TAHAPAN PRODUKSI PADA INDUSTRI MIGAS PDF

Preview

Summary

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Pada prinsipnya, yang dipelajari dalam teknik produksi adalah cara-cara mengangkat fluida dari dalam reservoir ke permukaan. Hal utama yang harus diperlihatkan didalam memproduksi suatu sumur adalah “laju produksi”, dimana besarnya harga laju produksi yang dipero...

Description

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Pada prinsipnya, yang dipelajari dalam teknik produksi adalah cara-cara mengangkat fluida dari dalam reservoir ke permukaan. Hal utama yang harus diperlihatkan didalam memproduksi suatu sumur adalah “laju produksi”, dimana besarnya harga laju produksi yang diperoleh dengan metode produksi tertentu harus merupakan laju produksi optimum, baik ditinjau dari sumur itu sendiri maupun dari lapangan secara keseluruhan. Dua hal pokok yang mendasari teknik produksi adalah: 1. Gerakan fluida dari formasi ke dasar sumur, melalui media berpori 2. Gerakan fluida dari dasar sumur ke permukaan, melalui media pipa (Tubing). Gerakan fluida dari fotrmasi ke dasar sumur akan dipengaruhi: 1. Sifat-sifat fisik batuan dan fluida reservoir di sekitar lubang bor 2. Gradien tekanan antara reservoir dan lubang bor. Kedua faktor di atas akan menentukan besarnya kemampuan reservoir untuk mengalirkan

fluida ke dasar sumur yang disebut Inflow Performance Relationship

(IPR). Pada gerakan fluida dari dasar-sumur sampai ke permukaan melalui media pipa, yang perlu diketahui adalah penurunan tekanan yang terjadi selama fluida mengalir didalam pipa. Besarnya penurunan tekanan yang terjadi dapat dihitung dengan menggunakan berbagai meode yang tersedia (Vertical Flow Performance). Pada sumur “sembur alam” yang diproduksikan, terdapat dua kondisi permukaan yang umum ditemui, yaitu sumur diproduksikan dengan menggunakan “jepitan” (Choke/Bean Performance) atau sumur diproduksi tanpa choke di permukaan. Choke biasanya dipasang pada awal masa produksi, kemudian dengan

1

bertambahnya waktu ukuran choke akan bertambah sampai akhirnya choke akan dilepas seluruhnya agar tetap diperoleh laju produksi yang optimum. “Sembur Buatan” dilakukan dengan maksud untuk mempertahankan tingkat produksi agar tetap tinggi, karena kemampuan produksi suatu sumur akan terus berkurang dengan bertambahnya waktu. Atau kemampuan sumur yang bersangkutan untuk berproduksi sejak awal ditemukan sangat kecil, sehingga perlu dilakukan sumur buatan. Sesudah fluida sampai ke permukaan dan melewati choke, fluida akan melalui pipa-pipa (sistim) di permukaan untuk dialirjan ke fasilitas permukaan. Hal utama yang harus diperhatikan dalam aliran pipa horizontal adalah penentuan penurunan tekanan sepanjang aliran pipa penentuan diameter pipa yang diperlukan. Dalam memperkirakan penurunan tekanan yang terjadi, dapat digunakan berbagai kolerasi yang telah tersedia (Horizontal Flow Performance). Fluida produksi dari kepala sumur dialirkan dengan pipa alir (flow line) ke tempat pengumpulan (block station) dan fluida tersebut dapat terdiri dari minyak, air dan gas. Sesuai dengan permintaan dari pabrik pengilangan minyak (refinery) ataupun pesyaratan yang harus dipenuhi sebelum dikapalkan, maka antara minyak, air, dan gas harus dipisahkan. Hampir

semua

perusahaan

pipa minyak

menghendaki agar minyak yang ditransport tidak mengandung lebih dari 2-3% air dan padatan. Proses pemisahaan fluida produksi meliputi berbagai cara pemisahaan padatan-padatan dari minyak, pemisahan air dan gas dari minyak serta pemecahan emulsi. Berbagai peralatan digunakan untuk proses pemisahan yang terdiri dari masing-masing komponen, maupun merupakan gabungan-gabungan dari pada komponen yang membentuk satu sistim pemisahan. Minyak yang telah dipisahkan dialirkan dan ditampung pada tangki penimbunan (storage tank), kemudian akan dikirim ke refinery atau ke terminal pengapalan dengan jalan mengalirkan melalui pipa salur (pipe line).

