GAS LIFT

GAS LIFT

1-1. PENDAHULUANSumur-sumur minyak yang laju produksinya (sudah) rendah atau bahkan sudah tidak mampu mengalirkan minyak ke permukaan dapat ditingkatkan/ dihidupkan kembali dengan menggunakan pompa atau gas (gas lift). Pemakaian pompa dan gas lift pada suatu lapangan perlu memperhatikan :- Karakteristik fluida yang akan diproduksi- Kemiringan sumur- Rata produksi yang diinginkan- Kekompakan formasi- Dan lain-lainKhususnya yang akan dibicarakan di bawah ini adalah cara produksi dengan gas lift.Gas lift merupakan salah satu metode pengangkatan buatan di samping metode pemompaan, setelah cara sembur alam tidak dapat dilakukan.Gas lift didefinisikan sebagai suatu proses/ metode pengangkatan fluida dari lubang sumur dengan cara menambahkan gas/ menginjeksikan gas yang relative bertekanan tinggi ke dalam kolom fluida.Pada gas lift ini diperlukan tekanan injeksi yang tinggi, sehingga diperlukan juga kompresor yang mempunyai horse power yang tinggi pula, oleh karenanya dibuat agar horse power kompresor kecil tetapi tekanannya tinggi, yaitu dengan menggunakan valve.Syarat-syarat suatu sumur dapat di gas lift :1. Tersedianya gas yang memadai untuk injeksi, baik dari reservoir itu sendiri maupun dari tempat lain.2. Fluid level masih tinggiPada proses gas lift, pengangkatan fluida didasarkan pada salah satu cara sebagai berikut :1. Pengurangan gradient fluida2. Pengembangan dari pada gas yang diinjeksikan3. Pendorongan fluida oleh gasProses dari pada gas lift dapat diterangkan dari sebagai berikut :Cairan yang ada pada annulus ditekan oleh gas injeksi, akibatnya permukaan cairan sekarang berada di bawah valve, pada saat ini valve yang pertama membuka sehingga gas akan masuk pada tubing, sehingga density minyak turun akibatnya gradient tekanan kecil dan minyak dapat diangkat ke atas.

Gambar 1Skema Gas Lift

Ditinjau dari cara penginjeksian gas, gas lift dapat dibagi dalam :- Continuous gas lift- Intermittent gas lift

1. Continuous gas liftPada continuous gas lift, gas diinjeksikan secara terus menerus ke dalam annulus dan melalui valve yang dipasangkan pada tubing, gas masuk ke dalam tubing.Secara relatif, yaitu dibandingkan dengan kedalaman sumur continuous gas lift digunakan apabila tekanan dasar sumur dan productivity index sumur tinggi.

2. Intermittent gas liftPada intermittent gas lift, gas diinjeksikan secara terputus-putus pada selang waktu tertentu dengan dan gas diinjeksikan selama waktu tertentu dengan rate yang besar dengan demikian injeksi gas merupakan suatu siklus injeksi dan diatur sesuai dengan rate fluida dari formasi ke lubang sumur.Pengaturan frekuensi injeksi diatur di permukaan dengan menggunakan choke, pressure regulator, time cycle controlle atau spread dari valve yang didefinisikan sebagai perbedaan antara tekanan casing untuk membuka dan menutup valve. Choke di permukaan dapat diatur baik berdasarkan terjadinya kenaikan tekanan casing maupun tekanan tubing.Secara relatif terhadap kedalaman sumur, intermittent digunakan apabila productivity index besar dan tekanan static dasar sumur kecil atau productivity index kecil dan tekanan static dasar sumur besar.

Siklus intermittentDalam metode intermittent, sebelum gas diinjeksikan, minyak dibiarkan dulu membentuk kolom (slug) di atas valve (gas lift) di dalam tubing. Karena gas diinjeksikan dan tekanan naik di dalam annulus maka valve membuka pada tekanan bukanya yang diikuti oleh aliran gas di dalam tubing. Gas ini akan mengalir kembali ke bawah. Pada waktu slug tadi mencapai permukaan, slug berikutnya telah terbentuk karena aliran dari formasi. Gas diinjeksikan, valve terbuka sehingga gas akan mendorong slug dan demikian seterusnya slug demi slug diangkat ke permukaan.

Beberapa kelebihan gas lift dibandingkan dengan metode pengangkatan buatan lain, yaitu :1. Biaya peralatan awal biasanya lebih tinggi karena harus pakai kompresor2. Pasir yang ikut terproduksi tidak merusak kebanyakan instalasi gas lift. Sifat pasir abrasive.3. Gas lift tidak tergantung/ dipengaruhi oleh design sumur. Mau vertical atau directional well bisa dipakai.4. Umur peralatan lebih lama.5. Biaya operasi biasanya lebih kecil.6. Ideal untuk sumur-sumur dengan GOR tinggi.

Meskipun demikian metode gas lift mempunyai batasan-batasan berikut :1. Gas harus tersedia.2. Sentralisasi kompresor sulit untuk sumur-sumur dengan jarak terlalu jauh.3. Gas yang tersedia sangat korosif, kecuali diolah sebelum digunakan.

Maksud dari pada intermittent dan continuous gas lift adalah identik untuk menghasilkan tekanan aliran dasar sumur (FBHP) agar dapat berproduksi pada rate yang diinginkan.Secara keseluruhan proses gas lift dapat dibagi dalam 2 (dua) tahap :1. Tahap Un loadingYaitu : proses pengosongan sumur dari fluida workover (fluida yang digunakan untuk mematikan sumur)2. Tahap pengangkatan fluidaPada tahap unloading, valve yang bekerja lebih dari satu valve yaitu valve-valve diatas operating valve, sedang pada proses pengangkatan valve yang bekerja hanya satu valve yaitu operating valve yang merupakan valve terbawah.

