PROPOSAL PENGAJUAN PRAKTIK KERJA
LAPANGAN
OPTIMASI KINERJA SUMUR MINYAK LAPANGAN-X
MENGGUNAKAN PROSPER
KERTAS KERJA WAJIB
Oleh :
RAKHA HELMIN SYAKIR
NIM: 201410059
PROGRAM STUDI TEKNIK PRODUKSI MINYAK DAN GAS
POLITEKNIK ENERGI DAN MINERAL AKAMIGAS
CEPU, 2022
ABSTRAK
Optimalisasi produksi sumur minyak dan gas menggunakan Integrated
Petroleum Modeling (IPM) telah menjadi salah satu teknik yang sukses berkontribusi
terhadap efisiensi dan kuantitas produksi yang lebih baik dari banyak sumur.
Pemodelan sumur menggunakan PROSPER, salah satu komponen Integrated
Production Modeling (IPM) diterapkan di lapangan X yang berlokasi di PT. Pertamina
EP Zona 1 Jambi Model ini membawa semua sifat sumur dengan deskripsi terperinci
tentang reservoir dan vertical lift performance. Prosesnya mencakup empat fase. Tahap
pertama adalah membangun model sumur dengan menggunakan data PVT, IPR,
surface dan equipment data. Tahap kedua adalah membangun well matching
berdasarkan data well test bulanan. Hal ini membantu memastikan bahwa model
dikalibrasi dan dibuat dengan baik. Fase ketiga adalah melakukan well analysis
berdasarkan hasil well matching. Well analysis dapat dilakukan dengan mengevaluasi
setiap komponen sumur produksi. Seringkali prosedur ini akan mengidentifikasi
kemungkinan masalah yang terjadi pada komponen produksi yang membatasi aliran
dan menyebabkan sumur produktivitas sumur tidak mencapai angka optimalnya.
Secara keseluruhan, teknik optimasi produksi ini memungkinkan engineer untuk
mendapatkan beberapa modifikasi dan saran yang diharapkan dapat meningkatkan
produksi sebagai fase ke-empat.
Kata kunci : PROSPER, optimasi, Well Analysis
ABSTRACT
Optimization of oil and gas well production using Integrated Petroleum
Modeling (IPM) has become one of the successful techniques contributing to the
efficiency and quantity of production that is better than many wells. Well modeling
using PROSPER, one of the components of Integrated Production Modeling (IPM), is
applied in field X located in PT. Pertamina EP Region 1 Jambi . The model carry all
the properties of the well with a detailed description of the reservoir and vertical lift
performance. The process includes four phases. The first stage is to build a well model
using PVT, IPR, surface and equipment data. The second stage is to build well
matching based on monthly well test data. This helps ensure that the model is
calibrated and made properly. The third phase is to conduct a well analysis based on
the results of well matching. Well analysis can be done by evaluating each component
of a production well. This procedure will then identify possible problems occurring in
production components that limit the flow and cause the well productivity well not to
reach its optimum. Overall, this production optimization technique allows engineers to
get some modifications and suggestions that are expected to increase production as a
fourth phase.
