Pengertian Teknik Reservoir

Teknik reservoir adalah cabang ilmu dari ilmu teknik perminyakan. Beberapa pakar dibidang perminyakan telah mendefinisikan teknik reservoir sebagai berikut :

Craft and Hawkins (1959) :

                Reservoir engineering may be defined as the application of scientific prin-

                ciples to the drainage problems arising during the  development  and  pro-

                duction of oil and gas reservoirs. Reservoir engineering is the art of deve-

                loping and producing oil and gas fields  in such a  manner  as  to  obtain a

                high economic recovery.  

Frank W. Cole (1962) :

                The principles function of reservoir engineering is to predict the further be-

                haviuor of a petroleum reservoir  under  the variuos producing mechanism

                which are, or may become available. The various operating plans is an in-

                tegral part of any reservoir engineering study. 

E. H. Timmerman (1982) :

                The prime objective of reservoir engineering is to understand  the  secrets

                of nature that are applicable to a specific oil  and gas  reservoirs. Such in-

                formation is essential when future performance and recoverable reserves

                are to be reliably forecast.

Melihat kepada definsisi-definisi tersebut maka teknik reservoir dapat kita defini-sikan sebagai berikut :

Teknik reservoir adalah bagian dari ilmu teknik perminyakan yang mempelajari masalah pengurasan cadangan suatu reservoir (RECOVERY), termasuk pemahaman sifat & kelakuan reservoir masa lalu, sekarang dan yang akan datang, sehingga mampu membuat peramalan kinerja reservoir (RESERVOIR PERFORMANCES) untuk perencanaan strategi pengurasan cadangan MIGAS yang secara ekonomi paling menguntungkan (MAXIMUM ULTIMATE PETROLEUM RECOVERY STRATEGY PLANNING FOR ECONOMICALLY PROFITABLE)  CADANGAN (RESERVES) MIGAS yang paling menguntungkan (ekonomis).

LUMPUR PEMBORAN

(JENIS-JENIS & ADDITIVE LUMPUR)

I. JENIS – JENIS LUMPUR PEMBORAN

ZABA dan DOHERTY (1970) mengklasifikasikan lumpur bor terutama berdasarkan fasa fluidanya : air (water base), minyak (oil base) atau gas, sebagai berikut :

I. Fresh Water Muds (lumpur air tawar)

    a. Spud

    b. Natural atau Native (alamiah)

    c. Bentonite – treated

    d. Phospate – treated

    e. Organic coloid – treated

    f. “Red” atau alkaline – tannate treated

    g. Calcium muds

            1. Lime – treated

            2. Gypsum – treated

            3. Calcium – (selain 1 & 2) - treated

Rig Pengeboran

 

Rig pengeboran adalah suatu bangunan dengan peralatan untuk melakukan pengeboran ke dalam reservoir bawah tanah untuk memperoleh air, minyak, atau gas bumi, atau deposit mineral bawah tanah. Rig pengeboran bisa berada di atas tanah (on shore) atau di atas laut/lepas pantai (off shore) tergantung kebutuhan pemakaianya. Walaupun rig lepas pantai dapat melakukan pengeboran hingga ke dasar laut untuk mencari mineral-mineral, teknologi dan keekonomian tambang bawah laut belum dapat dilakukan secara komersial. Oleh karena itu, istilah "rig" mengacu pada kumpulan peralatan yang digunakan untuk melakukan pengeboran pada permukaan kerak Bumi untuk mengambil contoh minyak, air, atau mineral.

Rig pengeboran minyak dan gas bumi dapat digunakan tidak hanya untuk mengidentifikasi sifat geologis dari reservoir tetapi juga untuk membuat lubang yang memungkinkan pengambilan kandungan minyak atau gas bumi dari reservoir tersebut.

Rig pengeboran dapat berukuran:

Kecil dan mudah dipindahkan, seperti yang digunakan dalam pengeboran eksplorasi mineral

Besar, mampu melakukan pengeboran hingga ribuan meter ke dalam kerak Bumi. Pompa lumpur yang besar digunakan untuk melakukan sirkulasi lumpur pengeboran melalui mata bor dan casing (selubung), untuk mendinginkan sekaligus mengambil "bagian tanah yang terpotong" selama sumur dibor.

