62159845 Dasar Teori Perforasi

  • View
    287

  • Download
    9

Embed Size (px)

Text of 62159845 Dasar Teori Perforasi

  • 8/2/2019 62159845 Dasar Teori Perforasi

    1/24

    2.5. Dasar Teori Perforasi

    Dalam metode ini casing produksi dipasang sampai dasar formasi produktif dan disemen

    selanjutnya diperforasi pada interval-interval yang diinginkan.

    Dengan adanya casing maka formasi yang mudah gugur dapat ditahan. Perforated casing

    completion umumnya digunakan pada formasi-formasi dengan faktor

    sementasi (m) sebesar 1,4.

    Adapun keuntungan dan kerugian dalam penggunaan metode ini adalah sebagai berikut :

    Keuntungan :

    1. Dapat mengontrol air dan gas berlebihan

    2. Stimulasi dan treatment dapat dilakukan lebih selektif

    3. Mudah ditambah kedalaman bila diperlukan

    4. Casing ditambah kedalaman bila diperlukan

    5. Casing akan menghalangi masuknya pasir, komplesi tambahan dapat dilakukan sesuai

    dengan teknik pengontrolan pasir yang dikehendaki

    6. Dapat disesuaikan dengan semua konfigurasi multiple completion

    Kerugian

    1. Memerlukan biaya perforasi

    2. Interpretasi log kritis

    3. Kemungkinan terjadinya kerusakan formasi lebih besar

    Gambar 2.1 Perforated Casing Completion

    2.5.1. Faktor-faktor yang Mempengaruhi Formation Completion

    Merupakan jenis komplesi yang bertujuan untuk memaksimalkan aliran fluida ke dalam lubang

    sumur. Yang menjadi masalah dalam formasi komplesi ini adalah bagaimana memaksimalkan

    fluida yang dihasilkan di dalam lubang sumur yang berasal dari formasi produktif. Untuk itu perlu

  • 8/2/2019 62159845 Dasar Teori Perforasi

    2/24

    diketahui produktivity index , kekompakkan batuan formasi dan masalah terproduksinya pasir,

    yang mana hal tersebut merupakan faktor-faktor yang berpengaruh di dalam pemilihan jenis

    formation completion .

    A. Kekompakan Batuan dan masalah Kepasiran

    Kekompakan batuan merupakan dasar pemilihan jenis formation completion sehubungan

    dengan pencegahan terjadinya keguguran formasi dan terproduksinya pasir. Adapun faktor-

    faktor yang berpengaruh terhadap sifat kestabilan formasi adalah :

    1) Sementasi Batuan

    Merupakan suatu cara untuk menentukan kestabilan suatu formasi produktif.

    Hubungan faktor sementasi batuan, porositas, faktor formasi dan saturasi dari suatu

    formasi yang dinyatakan Archie sebagai berikut :-m

    =F ........................................................................................... (2-38)

    5,0

    RtRwF

    =SW ............................................................................. (2-39)

    dimana :

    F : faktor formasi

    : porositas batuan, fraksi

    m : faktor sementasi

    Sw : saturasi air, fraksi

    Rt : true resistivity , ohm-m

    Faktor sementasi batuan (m) dipengaruhi oleh tingkat konsolidasi batuan penyusunnya,

    dimana semakin tinggi tingkat penyemenan batuan sedimen maka semakin tinggi pula

    kekompakan batuan.

    2) Kandungan Lempung

    Lempung atau clay merupakan mineral yang biasanya mengendap bersama batuan

    pasir. Pada batuan sedimen lempung berfungsi sebagai semen sebab mempunyai sifat

    mengikat air ( water wet ). Apabila mineral lempung bercampur dengan air formasi

    maka akan terjadi pengembangan mineral yang disebut Clay swelling yang bersifat

    lunak sehingga butir pasir formasi yang diikat oleh mineral lempung akan mudah lepas

    dan akan bergerak mengikuti aliran.

    Kadar mineral lempung yang terkandung dalam batuan formasi dapat dihitung dengananalisa data logging seperti gamma ray log , SP log dan Neutron log .

    3) Kekuatan Formasi

    Kekuatan formasi merupakan kemampuan dari formasi untuk menahan butiran pasir

    yang akan terlepas dari formasi akibat diproduksikannya fluida yang terkandung dalam

    reservoir. Dalam masalah kepasiran, Tixier et al berpendapat bahwa kekuatan formasi

  • 8/2/2019 62159845 Dasar Teori Perforasi

    3/24

    terhadap kepasiran tergantung dari dua hal yaitu intrinsic strength of formation dan

    kesanggupan pasir untuk membentuk lingkungan yang di sekitar perforasi.

    Besarnya intrinsic strength dipengaruhi oleh confining stress yang ditentukan oleh

    tekanan pori-pori dan tekanan overburden , bentuk sorting butiran serta sementaasi

    diantara butiran yang kadang-kadang diperkuat oleh clay. Besarnya kekuatan formasi

    batuan dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan sebagai berikut :

    =V ssh s

    D

    ....................................................................... (2-30)

    0,27+)(V0,125= sh ............................................................. (2-31)

    210

    T)()-(12

    )()1(10x1,34 =

    bU G .................................................. (2-32)

    210

    T)()-(13

    )()1(10x1,34 =/cb1

    b........................................... (2-33)

    dimana :

    V sh : kadar shale , fraksi

    D : porositas dari density log , persen

    s : porositas dari sonic log , persen

    1/cb : bulk modulus , psi-1

    G : shear modulus , psi-1

    b : bulk densit y, gr/cc

    t : transite time , sec/ft

    U : poisons ratio

    Dari perbandingan antara shear dan bulk modulus maka besanya kekuatan formasi

    dapat ditentukan.

    Untuk menentukan apakah foramsi bersifat labil atau stabil, menurut Damsey, suatu

    lapangan bersifat kritis terhadap masalah kepasiran, misalnya lapangan Gulf coast G/C b

    kritisnya sebesar 0,8 x 10 12 psi 2. Ini berati bahwa untuk formasi dengan G/C b < 0,8 x

    10 12 psi 2, maka formasi tersebut tidak memproduksikan pasir.

