lpl volume 44, nomor 2, agustus 2010

iii

Gambar SampulKPRT Eksploitasi : Laboratorium Gas Rig/EOR.Kegunaan : Pendorong Minyak dengan CO2

iISSN: 0125 - 9644

Volume 44, No. 2, Agustus 2010LEMBARAN PUBLIKASI LEMIGAS (LPL) adalah media untuk mempromosikan kegiatan penelitian dan

pengembangan teknologi di bidang minyak dan gas bumi yang telah dilakukan olehPusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Minyak dan Gas Bumi LEMIGAS

Alamat RedaksiSub Bidang Informasi dan Publikasi, Bidang Afiliasi, Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Minyak dan GasBumi LEMIGAS Jl. Ciledug Raya Kav. 109, Cipulir, Kebayoran Lama, Jakarta Selatan 12230. Tromol Pos : 6022/KBYB-Jakarta 12120, INDONESIA, STT : No. 119/SK/DITJEN PPG/STT/1976, Telepon : 7394422 - ext. 1222, 1223,1274, Faks : 62 - 21 - 7246150, E-mail: [email protected] Lembaran Publikasi Lemigas (LPL) diterbitkan sejak tahun 1970, 3 kali setahun. Redaksi menerimaNaskah Ilmiah tentang hasil-hasil Penelitian, yang erat hubungannya dengan Penelitian Minyak dan Gas Bumi.

Lembaran Publikasi LEMIGAS diterbitkan oleh Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Minyak dan Gas BumiLEMIGAS. Penanggung Jawab : Ir. Rida Mulyana, M.Sc., Redaktur : Agus Salim, S.H., M.H.

Pemimpin Redaksi : Ir. Rida Mulyana, M.Sc. (Teknik Perminyakan)

Wakil Pemimpin Redaksi : Agus Salim, S.H., M.M. (Hukum Ekonomi)

Redaktur Pelaksana : Drs. Heribertus Joko Kristadi, M.Si. (Geofisika)

Mitra Bestari : 1. Prof. Dr. Ir. Septoratno Siregar (Teknik Perminyakan)2. Prof. Dr. Wahjudi Wiratmoko Wisaksono (Energi dan Lingkungan)3. Prof. Dr. R.P. Koesoemadinata (Teknik Geologi)4. Ir. E. Jasjfi, M.Sc, APU. (Teknik Kimia)5. Dr. Ir. M. Kholil, M.Kom. (Manajemen Lingkungan)

Dewan Redaksi : 1. Dr. Ir. Noegroho Hadi Hs., APU. (Teknik Kimia)2. Prof. (R). Dr. Maizar Rahman (Teknik Kimia)3. Prof. (R). Dr. Suprajitno Munadi (Geofisika)4. Prof. (R). Dr. E. Suhardono (Kimia Industri)

Redaksi : 1. Ir. Bambang Wicaksono T.M., M.Sc. (Geologi Perminyakan)2. Dr. Ir. Ego Syahrial, M.Sc. (Teknik Perminyakan)3. Prof. (R). M. Udiharto (Biologi)4. Drs. Mardono, MM. (Teknik Kimia)5. Dr. Ir. Usman Pasarai, M.Eng. (Teknik Perminyakan)6. Abdul Haris, S.Si., M.Si. (Lingkungan dan Kimia)7. Ir. Yusep K Caryana, M.Sc. (Manajemen dan Teknik Gas)

Sekretaris : 1. Ngadimun2. Rasikin

Penerbit : Bidang Afiliasi, Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Minyak danGas Bumi LEMIGAS

Pencetak : Grafika LEMIGAS

ii

ISSN: 0125 - 9644

DAFTAR ISI Halaman

DAFTAR ISI i

LEMBAR SARI DAN ABSTRACT iii

PENGEMBANGAN SIMULATOR RESERVOIR UNTUK EVALUASI PEROLEHAN MINYAKDENGAN TEKNOLOGI EOROleh: Usman Pasarai 95 - 107

SCREENING TEST DAN KARAKTERISASI SURFAKTAN YANG EFEKTIFUNTUK INJEKSI KIMIAOleh: Hestuti Eni, Ego Syahrial, Sugihardjo 108 - 116

METODE KROMATOGRAFI GAS UNTUK FINGERPRINTINGTUMPAHAN MINYAK BUMI DI PERAIRANPERLUNYA KORELASI ANTAR-LABORATORIUMOleh: R. Desrina 117 - 128

MODIFIKASI PERSAMAAN PROXIMATE LOG STANDARD SEBAGAI HASIL STUDILAPANGAN CBM RAMBUTAN - SUMATRA SELATANOleh: Bambang Agus W, Kosasih dan Ken Sawitri 129 - 143

OPTIMASI POMPA PADA DEWATERING SUMUR CBMOleh: Gathuk Widiyanto, Ego Syahrial 144 - 153

KAJIAN SPESIFIKASI MINYAK SOLAR RAMAH LINGKUNGANOleh: Djaenuddin Semar 154 - 170

PENELITIAN DESAIN LUMPUR UNTUK MENGATASI TERJADINYA PENGENDAPANOLEH MATERIAL LUMPUR MAUPUN FORMASI AKIBAT PENGARUH TEMPERATURTINGGI DAN KONTAMINAN FLUIDA FORMASIoleh: Emanuella W.Y.P, Panca Wahyudi dan Risnawati 171 - 184

PENGEMBANGAN FORMULASI EXPANDING AGENT MATERIAL SEMEN PENGEBORANDENGAN MEMANFAATKAN DOLOMIT ALAMIOleh : Budi Saroyo, Isa Soeyatmo, dan Supriyadi 185 - 197

PERAN LABORATORIUM PENGENDALIAN MUTU DALAM MENJAMIN KUALITASPRODUK PELUMASOleh : Ratu Ulfiati 198 - 203

PENGARUH KEROSIN DALAM MINYAK SOLAR 48 TERHADAP PERUBAHAN SIFAT-SIFATFISIKA/KIMIA UTAMA MINYAK SOLAR 48Oleh : Emi Yuliarita 204 - 213

Volume 44, No. 2, Agustus 2010

iii

ISSN : 0125 - 9644 Terbit : Agustus 2010

Usman PasaraiPengkaji Teknologi pada Pusat Penelitian danPengembangan Teknologi Minyak dan Gas BumiLEMIGASPengembangan Simulator Reservoir untukEvaluasi Perolehan Minyak dengan TeknologiEORLPL Volume 44, No. 2, Agustus 2010 hal 95 - 107

S A R IEnhanced Oil Recovery (EOR) adalah suatu

teknik peningkatan produksi minyak denganmenginjeksikan fluida ke dalam reservoir untukmendesak minyak yang masih tersisa ke sumur-sumurproduksi. Prediksi respon reservoir terhadap aplikasisuatu teknologi EOR sangat diperlukan sebelumproyek dimulai untuk estimasi keekonomian proyek.Simulasi reservoir adalah cara yang paling efektif danefisien untuk keperluan prediksi tersebut. Perangkatlunak yang digunakan disebut simulator reservoir.

Model matematik pendesakan minyak denganteknologi EOR umumnya diselesaikan dengan metodefully implicit finite difference pada setiap grid blok.Kelemahan utama metode ini adalah waktu komputasiyang lama. Metode sequential streamline dapatmenjadi alternatif terhadap fully implicit finite dif-ference khususnya bila heterogenitas reservoir danmobilitas fluida merupakan faktor dominan dalammekanisme pendesakan. Tulisan ini menggambarkanpengembangan streamline simulator untuk thermalEOR. Validasi simulator yang dikembangkandilakukan dengan membandingkan hasil simulasipendesakan minyak dengan air panas dengan termalsimulator komersial. Hasilnya menunjukkan bahwasimulator yang dikembangkan lebih efisiendibandingkan termal simulator komersial.Kata kunci: thermal EOR, simulasi reservoir, finitedifference, sequential streamline.

Kata Kunci yang dicantumkan adalah istilah bebas. Lembaran Abstrak ini boleh disalin tanpa izin dan biaya.

ABSTRACTEnhanced Oil Recovery (EOR) is a technique

for increasing oil production by injecting a fluidor fluids into a reservoir to displace oil to pro-ducing wells. Predictions of reservoir responseto the application of an EOR technology are con-siderably necessary before starting the projectfor in order to estimate the economic profitabil-ity. Reservoir simulation is a cost effective wayto provide the predictions. The computer simula-tion system used for this purpose is called thereservoir simulator.

The general tendency in solving the math-ematical model of oil displacement in EOR pro-cess is to use the fully implicit grid-based finitedifference. However, this method is limited dueto high computational cost. The sequentialstreamline-based method offers a viable alterna-tive to the grid-based model if the reservoir het-erogeneity and fluid mobility dominate the dis-placements mechanisms. This paper describes thedevelopment of new streamline-based simulatorfor thermal EOR. The developed simulator is vali-dated by comparing the simulation results of oilrecovery by means of hot waterfloding with thecommercial thermal simulator. The results of thedeveloped simulator show more efficient than thecommercial thermal simulator.Key words: thermal EOR, reservoir simulation,finite difference, sequential streamlineHestuti

iv

Hestuti Eni1), Ego Syahrial2), dan Sugihardjo3)1)Peneliti Pertama, 2)Pengkaji Teknologi, 3)PenelitiMadya pada Pusat Penelitian dan PengembanganTeknologi Minyak dan Gas Bumi LEMIGASScreening Test Dan Karakterisasi Surfaktan YangEfektif Untuk Injeksi KimiaLPL Volume 44, No. 2, Agustus 2010 hal 108 - 116

S A R I

Penelitian ini dilatarbelakangi perlunya aplikasiEOR khususnya chemical injection mengingatproduksi minyak yang semakin menurun, meningkatnyakebutuhan energi dalam negeri dan tingginya hargaminyak dunia pada lapangan-lapangan minyak tuayang masih mempunyai sisa minyak cukup banyak didalam reservoir.

Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahuikorelasi antara karakteristik kandungan surfaktan danhasil uji screening beberapa surfaktan yang sudah adauntuk proses pendesakan minyak tahap lanjut agardidapatkan informasi raw material surfaktan yangmempunyai kinerja efektif .

Metodologi penelitian terbagi dalam 3 langkah,yaitu uji screening, karakterisasi surfaktan dan analisiskorelasi hasil uji screening dengan hasil karakterisasikandungan surfaktan. Penelitian dilakukan dengansampel 10 jenis surfaktan yang selama inimenghasilkan oil recovery relatif tinggi pada uji chemi-cal flooding, sampel minyak dari lapangan Ogandengan viskositas 15 cP dan suhu reservoar 85oC.

Dua buah surfaktan, yaitu RIPED-1 dan 13#A4menunjukkan kinerja yang baik pada semua param-eter uji screening, dan keduanya berbahan dasarnabati. Oleh karena itu, pada penelitian lanjutanmendatang, akan dibuat surfaktan dengan bahan dasarnabati.Kata kunci : surfaktan, karakterisasi, korelasi, ujiscreening

ABSTRACT

This research is based on several facts i.e. de-clining oil production sharply since 1995, increas-ing energy demand, and high oil prices. On theother hand, Indonesia has a lot of depleted oilfields with high remaining oil. EOR technology,especially chemical injection has been proven in

the oil fields in several countries with oil recoveryuntil 28%, so that chemical injection in Indone-sian oil fields must be applied.

