6 ACIDIZING
-
Upload
dicky-pratama -
Category
Documents
-
view
88 -
download
2
description
Transcript of 6 ACIDIZING
BAB VI
PENENTUAN KADAR LARUT SAMPEL FORMASI
DALAM LARUTAN ASAM
6.1. TUJUAN PERCOBAAN
Menentukan kadar larut sample formasi dalam larutan asam sehingga dapat
diperoleh informasi atau data yang penting sebelum melakukan stimulasi.
6.2. DASAR TEORI
Setelah sumur diproduksi, laju rata-rata produksi sumur kemungkinan
menurun. Cara yang umum untuk menaikkan laju rata-rata produksi sumur
dengan destimulasi. Ada beberapa cara menstimulasi sumur, yang biasa dilakukan
adalah pengasaman. Pengasaman adalah salah satu cara menstimulasi reservoir
yang terdiri atas batu gamping atau dolomite serta batuan reservoir yang terlarut
dalam asam. Hal ini dilakukan dengan menginjeksikan asam ke dalam reservoir
untuk mendapatkan harga permeabilitas dan porositas yang lebih besar atau lebih
komersial di suatu lapangan minyak.
Asam yang digunakan adalah asam chloride 15% yang akan bereaksi
dengan batuan karbonat sesuai dengan persamaan :
CaCO3 + 2 HCl CaCl2 + H2O + CO2
Sebelum dilakukan stimulasi dengan pengasaman harus direncanakan tepat
data-data laboratorium yang diperoleh dari sampel formasi, fluida reservoir dan
fluida stimulasi sehingga informasi yang diperoleh dari laboratorium tersebut
dapat digunakan untuk merencanakan operasi stimulasi dengan tepat. Dan pada
gilirannya dapat diperoleh penambahan produktivitas formasi sesuai dengan yang
diharapkan. Salah satu informasi yang diperlukan adalah daya larut asam terhadap
sampel batuan (acid solubility). Metode ini menggunakan teknik gravimetric
untuk menentukan reaktivitas formasi dengan asam.
Metode pengasaman (Acidizing) dapat dibedakan menjadi 2 macam yaitu :
1. Matrix Acidizing
Dalam metode ini, larutan asam dipompakan atau dinjeksikan agar
melarutkan batuan formasi dan endapan disekitar lubang sumur. Tekanan yang
digunakan lebih kecil dari pada tekanan rekah formasi. Dengan demikian asam
dapat bereaksi dengan dinding pori-pori batuan dan akhirnya akan
memperbesar pori. Maksimum radial penetrasi dan larutan asam ini tergantung
pada kecepatan zat asam di dalam pori-pori.
Beberapa asumsi yang dipakai dalam melaksanakan metode ini adalah
sebagai berikut :
a. Formasi homogen
b. Ukuran pori-porinya seragam
c. Penetrasi larutan asam secara uniform dan radial
d. Kecepatan reaksi menurun secara uniform dengan berkurangnya
konsentrasi asam
e. Berat limestone yang terlarut pada setiap penambahan jarak menurun
secara uniform sampai seluruh asam terpakai.
Berdasar asumsi di atas, jarak radial larutan asam akan menembus formasi
sebelum larutan asam terpakai seluruhnya, dapat dirumuskan dengan
persamaan sebagai berikut :
Volume asam yang diinjeksikan = volume pori-pori terinvasi :
qi t = h (ra2 – rw2)
ra =qi . tΦ .h + rw2
Jika qi dinyatakan dalam barrel/menit dan t dalam detik, maka di dapat
persamaan :
ra = 5615qi . t60 .Φ .h + rw2
Dimana :
ra = jarak radial penetrasi zat asam, ft.
= porositas, fraksi.
qi = injection rate zat asam, bbl/menit.
rw = jari-jari lubang sumur, ft.
h = ketebalan formasi.
Dalam persamaan di atas, factor yang tidak diketahui adalah spending
time, yang harus ditentukan dalam laboratorium. Spending time tergantung
pada perbandingan luas batuan dengan larutan asam, yang disebut surface area.
Untuk matrix acidizing specific areanya adalah :
S = 102 x 102 1
2. F .K
Dimana :
K = permeabilitas (darcy)
S = specific surface (cm2/cm3)
F = faktor tahanan formasi
Untuk mendapatkan hasil penetrasi dan fluida asam yang baik, perlu
pengurangan kecepatan reaksi dan menaikkan rate injeksi larutan asam ke
dalam formasi. Spending time asam tergantung pula pada tekanan,
temperature, kecepatan asam dalam batuan dan retarding additivesnya.