    B. Produktivity Index

    Produksivitas formasi akan mencerminkan kemampuan formasi untuk mengalirakan fluida pada kondisi tertentu, yang besarnya tergantung dari sifat-sifat fisik batuan, fluida, dan

    mekanisme pendorongnya. Dimana reservoir dengan mekanisme pendorong water drive akan

    mampu memberikan perolehan lebih baik dibandingkan dengan mekanisme pendorong

    lainnya. Untuk memberikan gambaran yang jelas pengaruh produktivitas formasi pada

    pemilihan jenis well completion , diambil contoh produktivitas batuan rekah vokanik. Dimana

    pada umumnya batuan yang berbentuk fracture mempunyai pemeabilitas yang tinggi.

  • 8/2/2019 62159845 Dasar Teori Perforasi

    4/24

    Akulumasi minyak terdapat pada macro fracture maupun micro fracture , oleh karena

    permeabilitasnya tidak merata, maka dengan cara open hole completion diharapkan aliran

    fluida dari lapisan produktif ke lubang sumur akan menjadi besar. Sedang apabila diselesaikan

    secara cased hole completion , maka fracture akan tertutup semen dan sukar ditembus

    perforasi.

    2.5.2. Perencanaan Perforated Completion

    Merupakan perencanaan tahap awal well completion dan terpenting, kerena tahap ini langsung

    berhubungan dengan zona atau formasi produktifnya.

    1. Pelaksanaan Perforator dan Peralatan Perforasi

    Peralatan perforasi terangkum dalam suatu perforator gun, dimana jenisnya dapat digolongkan

    bullet perforator dan shaped large perforator . Perbedaan dari kedua tipe ini adalah pada jenis

    peluru pelubang.

    a) Bulet Perforator

    Gambar (4.14) memperlihatkan alat perforasi jenis ini. Komponen utama dari bullet perforator meliputi :

    o Fluida seal disk yang menahan masuknya fluida sumur ke dalam alat diman

    dapat melemahkan kekuatan membakar powder .

    o Gun barrel

    o Gun body, dimana barrel disekrupkan dan juga untuk menempatkan sumbu

    (igniter) dan propelant dengan shear disk didasarnya, untuk memegang bullet

    ditempatnya sampai tekanan maksimum tercapai karena terbakarnya powder.

    o Bullet

    o Thead sell

    o Shear Disk

    o Powder Centrifuge

    o Contact-pin Assembly

    o Back Contack Spring

    Prinsip kerja bullet perforator karena arus listrik melalui wireline timbul pembakaran

    pada propelant dalam centrifuge-tube sehingga terjadi ledakan yang melontarkan bullet

    dengan kecepatan tinggi.

    Keuntungannya :

    1. Bullet lebih murah dan mudah dari jet perforator

    2. Bullet menyebabkan perekahan formasi yang dapat dipakai pada formasi yang

    tebal

  • 8/2/2019 62159845 Dasar Teori Perforasi

    5/24

    3. Perforasi yang dihasilkan bersifat burrless (rata pada bagian dalam) serta

    lubang berbentuk bulat, dengan kondisi ini maka sebagian perforasi dapat ditutup

    dengan klep-klep bola/ ball sealer sementara waktu diperlukan

    4. Bullet cocok untuk formasi lunak, dimana ia dapat menebus lebih dalam

    dibanding jetKeterbatasannya

    1. Efek fracturing dapat merugikan bila lapisan produktif tipis-tipis dan air ataufluida formasi lainnya ikut terproduksi pula

    2. Bullet tidak dapat digunakan untuk temperatur yang tinggi, lebih dari 250 oF

    3. Bullet sukar menembus formasi yang keras, dan untuk casing yang terlalutebal/berlapis-lapis

    4. Bullet yang ukuran kecil tidak memberikan hasil yang baik

    Gambar 2.2Kontruksi Bullet Peerforator

    b) Jet Perforator

    Proses perforasi dengan jet perforator dilukiskan dalam Gambar 4.15. Detonator elektris

    memulai reaksi berantai dimana berturut-turut meledakkan primacord, booster

    berkecepatan tinggi di dalam change dan akhirnya peledak utama. Tekanan tinggi yang

    dihasilkan oleh bahan peledak menyebabkan logam di dalam charge liner mengalir,

    memisahkan inneer dan outer liner. Pembentukan tekanan lebih lanjut pada liner

    menyebakan suatu dorongan jet berkecepatan tinggi dan menyebabkan suatu dorongan jet

    berkecepatan tinggi dan pertikel-partikel yang dimuntahkan dari cone pada kecepatan

    sekitar 20.000 ft/sec tekanan pada titik unjungnya kira-kira 5 juta psi.

    Selubung terluar liner rusak untuk membentuk suatu gerakan aliran metal yang rendah

    dengan kecepatan antara 1500 dan 3000 psi. Sisa outer liner ini mungkin dapat

    membentuk slug tunggal yang disebut sebagai carrot atau aliran partikel-partikel logam.

  • 8/2/2019 62159845 Dasar Teori Perforasi

    6/24

    Keuntungannya:

    1. Dapat digunakan untuk temperatur sampai 400 oF

    2. Rekahan yang terjadi tidak terlalu besar sehingga cocok untuk formasi yang tipis

    3. Lebih banyak tembakan yang dapat dilakukan untuk sekali penurunan gun ke

    dalam sumur, sehingga untuk formasi dengan interval yang panjang akan lebih baik dan murah.

    4. Jet perforator menembus formasi keras tapi baik

    5. Untuk operasi dalam tubing ( parmaneny type completion ) hanya jet yang cocok karena alat untuk bullet memerlukan diameter yang besar agar peluru cukup besar

    diameternya

    Keterbatasannya:

    1. Rekahan yang terbentuk tidak terlalu lebar sehingga tidak banyak membantu

    meningkatkan permeabilitas pada lapisan yang tebal

    2. Penggunaan ball sealer tidak dapat dipakai karena hasil pelubangan yangruncing dibagian dalam dan tidak bulat di bagian luar

    3. Jet lebih mahal jika dibandingkan dengan bullet bila dipakai pada interval

    perforasi yang pendek atau sedikit jumlah penembakannya

    Pengerjaan perforasi ini sangat penting sekali karena mempengaruhi produktivitas sumur.