1-2. INSTALASI GAS LIFTYang dimaksud dengan instalasi disini adalah peralatan di dalam sumur atau cara penyempurnaan (completion) sumur pada waktu sumur dibuat. Sebaiknya pada awal pemasangan tubing perlu direncanakan metode produksi apa yang akan diterapkan suatu waktu nanti.Untuk penerapan gas lift yang penting diketahui adalah instalasi dan kondisi sumur yang bersangkutan. Intermittent atau continuous gas lift yang akan bisa diterapkan pada sumur itu.Macam-macam instalasi gas lift :1. Open installation2. Semi closed Installation3. Closed Installation4. Chamber Installation5. Macaroni Installation 6. Dual Installation

Ad.1. Open installationPada type ini tubing string digantung di dalam sumur tanpa packer, gas diinjeksikan ke dalam ruang annulus dan cairan didesak keluar melalui tubing.Pada umumnya type ini hanya digunakan pada continuous gas lift walaupun untuk intermittent pun dapat digunakan. Untuk kondisi ini sebaiknya packer dipasang bila memungkinkan untuk mengurangi pengaruh tekanan injeksi terhadap formasi.

Ad.2. Semi closed InstallationDisini packer ditambahkan untuk menyekat tubing dengan casing. Digunakan untuk baik continuous maupun intermittent gas lift dan adanya packer dimaksudkan untuk menjaga fluida dari dasar lubang tidak masuk di dalam ruang annulus.Jadi disini pengaruh terhadap injeksi terhadap formasi dicegah oleh packer.

Ad.3. Closed InstallationDisamping packer juga dipakai standing valve yang dipasang di bagian bawah dari tubing di bawah valve paling bawah. Standing valve dimaksudkan untuk menjaga tekanan gas ketika gas diinjeksikan masuk ke dalam tubing melalui valve-valve.Digunakan pada intermittent apabila :- SBHP rendah dan PI tinggi, atau- SBHP rendah dan PI rendahUntuk installation tertutup pada intermittent gas lift karena pembentukan slug tidak dipengaruhi oleh tekanan injeksi. Disini tekanan injeksi sama sekali tidak beraksi kepada formasi karena dihalangi oleh adanya stading valve.

Ad.4. Chamber InstallationInstalasi gas lift ini mirip dengan yang tertutup. Bedanya adalah pemakaian ruang akumulasi (chamber) minyak disini. Pemakaian chamber adalah untuk memperkecil tekanan kolom minyak (hydrostatichead) dalam tubing dan memperbesar rate produksi.Jika pasir terproduksi bersama minyak, maka chamber khusus harus digunakan. Type instalasi ini baik untuk sumur yang mempunyai kondisi SBHP rendah dan PI tinggi.Ada 2 (dua) macam type chamber yang penting :a. Two Packer Installation

b. Insert Chamber InstallationDi samping type diatas terdapat pula type chamber untuk maksud-maksud tertentu seperti :

c. Special Chamber InstallationDigunakan untuk menangani adanya pasir yang terbawa fluida.

d. Special Deep Chamber Lift InstallationDigunakan untuk sumur-sumur dalam > 10.000 ft

Ad.5. Macaroni Installation Macaroni disini dimaksudkan adalah string (tubing) terkecil yang dipasang untuk mengangkat fluida ukuran tubing terkecil bisaanya 1 11/2 dan tubing yang berfungsi sebagai casing kedua bisaanya berukuran 2 3/8 2 7/8 inchi. Tipe ini digunakan apabila fluida sumur sangat korosive sehingga memudahkan penggantian tubing yang berfungsi sebagai casing sehingga tidak merusak casing utama.

Macam-macam instalasi macaroni yaitu :a. Macaroni Concentric Dual Completion Digunakan apabila terdapat dua zone produktif dimana pengangkatan fluida zone bagian bawah secara gas lift dan zone atas tetap sembur alami (flowing).

b. Macaroni Parallel String Completion

c. Macaroni Multiple String Small Diameter CompletionDigunakan apabila terdapat lebih dari 2 zone produktif

Ad.6. Dual C Installationa. Dual Installation With Parallel TubingDapat digunakan untuk :- kedua-duanya continuous- kedua-duanya intermittent- salah satu, intermittent/ continuous -

b. Dual Installation With Concentric StringDual installation adalah instalasi dimana dua formasi produktif diproduksikan melalui dua tubing yang terpisah dalam satu sumur.Kedua formasi itu dipisahkan dengan packer. Pada prinsipnya aplikasi gas lift untuk dual sama dengan yang single string.

1-3. MEKANIKA VALVESecara umum valve harus memenuhi keadaan sebagai berikut :1. Untuk aliran continue suatu valve harus mampu mengalirkan gas ke dalam tubing dan mempertahankan tekanan konstan di dalam tubing.Continuous flow valve bisa terbuka oleh :a. Tekanan casing (build up)b. Tekanan tubing (build up) c. Kombinasi dari kenaikan tekanan di casing dan tubing

2. Untuk intermittent flow, valve harus mampu terbuka (selebar ukuran port) selebar mungkin segera setelah mulai terbuka (tringgered too open). Harus tetap terbuka lebar sampai waktu penutupan.Ukurann port sekitar - 1 inchi, yang tergantung dari ukuran tubingnya.Intermittent valve bisa terbuka dengan beberapa cara :a. hanya dengan kenaikan tekanan di casingb. hanya oleh beban fluida di dalam tubingc. oleh kombinasi kenaikan tekanan di casing dan tubing

