Catatan Kuliah Teknik Produksi pdf
BAB 1
PENDAHULUAN
Tahap
operasi produksi dimulai apabila sumur telah
selesai
dikomplesi (well completion), dimana tipe komplesi yang digunakan
terutama tergantung pada karakteristik dan konfigurasi antara
formasi produktif dengan formasi di atas dan di bawahnya, tekanan
formasi, jenis fluida dan metoda produksi.
Metoda produksi yang selama ini dikenal, meliputi metoda sembur
alam (flowing well) dan metoda pengangkatan buatan (artificial lift).
Metoda sembur alam diterapkan apabila tenaga alami reservoir masih
mampu mendorong fluida ke permukaan, sedangkan metoda
pengangkatan buatan diterapkan apabila tenaga alami reservoir
sudah tidak mampu mendorong fluida ke permukaan atau untuk
maksud-maksud peningkatan produksi.
Setelah fluida sumur sampai di permukaan, fluida dialirkan ke block
station (BS) melalui pipa-pipa alir (flow line) untuk dilakukan
pemisahan antara air, minyak dan gas bumi. Gas hasil pemisahan,
selain dapat langsung dimanfaatkan untuk industri dapat pula
digunakan
untuk
injeksi
gas-lift
atau
pressure
maintenance,
sedangkan minyak bumi (crude oil) umumnya ditampung terlebih
dahulu di pusat pengumpulan minyak (PPM) sebelum dikirim ke
pengilangan atau terminal untuk dikapalkan.
BAB II
KOMPLESI SUMUR (WELL COMPLETION)
Setelah pemboran mencapai target pemboran (formasi produktif),
maka sumur perlu dipersiapkan untuk dikomplesi. Persiapan sumur
untuk
dikomplesi
bertujuan
untuk
memproduksikan
fluida
hidrokarbon ke permukaan. Komplesi sumur demikian dikenal
dengan istilah Well Completion.
Komplesi sumur meliputi bagian tahapan operasi produksi, yaitu :
1. Tahap pemasangan dan penyemenan pipa selubung produksi
(production casing).
2. Tahap perforasi dan atau pemasangan pipa liner.
3. Tahap penimbaan (swabbing) sumur.
2.1. Metoda Well Completion.
Kriteria umum untuk klasifikasi metode well completion didasarkan
pada beberapa faktor,
yaitu :
1. Down-hole completion atau formation completion, yaitu membuat
hubungan antara formasi
produktif dan sumur produksi dengan tiga metoda adalah sebagai
berikut :
a. Open-hole completion (komplesi sumur dengan formasi
produktif terbuka).
b. Cased-hole completion atau perforated completion (komplesi
sumur
dengan
formasi
produktif
dipasang
casing
dan
diperforasi).
c. Sand exclussion completion (problem kepasiran).
2. Tubing completion (komplesi pipa produksi) yaitu merencanakan
pemasangan atau pernilillan
pipa produksi (tubing), Vaitu meliputi metoda natural flow dan
artificial lift.
3. Well-head completion yaitu meliputi komplesi X-mastree, casing
head, dan tubing head.
2.1.1. Open-hole Completion
Pada metoda ini, pipa selubung produksi hanya dipasang hingga di
atas zone produktif (zona produktif terbuka). Metoda komplesi ini
diterapkan jika formasi produktif kompak dan keuntungannya adalah
didapatkannya lubang sumur secara maksimum, kerusakan/skin
akibat perforasi dapat dieliminir, mudah dipasang screen, liner,
gravel packing dan mudah diperdalam apabila diperlukan. Kerugian
metoda ini adalah sulit menempatkan casing produksi pada horison
yang tepat di atas zona produktif, sukarnya pengontrolan bila
produksi air atau gas berlebihan dan sukarnya menentukan zona
stimulasi.
2.1.2. Conventional perforated completion
Pada tipe komplesi ini, casing produksi disemen hingga zona
produktif, kemudian dilakukan perforasi. Komplesi ini sangat umum
dipakai, terutama apabila formasi perlu penahan atau pada formasi
yang kurang kompak.
Keuntungan metoda ini, produksi air atau gas yang berlebihan
mudah dikontrol, stimulasi mudah dilakukan, mudah dilakukan
penyesuaian untuk konfigurasi multiple completion jika diperlukan.
Kerugian metoda ini, diperlukan biaya untuk perforasi dan kerusakan
(damage) akibat perforasi.
2.1.3. Sand exclusion types
Akibat terlepasnya pasir dari formasi dan terproduksi bersama fluida,
dapat menyebabkan abrasi pada alat-alat produksi dan kerugian lain,
maka
untuk
mengatasi
adanya
kepasiran
diperlukan
cara
pencegahan pada sistem komplesinya, yaitu dengan menggunakan :
1. Slotted atau screen liner.
2. Menutup permukaan formasi dengan gravel dan ditahan dengan
screen (gravel packing system).
