Skripsi Esp

8/16/2019 Skripsi Esp

1/107

EVALUASI DAN PERENCANAAN ULANG ELECTRICAL

SUBMERSIBLE PUMP SUMUR “ALFA” LAPANGAN

“BRAVO” DENGAN PROBLEM WATER CONING

PT PHE ONWJ

TUGAS AKHIR

Oleh

IMAN ANSORI

NIM 14.4!.4!!."4#TP

JURUSAN TEKNIK PERMIN$AKAN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS PROKLAMASI 4%

$OG$AKARTA

!1&


2/107




PT PHE ONWJ

TUGAS AKHIR

Diajukan Untuk Memenuhi Syarat Mendapatkan Gelar Sarjana Teknik

Pada Program Studi Teknik Perminyakan Fakultas Teknik

Universitas Proklamasi 45 Yogyakarta

Oleh

IMAN ANSORI

NIM 14.4!.4!!."4#TP

JURUSAN TEKNIK PERMIN$AKAN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS PROKLAMASI 4%

$OG$AKARTA

!1&


3/107

1.'.1. TUJUAN

Tujuan dari tugas akhir ini adalah seagai erikut!

"# Mengevaluasi kinerja $le%tri%al Sumersile Pump&$SP' yang

terpasang pada Sumur ()ero *n%ident &)*' Delta+ ,apangan

(-ontinous *mprovement &-* Field'+#

.# Melakukan optimasi Sumur ()ero *n%ident &)*' Delta+ ,apangan

(-ontinous *mprovement &-* Field'+ jika hasil evaluasi $le%tri%al

Sumersile Pump &$SP' menunjukan penurunan per/orma#0# Meningkatkan Produksi Sumur Sumur 1()ero *n%ident &)*'

Delta+ ,apangan (-ontinous *mprovement &-* Field'+#

RINGKASAN

Pengangkatan /luida reservoir sumur minyak dan gas umi dapat

dilakukan dengan dua %ara yaitu dengan metode semur alam &natural /lo2' dan

dengan metode pengangkatan uatan &3rti/i%ial ,i/t'# Metode 3rti/i%ial ,i/tdilakukan ketika tekanan reservoir sudah tidak men%ukupi lagi untuk mengangkat

/luida ke permukaan se%ara alami# Di industri perminyakan terdapat anyak

ma%am alat untuk metode 3rti/i%ail li/t ini salah satunya adalah $le%ltri%al

Sumersile Pump#

$le%tri%al Sumersile Pump adalah pompa sentri/ugal erpenggerak

motor listrik yang ditenggelamkan pada /luida reservoir yang akan diangkat# $SP

ekerja dengan memerikan tekanan tamahan pada /luida reservoir sehingga

dapat mengalir ke permukaan# Penggunaan $SP ini memiliki anyak keuntungan

eerapa diantaranya adalah %o%ok untuk sumur dengan 2ater%ut yang tinggi

%o%ok untuk sumur dengan laju alir yang tinggi %o%ok untuk sumur dengan

tenaga pendorong associated gas serta sangat praktis digunakan pada lapanganmigas lepas pantai &o//shore'#

PT P$ 6789 &Pertamina ulu $nergi 6//shore 7orth 8est 9ava' adalah

anak perusahaan pertamina yang menjalankan operasi hulu untuk :lok 6789#

Salah satu stasiun alir &Flo2 Station' yang dimiliki P$ 6789 untuk

menjalankan operasi produksi migas lepas pantainya adalah -ontinous

*mprovement &-*' Field# -* Field memiliki eerapa sumur produksi yang

menggunakan $SP seagai arti/i%ial li/t;nya# Salah satu sumur yang menggunakan

$SP adalah sumur ()ero *n%ident Delta &)* Delta'+#

$valuasi $SP pada Sumur )* Delta ini perlu dilakukan untuk dapat

menamah rate produksi &:FPD' sehingga dapat menamah produksi perusahaan

yang dapat memerikan keuntungan leih pula pada negara# Selain itu evaluasi ini


4/107

perlu dilakukan karena $SP yang dipasang telah mengalami penurunan per/orma#

al itu dapat dilihat pula dari hasil 2ell test yang dilakukan oleh operator

produksi#$valuasi $SP pada sumur )* Delta dilakukan dengan eerapa langkah

seagai erikut pertama menghitung Produ%tivity *nde< reservoir dan memuat

=urva *P>nya# =edua melakukan evaluasi pada $SP yang terpasang dengan

menentukan TD dan ,aju 3lir yang dihasilkan erdasarkan =urva Pompa $SP#

=etiga melakukan peren%anaan ulang $SP dengan mengasumsikan ,aju Produksi

ditingkatkan ?@@@ :FPD 2ater%ut dan Pump Setting Depth tetap serta P2/

ditentukan dari =urva *P># Peren%anaan ulang ini juga erarti kita melakukan

selekesi pada eerapa tipe pompa aru dan memilih teraik dari mereka untuk

dipasang di sumur ()* Delta ini#

asil yang didapat adalah kita akan menggunakan tipe pomp SA@@@7

seagai pompa aru yang akan dipasang di sumur )* Delta ini# 9umlah stage yangdigunakan dalam satu tandem seanyak B4 stage# $SP akan menggunakan . motor

dengan spesi/ikasi 54@S UT .@@ PC "00 EC 0#3 kael dengan spesi/ikasi "

38G prote%tor tipe 54@S :P:S, dan =E3 minimum untuk peralatan

permukaan seesar 400#5B =E3

HALAMAN PENGESAHAN




PT PHE ONWJ

Diajukan Untuk Memenuhi Syarat Mendapatkan Gelar Sarjana Teknik

Pada Program Studi Teknik Perminyakan Fakultas Teknik

U()*e+,)-, P+/0l,) 4% $/230+-

TUGAS AKHIR

Oleh

IMAN ANSORI

NIM 14.4!.4!!."4#TP


5/107

Disetujui untuk 9urusan Teknik Perminyakan

Fakultas Teknik

Universitas Proklamasi 45 Yogyakarta

Tanggal!#############################

Pemiming *

######################################

Pemiming **

########################################

HALAMAN PERUNTUKAN


6/107

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan atas kehadirat 3llah s2t erkat rahmat

dan hidayah;7ya sehingga dieri kemudahan dalam penyusunan Tugas 3khir

yang erjudul “EVALUASI DAN PERENCANAAN ULANG ELECTRICAL

SUBMERSIBLE PUMP SUMUR “ALFA” LAPANGAN “BRAVO”

DENGAN PROBLEM WATER CONING PT PHE ONWJ# 3dapun Tugas

3khir ini diuat untuk memenuhi syarat kelulusan Program Strata * di Fakultas

Teknik 9urusan Teknik Perminyakan Universitas Proklamasi 45 Yogyakarta#

Ter2ujudnya tugas akhir ini adalah erkat antuan dari eragai pihak

sehingga dapat terselesaikan# 6leh karena itu penulis ingin mengu%apkan terima

kasih kepda!

"# Pro/# # M# Da2am >ahardjo S#$# selaku >ektor Universitas Proklamasi

45 Yogyakarta#

.# Syamsul Maari/ ST# M#$ng# selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas

Proklamasi 45 Yogyakarta#

0# 8ira 8idya2ura S#Si selaku =etua 9urusan Teknik Perminyakan

Universitas Proklamasi 45 Yogyakarta#

4# 8ira2an 8idya Mandala ST M#T# selaku koordinator Tugas 3khir#

5# :apak Fikri >ea Pratama selaku Plant Supervisor di lapangan#

B# =edua orang tua yang telah memiming dan memerikan seluruh

pengoranannya#

?# Seluruh dosen;dosen dan rekan;rekan Teknik Perminyakan Universitas

Proklamasi 45 Yogyakarta yang selalu memeri dukungan dan motivasi

kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan Tugas 3khir ini#

Penulis menyadari ah2a dalam Tugas 3khir ini masih anyak terdapat

kekurangan aik dari segi menyajikan data maupun dari segi penulisan lainnya#


7/107

=ritik dan saran yang memangun sangat penulis harapkan demi penulisan yang

leih aik

Yogyakarta Feruari .@"B

*man 3nsori


8/107

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. LATAR BELAKANG MASALAH

*ndustri perminyakan merupakan industri yang menyumang seagian esar

keutuhan energi dunia# *ndustri perminyakan dilakukan dalam eerapa tahap

yaitu tahap eksplorasi eksploitasi produksi re/inery dan distriusi ke konsumen#

Tahapan produksi adalah tahapan dimana sumur telah selesai dior dan /luida

sumur siap untuk dialirkan ke permukaan# :eerapa sumur yang memiliki tekanan

reservoir yang esar memuat /luida reservoir mengalir se%ara alamiah ke

permukaan &7atural Flo2'#

Seiring dengan erjalannya 2aktu terjadi penurunan tekanan reservoir pada

sumur produksi# Fluida reservoir pun tidak dapat mengalir ke permukaan se%ara

alami &7atural Flo2' lagi# Untuk dapat mengalirkan /luida sumur ke permukaan

ketika tekanan reservoir tidak sanggup lagi mengalirkan se%ara natural /lo2 maka

dipergunakanlah alat pengangkatan uatan &3rti/i%ial ,i/t'# Terdapat eragai

ma%am 3rti/i%ial ,i/t yang dipergunakan di lapangan minyak dan gas umi

seperti Su%ker >oad Gas ,i/t dan $le%tri%al Sumersile Pump# Masing;masing

dari mereka memiliki keleihan dan kekurangan tersendiri#

$le%tri%al Sumersile Pump adalah pompa sentri/ugal erpenggerak motor

listrik yang ditenggelamkan pada /luida reservoir yang akan diangkat# $SP

ekerja dengan memerikan tekanan tamahan pada /luida reservoir sehingga

dapat mengalir ke permukaan# $SP telah anyak digunakan pada industri minyak

dan gas umi karena $SP memiliki eerapa keleihan dianding dengan Metode


9/107

3rti/i%ial ,i/t lainnya# $SP yang terpasang disumur harus dilakukan evaluasi

dalam jangka 2aktu tertentu sehingga diketahui apakah pompa $SP terseut

sudah eroperasi sesuai ren%ana atau telah mengalami penurunan per/orma

akiat peruahan reservoir dan peralatan# $valuasi $le%tri% Sumersile Pump

&$SP' yang dilakukan pada sumur produksi merupakan hal penting dalam proses

pengemangan suatu lapangan produksi maka dengan evaluasi ini dapat diketahui

apakah pompa yang terpasang terseut eroperasi sesuai dengan yang

diren%anakan atau tidak#

1.. BATASAN MASALAH

:atasan masalah pada tugas akhir ini adalah pada E*l,) 5(

Pe+e(6(( Ul(2 Ele6-+)6l S7e+,)7le P8 S+ “9e+/ I(6)5e(- :9I;

Del-” L8(2( “C/(-)(/, I8+/*ee(- :CI F)el5;”#

1.'. MAKSUD DAN TUJUAN

Maksud dan tujuan tugas akhir ini adalah seagai erikut!

1.'.. MAKSUD

Maksud dari Tugas 3khir ini adalah agar mahasis2a dapat mengetahui

langkah;langkah yang dilakukan untuk evaluasi dan peren%anaan ulang

pada $le%tri%al Sumersile Pump yang terpasang di sumur produksi#

1.4. METODOLOGI PENELITIAN

Metodologi penelitian yang digunakan penulis dalam tugas akhir ini

adalah seagai erikut!