    Beberapa hal yang perlu direncanakan dalam pengerjaan perforasi adalah menentukan

    posisi dan intrval perforasi.

    2. Penentuan Interval dan Posisi Perforasi

    Dalam proses produksi minyak dapat terjadi water conning, dimana hal ini akan memberikan

    pengaruh negatif terhadap perolehan minyak. Dengan fenomena gas dan water conning

    tersebut, maka para ahli mencari hubungan antara laju produksi kritis dengan parameter

    reservoir serta parameter produksi untuk menentukan interval perforasi dan posisinya.

  • 8/2/2019 62159845 Dasar Teori Perforasi

    7/24

    Gambar 2.3Prinsip Kerja Jet Perforator

    a. Metode ChiericiBeberapa anggapan yang digunakan dalam metode ini untuk mendapatkan laju produksi

    kritis, adalah :

    o Reservoir homogen

    o Bidang kontak antar fluida horizontal dan statis

    o Pengaruh tekanan kapalier diabaikan

    o Fluida reservoir incompresibel

    o Aquifer terbatas sehingga tidak merupakan tenaga pendororng

    o

    Pengembangan gas cap pelan-pelan, sehingga gradien potensial dapat diabaikanDengan anggapan-anggapan tersebut di atas maka Chierici menurunkan persamaan dalam

    tujuan penentuan posisi dan interval perforasi adalah sebagai berikut :

    ( )Q Bo

    ow2 wo ho

    oDe w= 0,003073 h

    K

    r , ,

    ....................... (2-34)

    ( )Q Bo

    og2 og ho

    oDe g= 0,003073 h

    K

    r , ,

    ........................ (2-35)

    dimana :

    Qow : laju produksi maksimum minyak tanpa terjadi water conning , STB/hari

    Qog : laju produksi maksimum minyak tanpa terjadi gas conning , Mscfd

    h : ketebalan zona minyak, ft

    K ho : permeabilitas efektif horizontal minyak, md

    : fungsi yang tak berdimensi

    : b/h : panjang interval perforasi/ketebalan zone minyak

    r De : (re/h) ( ) K K hovo / K vo : permeabilitas efektif verikal minyak, md

    g : Lg/h = jarak antara GOC-top perforasi/ketebalan zona minyak w : 1 - g

    : Lw/h = jarak antara WOC-bottom perforasi/ketebalan zona minyak

    Dari persamaan di atas, suatu syarat untuk tidak berproduksinya air dan gas bebas ke

    permukaan adalah :

    Qo Qow atau Q o Qog

  • 8/2/2019 62159845 Dasar Teori Perforasi

    8/24

    Gambar di bawah menunjukkan diagram sistem water dan gas conning .

    5 r De 80

    0 0,75

    0,07 0,9

    Penetuan interval dan posisi perforasi dengan metode ini didasarkan pada gambar-gambar tersebut.

    Gambar 2.4Diagram Sistem Wa t er dan Gas Conning

    di dalam Formasi yang Homogen

    Langkah-langkah penentuan interval dan posisi perforasi dengan metode ini adalah :

    1. Hitung r De

    2. Hitung og/ ow

    3. Ambil beberapa kemungkinan harga (misalnya 0,1 ; 0,2 dan seterusnya)

    4. Dengan memakai grafik plot antara vs (sesuai dengan harga r De yang telah

    dihitung) dan salah satu dari beberapa kemungkina harga , akan didapat dan g

    optimum berdasr harga yang telah dihitung pada langkah 2. Bila aguifer dan gas cap,

    kondisi maksimum laju produksi kritis secara teoritis memenuhi Q optimum = Q og = Q ow .

    5. Hitung harga melalui Persamaan (4-11) atau (4-12) dengan menggunakan harga-

    harga yang telah ditentukan pada langkah 4.

    6. Dengan mengetahui kemampuan sumur pada berbagai interval perforasi makadari berbagai harga Q optimum yang telah dihitung pada langkah 5, dapat ditentukan

    harga Q optimum yang sesuai atau laju produksi kritis yang sesuai dengan sumur yang

    bersangkutan

  • 8/2/2019 62159845 Dasar Teori Perforasi

    9/24

    7. Perhitungan-perhitungan tersebut diulangi lagi untuk harga interval perforasi

    yang lain sampai diperoleh harga Q optimum yang sama atau hampir dama dengan Q actual .

    Hubungan antara r De, , dengan ditunjukkan pada Gambar 4.17.

    3. Metode Pirson

    Persamaan -persamaan yang dibuat Pirson untuk menetukan laju produksi kritis dalamtiga kasus sebagai berikut :

    { }Q = 1,535- K

    ln (re / rw)h - (h - D)og

    o 2 2( )

    o g

    o

    .............................. (2-36)

    Untuk kasus water conning (lihat gambar 4.16)

    { }Q = 1,535 -ln (re/ rw)

    h - Dow2( )

    w o

    o.......................................... (2-37)

    Untuk kasus gas dan water conning yang terjadi bersama-sama seperti yang terlihat pada

    gambar (4.18), laju aliran minyak maksimum dibagi menjaadi dua aliran, pertama Q og

    yang diambil di atas bidang zo, disebut laju aliran minyak maksimum tanpa gas dari gas

    conning, dan Q ow yang diambil bidang bagi z o, disebut laju aliran minyak maksimum

    tanpa air dari water conning .