2.1.3.1. Slotted atau screen liner.
Cara ini dapat diterapkan baik pada open hole maupun cased hole,
yaitu dengan menempatkan slot atau screen didepan formasi.
Terdapat tiga bentuk/macam screen :
a. Horizontal slotted screen
b. Vertical slotted screen
c. Wire wrapped screen
Untuk pemasangan liner, mud cake harus dibersihkan terlebih dahulu
dari zona produktif untuk mencegah terjadinya penyumbatan
(plugging) dengan menggunakan fluida bebas clay aktif pada fluida
komplesinya atau dengan menggunakan air garam.
2.1.3.2. Gravel packing.
Gravel pack juga dapat dikerjakan baik pada open hole maupun pada
cased hole completion. Metoda ini dilakukan baik untuk memperbaiki
kegagalan screen liner maupun sebagai metoda komplesi yang
dipilih.
Sebelum menempatkan gravel, lubang harus dibersihkan sehingga
ruang/gua untuk menempatkan gravel dapat dibuat, kemudian
masukkan screen liner dan pompakan gravel sampai mengisi seluruh
ruang atau qua di muka formasi produktif, dengan demikian pasir
akan tertahan oleh gravel sehingga fluida produksi bebas dari pasir.
2.2. Perforasi
Pembuatan lubang menembus casing dan semen sehingga terjadi
komunikasi antara formasi dengan sumur yang mengakibatkan fluida
formasi dapat mengalir ke dalam sumur, disebut perforasi.
2.2.1. Perforator
Untuk melakukan perforasi, digunakan perforator yang dibedakan
atas dua tipe perforator
a. Bullet/Gun perforator
b. Shape charge/ Jet perforator
2.2.1.1. Bullet/Gun perforator
Komponen utama dari bullet perforator meliputi :
a. Fluid seal disk: pengaman agar fluida sumur tidak masuk ke
dalam alat.
b. Gun barrel
c. Badan
gun
dimana
barrel
disekrupkan
dan
untuk
menempatkan sumbu (ignitor) dan propellant (peluru) dengan
shear disk didasamya, untuk memegang bullet ditempatnya
sampai
tekanan
maksimum
dicapai karena terbakarnya
powder.
d. Electric wire : Kawat listrik yang meneruskan arus untuk
pengontrolan pembakaran powder charge.
Gun body terdiri silinder panjang terbuat dari besi yang dilengkapi
dengan
suatu
gun/susunan
alat
gun
kontrol
ditempalkan
untuk
penembakan.
dengan
interval
Sejumlah
tertentu
dan
diturunkan kedalam sumur dengan menggunakan kawat (electric
wire-line cable) dimana kerja gun dikontrol dan permukaan melalui
wire line untuk melepaskan peluru (penembakan) baik secara sendirisendiri maupun serentak.
2.2.1.2. Jet Perforator
Prinsip kerja jet perforator berbeda dengan gun perforator,
bukannya gaya powder yang melepas bullet tetapi powder yang
eksplosif diarahkan oleh bentuk powder chargenya menjadi suatu
arus yang berkekuatan tinggi yang dapat menembus casing, semen
dan formasi.
2.2.2. Kondisi kerja perforasi
2.2.2.1. Conventional overbalance
Merupakan kondisi kerja di dalam sumur dimana tekanan formasi
dikontrol oleh fluida/lumpur komplesi, atau dengan kata lain bahwa
tekanan hidrostatik lumpur (Ph) lebih besar dibandingkan .tekanan
formasi
(Pf),
sehingga
memungkinkan
dilakukan
perforasi,
pemasangan tubing dan perlengkapan sumur lainnya.
Cara overbalance ini, umumnya digunakan pada
a. Komplesi multizona.
b. Komplesi gravel-pack (cased hole).
c. Komplesi dengan menggunakan liner.
d. Komplesi pada casing intermediate.
Masalah/problem yang sering timbul dengan teknik overbalance ini
adalah :
a. Terjadinya kerusakan formasi (damage) yang lebih besar,
akibat reaksi antara lumpur komplesi dengan mineral-mineral
batuan formasi.
b. Penyumbatan oleh bullet/charge dan runtuhan batuan.
c. Sulit mengontrol terjadinya mud-loss dan atau kick.
d. Clean-up sukar dilakukan.