The purpose of this study was to determine thecorrelation between the characteristics and con-tent of surfactant with screening tests results ofseveral existing surfactants that its have been ap-plied for enhanced oil recovery process so thatinformation about raw materials for surfactantwith effective performance will be obtained.

Research methodology is divided into 3 stages,i.e. screening tests, surfactant characterization andcorrelation analysis the results of screening testswith surfactant content characterization. Researchconducted to 10 samples of surfactant that pro-duces a relatively high oil recovery in chemicalflooding test, oil sample has viscosity 15 cP fromOgan oil field with reservoir temperature 85oC.

Two surfactants, RIPED-1 and 13#A4 showedgood performances on all parameters of screen-ing tests, and both are made from vegetable base.Therefore, in the future research will be made sur-factants from vegetable base raw material.Keywords : surfactant, characterization, correla-tion, screening test

vR. DesrinaPeneliti Madya pada Pusat Penelitian danPengembangan Teknologi Minyak dan Gas BumiLEMIGASMetode Kromatografi Gas untuk FingerprintingTumpahan Minyak Bumi Di Perairan PerlunyaKorelasi Antar-LaboratoriumLPL Volume 44, No. 2, Agustus 2010 hal 117 - 128

S A R I

Metode Identifikasi Minyak Bumi yang juga seringdisebut sebagai Metode Fingerprinting, tidak sajaberguna untuk mengidentifikasi tumpahan minyak diperairan, namun juga berguna bagi keperluan eksplorasi(karakterisasi dan maturasi minyak bumi) dan kegiatanproduksi (kontinuitas reservoir, kebocoran pipa, dsb.)

Berbagai metode analitik untuk keperluanidentifikasi ini telah banyak dicoba dan dikembangkan,antara lain Rasio Ni/V, Isotop Sulfur, Isotop Nitrogen,Spektrometri Inframerah, Spektrometri Fluoresensi,Kromatografi Gas, GC-MS dsb. Metode mana yangdipilih ditentukan oleh kemampuan dan fasilitas yangtersedia di laboratorium.

Penulis telah mengembangkan metodeKromatografi Gas bagi keperluan identifikasi atau fin-gerprinting minyak bumi. Metode ini cukupsederhana dan cukup akurat, serta memungkinkanuntuk dapat dipakai oleh sebagian besar laboratoriumperminyakan dan laboratorium lingkungan di Indone-sia.

Dalam tulisan ini, diuraikan metode KromatografiGas dengan maksud untuk mendapatkan metode yangdapat digunakan untuk identifikasi tumpahan minyakbumi. Dari hasil yang diperoleh dapat disimpulkanbahwa metode ini bisa dilakukan untuk tujuanidentifikasi atau fingerprinting tumpahan minyakbumi. Oleh karena itu memungkinkan untukdikorelasikan dengan beberapa laboratorium yangsering melakukan analisis sampel tumpahan minyakuntuk mendapatkan presisi dan reproducibility-nya.Kata kunci: Fingerprinting, tumpahan minyak,kromatografi gas, korelasi laboratorium.

ABSTRACTCrude oil identification method which is also

known as fingerprinting method, is useful not onlyfor identification of spill oil in the coastal regionbut also useful in the exploration activities (char-acterization and maturation of crude oils) andproduction activities (reservoir continuity, pipe-line leakage, etc).

Several analytical methods have been appliedand developed for the purpose of identificationor fingerprinting of crude oils, such as Ni/V ra-tio, Sulfur Isotope, Infrared Spectrometry, Fluo-rescence, Gas Chromatography, Mass Spectrom-etry, etc. Which method shall be used is dependon the capability and facility of the laboratories.

Author has been developing gas chromatog-raphy method for the identification or fingerprint-ing of crude oils. This method is sufficiently simpleand accurate, and is possible to be used by mostpetroleum and environmental laboratories inIndonesia.ing of crude oils. This method is suffi-ciently simple and accurate, and is possible to beused by most petroleum and environmental labo-ratories in Indonesia.

This report describes the experimental resultsof the gas chromatography method that can beused for the purpose of identification of spill oils.The possibility of laboratory correlation amongpetroleum and environmental laboratories can beconducted to obtain the precision and the repro-ducibility of the method.Key words: Fingerprinting, oil spill, Gas Chro-matography, laboratory correlation.

vi

Bambang Agus W, Kosasih, dan Ken SawitriPeneliti Madya1), Peneliti P:ertama2) pada PusatPenelitian dan Pengembangan Teknologi Minyak danGas Bumi LEMIGASModifikasi Persamaan Proximate Log standartsebagai Hasil Studi Lapangan CBM Rambutan Sumatera SelatanLPL Volume 44, No. 2, Agustus 2010 hal 129 - 143

S A R IHasil studi terdahulu1 (2008) telah menunjukkan

bahwa persamaan-persamaan standard yangumum digunakan pada evaluasi log untuk perhitungankandungan gas pada lapangan coalbed methane(CBM) tidak cocok untuk diterapkan pada percontobatubara dilapangan CBM Rambutan-SumateraSelatan (RSS). Pada studi tersebut, telah diperolehhasil reformulasi persamaan log conventional(persamaan Mavor, Kim, dan Mullen et al) yang dapatdigunakan untuk perhitungan kandungan gas (gascontent) untuk seam 3 dan seam P.

Studi saat ini adalah studi kelanjutan dari studiterdahulu, dengan lebih banyak melibatkan data proxi-mate hasil pengukuran laboratorium dibanding denganstudi terdahulu, diharapkan studi saat ini akanmenghasilkan reformulasi yang lebih baik. Pada studiini, sebanyak 134 perconto batubara baik berupa coreataupun cutting yang diambil sebagai representasidari lima lapisan batubara (seam) pada kelima sumurCBM lapangan RSS akan digunakan sebagai dasaruntuk memperbaiki persamaan log conventionalagar dapat dipakai pada evaluasi CBM untuk semualapisan batubara di lapangan RSS.Kata kunci : persamaan log conventional, proxi-mate, gas content, gas lost, lapangan RSS, sumurCBM.

ABSTRACTThe previous study (2008) showed that the

standard equation commonly used for coalbedmethane log evaluation of gas content determi-nation are simply inapplicable for CBM coalsamples of South Sumatera Rambutan (SSR)fields. In that study was obtained the log con-ventional equation (Mavor, Kim, and Mullen etal) reformulation to calculate gas content for coalseam-3 and seam-P.

Recent study is carry over of the previousstudy, with used a more laboratory proximate data

compared to the previous study, this study expectedresults better reformulation. Totally of 134 coalsamples as well as core and cutting which takenfrom five coal seam of five SSR were used as basicto improve conventional log equation in order tobe applied for CBM evaluation of all seams SSRfield.Keywords : conventional log equation, rss field,CBM wells

Gathuk Widiyanto1), Ego Syahrial2)

Peneliti Pertama1), Pengkaji Teknologi2) pada PusatPenelitian dan Pengembangan Teknologi Minyak danGas Bumi LEMIGASOptimasi Pompa Pada Dewatering Sumur CBMLPL Volume 44, No. 2, Agustus 2010 hal 144 - 153

S A R IPada umumnya lapisan batubara dijenuhi oleh air.

Akibat dari tekanan air ini, gas metana tertahan di dalamlapisan batubara tersebut. Karenanya produksi gasmetana batu bara tidak terlepas dari proses dewater-ing yaitu pengurasan air dari lapisan batubara dengantujuan membantu lepasnya gas metana sehingga dapatdiproduksikan

Dewatering merupakan langkah penting dalamkeberhasilan produksi CBM, sehingga optimasipengangkatan buatan untuk dewatering sumur CBMmenjadi sangat penting.

Pemilihan metode yang tidak sesuai dapatmenyebabkan proses dewatering menjadi tidak efisien.Pemilihan ini haris didasarkna pada kondisi sumur,kondisi operasi dan fluid properties. Umumnyametode pengangkatan yang dipakai adalah Sucker RodPump (SRP), Electric Submersible Pump (ESP) danProgressive Cavity Pump (PCP).

Penelitian ini dilakukan dengan studi literatur dansurvei lapangan di Lapangan Rambutan yang telahdilakukan dewatering sejak tahun 2008 menggunakanpompa SRP.

Namun dengan studi literatur akan di ketahuimetode pengangkatan yang paling sesuai, sepertimisalnya pompa PCP cocok untuk rate 2 BFPD sampai2000 BFPD dan dapat beroperasi sampai kedalaman4000 ft, disain anti gas lock karena tidak menggunakanvalve.Kata Kunci : Optimal, proses dewatering, pompaSRP, coal bed methane.

vii

ABSTRACT

Generally coal seams are water saturated. Thewater pressure detains the methane gas in the coalseam. Therefore to produce the methane, the seamneeds to be dewatered in order to decrease thewater pressure.

Dewatering process is an important step in pro-ducing CBM. On the other hand most coal seampressure are insufficient to produce the water natu-rally, therefore artificial lifting methods are re-quired. The optimization of artificial method forCBM dewatering are the main objective of thisstudy.

Improper selection of artificial lift methodwould cause inefficient dewatering process. Wellcondition, operating condition and fluid proper-ties need to be taken into account in order to chosethe suitable artificial lift method. The most com-monly used artificial lifting methods are SuckerRod Pump (SRP), Electric Submersible Pump (ESP)and Progressing Cavity Pump (PCP).

This research conducts a literature study andfield survey on Rambutan CBM field. The rambu-tan field has start the dewatering proccess since2008. There are five wells drilled and all of themare using SRP for the dewatering purpose.rate,from 2 BFPD to 2000 BFPD, and also can be in-stalled in deep wells up to 4000 ft. The pumpingmechanism enables the pump to be installed with-out valve. As a result gas locked phenomena wouldnever occur.

Bottom hole pressure and liquid level of Ram-butan wells were obtained by using acoustic sur-vey that have been conducted.

A literature study on the application of artifi-cial lift methods on CBM wells have been con-ducted. It reveals that the most suitable methodsare PCP and SRP.

PCPs are applicable on wide range produc-tion rate, from 2 BFPD to 2000 BFPD, and alsocan be installed in deep wells up to 4000 ft. Thepumping mechanism enables the pump to be in-stalled without valve. As a result gas locked phe-nomena would never occur.Key Word: Optimization, Dewatering Process,Pumping Unit, Coal Bed Methane

Djainuddin SemarPeneliti Madya pada Pusat Penelitian danPengembangan Teknologi Minyak dan Gas BumiLEMIGASKajian Spesifikasi Minyak Solar RamahLingkunganLPL Volume 44, No. 2, Agustus 2010 hal 154 - 170

S A R I

Spesifikasi minyak Solar 48 dan minyak Solar 51Indonesia ditetapkan menurut SK Dirjen Migas No.3675 K/24/DJM/2006 tanggal 17 Maret 2006 tidakmenetapkan kandungan aromatik (total aromatik danpoliaromatik) dan sifat lubrisitas.

Memasuki era globalisasi dan perdagangan bebas,tantangan yang dihadapi industri migas makin besardengan meningkatnya kebutuhan energi dan bahanbakar minyak dalam negeri, terbatasnya kemampuankilang, tuntutan produk yang ramah lingkungan, danmakin banyaknya produk yang harus diimpor baikbahan baku maupun hasil olahannya.

