STUDI POLIMER GEL DENGAN CROSSLINKER MEN
1
STUDI POLIMER GEL DENGAN CROSSLINKER MENGENAI
PENGARUH VARIASI KONSENTRASI POLYMER, SALINITAS,
DAN SUHU TERHADAP GELATION TIME DAN RESISTANCE
FACTOR PADA PROSES WATER SHUT-OFF
Lolyta Frigrina, Sugiatmo Kasmungin, Dwi Atty Mardiana
Program Studi Magister Teknik Perminyakan Universitas Trisakti
Jl. Kyai Tapa No. 1 35145
Email:lolytafrigrina@gmail.com
2
ABSTRAK
Permasalahan terproduksinya air dalam jumlah besar akan menurunkan
perolehan minyak dan gas pada suatu reservoir atau lapangan migas. Salah satu
metode yang dapat digunakan untuk mengurangi terproduksinya air formasi
adalah dengan menambahkan polimer gel dan crosslinker pada reservoir agar
terjadi proses water shut-off (WSO) pada reservoir tertentu. Parameter untuk
menentukan polimer gel yang tepat digunakan pada proses WSO adalah
terbentuknya gel pada larutan polimer dan crosslinker. Metode botol tes
merupakan salah satu cara efektif untuk menentukan gelation time dan
mengestimasi jenis gel strength yang terbentuk. Hasil penelitian menunjukkan
bahwa peningkatan suhu 150°F -180°F akan mempercepat proses gelation time,
dan peningkatan konsentrasi polimer 5.000 ppm – 10.000 ppm akan
meningkatkan resistance factor dan permeability reduction yang berakibat dapat
menghambat produksi air.
Kata kunci: crosslinker, gelation time, gel polimer, resistance factor, water shutoff
I.1
Pendahuluan
sumur atau lapangan dengan tenaga
Produksi air formasi yang
dorong air menjadi permasalahan
berlebihan dan tidak wajar pada
yang sering dihadapi di industri
1
migas.
Beberapa
penyebab
kimia polimer yang diinjeksikan
terproduksikannya air secara tidak
pada
wajar antara lain masuknya air
penambahan larutan gel polimer
formasi pada zona air yang terbuka,
dianggap relatif mudah karena hanya
packer leaks, channeling dari sumur
dengan mencampur polimer pada
injeksi
atau
konsentrasi
cusping. Terproduksinya air berlebih
crosslinker
dapat mengurangi produksi minyak
Metode ini banyak diaplikasikan
secara
karena dianggap lebih murah, mudah
dan
water
signifikan
coning
sehingga
sumur
produksi.
tertentu
dan
air
Metode
ditambah
atau
brine.
menurunkan recovery factor dari
dalam
suatu lapangan, selain juga dapat
efektif.
meningkatkan
diinjeksikan akan menghambat laju
biaya
operasional
proses
pemompaan,
Larutan
polimer
dan
yang
untuk penangan air formasi tersebut
aliran
(Thomas, 1998), sehingga upaya
pengurangan
meminimalkan atau memperlambat
(permeability
terproduksikannya air menjadi sangat
larutan gel polimer diinjeksikan pada
penting dilakukan.
zona air di sumur produksi, larutan
Salah satu metode Improved
tersebut
suatu
reservoir
melalui
permeabilitas
reduction).
akan
Ketika
teradsorbsi
di
Oil Recovery (IOR) untuk mencegah
permukaan batuan dan membentuk
dan mengurangi produksi air pada
lapisan tipis. Saat
lapangan dan reservoir migas adalah
melalui zona ini, polimer yang
dengan melakukan proses water
terserap
shut-off (WSO) menggunakan bahan
mencegah air mengalir namun laju
2
akan
air
mengalir
mengembang
dan
air minyak tidak terhambat (M.A.
dalam penelitian ini karena banyak
Mohammed, 2008).
parameter
Penelitian ini akan membahas
diteliti
yang
untuk
menarik
untuk
terbentuknya
gel
tentang gelation time dan resistance
(gelation time), gel strength, hingga
factor
oleh
keterkaitannya
dan
Hasil penelitian (Sydansk, 1987),
WSO.