Katrol di rig dapat mengangkat ratusan ton pipa. Peralatan lain dapat mendorong asam atau pasir ke dalam reservoir untuk mengambil contoh minyak dan mineral; akomodasi untuk kru yang bisa berjumlah ratusan. Rig lepas pantai dapat beroperasi ratusan hingga ribuan kilometer dari pinggir pantai.

Umumnya, rig dikategorikan menjadi dua macam menurut tempat beroperasinya :

1. Rig darat (land-rig) : beroperasi di darat.
2. Rig laut (offshore-rig) : beroperasi di atas permukaan air (laut, sungai, rawa-rawa, danau atau delta sungai).

Ada bermacam-macam offshore-rig yang digolongkan berdasarkan kedalaman air :

1. Swamp barge : kedalaman air maksimal 7m saja. Sangat umum dipakai di daerah rawa-rawa atau delta sungai.
2. Tender barge : mirip swamp barge tetapi di pakai di perairan yang lebih dalam.
3. Jackup rig : platform yang dapat mengapung dan mempunyai tiga atau empat “kaki” yang dapat dinaik-turunkan. Untuk dapat dioperasikan, semua kakinya harus diturunkan sampai menginjak dasar laut. Terus badan rig akan diangkat sampai di atas permukaan air sehingga bentuknya menjadi semacam platform tetap. Untuk berpindah dari satu tempat ke tempat lain, semua kakinya haruslah dinaikan terlebih dahulu sehingga badan rig mengapung di atas permukaan air. Lalu rig ini ditarik menggunakan beberapa kapal tarik ke lokasi yang dituju. Kedalaman operasi rig jackup adalah dari 5m sampai 200m.
4. Drilling jacket : platform struktur baja, umumnya berukuran kecil dan cocok dipakai di laut tenang dan dangkal. Sering dikombinasikan dengan rig jackup atau tender barge.
5. Semi-submersible rig : sering hanya disebut “semis” merupakan rig jenis mengapung. Rig ini “diikat” ke dasar laut menggunakan tali mooring dan jangkar agar posisinya tetap di permukaan. Dengan menggunakan thruster, yaitu semacam baling-baling di sekelilingnya, rig semis mampu mengatur posisinya secara dinamis. Rig semis sering digunakan jika lautnya terlalu dalam untuk rig jackup. Karena karakternya yang sangat stabil, rig ini juga popular dipakai di daerah laut berombak besar dan bercuaca buruk.
6. Drill ship : prinsipnya menaruh rig di atas sebuah kapal laut. Sangat cocok dipakai di daerah laut dalam. Posisi kapal dikontrol oleh sistem thruster berpengendali komputer. Dapat bergerak sendiri dan daya muatnya yang paling banyak membuatnya sering dipakai di daerah terpencil atau jauh dari darat.

Dari fungsinya, rig dapat digolongkan menjadi dua macam :

1. Drilling rig : rig yang dipakai untuk membor sumur, baik sumur baru, cabang sumur baru maupun memperdalam sumur lama.
2. Workover rig : fungsinya untuk melakukan sesuatu terhadap sumur yang telah ada, misalnya untuk perawatan, perbaikan, penutupan, dsb.

Petrofisika

Petrofisika adalah suatu cabang ilmu dari geofisika yang mempelajari tentang sifat fisik dari suatu batuan. Nah tugas dari Petrofisik itu sendiri dia menafsirkan semua data yang diperoleh sampai dengan  tahap pengeboran hanya untuk menentukan apa yang ada dalam perangkap. Apa sih perangkap itu ? Perangkap umumnya dibentuk dengan bentuk anti-clinal atau kubah yaitu hidrokarbon yang terakumulasi di bawah suatu bentuk “mangkuk terbalik”.  Kita tahu bahwa minyak bumi dan gas lebih ringan daripada air, jadi mereka mengapung di atasnya, batuan bawah tanah mayoritas berisi air, ketika hidrokarbon yang dihasilkan dari bahan organik yang terkubur mencoba bergerak ke atas mengapung di atas kita. Nah ketika hidrokarbon meningkat dan terhalang karena tak ada jalan melalui batuan itu dan hidrokarbon tidak bisa naik lagi, maka hidrokarbon tersebut menumpuk di bawah caprock”. Nah kondisinya terperangkap, jadi data data yang ada disini ditafsirkan oleh para ahli petrofisik. Karena petrofisik disini lebih mengarah pada penafsiran sifat fisik batuan tersebut, alangkah baiknya kita mengetahui beberapa sifat fisik batuan tersebut adalah :

