Enhanced Oil Recovery (EOR) adalah teknik yang berkaitan dengan upaya meningkatkan perolehan minyak (oil recovery) dari suatu reservoar, dengan cara menginjeksikan fluida, atau fluida + bahan kimia, atau panas kedalam reservoir melalui sumur injeksi dan memproduksikan minyaknya melalui sumur produksi.
Tujuan dilakukannya peningkatan perolehan minyak ini adalah untuk terus meningkatkan produksi minyak pada suatu sumur produksi. Dimana pada tahap awal minyak tersebut agar mengalir dengan sendirinya atau sering disebut dengan natural flow, namun setelah beberapa tahap ini akan mengalami penruran produksi maka dibutuhkan metode secondary recovery untuk kembali menigkatkan produksi minyak pada sumur produksi tersebut. Grafik dari produksi minyak ini dapat dilihat pada gambar dibawah:
Gambar 1: Concept Of Incremental Oil
Sedangkan untuk mekanisme peningkatan perolehan minyak ini tersaji oleh bagan dibawah:
Gambar 2: Mekanisme peningkatan produksi minyak
Pada makalah ini akan secara khusus dibahas mengenai upaya peningkatan perolehan minyak melalui injeksi air. Injeksi air merupakan salah satu metoda EOR yang paling banyak dilakukan sampai saat ini. Biasanya injeksi air digolongkan ke dalam injeksi tak tercampur.
Alasan-alasan sering digunakannya injeksi air ialah:
Alasan-alasan sering digunakannya injeksi air ialah:
· Mobilitas yang cukup rendah
· Air cukup mudah diperoleh
· Pengadaan air cukup murah
· Berat kolom air dalam sumur injeksi turut menekan, sehingga cukup banyak mengurangi besarnya tekanan injeksi yang perlu diberikan di permukaan; jika dibandingkan dengan injeksi gas, dari segi ini berat air sangat menolong.
· Air biasanya mudah tersebar ke seantero reservoir, sehingga menghasilkan efisiensi penyapuan yang cukup tinggi.
· Effisiensi pendesakan air juga cukup baik. sehingga harga Sor sesudah injeksi air = 30% cukup mudah didapat.
Gambar 3: Skema Injeksi Air (EOR)
Pemakaian injeksi air sebagai meloda untuk menaikan peralehan minyak dimulai pada tahun 1880 setelah John F. Carll menyimpulkan bahwa air tanah dari lapisan yang lebih dangkal dapat membantu produksi minyak. Secara tidak sengaja, hal telah terjadi sebelum di Pennsylvania opada tahun 1865. Tujuan Injeksi air adalah mengimbangi penurunan tekanan reservoir dengan menginjeksikan air ke dalam reservoir
A. Pemilihan Metode Injeksi Air sebagai Metode EOR
Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya bahwa ketika natural flow menjadi tidak efisien lagi, pemilihan metode EOR untuk mengangkat minyak yang masih tersimpan dibawah merupakan sesuatu yang bersifat wajib dilakukan untuk meningkatkan produksi minyak suatu sumur. Metode EOR sendiri yang digunakan untuk lifting ada bermacam – macam misalnya injeksi polimer dan in situ combustion. Pemilihan jenis metode EOR yang ini sangat bergantung pada faktor tehnikal dan ekonomis.
1. Faktor Teknik
Injeksi air sebagai metode EOR sangat diutamkan pada setiap kasus dimana tidak terdapat pembatas praktis, dimana rasio mobilitas yang tinggi. Selain itu pada reservoir yang mengandung under saturated oil yang tinggi, injeksi air sangatlah sesuai karena perbandingan gas dan minyak yang rendah akan berhasil hanya didalam volume yang kecil dari gas yang tersedia untuk injeksi gas. Pada reservoir yang mengandung saturasi minyak, air sangat cocok sebagai fluida injeksi selama permeabilitas airnya cukup tinggi. Namun, pada reservoir yang mengandung volatile oil metode injeksi gas sangatlah diutamakan dalam melakukan recovery.