2

1.2 Tujuan 1.2.1 Tujuan Umum 1. Meningkatkan dan memperluas pengetahuan, keterampilan, dan pengalaman di dunia kerja sesuai dengan bidang yang masing-masing, 2. Mensesuaikan teori yang diperoleh di sekolah dengan lapangan kerja, 3. Sebagai sarana adaptasi siswa-siswi dengan kondisi lapangan kerja yang sesungguhnya, 4. Berlatih displin dan bertanggung jawab. 1.2.2 Tujuan Khusus 1. Agar dapat mengetahui bagaimana proses-proses yang dilalui pada tahapan produksi. 2. Untuk mengetahui peralatan produksi, spesifikasinya tentang X-mass Tree. 1.3 Rumusan Masalah 1. Apa saja tahapan produksi itu ? 2. Jelaskan tahapan produksi sembur alam (Natural Flow) ! 3. Sebutkan peralatan produksi tentang X-mass tree ! 1.4 Manfaat 1. Menambah wawasan pada siswa/i, 2. Membina hubungan kerja sama yang baik antara pihak Universitas dengan perusahaan. 3. Mendapatkan pengalaman untuk bekal pada saat bekerja nantinya 4. Menumbuhkan rasa kebersamaan dan kekeluargaan antara pihak sekolah /Universitas dengan pihak perusahaan.

3

BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Tahapan Produksi Secara umum tahapan atau metode produksi dibagi menjadi dua, yakni : 1. Tahapan sembur alam (Natural Flowing) 2. Tahapan sembur buatan (Artificial Lift) Apabila tekanan reservoir cukup besar, sehingga mampu mendorong fluida reservoir sampai ke permukaan disebut sebagai sumur “sembur alam”. Keadaan demikian umumnya dapat ditemui pada awal masa produksi suatu sumur, tetapi keadaan ini tidak dapat terus dipertahankan, disebabkan tekanan reservoir yang akan terus menerus berkurang dari waktu ke waktu. “Sembur buatan” dilakukan dengan maksud untuk mempertahankan tingkat produksi agar tetap tinggi, karena kemampuan produksi suatu sumur akan terus berkurang dengan bertambahnya waktu. Atau kemampuan sumur yang bersangkutan untuk berproduksi sejak awal ditemukan sangat kecil, sehingga perlu dilakukan sembur buatan. Jenis-jenis sembur buatan (Articial Lift) yaitu: 1. Gas Lift 2. Sucker Rod Pump (SRP) 3. Electrical Submersible Pump (ESP) 4. Hydrolic Pump (HP) 5. Progressive Cavety Pump (PCP) 2.2 Sembur Alam (Natural Flow) Sembur alam adalah salah satu metode pengangkatan minyak ke permukaan dengan menggunakan tenaga atau tekanan yang berasal dari reservoir/formasi dimana sumur berada.

4

Bila tekanan reservoir cukup besar, sehingga mampu mendorong fluida reservoir sampai ke permukaan disebut sebagai “sumur sembur

alam”. Sumur

sembur alam dapat diproduksikan dengan atau tanpa “jepitan” (choke) di permukaan. Sebagian besar sumur sembur alam menggunakan choke di permukaan dengan berbagai alasan, antara lain: 1.

Sebagai pengaman

2.

Untuk mempertahankan produksi, sebesar yang diinginkan

3.

Mempertahankan batas atas laju produksi, untuk mencegah masuknya pasir

4.

Untuk memproduksikan reservoir pada laju yang paling efisien

5.

Untuk mencegah water atau gas coning

Beberapa faktor yang harus diperhatikan dalam menentukan laju produksi maupun menganalisa kelakuan sumur sembur alam, yaitu: 1. Inflow Performance Relationship 2. Tubing (Vertical Flow) Performance 3. Sistim di permukaan 4. Fasilitas peralatan di permukaan 5. Fasilitas peralatan bawah permukaan Semua faktor di atas berkaitan erat satu dengan yang lain, dan akan mempengaruhi aliran minyak, gas, dan air dari reservoir sampai ke fasilitas di permukaan. Fonseca (1972) memberikan diskusi berikut tentang fasilitas yang ada di lapangan untuk melengkapi kontinuitas sistim dan cara control masing-masing. Antara batuan reservoir dan sumur minyak terdapat peralatan bawah permukaan yang terdiri dari casing, tubing, packer, bridge plug, bottom-hole choke, katupkatup, seating nipple, peralatan pengaman dan lain-lain. Semua peralatan yang dipasang ini disebut sebagai kondisi mekanis suatu sumur dan didesain sedemikian

5

rupa sehingga akan terjadi hubungan antara reservoir dan sumur; dan memungkinkan untuk melakukan control yang efektif terhadap formasi produktif. Antara

sumur

minyak dan sistim flowline terdapat peralatan permukaan

untuk menngontrol sumur, meliputi fasilitas pengamanan dan fasilitas untuk memungkinkan dilakukannya operasi khusus sehubungan dengan kelakuan sumur produksi. Komponen utama dari sistim ini adalah flowline choke yang mengontrol tekanan aliran di permukaan (tubing dan casing), dan pada dasar lubang.