1.      Porositas

2.      Permeabilitas

3.      Saturasi

4.      Wettabilitas

5.      Tekanan Kapiler

6.      Resistivitas batuan.

Mempelajari karakteristik fisik suatu batuan sangat penting karena kita akan lebih mengenal batuan yang akan kita amati tersebut. Di industri oil & gas misalnya, sifat fisik batuan sangat penting dipelajari mengetahui karakter reservoar (batuan tempat menyimpan hidrokarbon) sebagai batuan yang layak untuk dilakukan pengeboran ataupun perforasi (produksi) lebih lanjut. Nah mulai dari yang pertama, apasih porositas itu ?
 

1.   Porositas adalah perbandingan antara volume pori-pori dengan volume total batuan. Pori-pori secara primer adalah matrix pore, dan secara sekunder adalah rekahan/fracture, rongga/vug, dan lain-lain. Pada umumnya, porositas yang terukur, baik secara analisis laboratorium, maupun dengan log adalah porositas efektif. Hal ini, seperti disebut di atas, karena adanya isolated pore yang tidak berpengaruh terhadap produktivitas reservoir. Lambang porositas adalah Φ. Karena merupakan perbandingan, maka porositas tidak memiliki satuan.

Fungsi Porositas
1. Menentukan OOIP (original oil in place).
2. Menentukan probable recovery / recovery factor.
3. Mengambil keputusan apakah minyak yang terdapat pada reservoir tersebut layak diproduksi atau tidak dilihat dari segi ekonomi.
4. Mengetahui posisi kedalaman reservoir.
5. Menentukan jenis batuan.
6. Menentukan kemungkinan susunan butir pada batuan reservoir.
7. Menentukan besar permeabilitas pada pori-pori batuan.
8. Menentukan cadangan potensial dari suatu reservoir minyak/gas.
9. Menentukan selang waktu untuk perforasi atau acidizing.

 

Didapatkan rentang rentang besar porositas

2. Permeabilitas

Permeabilitas merupakan besaran yang digunakan untuk menunjukkan seberapa besar kemampuan suatu batuan untuk mengalirkan fluida yang terkandung didalamnya. Permeabilitas merupakan property suatu batuan berpori dan merupakan besaran yang menunjukkan kapasitas medium dalam mengalirkan fluida.

Jenis-jenis Permeabilitas.
1. Permeabilitas absolut (ka).

Yaitu pengukuran pada medium berpori untuk fluida satu fasa ketika medium tersebut dialiri oleh satu jenis fluida, dimana saturasi fluida yang mengalir bernilai 1.

2. Permeabilitas efektif (k).

Yaitu pengukuran pada medium berpori untuk fluida satu fasa ketika medium tersebut dialiri oleh lebih dari satu jenis fluida.

3. Permeabilitas relatif (kr).

Yaitu perbandingan antara permeabilitas efektif fluida pada nilai saturasi tertentu, terhadap permeabilitas absolut pada saturasi 100%.

Faktor-faktor yang Mempengaruhi Permeabilitas.
1. Distribusi ukuran butir.

Ukuran butiran yang semakin beragam dalam suatu batuan, maka pori-pori akan semakin kecil dan permeabilitas juga akan semakin kecil.

2. Susunan (packing) butiran.

Susunan butiran yang semakin rapi, maka makin besar harga permeabilitasnya.

3. Geometri butiran.
Semakin menyudut geometri butiran, maka permeabilitasnya semakin kecil.
4. Jaringan antar pori (pore network).
Semakin bagus jaringan antar pori, maka permeabilitasnya semakin besar.
5. Sementasi.
Semakin banyak semen dalam suatu batuan, maka harga permeabilitas akan semakin kecil.
6. Clays content.
Semakin banyak mengandung clay, maka semakin kecil permeabilitas batuan tersebut.