"# Studi ,iteratur


10/107

Studi literatur di/okuskan untuk mengumpulkan data;data dari

eragai literatur ilmiah yang erhuungan dengan tema dari tugas akhir

ini#

.# Pengumpulan Data

Pengumpulan data di/okuskan untuk mengumpulkan data;data tentang

sumur aik itu dari data reservoir sampai data $le%tri%al Sumersile

Pump &$SP' itu sendiri#

0# Perhitungan dan 3nalisis

Perhitungan dan analisis dilakukan saat evaluasi kinerja dari

$le%tri%al Sumersile Pump&$SP' dan langkah optimasi yang akan

dilakukan pada Sumur ()ero *n%ident Delta+ ,apangan (-ontinous

*mprovement+ ini#

1.%. SISTEMATIKA PENULISAN

Guna menghindari pemahasan yang erulang;ulang maka diuatlah

sistematika penulisan# >en%ana sistematika penulisan tugas akhir ini adalah

seagai erikut!

:3: * 7e+),) -e(-(2 8e(5hl( 3(2 e(608 l-+

7el0(2 ,lh< 7-,( ,lh< 0,5 5( -=(

8e(el)-)(< e-/5/l/2) 8e(el)-)( ,e+- ,),-e-)0

8e(l),(.

:3: ** erisi tentang tinjauan lapangan yang men%akup tentang

pro/il perusahaan dan sumur;sumur produksinya#


11/107

:3: *** erisi tentang dasar teori yang men%akup teori tentang

>eservoir dan $le%tri%al Sumersile Pump &$SP'#:3: *E erisi tentang pengolahan data;data dalam melakukan

evaluasi dan peren%anaan ulang $SP#

:3: E erisi tentang pemahasan hasil evaluasi dan peren%anaan

ulang $SP

:3: E* :erisi tentang kesimpulan

BAB II

TINJAUAN LAPANGAN

.1. PROFIL PERUSAHAAN

PT Pertamina ulu $nergi &P$' merupakan anak perusahaan PT

Pertamina &Persero'# Perusahaan ini menyelenggarakan usaha hulu di idang

minyak gas umi dan energi lainnya# Melalui pengelolaan operasi dan porto/olio

usaha sektor hulu minyak dan gas umi serta energi lainnya se%ara /leksiel

lin%ah dan erdaya laa tinggi P$ mengarahkan tujuannya menjadi perusahaan

multi nasional yang terpandang di idang energi dan mampu memerikan nilai

tamah agi stakeholders#

Saat ini P$ memiliki 54 anak perusahaan di dalam negeri yang terdiri

atas anak perusahaan yang mengelola 96:;PS- &9oint 6perating :ody;

Produ%tion Sharing -ontra%t' . anak perusahaan pemegang Parti%ipa%ing

*nterests erupa *ndonesia Parti%ipating *nterests dan Pertamina Parti%ipating

*nterest dan "B anak perusahaan yang mengelola Produ%tion Sharing -ontra%t ;


12/107

Gas Metana :atuara &PS-;GM:'# Salah satu anak perusahaan P$ yang

mengelola 96:;PS- adalah P$ 6789#

PT Pertamina ulu $nergi 6//shore 7orth 8est 9ava &P$ 6789'

mengelola lok 6789 sejak .@@ setelah seelumnya dikelola oleh 3>-6 dan

kemudian :ritish Petroleum# Dalam pengoperasian hariannya PT P$ 6789

memiliki "" Stasiun Pengalir &Flo2 Station' dan satu kapal tangker 3rdjuna untuk

mengolah minyak dan gas umi agar siap jual dan digunakan# Salah satu stasiun

alir yang dimiliki P$ 6789 adalah (-ontinous *mprovement &-*' Field+#

2.2. GEOLOGI REGIONAL PHE ONWJ

G7+ . 1. Pe- Ce0(2( Bl/0 ONWJ

:lok 6789 terletak di sepanjang utara laut 9a2a memanjang dari

2ilayah 9a2a :arat sampai 9a2a Tengah# Su %ekungan yang terdapat pada


13/107

-ekungan 9a2a :arat Utara antara lain Su -ekungan -iputat Su -ekungan

Pasir Putih Su -ekungan 9atiarang dan Su -ekungan 3rjuna# Daerah

penelitian merupakan agian dari -ekungan 9a2a :arat Utara &7orth 8est 9ava

:asin' yaitu leih tepatnya erada pada Su -ekungan 3rjuna agian tengah

&-entral 3rjuna'# Su -ekungan 3rjuna erada pada agian tengah dari -ekungan

9a2a :arat Utara yang letaknya H @ km ke arah timur laut dari kota 9akarta#

Su -ekungan ini merupakan satu dari seri %ekungan di ujung selatan

lempeng mikro Sunda yang erupa sistem setengah graenChal/ graen &Gresko

dkk "5'# Su -ekungan 3rjuna diagi menjadi 0 agian yaitu agian utara

tengah dan selatan &Gresko dkk "5'# Pemagian dari Su -ekungan 3rjuna

isa dilihat pada Gamar .#"# Masing;masing agian mempunyai luas H ?@@ km.

dan paling sedikit terdiri dari satu sistem setengah graen#

..1. SEJARAH TEKTONIK DAN KERANGKA STRATIGRAFI CEKUNGAN

JAWA BARAT UTARA

Terdapat lima even tektonik yang mempengaruhi perkemangan struktur

dan juga stratigra/i di -ekungan 9a2a :arat Utara &Gresko dkk "5'

antara lain!

1. Pre Rift :K8+ A0h)+>A?l E/,e(;

Suduksi dan perkemangan usur meratus menghasilkan metamor/isme

regional pada passive margin dataran Sunda# Terjadi de/ormasi

pengangkatan erosi dan pemekuan magma dalam kurun Paleosen pada

seluruh agian di 3rjuna &Gresko dkk "5'#

. Syn-Rift I :E/,e(;


14/107

,empeng india ertumukan dengan lempeng $urasia menyeakan

dextral wrenching pada agian selatan Paparan Sunda# Periode ini

merupakan episode ekstensional yang menga2ali terjadinya rifting #

Terdapat dua arah patahan yang mempengaruhi perkemangan /ase Rift I

ini erarah UB@@ : sampai U4@@ : dan erarah utara;selatan dengan arah

ekstensional U0@@ ; ?@@ T#

$ndapan pada /ase ini merupakan Formasi 9atiarang yang terdiri dari

sedimen asal daratan yang erumur 32al 6ligosen terendapkan di atas

basement dan erada di a2ah ketidakselarasan# Terdiri dari endapan

lakustrin dan vulkaniklastik yang terisolasi pada sistem half graben#

$ndapan vulkanik pada Formasi 9atiarang terdiri dari vulkaniklastik

andesitik dan tu/ &Gresko dkk "5'#

'. Syn-Rift II :Ol)2/,e(;

Pada 32al 6ligosen vulkanisme dan rifting I erhenti di 2ilayah 3rjuna#

Periode ini erlainan dengan even tumukan di usur depan 9a2a dan

Sumatera#

Fase tumukan ini menyeakan reorientasi dari arah kompresi regional

yang menghasilkan eerapa pengangkatan regional dan erosi sepanjang

agian selatan Paparan Sunda# Terjadi rifting kemali pada akhir 32al

6ligosen yang erhuungan dengan pergerakan lateral lok *ndo%ina dan

memukanya ,aut -ina Selatan#

Pada 3khir 6ligosen terjadi penghentian pergerakan sistem patahan pada

semenanjung Malay dan Thailand selanjutnya terjadi pengangkatan yang


15/107

menyeakan pergantian arah provenance dari sekitar punggung %ekungan

menjadi arah regional dari utara Paparan Sunda#

Sedimen pada /ase ini merupakan endapan sedimen Formasi Talang 3kar

:agian :a2ah yang terendapkan di atas Formasi 9atiarang# ,itologi pada

Formasi Talang akar agian a2ah terdiri dari konglomerat masi/ dan

atupasir sedang;kasar atulempung lakustrin dan paleosols# =emudian

endapan ini diseut dengan 3nggota =ontinental Formasi Talang 3kar

&Ponto "A'#

4. P/,->R)@- : Ol)2/,e( A0h)+ > M)/,e( A?l;

:erhentinya pemekaran pada ,aut -ina Selatan diseakan tumukan

antara /ragmen Gond2ana &3ustralia TimurCPapua' dengan atas timur

Paparan Sunda# Pada 6ligosen 3khir terendapakan Formasi Talang 3kar

:agian 3tas yang terendapakan di atas Formasi Talang 3kar :agian

:a2ah dan terendapkan pada agian atasnya oleh atuan karonat dari

Formasi :aturaja# 3nggota ini terdiri dari perselingan atupasir halus;

sedang atulempung atulanau atuara dan atugamping yang

terendapkan pada kondisi umum transgresi/#

:atupasir pada 3nggota Deltaik Formasi Talang 3kar umumnya terpilah

leih aik dan erutir leih halus daripada anggota =ontinental Formasi

Talang 3kar# Terdapat pula endapan atuara dengan jumlah yang %ukup

anyak pada agian a2ah dan erkurang ke arah atas seiring peruahan

setting pengendapan menuju marine Talang 3kar# Pada Miosen 32al


16/107

terendapkan Formasi :aturaja yang terdiri dari atuan karonat selaras di

atas Formasi Talang 3kar :agian 3tas &Gresko dkk "5'#

%. I(*e+,) :M)/,e( Te(2h M)/,e( A0h)+;

:arat laut 3ustralia ertumukan dengan Palung Sunda yang

mengakiatkan terjadinya reim kompresi pada %ekungan 3rjuna# $ndapan

yang dihasilkan pada /ase ini terdiri dari Formasi -iulakan dan Formasi

-isuuh#

... STRATIGRAFI GEOLOGI REGIONAL

Se%ara keseluruhan terdapat enam unit Formasi yang terdapat pada daerah

penelitian# Formasi ini erkisar dari Oligocene-Resent dan terendapkan

pada lingkungan non marin marginal marin dan laut dangkal# =olom

stratigra/i dari -ekungan 9a2a :arat Utara dapat dilihat pada Gamar .#.#

Formasi;/ormasi terseut dari tua ke muda antara lain!

1. Basement

Basement terdiri dari atuan metamor/ik &metaquartzite'#

. F/+,) Tl(2 A0+

Formasi Talang 3kar merupakan unit sedimen tertua yang erumur

6ligosen;32al Miosen# Formasi Talang 3kar ini terdiri dari dua agian

antara lain Formasi Talang 3kar 3tas dan Formasi Talang 3kar :a2ah#

Formasi Talang 3kar 3tas terdiri dari atulempung atugamping dengan

sedikit lapisan;lapisan tipis atuara# Formasi Talang 3kar :a2ah terdiri

dari atulempung karonat atupasir itumen dan atuara antrasit# Pada


17/107


18/107

4. F/+,) C)7l0( A-,

:erumur Miosen Tengah sampai Miosen 3khir interval /ormasi ini adalah

pada agian a2ah atugamping Formasi Parigi sampai agian atas

Formasi :aturaja# Formasi -iulakan 3tas terdiri dari atulempung dan

atupasir dengan lapisan tipis atugamping# :atulempung er2arna au;

au hijau calcareous-non-calcareous, dieerapa agian atulempung ini

ergradasi menjadi atulanau seiring dengan ertamahnya kedalaman#

:atupasir pada Interval Main erutir halus;kasar dan terpilah uruk

terdapat glaukonit dieerapa agian dan erporositas sedang;aik#

Semakin ke arah a2ah atupasirnya menjadi leih erutir halus terpilah

leih aik glaukonitik dan tersusun atas runtuhan %angkang dan ersi/at

calcareous# Sedimentasi pada /ormasi ini terjadi pada laut teruka &inner-

middle sublitoral ' &:ishop .@@@'#

%. F/+,) P+)2)