Di dalam banyak hal, kenaikan tekanan buka valve akibat temperatur dalam sumur diimbangi oleh berat kolom gas di casing dan tekanan kolom fluida di dalam tubing. Dengan demikian mengapa valve dirancang (set-up) pada kondisi permukaan akan bekerja baik pada kondisi dalam sumur. Namun demikian sedikit banyak kenaikan temperatur akan mempengaruhi tekanan buka valve.Di dalam menganalisa gaya-gaya yang bekerja dalam sistem valve, baiklah kita perhatikan untuk bellow valve.- Intermittent Bellow ValvePerhatikan gambar 6a-1- Gaya agar valve tertutup adalah :Fo = Pd . Ab (1-1) - Gaya untuk membuka valve adalah :Fo = Pc . (Ab Ap) + Pt . Ap(1-2)

Dalam keadaan seimbang :Pd . Ab = Pc . (Ab Ap) + Pt . Ap(1-3)Dimana :Pd= tekanan di dome, psiaAb= luas permukaan bellow, sq - inPc= tekanan untuk membuka valve, psiaAp= luas penampang port (tubing entry port), in2Pt= tekanan dalam tubing, psiaDari pers (1-3) bisa diperoleh :

Pc =(1-5)Jika : = R, diketahui untuk suatu valve tertentuMaka :Pc =(1-5)Tepat pada saat valve akan membuka

Contoh :Data diketahui sebagai berikut :Pd= 700 psigPa= 14,7 psiaPt= 0 psigAp= 0,1 in2R = 0,1 / 1 = 0,1Ab= 1 in2Dari pers (1-3) bisa diperoleh :

Apabila : Pt = 0 psig, maka :Tekanan buka valve adalah :Pc == 791,7 psia= 777 psigDengan demikian valve terbuka sehingga gas dapat masuk ke tubing akibatnya Pc akan/ makin lama turun hingga menyamai tekanan dari pada dome sehingga valve kembali tertutup.Dengan demikian harga maksimum spread valve adalah :777 700 = 77 psigJika sekarang Pt = 400 psig, maka tekanan buka valve adalahPc == 747,7 psia= 733 psig

Jadi dengan adanya atau makin besar tekanan di dalam tubing tekanan buka valve akan berkurang.Sehingga maximum spread adalah 733 700 = 33 psigJadi kesimpulannya bahwa : Spread dari pada valve akan turun dengan naiknya tekanan tubing.Dalam intermittent, valve harus membuka penuh ketika tekanan buka tercapai. Gas akan mengangkat slug diatas valve tersebut. Karena alasan ini adalah penting untuk mempunyai port yang besar agar gas secara cepat ditransfer dari casing ke dalam tubing. Harga minimum ukuran port yang dianjurkan adalah in.

- Continuous Bellow ValveValve untuk continuous gas lift mirip dengan yang intermittent. Bedanya yaitu terdapat choke pada valve (lihat Gb. 6a-2). Guna choke ini adalah agar tekanan pada stem dan seat tidak besar karena adanya kehilangan tekanan setelah melewati choke tersebut. Jadi valve macam ini sesuai untuk aliran continuenya, jika valve yang mempunyai port kecil digunakan, maka jarak antara valve (spaci) diperkecil. Hal ini karena volume gas yang mengalir melalui port tidak besar dalam proses unloading.Gaya yang bekerja pada valve ini adalahGaya menutup = Pd . AbGaya membuka = Pc (Ab Ap) + Pt . ApNamun demikian ketika valve terbuka, gaya yang cenderung untuk menutupnya berbeda dengan yang bekerja pada intermittent valve : pada continuous valve tidak harus turun sampai gaya di dome.

- Balance Pressure ValveTujuan permakaian valve ini adalah agar dapat menggunakan port dengan ukuran besar tetapi valve spread tidak besar.Untuk valve ini, R = R =

Gaya-gaya pembukaan, Fopen1. Gaya yang bekerja pada bellowPc (Ab + As) 2. Gaya yang bekerja pada stemPt (As Ap) 3. Gaya yang bekerja pada portPc (Ap) Gaya-gaya penutupan, FclosedPd. AbSehingga keseimbangan gaya, Fopen = FclosedPc (Ab As) + Pt (As Ap) + Pc. Ap = Pd.AbPc = Pc =

Gambar 16Balance Pressure Valve

- Pilot Operated ValveApabila tekanan casing bekerja pada pilot bellow, maka pilot port akan terbuka dan gas akan masuk ke ruangan di atas piston pada power section. Gas ini akan mendorong piston pada power section tersebut dan akan membuka main port dan gas akan masuk ke dalam tubing

- Gas Charged Bellow Type- pembukaan dan penutupan valve diatur oleh tekanan dari tubing.- Tekanan casing hanya bekerja pada port saja pada waktu valve tertutup.- Apabila valve terbuka karena adanya restri pada entry akan mengurangi tekanan yang bekerja pada main port, sehingga yang bekerja pada main port hanya tekanan tubing.

Keseimbangan gaya pada saat sebelum terbuka.Pt - (Ab Ap) + Pc.Ap = Pd.AbSehingga :Pt = Pt =

- Balanced Tubing Pressure Operated ValveKeseimbangan gaya saat/ sebelum valve terbuka :- Gaya pembukaanPada bellow : Pt (Ab As)Pada port : Pt . ApPada stem : Pc (As Ap)- Gaya penutupanPd . AbPt (Ab As) + Pt.Ap + Pc (As Ap) = Pd.Ab

Pc Ab Pt (As Ap) = Pd Ab Pc (As Ap)

