari katalog penjualan $SP untuk katalog kael kita akan memilih tipe >edaMa< .5@ karena memiliki suhu maksimal hingga .5@ degF yang %ukup jauh dari suhu aktual di sumur# 9ika kita menggunakan >edaM3[ "A@ suhu maksimalnya terlalu dekat dengan suhu aktual di sumur sehingga dikha2atirkan jika terjadi kenaikan suhu kael ini akan rusak# Sedangkan jika kita memilih >edaMa< 4@@ akan memakan iaya yang leih mahal dianding >edaM3[ .5@# =emudian pada kurva >edaMa< .5@ kita plotkan :T dengan ampere pompa dan didapatkan hasil ah2a kita akan memilih tipe kael " 38G# Dalam memilih sur/a%e eJuipment pun kita harus mempertimangkan nilai =ilo Eolt 3mpere &=E3' minimun yang akan digunaka karena jika nilai =E3 tidak sesuai maka daya yang dihasilkan untuk peralatan $SP akan kurang# Untuk melakukan perhitungan =E3 hal yang harus dipertimangkan adalah -ale Eoltage Drop Motor Eoltage dan Motor 3mpere# Setelah dilakukan perhitungan maka hasil yang didapatkan adalah =E3 minimum yang harus digunakan pada peralatan di permukaan seessar 440#5A =E3
=emudian kita akan memilih prote%tor untuk rangkaian $SP kita# Prote%tor yang kita pilih didasarkan pada data a2ah sumur seperti :ottom ole Temperature Mis%ile Fluid Deviated 8ell dan P yang diperlukan motor# Setelah di%o%okan melalui tael maka terpilihlah Prote%tor dengan rangkaian :ag Parallell :ag Series ,ayrinth &:P:S,'# Sehingga dari pemahasaan di atas didapatkan hasil akhir desain esp! PUMP TYP$ K SA@@@7 ST3G$S K B4 M6T6> K % %
54@S UT .@@ PC "00 EC 0#3 54@S ,T .@@ PC "00 EC 0#3 -3:,$ S*)$ K " 38G P>6T$-T6> K 54@S :P:S, SU>F3-$ $LU*PM$7T K 400#5A =E3
BAB VI KESIMPULAN
"# Sumur
()ero
*n%ident
Delta+
lapangan
(-ontinous
*mprovement+
menggunakan $le%tri%al Sumersile Pump seagai alat antu pengangkatan &arti/i%ial li/t' /luida reservoirnya# Tipe pompa $SP yang digunakan adalah GB.@@7 C A0 Stages C "A0 P C B# ,aju produksi total &Lt' yang dihasilkan adalah seesar 5?. :FPD# 7amun jika melihat hasil perhitungan kurva *P> sumur ini masih isa ditingkatkan kemali ,aju Produksinya &Lt'# ,alu sesuai permintaan perusaahaan maka ,aju 3lir ingin ditingkatkan menjadi ?@@@ :FPD# 6leh karenanya maka dilakukan peren%anaan ulang terhadap desain $SP dengan memandingkan terhadap eragai ma%am tipe pompa# .# Peren%anaan ulang dilakukan dengan mengasumsikan 2ater%ut tidak eruah pump setting depth tidak eruah ,aju 3lir &Lt' menjadi ?@@@ :FPD dan P2/ seesar A@B psi sesuai dengan =urva *P># asil dari peren%anaan ulang terpilihlah tipe pompa PUMP TYP$ K SA@@@7 ST3G$S K B4 M6T6> K % %
54@S UT .@@ PC "00 EC 0#3 54@S ,T .@@ PC "00 EC 0#3 -3:,$ S*)$ K " 38G P>6T$-T6> K 54@S :P:S, SU>F3-$ $LU*PM$7T K 400#5A =E3