    Persamaan-persamaan tersebut dapat dituliskan sebagai berikut :

    Q = 1,535- K

    ln (re / rw)(h - z ) - (h - D - h - z )og

    oo c o

    2( )

    o g

    o

    ......... (2-38)

    Q = 1,535- K

    ln (re / rw)

    (z - (z - h + D))owo

    o2

    o

    ( )

    w g

    o

    ...................... (2-39)

    sehingga

    Qo maksimum = Q og + Q ow .............................................................. (2-40)

    dimana :

    Qo maks : laju produksi maksimum tanpa produksi air dan gas, bbl/hari

    w : berat spesifik air

    o : berat spesifik minyak

    g : berat spesifik gas

    hc : interval perforasi

    D : jarak dari puncak zone minyak ke dasar perforaasi, ft

    zo : jarak dari dasar zone minyak ke bidang bagi, ft

    Harga-harga D dan z o dapat dihitung dengan persamaan :

    D o g

    w g

    = h - (h - h )-

    -c

    .......................................................... (2-41)

  • 8/2/2019 62159845 Dasar Teori Perforasi

    10/24

    z oo g

    w g

    = h-

    -

    ............................................................................ (2-42)

    Langkah-langkah penentuan interval dan posisi perforasi :

    1. Ambil beberapa kemungkinan harga h c

    2. Hitung D dengan persamaan menggunakan persamaan (6-18)

    3. Hitung z o dengan persamaan (6-19)

    4. Hitung harga-harga Q og dan Qow melalui persamaan (6-15) dan (6-16)

    5. Hitung harga Q optimum dengan persamaan (6-17)

    6. Dengan mengetahui kemampuan sumur pada berbagai interval perforasi, makadari berbagai harga Q optimum yang telah dihitung diatas, dapat ditentukan harga Q op

    yang sesuai atau laju produksi kritis yang cocok untuk sumur yang bersangkutan.

    7. Dari harga Q opt yang dipilih pada langkah 6, maka harga interval perforasi h c,

    dan posisi D, untuk sumur yang bersangkutan dapat diketahui .

    Gambar 2.5Kondisi Water and Gas Conning Menurut Pirson

    3. Penentuan Densitas Perforasi

    Densitas perforasi adalah jumlah lubang dalam casing per satuan panjang (feet). Untuk

    menentukan densitas perforasi dapat menggunakan penelitian yang dibuat oleh Muskat,

    dimana dihasilkan hubungan antara produktivitas ratio (Qp/Qo) densitas perforasi untuk

    berbagai jarak penetrasi radial, diameter lubang perforasi dan diameter casing. Hasil

    penelitiannya ditunjukkan pada Gambar 6.19.

    dimana :

  • 8/2/2019 62159845 Dasar Teori Perforasi

    11/24

    QpQo

    =ln (

    rerw

    S + ln (rerw

    ) p

    ).................................................................... (2-43)

    Qp : laju produksi maksimum sumur perforasi, bpd

    Qo : laju produksi sumur open hole, bpd

    Sp : faktor skin perforasi, yang tergantung pada diameter perforasi, diameter sumur,

    dalam penembusannya dan sudut penembakannya.

    Misalkan suatu sumur dengan jari-jari casing 3 inchi, akan diperforasi pada suatu interval dan

    posisi untuk ini menghasilkan harga Q p/Qo = 0.6 maka dari gambar 6.19 diperoleh bahwa

    perforasi ini dapat dilakukan dengan harga density perforasi yang lebih kecil atau sama

    dengan 1. Sehingga apabila digunakan peluru dengan diameter 1/2 in atau jari-jari 1/4 inch,

    maka density perforasi yang harus digunakan adalah 4 hole/ft.

    Hubungan ini diperluas untuk suatu variabel harga dari densitas perforasi untuk suatu varibel

    harga dari densitas perforasi x jari-jari lubang perforasi yang berlaku untuk aliran steady state

    dalam formasi yang homogen. Kurva garis tebal pada gambar menunjukan jari-jari casing 3

    in. dan garis putus-putus adalah untuk jari-jari 6 inchi .

    Gambar 2.6Grafik Hubungan kv/kh terhadap Hubungan Qo/Qp dan Densitas Perforasi

    4. Perhitungan Diameter PerforasiPada gambar dibawah ini menunjukan bahwa untuk mendapatkan rate sebesar 100 bbl/day,

    dengan kedalaman penetrasi perforasi 12 inchi (305 mm) dan dimeter lubang perforasi

    sebesar 0,375 inchi (9,5) dibutuhkan drowdown ( P) sebesar 1,0 psi.

  • 8/2/2019 62159845 Dasar Teori Perforasi

    12/24

    Jadi dengan menggunakan persamaan Fanning diatas dapat ditentukan diameter lubang

    perforasi pada rate (laju aliran) yang diinginkan, dengan catatan bahwa parameter-parameter

    yang lain sesuai seperti yang tertera pada grafik, yaitu :

    f ( friction faktor ) = 0.85

    4. L ( perforation lengtih ) = 125. (spesific gravity minyak ) = 0.85

    K.C. Hong, mengambarkan pengaruh pola perforasi terhadap productivity ratio , seperti

    terlihat pada Gambar 2.7.

    Gambar tersebut menggambarkan productivity ratio versus kedalaman penetrasi perforasi

    untuk tiga pola perforasi.

    Gambar 2.7Produktivity Ratio Diameter Lubang Perforasi

  • 8/2/2019 62159845 Dasar Teori Perforasi

    13/24

    Gambar 2.8Grafik Drowdown vs Diameter Lubang Perforasi dari Persamaan Fanning

    Ketiga pola tersebut disusun secara vertikal dan lurus, dimana pola pertama (yang terbawah)

    mempunyai phasing 0 o yang disebut srtip Shooting , pola yang kedua (ditengah)

    mempunyai phasing 90 o dan pelubangan dilakukan pada suatu bidang horizontal ( simple

    pattern ), sedangkan pola ketiga (teratas) juga mempunyai phasing 90 o tetapi pelubangan

    dilakukan pada dua bidang horizontal . Permeabilitas vertikal dan hirizontal diasumsikan

    sama.