R =

Sehingga Pt =

1-4. JENIS-JENIS VALVE GAS LIFTPada prinsipnya fungsi semua valve adalah sama, yaitu :1. Untuk mengosongkan sumur dari fluida workover atau kill fluid supaya injeksi gas dapat mencapai titik optimum di dalam tubing.2. Mengatur aliran injeksi gas ke dalam tubing baik proses unloading maupun proses pengangkatan fluida.Secara umum valve gas lift dibagi berdasarkan :1. Pada penggunaannya2. Pada elemen yang mengatur kerja valve

ad.1. Berdasarkan penggunaannya valve gas lift dibagi menjadi a. Continuous flow- Fixed orifice- Variable orificeb. Intermittent flow- Yang diatur oleh tekanan tubing maximum- Yang diatur oleh tekanan tubing minimumad.2. Berdasarkan elemen yang mengatur kerja valve, maka valve gas lift dibagi menjadi :a. Gas charged bellow chamberb. Gas charged piston chamberc. Gas Charged Rubber/ Flexible sleeve chamberd. Spring loaded differential Valvee. Spring pilot loadedf. Kombinasi spring dan gas charged bellowg. Liquid charged diaphragma

Jadi elemen utama dari pada valve adalah bellow, spring, piston, kombinasi bellow dan spring, rubber/ Flexible sleeve dan diaphragma.Berdasarkan gaya-gaya yang bekerja menutup dan membuka valve untuk mengontrol aliran gas, maka jenis valve dikelompokkan dalam dua bagian, yaitu :1. Unbalanced Valve, terdiri dari :a. Pressure operated unbalanced valveb. Fluid operated unbalanced valve2. Balanced valve, terdiri dari :a. Pressure operated balanced valveb. Fluid operated balanced valve

Pressure Charged ValveAtau dikenal juga sebagai bellow valve. Bellow valve mempunyai bellow berisi gas (nitrogen) dengan tekanan tertentu. Jenis valve ini paling disukai dewasa ini. Sebagian valve ini dikombinasikan pula dengan spring untuk membantu kerja bellow. Valve ini mudah dikontrol dan tahan lama serta dapat digunakan untuk intermittent dan continuous gas lift.

Spring-loaded differential ValveValve jenis ini mempunyai spring. Spring ini mempunyai tekanan tertentu untuk menutup aliran gas. Dalam keadaan normal (di udara terbuka) valve akan terbuka. Di pabrik valve jenis ini sudah diset dengan tekanan spring antara 100 150 psi yang mana berarti bila selisih tekanan annulus tubing melebihi harga ini valve akan tertutup. Valve jenis ini hanya digunakan untuk continuous gaslift.

Flexible Sleeve ValveYang mengontrol aliran gas masuk ke dalam tubing adalah karat yang mudah melentur (flexible). Perhatikan Gb.5. Valve ini mempunyai dome (ruang) berisi gas alam kering dengan tekanan tertentu. Tekanan buka velve sama dengan tekanan tutupnya dan juga sama dengan tekanan gas dalam dome.Valve ini dapat digunakan untuk aliran intermittent maupun continous dengan injeksi gas diatur / dikontrol dipermukaan.Pada prinsipnya perbedaan antara unbalanced dan balance valve terletak pada perbedaan tekanan membuka dan menutup valve. Unbalanced valve mempunyai perbedaan tekanan untuk membuka dan menutup valve. Perbedaan tekanan ini disebut Spread, sedangkan pada balanced valve, tekanan membuka sama dengan tekanan untuk menutup valve tersebut. Jadi pada balanced, spreadnya sama dengan nol.

1 5 PERENCANAAN GAS LIFTTerdiri dari perencanaan terhadap :1. Jumlah gas yang tersedia2. Spasi / jarak valve.3. Jenis valve yang digunakan.4. Tekanan pambukaan dan penutupan valve.5. Kompresor.Hal-hal yang harus ditentukan terlebih dahulu sebelum melakukan perencanaan gas lift adalah menentukan caa gas lift mana yang akan dilakukan, continous atau intermittent gas lift. Untuk itu perlu ditinjau :1. Produktivitas sumur (PI)2. Tekanan statis dasar sumur (SBHP)Batasan-batasan secara relative yang sering digunakan untuk :PI besar adalah apabila PI > 0,5PI kecil adalah apabila PI < 0,5SBHP besar apabila SBHP akivalen 70% ketinggian kolom fluidaSBHP kecil apabila ekivalen 40% ketinggian kolom fluida.

Valve yang dipasang pada tubing, antara satu dengan yang lainnya mempunyai jarak tertentu dan letak dari pada valve dipengaruhi oleh :1. Tekanan gas yang tersedia untuk proses unloading2. Gradient fluida dalam sumur pada saat unloading3. Inflow performance sumur pada saat unloading4. Fluida level dalam casing5. Tekanan dasar sumur dan karakteristik produksi sumur

1-5. 1. PERENCANAAN CONTINOUS GAS LIFTUntuk memberi gambaran tentang perencanaan continous gas lift perhatikan grafik berikut ini.

Grafik diatas adalah curva penurunan tekanan selama aliran dasar sumur (pwf) sampai ke permukaan (pt). apabila dapat diperkirakan gradient tekanan aliran rata-rata dibawah dan diatas titik injeksi, maka P wf dapat dihitung, dengan :P wf = P t + G fa L + G fb (D-L)

Dimana :P t= tekanan pada well-headL= kedalamam titik injeksiD= kedalaman sumur, DepthG fa= gradient tekanan aliran rata-rata diatas titik injeksi.G fb= gradient tekanan aliran rata-rata dibawah titik injeksi.