Formasi Parigi terentuk pada Miosen 3tas terdiri dari atugamping masi/

yang tersusun atas %angkang serta atulempung yang terendapkan di

atasnya# :atugamping dari Formasi Parigi ini er2arna putih;krem dapat

diremas ertekstur pacstone-grainstone yang terkristalisasi tersusun atas

glaukonit /oramini/era esar runtuhan %angkang dan koral#

Sementara atulempung yang ada sama dengan litologi yang terdapat di

Formasi -isuuh namun se%ara umum tersusun atas material %angkang

dan /auna entonik# :atugamping Formasi Parigi se%ara keseluruhan

terentuk pada lingkungan laut &inner-middle sublitoral ' &:ishop .@@@'#


19/107

&. F/+,) C),7h 5( Se5)e( Re,e(

Formasi ini terentuk pada Miosen 3tas ; Resent terdiri dari atulempung

dan atulanau dengan lapisan tipis atupasir dan atugamping dolomitik#

:atulempung er2arna au;au;kehijauan;%okelat keauan karonan

lanauan dan ergradasi menjadi atulanau# :atulempung ini juga tersusun

atas glaukonit dan runtuhan %angkang# Sementara atupasir yang ada

erutir halus;sedang tersusun atas kuarsa /ragmen litik dan material

piroklastik# Pada agian paling atas terdapat sedimen Recent yang terdiri

dari atulempung kuarsa alluvial dan sedimen vulkaniklastik &:ishop

.@@@'

G7+ . K/l/ S-+-)2+@)

Ce0(2( J? B+- U-+ :N/7le 500< 1;


20/107

..'. SISTEM PETROLEUM CEKUNGAN ONWJ

Sistem petroleum pada %ekungan 9a2a :arat Utara erasal dari tujuh su

%ekungan yaitu su %ekungan 9atiarang su %ekungan -ipunegaraC$;"5 Graen

su %ekungan =epuh su %ekungan Pasir :ungur su %ekungan -iputat su

%ekungan 3rjuna Selatan dan su %ekungan 3rjuna Tengah &7ole dkk "?'#

1. B-( S7e+ : Source Rock ;

Terdapat tiga tipe penting atuan sumer pada %ekungan 9a2a :arat Utara

yaitu! serpih ra2a &lacustrine shales' pada tipe ini seagian esar %enderung

menghasilkan minyak &mainl! oil prone' atuara;atuara dan serpih;serpih

yang erasal dari delta & fluvio deltaic coals and shales' pada tipe ini %enderung

menghasilkan minyak dan gas &oil and gas prone' atulempung;atulempung laut

&marine cla!stones' pada tipe ini %enderung anyak terdapat akteri gas &bacterial

gas'# Studi;studi geokimia dari minyak;minyak mentah menemukan pada

lapangan;lapangan di darat &onshore "ava fields' dan lapangan;lapangan di laut

&offshore #r$una fields' menunjukkan atuan sumer paling utama terdapat pada

tipe atuara;atuara &coals' dan serpih;serpih & shales' yang erasal dari delta

& fluvio-deltaic' pada Formasi Talang 3kar :agian 3tas &:ishop .@@@'# :atuan

sumer pada %ekungan 9a2a :arat Utara erasal dari Formasi Talang 3kar yang

terendapkan pada lingkungan delta dengan hasil pengendapan erupa atuara

dan serpih & shale'#

. Jl+ M)2+,) : Migration Pathways;

9alur migrasi pada %ekungan 9a2a :arat Utara erasal dari tujuh sistem

yang erada pada agian darat &onshore' dan agian lepas pantai &offshore'#


21/107

=etujuh sistem terseut adalah sistem 9atiarang sistem -ipunegaraC$;"5 sistem

Pasir :ungur sistem =epuh sistem -iputat sistem 3rjuna Selatan dan sistem

3rjuna Tengah# :atuan;atuan sumer Talang 3kar merupakan atuan sumer

yang penting dan eragai reservoir se%ara horiontal diisi dari sumer Talang

3kar &7ole dkk "?'#

'. B-( Re,e+*/)+ : Reservoir Rocks;

Semua /ormasi yang ada di %ekungan 9a2a :arat Utara mulai dari Formasi

9atiarang sampai Formasi Parigi mempunyai interval lapisan yang agus untuk

menjadi atuan reservoir#

4. T)8e>-)8e Pe+(208 :Trap Styles;

Model struktur dan mekanisme perangkap sangat mirip di semua sistem

petroleum %ekungan 9a2a :arat Utara# Struktur utama men%irikan kuah antiklin

yang lear dan perangkap pemelokan &tilted fault bloc traps'# =aronat tumuh

&carbonat buildups' dalam Formasi :atu >aja interval Main dan interval Parigi

juga menjadi perangkap;perangkap yang agus# Perangkap stratigra/i juga

ditemukan ketika agian pasir menumpang &onlap' dan dasar dari atuan dasar

tinggi &drape basement highs'# Perangkap;perangkap itu teratas pada *nterval

Talang 3kar# 8alaupun stratigra/i pinchouts dari agian reservoir juga ditemukan

&7ole dkk "?'#

2.3. CONTINOUS IMPROVEMENT :CI; FIELD

-* Field merupakan salah satu Stasiun 3lir P$ 6789 yang terdiri dari

-* Servi%e -* Pro%ess dan -* 7U*# Stasiun alir ini merupakan salah satu dari ""

stasiun alir yang dimiliki P$ 6789# :anyaknya stasiun alir yang dimiliki P$


22/107

6789 er/ungsi untuk melakukan pemrosesan produksi se%ara ertahap terhadap

/luida reservoir sehingga menghasilkan minyak dan gas umi dengan kualitas

teraik# -* Field sendiri memproses /luida reservoir dari sumur;sumur produksi

yang dimiliki oleh mereka serta juga memproses /luida reservoir yang dikirim dari

Stasiun 3lir lain yaitu minyak dari ST= 9un%tion dan =S -ompressor#

.'.1. GEOLOGI LAPANGAN CI FIELD

,apangan -* F*$,D merupakan lapangan hidrokaron yang erada pada

Su -ekungan 3rjuna agian tengah# Se%ara geogra/is lapangan ini terletak pada

daerah lepas pantai arat laut 9a2a sekitar "B" km dari kota 9akarta ke arah timur

laut# ,apangan -* F*$,D eratasan dengan lapangan F* di seelah timur

,apangan F7 di seelah tenggara dan ,apangan $ di seelah arat#

Struktur geologi yang erkemang pada lapangan -* F*$,D ini

merupakan struktur sesar yang terdiri dari dua sesar turun mayor yang mengapit

daerah penelitian# Struktur sesar turun ini erarah timur laut &leih ke utara'

dengan kemiringan idang sesar ke arah arat daya &leih ke arat'#

Stratigra/i pada lapangan -* F*$,D mempunyai susunan yang hampir

sama dengan stratigra/i regional %ekungan 9a2a :arat Utara hanya saja pada

,apangan -* F*$,D ini Formasi 9atiarang tidak ditemukan

,apangan -* F*$,D tersusun atas lima /ormasi yaitu dari tua ke muda !

a# Formasi Talang 3kar &$osen;6ligosen'

# Formasi :aturaja &6ligosen 3khir;Miosen 32al'

%# Formasi -iulakan 3tas &Miosen Tengah'


23/107

d# Formasi Parigi &Miosen 3khir'

e# Formasi -isuuh &Miosen 3khir;Pliosen'

=etidakhadiran Formasi 9atiarang pada daerah penelitian diakiatkan

pada saat pengendapan Formasi 9atiarang atuan dasar pada daerah ini

merupakan tinggian#

Sedangkan sistem Petroleum yang menyusun ,apangan -* F*$,D terdiri

atas !

1. B-( S7e+ : Source Rocks;

:atuan sumer pada lapangan -* F*$,D erasal dari Formasi Talang 3kar

deltaik# :atuan sumer terseut erasal dari atuan erumur 6ligosen yang

terendapkan pada lingkungan delta dengan hasil pengendapan erupa atuara

dan serpih# $ndapan atuara dan serpih inilah yang utama erperan seagai

atuan sumer pada lapangan -* F*$,D# Tipe atuan sumer ini %enderung

menghasilkan minyak dan gas &oil and gas prone'#

. Jl+ M)2+,) : Migration Pathways;

9alur migrasi yang mengisi hidrokaron pada reservoir lapangan -*

F*$,D merupakan sistem -ipunegara $;"5# idrokaron ermigrasi dari atuan

sumer ke atuan reservoir pada lapangan -* F*$,D se%ara horiontal dengan

arah utara I selatan#


24/107

G7+ . '. Jl+ M)2+,)

S),-e C)8(e2+>E1% 85

L8(2( CI FIELD:N/7le 500< 1;

'. B-( Re,e+*/)+ : Reservoir Rocks;

:atuan reservoir pada lapangan -* F*$,D terdiri dari atupasir dan

atugamping yang erselang;seling dengan keeradaan atulempung# Sedangkan

atuan reservoir dari ona -* F*$,D;..: tersusun atas atupasir# :atupasir yang

menyusun ona reservoir -* F*$,D;..: merupakan atupasir teal yang erasal

dari *nterval Main Formasi -iulakan 3tas# :atupasir teal ini diketahui

menyimpan potensi hidrokaron dalam jumlah yang %ukup esar#


25/107

G7+ . 4. K/l/ S-+-)2+@) Ce0(2( J? B+- U-+ 5( C/(-/h

L/2 S+ CI FIELDA>1< ,e72) 8e+7(5)(2( :/5. @+/ N/7el 500<

1;

4. T)8e Pe+(208 :Trap Styles;

Tipe perangkap yang terdapat pada lapangan -* F*$,D erupa perangkap

struktur yaitu tilted fault bloc traps# Perangkap ini merupakan perangkap

struktur sesar turun yang miring ke arah utara;selatan &P$ 6789 internal

report "A"'#


26/107

G7+ . %. T)8e Pe+(208 85 Ce0(2( J? B+- U-+

:N/7le 500< 1;

%. B-( Pe(-8 :Cap Rock ;

:atuan penutup pada lapangan -* F*$,D erupa atulempung erumur Miosen#

:atulempung ini erperan seagai atuan penutup dan diketahui erselang;seling

dengan atupasir yang merupakan atuan reservoir#


27/107

G7+ . &. L3/- Pl-@/+ CI F)el5

-* Field merupakan salah satu Stasiun 3lir P$ 6789 yang terdiri dari

-* Servi%e -* Pro%ess dan -* 7U*# Stasiun alir ini merupakan salah satu dari ""

stasiun alir yang dimiliki P$ 6789# :anyaknya stasiun alir yang dimiliki P$

6789 er/ungsi untuk melakukan pemrosesan produksi se%ara ertahap terhadap

/luida reservoir sehingga menghasilkan minyak dan gas umi dengan kualitas

teraik# -* Field sendiri memproses /luida reservoir dari sumur;sumur produksi

yang dimiliki oleh mereka serta juga memproses /luida reservoir yang dikirim dari