Gambar 2.1 Sumur Sembur Alam

6

2.3 Peralatan Sumur Sembur Alam Peralatan dari sumur sembur alam pada dasarnya dapat dibagi menjadi dua komponen besar, yaitu: 1. peralatan di atas permukaan dan 2. Peralatan di bawah permukaan. 1.3.1 Peralatan di Atas Permukaan Peralatan yang terletak di atas permukaan untuk sumur sembur alam terdiri dari : a. Wellhead Adalah peralatan yang digunakan untuk mengontrol sumur dipermukaan.

Gambar 2.2 well Head Wellhead tersusun dari dua rangkaian didalamnya, yaitu:  casing head Casing head berfungsi sebagai tempat menggantungkan rangakaian casing dan mencegah terjadinya kebocoran. Pada casing head terdapat gas outlet untuk meredusir gas yang mungkin terkumpul diantara rangkaian casing.

7

Gamabar 2.3 Casing Head  Tubing head Tubing head adalah bagian dari wellhead untuk menyokong rangkaian tubing yang berada di bawahnya dan untuk menutup ruangan yang terdapat diantara casing dan tubing, sehingga aliran fluida dapat keluar melalui tubing.

Gamabar 2.4 Tubing Head b. Christmas Tree Adalah kumpulan dari valve, fitting, choke dan manometer pengukur tekanan sumur yang dipasang di atas tubing head. Peralatan ini terbuat dari bahan besi baja yang berkualitas tinggi, sehingga selain dapat menahan tekanan tinggi dari sumur juga dapat menahan reaksi dari air formasi yang bersifat korosif yang mengalir bersama-sama dengan minyak atau dapat menahan pengikisan pasir yang terbawa ke permukaan.

8

Gambar 2.5 X-Mass Tree Ada bagian-bagian dari cristmas tree yaitu: a. Manometer Pengukur Tekanan Adalah peralatan yang digunakan untuk mengukur besarnya tekanan pada casing (Pc) dan tekanan pada tubing (Pt).

Gambar 2.6 Manometer 9

b. Master Valve Merupakan manual gate valve yang dioperasikan lebih sering bila dibandingkan dengan tubing master valve, misalnya seperti operasi wire line, penutupan untuk waktu yang lamaatau perbaikan-perbaikan dikepala sumur. Merupakan jenis valve yang digunakan untuk menutup sumur jika diperlukan. Untuk sumur-sumur yang bertekanan tinggi, disamping master gate dipasang pula valve lain yang terletak di bawah master gate.

Gambar 2.7 Master Valve c. Choke Choke atau bean ini berfungsi untuk menahan sebagian aliran dari sumur, sehingga produksi minyak dan gas pada sumur dapat diatur sesuai yang diinginkan atau diharapkan. Choke sebagai alat pengatur laju alir fluida produksi.

10

Gambar 2.8 Choke Jenis-jenis choke, yaitu :  Positive Choke Jenis ini terbuat dari bahan besi baja pejal dimana pada bagian dalam terdapat lubang kecil berbentuk silinder sebagai tempat untuk mengalir minyak dan gas menuju separator. Besar perbedaan tekanan aliran fluida sebelum dan sesudah melewati choke pada dasarnya tergantung dari diameter choke yang digunakan.

Gambar 2.9 Positive Choke 

Adjustable Choke Diameternya dapat disetel sesuai dengan kebutuhan, dengan jalan memutar

handwheel yang terdapat di atasnya, tanpa harus melepas untuk menggantinya. 11

Pemasangan jenis choke ini dimaksudkan untuk mencegah terjadinya penggantian choke yang terlalu sering, terutama pada sumur-sumur yang menggunakan christmas tree singgle wings.

Gambar 2.10 Adjustable Choke d. Swab Valve Manual gate valve yang dibuka untuk membiarkan tekanan fluida mencapai top adapter untuk membaca tekanan, mengambil sample fluida dan juga untuk lewatnya wireline unit.

Gambar 2.11 Swab Valve

12

e. Wing Valve Manual gate valve yang digunakan untuk operasi penutupan dan pembukaan secara normal sehingga valve ini paling sering mengalami kerusakan.