    Pola pertama ( strip shooting ) menghasilkan productivity ratio yang lebih rendah bila

    dibandingkan dengan kedua pola lainnya. Hal ini disebabkan oleh distribusi tekanan pada

    kedua pola menghasilkan drow-down yang lebih merata untuk memproduksi fluida yang lebih besar.

    Pada formasi yang isotropic (permeabilitas horizontal dan vertikal sama), keseragaman

    besarnya drow-down dihubungkan terhadap jarak antara pelubangan yang berdekatan. Jarak

    yang terbesar terdapat pada pola ketiga ( staggered pattern ), ( staggered pattern ), sehingga

    pola tersebut mempunyai productivity ratio yang tertinggi .

    Gambar 2.9Pengaruh Pola Perforasi pada Produktivity Ratio

    Kedalaman Penetrasi Perforasi

    Dari hasil penelitian Stanley Locke, digambarkan pengaruh dari kedalaman penetrasi

    perforasi (perforation length) terhadap productivity ratio, seperti terlihat pada gambar 6.23.

    Productivity ratio mencapai harga maksimum pada kedalaman penetrasi kira-kira 12 inch

  • 8/2/2019 62159845 Dasar Teori Perforasi

    14/24

    (395 mm). Juga terlihat bahwa productivity ratio akan makin meningkat dengan pertambahan

    kedalaman penetrasi perforasi.

    Pada Gambar 6.24, digambarkan untuk suatu kedalaman penetrasi yang sama, maka besarnya

    productivity ratio akan bertambah dengan bertambahnya density perforasi. Jadi density

    perforasi akan mempengaruhi besarnya productivity ratio pada suatu harga kedalaman

    penetrasi dari perforasi .

    Gambar 2.10 Produktivity Ratio vs Penetrasi Perforasi

  • 8/2/2019 62159845 Dasar Teori Perforasi

    15/24

    Gambar 2.11

    Produktivity ratio vs Kedalaman Penetrasi pada BerbagaiHarga Density Perforasi

    5. Perhitungan Faktor Skin Perforasi

    Laju aliran dari formasi kedalam sumur pada perforted casing completion , dipengaruhi oleh

    kerusakan ( damage ) dan lubang perforasi. Dalam hal ini keduanya dapat dikatakan sebagai

    skin yang sama secara kwantitatif dapat berharga positif atau negatif. Untuk selanjutnya

    masing-masing dinyatakan sebagai skin damage (Sd) dan skin perforasi (Sp).

    Sedangkan hasil dari analisa tes tekanan memberikan harga skin total (St), dimana :

    S t = S d + S p ......................................................................................... (2-44)

    Teori analisa fluida menuju ke sumur menganggap geometri aliran radial dengan batas-batas r

    = r w (dinding.formasi) dan r = re (batas pengurasan). Apabila faktor skin diperhitungkan

    sebagai kehilangan tekanan, maka persamaan menjadi :

    q =7,08 k h ( Pr - Pwf)

    B (ln (re / rw) - 1 / 2 + S) ............................................. (2-45)

    dimana :

    S = S t untuk sumur berselubung (ber-casing)

    S t = S d atau S p = 0 untuk open hole completion

    Dalam hal ini, makin kecil diameter perforasi, semakin besar skin perforasinya. Dan makin banyak lubang juga makin dalam perforasinya, maka skin semakin kecil.

    Untuk menentukan harga skin faktor akibat perforasi (Sp), K.C. Hong telah membuat

    beberapa grafik seperti pada gambar 6.25 ( simple pattern ) dan gambar (4.26) (Staggered

    patterns)

    Gambar 6.27 berfungsi untuk koreksi bila diameter perforasi 0,25 dan 1,0 inch.

  • 8/2/2019 62159845 Dasar Teori Perforasi

    16/24

    Langkah-langkah untuk menentukan (Sp) dengan menggunakan grafik sebagai

    berikut :

    a) Tentukan harga :

    Diameter sumur (dw) yaitu diameter outside casing (OD) ditambah dua kali

    ketebalan semen. Ratio permeabilitas vertikal dengan horizontal, kv/kh

    Pola perforasi (yaitu harga perforations phasing, 0 dan masing-masing perforasi,

    h)

    Depth of penetration (dihitung dari muka semen), ap.ap adalah total Berea

    Sandstone sebagai dasarnya, yang memiliki compresive strength sebesar 6500 psi.

    Jika harga compresive strength untuk suatu formasi diketahui, harga ap dapat

    dikoreksi dengan menggunakan persamaan sebagai berikut :

    Bullet Perforation :

    P = PCCf B

    B

    f

    1 15,

    .................................................................. (2-46)

    Jet Perforation :

    P P e (C - C )f B8,6 x 10

    B f

    -5

    = ................................................ (2-47)dimana :

    P f = penetration in formation, in = ap

    PB = TCP pada Beroa Sandstone, in

    CB = compressive strength pada Barea Sandstone, 6500 psi

    C f = compressive strength pada formasi, psi

    b) Gunakan Gambar 4-25 (untuk simple patterns ) atau Gambar 6-26 (untuk staggered patterns ) untuk mendapatkan harga (Sp). Mulailah dari sisi kiri nomogram dan

    dibuat garis penghubung dengan parameter-parameter dari langkah 1.

    c) Dengan memakai Gambar 4.27, dilakukan koreksi harga Sp dari langkah 2

    untuk diameter perforasi yang berbeda. Setelah harga Sp didapat, maka dapat dihitungharga skin total (St) apabila skin damage (Sd) diketahui, sehingga perhitungan

    productivitas sumur bisa dilakukan dengan menggunakan Persamaan 4-21. Sedangkan

    untuk menetukan productivity ratio -nya dapat menggunakan persamaan :

  • 8/2/2019 62159845 Dasar Teori Perforasi

    17/24

    Produktivity Ratio (PR) =q

    q=

    lnrerw

    St + lnrerw

    p.............................. (2-48)

    Apabila St berharga negatif, berarti PR akan mempunyai harga lebih dari satu. Jadi dapat

    disimpulkan bahwa laju produksi sumur yang diperforasi dapat lebih besar dari laju

    produksi sumur pada kondisi open hole .

    d) Dengan memakai Gambar 4.27, dilakukan koreksi harga Sp dari langkah 2

    untuk diameter perforasi yang berbeda. Setelah harga Sp didapat, maka dapat dihitung

    harga skin total (St) apabila skin damage (Sd) diketahui, sehingga perhitungan

    productivitas sumur bisa dilakukan dengan menggunakan Persamaan 4-21. Sedangkan

    untuk menentukan productivity ratio- nya dapat menggunakan persamaan :

    Produktivity Ratio (PR) = qq

    =ln

    re

    rwSt + ln

    rerw

    p .............................. (2-49)

    Apabila St berharga negatif, berarti PR akan mempunyai harga lebih dari satu. Jadi dapat

    disimpulkan bahwa laju produksi sumur yang diperforasi dapat lebih besar dari laju

    produksi sumur pada kondisi open hole .