(Yongpeng Sun, 2017) menyebutkan
Resistance factor akan menyebabkan
bahwa gel umumnya terbuat dari
permeability
polimer
yang
penambahan
crosslinker
disebabkan
gel
pada
polimer
proses
reduction
yang
resistance
dan crosslinker.
factor.
Sistem
menghambat terproduksinya air. Uji
pembentukan gel dibagi menjadi dua
rheologi
kelompok
dilakukan
untuk
utama
sesuai
dengan
menentukan larutan polimer dan
bahan kimia yang dipolimerisasi
crosslinker yang optimum.
selama proses berlangsung, yaitu gel
I.2
Studi Pustaka
polimer dan silikat gel (Vytautas
Studi laboratorium tentang
Ussaitis, 2011). Gel polimer dibuat
kemampuan polimer dengan dan/atau
dengan
tanpa
untuk
dengan bahan pembentuk gel seperti
minyak
chromium atau crosslinker organik,
telah banyak dilakukan (Saurabh
sedangkan gel silikat dibuat dengan
Mishra, 2014), dan dalam skala
penambahan asam atau zat gelation
lapangan
lainnya ke larutan natrium silikat.
crosslinker
meningkatkan
perolehan
telah
menunjukkan
keberhasilan (Lewis Robbie, 2014).
menambahkan
polimer
Polimer atau sering disebut
Metode larutan gel polimer dipilih
makromolekul
3
adalah
rangkaian
molekul sederhana berukuran sangat
Pengelompokkan hasil analisa gel
panjang
dari
polimer akan menggunakan kode
perulangan unit-unit kimia kecil dan
table gel strength dengan metode tes
sederhana. Polimer sintetik jenis
botol
PHPA
Marriyamni, 2003).
yang
terbentuk
(Partially
Hydrolized
Polyacrylamide) dipilih karena dapat
pada
I.3
tabel
1
(Awang
Metodologi Penelitian
digunakan pada kondisi suhu tinggi
Terdapat tiga tahap pengujian
dan asam, dan harus dicampur
yang dilakukan dalam penelitian,
dengan
mulai dari uji gelation time, uji
crosslinker
yang
sesuai.
Crosslinker merupakan suatu zat
rheology, dan uji sandpack.
kimia yang berfungsi untuk mengikat
1. Gelation time
polimer dan mempercepat proses
Penentuan gelation time dilakukan
terjadinya
gel
dengan
(Jadidoleslami,
2015).
polimer
metode tes
botol
yaitu
Beberapa
mencampurkan larutan polimer dan
crosslinker yang sering digunakan
crosslinker pada variasi salinitas,
adalah chromium (Cr3+), alumunium,
konsentrasi dan suhu yang berbeda
titanium
ke dalam tabung reaksi,
dan
zirconium.
Dalam
untuk
penelitian ini digunakan crosslinker
diamati perubahan secara fisik dan
Cr3+ (Chromium).
waktu mulai terjadinya gelation time
Uji
larutan
gel
akan
(Lenji M Abedi, 2012). Kenaikan
menghasilkan larutan gel polimer
suhu akan mempercepat gelation
dengan variasi gel strength dan
time
waktu
crosslinker
terbentuknya
gel.
4
pada
larutan
polimer
(Karmakar,
dan
2006).
Polimer
yang
digunakan
adalah
sandpack yang digunakan adalah
PHPA dengan variasi konsentrasi
panjang 32 cm, lebar 10 cm dan
5.000 ppm, 7.000 ppm, dan 10.000
tinggi 2,5 cm.
ppm dan menambahkan crosslinker
Resistance factor merupakan
(Cr3+) dengan konsentrasi terhadap
parameter untuk mengukur kenaikan
polimer sebesar 10%, dan salinitas
dari viskositas dan permeabilitas
brine 3.000 ppm, 10.000 ppm, dan
yang akan menyebabkan resistance
15.000 ppm, dengan variasi suhu :
atau tahanan atau hambatan laju alir
100 °F, 150 °F, 180 °F.
fluida, sehingga mobilitas polimer
2. Uji rheology
dan
Uji
rheology
terhadap
larutan
menggunakan
polimer dan crosslinker dilakukan
untuk
menilai
kompatibilitas
parameter
larutan,
brine
dapat
diketahui
persamaan
Darcy
(Mishra Saurabh, 2014).
seperti
(1)
densitas,
(2)
viskositas, dan shear rate.