Studi ini dimaksudkan sebagai masukan kepadaPemerintah dalam perbaikan mutu dan spesifikasiminyak solar Indonesia, untuk menghasilkan minyaksolar yang ramah lingkungan.

Pengaruh batasan beberapa parameter sepertidistilasi, titik nyala, sifat lubrisitas dan kandunganpoliaromatik hidrokaron(PAH) minyak solar akandidiskusikan pada makalah ini.Kata Kunci: kandungan PAH, distilasi, titik nyala,lubrisitas.

ABSTRACT

Specification of domestic diesel fuel (highspeed diesel, HSD) decided by Directorate Gen-eral Migas on behalf of Indonesian govermentin their SK No. 3675 K/24/DJM/2006 datedMarch 17, 2006, did not limit aromatic content(aromatic total and polyaromatic hydrocarbon,PAH), lubricity in diesel fuel grade 48 and grade51.

Entering the era of globalisazation and freetrade, the national oil industry faces bigger chal-lenges due to the increasing domestic demand ofenergy and fuels, limited available refinery ca-pacity, requirement for environmentally friendly

viii

product specifications and increase of importedcrude oil and petroleum products.

The study is intended as input to Gavernmentpolicy in improving diesel fuel quality and specifi-cation, to provide clean and environmentallyfriendly.

Effect of several characteristics such as distil-lation, flash point, lubricity and poly aromatic hy-drocarbon content (PAH) in diesel fuel will bediscuss in this paper.Key words: diesel engine, PAH content, distillation,flash point, lubricity.

Emanuella W.Y.P, Panca Wahyudi, RisnawatiPeneliti Madya1), Peneliti P:ertama2) pada PusatPenelitian dan Pengembangan Teknologi Minyak danGas Bumi LEMIGASPenelitian Desain Lumpur Untuk Mengatasi TerjadinyaPengendapan Oleh Material Lumpur Maupun FormasiAkibat Pengaruh Temperatur Tinggi Dan KontaminanFluida FormasiLPL Volume 44, No. 2, Agustus 2010 hal 171 - 184

S A R I

Adanya tantangan untuk memperoleh produksiminyak dan gas telah memotivasi industri migas untukmelakukan pengeboran pada zona yang lebih dalamyang memiliki suhu dan tekanan jauh lebih tinggi.Kegiatan pemboran tersebut berhubungan denganmasalah-masalah yang disebabkan oleh kondisi yangkompleks di formasi karena tingginya suhu, tekanan,juga adanya kontaminasi dari fluida formasi. Salah satuusaha untuk mengatasi masalah tersebut adalah denganmembuat suatu program fluida pengeboran yang dapatmeminimalisasi masalah pengeboran di lapangan yangdisebabkan oleh pemakaian fluida pengeboran yangtidak tepat pada suatu formasi.

Formulasi fluida pemboran di laboratoriumdilakukan untuk memperoleh suatu formulasi yangtahan terhadap suhu, tekanan serta kontaminas, olehkarena itu pemilihan aditif merupakan suatu hal yangpenting, terutama yang tahan terhadap suhu tinggi sertakompatibel satu sama lain. Lumpur diformulasikan padaberbagai berat jenis hingga 2.0 SG (16.7 lb/gal) ataulebih. Pada hasil akhir diharapkan tidak terjadipengendapan material yang diakibatkan olehpenurunan fungsi aditif.

Penelitian ini dilakukan dengan dua jenis lumpuryaitu lumpur berbahan dasar air dan lumpur berbahandasar minyak. Minyak sintetis yang digunakansebagai minyak dasar pada lumpur berbahan dasarminyak diperoleh dari Shell dan PERTAMINA.

Informasi mengenai kelebihan dan kekuranganlumpur dari hasil penelitian diharapkan dapatdigunakan untuk memperbaiki desain dan fungsi darifluida pemboran di lapangan, terutama yang akandigunakan untuk pemboran sumur dalam.Kata Kunci: Suhu Tinggi, Tekanan Tinggi,Kontaminasi, Lumpur Berbahan Dasar Air, LumpurBerbahan Dasar Minyak

ABSTRACT

The existence of the challenge to obtain moreoil and gas production has motivated the oil andgas industry to conduct the drilling in the deeperzone which has much higher temperature andpressure. This drilling is related with the prob-lems which are caused by the complex conditionin the formation in addition to high temperatureand pressure,as well from fluid contamination..One of the efforts to overcome the problems is bymaking a drilling fluid program which can mini-mize drilling problems in the field caused by theinappropriate usage of the drilling fluid in a for-mation.

The formulation of the drilling fluid in thelaboratory was conducted to achieve a formula-tion that endures to high suhu, high pressure andcontamination.. Therefore the selection of theadditives is necessary, especially ones that resistto high temperature, and also compatible with oneanother. The mud was formulated at various den-sity values up to 2.0 SG (16.7 lb/gal) or above.The final mud was expected not to experiencefailure caused by material settling as a reductionof the additive functions.

This research was conducted with 2 types ofmud, Water Based Mud (WBM) and Oil BasedMud (OBM) and the synthetic oil that used asbase oil for Oil Base Mud was derived from for-eign company Shell and from local company -PERTAMINA.

Both the information of advantages and dis-advantages of the research were expected to be

ix

useful to improve the design and function of thedrilling fluid at the field, especially to be used forthe deep well drilling.Key Words: High Temperature and High Pressure,Contamination, Water Based Mud, Oil Based Mud

Budi Saroyo1), Isa Soeyatmo2), dan Supriyadi2)1)Pengkaji Teknologi, 2)Perekayasa Muda, pada PusatPenelitian dan Pengembangan Teknologi Minyak danGas Bumi LEMIGASPengembangan Formulasi Expanding Agent Ma-terial Semen Pemboran dengan MemanfaatkanDolomit AlamiLPL Volume 44, No. 2, Agustus 2010 hal 185 - 197

S A R IMasalah penyekatan zona yang tidak sempurna

sering terjadi dan sangat mempengaruhi produksi suatusumur. Masalah yang sering dijumpai pada suatupenyemenan adalah kurang bagusnya kekuatan dandaya ikat semen, terutama dalam menahan tekanandan beban. Pada sumur-sumur yang bertemperatur danbertekanan tinggi diperlukan suatu campuran semenyang dapat terus bertahan selama masa operasiproduksi berlangsung. Dengan melakukan penyekatanyang baik maka diharapkan dapat diperoleh produksisumur yang optimal.

Pengaruh pemanfaatan Magnesium Oksida (MgO)sebagai bahan aditif expanding agent dengan variasipenambahan komposisi, temperatur, dan waktupengkondisian terhadap semen kelas G (Oil Well Ce-ment), adalah sifat kimia aditif dan sifat fisik bubursemen, terutama kuat tekan, daya ikat semen sertapermeabilitas.

Sasaran utama penelitian ini adalah memanfaatkanbatuan dolomit lokal yang merupakan sumber dayaalam yang banyak terdapat di Indonesia sebagai bahanaditif expanding agent pada semen pengeboran.Tujuannya adalah dapat memecahkan masalahpenanganan penyekatan lubang sumur yang kurangbagus.

Metodologi yang digunakan adalah uji laboratoriummengacu prosedur yang dipersyaratkan oleh API Spec.10 (Specification for Materials and Testing for WellCements) dan SNI-BSN.Kata kunci: expanding agent, kuat tekan, dayaikat, dolomit

ABSTRACTInsulation problems of imperfect zones often

occur and greatly affect the production of a well.A common problem in a good cementation is lessbinding power and cement, especially in holdingthe pressure and burden. The existence of wellsthat temperature and high pressure needs a mix-ture of cement that can continue to survive dur-ing the period of production operations takeplace. By doing a good insulation it is expectedthat the optimum production wells can be ob-tained.

The influence of the use of Magnesium Ox-ide (MgO) as additives an expanding agent withthe addition of variations of composition, tem-perature and conditioning time on the class Gcement (Oil Well Cement), among others chemi-cal additives and physical properties of cementslurry, particularly a compressive strength, shearbond strength and the permeability of cement.

The main target is utilizing local dolomite rockswhich are natural resources which are commonin Indonesia, which are used as additives in ex-panding agent drilling cement. The goal is tosolve the problem of handling insulation holewells that are less good.

The methodology used is based on labora-tory test procedures required by the API Spec. 10(Specification for Material and Testing for WellCement) and SNI-BSN.Key words: expanding agent, compressivestrength, shear bond strength, dolomite

xRatu UlfiatiPeneliti Muda pada Pusat Penelitian danPengembangan Teknologi Minyak dan Gas BumiLEMIGASPeran Laboratorium Pengendalian Mutudalam Menjamin Kualitas Produk PelumasLPL Volume 44, No. 2, Agustus 2010 hal 198 -203

S A R I

Produsen pelumas harus mampu menghasilkanproduk yang bermutu sesuai dengan spesifikasi,agar mampu bersaing di pasar domestik maupunglobal. Mutu yang baik dapat dicapai olehperusahaan antara lain dengan menerapkan sistemmanajemen mutu. Sistem manajemen mutumembantu perusahaan untuk bekerja lebih efektifdan efisien.

Tingkat keberhasilan perusahaan tidak dilihatdari sertifikat standar sistem mutu tertentu yangdimiliki, tetapi dari tingkat kepuasan konsumen padaproduk yang dibeli. Hal terpenting bahwa, kualitasproduk yang baik akan meningkatkan jumlahkonsumen dan pendapatan perusahaan, bukansistem manajeman mutu yang diterapkan.

Laboratorium pengendalian mutu melakukanpengujian produk mulai dari bahan baku hinggaproduk jadi, oleh karena itu kompetensilaboratorium pengendalian mutu pelumas harusselalu ditingkatkan.Kata kunci : mutu produk, laboratorium controlkwalitas, sistem manajemen mutu.

ABSTRACT

Lubricants manufacturer should be able toproduce good quality products that meet thespecifications to be competitive in the local orglobal markets. Good quality products can beachieved by implementing quality managementsystem (QMS), as a tool to improve performance.

The companys degree of success is not be-cause of certified QMS but customer satisfac-tion. The good quality of product will increasenumber of customers and company revenue ac-cordingly.

Quality control laboratories carry out tests

sample from raw material to finished products, indoing so each laboratory should improve its com-petence continually.Key words: quality products, Quality controllaboratorium, quality management system.