Keywords : PROSPER, optimization, well analysis
DAFTAR ISI
ABSTRAK ..................................................................................................................... i
ABSTRACT ................................................................................................................... iii
DAFTAR ISI ................................................................................................................ iv
DAFTAR GAMBAR ................................................................................................... vi
BAB I PENDAHULUAN ............................................................................................. 1
1.1
Latar Belakang ............................................................................................... 1
1.2
Rumusan Masalah .......................................................................................... 1
1.3
Tujuan ............................................................................................................. 2
1.4
Manfaat ........................................................................................................... 2
BAB II Kajian Pustaka .................................................................................................. 5
2.1
INTEGRATED PRODUCTION MODELLING- PROSPER .......................... 5
2.2
Reservoir Sembur Alam (Natural Flow) ........................................................ 6
2.3
Inflow Performance Relationship (IPR) ......................................................... 7
2.4
Vertical Lift Performance (VLP) ................................................................... 9
2.5
Well Productivity .......................................................................................... 10
2.6
Parameter Dasar ........................................................................................... 12
2.6.1
Productivity Index ................................................................................. 12
2.6.2
Pressure Gradient .................................................................................. 13
2.6.3
Viskositas .............................................................................................. 13
BAB III METODOLOGI ............................................................................................ 15
3.1
Alur Penelitian .............................................................................................. 15
3.2
Data dan Sumber Data .................................................................................. 16
BAB IV JADWAL PENELITIAN.............................................................................. 17
4.1
Tempat Penelitian ......................................................................................... 17
4.2
Waktu Penelitian Dan Jadwal Penelitian ...................................................... 17
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................. 18
LAMPIRAN ............................................................................................................... 21
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Menu Utama PROSPER ......................................................................6
Gambar 2.2 Kurva IPR ............................................................................................8
Gambar 2.3 Production System .............................................................................10
Gambar 3.1 Flowchart Sistem Optimasi Menggunakan PROSPER ......................15
BAB I PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Ada banyak sumur minyak dan gas di seluruh dunia yang belum dioptimalkan
untuk mencapai objektifitas yang efisien. Bahkan, banyak yang mungkin secara rutin
dilakukan maintenance yang tidak memaksimalkan potensi maksimum dari sumur.
Optimalisasi produksi sumur minyak dan gas menggunakan well modeling telah
berkontribusi pada peningkatan teknik penyelesaian, efisiensi yang lebih baik dan
produksi yang lebih tinggi dengan banyak sumur. Salah satu aspek terpenting dari well
analysis adalah menawarkan bahwa sumur dapat memproduksi dengan rate yang lebih
tinggi dari rate sekarang.
Dengan menggunakan Integrated Production Modeling (IPM), model sumur
dibuat menggunakan PROSPER. Pemodelan sumur menggunakan PROSPER
merupakan jembatan antara reservoir dan model permukaan. Model ini membawa
semua properti sumur dengan deskripsi rinci tentang reservoir dan vertical lift
performance. Pada akhir proyek ini, beberapa rekomendasi dan saran diajukan untuk
mengoptimalkan produksi lapangan dalam waktu dekat.
1.2
Rumusan Masalah
Perumusan masalah pada Kertas Kerja Wajib ini adalah sebagai berikut:
1. Apakah sumur telah mencapai produksi optimal?
2. Bagaimana cara melakukan Well Modeling?
1
3. Apa parameter yang bisa ditingkatkan guna menaikkan produksi sumur?
1.3
Tujuan
Tujuan dari metode optimasi produksi adalah untuk meningkatkan kinerja
komponen sumur agar didapatkan laju potensial maksimumnya, khususnya
menentukan kesesuaian ukuran tubing dengan tekanan reservoirnya. Dengan demikian
memberikan kesempatan bagi engineer untuk mengusulkan kemungkinan rekomendasi
dan modifikasi sumur yang dapat meningkatkan produksi di kemudian hari.
1.4
Manfaat
Dalam Kerja Praktik ini adapun manfaat yang bisa didapat yaitu:
a. Untuk Mahasiswa :
• Memenuhi syarat penilaian mata kuliah Kerja Praktik di program studi
Teknik Produksi Migas, Kampus PEM Akamigas.
• Mendapatkan pengetahuan tentang masalah teknis yang nyata serta
solusinya di dunia kerja.
• Membangun sebuah metode berpikir secara sistematis dan konstruktif
ketika menghadapi masalah di dunia kerja.
• Menerapkan pembelajaran yang telah didapatkan selama mengikuti
perkuliahan di PEM Akamigas.
2
• Mengenalkan dan membiasakan diri terhadap suasana kerja secara nyata
dan dapat membangun etos kerja yang baik, serta sebagai upaya untuk
memperluas wawasan dalam dunia kerja.
• Memperdalam pemahaman mengenai dunia industri produksi minyak dan
gas secara nyata khususnya yang diterapkan oleh PT. Pertamina Hulu
Rokan Zona 1 Jambi
b. Untuk Perusahaan :
• Kesempatan untuk melakukan evaluasi terhadap sistem perguruan tinggi di
Indonesia dari mahasiswa yang melakukan kegiatan kerja praktik.