Gambar 2.12 Wing Valve f. Check Valve Berfungsi untuk mencegah aliran balik dari flow line ke sumur. g. Safety Valve Berfungsi untuk melindungi peralatan bila terjadi over atau low pressure. 1.3.2 Peralatan di Bawah Permukaan Peralatan di bawah permukaan sumur sembur alam meliputi sekumpulan peralatan di dalam sumur yang terdiri dari chek valve, casing hanger, tubing head, tubing, packer, nipple, sliding sleeve door, bottom hole choke, blast joint dan flow coupling. 1. Tubing Merupakan pipa produksi yang dipasang di dalam sumur, berfungsi untuk mengalirkan fluida dari dasar sumur ke permukaan.

13

a.

Panjang tubing Pada umumnya ada 2 ukuran panjang tubing yaitu :  Range I : 20 – 24 ft  Range II: 28 – 32 ft

b. Grade Tubing F.25; H.40; J.55; C.75; N.80; P.105 c.

Jenis Tubing  API Non Upset  API External upset  Atlas Bradford  Vam

d.

Grade Tubing Tabel 2.1 Grade Tubing Grade Min. yield strength F-25

25.000

H-40

40.000

J-55

55.000

C-75

75.000

N-80

80.000

P-105

105.000

e. Spesifikasi Tubing  OD

= diameter luar, inch

 ID

= dimeter dalam,

 T

= tebal dinding tubing, inch

 Grade  Berat nominal , lb/ft  Jenis sambungan (nue, eu, vam dll)  Panjang tubing

14

2. Packer Berfungsi untuk menyekat annulus antara casing dan tubing serta memberikan draw-down yang lebih besar. Merupakan seperangkat peralatan bawah permukaan yang terdiri dari peralatan penyekat, pemegang/dudukan suatu peralatan dan peralatan pengatur aliran fluida dari reservoir. Packer digunakan untuk menutup aliran fluida melalui ruangan annulus diantara tubing dan dinding casing, dengan menyekat ruang diantaranya. Packer diklasifikasikan berdasarkan konfigurasinya serta methoda yang digunakan untuk rnemasangnya atau retrievable atau tidak. Terdapat tiga type dasar production packer (gambar.7) yaitu:  Mechanical set packer  Hydraulic set packer  Permanent packer Pemilihan packer yang akan digunakan tergantung dari penggunaannya dalam produksi yang pemilihannya berdasarkan design tertentu sehingga diperoleh performansi yang paling baik pada suatu sistem komplesi sumur tertentu. Pemilihan packer

juga berdasarkan

pertimbangan ekonomi, sehingga

memenuhi kondisi

komplesi yang akan ditangani. Fungsi umum packer adalah:  Mengangkat/memisahkan annulus, agar casing tidak cepat rusak akibat korosi atau terhadap tekanan sumur yang tinggi.  Memisahkan

formasi

produksi

yang

satu

dengan

formasi

produksi yang lain (multiple zone completion).  Agar gas injeksi tidak masuk ke formasi (pada sumur gas lift).  Merupakan jangkar dari tubing untuk mengurangi ketegangan/stress tubing yang berlebihan.  Casing protection

15

 Memisahkan multiple zone  Mengisolasi  Subsurface safety control Secara umum ada dua jenis packer yaitu :  Retrievable Packer  Permanen Packer

Gambar 2.13 Jenis Packer Packer yang dipasang harus menunjukkan kondisi seperti berikut ini. Cone harus dipasang setelah tapered slip untuk menekan slip keluar dan menempel ke dinding casing. Packing elemen harus ditekan sehingga menghasilkan efek penyekatan yang baik dan menempel ke dinding casing. Packer slip didesain untuk dapat menghadapi tekanan atau gaya dari segala arah, sedangkan sealing elemen (elemen ‟ penyekat) didesain terdiri dari berbagai material dengan kekerasan yang berbeda-beda sehingga mempunyai efek penyekatan yang baik. a. Mechanical Set Packer Packer ini diset/dipasang melalui sistem mekanik yang ditransmisikan lewat pergerakan tubing, yang dapat dibedakan menjadi tigajenis, yaitu:  Weight set 16