3. Uji sandpack
(3)
Uji pada sandpack pada gambar 1
I.4
dilakukan untuk mendapatkan nilai
Hasil uji gelation time pada
laju alir, tekanan, permeabilitas dan
kondisi suhu 100 °F selama 2 (dua)
porositas untuk selanjutnya dapat
minggu
dihitung mobilitas polimer dan air,
nilai
resistance
permeability
factor,
reduction.
Hasil dan Pembahasan
menunjukkan
tidak
terjadinya perubahan larutan menjadi
dan
gel. Kondisi berbeda ditunjukkan
Ukuran
pada suhu 150 °F dan 180 °F di
5
mana
larutan
mengalami
proses
sangat dipengaruhi oleh suhu dan
perubahan menjadi gel, dengan hasil
konsentrasi polimer. Semakin tinggi
ditunjukkan pada tabel 2.
konsentrasi
Larutan
dan
suhu
dengan
semakin cepat waktu pembentukan
akan
gel, seperti ditunjukan pada tabel 3,
menghasilkan gel yang lebih mudah
dimana gel mulai terbentuk pada
mengalir (tipe B – highly flowing
suhu
gel) dibandingkan dengan larutan
terbentuk gel ketika suhu dinaikan.
polimer dengan konsentrasi yang
Rasio
lebih tinggi, menghasilkan gel tipe D
adalah 3 (tiga) kali lebih cepat pada
(moderately flowing gel). Tipe D
setiap kenaikan suhu sebesar 30 °F.
konsentrasi
polimer
polimer
rendah
merupakan hasil gel yang paling
150
°F
dan
percepatan
lebih
cepat
gelation
time
Hasil uji rheology pada 9
optimum karena gel masih dapat
(sembilan)
mengalir masuk ke dalam formasi,
crosslinker pada table 4 menunjukan
namun akan mudah membentuk gel
bahwa kesembilan larutan memiliki
ketika larutan bereaksi dengan air.
densitas, viskositas, dan shear rate
Hasil percobaan juga menunjukan
yang tidak jauh berbeda nilainya,
bahwa
sehingga larutan yang dipilih untuk
tipe
gel
strength
tidak
dipengaruhi oleh salinitas.
Hasil
dilakukan
uji
polimer
sandpack
dan
adalah
juga
larutan dengan salinitas 15.000 ppm
Karmakar
dan konsentrasi polimer 5.000 ppm,
(2006) bahwa waktu pembentukan
7.000 ppm, dan 10.000 ppm, dengan
gel pada
tambahan 10% crosslinker (Cr3+)
memperkuat
percobaan
larutan
penelitian
masing-masing
larutan
6
terhadap polimer. Tiga kombinasi
menyebabkan
larutan
menurun, dan proses WSO berhasil.
gel
polimer
tersebut
kemudian digunakan pada pengujian
I.5
sandpack, sehingga dapat ditentukan
permeabilitas
air
Kesimpulan
Berdasarkan
hasil
studi
permeability reduction (RRF) dan
laboratorium
resistance factor (RF) nya. Salinitas
polimer PHPA dan crosslinker Cr3+
15.000 ppm dipilih karena dianggap
dapat diambil kesimpulan bahwa
mewakili kondisi reservoir yang
larutan gel polimer mulai terbentuk
pada umumnya memiliki salinitas di
pada kondisi suhu 150 °F, dan
atas 15.000 ppm.
kenaikan suhu akan mempercepat
dan
RRF
pada
gambar
larutan
waktu pembentukan gel. Kenaikan
Hasil perhitungan dan grafik
RF
terhadap
konsentrasi
2
polimer
akan
menunjukan bahwa semakin tinggi
menghasilkan gel yang lebih pekat.
konsentrasi
akan
Gel optimum yang digunakan adalah
meningkatkan resistance factor dan
larutan dengan konsentrasi polimer
permeability reduction.Permeabilitas
dan salinitas yang tinggi, karena
air sebelum dilakukan penambahan
akan
polimer dan crosslinker (kb) lebih
viskositas, shear rate yang tinggi.