Dengan demikian tujuan dari pada perencanaan gas lift ini adalah menentukan P wf yang diperlukan supaya sumur dapat berproduksi dengan rate produksi yang diinginkan yaitu dengan cara menginjeksikan gas pada suatu kedalaman tertentu ke dalam tubing, sehingga P wf pada dicapai.Faktor-faktor yang digunakan sebagai pertimbangan di dalam perencanaan continous gas lift :1. Keperluan valve-valve continous flow.2. Tekanan separator dan tekanan aliran well-head.3. Tekanan dan volume injeksi gas.4. Gradient unloading dan spasi valve.5. Lokasi valve teratas6. Ukuran tubing dan rate produksi.7. Setting dan tekanan valve.8. Type instalasi yang digunakan.Secara garis besar prosedur perencanaan continous gas lift dapat dibagi menjadi 3 bagian :1. Penentuan titik injeksi2. Penentuan spasi valve3. Pemilihan valve dan pengaturan tekanan operasi valve sebelumvalve dipasang.Data-data yang perlu untuk perencanaan antara lain :1. Kedalaman sumur2. Uuran casing dan tubing3. Kondisi produksi seperti sand problem, paraffin4. Ukuran dan panjang flow line dipermukaan.5. Back pressure dari separator6. Tekanan aliran di tubing (P t) yang diperlukan7. Rate produksi yang diperlukan8. Water cut9. Specific gravity gas injeksi10. Volume dari tekanan gas injeksi yang tersisa11. Productivity Index12. Temperatur dasar sumur13. Temperatur aliran dipermukaan14. OAPI minyak15. Specific gravity air16. SBHP (staic bottom hole pressure)17. Spacific gravity dan jumlah das yang terlarut pada berbagai tekanan. 18. BO pada berbagai tekanan19. Viskositas minyak, tegangan permukaan dan sebagainya.

1-5. 2. LANGKAH-LANGKAH PENENTUAN TITIK INJEKSI1. Plot kedalaman pada ordinat dengan titik nol diatas.2. Plot tekanan pada absis dan makin kekanan makin besar.3. Plot SBHP pada total kedalaman sumur4. Dari harga PI hitung tekanan drwawdown, sesuai dengan rate produksi yang diinginkan.5. Tentuan P wf = P s drawdown, plot P wf ini sesuai dengan kedalaman sumur.6. Dari P s buat grafik gradient tekanan statis sampai memotong sumbu ordinat, titik perpotongan ini merupakan static fluid level sumur. Apabila sumur tidak berisi fluida workover, titik ini dapat digunakan sebagai titik letak valve yang pertama.7. Dari P wf buat kurva penurunan tekanan di bawah titik injeksi, kurva ini dapat dibuat berdasarkan :- Methoda penentuan pressure drop aliran.- Grafik pressure traverse curve, missal. Gilbert.Cara lain yang sering kali digunakan adalah dengan menganggap bahwa gradient tekanan dibawah titik injeksi dapat didekati dengan gradient campuran air dan minyak. Apabila cara terakhir ini dilakukan maka pembuatan garis gradient aliran dibawah titik injeksi dibuat dengan cara menarik garis sejajar, dimulai dari P wf, dengan garis statis yang diplot pada langkah 6.8. Plot tekanan kick-off dipermukaan setelah dikurangi 50 psi dan tekanan operasi permukaan (Pso) pada sumbu tekanan. Pso bisaanya diambil 100 psia lebih kecil dari pada tekanan yang tersedia.9. Dari Pko 50 dan Pso 100 buat garis gradient tekanan gas dengan memperhitungkan berat kolom gas (dengan menggunakan grafik). Perpanjang grafik tersebut sampai memotong garis gradient aliran yang diperoleh dari langkah 7.10. Titik perpotongan ini merupakan titik keseimbangan antara tekanan gas dalam annulus dengan tekanan dalam tubing. Untuk instalasi gas lift terbuka, titik ini merupakan tinggi kolom fluida dalam sumur saat operasi.11. Tekanan pada titik dari langkah 10 dikurangi 100 psi, kemudian perpanjang garis gradient aliran dimulai dari titik akhir tersebut dengan panjang yang ekivalen dengan 100 psi. titik yang terakhir ini merupakan titik injeksi gas.Pengurangan 100 psi tersebut diperlukan untuk memastikan bahwa :- gas dapat masuk ke dalam tubing- proses unloading dapat dilaksanakan sampai titik injeksi.12. Plot P wh diabsis dipermukaan.13. Hubungkan P wh dipermukaan dengan titik injeksi dengan menggunakan pressure treverse curve (dapat dipilih dari salah satu grafik Gilbert), grafik tersebut menunjukkan GLR total yang diperlukan untuk memproduksi sumur.Dengan demikian gas yang diperlukan untuk injeksi dapat ditentukan dari :GLR total GLR formasiApabila pressure treverse curve tidak tersedia maka antara injeksi dan P wh dapat ditarik garis lurus. Hal ini dilakukan hanya untuk perhitungan spasi valve, sedangkan untuk perencanaan jumlah gas yang diinjeksikan harus digunakan pressure treverse curve.

CONTOH 1 1Kedalaman sumur: 8000 ftRate produksi yang diinginkan: 700 BPDUkuran tubing: 2-inWater cut: 95 %OAPI minyak: 40O APISG gas: 0,65Tekanan separator: 60 psigTekanan aliran dikepala sumur: 100 psigTHP: 100 psigSBHP: 2900 psigProduktivity Index: 7Tekanan kick-off (Pho): 950 psigTekanan operas dipermukaan: 900 psigTemperatur dipermukaan: 150 OFTemperatur dasar sumur: 210 OF

Prosedur Pengerjaan1. Plot skala kedalaman (0 8000 ft) pada sumbu vertical2. Plot skala tekanan pada sumbu horizontal3. Tentukan BHP static ( = 2900 psig pada kedalaman 8000 ft)4. Hitung drawdown :PI = Drawdown= = 100 psig