 Tension set  Rotational set b. Hydraulic Set Packer Pemasangan packer ini menggunakan metoda mengisolasi suatu tekanan atau dengan mechanic lock. c. Permanent Packer Permanent packer dipasang dengan menggunakan wireline, drill pipe, atau tubing. Opposed slip dipasang diatas dan dibawah packing elemen untuk mengunci. Sekali pemasangan packer ini tahan terhadap pergerakan kesemua arah. 3. Landing Nipple Merupakan alat yang berfungsi untuk menempatkan alat-alat kontrol aliran di dalam tubing. Terdapat dua jenis nipple, yaitu leading dan no-go nipple. Dipasang di beberapa tempat dalam rangkaian tubing dalam sumur, dan dipergunakan sebagai tempat duduknya locking mandrel. Syarat landing nipple yang hendak dipasang :  Mempunyai locking recess/profil (tempat duduknya key).  Mempunyai seal bore (tempat packing element yang dapat menahan tekanan dari atas maupun dari bawah). a. Macam/Jenis Landing Nipple:  Selective Landing Nipple  Non Selective Landing Nipple  Safety Valve Nipple (special type).  Selective Landing Nipple Jenis ini dapat dipasang pada rangkaian tubing dengan jumlah lebih dari satu sesuai dengan kebutuhan Completion dari sumur. Pengaturan letak landing nipple sedemikian rupa sehingga Locking Mandrell untuk Landing nipple dibawah dapat melewati. 17

Gambar 2.14 Selective Landing Nipple  Non Selective Landing Nipple Jenis Landing Nipple yang dipasang paling bawah dalam suatu rangkaian tubing hanya satu buah dalam satu rangkaian tubing untuk ukuran yang sama. Juga berfungsi untuk mencegah lolosnya wireline service tools yang jatuh kedalam tubing.

Gambar 2.15 Landing Nipple

18

 Safety Valve Nipple (special type) Jenis landing nipple yang dipergunakan untuk menempatkan Surface Control Sub Surface Control Valve (SCSSV) di dalam sumur. Nipple ini mempunyai port yang berhubungan dengan hydraulic control line ¼ inch. Tekanan hydraulic ini akan mengatur buka tutup Safety valve dari permukaan.  Sub Surface Safety Valve Merupakan alat/valve yang dipasang di dalam tubing bawah permukaan yang berfungsi sebagai alat pengaman dan secara otomatis akan menutup aliran sumur ke permukaan jika terjadi sesuatu yang tidak diinginkan, misalnya pipa alir bocor, pipa tersumbat, X-mastree roboh, kebakaran dan lain-lain.  Macam/Jenis dari Sub Surface Safety Valve (SSSV)  Wire line Retrievable dipasang atau dicabut dengan menggunakan wire line.  Tubing Retrievable dipasang atau dicabut bersama-sama dengan tubing jadi merupakan bagian dari tubing string.  Menurut Sistem Kerjanya  Direct Controll Sub Surface Safety Valve atau sering disebut Sub Surface Controled Sub Surface Safety Valve (SSCSSV). Safety valve ini bekerjanya dikontrol oleh tekanan sumur itu sendiri, safety valve akan menutup secara otomatis jika aliran yang melewatinya lebih besar atau lebih kecil dari yang direncanakan.  Indirect (Remote) Controlled Sub Surface Safety Valve (SCSSV). Safety valve ini bekerja dengan tekanan hidrostatis yang dikontrol di permukaan yang dipompakan melalui kontrol line yang dihubungkan ke Safety Valve landing nipple di dalam sumur.

19

Jika tekanan hidrolis dari permukaan ditiadakan atau hilang, maka safety valve akan menutup. SCSSV lebih umum digunakan di Indonesia, karena selain pengerjaannya

lebih

mudah,

umumnya

sumur-sumur

lepas pantai di lautan

dangkal.

Gambar 2.16 (SCSSV) 4. Sliding Sleeve Door Digunakan untuk memproduksi hidrokarbon dari beberapa zona produktif dengan menggunakan single tubing string. Dengan adanya alat ini dimungkinkan ada hubungan antara annulus dengan tubing.

20

Gambar 2.17 Sliding Sleeve Door 5. Bottom Hole Choke Disamping choke yang dipasang di permukaan, kadang-kadang juga dibutuhkan choke yang dipasang di dalam sumur. Pemasangan bottom hole choke ini diantaranya dimaksudkan untuk :  Mendapatkan koefisien pemakaian tenaga ekspansi gas yang lebih tinggi.  Memperpanjang umur sumur sembur alam dengan jalan membebaskan gas yang berasal dari larutan minyak untuk memperingan kolom minyak dan menambah besar kecepatan alir di dalam tubing.  Mengurangi atau mencegah pembekuan (freezing) pada alat-alat kontrol di atas permukaan dengan jalan memasang choke pada ujung bawah tubing.  Mencegah atau mengurangi air yang masuk ke dalam sumur dengan jalan menjaga tekanan d...