Stasiun 3lir lain yaitu minyak dari ST= 9un%tion dan =S -ompressor#

2.3.2. CI FIELD SERVICE PLATFORM

-* Servi%e Plat/orm merupakan terdapatnya tempat tinggal agi para

pekerja kit%hen o//i%e 2orkshop serta eragai peralatan lainnya untuk


28/107

mendukung kegiatan operasional produksi# =eeradaan plat/orm ini sangatlah

penting dikarenakan lokasi -* Field yang erada di lepas pantai maka diutuhkan

pekerja yang isa tetap stand b! di lokasi demi e//isiensi iaya dan tenaga#

2.3.3. CI FIELD PROCESS PLATFORM

-* Field Pro%ess Plat/orm merupakan plat/orm tempat pemrosesan minyak

dan gas umi yang keluar dari sumur;sumur produksi# Di plat/orm ini terdapat

eerapa sistem pemrosesan seperti Sistem Dehidrasi Gas Sistem Proses 6il

Sistem de2atering serta Sistem Fuel Gas Turine# Plat/orm ini merupakan

plat/orm utama dalam kegiatan operasi di -* Field sehingga terdapat eerapa

ketentuan khusus terhadap plat/orm ini# =etentuan terseut men%akup

pertimangan sa/ety seperti di2ajikan 3PD lengkap di area ini dilarangnya

melakukan akti/itas li/ting personal tidak diperolehkannya mema2a alat

komunikasi priadi dan lain seagainya#

2.3.4. CI FIELD NUI

-* Field 7U* &7ormally Unmanned *nstallation' adalah plat/orm;plat/orm

tempat dimana sumur;sumur produksi erada serta didesain sedemikian rupa

sehingga aman untuk ditinggalkan &tanpa penghuni' karena sudah dipasang alat

%ontrol dan alat pengaman untuk masing;masing unit yang ekerja se%ara

otomatis# -* 7U* memiliki tiga unit plat/orm yaitu GP S- dan )* plat/orm#

Masing;masing unit plat/orm terseut memiliki eerapa sumur produksi# GP

Plat/orm memiliki 0 sumur yang erproduksi )* memiliki 4 sumur yang

erproduksi dan S- memiliki " sumur yang erproduksi# Seluruh /luida dari

sumur;sumur produksi terseut kemudian dikirimkan ke -* Pro%ess untuk


29/107

dilakukan pemrosesan produksi leih lanjut# Sumur;sumur produksi menggunakan

alat antu $SP untuk pengangkatan /luida reservoirnya dikarenakan tekanan

reserevoir yang tidak men%ukupi lagi untuk mengalir se%ara alami &natural /lo2'#


30/107

BAB III

TINJAUAN TEORI

'.1. PRODUKTIVITAS FORMASI

Produktivitas /ormasi adalah kemampuan suatu /ormasi untuk

memproduksikan /luida yang terkandung di dalamnya pada kondisi tekanan

tertentu# Pada umumnya sumur;sumur yang aru ditemukan mempunyai tenaga

pendorong alamiah &natural flow' yang mampu mengalirkan /luida hidrokaron

dari reservoir ke permukaan dengan sendirinya# 7amun seiring erjalannya 2aktu

produksi kemampuan dari /ormasi untuk mengalirkan /luida terseut akan

mengalami penurunan yang esarnya sangat tergantung pada penurunan tekanan

reservoir# Paramater yang menyatakan produktivitas /ormasi adalah produvtivit!

index & %I ' dan Inflow %erformance Relationship & I%R'#

'.1.1. PRODUCTIVIT$ INDE :PI;

%roductivi! index & %I ' merupakan indeks yang digunakan untuk

menyatakan kemampuan suatu /ormasi dalam erproduksi pada suatu eda

tekanan atau merupakan perandingan antara laju produksi yang dihasilkan

/ormasi produkti pada dra2do2n;nya yang merupakan eda tekanan dasar sumur

saat produksi statis &Ps' dan saat terjadi aliran &P2/'# P* dirumuskan dalam entuk

persamaan!

PI =J = q

( Ps− Pwf )STBD / psi ######################################################################&0#"'

=eterangan!

J K gross liJuid rate ST:D


31/107

Ps K tekanan statis reservoir psi

P2/ K tekanan alir dasar sumur psi

Ps;P2/ K dro2do2n pressure psi

Fluida /ormasi jarang ditemukan dalam satu /asa ila tekanan reservoir

dia2ah tekanan bubble point minyak dimana gas semula larut akan tereaskan

memuat /luida menjadi dua /asa# Menurut Muskat entuk *P> pada kondisi

kerja terseut akan melengkung sehingga P* menjadi suatu perandingan laju

produksi dq dengan peruahan tekanan alir dasar sumur d%wf #

PI = dq

dPwf #####################################################################################################&0#.'

'.1.. INDE PERFORMANCE RELATIONSHIP :IPR; KURVA IPR SATU

FASA

3liran /luida dalam media erpori telah ditentukan oleh Dar%y &"A5B'

dalam persamaan

v=q

a=−k m

dP

dL ###############################################################################################&0#0'

Persamaan terseut men%akup eerapa anggapan diantaranya adalah !

a# 3liran mantap

# Fluida yang mengalir satu /asa

%# Tidak terjadi reaksi antara atuan dengan /luidanya

d# Fluida ersi/at in%ompressile

e# Eiskositas /luida yang mengalir konstan

/# =ondisi aliran isotermal

g# Formasi homogen dan arah aliran horiontal

Persamaan diatas kemudian dikemangkan untuk kondisi aliran radial

dimana dalam satuan lapangan persamaan terseut erentuk!


32/107

qo=0,007082 k o h( Pe− Pwf )

μ0 Boln(

ℜ

rw )#######################################################################&0#4'

Dimana!

J K ,aju aliran /luida :lCday

Jo K ,aju aliran /luida di permukaan ST:Cday

h K =etealan lapisan /t

k K Permeailitas atuan md

µ0 K Eiskositas minyak %p

:o K Faktor volume /ormasi minyak :lCST:

P2/ K Tekanan alir dasar sumur psi

Pe K Tekanan /ormasi pada jarak re psi

re K 9ari;jari pengurasan sumur /t

r2 K 9ari;jari sumur /t

Persyaratan yang harus dipenuhi untuk menggunakan persamaan &0#4'

adalah!

a# Fluida er/asa tunggal

# 3liran mantap

%# Formasi homogen horiontal

d# Fluida in%ompressile

Dengan demikian apaila variael;variael dari persamaan &0#4' diketahui

maka laju produksi &potensi' sumur dapat ditentukan#


33/107

'.1.'. KURVA IPR DUA FASA

Untuk mengemangkan kurva *P> dimana /luida yang mengalir dua /asa

Eogel mengemangkan persamaan hasil regesi yang sederhana dan mudah

pemakaiannya yaitu!

q t

qt max=1−0,2( Pwf Pr )−0,8( Pwf pr )

2

################################################&0#5'

Selain itu dalam pengemangannya dilakukan anggapan!

"# >eservoir ertenaga dorong gas terlarut

.# arga skin di sekitar luang or sama dengan nol

0# Tekanan reservoir di a2ah tekanan saturasi &P'

Prosedur kurva *P> untuk aliran dua /asa dari Eogel adalah seagai erikut!

L(20h 1

Mempersiapkan data penunjang meliputi!

• Tekanan statis reservoir &Ps'

• Tekanan alir dasar sumur &P2/'

• ,aju produksi minyak &Lo'

L(20h

Menghitung harga P2/CPs

L(20h '

Mensutitusikan harga P2/CPs ke langkah " dan harga laju produksi &Lo' ke

dalam persamaan &.#5' dan menghitung laju produksi maksimum &Loma


34/107

Untuk memuat kurva *P> anggap eerapa harga P2/ dan menghitung harga

Lo yaitu dengan menggunakan persamaan di a2ah ini!

q=qmax[1−0,2( Pwf Pr )−0,8( Pwf pr )2

] #############################################################&0#?'

L(20h %

Memplot Lo terhadap P2/ pada kertas gra/ik linier# =urva yang diperoleh

adalah kinerja aliran /luida dari /ormasi ke luang sumur#

'.1.4. KURVA IPR TIGA FASA METODE PUDJO SOEKARNO

3sumsi yang digunakan pada metode ini adalah

"# Faktor skin yang digunakan sama dengan nol

.# Minyak air dan gas erada pada satu lapisan dan mengalir ersama;sama

se%ara radial#

Untuk menyatakan 1kadar air dalam laju produksi total digunakan

parameter (8ater -ut &8-'+ yaitu perandingan laju produksi air dengan laju

produksi total# arga 8- dinyatakan dalam persen &'# Dalam

perkemangannya kinerja aliran tiga /asa dari /ormasi produkti/ ke luang sumur

telah digunakan tujuh kelompok data hipotesis reservoir# Dimana untuk masing;

masing kelompok dilakukan perhitungan kurva *P> untuk lima harga 8-

ereda yaitu .@ 4@ B@ A@ dan @#

Dalam metode Pudjo Sukarno memuat persamaan seagai erikut!

qo

qt,max= Ao+ A1( Pwf P r )+ A2(

Pwf

Pr )2

#########################################################&0#A'


35/107

Dimana!

3n &nK@ nK" dan nK.' adalah konstanta persamaan yang harganya ereda untuk

2ater %ut yang ereda

An=o+ 1 (!ater"t )+ 2(!ater"t )2 ###################################################&0#'

-n &nK@ nK" dan nK.' untuk masing;masing harga 3n ditunjukkan dalam tael

***;" seagai erikut!

T7el '.1

K/(,-(- C( (-0 ,)(2>,)(2 A(

A( C/ C1 C

A/

A1

A

@A@0."

;@4"40B@

;@5B4A?@

;@""5BB"#"@;"

@0.?#"@;.

@?B.@A@#"@;.

@"?@5@#"@;4

@.0?@?5#"@;5

;@.@.@.?#"@;4

Sedangkan huungan antara tekanan alir dasar sumur terhadap 2ater %ut

dapat dinyatakan seagai 1P2/CPr terhadap 8- &8- N P2/KPr' yang mana telah

ditemukan dengan analisis regresi yang menghasilkan persamaan erikut!

!

!#Pwf = Pr= P1$exp ( P2$ Pwf / Pr ) ################################################&0#"@'

Dimana harga P" dan P. tergantung harga 8ater -ut# Dari hasil analisis

regresi menghasilkan persamaan erikut!

P1=1.606207−ln (! ) ############################################################################&0#""'

P2=−0.517792+0.110604$ ln (! ) #######################################################&0#".'

Dimana 2ater %ut dinyatakan dalam persen &' dan merupakan data uji

produksi# Prosedur pemuatan kinerja aliran tiga /asa dari metode Pudjo Sukarno

adalah seagai erikut!


36/107

L(20h 1

Mempersiapkan data;data penunjang seagai erikut!

• Tekanan reservoir statis sumur

• Tekanan alir dasar sumur

• ,aju produksi minyak dan air

• arga 2ater %ut &8-' erdasarkan data uji produksi

L(20h

Penentuan 8-NP2/OPs

Menghitung terleih dahulu harga P" dan P. yang diperoleh dari persamaan &5#'

dan &5#"@'# kemudian hitung harga 8-NP2/OPs dengan menggunakan

persamaan &5#A'#

L(20h '

Penentuan harga 3o 3" dan 3.

:erdasarkan harga 8-NP2/OPs kemudian menghitung konstanta terseut

dengan menggunakan persamaan &5#?' dimana konstanta -o -" dan -. diperoleh

dari tael E;"

L(20h 4

Penentuan Lt maksimum

Menghitung Lt maksimum dengan menggunakan persamaan &5#B' dan konstanta

3o 3" dan 3. dari langkah 0#

L(20h %

Penentuan laju produksi minyak &Lo'


37/107

:erdasarkan Lt maksimum langkah 4 kemudian menghitung harga laju produksi

minyak Jo untuk eragai harga P2/#

L(20h &

Penentuan laju produksi air &L2'

Menghitung esarnya laju produksi air dari harga 2ater %ut &8-' pada tekanan

alir dasar sumur &P2/' dengan persamaan!

&w=( !

100−! )$ &o ################################################################################&0#"0'

L(20h

Memuat taulasi harga;harga L2 Lo dan Lt untuk eragai harga P2/ pada Ps

aktual#

L(20h "

Memuat gra/ik huungan antara P2/ terhadap Lt dimana P2/ me2akili sumu y

dan Lt me2akili sumu


38/107

'..1. FRICTION LOSS

Fluida yang mengalir didalam pipa maka akan mengalami tegangan geser

&shear stress' pada dinding pipa sehingga terjadi kehilangan seagian tenaganya

yang sering diseut dengan /ri%tion loss# Persamaan gradien tekanan pada

umumnya digunakan untuk setiap /luida yang mengalir pada sudut kemiringan

pipa tertentu dinyatakan dengan tiga komponen yaitu adanya peruahan energi

potensial &elevasi' adanya gesekan pada dinding pipa dan adanya peruahan

energi kinetik#

[dPdL ]=[ dPdL ]el+[dP

dL ]f +[dP

dL ]a'' #####################################################################&0#"4'

[dP

dL

]= (

('

⍴ sin∅+ f ⍴)

2

2('d

+⍴)dP

(' dL ###########################################################&0#"5'

=eterangan!