besar dibandingkan permeabilitas air
Semakin tinggi konsentrasi polimer
setelah
dilakukan
akan menyebabkan resistance factor
polimer
dan
polimer
penambahan
crosslinker
dan
(ka)
menghasilkan
permeability
meningkat
menunjukkan bahwa telah terjadi
hambatan pada sandpack sehingga
7
sehingga
densitas,
reduction
akan
menurunkan permeabilitas air pada
minyak sehingga diperoleh nilai
proses WSO.
resistance
Penambahan larutan polimer
gel pada
proses
bertujuan
permeabilitas
menurunkan
water
untuk
relatif
atau
menurunkan
tanpa
permeabilitas
relatif
yang
akan
menyebabkan terjadinya penurunan
shut-off
air
factor
terhambatnya
produksi
air
formasi tanpa menurunkan produksi
minyak pada suatu reservoir.
I.6
Daftar Pustaka
[1]
Awang, Mariyamni and Seng,Goh Meh, 2003, Development Of
a
Correlation For Estimating Gelation In Porous Media Using Bottle Test
Measurement, SPE 84862.
[2]
Chaudry, Pulkit, Kumar, Saket. and D, Srinivasa Reddy, 2016., Polymer
And It’s Role in EOR And Water Shut-off Process, Journal Of Basic and
Applied Engineering Research. Vol.3.pp 717-720.
[3]
El-Karsani, Khalid Saad., Al-Muntashari, Ghaithan A, 2014, Polymer
Systems for Water Shut-off And Profile Modification: A Review Over The
Last Decade.”SPE Journal.
[4]
Jadidoleslami, Milad, Rahimi, Ali, 2015, and Farahbud, Farshad.
Investigation Of Gel Polymer As The Water Shutoff in Oil Reservoir,
RRPL.Vol.6.pp.148-154.
[5]
Karmakar, G.P. and Chakraborty, Chandrima, 2006 Improved Oil
Recovery Using Polymeric Gelants: A Review.” Indian Journal of
Chemical Technology. Vol.13.pp.162-167. India.
8
[6]
Lenji, M. Abedi., Seftia, Vafaie., Salehi, M. Baghban., Maghadam, A.
Mousavi.,
and
Naderi,
H.,
2012,
Gelation
Time
Of
Hexamethylenetetramine Polymer Gels used In Water Shut off Treatments,
Journal Of Petroleum Science and Technology. Vol.2.pp.3-11.
[7]
M. A. Mohammed, 2008, Investigation of polymer adsorption on rock
surface of high saline reservoirs,” in Proceedings of the Saudi Arabia
Section Technical Symposium (SPE '2008), Alkhobar, Saudi Arabia, May
2008, SPE paper no. 120807.
[8]
Mishra, Saurabh, 2014, Effect of Polymer Adsorption on Permeability
Reduction n Enhanced Oil Recovery, Hindawi Journal of Petroleum
Engineering volume 2014, India.
[9]
Thomas, F.Brent, 1998, Water Shut off Treatment-Reduce water and
Accelerate Oil production. Petroleum Society of CIM paper no.98-47,
Calgary, Canada.
[10]
Vytautas Ussaitis, 2011, Laboratory Evaluation of Sodium Silicate for
Zonal Isolation, Master Thesis, University of Stravanger.
I.7
Daftar Simbol
RF :
Nilai resistance factor
λ
:
Mobilitas
q
:
Laju alir fluida (cc/menit)
L
:
Panjang penampang (cm)
A
: Luas penampang (cm2)
ϕ
: Porositas (%)
9
ΔP :
Beda tekanan masuk dan keluar (atm)
λw :
Mobilitas air atau brine
λp :
Mobilitas polimer.
RRF: Permeability Reduction
kb :
Permeabilitas brine sebelum penambahan polimer
ka : Permeabilitas brine setelah penambahan polimer.