5. Tentukan titik P wf pada kedalaman 8000 ftP wf = P s Drawdown = 2900 100 = 2800 psig6. Dari titik P ws buat garis gradient statik hingga memotong sumbu kedalaman.- Gunakan grafik gradient for salt water oil mixWater cut = 95 %minyak 40 OAPISG oil = = 0,83SG air formasi= 1,07 (harga pada umumnya) campuran= (0,95 x 1,70 + 0,05 x 0,83 ) 62,4= 66,02Jadi gradient statistik = = 0,46 psi/ftPerhitungan diatas juga dapat kita pakai untuk mencari gradient tekanan statik.Jika kita menggunakan grafik langsung untuk harga 95% air dan 40 OAPI minyak diperoleh gradient nya kira-kira juga 0,46 psi/ft.- Misal diambil pada kedalaman 6000 ft, berarti untuk panjang kolom cairan 2000 ft tekanan statik ny adalah := 2000 x 0,46 = 920 psiPada kedalaman 6000 ft mempunyai tekanan static sebesar = 2900 (2000 x 0,46) = 1980 psig- Plot titik ini (1980 psi) pada kedalaman 6000 ft, kemudian dari SBHP tarik melalui titik ini hingga sumbu ordinat.7. Dari titik P wf ( = 2800 psig) tarik / buat garis gradient aliran dengan mempergunakan grafik gradient aliran (sesuai dengan data ukuran tubing, GLR dan laju produksi yang diinginkan) atau buat garis melalui titik P wf dan sejajar dengan garis gradient tekanan statik.8. Plot titik tekanan (P ko 50) dan data tekanan surface operating kurang 100 psig. Dalam hal ini :* Pko 50 = 950 50 = 900 psig* Tekanan operasi dipermukaan 100 = 900 100 = 800 psigkedua titik ini diplot pada kedalaman nol.9. Buat garis gradient tekanan (kebawah) dari titik Pko 50 dan Pso dengan memperhitungkan berat kolom gas. Untuk ini digunakan grafik A-2.SG gas= 0,65)didapat gradient gas = 21,2 psi per 1000 ftPko 50 = 900)

SG gas= 0,65)didapat gradient gas = 19 psi/1000ftPso= 800)- Ambil untuk kedalaman 2000 ft untuk Pko = 900 psig maka tekanan pada 2000 ft = 900 + 2 x 21,2 = 942,4 psi- Plot 942,4 psi pada kedalaman 2000 ft- Untuk Pso =800 psi, missal kota ambil untuk kedalaman 3000 ft maka tekanannya = 8000 + 3 x 19 = 857 psi- Plot 857 psi pada kedalaman 3000 ft.10. Potongkan garis-garis yang dibuat pada langkah 7 dan 9 diatas. Perpotongan garis operating casing pressure dan garis tekanan aliran (dalam langkah 7) merupakan titik keseimbangan (antara tekanan dalam casing dengan dalam tubing).11. Tekanan pada titik keseimbangan dikurangi 100 psig (= 875 100 = 775 psi). Garis 775 psi ini akan berpotongan dengan garis gradient tekanan aliran dan perpotongan ini disebut Point of Injection (titik injeksi gas). Didapatkan bahwa titik injeksi terletak pada kedalaman 3620 feets.

1-5.3. PENENTUAN LETAK VALVEPerencanaan letak gas lift valve tergantung pada faktor-faktor berikut :1. Jenis valve yang digunakan.Apabila balanced valve yang digunakan maka tekanan pada valve adalah harus Pso (15 s/d 25 psi per valve)Apabila unbalanced valve yang digunakan maka tekanan pada valve sebaiknya Pso 10 psi per valve.2. Apakah fluida yang akan diproduksikan akan dialirkan ketempat bertekanan atmosdfir atau tidak. Bisaanya ini hanya untuk proses unloading saja. Jika proses unloading dilakukan ke tangki pengumpul dengan tekanan sama dengan tekanan atmosfer dan berlangsung sampai injeksi gas mencapai dasar maka letak masing-masing valve bisa diperdalam.3. Statik fluid level dan apakah sumur berisi fluida workover Jika static fluid level lebih rendah dari (P c P t) / Gs, maka valve pertama bisa dipasang pada kedalaman static fluid level.4. Apakah gas yang tersedia tidak terbatas untuk proses unloading yang akan dilakukan. Ini akan mempengaruhi spacing (letak dan jarak antara valve), yaitu dalam menentukan gradient unloading minimum didalam tubing.Sebagaimana telah dikemukakan bahwa penentuan letak dan jarak antar valve dapat dilakukan dengan methode grafis dan methode analitis.Kedua methode tersebut akan kita bicarakan dan untuk mempersingkat uraian maka prosedur kerja akan dibicarakan sekaligus diberikan dengan menggunakan contoh.Didalam perencanaan penentuan letak velve, perlulah kita menentukan lebih dahulu jumlah gas yang perlu untuk pelaksanaan gaslift ini. Kita perhatikan lagi soal lalu. Titik injeksi ada pada kedalaman 3620 ft dengan tekanan 775 psi, dari data ini dan dengan menggunakan grafik gradient tekanan untuk aliran vertical, dalam hal ini grafik C 198, akan disa diperoleh Gas Liquid Ratio (GLR) hasil pengangkatan buatan ini, sekaligus garis gradient aliran diatas titik injeksi juga bisa dibuat.Prosedur : (dalam soal ini anggap GLR mula = 50 cuft/bbl)

1-5.4. PENENTUAN SPACING VALVE PADA CONTINOUS GAS LIFTDalam penentuan spacing valve dapat dilakukan dengan dua cara yaitu :1. Secara grafis2. Secara analitisFaktor-faktor yang mempengaruhi spacing continous gas lift valves :1. Type dari pada valve gas lift yang digunakana. Balanced valveb. Unbalanced valve2. Apakah pada proses unloading fluidadialirkan ke pit atau ke block station, apabila fluida dialirkan ke pit, maka THP = 03. Gradient fluida yang digunakan untuk mematikan sumur4. Statik fluida level dari pada fluida dalam sumur.