• Untuk
mendapatkan
input
dari
hasil
analisis,
penelitian
serta
pengembangan yang dilakukan peserta kegiatan kerja praktik.
• Mengetahui metode ataupun teknologi yang bisa didapatkan untuk
menyelesaikan masalah yang ada di perusahaan.
• Mempunyai kesempatan yang lebih untuk melihat peluang yang bisa
dikembangkan di bidang Produksi untuk perusahaan.
• Mempunyai data dari calon mahasiswa yang berkualitas sebagai referensi
perekrutan calon pekerja di masa mendatang.
c. Untuk Institusi Pendidikan :
• Berkontribusi untuk memfasilitasi mahasiswa mengenali dunia kerja yang
nyata sehingga bisa menghasilkan lulusan yang lebih kompeten.
3
• Kesempatan untuk melakukan evaluasi metode pengajaran maupun
kurikulum didasarkan hasil/ laporan dari proses kerja praktik mahasiswa.
• Untuk mempererat dan memperkuat hubungan PEM Akamigas dengan PT.
Pertamina Hulu Rokan Zona 1 Jambi
4
BAB II Kajian Pustaka
2.1
INTEGRATED PRODUCTION MODELLING- PROSPER
Berdasarkan Integrated Petroleum Handbook yang diterbitkan oleh Petroleum
Experts Limited, PROSPER adalah suatu program yang digunakan untuk desain, dan
optimalisasi sumur yang merupakan bagian dari Integrated Production Modeling
Toolkit (IPM).
Beberapa aplikasinya meliputi:
•
Merancang dan mengoptimalkan well completion termasuk sumur multi lateral,
multilayer, dan horizontal
•
Merancang dan mengoptimasi ukuran tabung dan pipa
•
Merancang, mendiagnosa, dan mengoptimalkan gas lift, hydraulic pump, dan
sumur ESP.
•
Men-generate lift curves yang digunakan dalam simulator
•
menghitung kehilangan tekanan di sumur, saluran aliran, dan di seluruh choke
•
Memprediksi temperatur aliran di sumur dan pipa
•
Memantau kinerja sumur untuk mengidentifikasi sumur dengan cepat sumur
yang membutuhkan tindakan perbaikan
•
Menghitung total skin dan tentukan kerusakan (kerusakan, penyimpangan atau
penetrasi parsial)
•
mengalokasi produksi antar sumur
5
Gambar 2.1 Menu Utama PROSPER
2.2
Reservoir Sembur Alam (Natural Flow)
Bila tekanan reservoar cukup besar, sehingga mampu mendorong fluida
reservoar sampai ke permukaan disebut sebagai “sumur sembur alam”. Sumur semburalam 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.
6
4. Untuk memproduksikan reservoir pada laju yang paling efisien
5. Untuk mencegah water atau gas coning
Biasanya choke dipasang pada awal produksi (choke/bean performance),
kemudian dengan bertambahnya waktu ukuran choke akan bertambah, dan pada
akhirnya choke akan dilepaskan seluruhnya agar tetap diperoleh laju produksi yang
optimum. Beberapa faktor yang harus diperhatikan dalam menentukan laju produksi
maupun menganalisa kelakuan sumur sembur alam, yaitu:
•
Inflow Performance Relationship
•
Tubing (Vertical Flow) Performance
•
Sistem di permukaan
•
Fasilitas peralatan di permukaan
•
Fasilitas peralatan bawah permukaan
Semua faktor di atas berkaitan erat satu dengan yang lain, dan akan
mempengaruhi aliran minyak, gas dan air dari reservoar sampai ke fasilitas di
permukaan.