Tabel 1. Kode gel strength
Tabel 2. Hasil uji gel strength larutan polimer
10
Tabel 3. Hasil waktu pembentukan gel
Tabel 4. Hasil uji rheology
Tabel 5. Hasil perhitungan RF dan RRF
11
Gambar 1. Proses uji larutan pada sandpack
Gambar 2. Grafik RF dan RRF
12
STUDI POLIMER GEL DENGAN CROSSLINKER MENGENAI
PENGARUH VARIASI KONSENTRASI POLYMER, SALINITAS,
DAN SUHU TERHADAP GELATION TIME DAN RESISTANCE
FACTOR PADA PROSES WATER SHUT-OFF
Lolyta Frigrina, Sugiatmo Kasmungin, Dwi Atty Mardiana
Program Studi Magister Teknik Perminyakan Universitas Trisakti
Jl. Kyai Tapa No. 1 35145
Email:lolytafrigrina@gmail.com
2
ABSTRAK
Permasalahan terproduksinya air dalam jumlah besar akan menurunkan
perolehan minyak dan gas pada suatu reservoir atau lapangan migas. Salah satu
metode yang dapat digunakan untuk mengurangi terproduksinya air formasi
adalah dengan menambahkan polimer gel dan crosslinker pada reservoir agar
terjadi proses water shut-off (WSO) pada reservoir tertentu. Parameter untuk
menentukan polimer gel yang tepat digunakan pada proses WSO adalah
terbentuknya gel pada larutan polimer dan crosslinker. Metode botol tes
merupakan salah satu cara efektif untuk menentukan gelation time dan
mengestimasi jenis gel strength yang terbentuk. Hasil penelitian menunjukkan
bahwa peningkatan suhu 150°F -180°F akan mempercepat proses gelation time,
dan peningkatan konsentrasi polimer 5.000 ppm – 10.000 ppm akan
meningkatkan resistance factor dan permeability reduction yang berakibat dapat
menghambat produksi air.
Kata kunci: crosslinker, gelation time, gel polimer, resistance factor, water shutoff
I.1
Pendahuluan
sumur atau lapangan dengan tenaga
Produksi air formasi yang
dorong air menjadi permasalahan
berlebihan dan tidak wajar pada
yang sering dihadapi di industri
1
migas.
Beberapa
penyebab
kimia polimer yang diinjeksikan
terproduksikannya air secara tidak
pada
wajar antara lain masuknya air
penambahan larutan gel polimer
formasi pada zona air yang terbuka,
dianggap relatif mudah karena hanya
packer leaks, channeling dari sumur
dengan mencampur polimer pada
injeksi
atau
konsentrasi
cusping. Terproduksinya air berlebih
crosslinker
dapat mengurangi produksi minyak
Metode ini banyak diaplikasikan
secara
karena dianggap lebih murah, mudah
dan
water
signifikan
coning
sehingga
sumur
produksi.
tertentu
dan
air
Metode
ditambah
atau
brine.
menurunkan recovery factor dari
dalam
suatu lapangan, selain juga dapat
efektif.
meningkatkan
diinjeksikan akan menghambat laju
biaya
operasional
proses
pemompaan,
Larutan
polimer
dan
yang
untuk penangan air formasi tersebut
aliran
(Thomas, 1998), sehingga upaya
pengurangan
meminimalkan atau memperlambat
(permeability
terproduksikannya air menjadi sangat
larutan gel polimer diinjeksikan pada
penting dilakukan.
zona air di sumur produksi, larutan
Salah satu metode Improved
tersebut
suatu
reservoir
melalui
permeabilitas
reduction).
akan
Ketika
teradsorbsi
di
Oil Recovery (IOR) untuk mencegah
permukaan batuan dan membentuk
dan mengurangi produksi air pada
lapisan tipis. Saat
lapangan dan reservoir migas adalah
melalui zona ini, polimer yang
dengan melakukan proses water
terserap
shut-off (WSO) menggunakan bahan
mencegah air mengalir namun laju
2
akan
air
mengalir
mengembang
dan
air minyak tidak terhambat (M.A.
dalam penelitian ini karena banyak
Mohammed, 2008).
parameter
Penelitian ini akan membahas
diteliti
yang
untuk
menarik
untuk
terbentuknya
gel
tentang gelation time dan resistance
(gelation time), gel strength, hingga
factor
oleh
keterkaitannya
dan
Hasil penelitian (Sydansk, 1987),
WSO.