K densitas /luida lC%u/t

E K ke%epatan aliran /tCdt

/ K Faktor gesekan

d K diameter dalam pipa in%h

Q K sudut kemiringan pipa

g K per%epata Gravitasi /tCdt.

g% K /aktor konversi

Dar%y dan 8eisahs menghitung kehilangan energi karena gesekan dengan

persamaan !


39/107

h=f L v

2

d .2 ( ####################################################################################################&0#"B'

=eterangan!

h K /ri%tion loss /t

/ K /ri%tion /a%tor

, K Panjang pipa /t

E K ke%epatan aliran rata;rata dalam pipa /tCs.

:erdasarkan persamaan diatas 8iliam Ihaen memuat suatu persamaan empiris

untuk /ri%tion loss &h/' yaitu!

hf =2,0830[100' ]1,85

[ (& /34.3 )1.85

ID4,8655 ] ##############################################################&0#"?'

Dimana !

/ K /eet /ri%tion loss per "@@@ /eet

- K =onstanta dari ahan yang digunakan dalam pemuatan pipa

L K laju produksi pd

*D K diameter dalam pipa in%hi

:erdasarkan persamaan terseut 8illiam;aen memuat ra/ik /ri%tion loss

seperti yang ditunjukkan dalam Gamar 0#"#


40/107

G7+ '.1. G+@)0 @+)6-)/( l/,, W)ll) He(

'... ALIRAN LAMINER

,aminer adalah aliran /luida yang ditunjukkan dengan gerak partikel;

partikel /luidanya sejajar dan garis;garis arusnya halus# Dalam aliran laminer

partikel;partikel /luida seolah;olah ergerak sepanjang lintasan;lintasan yang

halus dan lan%ar dengan satu lapisan melun%ur se%ara mulus pada lapisan yang

erseelahan# Si/at kekentalan at %air erperan penting dalam pementukan

aliran laminer# 3liran laminer ersi/at steady maksudnya alirannya tetap# (Tetap+


41/107

menunjukkan ah2a di seluruh aliran air deit alirannya tetap atau ke%epatan

aliran tidak eruah menurut 2aktu#

3liran /luida pada pipa dia2ali dengan aliran laminer kemudian pada /ase

erikutnya aliran eruah menjadi aliran turulen# Fase antara laminer menjadi

turulen diseut aliran transisi# 3liran laminar mengikuti hukum 7e2ton tentang

viskositas yang menghuungkan tegangan geser dengan laju peruahan entuk

sudut# Tetapi pada viskositas yang rendah dan ke%epatan yang tinggi aliran

laminar tidak stail dan eruah menjadi aliran turulen#

:isa diamil kesimpulan mengenai %iri; %iri aliran laminar yaitu! /luida ergerak

mengikuti garis lurus ke%epatan /luidanya rendah viskositasnya tinggi dan

lintasan gerak /luida teratur antara satu dengan yang lain#

'..'. ALIRAN TURBULEN

Turulen merupakan ke%epatan aliran yang relati/ esar akan

menghasilakan aliran yang tidak laminar melainkan komplek lintasan gerak

partikel saling tidak teratur antara satu dengan yang lain# Sehingga didapatkan

-iri dari lairan turulen! tidak adanya keteraturan dalam lintasan /luidanya aliran

anyak er%ampur ke%epatan /luida tinggi panjang skala aliran esar dan

viskositasnya rendah# =arakteristik aliran turulen ditunjukkan oleh terentuknya

pusaran;pusaran dalam aliran yang menghasilkan per%ampuran terus menerus

antara partikel partikel %airan di seluruh penampang aliran#

Untuk memedakan aliran apakah turulen atau laminer terdapat suatu angka

tidak ersatuan yang diseut 3ngka >eynold &>eynolds 7umer'#


42/107

'..4. RE$NOLD NUMBER

Untuk memedakan antara arus turulen dan laminar >eynold 7umer >R

digunakan dan digamarkan oleh persamaan

ℜ= * vs L

μ =

v s L

v =

+aaInersia

+aa)iskos #################################################################&0#"A'

keterangan

vs ; ke%epatan /luida

, ; panjang karakteristik

; viskositas asolut /luida dinamis

; viskositas kinematik /luida! K C

; kerapatan &densitas' /luida#

3ngka >eynolds adalah perandingan gaya inersia /luida dan vis%ositasnya dan

menghadirkan perandingan antara suatu gaya pemer%epat dan lamat# Tuan

6sorne >eynolds suatu 3hli ilmu /isika *nggris "AA0 memerikan huungan

antara inersia dan vis%osity dan memerikan persamaan tanpa dimensi ini# =arena

geometri aliran yang dierikan adalah suatu 3ngka >eynolds pastinya leih dari

.@@@ menunjukkan ah2a arus itu adalah turulen dan inersia terseut meleihi

gaya vis%ositasnya# 9adi semakin esar >eynold numer sedikit pengaruh

dynami% vis%osity dalam pola aliran# Sealiknya jika > ke%il kurang dari 5@@

vis%osity dominan dan arus terseut laminar# Pada setiap oundary %airan dan

temperatur akan ada suatu ona yang menyatakan keadaan transisi aliran antara


43/107

turulen dan laminar# )ona transisi itu juga ergantung pada geometri aliran juga

entuk permukaan dalam hal ini kekasaran permukaan oundary terseut#

'.'. ELECTRICAL SUBMERSIBLE PUMP :ESP;

Pompa enam listrik diuat atas dasar pompa sentri/ugal ertingkat anyak

dimana keseluruhan pompa dan motornya ditengelamkan ke dalam %airan# Pompa

ini digerakkan dengan motor listrik dia2ah permukaan melalui suatu poros

motor &sha/t' yang memutar pompa dan akan memutar sudut;sudut &impeller'

pompa# Perputaran sudut;sudut itu menimulkan gaya sentri/ugal yang digunakan

untuk mendorong /luida ke permukaan#

G7+ '.. I(,-l,) Ele6-+)6 S7e+,)7le P8


44/107

G7+ '.'. S0e I88ele+ 5( D)@@,e+

'.'.1. PERALATAN DI ATAS PERMUKAAN

Peralatan diatas permukaan terdiri atas ! 8ellhead 9un%tion :o


45/107

G7+ '.4. C7le P60>O@@ 85 T7)(2 H(2e+

.# 9un%tion :o<

9un%tion :o< merupakan suatu tempat yang terletak antara s2it%hoard dan

2ellhead yang er/ungsi untuk tempat samungan kael atau penghuung kael

yang erasal dari dalam sumur dengan kael yang erasal dari s2it%hoard#

9un%tion :o< juga digunakan untuk melepaskan gas yang ikut dalam kael agar

tidak menimulkan keakaran di s2it%hoard#

Fungsi dari jun%tion o< antara lain !

• Seagai ventilasi terhadap adanya gas yang mungkin ermigrasi ke

permukaan melalui kael agar teruang ke atmos/er#

• Seagai terminal penyamungan kael dari dalam sumur dengan kael

dari s2it%hoard#


46/107

G7+ '.%. J(6-)/( B/

0# S2it%hoard

S2it%hoard adalah panel kontrol kerja dipermukaan saat pompa ekerja yang

dilengkapi motor %ontroller overload dan underload prote%tion serta alat pen%atat

&re%ording instrument' yang isa ekerja se%ara manual ataupun otomatis ila

terjadi penyimpangan# S2it%oard dapat digunakan untuk tegangan 44@@; 4A@@

volt#

Fungsi utama dari s2it%ord adalah !

• Mengontrol kemungkinan terjadinya do2nhole prolem seperti overload

atau underload %urrent#

• 3uto restart underload pada kondisi intermittent 2ell#

• Mendeteksi unalan%e voltage# S2it%hoard iasanya dilengkapi dengan

ampermeter %hart yang er/ungsi untuk men%atat arus motor versus 2aktu

ketika motor ekerja#

4# Trans/ormer


47/107

Trans/ormer merupakan alat untuk menguah tegangan listrik isa untuk

menaikkan atau menurunkan tegangan# 3lat ini terdiri dari %ore &inti' yang

dikelilingi oleh %oil dari lilitan ka2at temaga# =eduanya aik %ore maupun %oil

direndam dengan minyak tra/o seagai pendingin dan isolasi# Peruahan tegangan

akan seanding dengan jumlah lilitan ka2atnya# Tegangan input trans/ormer

iasanya dierikan tinggi agar ampere yang rendah pada jalur transmisi sehingga

tidak diutuhkan kael &penghantar' yang esar# Tegangan input yang tinggi akan

diturunkan dengan menggunakan step;do2n trans/ormer sampai dengan tegangan

yang diutuhkan oleh motor#

'.'.. PERALATAN BAWAH PERMUKAAN

Peralatan dia2ah permukaan dari pompa enam listrik terdiri atas

pressure testing sensing instrument ele%tri% motor prote%tor intake pump unit

dan ele%tri %ale serta alat penunjang lainnya#

"# PS* Unit &Pressure Sensing *nstruments'

PS* &Pressure Sensing *nstrument' adalah suatu alat yang men%atat tekana dan

temperatur sumur# Se%ara umum PS* unit mempunyai . komponen pokok yaitu !

a# PS* Do2n ole Unit

Dipasang dia2ah Motor Type Upper atau -enter Tandem karena alat ini

dihuungkan pada 8ye dari $le%tri% Motor yang seolah;olah merupakan agian

dari motor terseut#

# PS* Sur/a%e >eadout

Merupakan agian dari system yang mengontrol kerja Do2n ole Unit serta

menampakkan &Display' in/ormasi yang diamil dari Do2n ole Unit#


48/107

G7+ '.&. P+e,,+e Se(,)(2 I(,-+e(-

.# Motor &$le%tri% Motor'

9enis motor $SP adalah motor listrik induksi . kutu 0 /asa yang diisi dengan

minyak pelumas khusus yang mempunyai tahanan listrik &diele%tri% strength'

tinggi# Tenaga listrik untuk motor dierikan dari permukaan mulai kael listrik

seagai penghantar ke motor# Putaran Motor adalah 04@@ >PM

– 0B@@ >PM tergantung esarnya /rekuensi yang dierikan serta ean yang

dierikan oleh pompa saat mengangkat /luida# Se%ara garis esar motor $SP

seperti juga motor listrik yang lain mempunyai dua agian pokok yaitu!

− >otor &agian yang erputar'

− Stator &agian yang diam'

Stator menginduksi aliran listrik dan menguah menjadi tenaga putaran pada

rotor dengan erputarnya rotor maka poros &sha/t' yang erada ditengahnya akan

ikut erputar sehingga poros yang saling erhuungan akan ikut erputar pula

&poros pompa intake dan prote%tor'#


49/107

Untuk jenis motor listrik induksi dikenal putaran medan magnet yang iasa

diseut Syn%ronous Speed yaitu putaran medan magnet atau putaran motor kalau

seandainya tidak ada /aktor kehilangan atau internal motor losses yang

diakiatkan oleh ean sha/t &sha/t load' dan /ri%tions# Putaran motor yang

iasanya tertera pada nama plate dari parik misalnya ! 05@@ >PMCB@

Panas yang ditimulkan oleh putaran rotor akan dipindahkan ke housing motor

melalui media minyak motor untuk selanjutnya dia2a ke permukaan oleh /luida

sumur #

Fungsi dari minyak terseut adalah!