2.3
Inflow Performance Relationship (IPR)
Saat memproduksikan suatu sumur, sangat diperlukan informasi tentang
kelakuan dari reservoir yang diproduksi. Kelakuan reservoir biasanya ditunjukkan
dengan adanya aliran dari reservoir yang disebabkan oleh adanya tekanan reservoir
(Pr). Aliran dari reservoir kelubang sumur dinamakan inflow performance, dan inflow
7
performance relationship untuk kurvanya atau disebut juga dengan kurva IPR
(Hermadi, 2016). Kurva inflow performance relationship (IPR) merupakan kurva yang
menggambarkan kemampuan suatu sumur untuk berproduksi, yang dinyatakan dalam
hubungan antara laju produksi (q) terhadap tekanan alir dasar sumur (Pwf). Pembuatan
kurva IPR terlebih dahulu harus diketahui nilai productivity index (PI) sumur yang
didefinisikan sebagai gambaran secara kualitatif mengenai kemampuan sumur untuk
berproduksi (Musnal, 2014).
Gambar 2.2 Kurva IPR
IPR didefinisikan dalam range tekanan antara tekanan reservoir rata-rata dan
tekanan atmosfer. Laju alir yang sesuain dengan tekanan atmosfer disebut juga sebagai
8
absolute open flow potential (AOFP) dari sumur. Ketika sumur dalam kondisi shut-in,
laju alir selalu nol ketika Pwf merupakan tekanan reservoir rata-rata.
2.4
Vertical Lift Performance (VLP)
VLP membawa aliran fluida melalui tubing produksi, kepala sumur, dan
flowline di permukaan. Menganalisis aliran fluida secara umum meliputi penentuan
penurunan tekanan di setiap bagian sistem aliran. Ini merupakan masalah yang
kompleks, karena meliputi aliran simultan dari minyak, gas, dan air (aliran multifasa),
yang membuat penurunan tekanan tergantung pada banyak variabel, beberapa
diantaranya saling bergantung. Solusi analitik tidak ditemukan untuk masalah ini,
namun sebaliknya untuk memprediksi penurunan tekanan dalam aliran multifasa telah
dikembangkan korelasi empiris dan metode mekanistik. Untuk penurunan tekanan
dalam pipa vertikal, horizontal, dan directional sudah disediakan oleh program
computer dan model tersebut (Abdel-Aal et al., 2003).
Vertical Lift performance adalah analisa fluida dari dasar sumur ke permukaan
melalui pipa tegak (tubing), dimana pada aliran melalui tubing ini terjadi kehilangan
tekanan (pressure loss) paling besar Faktor-faktor yang mempengaruhi aliran fluida
dari dasar sumur sampai ke permukaan antara lain
1. Gesekan antara fluida formasi dengan diameter dalam tubing.
2. Gradient tekanan fluida
3. Banyaknya gas yang terlarut dalam cairan (Amin, 2014)
9
2.5
Well Productivity
Menurut jurnal yang diterbitkan oleh departemen teknik perminyakan dari
Heriot-Watt University, produktivitas sistem tergantung pada kehilangan tekanan yang
terjadi di beberapa area sistem aliran yaitu:
•
Reservoir
•
Wellbore
•
Tubing string
•
Choke
•
Flow line
•
Separator
Dalam kondisi natural flow, tekanan reservoir harus menyediakan semua
energi untuk mengatasi penurunan tekanan di dalam sistem.
dimana:
PR = ∆PSYSTEM + PSEP .................................. (2.1)
PR
= Reservoir Pressure
Psep
= Separator Pressure
∆PSYSTEM = Total System Pressure Drop
PR
= PSYSTEM + PSEP
10
Gambar 2.3 Production System
Penurunan produksi yang terjadi di seluruh reservoir, Pres didefinisikan sebagai
Inflow Performance Relationship atau IPR. Pressure Drop, tubing flow dan wellbore
adalah faktor yang memengaruhi pengangkatan fluida dari reservoir ke permukaan dan
dikenal sebagai Vertical Lift Performance atau VLP, atau Tubing Performance
Relationship, TPR.