(Yongpeng Sun, 2017) menyebutkan
Resistance factor akan menyebabkan
bahwa gel umumnya terbuat dari
permeability
polimer
yang
penambahan
crosslinker
disebabkan
gel
pada
polimer
proses
reduction
yang
resistance
dan crosslinker.
factor.
Sistem
menghambat terproduksinya air. Uji
pembentukan gel dibagi menjadi dua
rheologi
kelompok
dilakukan
untuk
utama
sesuai
dengan
menentukan larutan polimer dan
bahan kimia yang dipolimerisasi
crosslinker yang optimum.
selama proses berlangsung, yaitu gel
I.2
Studi Pustaka
polimer dan silikat gel (Vytautas
Studi laboratorium tentang
Ussaitis, 2011). Gel polimer dibuat
kemampuan polimer dengan dan/atau
dengan
tanpa
untuk
dengan bahan pembentuk gel seperti
minyak
chromium atau crosslinker organik,
telah banyak dilakukan (Saurabh
sedangkan gel silikat dibuat dengan
Mishra, 2014), dan dalam skala
penambahan asam atau zat gelation
lapangan
lainnya ke larutan natrium silikat.
crosslinker
meningkatkan
perolehan
telah
menunjukkan
keberhasilan (Lewis Robbie, 2014).
menambahkan
polimer
Polimer atau sering disebut
Metode larutan gel polimer dipilih
makromolekul
3
adalah
rangkaian
molekul sederhana berukuran sangat
Pengelompokkan hasil analisa gel
panjang
dari
polimer akan menggunakan kode
perulangan unit-unit kimia kecil dan
table gel strength dengan metode tes
sederhana. Polimer sintetik jenis
botol
PHPA
Marriyamni, 2003).
yang
terbentuk
(Partially
Hydrolized
Polyacrylamide) dipilih karena dapat
pada
I.3
tabel
1
(Awang
Metodologi Penelitian
digunakan pada kondisi suhu tinggi
Terdapat tiga tahap pengujian
dan asam, dan harus dicampur
yang dilakukan dalam penelitian,
dengan
mulai dari uji gelation time, uji
crosslinker
yang
sesuai.
Crosslinker merupakan suatu zat
rheology, dan uji sandpack.
kimia yang berfungsi untuk mengikat
1. Gelation time
polimer dan mempercepat proses
Penentuan gelation time dilakukan
terjadinya
gel
dengan
(Jadidoleslami,
2015).
polimer
metode tes
botol
yaitu
Beberapa
mencampurkan larutan polimer dan
crosslinker yang sering digunakan
crosslinker pada variasi salinitas,
adalah chromium (Cr3+), alumunium,
konsentrasi dan suhu yang berbeda
titanium
ke dalam tabung reaksi,
dan
zirconium.
Dalam
untuk
penelitian ini digunakan crosslinker
diamati perubahan secara fisik dan
Cr3+ (Chromium).
waktu mulai terjadinya gelation time
Uji
larutan
gel
akan
(Lenji M Abedi, 2012). Kenaikan
menghasilkan larutan gel polimer
suhu akan mempercepat gelation
dengan variasi gel strength dan
time
waktu
crosslinker
terbentuknya
gel.
4
pada
larutan
polimer
(Karmakar,
dan
2006).
Polimer
yang
digunakan
adalah
sandpack yang digunakan adalah
PHPA dengan variasi konsentrasi
panjang 32 cm, lebar 10 cm dan
5.000 ppm, 7.000 ppm, dan 10.000
tinggi 2,5 cm.
ppm dan menambahkan crosslinker
Resistance factor merupakan
(Cr3+) dengan konsentrasi terhadap
parameter untuk mengukur kenaikan
polimer sebesar 10%, dan salinitas
dari viskositas dan permeabilitas
brine 3.000 ppm, 10.000 ppm, dan
yang akan menyebabkan resistance
15.000 ppm, dengan variasi suhu :
atau tahanan atau hambatan laju alir
100 °F, 150 °F, 180 °F.
fluida, sehingga mobilitas polimer
2. Uji rheology
dan
Uji
rheology
terhadap
larutan
menggunakan
polimer dan crosslinker dilakukan
untuk
menilai
kompatibilitas
parameter
larutan,
brine
dapat
diketahui
persamaan
Darcy
(Mishra Saurabh, 2014).
seperti
(1)
densitas,
(2)
viskositas, dan shear rate.