2.2.2.2. Underbalance
Merupakan kebalikan dari overbalance, dimana tekanan hidrostatik
lumpur komplesi lebih kecil dibandingkan tekanan formasi. Cara ini
sangat cocok digunakan untuk formasi yang sensitif/reaktif dan
umumnya lebih baik dibandingkan overbalance, karena :
a. Dengan Ph
PENDAHULUAN
Tahap
operasi produksi dimulai apabila sumur telah
selesai
dikomplesi (well completion), dimana tipe komplesi yang digunakan
terutama tergantung pada karakteristik dan konfigurasi antara
formasi produktif dengan formasi di atas dan di bawahnya, tekanan
formasi, jenis fluida dan metoda produksi.
Metoda produksi yang selama ini dikenal, meliputi metoda sembur
alam (flowing well) dan metoda pengangkatan buatan (artificial lift).
Metoda sembur alam diterapkan apabila tenaga alami reservoir masih
mampu mendorong fluida ke permukaan, sedangkan metoda
pengangkatan buatan diterapkan apabila tenaga alami reservoir
sudah tidak mampu mendorong fluida ke permukaan atau untuk
maksud-maksud peningkatan produksi.
Setelah fluida sumur sampai di permukaan, fluida dialirkan ke block
station (BS) melalui pipa-pipa alir (flow line) untuk dilakukan
pemisahan antara air, minyak dan gas bumi. Gas hasil pemisahan,
selain dapat langsung dimanfaatkan untuk industri dapat pula
digunakan
untuk
injeksi
gas-lift
atau
pressure
maintenance,
sedangkan minyak bumi (crude oil) umumnya ditampung terlebih
dahulu di pusat pengumpulan minyak (PPM) sebelum dikirim ke
pengilangan atau terminal untuk dikapalkan.
BAB II
KOMPLESI SUMUR (WELL COMPLETION)
Setelah pemboran mencapai target pemboran (formasi produktif),
maka sumur perlu dipersiapkan untuk dikomplesi. Persiapan sumur
untuk
dikomplesi
bertujuan
untuk
memproduksikan
fluida
hidrokarbon ke permukaan. Komplesi sumur demikian dikenal
dengan istilah Well Completion.
Komplesi sumur meliputi bagian tahapan operasi produksi, yaitu :
1. Tahap pemasangan dan penyemenan pipa selubung produksi
(production casing).
2. Tahap perforasi dan atau pemasangan pipa liner.
3. Tahap penimbaan (swabbing) sumur.
2.1. Metoda Well Completion.
Kriteria umum untuk klasifikasi metode well completion didasarkan
pada beberapa faktor,
yaitu :
1. Down-hole completion atau formation completion, yaitu membuat
hubungan antara formasi
produktif dan sumur produksi dengan tiga metoda adalah sebagai
berikut :
a. Open-hole completion (komplesi sumur dengan formasi
produktif terbuka).
b. Cased-hole completion atau perforated completion (komplesi
sumur
dengan
formasi
produktif
dipasang
casing
dan
diperforasi).
c. Sand exclussion completion (problem kepasiran).
2. Tubing completion (komplesi pipa produksi) yaitu merencanakan
pemasangan atau pernilillan
pipa produksi (tubing), Vaitu meliputi metoda natural flow dan
artificial lift.
3. Well-head completion yaitu meliputi komplesi X-mastree, casing
head, dan tubing head.
2.1.1. Open-hole Completion
Pada metoda ini, pipa selubung produksi hanya dipasang hingga di
atas zone produktif (zona produktif terbuka). Metoda komplesi ini
diterapkan jika formasi produktif kompak dan keuntungannya adalah
didapatkannya lubang sumur secara maksimum, kerusakan/skin
akibat perforasi dapat dieliminir, mudah dipasang screen, liner,
gravel packing dan mudah diperdalam apabila diperlukan. Kerugian
metoda ini adalah sulit menempatkan casing produksi pada horison
yang tepat di atas zona produktif, sukarnya pengontrolan bila
produksi air atau gas berlebihan dan sukarnya menentukan zona
stimulasi.
2.1.2. Conventional perforated completion
Pada tipe komplesi ini, casing produksi disemen hingga zona
produktif, kemudian dilakukan perforasi. Komplesi ini sangat umum
dipakai, terutama apabila formasi perlu penahan atau pada formasi
yang kurang kompak.
Keuntungan metoda ini, produksi air atau gas yang berlebihan
mudah dikontrol, stimulasi mudah dilakukan, mudah dilakukan
penyesuaian untuk konfigurasi multiple completion jika diperlukan.
Kerugian metoda ini, diperlukan biaya untuk perforasi dan kerusakan
(damage) akibat perforasi.
2.1.3. Sand exclusion types
Akibat terlepasnya pasir dari formasi dan terproduksi bersama fluida,
dapat menyebabkan abrasi pada alat-alat produksi dan kerugian lain,
maka
untuk
mengatasi
adanya
kepasiran
diperlukan
cara
pencegahan pada sistem komplesinya, yaitu dengan menggunakan :
1. Slotted atau screen liner.
2. Menutup permukaan formasi dengan gravel dan ditahan dengan
screen (gravel packing system).