2. Faktor Ekonomis
Dalam melakukan recovery selain memperhitungkan efisiensi dari metode recovery yang digunakan perlu dipertimbangkan juga biaya dari proyek injeksi tersebut. Unsur – unsur yang perlu dipertimbangkan misalnya;
· Biaya pembelajaran dan eksperiment laboratorium
· Biaya penggalian sumur tambahan
· Biaya dari peralatan operasi sepri pompa, filter dan lain – lain.
Pemilihan air sebagai metode EOR dapat disebabkan oleh beberapa faktor ekonomis sebagai berikut.
· Ketersediaan air yang melimpah dan mudah didapat.
· Mobilitas air yang tinggi;
· Harga pembelian air yang sangat murah.
B. Mekanika Perpindahan
Mekanika perpindahan yang dimaksud disini adalah pola perpindahan air atau pergerakan air pada saat dilakukan injeksi. Pola perpindahan air pada lapisan batuan ini dibedakan menjdai dua yaitu pada reservoir homogen dan reservoir heterogen
1. Reservoir Homogen
Pada reservoir homogeny dianggap bahwa reservoir tersebut tersusun atas lapisan homogeny tunggal dimana fluida bergerak secara horizontal. Selain itu dianggap juga bahwa tingkat saturasi pada reservoir tersebut adalah konstan.
Gambar 4: Injeksi air pada reservoir homogen
2. Reservoir Heterogen
Reservoir heterogen dapat dikelompokkan menjadi 3 jenis Antaralain reservoir yang memiliki celah/retakan, reservoir berlapis dan reservoir dengan heterogonitas yang acak.
Gambar 5: Grafik EOR injeksi air pada reservoir heterogen
a. Reservoir bercelah, dimana satu atau lebih sistem retakan membagi formasi menjadi lebih atau kurang block – block tetap and menghasilkan fluida konduktif tinggi. Pada reservoir bercelah sering diasumsikan bahwa fluida terperangkap pada celah – celah batuan oleh gaya gravitasi. Selama proses injeksi air akan ada peningkatan stabil dari minyak/air antarmuka pada rekahan dimana bersifat flat dan horizontal.
Gambar 6: Reservoir bercelah
b. Reservoir Berlapis
Untuk reservoir berlapis ada 2 permasalan yang harus dipertimbangkan, tergantung keterdapatan penghubung dalam lapisan.
Gambar 7: Reservoir dengan lapisan dalam penghubung
c. Reservoir dengan heterogenitas yang beragam, dimana pada reservoir jenis ini terdapat 2 atau lebih tipe porositas yang terdistribusi secara acak. Pada reservoir tipe ini proses imbibisi juga terjadi, dimana hubungan antara oil yang direcovery dan injeksi air dapat dilihat pada gambar dibawah.
Gambar 8:Resrvoir dengan porositas beragam
C. Water Injection Performance Calculations
Hasil dibutuhkan dalam estimasi total minyak yang kembali didapatkan dan tingkat produksi air. Jumlah minyak yang dapat kembali didapat dengan menggunkan injeksi air dapat di hitung dengan persamaan sebagai berikut.
Dimana
D. Saturasi Gas Bebas Optimal untuk Injeksi Air
Banyak penelitian telah mendemonstrasikan keuntungan dari effect dari keterdapatan saturasi gas bebas awal pada recovery minyak dengan menggunakan injeksi air. Dampaknya mencapai maksimum pada nilai saturasi gas tertentu, dan proses recovery kemudian akan menghasilkan hasil yang lebih baik jika dibandingkan bila tidak terdapat nilai tertentu dari saturasi gas bebas awal. Namun, teori dari fenomena ini belum teruji dengan baik, menurut Cole hal ini didasarkan pada fakta bahwa tegangan muka antara air dan gas itu lebih tinggi jika dibandingkan antara gas dan minyak. Karena fluida reservoir memiliki kecendurungan untuk menyusun diri untuk menimalisir energy, kebanyakan partikel gas akan mengelilingi minyak. Akibatnya, saturasi minyak sisa setelah pengaliran air menjadi berkurang.