3. Uji sandpack
(3)
Uji pada sandpack pada gambar 1
I.4
dilakukan untuk mendapatkan nilai
Hasil uji gelation time pada
laju alir, tekanan, permeabilitas dan
kondisi suhu 100 °F selama 2 (dua)
porositas untuk selanjutnya dapat
minggu
dihitung mobilitas polimer dan air,
nilai
resistance
permeability
factor,
reduction.
Hasil dan Pembahasan
menunjukkan
tidak
terjadinya perubahan larutan menjadi
dan
gel. Kondisi berbeda ditunjukkan
Ukuran
pada suhu 150 °F dan 180 °F di
5
mana
larutan
mengalami
proses
sangat dipengaruhi oleh suhu dan
perubahan menjadi gel, dengan hasil
konsentrasi polimer. Semakin tinggi
ditunjukkan pada tabel 2.
konsentrasi
Larutan
dan
suhu
dengan
semakin cepat waktu pembentukan
akan
gel, seperti ditunjukan pada tabel 3,
menghasilkan gel yang lebih mudah
dimana gel mulai terbentuk pada
mengalir (tipe B – highly flowing
suhu
gel) dibandingkan dengan larutan
terbentuk gel ketika suhu dinaikan.
polimer dengan konsentrasi yang
Rasio
lebih tinggi, menghasilkan gel tipe D
adalah 3 (tiga) kali lebih cepat pada
(moderately flowing gel). Tipe D
setiap kenaikan suhu sebesar 30 °F.
konsentrasi
polimer
polimer
rendah
merupakan hasil gel yang paling
150
°F
dan
percepatan
lebih
cepat
gelation
time
Hasil uji rheology pada 9
optimum karena gel masih dapat
(sembilan)
mengalir masuk ke dalam formasi,
crosslinker pada table 4 menunjukan
namun akan mudah membentuk gel
bahwa kesembilan larutan memiliki
ketika larutan bereaksi dengan air.
densitas, viskositas, dan shear rate
Hasil percobaan juga menunjukan
yang tidak jauh berbeda nilainya,
bahwa
sehingga larutan yang dipilih untuk
tipe
gel
strength
tidak
dipengaruhi oleh salinitas.
Hasil
dilakukan
uji
polimer
sandpack
dan
adalah
juga
larutan dengan salinitas 15.000 ppm
Karmakar
dan konsentrasi polimer 5.000 ppm,
(2006) bahwa waktu pembentukan
7.000 ppm, dan 10.000 ppm, dengan
gel pada
tambahan 10% crosslinker (Cr3+)
memperkuat
percobaan
larutan
penelitian
masing-masing
larutan
6
terhadap polimer. Tiga kombinasi
menyebabkan
larutan
menurun, dan proses WSO berhasil.
gel
polimer
tersebut
kemudian digunakan pada pengujian
I.5
sandpack, sehingga dapat ditentukan
permeabilitas
air
Kesimpulan
Berdasarkan
hasil
studi
permeability reduction (RRF) dan
laboratorium
resistance factor (RF) nya. Salinitas
polimer PHPA dan crosslinker Cr3+
15.000 ppm dipilih karena dianggap
dapat diambil kesimpulan bahwa
mewakili kondisi reservoir yang
larutan gel polimer mulai terbentuk
pada umumnya memiliki salinitas di
pada kondisi suhu 150 °F, dan
atas 15.000 ppm.
kenaikan suhu akan mempercepat
dan
RRF
pada
gambar
larutan
waktu pembentukan gel. Kenaikan
Hasil perhitungan dan grafik
RF
terhadap
konsentrasi
2
polimer
akan
menunjukan bahwa semakin tinggi
menghasilkan gel yang lebih pekat.
konsentrasi
akan
Gel optimum yang digunakan adalah
meningkatkan resistance factor dan
larutan dengan konsentrasi polimer
permeability reduction.Permeabilitas
dan salinitas yang tinggi, karena
air sebelum dilakukan penambahan
akan
polimer dan crosslinker (kb) lebih
viskositas, shear rate yang tinggi.