Emi YuliaritaPeneliti Muda pada Pusat Penelitian dan PengembanganTeknologi Minyak dan Gas Bumi LEMIGASPengaruh Fraksi Kerosin dalam Minyak Solarterhadap Perubahan Sifat-Sifat Fisika/Kimia UtamaMinyak Solar Eks PERTAMINALPL Volume 44, No. 2, Agustus 2010 hal 204 - 213

S A R I

Pencampuran kerosin ke dalam minyak Solar 48akan mempengaruhi sifat-sifat fisika/kimia minyak So-lar 48 secara menyeluruh. Untuk melihat sejauh manaperubahan sifat-sifat fisika/kimia minyak Solar 48 akibatmasuknya kerosin ini maka dilakukan penelitianpengaruh pencampuran kerosin dalam minyak Solar 48terhadap perubahan karakteristik fisika/kimia minyakSolar 48. Metodologi yang digunakan adalah metodepencampuran langsung (direct blending) dengan vol-ume pencampuran 10%, 20%, 30% dan 40%. Hasilpenelitian menunjukkan bahwa pencampuran 10% vol-ume kerosin dalam minyak Solar 48 dapat menyebabkanpenurunan beberapa sifat-sifat fisika/kimia utamaminyak solar seperti angka setana, viskositas kinematik,titik nyala, kandungan sulfur dan lubrisitas. Penurunansifat-sifat fisika/kimia akibat penambahan 10% volumekerosin dalam minyak Solar 48 masih dapat memenuhiSpesifikasi Minyak Solar 48 yang ditetapkanPemerintah.Kata kunci : Minyak Solar 48, Kerosine, Spesifikasi,Karakteristik

ABSTRACT

Mixing kerosene into the Solar 48 diesel oilwould impact the chemical and physical character-istics of Solar 48 diesel oil entirely. To know howfar the Solar 48 diesel oil physical/chemical char-acteristics change due to this kerosine mixture, sothe research on the impact of kerosene mixture inSolar 48 diesel oil to the changes of Solar 48 die-sel oil physical/chemical characteristics. The ap-

xi

plied methodology in this research is directblending method with volume of mixture about10%, 20%, 30%, and 40%. The result of thisresearch show that 10% of kerosene volume mix-ture in Solar 48 could cause the decrease offew quality Solar 48 main physical/chemicalcharacteristics, such as cetane index, kinematicviscosity, flash point, sulfur content and lubric-

ity. The decrease of physical/chemical charac-teristics leads to the 10% kerosene volume addi-tion into Hight Speed Diesel fuel still could reachthe Solar 48 Specification which is required bythe Government.Key words: Hight Speed Diesel, Kerosine, Speci-fication, Characteristics

95

PENGEMBANGAN SIMULATOR RESERVOIR LEMBARAN PUBLIKASI LEMIGASUSMAN PASARAI VOL. 44. NO. 2, AGUSTUS 2010: 95 - 107

Pengembangan Simulator Reservoiruntuk Evaluasi Perolehan Minyakdengan Teknologi EOROleh: Usman PasaraiPengkaji Teknologi pada Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Minyak dan Gas Bumi LEMIGASJl. Ciledug Raya Kav. 109, Cipulir, Kebayoran Lama, Jakarta Selatan 12230Tromol Pos : 6022/KBYB-Jakarta 12120, Telepon : 62-21-7394422, +62-21 7222978, Faksimile : 62-21-7246150, +62-21 7222978e-mail:[email protected] I tanggal 10 Mei 2010; Diterima setelah perbaikan tanggal 1 Juli 2010Disetujui terbit tanggal: 31 Agustus 2010

S A R IEnhanced Oil Recovery (EOR) adalah suatu teknik peningkatan produksi minyak dengan

menginjeksikan fluida ke dalam reservoir untuk mendesak minyak yang masih tersisa ke sumur-sumur produksi. Prediksi respon reservoir terhadap aplikasi suatu teknologi EOR sangat diperlukansebelum proyek dimulai untuk estimasi keekonomian proyek. Simulasi reservoir adalah carayang paling efektif dan efisien untuk keperluan prediksi tersebut. Perangkat lunak yang digunakandisebut simulator reservoir.

Model matematik pendesakan minyak dengan teknologi EOR umumnya diselesaikan denganmetode fully implicit finite difference pada setiap grid blok. Kelemahan utama metode iniadalah waktu komputasi yang lama. Metode sequential streamline dapat menjadi alternatifterhadap fully implicit finite difference khususnya bila heterogenitas reservoir dan mobilitasfluida merupakan faktor dominan dalam mekanisme pendesakan. Tulisan ini menggambarkanpengembangan streamline simulator untuk thermal EOR. Validasi simulator yang dikembangkandilakukan dengan membandingkan hasil simulasi pendesakan minyak dengan air panas dengantermal simulator komersial. Hasilnya menunjukkan bahwa simulator yang dikembangkan lebihefisien dibandingkan termal simulator komersial.Kata kunci: thermal EOR, simulasi reservoir, finite difference, sequential streamline.

ABSTRACTEnhanced Oil Recovery (EOR) is a technique for increasing oil production by inject-

ing a fluid or fluids into a reservoir to displace oil to producing wells. Predictions ofreservoir response to the application of an EOR technology are considerably necessarybefore starting the project for in order to estimate the economic profitability. Reservoirsimulation is a cost effective way to provide the predictions. The computer simulationsystem used for this purpose is called the reservoir simulator.

The general tendency in solving the mathematical model of oil displacement in EORprocess is to use the fully implicit grid-based finite difference. However, this method islimited due to high computational cost. The sequential streamline-based method offers aviable alternative to the grid-based model if the reservoir heterogeneity and fluid mobilitydominate the displacements mechanisms. This paper describes the development of newstreamline-based simulator for thermal EOR. The developed simulator is validated bycomparing the simulation results of oil recovery by means of hot waterfloding with thecommercial thermal simulator. The results of the developed simulator show more efficientthan the commercial thermal simulator.Key words: thermal EOR, reservoir simulation, finite difference, sequential streamline

96


I. PENDAHULUAN

Cadangan minyak terbukti Indonesia per 1 Januari2009 diperkirakan sebesar 4303 MMstb. Lajuproduksi rata-rata tahun 2009 adalah 346 MMstb.Dengan asumsi tidak ada penambahan cadangan baru,maka jumlah cadangan yang ada akan habis dalamdua belas tahun ke depan. Penambahan cadanganbisa karena ada penemuan lapangan minyak baru,perubahan status cadangan mungkin dan harapanmenjadi cadangan terbukti karena penambahan data,dan atau karena keberhasilan implementasi teknologipengurasan tahap lanjut.

Teknologi pengurasan tahap lanjut atau EnhancedOil Recovery (EOR) adalah suatu teknik peningkatanproduksi minyak dengan menginjeksikan fluida kedalam reservoir untuk mendesak minyak yang masihtersisa ke sumur-sumur produksi. Prosesnya dapatberlangsung secara kimia fisik. Cadangan yang akandiproduksi dengan teknologi EOR berdasarkan definisiSPE-WPC-AAPG (Society of Petroleum Engi-neers, World Petroleum Congresses, American As-sociation of Petroleum Geologists) dapatdikategorikan sebagai cadangan terbukti bila proyekpercontohan yang dilakukan di suatu reservoir atauanalog reservoir dengan karateristik fluida dan batuanyang sama dengan reservoir target menunjukkankeberhasilan dan ada kepastian bahwa proyektersebut akan berlanjut dalam skala lapangan.Penambahan cadangan terbukti dari suatu aplikasiteknologi EOR perlu diprediksi sebelum proyek dimulaiuntuk estimasi keekonomian proyek. Simulasi reser-voir adalah suatu cara efektif danmurah untuk keperluan prediksitersebut. Simulasi reservoir dapatjuga digunakan untuk prediksiberbagai skenario aplikasi EORdalam rangka optimasi.

Interaksi antara fluida injeksidan fluida reservoir dalam prosesEOR dapat dimodelkan denganmodel matematik aliran fluidadalam media berpori. Jika prosesEOR melibatkan energi panas,maka aliran fluida tersebut jugaakan dipengaruhi oleh temperatur.Persamaan matematik yangmengambarkan proses tersebutdidasarkan pada hukum konserva-si massa dan energi yang bentuk-

nya adalah persamaan diferensial. Studi detail prosesEOR dapat dilakukan dengan membagi reservoir kedalam sel-sel dan memecahkan persamaan-persamaan diferensial yang menggambarkanperbedaan sifat-sifat fluida dan batuan pada setiapsel sebagai fungsi waktu. Agar dapat diselesaikandengan program komputer persamaan diferensialtersebut disederhanakan dengan beberapa asumsi.Hasil penyederhanaan membentuk model numerik danpenggunaan komputer untuk memecahkan modelnumerik dikenal sebagai simulasi numerik. Perangkatlunak ini selanjutnya disebut sebagai simulator reser-voir.

Tulisan ini akan menguraikan proses pengem-bangan simulator reservoir untuk evaluasipenambahan perolehan minyak dari teknologi EORdengan mengambil kasus injkesi air panas ke dalamreservoir.

II. LANDASAN TEORI

A. Teknologi EOR

Teknologi EOR adalah suatu proses injeksi fluidake dalam reservoir minyak untuk mendesak minyakyang masih tersisa di dalam reservoir ke sumur-sumurproduksi. Metode EOR dapat dikelompokkan kedalam empat kategori utama yaitu: pendesakandengan kimia (chemical flooding), injeksi gasbercampur minyak (miscible gas injection), metodepanas (thermal), dan proses menggunakan bantuanmikroba (microbial). Gambar 1 menunjukkanklasifikasi teknologi EOR.

Gambar 1Klasifikasi teknologi EOR

97


B. Pemodelan Reservoir

Pemodelan reservoir diperlukan dalamkonteks pengelolaan reservoir.Pengelolaan reservoir seringkalididefinisikan sebagai alokasi berbagaisumber daya untuk mengoptimalkanperolehan hidrokarbon dari suatu reservoirdengan investasi dan biaya operasionalyang seminimal mungkin. Mengoptimalkanperolehan dan meminimalkan biayaseringkali konflik satu sama lain. Perolehanhidrokarbon dapat dioptimalkan jika tidakada batasan biaya. Sedangkan biaya dapatdiminimalkan bila operator suatu lapangantidak dibebani kewajiban untuk mengelolahsumber daya yang tidak terbarukan inisecara hati-hati. Sampai saat ini,pemodelan reservoir masih diyakinisebagai metode paling handal untukmenentukan kondisi optimum agar keduahasil tersebut dicapai.

Pemodelan reservoir adalah aplikasisistem simulasi berbasis komputer untukmendeskripsikan aliran fluida dalam suatureservoir. Sistem simulasi komputerumumnya terdiri dari satu atau beberapaprogram komputer. Sistem simulasikomputer selanjutnya disebut simulatorreservoir. Sedangkan masukan data setuntuk simulator disebut model reservoir.

Data set yang diperlukan untukmasukan simulator diperoleh dari berbagaidisiplin ilmu (Gambar 2). Informasi dariberbagai disiplin ilmu tersebut dikumpulkandan diintegrasikan selama prosespemodelan. Konsep reservoir yangdibangun dari integrasi data dan informasidikuantifikasi oleh simulator reservoir.

Simulator reservoir adalah integrator antaraberbagai disiplin ilmu dalam proses pemodelan reser-voir. Sebagai integrator, simulator adalah filter yangmenyeleksi bangun reservoir dari sudut pandangdisiplin ilmu yang berbeda. Dengan demikian, engi-neer yang bekerja dengan simulator seringkali menjadipihak pertama yang mengetahui bila masih adakekurangan dalam hipotesis tentang deskripsi suatureservoir.