Berdasarkan hasil laboratorium, korelasi dibawah ini menunjukkan saturasi gas optimum:
E. Hal – hal yang perlu diperhatikan dalam melakukan injeksi air
Agar dapat melakukan injkesi air pada reservoir point – point berikut harus dipertimbangkan:
a) Pembangunan sumur injeksi
Dalam penyelesaian sumur injeksi harus memperhatikan hal sebagai berikut:
1. Penyelesaian awal
Pada pembangunan dan penyelesaian sumur injeksi terdapat dua kemungkinan yaiutu penggalian sumur baru atau pengubahan sumur produksi menjadi sumur injeksi. Pada pengubahan sumur produksi menjadi sumur injeksi terlebih dahulu produksi minyak pada sumur tersebut harus sudah benar – benar selesai dimana cadangan minyak pada sumur tersebut telah terambil secara maksimal. Jika pelapis (casing) dari sumur masih dalam kondisi baik dan masih tahan pada tekanan tertentu, maka injeksi dapat dilakukan. Namun, jika tidak maka harus dilakukan pelapisan kembali pada sumur tersebut.
2. Pemilahan zona perangkap
Zona perangkap yang dimaksud disini adalah zona yang dapat memerangkap minyak dan akan sulit untuk di recovery dengan menggunakan injeks air. Dikarenakan dapat mengurangi produksi dari EOR maka zona perangkap ini mesti ditutup. Dalam melakukan pendeteksian zona –zona perangkap ini dapat dilakukan dengan cara menambahkan tracer unsur radioaktif pada air. Sedangkan untuk melakukan penutupan dari zona yang memerangkap minyak tersebut dapat menggunakan mineral talc, zinc oxide, semen, dan koloids.
b) Sumber dan Perawatan dari injeksi air
1. Sumber injeksi air
Setelah injeksi dalam progress pada waktu tertentu, air injeksi akan hadir pada sumur produksi melalui lapisan – lapisan yang bersifat permeable. Air tersevut terpisah dengan minyak pada permukaan sehingga air yang telah digunakan tersebut dapat kembali di injeksikan pada sumur injeksi. Volume air yang tersedia untuk recycling meningkat seiring waktu, ksejak produksi minyak berkurang maka produksi air meningkat. Sehingga sangatlah dibutuhkan untuk memiliki sumber air tersendiri karena, pertama agar injeksi air dapat berlangsung terus dan untuk menggantikan volume dari produksi minyak. Penggunaan dua sumber air dapat memberikan dampak negative dimana diperlukan pemeliharaan khusu karena komposisi air tersebut akan berubah, perubahan komposisi ini dapat terjadi akibat pencampuran dan reaksi kimia yang terjadi dibawah permukaan. Sumber air yang biasa digunakan antara lain:
a. Sumber dari air segar
·Air permukaan yang terdapat di danau dan sungai, memiliki kualitas yang kurang dimana mengandung oksigen tinggi, mengandung material yang dapat menyumbat seperti; pasir, dan bakteri sehingga memerlukan metode penyaringan khusus.
·Air alluvial sering ditemukan pada sumur dangkal air jenis lebih baik jika dibandingkan dengan air permukaan karena telah mengalami penyaringan secara alami, namun tidak menutup kemungkinan mengandung bakteri anaerobic.
·Reservoir dangkal permeable, adalah tempat dimana air segar sering terbentuk. Namun, air tersebut dapat bersumber dari area yang bermacam – macam.
b. Sumber air asin
·Pada reservoir minyak dalam, seringkali ditemukan formasi pembentuk air asin. Air tersebu dapat dipompa kepermukan dan dapat dimanfaatkan sebagai air injeksi. Namun, harus dilakukan perawatan khusus dimana jika air asin tersbut tidak mengandung senyawa CO2 atau H2S maka air tersebut haruslah dilindungi dari kontak dengan atmosphere dan langsung diinjeksikan setelah dilakukan filtrasi; kehadiran CO2 atau H2S memerlukan perawatan khusus . Air jenis ini juga biasanya mengandung bakteri anaerobic.