− Seagai pelumas

− Seagai tahanan &isolasi'

− Seagai media penghantar panas motor yang ditimulkan oleh perputaran

rotor ketika motor terseut sedang ekerja#

Minyak terseut harus mempunyai spesi/ikasi tertentu yang iasanya sudah

ditentukan oleh parik yaitu er2arna jernih tidak mengandung ahan kimia

diele%tri% strength tinggi luri%ant dan tahan panas# Minyak yang diisikan akan

mengisi semua %elah;%elah yang ada dalam motor yaitu antara rotor dan stator#

Panas yang ditimulkan oleh putaran rotor akan dipindahkan ke housing motor

melalui media minyak motor untuk selanjutnya dia2a ke permukaan oleh /luida

sumur# Untuk mendapatkan pendinginan yang sempurna maka pemasangan $SP

unit sangat dianjurkan diatas per/orasi untuk memastikan /luida yang masuk ke

intake mele2ati seluruh housing motor#

Tetapi $SP karena sesuatu pertimangan isa juga dipasang dia2ah per/orasi

dengan memakai %asing shroud &seluung pelindung' yang digantungkan diagian


50/107

atas intake sampai ke agian a2ah motor# Untuk mendapatkan pendingin yang

aik pihak parik sudah menentukan ah2a ke%epatan /luida yang mele2ati

motor &Eelo%ity' harus " /tCse%# =urang dari itu motor akan menjadi panas dan

kemungkinan isa terakar#

G7+ '.. M/-/+ P/8 Be( L),-+)0

0# Prote%tor

Prote%tor sering juga diseut Seal Se%tion# 3lat ini er/ungsi untuk menahan

masuknya /luida sumur kedalam motor menahan thrust load yang ditimulkan


51/107

oleh pompa pada saat pompa mengangkat %airan juga untuk menyeimangkan

tekanan yang ada didalam motor dengan tekanan didalam annulus# Se%ara prinsip

prote%tor mempunyai 4 /ungsi utama yaitu!

• Untuk mengimangi tekanan dalam motor dengan tekanan diannulus#

• Tempat duduknya thrust earing untuk meredam gaya a rendah# 9umlah gas yang

masuk pada intake harus kurang dari "@ sampai dengan "5 dari total

volume /luida# *ntake mempunyai luang untuk masuknya /luida ke pompa


52/107

dan diagian luar dipasang seluung &s%reen' yang gunanya untuk

menyaring partikel masuk ke intake seelum masuk kedalam pompa#• >otary Gas Separator dapat memisahkan gas sampai dengan @ dan

iasanya dipasang untuk sumur;sumur dengan G,> tinggi# Gas separator

jenis ini tidak direkomendasikan untuk dipasang pada sumur;sumur yang

arasive#

• Stati% Gas Separator atau sering diseut reverse gas separator yang dipakai

untuk memisahkan gas hingga .@ dari /luidanya#

G7+'. ". Je(), L73+)(-h T38e P+/-e6-/+

5# Unit Pompa

Unit pompa merupakan Multistage -entri/ugal Pump yang terdiri dari!

impeller di//user sha/t &tangkai' dan housing &rumah pompa'# Di dalam housing

pompa terdapat sejumlah stage dimana tiap stage terdiri dari satu impeller dan


53/107

satu di//user# 9umlah stage yang dipasang pada setiap pompa akan dikorelasi

langsung dengan ead -apa%ity dari pompa terseut# Dalam pemasangannya isa

menggunakan leih dari satu &tandem' tergantung dari ead -apa%ity yang

diutuhkan untuk menaikkan /luida dari luang sumur ke permukaan# *mpeller

merupakan agian yang ergerak sedangkan di//user adalah agian yang diam#

Seluruh stage disusun se%ara vertikal dimana masing;masing stage dipasang

tegak lurus pada poros pompa yang erputar pada housing#

G7+ '.. Je(), R/-+3 G, Se8+-/+


54/107

Prinsip kerja pompa ini yaitu /luida yang masuk kedalam pompa melalui

intake akan diterima oleh stage paling a2ah dari pompa impeller akan

mendorongnya masuk seagai akiat proses %entri/ugal maka /luida akan

terlempar keluar dan diterima di//user# 6leh di//user tenaga kinetis &velo%ity'

/luida akan diuah menjadi tenaga potensial &tekanan' dan diarahkan ke stage

selanjutnya# Pada proses terseut /luida memiliki energi yang semakin esar

diandingkan pada saat masuknya# =ejadian terseut terjadi terus;menerus

sehingga tekanan head pompa eranding linier dengan jumlah stages artinya

semakin anyak stages yang dipasangkan maka semakin esar kemampuan

pompa untuk mengangkat /luida#

G7+ '.1!. U()- P/8 Be( L),-+)0


55/107

B# $le%tri% -ale

Tenaga listrik untuk menggerakan motor yang erada didasar sumur disuplai

oleh kael yang khusus digunakan untuk pompa $SP# =ael yang dipakai adalah 0

jenis konduktor# Dilihat dari entuknya ada dua jenis yaitu /lat %ale type dan

round %ale type# Fungsi kael terseut adalah seagai media penghantar arus

listrik dari s2it%hoard sampai ke motor di dalam sumur# Se%ara umum ada .

jenis Ckelas kael yang laim digunakan di lapangan yaitu !

− ,o2 temperatur %ale yang iasanya dengan material isolasi nya terdiri dari

jenis polypropylene ethylene &PP$' atau nitrile# Direkomendasikan untuk

pemasangan pada sumur;sumur dengan temperatur ma


56/107

V *solasi &*nsulation'

V Sarung &sheath' 9aket

G7+ '.11. K7el

?# -he%k Ealve

-he%k valve dipasang pada tuing &.;0 joint' diatas pompa# :ertujuan untuk

menjaga /luida tetap erada di atas pompa# -he%k valve tidak dipasang maka

keo%oran /luida dari tuing &kehilangan /luida' akan melalui pompa yang dapat

menyeakan aliran alik dari /luida yang naik ke atas sea aliran alik &a%k

/lo2' terseut memuat putaran impeller eralik arah dan dapat menyeakan

motor terakar atau rusak# -he%k valve umumnya digunakan agar tuing tetap

terisi penuh dengan /luida se2aktu pompa mati dan men%egah supaya /luida tidak

turun kea2ah#

A# :leeder Ealve

:leeder Ealve dipasang satu joint diatas %he%k valve mempunyai /ungsi

men%egah minyak keluar pada saat tuing di %aut# Fluida akan keluar melalui

leeder valve#


57/107

# -entralier

-entralier er/ungsi untuk menjaga kedudukan pompa agar tidak ergeser

atau selalu ditengah;tengah pada saat pompa eroperasi sehingga kerusakan kael

karena gesekan dapat di%egah#

'.4. KARAKTERISTIK KINERJA ELECTRICAL SUBMERSIBLE

PUMP :ESP;

Motor ,istrik erputar pada ke%epatan relati/ konstan memutar pompa

&impeller' mele2ati poros &sha/t' yang disamungkan dengan agian prote%tor#

Po2er disalurkan ke peralatan a2ah permukaan melalui kael listrik konduktor

yang di lem pada tuing %airan memasuki pompa yang sedang eroperasi#

=elakuan pompa erada pada harga e/isiensi tertinggi apaila hanya %airan yang

terproduksi# Tingginya volume gas eas menyeakan operasi pompa tidak

e/isien#

'.4.1. KURVA KELAKUAN ELECTRICAL SUBMERSIBLE PUMP :PUMP

PERFORMANCE CURVE;

:eerapa kinerja dari eragai pompa dihadirkan dalam entuk katalog

yang diteritkan oleh produsen# =urva kinerja dari suatu pompa enam listrik

menampilkan huungan antara ! ead %apa%ity >ate -apa%ity orse Po2er dan

e/isiensi pompa yang diseut dengan (Pump Per/orman%e -urve+# =apasitas rate

erkaitan dengan volume laju alir %airan yang diproduksikan termasuk juga gas

eas atau gas yang terlarut dalam minyak#


58/107

ead pompa enam listrik erkaitan dengan spe%i/i% gravity /luida

dimana jika head diuah menjadi tekanan maka harus dikalikan dengan spe%i/i%

gravity /luida maka dapat dinyatakan seagai erikut !

Tek# 6perasi Pompa K &head C stage' < &gradien tekanan /luida' < &jumlah

stage'

:ila gas dan %airan sedang dipompa kapasitas dan head per stage juga

gradien tekanan /luida eruah seagaimana tekanan /luida naik dari tekanan

intake ke tekanan dis%harge# Dengan demikian persamaan diatas dapat ditulis

seagai erikut!

d ( P )=h () )++f () )+d (St ) ##########################################################################&0#"'

Dimana !

d&P' K Peruahan tekanan yang dihasilkan pompa

h K head per stage /tCstage

G/&E' K gradien tekanan /luida psiC/t

d&St' K peruahan jumlah stage

Tanda kurung dalam Persamaan &5#"B' merupakan /ungsi dari kapasitas

&E' dan dinyatakan dlm persamaan ! E K Js% < EF &aliran satu /asa'# EF

merupakan Eolume Fa%tor untuk eragai tekanan dan temperatur dan dinyatakan

dengan persamaan !

EF K 8- W &";8-' :o W XG,> I &";8-' >s :g#########################################&0#.@'

Tekanan alir dasar sumur &P2/' diatas harga tekanan gelemung &ule

Point;P' entuk kurva *P> digamarkan dalam persamaan linier !

Js% K P* &Pr I P2/'##########################################################################################&0#."'


59/107

Gradien tekanan /luida dalam eragai tekanan dan temperatur dinyatakan

dalam persamaan !

G/&E' K @400 < &E'######################################################################################&0#..'

&E' K 8 C 05@#################################################################################################&0#.0'

8 adalah erat material pada eragai tekanan dan temperatur yang mana

sama dengan erat pada kondisi standart# Dituliskan dengan persamaan !

* () )=

) -qs' - fs'

350. * ########################################################################################&0#.4'

Mensutitusikan Persamaan &0#.4' kedalam Persamaan &0#..' didapatkan

persamaan seagai erikut !

+f =(0,433350 ) qs' $ * fs'

) ##################################################################################&0#.5'

*fs' adalah erat " l %airan yang ditamah gas yang terpompakan &per

l %airan' pada kondisi standart#

/s% K &05@&8-'Ԏ 8S-' W X05@ &"; 8-' oԎ S- W &G*P'&G,>' gs%##################&0#.B'

Dengan memasukkan Persamaan &5#.0' ke Persamaan &5#"'

menghasilkan persamaan !

d (St )=( 350

0,433$qs'$*fs' ) ) h() )

dP ############################################################&0#.?'

9umlah stage total dari pompa didapat dengan mengintegrasikan

persamaan diatas antara tekanan intake &P0' dan tekanan dis%harge &P.'!

∫ p1

p2

d S (t )=( 3500,433$ qs'$ *fs' )∫ p3 p2

)

h() )dP ##################################################&0#.A'


60/107

3tau

S ( t )=( 808.3141qs'$ *fs' )∫ p3

p2 ) h() )

dP #####################################################################&0#.'

'.4.. BRAKE HORSE POWER

=urva kinerja pompa yang ditunjukkan dalam Gamar 0#". menyatakan

horse po2er per stage yang didasarkan atas spe%i/i% gravity /luida perhitungan#

Dengan demikian horse po2er dapat dinyatakan didalam persamaan !

P K &hp per stage' < SG/ < stage

=arena Parameter;parameter dipengaruhi oleh kapasitas E yang eruah

antara intake dan tekanan dis%harge persamanan diatas menjadi!

d &P' K hp &E' < / &E' < d &St'Ԏ ####################################################################&0#0@'

Dengan mensutitusikan Persamaan &0#.5' dan Persamaan &0#0@' ke

persamaan diatas maka diperoleh persamaan

d ( .P )=( 10,433 ) hp() )h() )

dP ##########################################################################&0#0"'

Total horse po2er &p' yang diperlukan diperoleh dengan

mengintegrasikan persamaan diatas antara tekanan intake &P0' dann tekanan

di%harge &P.'!

d ( .P )=¿( 10,433 )h p() )h() )

dP

∫ P3

P2

¿######################################################################&0#0.'

atau


61/107

.P=( 10,433) hp() )

h() ) dP ##############################################################################&0#00'

'.4.'. KURVA INTAKE POMPA

Peramalan kurva intake pompa $le%tri%al Sumersile Pump

dipertimangkan untuk dua hal yaitu !