C. Model Matematik Aliran Fluida dalamReservoir

Simulator reservoir tersusun atas programkomputer yang berfungsi menyelesaikan persamaanmatematik model aliran massa dan energi pada me-dia berpori yang didasarkan pada hukum kekekalanmassa dan energi. Hukum kekekalan massa untukaliran suatu komponen i pada media berpori denganvolume V (Gambar 3) adalah:

Gambar 2Keterkaitan berbagai disiplin ilmu

dalam pemodelan reservoir

Gambar 3Simplifikasi reservoir dibagi ke dalam grid-grid

untuk pemodelan

98


Bila jumlah fase fluida np mengalir dalam media berpori, makapersamaan diferensial untuk pernyataan di atas adalah:

Bila jumlah fase fluida np mengalir dalam media berpori, makapersamaan diferensial untuk pernyataan di atas adalah:

wo, g, 111

ppp n

i

n

i

n

Di wStwqSuwu

(1)di mana ua dan uD adalah kecepatan Darcy dan kecepatan difusiyang dapat ditulis sebagai berikut,

Dgpkku r

(2)

iD wDu (3)Penjelasan tiap notasi dapat dilihat pada Daftar Simbol.

Persamaan (1) dikenal sebagai persamaan komposisionalkarena persamaan tersebut diaplikasikan untuk setiap komponenyang ada dalam komposisi fluida. Untuk fluida reservoir denganjumlah nc komponen, maka akan ada sejumlah nc persamaandiferensial sejenis persamaan (1). Jika setiap fase hanya terdirisatu komponen dan tidak ada pertukaran komponen antar-fase,maka persamaan (1) dapat disederhanakan menjadi persamaankontinuitas fase. Misal, jika fluida reservoir hanya terdiri atasminyak dan air, maka hanya diperlukan 2 (dua) persamaandiferensial untuk mendeskripsikan aliran fluida dalam reservoirtersebut.

Bila terjadi perubahan temperatur selama aliran, makadiperlukan hukum kekekalan energi selain hukum kekekalan massauntuk mendeskripsikan aliran fluida dan energi yang terjadi dalamreservoir. Hukum kekekalan energi berbunyi,

Persamaan diferensial dari pernyataan hukum kekekalan energitersebut di atas adalah sebagai berikut:

TCUS

tHqTKHu rr

nn

h

n ppp

1111

(4)Transfer energi terjadi melalui konveksi lewat fluida yang

mengalir dan konduksi melalui batuan reservoir.Persamaan (1) dan (4) sangat umum dan kompleks. Persamaan

tersebut dapat disederhanakan, misal dengan mengurangimekanisme transfer massa dan panas yang terjadi dan ataumengurangi jumlah komponen atau fase. Ke depan, tantanganpengembang simulator EOR adalah bagaimana kompleksitas model

matematik proses interaksi materialinjeksi dengan fluida dan batuan reser-voir dapat diakomodasikan dalam simu-lator tanpa mengurangi kecepatan danakurasi simulator tersebut.

III. SIMULATOR RESERVOiRUNTUK PENDESAKAN AIRPANAS

Salah satu metode EOR pendesakanpanas adalah hot waterflooding yaitupendesakan minyak dengan air panas.Persamaan matematik pendesakantersebut pada komersial simulator yangsaat ini digunakan industri menggunakanmetode fully implicit finite difference.Dalam tulisan ini persamaan tersebutakan diselesaikan dengan metode se-quential streamline. Keunggulanmetode sequential streamline adalahwaktu simulasi akan lebih cepat tanpamengurangi akurasi perhitungan. Metodeyang dikembangkan divalidasi denganmembandingkan hasil simulasi antarasimulator yang dikembangkan dengankomersial simulator yang digunakanindustri.

A. Model Matematik Injeksi AirPanas

Persamaan diferensial pendesakanair panas yang digunakan diturunkandengan asumsi: (1) hanya terdapat 2 (dua)komponen yaitu minyak dan air, (2)komponen minyak tidak larut dalam air,(3) komponen air tidak larut dalamminyak, (4) permeabilitas relatif dantekanan kapiler bukan fungsi temperatur,dan (5) tidak terjadi perpindahan panaske dan dari overburden danunderburden. Dengan asumsi tersebut,hukum kekekalan massa dapat ditulismenjadi,

,wwwwgwww StqDpk (5)

.oooogooo StqDpk (6)

99


Persamaan kecepatan Darcy (2) telah digunakandalam merumuskan persamaan (5) dan (6). Totalkonservasi energi ditulis menjadi,

,1 TCUSUStHqHq

TKDpHDpHk

rrooowwwwoo

www

hogoooowgwwww

(7)di mana superskrip w adalah untuk sumur. Mobilitasfasa (a) dan mobilitas gravitasi masing-masing fase(ag) didefinisikan sebagai berikut,

rk (8)

gk rg (9)

Konstrain dan persamaan berikut digunakan untukmelengkapi sistem yang diberikan oleh persamaan(5), (6), dan (7).- Jumlah saturasi minyak dan air adalah satu:

1 wo SS- Korelasi tekanan fase minyak dan air adalah:

cowow Ppp , di mana tekanan kapiler Pcowadalah fungsi saturasi air.

- Relatif permeabilitas air merupakan fungsi saturasi

air: )( wrwrw Skk - Densitas masing-masing fase dihitung dengan

korelasi berikut:

225.0exp),( scscscsc TTbTTappcTp (10)

- Viskositas dihitung dengan persamaan berikut:

Tba visvis exp- Entalpi gas, minyak, dan air dihitung menggunakan

persamaan berikut:

,342321 TcTcTccTC g (11a) ,evcrvv TThTH (11b) T

Tgg

ref

dTTCTH , ] (11c)

THTHTH vg (11d)

- Energi dalam dihitung dengan formula berikut:

pHU - Porositas adalah fungsi tekanan:

refrref ppc expKondisi batas yang diperlukan dalam

menyelesaikan persamaan (5) hingga (7) didefinisikandi sumur-sumur injektor dan produser. Persamaanlaju alir massa per satuan volum, qa dari lapisan k disuatu sumur adalah,

ln

k

k

klllllk

wk

wk DDppTq

1 1115.0

(12)dengan ketentuan,

l

lgl

r

kkw

ke

kkewk

k

srr

zkT,

,

,

,

, ;ln

2

(13)

kyxxy

yxxykekyxke kkkk

ykkxkkrkkk

414121221221

,21

, 28.0 ;

(14)Parameter yang tidak diketahui dari persamaan

(12) adalah qa bila tekanan alir dasar sumur diketahui

atau wkp bila total laju alir suatu sumur diketahui.Dalam simulator reservoir komersial yang

digunakan industri saat ini, persamaan (5), (6), (7),dan (12) diselesaikan simultan pada tiap grid sel dalamkoordinat 3 dimensi (3D) berdasarkan metode finitedifference. Sedangkan metode yang dikembangkandalam tulisan ini adalah menyelesaikan persamaan(5), (6), dan (12) secara bersamaan dalam koordinat3D dengan metode finite difference diikuti denganmenyelesaikan persamaan (7) dalam koordinatstreamline 1 dimensi (1D). Berikut akan dibahastransformasi koordinat 3D ke koordinat streamline1D.

B. Metode Streamline

Konsep penting dari streamline simulasi adalah time-of-flight yaitu waktu yang diperlukan oleh suatupartikel untuk mencapai suatu jarak tertentu dalamstreamline berdasarkan total vektor kecepatansepanjang streamline. Meski diukur dalam satuan

100


waktu, variabel time-of-flight merepresenta-sikan koordinat jarak. Secara matematik, time-of-flight adalah:

s

tus

0d

(15)Persamaan (15) menunjukkan bahwa

permeabilitas dan porositas batuan serta totalmobilitas fluida dalam media berpori 3D dapatdirepresentasikan oleh koordinat. Persamaan(15) dapat juga ditulis dalam bentuk berikut:

tt

uu (16)

Dengan mengetahuai total vektor kecepatandalam media 3D (x,y,z):

tt ut

zzt

yyt

xxtu d

d

(17)dengan ketentuan adalah gradien operator3D,

( 18)

di mana i, j, k adalah vektor satuan arah x, y, z.

Substitusi persamaan dari persamaan (17)ke dalam persamaan (16) menghasilkan,

tu (19)Persamaan (19) dapat ditulis ulang menjadi,

tu (20)

Persamaan (20) adalah operator untuktransformasi persamaan aliran fluida dalamkoordinat 3D ke dalam persamaan 1Dsepanjang streamline dan merupakan konsepdasar streamline simulasi.

Konstruksi streamline dalam media berpori3D menggunakan algoritma Pollock. Asumsidasar algoritma Pollock adalah komponenkecepatan tiap sisi bervariasi secara linearterhadap komponen kecepatan pada sisi yangberlawanan. Jadi,

xaxxa oxxxxoxoxx ,,, ; , (21a)

yayya oyyyyoyoyy ,,, ; , (21b)

zazza ozzzzozozz ,,, ; , (21c)

Gambar 4 menunjukkan skematik variabel yangdigunakan dalam persamaan (21) di atas. Trayek stream-line dan time-of-flight dalam suatu sel dihitung dari inte-gral kecepatan di masing-masing sisi sel tersebut. Misal,arah-x, txx dd ,

, (22)

Persamaan (22) berlaku juga untuk arah-y dan -z.Integrasi persamaan (22) menghasilkan waktu yangdiperlukan oleh partikel melintas dari satu sisi ke sisi lainnya,

misal pada sisi x, . Demikian juga untuk arah-y dan -z sehingga diperoleh,

Gambar 4Skematik trayektori streamline dalam sel 3D

101


,ln

1,

,,

oixox

oexox

xxe xxa

xxaat

(23a)

,ln

1,

,,

oiyoy

oeyoy

yye yya

yyaat

(23b)

,ln

1,

,,

oizoz

oezoz

zze zza

zzaat

(23c)

dengan ketentuan i untuk sisi masuk, e untuk sisikeluar, dan o adalah posisi awal.

Sisi di mana streamiline keluar dari sel 3Dadalah sisi dengan et terkecil yang dihitung daripersamaan (23a) hingga (23c). Dengan menggunakan

et terkecil, lokasi titik keluar streamline dapatditentukan dengan persamaan berikut,

ooxexixx

e xtaax ,, exp1 , (24a)

ooyeyiyy

e ytaay ,, exp1 , (24b)

oozezizz

e ztaaz ,, exp1 , (24c)

Perhitungan di atas diulang dari sel ke sel mulaidari sel sumur injektor hingga sel sumur produksi.Time-of-flight dihitung secara analitik menggunakanpersamaan (23),

gb

n

iiet

1, (25)

dengan ketentuan iet , adalah time-of-flight melaluisel i dan ngb adalah jumlah sel yang dilalui oleh stream-line tersebut.

Streamline bertolak dari sel sumur injektor.Dengan asumsi bahwa laju volumetrik yang keluardari masing-masing sisi sel tersebut adalah sama, makalaju volumetrik awal masing-masing streamline dapatdihitung dengan formula berikut,

sf

fsl n

QQ (26)dengan ketentuan Qf adalah laju volumetrik untuk

tiap sisi sel, dan nsf adalah jumlah streamline yangbertolak dari sisi tersebut. Tiap sel paling sedikit harusdilewati satu streamline. Jika tidak ada streamlineyang melewati aktif sel, maka sebuah streamline akandiberangkatkan dari pusat sel tersebut dan berhentisetelah mencapai sel yang berisi streamline. Gambar5 menampilkan time-of-flight koordinat sepanjangstreamline untuk media 2D.