besar dibandingkan permeabilitas air
Semakin tinggi konsentrasi polimer
setelah
dilakukan
akan menyebabkan resistance factor
polimer
dan
polimer
penambahan
crosslinker
dan
(ka)
menghasilkan
permeability
meningkat
menunjukkan bahwa telah terjadi
hambatan pada sandpack sehingga
7
sehingga
densitas,
reduction
akan
menurunkan permeabilitas air pada
minyak sehingga diperoleh nilai
proses WSO.
resistance
Penambahan larutan polimer
gel pada
proses
bertujuan
permeabilitas
menurunkan
water
untuk
relatif
atau
menurunkan
tanpa
permeabilitas
relatif
yang
akan
menyebabkan terjadinya penurunan
shut-off
air
factor
terhambatnya
produksi
air
formasi tanpa menurunkan produksi
minyak pada suatu reservoir.
I.6
Daftar Pustaka
[1]
Awang, Mariyamni and Seng,Goh Meh, 2003, Development Of
a
Correlation For Estimating Gelation In Porous Media Using Bottle Test
Measurement, SPE 84862.
[2]
Chaudry, Pulkit, Kumar, Saket. and D, Srinivasa Reddy, 2016., Polymer
And It’s Role in EOR And Water Shut-off Process, Journal Of Basic and
Applied Engineering Research. Vol.3.pp 717-720.
[3]
El-Karsani, Khalid Saad., Al-Muntashari, Ghaithan A, 2014, Polymer
Systems for Water Shut-off And Profile Modification: A Review Over The
Last Decade.”SPE Journal.
[4]
Jadidoleslami, Milad, Rahimi, Ali, 2015, and Farahbud, Farshad.
Investigation Of Gel Polymer As The Water Shutoff in Oil Reservoir,
RRPL.Vol.6.pp.148-154.
[5]
Karmakar, G.P. and Chakraborty, Chandrima, 2006 Improved Oil
Recovery Using Polymeric Gelants: A Review.” Indian Journal of
Chemical Technology. Vol.13.pp.162-167. India.
8
[6]
Lenji, M. Abedi., Seftia, Vafaie., Salehi, M. Baghban., Maghadam, A.
Mousavi.,
and
Naderi,
H.,
2012,
Gelation
Time
Of
Hexamethylenetetramine Polymer Gels used In Water Shut off Treatments,
Journal Of Petroleum Science and Technology. Vol.2.pp.3-11.
[7]
M. A. Mohammed, 2008, Investigation of polymer adsorption on rock
surface of high saline reservoirs,” in Proceedings of the Saudi Arabia
Section Technical Symposium (SPE '2008), Alkhobar, Saudi Arabia, May
2008, SPE paper no. 120807.
[8]
Mishra, Saurabh, 2014, Effect of Polymer Adsorption on Permeability
Reduction n Enhanced Oil Recovery, Hindawi Journal of Petroleum
Engineering volume 2014, India.
[9]
Thomas, F.Brent, 1998, Water Shut off Treatment-Reduce water and
Accelerate Oil production. Petroleum Society of CIM paper no.98-47,
Calgary, Canada.
[10]
Vytautas Ussaitis, 2011, Laboratory Evaluation of Sodium Silicate for
Zonal Isolation, Master Thesis, University of Stravanger.
I.7
Daftar Simbol
RF :
Nilai resistance factor
λ
:
Mobilitas
q
:
Laju alir fluida (cc/menit)
L
:
Panjang penampang (cm)
A
: Luas penampang (cm2)
ϕ
: Porositas (%)
9
ΔP :
Beda tekanan masuk dan keluar (atm)
λw :
Mobilitas air atau brine
λp :
Mobilitas polimer.
RRF: Permeability Reduction
kb :
Permeabilitas brine sebelum penambahan polimer
ka : Permeabilitas brine setelah penambahan polimer.
Tabel 1. Kode gel strength
Tabel 2. Hasil uji gel strength larutan polimer
10
Tabel 3. Hasil waktu pembentukan gel
Tabel 4. Hasil uji rheology
Tabel 5. Hasil perhitungan RF dan RRF
11
Gambar 1. Proses uji larutan pada sandpack
Gambar 2. Grafik RF dan RRF
12