Pressure Drop melintasi reservoir, tubing dan choke dan ini saling berkaitan,
oleh karena itu hubungan ini menentukan cara kita dapat mengoptimalkan produksi
cairan dari reservoir. (Koning, 2008)
11
2.6
Parameter Dasar
Parameter dasar harus dipahami sebelum merencanakan dan mengevaluasi sebuah
sumur. (Amin, 2013). Parameter tersebut adalah:
2.6.1
Productivity Index
Persamaan yang umum digunakan dari kemampuan sumur untuk berproduksi
adalah Productivity Index. Didefinisikan oleh simbol J, Productivity Index merupakan
rasio laju aliran cairan total terhadap penarikan tekanan. Untuk produksi water-free oil,
indeks produktivitas dinyatakan dengan:
Dimana:
𝐽𝐽 =
𝑄𝑄𝑜𝑜
𝑃𝑃𝑟𝑟 −𝑃𝑃𝑤𝑤𝑤𝑤
=
𝑄𝑄𝑜𝑜
∆𝑃𝑃
................................. (2.2)
Qo = Oil Flow Rate (STB/day)
J = Productivity Index, STB/day/psi
Pr = volumetric average drainage area pressure (static pressure)
pwf = bottom − hole flowing pressure
∆P = drawdown, psi
Indeks produktivitas umumnya diukur selama uji produksi pada sumur. Sumur
ditutup sampai tekanan reservoir statis tercapai. Sumur kemudian dibiarkan
menghasilkan pada laju aliran konstan (Q) dan tekanan aliran lubang bawah (pwf) yang
stabil. Karena tekanan yang stabil di permukaan tidak selalu menunjukkan pwf yang
stabil, tekanan yang mengalir di lubang bawah harus dicatat terus menerus sejak sumur
akan mengalir. (Ahmed, 2001)
12
2.6.2
Pressure Gradient
Gradient tekanan suatu cairan didefinisikan sebagai besarnya perubahan
tekanan terhadap suatu perubahan kedalaman sumur, biasanya dinyatakan dalam psi/ft
dari kedalaman vertikal.
𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇 (𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝)=𝑔𝑔𝑔𝑔𝑔𝑔𝑔𝑔𝑔𝑔𝑔𝑔𝑔𝑔 𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡 (𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝)×𝑘𝑘𝑘𝑘𝑘𝑘𝑘𝑘𝑘𝑘𝑘𝑘𝑘𝑘𝑘𝑘𝑘𝑘 𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣 (𝑓𝑓𝑓𝑓)
Tekanan disetiap titik kedalaman sumur akan selalu berbeda, perbedaan ini
diakibatkan oleh berat kolom fluida tersebut. Perbedaan tekanan untuk setiap
kedalaman disebut gradient tekanan vertikal.
2.6.3
Viskositas
Viskositas merupakan parameter penting yanga mengindikasikan daya
tahannya terhadap aliran dan digunakan pada persamaandan proses aliran. Viskositas
hanya dapat diukur apabila fluida bergerak. Viskositas ada karena gaya tarik menarik
antara lapisan cairan yang berdekatan (gesekan internal antar molekul, terpisah antara
cairan dan dinding pipa.
Viskositas cairan dapat berubah terhadap suhu. Viskositas menurun jika suhu
meningkat, sedangkan viskositas gas menurun pada awal meningkatnya suhu dan terus
meningkat seiring dengan naiknya suhu (Cendra, 2018).
13
2.6.4 Densitas Fluida
Densitas merupakan perbandingan massa per volume dari suatu fluida pada
kondisi suhu dan tekanan tertentu. Dengan naiknya tekanan reservoir maka densitas
fluida juga naik (Sugihardjo & Purnomo, 2009).
14
BAB III METODOLOGI
3.1
Alur Penelitian
Gambar 3.1 Flowchart Sistem Optimasi Menggunakan PROSPER
15
Agar terciptanya kesesuaian, keselarasan, dan keruntutan dalam melakukan
penelitian ini, maka dalam sub bab alur penelitian ini penulis merencanakan urutan
langkah-langkah yang akan penulis gunakan dengan Software PROSPER dalam
melakukan penelitian berupa flowchat di gambar 3.1.