·Penggunaan air laut, Air laut biasanya bersifat korosif dan memerlukan perwatan khusus untuk mengurangi dampak korosinya terhadap bahan logam
Dikarenakan pencampuran dari air yang berbeda tidak dapat dihindari maka sangatlah penting untuk mengetahui komposisi air tersebut. Perhatian khusus diberikan pada kehadiran pasangan ion berikut, karena ion – ion berikut dapat membentuk endapan:
·Barium dan sulfat
·Kalsium dan sulfat
·Kalsium dan karbonat
·Besi dan sulfur
·Besi dan oksigen
Perlapisan endapan dari sulfat sangatlah merusak, karena senyawa tersebut tidak sangat mudah larut pada pelarut maupun asam; penggunaan polyphosphate dapat menghindari pengendapat senyawa sulfat.
2. Tujuan dilakukan perwatan
Tujuan dilakukan perwatan air adalah:
·Untuk menghindari penutuptan reservoir
Penutupan reservoir ini dapat disebabkan oleh; material padat, korosi, bakteri, dan penggunaan air yang tidak sesuai
·Untuk menghindari korosi pada sumur injeksi
Korosi haruslah dihindari untuk melindungi peralatan logam dan juga agar tidak menutup reservoir seperti yang telah dijelaskan diatas. Korosi dapat disebabkan oleh kehadiran gas tidak larut pada air seperti: H2S, CO2, dan oksigen serta akibat baketri.
·Untuk menghindari pengembangan shales
Pengembangan lapisan shale ini dapat diakibatkan oleh pergantian ion penyusun air dan shale sehingga mengakibatkan berkurangnya permeabilitas batuan.
3. Metode Perawatan
Metode perwatan yang sering digunakan adalah metode fisika, kimia, dan biologi. Perawatan dengam menggunakan metode fisika antara lain; filtrasi, pemisahan air dan minyak, dan penggasan. Sedangkan perawatan secara kimia mencangkup penambahan reduksi tekanan permukaan dan penghambat korosi. Perawatan biological meliputi penggunaan bakteri dan algicides.
4. Tipe system injeksi air
Dasarnya terdapat dua tipe system injeksi air yaitu; tipe tertutup dimana air terlindungi dari kontak dengan atmosphere dan system terbuka dimana memerlukan perwatan terhadap aeration dan sedimentasi. Sistem terbuka ini memerlukan perhatian khusus jika dibandingkan system tertutup.
Pada system tertutup terdapat dua buah jalur yaitu jalur pertama untuk menginjeksikan air dan yang kedua jalur untuk daur ulang air yang telah di injeksi.
c) Pompa
Dua tipe pompa yang digunakan injeksi air adalah tipe reciprocating dan centrifugal.
Pompa tipe reciprocating memiliki dua keuntungan yaitu efisiensi tinggi dan fleksibel. Bisa dioperasikan pada area yang luas. Sedangkan kekurangannya adalah memerlukan perawatan yang lebih sering, khususnya ketika korosif atau ketika fluida mengandung pasir sedang pompa. Pompa ini dapan didesain untuk beroperasi pada tekanan diatas 200 bar atau dengan tingkat produksi 1000 m3/day.
Pompa tipe centrifugal bersifat kurang efisien jika dibandingkan dengan reciprocating pums namun umumnya pompa tipe ini lebih tahan lama dan biaya perawatan kurang. Dapat dipasang secara horizontal atau vertical dan sering digunakan pada tingkat produksi sekitar seribu m3/day dengan tekanan dibawah 100 bar.
REFERENSI
Latil, Marcel.1980.Enhanced Oil Recovery.Institut Francais Du Petrole, France.
Kritik&Sarab Sangay dibutuhkan
Kritik&Sarab Sangay dibutuhkan
{ 0 komentar ... read them below or add one }
Posting Komentar