    6. Perhitungan Pressure Drop Perforasi

    Salah satu penyebab rendahnya productivitas sumur pada perforated completion adalah

    karena program pelubangan selubung (perforasi) yang tidak memadai. Apabila kondisi ini

    terjadi akan berakibat timbulnya suatu hambatan terhadap aliran atau bertambahnya penurunan tekanan ( pressure drop ) dalam formasi.

    Oleh karena itulah, Carl Granger dan Kermit Brown telah menggunakan analisa Nodal untuk

    mengevaluasi besarnya penurunan tekanan melalui lubang perforasi, pada berbagai harga

    density perforasi.

    Analisa Nodal disini, diterapkan untuk Standart Perforated Well , dengan menganggap

    perforated hole turn 90 o dan tidak terjadi damage zone disekeliling lubang bor.

    Anggapan-anggapan lain yang digunakan dalam mengevaluasi pressure drop melalui lubang

    perforasi ini adalah :

    a) Permeabilitas dari crushed zone atau compact zone yaitu :o dari permeabilitas formasi apabila diperforasi dengan tekanan overbalanced

    (tekanan hidrostatis dalam lubang bor lebih besar daripada tekanan formasi).

    o dari permeabilitas formasi, apabila diperforasi dengan tekanan underbalanced

    (tekanan hidrostatis dalam lubang bor lebih kecil daripada tekanan formasi).

    b) Ketebalan crushed zone adalah 1/2 inch.

  • 8/2/2019 62159845 Dasar Teori Perforasi

    18/24

    c) Infiniti reservoir, sehingga P wst tetap pada sisi dari compact zone, jadi pada

    closed outer boundary, konstanta - 3/4 pada persamaan Darcy dihilangkan.

    d) Untuk mengevaluasi pressure drop melalui lubang perforasi digunakan

    persamaan dari Jones, Blount dan Galze.

    Open Perforated Pressure DropPersamaan dibawah ini hanya berlaku untuk sumur minyak pada umumnya, yaitu sebagai

    berikut :

    P - P = aq + bq = Pwfs wf 2 .................................................. (2-50)

    ( )P =

    2,30 x 10 Bo (1 / rp + 1 / re)

    2q

    + .. .

    Bo (ln re/ rp)

    10 Lp kpq

    -4 2

    -3

    o

    L

    o x

    p2

    7 08,

    ................ (2-51)

    dimana :

    ( )a =

    2,30 x 10 Bo (1 / rp + 1 / re)

    b =Bo (ln re / rp)

    10 Lp kpq

    = turbilenc e faktor, ft =2,33 x 10

    kp

    -4 2

    -3

    -110

    o

    L

    o

    x

    p2

    7 08

    1 201

    ,

    ,

    dimana :

    Bo = faktor volume formasi, bbl/STB o = densitas minyak, lb/cuft

    Lp = perforation length, ft

    Kp = permeabilitas compact zone, md (kp = 0,1 k formasi, jika overbalanced dan

    kp = 0,4 k formasi, jika konsidi underbalanced).

    rp= jari-jari lubang perforasi, ft

    re= jari-jari compact zone, ft (re = rp + 0,5 inch)

    o = voscositas minyak, cp.

    2.6. PERFORASI SUMUR X-3

    Well history :

    Des, 2004 : Memulai pemboran dengan SPA-10 rig bor. Set 13- 3/8 casing di

    kedalaman 307ft. set 9- 5/8 casing at 3047ft MD. Melanjutkan

    pemboran 8 hole to TD @3405 ft MD. Set 5 " casing FS pada

  • 8/2/2019 62159845 Dasar Teori Perforasi

    19/24

    3393 ft MD dan FC pada 3348 ft MD. Cementing 5 casing got

    bump plug 1500 Psi dan tahan selama 5 menit, fluida mengalir balik

    0,5 bbls. Rata-rata inklinasi adalah 28 deg.Des, 2004 : Selesai menggunakan rig pemboran SPA-10 dengan perforasi

    formasi baturaja pada 3088-3098 ft MD DIL-SP-GR. Swabbing

    sumur dengan total recover 271 bbls. Melakukan matrix acid dengan

    12bbls 15% HCL, campuran asam.Des, 2004 : Mentes sumur, dengan rate 13BOPD, 52 BFPD, 75% WC, US/DS 345/-

    120 .Jan, 2005 Mengetes sumur, 585 BFPD, 100%WC, US/DS , 380/120 .

    Wellhead Configuration

    Section A : 9 5/8 x 11 3000 Psig

    Section B : 11 x 7 1/16 3000 Psig

    Section D : 7 1/16 x 2 9/16 3000 Psig

    1. Status Sumur : sumur ditutup karena water cut yang tinggi. Estimasi tekanan padaformasi baturaja 800 psig.

    2. Gambaran umum dan tujuan pekerjaan

    a. Menutup formasi baturaja pada interval 3088 3098 ft MD-DIL-SP-GR

    b. Perforasi formasi baturaja pada interval 3058 3072 ft MD-DIL-SP-GR lalu lakukan

    acidizing pada sumur tersebut.

    c. Tutup sumur selama 12 jam lalu lakukan SBHP survey.

    d. Put the well on stream.