• Memompa %airan

• Memompa %airan dan gas

=eduanya diasumsikan ah2a pompa diletakkan didasar sumur dan yang

tetap adalah tekanan 2ellhead dan ukuran tuing# =asus kedua dianggap semua

gas dipompakan ersama;sama %airan# Eariael yang terpengaruh adalah jumlah

stages pompa# Peramalan kurva intake untuk pompa enam listrik adalah untuk

kasus yang kedua#

'.4.4. POMPA BENAM LISTRIK MEMOMPA CAIRAN

=arena %airan memiliki sedikit si/at kompresiilitas volume %airan

produksi dapat dikatakan konstan dan sama hingga permukaan &Js%'# Dengan

demikian head perstage akan konstan juga dari Persamaan &0#.' dapat

diintegrasikan menjadi !

S t =

(

808,3141

hx *fs'

)( P2− P1 ) ###########################################################################&0#04'

3tau harga tekanan intake &P0' dapat ditulis !

P3= P2−[ hx *fs'808,3141 ]St #############################################################################&0#05'

Sedangkan untuk Persamaan &.#0@' ila diintegrasikan menjadi !


62/107

.P=( 10,433 ) hp

h ( P2− P3 ) #########################################################################&0#0B'

Dengan mensutitusikan Persmaan &0#05' ke Persamaan &0#0B' menjadi P K hp <

/s% < St ##########################################################################################################&0#0?'

'.4.%. POMPA BENAM LISTRIK MEMOMPA CAIRAN DAN GAS

Gas memiliki si/at kompresiilitas yang tinggi sehingga volume %airan E

yang dihasilkan eruah akiat peruahan tekanan dari tekanan intake &P.'

sampai tekanan dis%harge &P0'# Faktor volume &EF' antara tekanan intake &P.'

sampai tekanan dis%harge &P0' didapat dari Persamaan &5#0@' dan laju alir

ditentukan dengan Persamaan &5#05' atau Persamaan &5#0B'#

'.%. DASAR PERHITUNGAN ELECTRICAL SUBMERSIBLE PUMP

Pada prinsipnya peren%anaan atau desain suatu unit pompa enam listrik

untuk sumur;sumur dengan 8- tinggi adalah sama seperti peren%anaan unit

pompa enam listrik iasa dimana dengan maksimalnya laju produksi yang

diinginkan maka maksimal juga produksi air yang terproduksi# =ontrolnya dengan

menghitung laju kritis dimana esarnya laju produksi minyak yang diinginkan

leih esar dari laju kritis sehingga terjadi 2ater %oning# Produksi terseut terus

dilakukan karena masih ernilai ekonomis dan terjadinya 2ater %oning ersi/at

2ajar untuk sumur;sumur tua yang mempunyai 2ater %ut yang leih esar dari

@#


63/107

G7+ '.1. K+* Kel0( P/8 Be( L),-+)0

'.%.1. PERKIRAAN LAJU PRODUKSI MAKSIMUM

,aju produksi suatu sumur yang diinginkan harus sesuai dengan

produkti/itas sumur# Pada umumnya /luida yang mengalir dari /ormasi ke luang

sumur leih dari satu /asa# Seperti yang telah dijelaskan dalam su;a

seelumnya untuk aliran /luida dua /asa Eogel memuat gra/ik kinerja aliran

/luida dari /ormasi ke luang sumur erdasarkan data uji produksi# Sedangkan

untuk aliran tiga /asa yaitu gas minyak dan air maka dalam pengemangan

kelakuan aliran tiga /asa dari /ormasi ke luang sumur dapat menggunakan

analisis regresi dari metode Pudjo Sukarno seperti yang telah dijelaskan

seelumnya#


64/107

'.%.. PEMILIHAN UKURAN DAN TIPE POMPA

Pada umumnya pemilihan tipe pompa didasarkan pada esarnya rate

produksi yang diharapkan pada rate pengangkatan yang sesuai dan ukuran %asing

&-he%k %learan%es'# Terproduksinya gas ersama;sama dengan %airan memerikan

pengaruh dalam pemilihan pompa karena si/at kompresiilitas gas yang tinggi

menyeakan peredaan volume /luida yang %ukup esar antara intake pompa dan

dis%harge pompa# al ini akan mempengaruhi e/isiensi pompa $SP itu sendiri#

'.%.'. PERKIRAAAN PUMP SETTING DEPTH

Perkiraan pump setting depth merupakan suatu atasan umum untuk

menentukan letak kedalaman pompa dalam suatu sumur adalah ah2a pompa

harus ditenggelamkan didalam /luida sumur# Seelum perhitungan perkiraan

setting depth dilakukan terleih dahulu diketahui parameter yang

menentukannya yaitu Stati% Fluid ,evel &SF,' dan 8orking Fluid ,evel &8F,'

dimana untuk menentukannya digunakan alat sonolog atau dengan operasi

2ireline ila sumur terseut tidak menggunakan pa%ker#

'.%.4. STATIC FLUID LEVEL

Stati% /luid level pada sumur dalam keadaan mati &tidak diproduksikan'

sehingga tidak ada aliran maka tekanan didepan per/orasi sama dengan tekanan

statik sumur# Sehingga kedalaman permukaan /luida di annulus &SF, /t' adalah !

S/L= Dmidperf −( Ps+f + P'+f ) ##########################################################################&0#0A'


65/107

'.%.%. WORKING FLUID LEVEL

:ila sumur diproduksikan dengan rate produksi seesar J &lCD dan

tekanan alir dasar sumur adalah P2/ &Psi' maka ketinggian &kedalaman ila

diukur dari permukaan' /luida di annulus adalah !

!/L= Dmidperf −( Pwf +f ) ##############################################################################&0#0'

Dimana !

SF, K Statik Fuid ,e/el /t

8F, K 8orking Fluid ,evel /t

Ps K Tekanan Statik sumur psi

P2/ K Tekanan 3lir dasar sumur psi#

J K >ate produksi :CD

D K =edalaman sumur /t

P% K Tekanan di %asing psi

G/ K Gradient Fluida sumur psiC/t

'.%.&. SUCTION HEAD :TINGGI HISAP;

Su%tion head adalah silinder atau torak yang semula erada dipermukaan

%airan &dalam ak' air akan naik mengikuti torak sampai pada men%apai

ketinggian s dimana !

.s=144$ P

* ##############################################################################################&0#4@'

Dimana!

s K su%tion head /t


66/107

P K tekanan permukaan %airan psi

Z K densittas /luida lC%u/t D#

'.%.. KAVITASI DAN NET POSITIVE SUCTION HEAD :NPHS;

Tekanan asolut pada %airan pada suatu titik didalam pompa erada

dia2ah tekanan saturasi &P' pada temperatur %airan maka gas semula terlarut

dalam %airan tereaskan# Gelemung;gelemung gas ini akan mengalir

ersamasama dengan %airan sampai pada daerah yang memiliki tekanan tinggi

akan di%apai dimana gelemung tadi akan menge%il# Fenomena ini diseut seagai

kavitasi yang dapat menurunkan e/isiensi dan merusak pompa#

=ejadian ini erhuungan dengan kondisi penghisapan dan apaila kondisi

penghisapan erada diatas P maka kavitasi tidak terjadi# =ondisi minimum yang

dikehendaki untuk men%egah kavitasi pada suatu pompa diseut 7et Positive

Su%tion ead &7PS'# 7PS adalah tekanan asolut diatas tekanan saturasi yang

diperlukan untuk menggerakkan /luida masuk kedalam /luida#

'.%.". PUMP SETTING DEPTH MINIMUM

Pump setting depth minimum merupakan keadaan yang diperlihatkan

dalam Gamar 0#"0#3# Posisi minimum dalam 2aktu yang singkat akan terjadi

pump;o// oleh karena ketinggian /luida level diatas pompa relati/ sangat ke%il

atau pendek sehingga hanya gas yang akan dipompakan# Pada kondisi ini Pump

*ntake Pressure &P*P' akan menjadi ke%il# P*P men%apai dia2ah harga P maka

akan terjadi penurunan e/isiensi volumetris dari pompa &diseakan tereasnya

gas dari larutan'# PSD minimum dapat ditulis dengan persamaan !


67/107

PSDmin=!/L+ P0

+f +

P

+f ############################################################################&0#4"'

'.%.. PUMP SETTING DEPTH MAKSIMUM

Merupakan keadaan yang ditunjukkan oleh Gamar 5#"0:# &Posisi

maksimum' juga kedudukan yang kurang menguntungkan# =eadaan ini

memungkinkan terjadinya overload yaitu pengangkatan ean kolom /luida yang

terlalu erat# PSD maksimum dapat dide/inisikan !

PSDmax= D−( P0+f − P'

+f ) ############################################################################&0#4.'

G7+ '.1'. Be+72) P/,),) P/8 P5 Ke5l( S+

'.%.1!. PUMP SETTING DEPTH OPTIMUM

Merupakan kedudukan yang diharapkan dalam peren%anaan pompa enam

listrik seperti dalam Gamar 0#"0#- &Pompa dalam keadaan optimum'


68/107

menentukan kedalaman yang optimum tadi &agar tidak terjadi pump;o// dan

overload serta sesuai dengan kondisi rate yang dikehendaki' maka kapasitas

pompa yang digunakan harus disesuaikan dengan produktivitas sumur# Penentuan

PSD optimum ini dipengaruhi oleh teruka dan tertutupnya %asing head yang

mana akan mempengaruhi tekanan %asing atatu tekanan yang ekerja pada

permukaan dari /luida di annulus# =ejadian ini mempengaruhi esarnya su%tion

head pompa Untuk %asing head tertutup maka !

=edalaman pompa optimum K !/L+ PIP− P'

+f #######################################&0#4.'

Untuk %asing head teruka maka !

=edalaman pompa optimum K !/L+ PIP− Patm

+f ######################################&0#40'

'.%.11. PERHITUNGAN TOTAL D$NAMIC HEAD :TDH;

Untuk menghitung Total Dynami% ead /luida yang akan diangkat oleh

pompa maka kita menggunakan langkah seperti dia2ah ini!

1. Pe(e(-( G+5)e( Fl)5

+radien /l"ida (+f )=S+ /l"id $0.433 ####################################################&0#44'

. Pe(e(-( P8 I(-0e P+e,,+e

Per0 1edalaman= 2id -Perforasi− PSD ############################################&0#45'

Per0Tekanan= Per0 1edalaman$+f ################################################&0#4B'

P"mp IntakePress "re ( PIP )= Pwf − Per0edaanTekanan #####################&0#4?'


69/107

'. Pe(e(-( Ve+-)6l L)@- :HD;

/l"id

P"mp=

PIP

+f #########################################################################################&0#4A'

)erti'al Lift ( . D )= P"mp Settin( Depth ( PSD )− /3P ###########################&0#4'

4. Pe(e(-( T7)(2 F+)6-)/( L/,- :H@ ;

/ri'tion Loss=2.0830$[100 ]

1.85

[ &t 34.3 ]1.85

ID4.8655

#########################################&0#5@'

T"0in(/ri'tionLoss( . / )= /ri'tionLoss$PSD #################################&0#5"'

%. Pe(e(-( T7)(2 He5 :HT;

T"0in( .ead( . T )=T"0in( Press"re

+f ###################################################&0#5.'