2. Fracturing Acidizing
Di dalam operasi acidizing, lrutan zat asam dialirkan melalui rekahan atau
fracturing. Operasi ini dapat dibagi menjadi dua yaitu :
a. Acidizing melalui rekahan yang sudah ada.
Pada metode ini formasi harus terdiri dari banyak rekahan, sehingga
tujuan dari acidizing di sini adalah untuk melarutkan batuan-batuan dari
rekahan tersebut. Kecepatan injeksi selama proses ini dijaga agar tidak
melebihi rekahan formasi.
Dalam mengadakan evaluasi dan acidizing ini, dipakai asumsi sebagai
berikut :
- Rekahan horizontal dan ketebalannya seragam, berkembang secara
radial dari lubang sumur.
- Larutan asam yang bocor ke formasi diabaikan.
- Kecepatan reaksi dari larutan adalah sebanding dengan konsentrasinya,
dan jumlahnya (batuan) yang terlarut berkurang dengan bertambahnya
penetrasi dari larutan asam. Pada kecepatan injeksi yang konstan,
penambahan jumlah asam ke dalam rekahan tersebut tidak akan
memperluas proses acidizing, tetapi hanya menambah lebarnya tekanan.
b. Acidizing dengan tekanan yang tinggi melalui tekanan.
Pada operasi stimulasi ini, larutan asam diinjeksikan ke dalam formasi
dengan tekanan tinggi yang melebihi tekanan rekah formasi. Sehingga
diharapkan menghasilkan permeabilitas yang lebih tinggi.
Asumsi yang dipakai adalah :
- Rekahan yang timbul adalah horizontal & vertikal.
- Sebagian besar dari larutan asam masuk ke dalam rekahan, dan yang
masuk ke dalam matrix dari lubang sumur diabaikan.
- Luas dan volume rekahan tergantung pada volume asam, rate injeksi,
lebar rekahan selama stimulasi & karakteristik fisik dari batuan
reservoir.
Di dalam acidizing dengan tekanan melalui rekahan ini, penetrasi
yang terjadi jauh lebih besar yang disebabkan oleh :
- Spending time akan bertambah karena specific surface areanya
mengecil.
- Rate injeksinya lebih besar.
Keuntungan dari fracturing acidizing adalah efektif untuk formasi
karbonat, ongkos (biaya) operasi lebih murah dan dapat membersihkan
impurities disekitar lubang bor. Sedangkan kerugiannya tidak efektif
dapa formasi non-karbonat dan bisa menimbulkan korosi pada peralatan
yang digunakan.
3. Acid Washing
Acid washing adalah operasi yang direncanakan untuk menghilangkan
endapan scale yang dapat larut dalam larutan asam yang terdapat dalam lubang
sumur untuk membuka perforasi yang tersumbat. Acid washing terutama
digunakan untuk penghapusan endapan anorganik seperti scale. Bahan aktifnya
biasanya asam kuat dan chelants. Seringkali, ditambahkan surfaktan dan korosi
inhibitor. Salah satu asam yang umum digunakan adalah Asam klorida, (juga
disebut asam Muriatic), biasanya digunakan untuk membersihkan kolam
renang dan beton. Cuka juga dapat digunakan untuk membersihkan permukaan
keras, dan bantuan dalam penghapusan penumpukan endapan kalsium. Asam
sulfat yang ditambahkan ke dalam asam pembersih pipa untuk mencegah pipa
tersumbat dengan melarutkan gemuk, protein dan bahkan zat yang
mengandung karbohidrat (seperti kertas tisu).
6.3. ALAT DAN BAHAN
6.3.1. Alat
1. Mortar dan pastle
2. Oven
3. Labu Erlenmeyer
4. Timbangan analysis
5. Beker glass
6.3.2. Bahan
1. Sampel core (karbonat dan pasir)
2. HCl 15%
3. Mud Acid (15% HCl + 3% HF)
4. Aquadest
5. Indikator methyl orange
6. Toluene
6.3.3. Gambar Alat
Gambar 6.1. Oven
Keterangan:
1. HCL 15%
Gambar 6.2. Larutan HCL
Gambar 6.3. Timbangan Digital
6.4. PROSEDUR PERCOBAAN
1. Menyiapkan sample batu pasir dan batu karbonat yang telah kering dan
menimbang beratnya.
2. Menyiapkan larutan asam HCl untuk batuan karbonat dan mud acid untuk
batu pasir.
3. Memasukkan batu pasir kedalam larutan mud acid yang telah disediakan
dan memasukkan batuan karbonat kedalam larutan HCl selama ± 10
menit.
4. Memasukkan kedua batu tersebut kedalam oven ± 30 menit untuk
dikeringkan.