C. Teknik Penyelesaian Persamaan

Gagasan metode sequential streamline adalahmemisahkan persamaan aliran dan transpor kemudiankedua persamaan tersebut diselesaikan secarasequensial. Model aliran pendesakan minyak denganair panas yang diberikan oleh persamaan (5) dan (6)diselesaikan terlebih dahulu dengan metode finite dif-ference dalam sistem koordinat kartesian denganmenggunakan kondisi batas dari persamaan (12).

Bentuk residual diskritisasi ketiga persamaantersebut dalam domain 2D dengan metode finite dif-ference adalah,

1,1,1121,

1,

1,1

1

21,

1,,

v jiv jiv iwv

jiv

jiv

iwv

jiw ppTXppTXR

Gambar 5Time-of-flight ( ) koordinat

dan streamline sebagai fungsi

102


1,11,121,

1,

11,

1

21,

v jiv jiv jwv

jiv

jiv

jwppTYppTY

0 1,,,1, v jiwn jiwwv jiwwb qSStV (27)

untuk fasa air dan,

1,,1 ,,1121,

1,

1,1

1

21,

1,,

v jiv kjiviov

jiv

jiv

iov

jio ppTXppTXR

1,11,121,

1,

11,

1

21,

v jiv jiv jov

jiv

jiv

joppTYppTY

0 1,,,1, v jion jioov jioob qSStV (28)

untuk fase minyak. Bentuk residual untukpersamaan aliran di sumur bila diketahui totallaju alir adalah,

01,,1,11,,1,, v jitv jiwkv jiowowwv jis qppTTR (29)

dengan ketentuan owt qqq .Transmissibilitas, misal untuk arah-x dihitungdengan formula berikut,

21

21, igi TTTX (30a)

1

21,

2

ii

ig

kAx

kAx

T (30b)

1

21,

2

ii

ig

kAx

kAxT (30c)

21

i

rkT

Hasil diskritisasi selanjutnyadilinerisasi dengan metode Newton-Raphson. Bentuk linearisasi persamaan (27) (29) dengan parameter p, Sw, dan

wkp sebagai parameter yang akan dihitung

sebagi fungsi waktu adalah,

vlw

mlw

v

lw

lwl

v

l

lwmw

v

mw

lwm

v

m

lw RSSRpp

RSSRpp

R,,

,

,,,

,

,,

(31)

vlo

mlw

v

lw

lol

v

l

lomw

v

mw

lom

v

m

lo RSSRpp

RSSRpp

R,,

,

,,,

,

,,

(32)

vlslw

v

lw

lsl

v

l

lswk

v

wk

ls RSSRpp

RppR

,,,

,,,

(33)dengan ketentuan l adalah nomor sel, m adalah semua selaktif yang berhubungan dengan sel l, v adalah bilangan iterasiNewton, dan vv XXX 1 di mana X adalah param-eter p, Sw, dan

wkp . Bentuk matriks persamaan (31) hingga

(33) untuk sistem grid seperti Gambar 6 yang memiliki jumlahsel 15 diberikan dalam Gambar 7. J adalah Jacobian ma-trix.

Dalam contoh ini, setiap sel terdiri dari submatriks 2 x 2yang merepresentasikan derivasi persamaan aliran residualpada sel tersebut terhadap parameter yang akan dicari, yaitu(p, Sw). Submatriks tersebut diekspresikan oleh persamaanderivasi berikut,

w

oo

w

ww

SR

pR

SR

pR

J (34)

Gambar 6Sistem sel grid 3 x 5 dalam 2D areal diurut

berdasarkan indeks-j

103


Jadi, tiap grid dari Jacobian matrix terdiri atas 6 6 (atau 2Ny 2Ny) dengan jumlah grid barissebanyak 5 (atau Nx).

Setelah tekanan di masing-masing sel diketahuidari hasil penyelesaian persamaan (34), langkahberikutnya adalah menentukan total kecepatan Darcypada batas antar-sel yang akan digunakan dalammenentukan trayektori streamline. Persamaan Darcyantara dua titik pusat sel adalah,

owtiii

itg

tipp

A

Tu

;121

21

21 (35)

dengan ketentuan total mobilitas fase didefinisikan,

0 if 0 if 1

21 p

p

xti

xti

ti (36)

dan 21iA adalah luas penampang permukaanantarmuka sel. Persamaan yang sama dapat

diturunkan untuk antarmuka sel 21i . Kecepatan

hasil persamaan (35) selanjutnya dibagi hargaporositas di sel bersangkutan. Kecepatan hasilpembagian tersebut digunakan dalam persamaan (23)dan (24) untuk menetukan trayektori streamline.

Gambar 7Struktur Jacobian matrix untuk model pendesakan minyak oleh air panas

dalam domain 2D dengan sistem sel grid pada Gambar 6

104


Setelah trayektori semua streamline diperoleh,langkah selanjutnya adalah menyelesaikan persamaan(7) sepanjang streamline. Untuk itu, persamaan (7)perlu dinyatakan terlebih dahulu dalam koordinat time-of-flight. Persamaan (7) dapat ditulis ulang menjadi,

oowwt HqHqFutE

(37)dengan ketentuan E adalah total energi per satuanvolume yang dapat ditulis,

TCUSUSE rrooowww 1 (38)

dan F adalah laju perpindahan energi secara konveksiyang didefinisikan sebagai,

(39)

Fraksi aliran fase a, fa, adalah,

tf

(40)

Operator divergence () dalam persamaan (37)dapat diurai menjadi,

0 FuuFtE t

t (41)Persamaan (41) berlaku pada sel di luar sumur

injektor (qa = 0). Persamaan (20) digunakan untuktransformasi koordinat spasial 3D menjadi koordinattime-of-flight 1D menjadi,

aFF

tE

(42)

Persamaan (42) diselesaikan secara numerik. Bentukdiskritisasi persamaan tersebut dinyatakan dalam residual adalah,

(43)Nilai variabel antar-sel berdasarkan pada harga pada upstream

sel. Subskrip i adalah grid sepanjang streamline. Superskrip v dann adalah bilangan iterasi Newton. Linearisasi persamaan (43)berdasarkan metode Newton dengan temperatur sebagai variabelyang tidak diketahui adalah,

(44)

Solusi persamaan (44) diperolehsecara iteratif. Solusi dianggapkonvergen bila perbedaan temperaturantar iterasi, T , lebih kecil dari nilaikonvergensi yang ditoleransi.

Diagram alir simulator reservoiruntuk pendesakan minyak oleh air panasyang dikembangkan dalam penelitian iniditampilkan pada Gambar 8.

IV. VALIDASI SIMULATOR

Simulasi pendesakan minyak beratdengan air panas dalam media berporiheterogen (Gambar 9) telah dilakukanuntuk validasi simulator yangdikembangkan. Permeabilitas bervariasidari 285 mD ke 2987 mD. Dimensi res-ervoir adalah 100 m dalam arah-x dan300 m dalam arah-y dengan ketebalan 5m. Reservoir dibagi 40 x 120 x 1 sel grid

Gambar 8Diagram alir streamline simulator reservoiruntuk pendesakan minyak dengan air panas

105


(4800 sel) namun hanya 4547 sel yang aktif. Modelterdiri atas 2 sumur produksi dan 6 sumur injeksi.Kondisi batas di sumur produksi adalah tekanan alirdasar sumur sebesar 10300 kPa. Sedangkan di sumurinjeksi digunakan kondisi batas laju alir 100 m3/hariekuivalen air dingin pada temperatur injeksi 150 oC.Simulator yang dikembangkan dalam penelitian iniselanjutnya disebut TESIS. Validasi dilakukan dengancara membandingkan hasil TESIS dengan STARS,yaitu termal simulator komersial.

Gambar 10 menampilkan hasil simulasi TESISdan STARS. Hasil simulasi TESIS dan STARS cukupselaras hingga 120 hari simulasi. Perbedaan signifikanterjadi setelah puncak produksi minyak tercapai.Perbedaan ini disebabkan karena tekanan yangdihitung oleh simulator TESIS lebih rendahdibandingkan simulator STARS sebagai konsekuensidari metode penyelesaian sekuensial yang digunakandalam TESIS. Gambar 11 menampilkan kinerja sumurpoduksi. Produksi minyak terlihat lebih banyak disumur P2 dibandingkan sumur P1. Hal ini disebabkankarena efek injeksi air panas dari I3, I4, I5, dan I6terasa di sumur P2. Sedangkan P1 hanya mendapatsuntikan dari 2 sumur injektor, yaitu I1 dan I2. Waktuyang diperlukan TESIS untuk simulasi hingga 300 hariadalah 5.29 menit, lebih efisien bila dibandingkandengan STARS yang memerlukan waktu 11.10 menit

Gambar 10Profil produksi lapangan hasil simulasi TESIS dan STARS pada reservoir heterogen

Gambar 9Distribusi permeabilitas dan lokasi

sumur produser dan injektor

106


untuk skema diskritisasi 5 poin dan 8.18 menit untukskema diskritisasi 9 poin.

V. KESIMPULAN

1. Simulator reservoir untuk evaluasi perolehanminyak dengan injeksi air panas sebagai salah satuteknologi EOR telah dikembangkan.

2. Model matematik pendesakan minyak dengan airpanas berdasarkan metode streamline telahdikembangkan dan telah diaplikasikan dalam simu-lator reservoir.

3. Metode sekuensial di mana solusi persamaanaliran diselesaikan terlebih dahlulu pada koordinatkartesian 3D diikuti solusi transpor energi padakoordinat time-of-flight 1D telah digunakan untukmenyelesaikan model matematik dari prosespendesakan tersebut.

4. Simulator TESIS yang dikembangkan lebih efisienbila dibandingkan dengan komersial simulatorSTARS.

5. Efisiensi dan akurasi model matematik pendesakanminyak dengan air panas dan metode solusipersamaan tersebut yang diusulkan dalampenelitian ini masih perlu terus disempurnakan.Penelitian dalam bidang ini masih sangat terbatassehingga terbuka peluang leading dalam bidangini.

DAFTAR SIMBOL

a = gradien kecepatanCr = panas spesifik batuanf a = fraksi aliran fase aHa = entalpi fase ak = permeabilitas absolutk ra = permeabilitas relatif fase apk = tekanan sel grid pada lapisan kpw = tekanan sumur pada lapisan kQo = fluks untuk tiap streamlineq = source/sink laju alir massa per satuan

volumere = radius pengurasan sumurrw = radius sumurs = koordinat streamline lokalsk = faktor skinS a = saturasi fase aT = temperaturUa = energi dalam fase a

= kecepatan total

u = kecepatan fase at = waktu

t = ukuran time step

Gambar 11Profil produksi sumuran hasil simulasi TESIS dan STARS pada reservoir heterogen

k

107


xk = ukuran sel grid dalam arah-xa = mobilitas fase aa = viscositas fase a r = densitas batuan a = densitas fase a = time-of-flight = porositasKEPUSTAKAAN

1. Fanchi, J.R., 2001. Principles of Applied Reser-voir Simulation, Gulf Professional Publishing, USA.

2. Usman and Arihara, N., 2005. Development ofStreamline-Based Heat Transport Model for Ther-mal Oil-Recovery Simulation, Journal of the Ja-pan Petroleum Institute, 48(1): 9-2.