&. Pe(e(-( T/-l D3()6 He5 :TDH;

TD. = . D+ . / + . T #############################################################################&0#50'

'.%.1. PERKIRAAN JUMLAH STAGE POMPA

Untuk menghitung jumlah tingkat pompa &stage' digunakan Total

Dynami% ead &TD /t' diagi dengan harga headCstage yang didapatkan dari

memplotkan L pada =urva *P>#

J"mlah Sta(e= TD.

.ead /Sta(e #######################################################################&0#54'


70/107

Setelah mendapatkan hasil jumlah stage dengan rumus di atas kemudian

kita memilih sate tandem pompa pada katalog pompa yang tersedia# 9ika jumlah

stage hasil perhitungan tidak tersedia pada satu tandem pada katalog pompa maka

pilihlah jumlah stage yang terdekat leih anyak dari jumlah stage hasil

perhitungan# Dan jika jumlah stage terlalu anyak dan tidak tersedia pada jumlah

segitu dalam satu tandem maka kita isa memakai dua tandem pompa dengan

konsekuensi harga leih mahal#

'.%.1'. PEMILIHAN MOTOR DAN HORSE POWER

:rake orse po2er adalah seuah satuan penunjukan daya seuah mesin

seelum dikurangi oleh losses akiat desain sistem atau losses lainnya# P yang

diutuhkan pompa dapat diperoleh dengan menggunakan rumus!

.Preq"ired 0 p"mp=J"mlahSta(e$ .p/Sta(e ######################################&0#55'

arga PCStage didapatkan dari =urva Pompa# Sedangkan untuk menentukan P

yang diutuuhkan motor kita menggunakan rumus!

.Preq"ired 0, 2otor= .Preq"ired 0, p"mp

80 ###########################################&0#5B'

Setelah mendapatkan hasil P yang diutuhkan motor maka kemudian kita

melihat pada katalog motor# Sama seperti jumlah stage jika tidak ada P yang

tersedia pada satu motor maka gunakanlah P terdekat yang leih tinggi atau

gunakan dua motor#


71/107

'.%.14. PEMILIHAN SWITCHBOARD DAN TRANSFORMER

Menentukan s2it%hoard yang akan dipakai perlu diketahui terleih

dahulu erapa esarnya voltage yang akan ekerja pada s2it%hoard terseut#

:esarnya tegangan yang ekerja dapat dihitung dari persamaan erikut ini !

Es K Em W E% Eolt#########################################################################################&0#5?'

E% K &,C"@@' < Eoltage Eolt########################################################################## &0#5A'

=eterangan !

Es K sur/a%e voltage Eolt

Em K motor voltage volt

E% K %orre%tion voltage volt

, K Panjang kael /t

Eoltage drop K kehilangan voltage voltC"@@#

Menentukan esarnya tegangan trans/ormer yang diperlukan dihitung dengan

persamaan erikut !

T =)s $ℑ$1,73

1000 ,1)A ############################################################################# &0#5'

=eterangan !

T K ukuran trans/ormer

=E3 Es K Sur/a%e voltage volt

*m K 3mpere motor ampere


72/107

BAB IV


SUBMERSIBLE PUMP SUMUR “9ERO INCIDENT DELTA”

LAPANGAN “CONTINOUS IMPROVEMENT”

PT PHE ONWJ

4.1. PERHITUNGAN KURVA IPR

Untuk menghitung kurva *P> data Sumur ()$>6 *7-*D$7T D$,T3+

yang diperlukan adalah seagai erikut!

Depth Mid Per/orasi K 445@ /t

,aju Produksi Total &Lt' K 5?. :FPD

,aju Produksi Minyak &Lo' K A#4B :6PD

=adar 3ir &8-' K A#0@

Tekanan Gelemung &P' K "@". psi

Tekanan Statik >eservoir &Ps'K B0 psi

Tekanan 3lir Sumur &P2/' K A05 psi

:otton ole Temperature K "?B degF

Untuk perhitungan harga Lo pada P2/P adalah seagai erikut!

"# Menentukan harga Lma<

&max= &t

1−0.2( Pwf Ps )−0.8( Pwf

Ps )2


73/107

&max= 5792

1−0.2(835

963

)−0.8

(835

963

)2

&max=25728.66 :FPD

.# Melakukan asumsi pada eerapa harga P2/ seperti pada %ontoh di a2ah

ini!

• P2/ K .@@

&o=&max (1−0.2(

Pwf

Ps

)−0.8

( Pwf

Ps

)

2

)&o=25728.66(1−0.2( 200963 )−0.8( 200963 )

2

)&o=621.43

• P2/ K 5@

&o=&max (1−0.2( Pwf Ps )−0.8 ( Pwf Ps )2

)&o=25728.66(1−0.2( 950963 )−0.8( 950963 )

2

)&o=23722.17

=emudian kami juga melakukan plot pada eerapa nilai P2/ untuk

mendapatkan hasil Lo# Untuk hasil lengkapnya dapat dilihat pada tael yang

tertera di a2ah#

TABEL 4. 1.

IPR O TERHADAP PWF

PWF O

! .5?.A#BB

1!! .4?.#0?

!! .0??.#"?


74/107

'!! ..".A#@A

4!! .@@4@#@

%!! "?5@A#.@&!! "450.#4"

!! """".#?.

"!! ?.4#"0

"!& ?@@@#.@

!! .4"#B4

%! B."#40

&' @#@@

0.00 5000.00 10000.0015000.0020000.0025000.0030000.000

200

400

600

800

1000

1200

Kurva IPR "ZERO INCIDENT DELTA"

Qo, !PD

P#, P$I

G7+ 4. 1. K+* IPR S+ 9e+/ I(6)5e(- Del-

4.2. EVALUASI UNIT ESP $ANG TERPASANG

Type Pompa Terpasang K GB.@@7 C A0 Stages C "A0 P C B

8ater -ut K A#0

,aju 3lir Total &Lt' K 5?. :FPD


75/107

,aju 3lir Minyak &Lo' K 5A :6PD

8ater Spe%i/i% Gravity &SG2' K "#@@

Fluid Spe%i/i% Gravity &SGFluid' K @#.?

8orking Fluid ,evel &8F,' K @4 /t

*D Tuing K 0 "C.+

6D Tuing K .#.

Tuing Pressure K "5@ psi

Mid Per/orasi &MD' K 445@ /t

Pump Setting Depth &PSD' K .B?" /t

Tekanan Statik >eservoir &Ps'K B0 psi

Tekanan 3lir Sumur &P2/' K A05 psi

1. Pe(e(-( G+5)e( Fl)5

+radien /l"ida (+f )=S+ /l"id $0.433

+radien/l"ida (+f )=0.927$0.433

+radien /l"ida (+f )=0.401

. Pe(e(-( P8 I(-0e P+e,,+e

Per0edaan1edalaman= 2id -Perforasi− P"mp Settin( Depth( PSD)

Per0edaan1edalaman=4450−2671

Per0edaan1edalaman=1779 ft


76/107

Per0edaanTekanan= Per0edaan 1edalaman$ +f

Per0edaanTekanan=1779$0.401

Per0edaanTekanan=714.07 psi

P"mp IntakePress"re ( PIP )= Pwf − Per0edaanTekanan

P"mp IntakePress"re ( PIP )=835−714.07

P"mp IntakePress"re ( PIP )=120.93 psi

'. Pe(e(-( Ve+-)6l L)@- :HD;

/l"id

P"mp=

PIP

+f

/l"id

P"mp=120.93

0.401

/l"id

P"mp=301.27 ft

)erti'al Lift ( . D)= P"mp Settin( Depth ( PSD )− /3P

)erti'al Lift ( . D)=2761−301.27

)erti'al Lift ( . D)=2369.73 ft


77/107

4. Pe(e(-( T7)(2 F+)6-)/( L/,- :H@ ;

/ri'tion Loss=

2.0830$[100 ]1.85

[ &t 34.3 ]1.85

ID4.8655

/ri'tion Loss=

2.0830$

[

100

120

]

1.85

[

5792

34.3

]

1.85

2.9924.8655

/ri'tion Loss=94.92 ft /1000 ft

T"0in(/ri'tionLoss ( . / )= /ri'tion Loss $ PSD

T"0in(/ri'tionLoss ( . / )=94.921000 $ 2761

T"0in(/ri'tionLoss( . / )=253.53 ft

%. Pe(e(-( T7)(2 He5 :HT;

T"0in(.ead( . T )=T"0in( Press"re

+f

T"0in(.ead( . T )= 150

0.401

T"0in(.ead( . T )=373.7 ft


78/107

&. Pe(e(-( T/-l D3()6 He5 :TDH;

TD. = . D+ . / + . T

TD. =2369.73+253.53+373.7

TD. =2996.96 ft

. Pe(e(-( He5 Pe+ S-2e P/8

.ead per Sta(e=TD.

Sta(e

.ead per Sta(e=2996.96

83

.ead per Sta(e=36.1

ft

sta(e 436

ft /sta(e


79/107


80/107

4.3. PERENCANAAN ULANG ELECTRICAL SUBMERSIBLE PUMP

SUMUR “9ERO INCIDENT DELTA”

6ptimalisasi pompa $SP yang kita inginkan adalah dengan menaikan ,aju

3lir Total &Lt' produksi dari seelumnya seesar 5?. :FPD menjadi ?@@@

:FPD# Untuk menaikan Lt terseut maka kita akan melakukan peren%anaan ulang

$SP dengan eragai ma%am tipe pompa termasuk juga mempertimangkan tipe

pompa yang sekarang dipakai dengan meruah stagenya# 8ater -ontent &8-'

kita asumsikan tidak eruah sehingga jika terdapat penamahan ,aju 3lir Total

&Lt' maka ,aju 3lir Minyak &Lo' juga ikut ertamah#

4.'.1. MENGHITUNG TOTAL D$NAMIC HEAD

=ita menginginkan untuk meningkatkan ,aju 3lir Total &Lt' menjadi ?@@@

:FPD sehingga kita perlu menghitung TD yang diperlukan pada saat Lt

terseut# Data sumur lainnya yang digunakan masih sama seperti pada su a

4#.# namun hanya harga P2/ yang eruah# Untuk mengetahui harga P2/ pada

,aju 3lir ?@@@ :FPD maka kita harus melihat =urva *P> dan didapatkan nilai

seesar A@B psi#

"# Penentuan Peredaan =edalaman

Per0 1edalaman= 2id -Perforasi− P"mp Settin( Depth( PSD)

Per0 1edalaman=4450−2671

Per0 1edalaman=1779 ft

.# Penentuan Peredaan Tekanan Per0edaanTekanan= Per0edaan 1edalaman$ +f

Per0edaanTekanan=1779$0.401

Per0edaanTekanan=714.07 psi


81/107

0# Penentuan Pump *ntake Pressure &P*P'

P"mp IntakePress"re ( PIP )= Pwf − Per0edaanTekanan

P"mp IntakePress"re ( PIP )=806−714.07

P"mp IntakePress"re ( PIP )=91.93 psi

4# Penentuan Fluid 6ver Pump &F6P' /l"id

P"mp=

PIP

+f

/l"id

P"mp

=91.93

0.401

/l"id

P"mp=229.02 ft

5# Penentuan Eerti%al ,i/t &D'

)erti'alLift ( . D)= P"mp Settin( Depth ( PSD )− /3P

)erti'alLift ( . D)=2671−229.02

)erti'alLift ( . D)=2441,98 ft

B# Penentuan Fri%tion ,oss

/ri'tion Loss=2.0830$[100 ]

1.85

[ &t 34.3 ]1.85

ID4.8655

/ri'tion Loss=2.0830$[100120 ]

1.85

[700034.3 ]1.85

2.9924.8655

/ri'tion Loss=134.76 ft /1000 ft

?# Penentuan Tuing Fri%tion ,oss &F'

T"0in(/ri'tionLoss( . / )= /ri'tionLoss$PSD

T"0in(/ri'tion Loss ( .

Skripsi Esp

Documents