    Prosedur Kerja

    A. Squeeze off Baturaja formasi pada interval 3088-3098 ft MD-DIL-SP-GR menggunakan 25 sxs G semen

    B. Perforasi formasi baturaja @ 3058 3072 ft MD-DIL-SP-GR menggunakan

    2 1/8 link shogun, 5 SPF, 60 deg phasing.

    1. R/U EPI logging unit, BOP riser, lubricator dan GIT. Tes GIT pada 200 psi dan 1000 psi,

    tahan masing masing 10 menit (tes GIT dengan gun terisi pada lubricator). RIH dengan

    perforating tool untuk perforasi formasi baturaja @ 3058 3072 ft MD-DIL-SP-GR

    menggunakan 2 1/8 link shogun, 5 SPF, 60 deg phasing. POOH shooting tool. R/D EPI

    logging unit. (harus di saksikan oleh company man atau WOWS/completion engineer).

    Stand by selama 10 menit setelah perforasi untuk

    menstabilkan lubang bor sebelum menurunkan tools untuk mencatat log perforasi.

    Mencatat log sebelum dan setelah perforasi dan SITP.

    Mengirim hasil log sebelum dan sesudah perforasi ke

    WO/Reservoir Engineer.

  • 8/2/2019 62159845 Dasar Teori Perforasi

    20/24

    2. Mengamati sumur, memeriksa SITP dan turunkan tekanan tekanan jika ada. Sirkulasi sumur

    dengan 8,4 ppg SW untuk 1 x BTU (63bbls). Pastikan sumur mati.

    3. N/D CB head. Turunkan tubing 2 7/8 ke 3080 ft MD dan sirkulasikan sumur 1 x BTU.

    C. Acidized formasi baturaja pada interval 3058 3072 ft MD-DIL-SP menggunakan

    15% HCL campuran asam, 40 GPF dengan 10% excess.

    2.7. Pengamatan Peralatan di Lapangan

    Peralatan yang ada di lapangan :

    1. Rig

    a. Sistem pengangkat (Hoisting System)

    Berfungsi untuk menyediakan fasilitas untuk mengangkat, menahan, dan menurunkan

    drillstring,casing string, tubing dan perlengkapan bawah permukaan lainnya dari dalam

    sumur atau ke luar sumur.

    o Portable Mast (derrick)

    Menyediakan ruang ketinggian vertical yang diperlukan untuk mengangkat pipa dari atau

    menurunkan ke sumur.

    o Block dan Tackle

    Berfungsi untuk memberikan keuntungan mekanik, sehingga mempermudah penanganan

    beban berat, yang terdiri dari : Crown block, treveling block, dan drilling line.

    o Drawwork

    Menyediakan daya untuk mengangkat dan menurunkan beban yang berat, yang terdiri

    dari bagian utama yaitu ;Drum, brake, transmisi, dan cathead.

    b. circulating system

    berfungsi untuk mengangkat serpih dan fluida dari dalam sumur ke permukaan, terdiri dari

    pompa, line dan pits (tangki).

    c. rotaring sistem

    berfungsi untuk mentransfer putaran, yaitu power swivel.

    d. BOP system

    BOP adalah peralatan yang diletakkan tepat diatas permukaan sumur untuk menyediakan

    tenaga untuk menutup sumur bila terjadi kenaikan tekanan yang tiba-tiba dan berbahaya

    selama sumur sedang di workover maupun di servis. Bagian dari BOP sendiri adalah :

    o Annular Preventer

    Didesing untuk menutup disekelililng lubang sumur dengan berbagai jenis ukuran dan

    bentuk peralatan yang sedang diturunkan ke dalam sumur. Sehingga annular BOP ini

    dapat menutup annulus di sekitar tubing,casing. Annular preventer berupa master valve

    yang umumnya ditutup pertama kali bila sumur mengalami well kick, karena

    kefleksibelan karet penutupnya.

  • 8/2/2019 62159845 Dasar Teori Perforasi

    21/24

    o Pipe Ram

    Didesign untuk menutup annulus di sekeliling peralatan yang berupa tubing dan casing.

    o Blind ram

    Bentuk dan fungsi mirip dengan pipe ram hanya saja ram ini di design untuk menutup

    dan mengisolasi sumur tanpa tubing dan casing.BOP yang dipakai adalah 7-1/16 x 3000 psi

    Dalam pekerjaan workover, wellservice, dan well completion, PT Medco E&P menggunakan

    empat rig yang bertipe portable mast yaitu :

    o Rig Sky Top-2 (2 jts)

    o Rig Ideco- V (2 jts)

    o Rig BNP (1 jt)

    o RIG Essarindo (2 jts)

    2. casing

    adalah suatu pipa baja berfungsi antara lain untuk : mencegah gugurnya dinding sumur,

    menutup zona tekanan abnormal,zona lost dan sebagainya. Casing yang biasa digunakan

    adalah :

    o 13-3/8 H-40

    o 9-5/8 H-40

    o 5-1/2 K-55

    3. Tubing

    Adalah pipa yang terdapat di dalam casing yang berfungsi sebagai pipa produksi. Tubing yang

    biasa digunakan adalah tubing 2-7/8.J-55.

    4. Tubing head

    Berfunsi untuk menggantung tubing didalam well head.

    5. Packer

    adalah peralatan bawah permukaan yang digunakan untuk menyekat antara tubing dengan

    casing, untuk mencegah aliran vertical disepanjang annulus casing-tubing.

    Packer yang dipakai adalah 5-1/2 R-3 packer

    6. Bit

    Berfungsi untuk member/membuat lubang suatu lapisan, didalam workover biasanya digunakanuntuk mengebor semen.

    7. BPV

    8. BOP wireline

    Adalah BOP yang digunakan pada waktu wire line dan dipasang menyambung dengan tubing.

    BOP wire line yang digunakan adalah 5000 psi.