MACAM-MACAM PENENTUAN SPACING BALANCED VALVES1. SECARA GRAFISa. Gambarkan garis gradient fluida dalam sumur, mulai dari THP = 0 atau pada THP tertentu.b. Perpanjangan garis tersebut sampai memotong garis gradient gas yaitu Pko 50, titik potong ini merupakan letak dari valve pertama.c. Buat garis horizontal kiri, dari titil valve pertama sampai memotong garis gradient aliran diatas titik injeksi.d. Dari titik potong pada langkah-langkah dibuat garis sejajar dengan garis pada langkah 2 sampai memotong (Pko 50) 25 titik ini adalah tempat valve kedua.e. Kurangi tekanan valve kedua dengan 25 psi, kemudian buat gasir ke bawah sejajar dengan gariske bawah sejajar dengan garis gradient gas (Pko 50).f. Dari titik valve kedua, buat garis horizontal ke kiri sampai memotong garis gradient aliran diatas titik injeksi.g. Dari titik potong langkah 6 buat garis sejajar dengan garis langkar b sampai memotong garis dari langkah e, titik potong ini merupakan letak valve ke tiga.h. Ulangi langkah e, f, g sampai tercapai titik injeksi.i. Tambahkan satu atau dua valve di bawah titik injeksi untuk keperluan yang akan daang apabila produktivitas sumur telah menurun.

CONTOHMerupakan kelanjutan contoh penentuan titik injeksi, bila gradient fluida workover = 0,5 psi/ft, proses unloading fluida dialirkan ke pit THP = 0

JAWABMisal pada 1000 ft, tekanan fluida = 1000 x 0,5 = 500 psi

Dengan menarik garis horizontal kekiri dari spacing valve telah didapatkan akan kedalaman dari tiap-tiap valve.

2. SECARA ANALITIS- Cara ini dilakukan apabila data sumur (PI, Pt dan sebagainya) tidak tersedia.- Data yang diperlukan antara lain.1. Pko2. Pwh / THP3. Gradient unloading (dicari dengan menggunakan grafik)4. Gradient static fluida yang mematikan sumur.- Persamaan-persamaan yang digunakan :1. Dv1= dimana : Dv1= kedalaman valve pertama, ftPko= tekanan kick-off yang tersedia, psigG S= gradient fluida statis dalam sumur psi/ftTHP= tubing head pressureDiambil = 0, untuk press unloading dimana fluida dialirkan ke pit atau suatu harga tertentu apabila dialirkan ke block station.2.Dv2 = Dv1 + dimana :Pso 1= surface operating pressure valve pertama atau Pso yang trsediaTHP= tidak sama dengan nol lagiGu= gradient unloading yang dicari dari grafik.

3. Dv3 = Dv2 + 4. Dv4 = Dv3 + 5. Dv5 = Dv4 + dan seterusnyadimana: Pso 2= Pso 25)Pso 3= Pso 50)untuk balanced velvePso 4= Pso 75 dst)

CONTOHKedalaman sumur: 2000 ftRate yang diinginkan: 700 BPDWater cut: 95 %Ukuran tubing: 2-inPwh: 100 psigGs: 0,5 psi/ftPko: 950 psigPso: 900 psigPreses unloading ke pitTentukan spacing valve untuk balanced valve ?PenyelesaianDv1= = 1800 ftDari grafik untuk q = 700 BPD, Qt = 2 in didapatkan Gu = 0,16 psi/ftDv2= 1800 + = 2824 ftDv3= 2824 + = 3470 ftDv4= 3470 + = 3860 ftdan seterusnya

LANGKAH-LANGKAH PENENTUAN SPASI UNBALANCED VALVE1. SECARA GRAFISa. Kurangi Pso dengan 100 psig dan buat garis gradient gas sesuai dengan berat kolom gas, garis ini disebut Pc design.b. Tambah THP dengan 200 psig (pada kedalaman nol) kemudian hubungkan titik ini dengan titik injeksi, garis ini disebut Pt design.c. Buat garis gradient fluida yang mematikan sumur mulai dari THP = 0 atau THP = tertentu.d. Perpanjang garis tersebut sampai memotong garis Pko 50 titik ini adalah titik valve pertama.e. Buat garis horizontal ke kiri sampai memotong Pt design.f. Dari perpotongan langkah e, buat garis sejajar dengan garis dari langkah c sampai memotong Pc design, titik valve kedua.g. Ulangi langkah-langkah tersebut antara Pt design dengan Pc design, sampai titik injeksi tercapai.2. SECARA ANALITISPersamaan yang digunakan sama seperti balanced valve hanya untuk Dv2, Dv3 dan seterusnya adalah konstan dan jika perbedaan kedalaman antara 2 valve berurutan =300 ft maka perhitungan dihentikan.Apabila selisih kedalamannya < 300 ft, maka valve diletakkan pada 100 ft dibawah tempat yang seharusnya dan perhitungan dihentikan.

Soal Soal 1. Kedalaman sumur: 6000 ftProduksi yang diinginkan: 400 BPDDiameter tubing: 2 7/8-in (2 - in ID)PI: 1SBHP: 2500 psiDengan menggunakan continous balanced gas lift valve rencanakan titik injeksi gas spacing valve.

2. Kedalaman sumur: 8500 ftPws: 2600 psigPI: 1,5Pt: 150 psigRate yang diinginkan: 6000 BPD (90% air formasi)Diameter tubing nominal: 2-inCarilah titik injeksi untuk Pso = 400, 800, 1200 dan 1500 psig ?