3. Computer Modeling Group Ltd., 2003. STARSVersion 2003 Users Guide, Calgary.

4. Peaceman, D.W. 1983. Interpretation of Well-Block Pressure in Numerical Reservoir Simula-

tion with Nonsquare Grid Blocks and AnisotropicPermeability, SPE Journal, 23: 531-569.

5. Pollock, D.W. 1988. Semianalytical Computationof Path Lines for Finite Difference Methods,Ground Water, 26(6): 743-750.

6. Datta-Gupta, A., and King, M.J. 1995. ASemianalytical Approach to Tracer Flow Model-ling in Heterogeneous Permeable Media, Ad-vance in Water Resources, 18: 9-24.

7. Batycky, R.P. 1997. A Three-Dimensional Two-Phase Field Scale Streamline Simulator, PhD. Dis-sertation, Stanford University.

8. Cheng, H., Osako, I., Datta-Gupta, A., and King,M. J. 2005. A Rigorous Compressible Stream-line Formulation for Two- and Three-Phase BlackOil Simulation, Proceeding the SPE Annual Tech-nical Conference and Exhibition, SPE 96866,Texas, October.

108

SCREENING TEST DAN KARAKTERISASI SURFAKTAN LEMBARAN PUBLIKASI LEMIGASHESTUTI ENI, DKK. VOL. 44. NO. 2, AGUSTUS 2010: 108 - 116

Screening Test dan KarakterisasiSurfaktan yang Efektif untuk Injeksi KimiaOleh : Hestuti Eni1), Ego Syahrial2), Sugihardjo3)1)Peneliti Pertama, 2)Pengkaji Teknologi, 3)Peneliti Madya, pada Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Minyak dan Gas BumiLEMIGASJl. Ciledug Raya Kav. 109, Cipulir, Kebayoran Lama, Jakarta Selatan 12230Tromol Pos : 6022/KBYB-Jakarta 12120, Telepon : 62-21-7394422, Faksimile : 62-21-7246150Teregistrasi I Tanggal 01 Maret 2010; Diterima setelah perbaikan tanggal 25 Maret 2010Disetujui terbit tanggal: 31 Agustus 2010

S A R I

Penelitian ini dilatarbelakangi perlunya aplikasi EOR khususnya chemical injection mengingatproduksi minyak yang semakin menurun, meningkatnya kebutuhan energi dalam negeri dan tingginyaharga minyak dunia pada lapangan-lapangan minyak tua yang masih mempunyai sisa minyakcukup banyak di dalam reservoir.

Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui korelasi antara karakteristik kandungan surfaktandan hasil uji screening beberapa surfaktan yang sudah ada untuk proses pendesakan minyaktahap lanjut agar didapatkan informasi raw material surfaktan yang mempunyai kinerja efektif .

Metodologi penelitian terbagi dalam 3 langkah, yaitu uji screening, karakterisasi surfaktandan analisis korelasi hasil uji screening dengan hasil karakterisasi kandungan surfaktan. Penelitiandilakukan dengan sampel 10 jenis surfaktan yang selama ini menghasilkan oil recovery relatiftinggi pada uji chemical flooding, sampel minyak dari lapangan Ogan dengan viskositas 15 cPdan suhu reservoar 85oC.

Dua buah surfaktan, yaitu RIPED-1 dan 13#A4 menunjukkan kinerja yang baik pada semuaparameter uji screening, dan keduanya berbahan dasar nabati. Oleh karena itu, pada penelitianlanjutan mendatang, akan dibuat surfaktan dengan bahan dasar nabati.Kata kunci : surfaktan, karakterisasi, korelasi, uji screening

ABSTRACT

This research is based on several facts i.e. declining oil production sharply since 1995,increasing energy demand, and high oil prices. On the other hand, Indonesia has a lot ofdepleted oil fields with high remaining oil. EOR technology, especially chemical injectionhas been proven in the oil fields in several countries with oil recovery until 28%, so thatchemical injection in Indonesian oil fields must be applied.

The purpose of this study was to determine the correlation between the characteristicsand content of surfactant with screening tests results of several existing surfactants that itshave been applied for enhanced oil recovery process so that information about raw mate-rials for surfactant with effective performance will be obtained.

Research methodology is divided into 3 stages, i.e. screening tests, surfactant charac-terization and correlation analysis the results of screening tests with surfactant contentcharacterization. Research conducted to 10 samples of surfactant that produces a rela-tively high oil recovery in chemical flooding test, oil sample has viscosity 15 cP from Oganoil field with reservoir temperature 85oC.

109


1. PENDAHULUAN

Penurunan produksi minyak secara tajam terjadisejak tahun 1995 sementara kebutuhan akan minyakterus meningkat. Adalah bukan hal mudah untukmenemukan cadangan minyak baru. Di sisi lain, In-donesia mempunyai banyak lapangan minyak de-pleted yang mempunyai kandungan minyak tersisamasih relatif tinggi. Alasan itulah yang menjadikanEOR perlu untuk diaplikasikan.

Salah satu metode EOR yang dewasa ini mulaidikembangkan karena terbukti proven adalah injeksikimia. Di beberapa negara, injeksi kimia sudah mampumeningkatkan recovery minyak sampai 28%. Salahsatu bahan kimia yang digunakan untuk injeksi kimiaadalah surfaktan.

Surfaktan singkatan dari surface active agent.Surfaktan mempunyai 2 sisi hidrofil dan lipofil,karenanya surfaktan mempunyai sifat terkonsentrasidi 2 sisi sekaligus. Sifat inilah yang menjadi alasandigunakannya surfaktan untuk EOR, yaitumenurunkan tegangan antarmuka (IFT).

Agar surfaktan efektif dalam meningkatkan %oil recovery, surfaktan harus mampu menurunkanIFT sampai 10-3 Dyne/cm sebagaimana ditampilkandalam Gambar 1.

Dari grafik terlihat bahwa % oil recovery akanmeningkat dengan meningkatnya Capillary Number(Nc). Sedangkan nilai Nc diperoleh berdasarkanpersamaan berikut :Nc = n /s cosqdi mana :Nc = Capillary Number = Darcy Velocity = Viscosity = Interfacial Tension = wetting angle

Darcy velocity, viscosity dan wetting angleadalah variabel-variabel yang tidak bisa diubahnilainya, sedangkan nilai IFT bisa diubah denganpenambahan surfaktan. Karenanya, agar nilai Ncnaik, nilai IFT harus diturunkan.

Dewasa ini surfaktan lebih dikenal sebagai bahanuntuk keperluan sehari-hari seperti sabun, deterjenatau bahan pembersih lainnya. Masih sangat sedikitsurfaktan yang digunakan untuk tujuan EOR.Karenanya, untuk lebih meyakinkan bahan yangcocok untuk surfaktan sehingga mempunyai kinerjayang efektif, penelitian ini dilakukan..

Penelitian ini terdiri atas screening test, ujikarakterisasi dan analisis korelasi yangmenghubungkan antara kinerja surfaktan dankandungan bahan dalam surfaktan.

II. PERCOBAAN

Penelitian dilakukan terhadap 10 jenis surfaktan,yaitu :1. RIPED-1 2. Surplus 13A3. GS 4. Oil Chem5. CS2000 6. 13#A47. A-M 8. Greenzyme9. TFSA 10. MES

Sampel fluida berupa minyak dari lapanganOgan#14 dengan suhu reservoir 85oC dan mempunyaiviskositas 12 cP dan air formasi dengan salinitas 0ppm, 15000 ppm dan 30000 ppm.

A. Screening Test

Ada beberapa uji screening yang dilakukan yaituuji kompatibilitas, pengukuran IFT, dan uji ketahananterhadap panas.

Semua uji dilakukan dengan variabel konsentrasilarutan 0,1%, 0,3% dan 1% dan variabel salinitas airformasi 0 ppm, 15000 ppm dan 30000 ppm.

Uji kompatibilitas dilakukan dengan melarutkansurfaktan pada air formasi dan mengamati perubahanyang terjadi pada larutan. Diharapkan surfaktan larutsempurna, tidak terbentuk endapan/gumpalan yangkemungkinan akan menyumbat pada saat diinjeksikanke dalam batuan.

Pengukuran IFT dilakukan menggunakan alatSpinning Drop Interfacial Tensiometer. Pada tubesampel dimasukkan larutan surfaktan sampai penuh,kemudian disuntikkan minyak sebanyak 2 mL. Alatdisett pada 3000-5000 rpm.

Two surfactants, RIPED-1 and 13#A4 showed good performances on all parameters of screeningtests, and both are made from vegetable base. Therefore, in the future research will be made surfactantsfrom vegetable base raw material.Keywords : surfactant, characterization, correlation, screening test

110


Uji ketahanan terhadap panas dilakukan denganmemanaskan larutan surfaktan pada suhu reservoirselama 2 bulan. Secara berkala dilakukan pengamatanterhadap larutan dan pengukuran IFT.

B. Karakterisasi Surfaktan

Karakterisasi surfaktan ini dilakukan gunamendapatkan informasi kandungan surfaktan baiksecara kualitatif maupun kuantitatif. Analisis kualitatifdimaksudkan untuk mengetahui senyawa-senyawayang terkandung dalam surfaktan, sedangkan analisiskuantitatif dimaksudkan untuk mengetahui berapabanyak senyawa-senyawa tersebut ada dalamsurfaktan.

Analisis surfaktan dengan GC-MS (Gas Chro-matography Mass Spectrometry) hanyamenghasilkan komposisi dengan gugus hidrofob.Sehingga sampel surfaktan diekstraksi untuk

memisahkan gugus hidrofilnya. Oleh karena itu,diperlukan alat lain, seperti LCMS (Liquid Chroma-tography-Mass Spectrometry) guna mendapatkaninformasi semua senyawa-senyawa yang ada dalamsurfaktan tanpa harus diekstrak terlebih dulu.

C. Analisis Korelasi

Analisis korelasi dilakukan untuk mencarihubungan antara senyawa yang terkandung dalamsurfaktan dengan kinerja surfaktan yang diketahui darihasil uji screening, terutama nilai IFT yang dihasilkansurfaktan. Dari korelasi tersebut, akan didapatkaninformasi bahan / material pembuat surfaktan terbaik(menurunkan IFT sampai 10-3 Dyne/cm). Informasiini akan digunakan untuk penelitian selanjutnya, yaitumembuat surfaktan yang dapat bekerja secara efektifpada injeksi kimia.

Gambar 1Nc vs Oil Recovery

111


Gambar 3Lebar drop minyak pada pengukuran IFT

III. HASIL DAN DISKUSI

A. Screening Test

1. Uji Kompatibilitas

Uji kompatibilitas dilakukan untuk mengetahuiseberapa besar kecocokan antara surfaktan denganair formasi dari suatu reservoir. Uji ini merupakan ujipaling awal sebelum uji-uji lain dilakukan. Apabilapada uji ini surfaktan tidak lolos (tidak kompatibel),maka surfaktan dianggap tidak layak untuk reservoiryang bersangkutan. Karenanya, uji-uji lainnya tidakperlu dilakukan. Ada tiga kemungkinan yang akanterbentuk pada pencampuran surfaktan dengan airformasi, yaitu :1. Larutan sempurna

Terbentuk campuran yang jernih, 1 fase.2. Koloid (milky)

Terbentuk campuran yang terlihat seperti air susu(milky), 1 fase.