    9. Gas lift Mandrell

  • 8/2/2019 62159845 Dasar Teori Perforasi

    22/24

    Rumah tempat gas lift valve yang di sambungkan dengan tubing. Bentuknya adalah tubing yang

    mempunyai perut, dimana berdiameter sebesar tubing ditambah diameter gas lift valve. Perut

    tersebut harus diisi gas lift dummy agar lubang yang tersedia tertutup pada saat sumur belum

    memerlukan gas lift. Mandrell yang digunakan adalah 2-3/8.

    10. Gas lift Valve

    Valve yang dipasang pada gas lift mandrell yang akan terbuka pada tekanan tertentu

    11. dummy valve

    valve yang dipasang pada gas lift mandrell apabila sumur belum memerlukan gasliftt atau sumur

    sedang dilakukan workover tertentu.

    12. well head

    kepala sumur dimana terdapat tubing hanger, casing hanger dan x-tree.

    13. X-tree

    Bagian paling atas dari well head yang ,yang terdiri dari tubing adapter, katup-katub, fitting,,

    alat pengukur tekanan dan choke. Fungsi X-tree adalah sebagai pengatur laju aliran produksi.14. cementing Unit

    unit peralatan yang digunakan dalam penyemenan, dan dapat juga digunakan untuk melakukan

    accidizing, dengan bagian utamanya adalah pompa dengan kapsitas yang besar. Pada

    pelaksanaan cementing dan accidizing, PT Medco E&P menggunakan jasa servis dari

    Halliburton, baik untuk cementing maupun untuk acidizing Di cementing unit memiliki pompa

    dengan tekanan hingga 15.000 psi .

    15. logging unit

    unit peralatan yang digunakan dalam logging dan perforasi.

    Pada pelaksanaan perforasi, PT Medco E&P menggunakan jasa servis dari EPI (ExspanPetrogas Internusa). Di Logging unit terdapat wire line, peralatan logging, dan ruang monitoring

    16. perforator

    alat yang digunakan untuk membuat lubang perforasi.bagian dari perforator adalah :

    o Prima Cord

    HMX 80 gr

    o Detonator

    0-22 HE

    o Charge

    Shogun Link

    o Accessories

    Perforator yang digunakan adalah 2-1/8 Link Shogun,dan biasanya menggunakan 5 SPF.

    17. swab tool

    peralatan yang digunakan untuk melakukan swabbing.

    18. poor boy separator

  • 8/2/2019 62159845 Dasar Teori Perforasi

    23/24

    alat untuk memisahkan fluida dan gas dari fluida hasil swabbing.

    Bahan-bahan :

    1. salt water

    adalah air yang mengandung garam, sehingga memiliki densitas yang lebih kecil dari fresh

    water. Biasanya digunakan sebagai killing fluid yaitu cairan untuk mematikan sumur ketika

    sumur akan dilakukan workover dan wellservice. SW yang digunakan adalah 8,4 ppg.

    2. fresh water

    berupa air tawar ,biasanya digunakan untuk spacer, dan circulation fluid.

    3. acid

    zat yang digunakan dalam melakukan pengasaman pada sumur. Asam yang digunakan adalah

    HCl.

    4. Acid Additive

    SurfactantSurfactant merupakan zat kimia yang dapat memperkecil tegangan permukaan dari suatu cairan

    dengan mengabsorbsi pada permukaan antara cairan dan gas. Penambahan surfactant harus

    sesuai dengan additif yang lain agar tidak menimbulkan masalah lain yang merugikan.

    Surfactant yang digunakan adalah Losurf.

    Corrosion Inhibitor

    Corrosion inhibitor merupakan additif yang selalu digunakan dalam setiap operasi pengasaman,

    dengan mengingat kondisi asam yang korosif terhadap peralatan logam. Dengan adanya

    corrosion inhibitor , walaupun tidak bisa 100% menghilangkan korosi, tetapi dapat mengurangi

    laju korosi hingga batas yang dapat ditolerir. corrosion inhibitor yang digunakanadalh HAL-85.Mutual Solvent

    Umumnya mutual solvent digunakan pada saat after flush (overlfush ) di belakang campuran HF-

    HCl. Fungsinya adalah untuk membersihkan formasi dari sisa-sisa pengasaman. mutual solvent

    yang digunakan adalah MUSOL-A.

    Aromatic Solvent (anti sludge)

    Formasi dengan minyak berat, sludge (gumpalan atau endapan), asphalt dan scale berlapis

    minyak perlu digunakan aromatic solvent untuk melarutkannya agar kerja asam lebih baik lagi.

    Solven digunakan sebagai preflush atau pendispersi dalam fluida asam treatment untuk

    melarutkan hidrokarbon sehingga asam dapat bereaksi dengan material formasi atau materail

    asing penyumbat pori. anti sludge yang dipakai adalah AS-7.

    5. cement

    adalah material yang dipakai untuk penyemenan. Semen yang digunakan adalah semen G

    Indocement dan semen G Kujang. Semen kelas G digunakan untuk penyemenan dibawah

    8000 ft dan merupakan semen dasar.

  • 8/2/2019 62159845 Dasar Teori Perforasi

    24/24

    6. cement additive

    Accelerator

    Accelerator digunakan untuk mempercepat penguatan semen dan mengurangi waktu WOC. Hal

    ini sangat penting untuk mempercepat proses pekerjaan selanjutnya setelah penyemenan,

    Retarder

    Retarder digunakan untuk menambah thickening time bubur semen, jika diperlukan

    penambahan waktu untuk penempatan semen.

    LCM

    Adalah zat yang digunakan untuk mengurangi terjadinya lost cieculation yang berlebihan di

    dalam sumur ke formasi. LCM yang digunakan adalah H322L.

    Friction Reduction

    Adalah zat additive yang digunakan untuk memgurangi gesekan (friksi) dari semen . additive

    yang digunakan adalah CFR3L.

    Anti FoamAdalah zat additive yang digunakan untuk mencegah terjadinya gelembung dalam slurry semen.

    Gelembung pada semen akan membuat semen kurang kuat setelah kering. Zat yang digunakan

    adalah D-Air2.