1-5.5. PENENTUAN SPACING VALVE PADA INTERMITTENT GAS LIFTLangkah-langkah penentuan spacing Balanced Valve1. SECARA GRAFISLangkah-langkah yang harus dilakukan untuk perencanaan :a. Plot tekanan pada absis dan kedalaman pada ordinatb. Plot Pko 50 pada permukaanc. Tentukan gradient gas (dengan grafik) dan buat garis gradient gas dalam sumur mulai dari Pko 50 dan perpanjangan garis tersebut sampai didasar sumur.d. Plot Pso dipermukaan dan buat garis gradient seperti langkah ce. Plot tekanan tubing di permukaan (untuk intermittent gas lift, tekanan ini equivalent dengan tekanan separator)f. Tentukan gradient unloading dengan menggunakan grafik sesuai dengan ukuran tubing dan rate yang diinginkan.g. Plot garis gradient unloading, berdasarkan Gu dari langkah f mulai dari THP ( = 0 / sesuatu harga tertentu) perpanjang garis tersebut sampai dasar sumur.Penentuan spasi valveh. Tentukan kondisi sumur, apakah dimatikan dengan fluida atau tidak.a. Apabila sumur tidak dimatikan, maka static fluid level akan merupakan letak dari pada valve ke.1b. Apabila sumur dimatikan dengan fluida sampai dipermukaan, buat garis gradient fluida yang mematikan sumur mula-mula dari permukaan, sesuai dengan gradient statid (Gs)i. Perpanjang garis tersebut (dari langkah g) sampai memotong garis Pko-50, titik p[otong ini merupakan letak valve ke satu.j. Dari titik potong tersebut ( i ) buat garis horizontal kekiri sampai memotong garis gradient unloading.k. Dari titik potong ( j ) buat garis sejajar dengan garis gradient fluida yang mematikan sumur ( h ) sampai memotong garis Pko 50, titik ini merupakan letak valve ke 2 l. Buat garis (Pko 75), (Pko 100) dan seterusnya dan Pso 25, Pso 50 dan seterusnya, yang masing-masing sejajar dengan (Pko 50) dan Pso.m. Lanjutkan prosedur I, j, dan k antara garis gradient unloading dengan masing-masing garis pada langkah l sampai dasar sumur tercapai.

CONTOHUkuran tubing: 2-in nominalUkuran casing: 5 -in, 17 lb/ftTekanan separator: 50 psigTekanan kick-off: 850 psigTekanan operasi: 800 psigSG gas: 0,6OAPI minyak: 35 OAPITemperatur formasi: 192 OF Temperatur permukaan (aliran): 80 OFKedalaman packer: 7030 ftKedalaman perforasi: 7050 - 7030 ftGradient kill fluid: 0,5 psi/ftProses unloading dialirkan ke pitRate produksi yang diinginkan: 100 BPDRencanakan spasi valve untuk intermittent UnbalancedPenyelesaian1. Plot kedalaman dan tekanan2. Plot Pko 50, 850 50 = 800 psig3. Berat kolom gas untuk :P = 800 psig)gradient gas = 17 psi/1000 ftSG = 0,6) 4. Plot Pso = 8000 psig5. Plot tekanan tubing = 50 psig6. Tentukan gradient unloadingUntuk : q= 0,5 BPD ) 0,04 psi/ftQt= 2-in)7. Buat garis gradient unloading dari THP8. Fluida unloading dialirkan ke pitGradient statis= 0,5 psi/ftBuat garis gradient statis dari titik tekanan 0 sampai memotong garis Pko 50 = psig, dan ini titik letak valve pertama.9. Buat garis horizontal kekiri dari titik valve pertama sampai memotong garis gradient unloading, kemudian dibuat garis sejajar dengan garis gradient ( 8 ) sampai memotong garis Pko 50, ini letak valve ke dua.dan seterusnya ikuti seperti dalam prosedur.

Gambar 27Penentuan valve gas lift secara grafis

Kemudian tabulasikan hasil-hasilnya.

2. SECARA ANALITISDengan menggunakan contoh seperti diatas dapat pada grafis sistem :- Dv1= = 1600 ft- Dv2= Dv1 + = 1600 + = 2972 ft- Dv3= Dv2 + = 1600 + = 4182 ftdan seterusnya.

Langkah-langkah penentuan spasi Unbalanced valveProsedur pengerjaan adalah sebagai berikut :1. Plot pengerjaan dan kedalaman.2. Plot Pko 50 di permukaan3. Tentukan gradient gas melalui mulai dari Pko 50 sampai dasar.4. Plot Pso dipermukaan dan dibuat garis gradient gas seperti pada langkah 35. Tentukan Pc design yaitu Pso 100 dan dibuat garis gradient gas seperti langkah 36. Plot THP di permukaan7. Tentukan gradient unloading dari grafik8. Buat garis gradient unloading dan perpanjang sampai dasar sumur

Perencanaan Spasi Valve9. Apabila sumur dimatikan dengan fluida sampai permukaan maka buat garis gradient fluida tersebut mulai dari THP = 0 (apabila dialirkan ke pit) atau THP tertentu.10. Perpanjang garis tersebut sampai memotong garis Pko 50 titik potong ini adalah letak valve pertama.11. Dari titik potong ini buat garis horizontal kekiri sampai memotong garis gradient unloading.12. Dari titik potong langkah 11, buat garis sejajar dengan garis fluida yang mematikan sumur sampai memotong garis Pc design ( 5 ).13. Lanjutkan prosedur tersebut, antara Pc design dengan garis unloading.14. Buat tabulasi hasilnya dari masing-masing valve.15. Gambarkan gradient temperature kemudian tabulasikan hasilnya dari masing-masing valve. Apabila valve yang digunakan spring loaded hal ini perlu dilakukan.16. Perkirakan tekanan penutupan dipermukaan (psc) dengan jalan menetapkan tekanan penutupan permukaan konstan atau dikurangi 10 psi tiap-tiapo valve (Psc) jika tidak merencanakan untuk sistem dual.