2.1.3.1. Slotted atau screen liner.
Cara ini dapat diterapkan baik pada open hole maupun cased hole,
yaitu dengan menempatkan slot atau screen didepan formasi.
Terdapat tiga bentuk/macam screen :
a. Horizontal slotted screen
b. Vertical slotted screen
c. Wire wrapped screen
Untuk pemasangan liner, mud cake harus dibersihkan terlebih dahulu
dari zona produktif untuk mencegah terjadinya penyumbatan
(plugging) dengan menggunakan fluida bebas clay aktif pada fluida
komplesinya atau dengan menggunakan air garam.
2.1.3.2. Gravel packing.
Gravel pack juga dapat dikerjakan baik pada open hole maupun pada
cased hole completion. Metoda ini dilakukan baik untuk memperbaiki
kegagalan screen liner maupun sebagai metoda komplesi yang
dipilih.
Sebelum menempatkan gravel, lubang harus dibersihkan sehingga
ruang/gua untuk menempatkan gravel dapat dibuat, kemudian
masukkan screen liner dan pompakan gravel sampai mengisi seluruh
ruang atau qua di muka formasi produktif, dengan demikian pasir
akan tertahan oleh gravel sehingga fluida produksi bebas dari pasir.
2.2. Perforasi
Pembuatan lubang menembus casing dan semen sehingga terjadi
komunikasi antara formasi dengan sumur yang mengakibatkan fluida
formasi dapat mengalir ke dalam sumur, disebut perforasi.
2.2.1. Perforator
Untuk melakukan perforasi, digunakan perforator yang dibedakan
atas dua tipe perforator
a. Bullet/Gun perforator
b. Shape charge/ Jet perforator
2.2.1.1. Bullet/Gun perforator
Komponen utama dari bullet perforator meliputi :
a. Fluid seal disk: pengaman agar fluida sumur tidak masuk ke
dalam alat.
b. Gun barrel
c. Badan
gun
dimana
barrel
disekrupkan
dan
untuk
menempatkan sumbu (ignitor) dan propellant (peluru) dengan
shear disk didasamya, untuk memegang bullet ditempatnya
sampai
tekanan
maksimum
dicapai karena terbakarnya
powder.
d. Electric wire : Kawat listrik yang meneruskan arus untuk
pengontrolan pembakaran powder charge.
Gun body terdiri silinder panjang terbuat dari besi yang dilengkapi
dengan
suatu
gun/susunan
alat
gun
kontrol
ditempalkan
untuk
penembakan.
dengan
interval
Sejumlah
tertentu
dan
diturunkan kedalam sumur dengan menggunakan kawat (electric
wire-line cable) dimana kerja gun dikontrol dan permukaan melalui
wire line untuk melepaskan peluru (penembakan) baik secara sendirisendiri maupun serentak.
2.2.1.2. Jet Perforator
Prinsip kerja jet perforator berbeda dengan gun perforator,
bukannya gaya powder yang melepas bullet tetapi powder yang
eksplosif diarahkan oleh bentuk powder chargenya menjadi suatu
arus yang berkekuatan tinggi yang dapat menembus casing, semen
dan formasi.
2.2.2. Kondisi kerja perforasi
2.2.2.1. Conventional overbalance
Merupakan kondisi kerja di dalam sumur dimana tekanan formasi
dikontrol oleh fluida/lumpur komplesi, atau dengan kata lain bahwa
tekanan hidrostatik lumpur (Ph) lebih besar dibandingkan .tekanan
formasi
(Pf),
sehingga
memungkinkan
dilakukan
perforasi,
pemasangan tubing dan perlengkapan sumur lainnya.
Cara overbalance ini, umumnya digunakan pada
a. Komplesi multizona.
b. Komplesi gravel-pack (cased hole).
c. Komplesi dengan menggunakan liner.
d. Komplesi pada casing intermediate.
Masalah/problem yang sering timbul dengan teknik overbalance ini
adalah :
a. Terjadinya kerusakan formasi (damage) yang lebih besar,
akibat reaksi antara lumpur komplesi dengan mineral-mineral
batuan formasi.
b. Penyumbatan oleh bullet/charge dan runtuhan batuan.
c. Sulit mengontrol terjadinya mud-loss dan atau kick.
d. Clean-up sukar dilakukan.
2.2.2.2. Underbalance
Merupakan kebalikan dari overbalance, dimana tekanan hidrostatik
lumpur komplesi lebih kecil dibandingkan tekanan formasi. Cara ini
sangat cocok digunakan untuk formasi yang sensitif/reaktif dan
umumnya lebih baik dibandingkan overbalance, karena :
a. Dengan Ph