5. Selanjutnya menimbang batu karbonat dan batu pasir tersebut.
6. Menghitung kelarutan sebagai % berat dan material yang terlarut dalam
HCl 15% dengan menggunakan persamaan :
Solubility, % berat =
W−wW x 100%
Dimana :
W = Berat sampel sebelum diasamkan, gr.
w = Berat sample setelah diasamkan, gr.
6.5. HASIL PERCOBAAN DAN PERHITUNGAN
6.5.1. Hasil Percobaan
Core : Batugamping
Jenis asam/konsentrasi : HCl 15%
Berat kering core sebelum diasamkan : 8,4990 gr
Berat kering core setelah diasamkan : 4,4774 gr
Berat yang bereaksi : 4,0216 gr
Kelarutan sampel core dalam asam : 47,318 %
6.5.2. Perhitungan
Acid solubility =
Berat yang bereaksiBerat Kering Core sebelum diasamkan
x100 %
=
4 ,02168 ,4990
x 100 %
= 47,318%
6.6. PEMBAHASAN
Praktikum yang dilakukan kali ini adalah penentuan keasaman pada core
yang berjudul “Penentuan Kadar Larut Sampel Formasi pada Larutan”. Tujuan
praktikum ini adalah untuk membersihkan kondisi sumur dari karbornat yang
akan menyumbat lubang bor, membantu merekahkan batuan dan meningkatkan
produktifitas formasi.
Pada batu pasir teknik stimulasi yang efektif yaitu hydrolic fracturing, tetapi
dapat juga melakukan pengasaman dengan menggunakan asam HCl 15% yang
ditambahkan HF 3%. Kelebihan Asam HF yaitu untuk melarutkan batu pasir
karena mengandung silika.
Pada praktikum ini menggunakan metode penjenuhan core batu pasir dan batu
gamping. Hal ini ditujukan untuk memperbesar porositas dan permeabilitas
sehingga produktifitas minyak di suatu formasi dapat meningkat. Sebelum
dijenuhkan, core ditimbang untuk mendapatkan berat masing-masing core kering
sebelum pengasaman. Kemudian masing-masing batuan dimasukkan ke larutan
asam kurang lebih 10 menit. Akan terlihat bahwa larutan asam akan mengisi pori-
pori batuan tersebut sehingga gelembung-gelembung udara muncul keluar dari
batuan. Setelah itu batuan diangkat dan dimasukkan kedalam oven dengan
temperatur 105 oC. Setelah 30 menit batuan ditimbang masing-masing lalu
didapatkan berat core kering setelah pengasaman. Proses tersebut dinamakan
proses acidization, pada acidization dilakukan dengan menginjeksikan larutan
asam kedalam batuan reservoir yang terdiri atas batu gamping dan batu pasir.
Larutan asam yang dipompakan atau diinjeksikan ditujukan untuk melarutkan
batuan formasi dan endapan disekitar lobang sumur. Tekanan yang digunakan
lebih kecil dari tekanan rekah formasi. Dengan demikian dapat bereaksi dengan
dinding pori-pori batuan pada akhirnya akan memperbesar pori-pori batuan.
Dalam aplikasi dilapangan, penentuan kadar kelarutan formasi dalam
larutan asam berguna dalam menentukan proses stimulasi pada suatu sumur atau
reservoir. Dengan mengetahui tingkat kelarutan suatu formasi maka dapat
mengetahui jenis pengasaman (acidizing) dan jenis asam serta konsentrasi yang
tepat untuk diinjeksikan ke dalam resevoir dalam menstimulasi dan
menanggulangi kerusakan ataupun memperbaiki kualitas sumur dengan tujuan
untuk meningkatkan laju alir produksi fluida hidrokarbon.
6.7. KESIMPULAN
1. Hasil percobaan, acid solubility batu gamping adalah 91,08 %.
2. Tujuan pengasaman antara lain :
- Meningkatkan produktifitas formasi.
- Membantu perekahan batuan.
- Membersihkan sumur dari krabonat.
3. Stimulasi pada sumur ada 2 macam, pengasaman dan hydraulic fracturing.
4. Batu pasir bereaksi dengan larutan mud acid, sedangkan batu karbonat
bereaksi dengan HCl.
5. Dampak pengasaman menimbulkan korosi sehingga diperlukan corrosion
inhibition untuk mencegah korosi.
6. Aplikasi di lapangan :
Menghancurkan scale dan skin sehingga mempercepat laju
produksi.
7. Penjenuhan Core ditujukan untuk memperbesar porositas dan
permeabilitas sehingga produktifitas minyak di suatu formasi dapat
meningkat