3.2
Data dan Sumber Data
Data yang dibutuhkan untuk penelitian ini yaitu, data karakteristik sumur dan data
produksi harian sumur lapangan X PT. Pertamina Hulu Rokan Zona 1 Lapangan Jambi.
3.3
Metode Pengambilan Data
Metode pengambilan data yang digunakan dalam penelitian ini berupa studi
dokumen dimana motode ini dilakukan dengan meneliti berbagai macam dokumen
yang berguna untuk bahan analisis. Dokumen yang digunakan untuk penelitian ini
berupa dokumen sekunder yang mana merukapan data yang ditulis oleh laporan orang
lain dan kemudian dianalisis oleh penulis.
16
BAB IV JADWAL PENELITIAN
4.1
Tempat Penelitian
Tempat pelaksanaannya penelitian ini akan dilakukan di PT. Pertamina Hulu
Rokan Zona 1 Lapangan Jambi
4.2
Waktu Penelitian Dan Jadwal Penelitian
Adapun untuk waktu pelaksanaan akan dilakukan mulai tanggal 9 Januari 2023
sampai dengan 9 April 2023 di PT. Pertamina Hulu Rokan Zona 1 Lapangan Jambi.
Tahun 2023
A
No
Januari
Kegiatan
Februari
Maret
pri
l
Minggu Ke2
1
Orientasi
2
Review Awal
3
Studi Literatur
4
Pengumpulan Data
5
Pengolahan Data
6
Review Akhir
7
Administrasi
3
4
17
1
2
3
4
1
2
3
4
1
DAFTAR PUSTAKA
Ageh, A., Adegoke, A. & Uzoh, O.(2010). Integrated Production Modeling (IPM) as
optimization tool for Field Development Planning and Management, 1-10.
Ir. Joko Pamungkas, MT, 2004, “PENGANTAR TEKNIK PERMINYAKAN (TM110) BUKU IV Pengantar Teknik Produksi”, Universitas Pembangunan
Nasional “Veteran” Yogyakarta
Musnal, A. (2014). Perhitungan Laju Aliran Fluida Kritis Untuk Mempertahankan
Tekanan Reservoir Pada Sumur Ratu Di Lapangan Kinantan. Journal of Earth
Energy Engineering, 3(1), 1–8.
Hermadi, G. (2016). Analisa Sistem Nodal Dalam Metode Articial Lift.
Abdel-Aal, H. K., Aggour, M., & Fahim, M. A. (2003). Petroleum and Gas Field
Processing. In Chemical Industries 95. Marcel Dekker.
Drs. M. Mustaghfirin Amin, MBA, 2014, “PK. Teknik Produksi Migas Semester 3”,
Kementerian Pendidikan, Kebudayaan, Riset, dan Teknologi
Koning, W.D.(2008).The Role of Production Technologist,1-12.
Ahmed, T. (2018). Reservoir engineering handbook. In Reservoir Engineering
Handbook. https://doi.org/10.1016/C2016-0-04718-6.
Fitrianti., Putra, D. F., & Cendra, D. (2018). The Critical Investigation on Essential
Parameters to Optimize the Gas Lift Performance In “J” Field Using Prosper
Modelling. Jurnal of Earth Energy Engineering, 7(2), 46–54.
18
Sugihardjo, S., & Purnomo, H. (2009). Perubahan Sifat-Sifat Fluida Reservoir pada
Injeksi CO2. Lembaran Publikasi Minyak Dan Gas Bumi, 43(1), 11–16.
19
Kepada
: Manager HCBP Regional 1
Gedung RDTX, Jl. Dr. Prov. Satrio No. 17 Lt. 12 Kuningan Kuningan Karet Jakarta Selatan
Pelamar
: Rakha Helmin Syakir
+62 851 6166 8303
rakhahelminsyakir@gmail.com
Alamat Kampus Jl. Gajah Mada No. 38, Mentul, Karangboyo, Kec.
Cepu,
Kabupaten Blora. Jawa Tengah 58315
Telp. Fax. 0296425939
Website: https://akamigas.ac.id/
Email: info@akamigas.ac.id
20
Lampiran
21
22
23
24