3. Saturasi

Saturasi adalah perbandingan kuantitas (volume) suatu fluida dengan pori-pori batuan tempat fluida tersebut berada. Misalnya, saturasi air dalam suatu source rock adalah besarnya volume air dibanding volume total pori-pori batuan tersebut. (Catatan: Pada umumnya saturasi dihitung berdasarkan volume pori-pori efektif. Hal ini karena adanya isolated pore yang tidak berpengaruh pada produktivitas reservoir.) Sehingga, dapat dikatakan bahwa saturasi adalah berapa persen bagian dari suatu pori yang terisi fluida. Karena saturasi merupakan perbandingan/persentase, maka secara matematis saturasi tidak memiliki satuan. Saturasi dilambangkan dengan Sw untuk air, So untuk minyak, dan Sg untuk gas. Karena tidak mungkin ada pori-pori yang kosong oleh fluida (vakum) maka Sw+So+Sg=1. Secara umum ada 2 cara untuk menentukan saturasi, yaitu dengan analisis laboratorium atas sampel core dari reservoir, dan dengan log. Secara matematis dapat ditulis = Volume fluida / volume rongga, terminologi nya :

·         Bulk Volume Moveable BVM = fraksi rongga batuan yang ditempati oleh
fluida yang bisa mengalir

·         Bulk Volume Irreducible BVI = fraksi rongga batuan yang ditempati
oleh air terikat gaya kapiler

·         Clay Bound Water CBW = air yang terikat secara elektrostatis di
permukaan butiran mineral lempung

4. Wettabilitas

Wettabilitas didefinisikan sebagai suatu kecenderungan dari adanya fluida lain yang tidak saling mencampur. Apabila dua fluida bersinggungan dengan benda padat, maka salah satu fluida akan bersifat membasahi permukaan benda padat tersebut, hal ini disebabkan adanya gaya adhesi. Dalam system minyak-air, benda padat. Suatu cairan yang dikatakan membasahi zat padat jika tegangan adhesinya positif (q <> 90o), berarti batuan bersifat oil wet. Pada umumnya, reservoir bersifat water wet, sehingga air cenderung untuk melekat pada permukaan batuan, sedangkan minyak akan terletak diantara fasa air.

Teknik Produksi Migas

Cara untuk mengangkat minyak dari dasar sumur ke permukaan ada beberapa metode sebagai berikut:

·                Sembur Alam (Natural flow).

·                Pengangkatan buatan (Artificial Lift) 

Sembur Alam (Natural Flow).Sumur dengan metode sembur alam ini minyak menyembur dengan sendirinya disebabkan tekanan reservoir masih cukup tinggi .Sedangkan tekanan sebagai tenaga dorong pada reservoir berasal dari : air, gas, tekanan batuan,maupun gas yang larut dalam minyak. Pengangkatan Buatan.Sumur dengan metode pengangkatan buatan ini (artificial lift method) minyak dapat mengalir ke permukaan karena ada tenaga tambahan dari luar untuk mengangkatnya.

Vertical vs Horizontal Separator

Vertical vs Horizontal Separator

Separator adalah suatu alat pemisah campuran uap - liquid, dimana liquid dapat berupa campuran yang tidak saling bercampur ( immicible ). Aplikasi dari Separator ini cukup banyak pada industri - industri iterutama pada bidang perminyakan dan gas ( oil dan gas plant ), aplikasi Sepator ini dapat ditemui pada :

• Compressor knock out ( KO ) drum
• Inlet separator in gas processing plant
• Distillation Column overhead separator 
• Desalter

Fase yang dipisahkan pada separator ini dapat berupa campuran dua fase ,two phase( uap - liquid ) maupun campuran tiga fase, three phase ( uap - liquid - liquid ), untuk aplikasi three phase separator , contoh yang umum adalah pemisahan gas - minyak - air pada oil dan gas plant.

Untuk Three phase separator, posisi penempatan secara horinzontal lebih disukai karena lebih efektif bila dibandingkan dengan posisi vertical, untuk separator dua fase posisi baik secara vertical maupun horizontal sering digunakan, sedangkan untuk KO drum , posisi horizontal lebih sering digunakan.