3. SuspensiTerbentuk campuran 2 fase, cairan dan padatandi mana butiran/gumpalan terlihat sangat jelas.Pada uji kompatibilitas diharapkan campuran yang

terbentuk adalah larutan sempurna atau koloid,sedangkan suspensi sangat tidak diharapkan karenadikhawatirkan akan terjadi penyumbatan pada saatlarutan surfaktan diinjeksikan ke dalam batuan.

Dari semua surfaktan yang diuji, surfaktan Sur-plus #13A, GS, Greenzyme dan TFSA menghasilkanlarutan jernih, surfaktan RIPED-1 dan 13#A4menunjukkan milky sedangkan 4 surfaktan lainnyamenunjukkan terbentuknya gumpalan. Hasil secaradetail ditampilkan pada Tabel 1. Gambar 2menampilkan contoh larutan surfaktan 13#A4 yangmenghasilkan larutan milky.

2. Pengukuran IFT

IFT (Interfacial Tension) atau teganganantarmuka merupakan parameter yang sangat pentinguntuk menentukan apakah suatu jenis surfaktan bagusatau tidak sebagai injection chemical.

Nilai IFT adalah fungsi dari lebar drop minyakyang sebagai akibat dari kinerja larutan surfaktan.Gambar 3 menunjukkan contoh hasil pengukuran IFT.

Dari 10 surfaktan, surfaktan RIPED-1 dan 13#A4mempunyai nilai IFT sekitar 10-3 Dyne/cm, sedangkan8 surfaktan lainnya, hampir semuanya berada pada

range 10-1 - 100 Dyne/cm. Bahkan, ada beberapayang tidak bisa terukur (ND pada tabel). Hasil secaradetail ditampilkan pada Tabel 2.

3. Uji Thermal Stability

Uji thermal stability dimaksudkan untukmengetahui pengaruh panas terhadap kinerjasurfaktan. Diharapkan kinerja surfaktan tidakterpengaruh (menurun) karena pemanasan. Uji initerdiri atas 2 macam, yaitu uji kualitatif dan kuantitatif.

Uji kualitatif dilakukan dengan mengamatiperubahan yang terjadi pada larutan, sedangkan ujikuantitatif dilakukan dengan pengukuran IFT secaraberkala tiap waktu tertentu, dalam hal ini diambilwaktu 1 hari, 7 hari dan 60 hari pemanasan.Diharapkan pada hasil pengamatan larutan tidakterbentuk gumpalan/butiran, sedangkan nilai IFTdiharapkan tetap stabil (rendah) atau menurun.

Gambar 2Uji Kompatibilitas Surfaktan 13#A4

112


Tabel 1Uji Kompatibilitas

Table 2Hasil Pengukuran IFT

Concentration

(%) 0 ppm 15000 ppm 30000 ppm

0.1 light m ilky light m ilky m ilky, white 0.3 m ilky m ilky m ilky, white

1 hard m ilky hard m ilky hard m ilky, white0.1 clear clear clear0.3 clear clear light m ilky1 m ilky, white clear m ilky

0.1 clear clear, white clear0.3 clear clear clear1 clear clear clear

0.1 light m ilky clear, aggrom eration clear, aggrom eration 0.3 m ilky clear, aggrom eration light m ilky

1 hard m ilky clear, aggrom eration light m ilky 0.1 clear clear, aggrom eration light m ilky, clear aggrom eration 0.3 clear clear, aggrom eration light m ilky, clear aggrom eration

1 clear clear, aggrom eration light m ilky, clear aggrom eration0.1 light m ilky, yellowfish m ilky m ilky, yellowfish0.3 m ilky, yellowfish m ilky, yellowfish hard m ilky, yellowfish1 hard m ilky, brown m ilky, brownish hard m ilky, yellowfish

0.1 clear clear, aggrom eration turbit0.3 clear clear, aggrom eration turbit1 clear m ilky, aggrom eration turbit

0.1 clear clear clear 0.3 clear clear clear

1 clear clear clear, yellowfish 0.1 clear clear clear 0.3 clear clear clear

1 clear clear clear0.1 light m ilky clear, aggrom eration turbit0.3 m ilky m ilky, aggrom eration turbit1 m ilky clear, aggrom eration m ilky

Form ation water salinity

1 RIPED I

2 Surplus 13 A

5 CS 2000

SurfactantNo

3 GS

4 Oil Chem

10 MES

8 Greenzym e

9 TFSA

6 13#A4

7 A-M

RIPED I Surplus 13 A GS Oilchem CS2000 13#A4 A-M Greenzyme TFSA MES

0.1 9,610E-01 1,454E+00 7,954E+00 9,917E-02 7,701E+00 1,202E+00 4,714E+00 5,966E+00 2,301E+00 ND0.3 ND 1,671E+00 5,135E+00 6,644E-01 4,875E+00 7,451E-02 2,800E+00 1,181E+01 1,691E+00 ND1 1,053E+00 1,266E+00 6,532E+00 1,394E-01 3,106E+00 8,746E-02 2,857E-01 6,062E+00 4,807E-01 ND

0.1 6,195E-02 9,629E-01 4,996E+00 ND 7,359E-01 ND ND 4,404E+00 5,489E-01 ND0.3 4,320E-03 7,636E-01 4,806E+00 ND 7,548E-01 4,914E-03 1,255E-01 4,913E+00 5,352E-01 1,041E+001 2,735E-02 7,473E-01 5,134E+00 1,140E-01 1,439E-01 3,058E-02 7,641E-03 3,747E+00 2,449E-01 4,150E-02

0.1 2,281E-03 5,515E-01 3,699E+00 3,929E-01 6,825E-01 2,281E-03 ND 2,334E+00 4,213-01 ND0.3 1,168E-03 7,099E-01 3,530E+00 1,879E+00 6,692E-01 1,168E-03 1,758E+00 3,163E+00 3,633-01 ND1 3,761E-03 1,618E-01 3,868E+00 3,327E-01 6,073E-01 2,863E-03 3,892E-03 3,883+00 1,394E+00 5,764E-01

15000

30000

IFTFormation

water salinity

ppm

concentration %

0

113


Setelah dipanaskan selama 60 hari pada suhureservoir, yaitu 85oC, penggumpalan terjadi pada 5surfaktan, yaitu Surfaktan GS, Oilchem, CS2000, A-M dan MES. Sedangkan lainnya terlihat jernih danmilky tetapi tidak ada gumpalan (Tabel 3).

Pada pengukuran IFT secara berkala, didapatkanbahwa surfaktan RIPED-1, Surplus#13A dan 13#A4menunjukkan nilai IFT yang stabil, bahkan menurunsetelah pemanasan selama 60 hari. Sementara yanglainnya nilai IFT meningkat. Sebagai contoh,ditampilkan hasil pengukuran IFT untuk surfaktan13#A4 yang cenderung menurun, dan CS2000 yangcenderung meningkat. (Gambar 4).

B. Karakterisasi Surfaktan

Semua sampel surfaktan dianalisis menggunakanGC-MS. Surfaktan memiliki dua sisi aktif yaitu polardan non-polar. Analisis GC-MS tidak memperbolehkan

Tabel 3Hasil pengamatan Uji Thermal Stability

sisi polar (air) ikut dianalisis sehingga sampel diekstrakdengan pelarut kimia dan hanya sisi nonpolar yangdianalisis. Perlakuan ekstraksi ini memungkinkancabang karbon yang pendek akan ikut di bagian po-lar hingga tidak teranalisis.

Hasil uji GC-MS di tampilkan dalam grafik yangmemuat puncak-puncak yang kemudiandiinterpretasikan dari data base yang ada. Gambar5 menampilkan 2 contoh hasil analisis GC-MS.

Senyawa penyusun surfaktan 13#A4 didominasibahan-bahan nabati seperti lineoleic acid, oleic acid,stearic acid, oleic acid ethyl esther dan lain-lain.Sedangkan surfaktan CS2000 didominasi senyawanon-organik seperti hexadecane, pentadecenasehingga disimpulkan surfaktan CS2000 berasal daripetroleum.

Analisis hasil karakterisasi surfaktan denganhanya menampilkan hasil interpretasi yang

Concentration

(%) 0 1 7 8

0.1 milky, white milky, white light milky, white milky 0.3 milky, white milky, white milky, white milky, yellowfish1 hard milky, white hard milky, white hard milky hard milky

0.1 clear clear clear clear0.3 milky clear clear clear1 milky milky clear clear

0.1 clear clear clear clear0.3 clear clear clear clear, aggormeration1 clear clear, aggromeration light milky light milky, aggromeration

0.1 clear, aggromeration light milky light milky, aggromeration light milky 0.3 light milky milky, aggromeration milky, aggromeration milky1 light milky milky, aggromeration milky, aggromeration milky

0.1 light milky, aggromeration light milky, aggromeration light milky milky 0.3 light milky, aggromeration light milky, aggromeration light milky, aggromeration milky, white1 light milky, aggromeration light milky, aggromeration light milky milky, white

0.1 milky, yellowfish milky, yellowfish milky milky0.3 milky, yellowfish milky, yellowfish milky, yellowfish milky, yellowfish1 hard milky, yellowfish hard milky, yellowfish hard milky, yellowfish hard milky, yellowfish

0.1 turbit clear, aggromeration clear, aggromeration light milky0.3 turbit milky, aggromeration milky, aggromeration milky1 turbit hard milky, aggromeration hard milky, aggromeration

0.1 clear clear clear clear 0.3 clear clear clear clear1 clear clear clear clear

0.1 clear clear light milky clear 0.3 clear clear light milky clear1 clear clear clear clear

0.1 turbit clear clear, aggromeration clear0.3 turbit clear clear, aggromeration clear1 milky clear clear, aggromeration turbit, aggromeration

10 MES

Day

8 Greenzyme

9 TFSA

6 13#A4

7

2 Surplus 13 A

3 GS

A-M

4 Oil Chem

5 CS 2000

No Surfactant

1 RIPED I

114


Gambar 4IFT Surfaktan 13#A4 dan CS2000 pada Uji Thermal Stability

Tabel 4Interpretasi Hasil Karakterisasi Surfaktan

No Compound RIPED 1Surplus

13A GSOil

chemCS

2000 13#A4 A-M Greenzyme TFSA MES

1 Oleic Acid2 Oleic Acid ethyl ester3 Oleic Acid Methyl ester4 Linoleic acid5 Linoleic acid methyl ester6 Linoleate acid7 Linoleate acid, methyl ester8 Linoleate acid, ethyl ester9 Palmitic acid10 Palmitic acid methyl ester11 Palmitic acid ethyl ester12 Stearic acid13 Stearic acid methyl ester14 Stearic acid ethyl ester15 Lauric acid16 Lauric acid methyl ester17 Capric acid methyl ester18 Caprylic acid methyl ester19 Caprylic acid ethyl ester20 Arachidic acid methyl ester21 Cerotic acid methyl ester22 Lignoceric acid methyl ester23 Myristic acid methyl ester24 Pelargonic acid methyl ester25 Pentacosanic acid, methyl ester26 Suberic acid, dimethyl ester27 Tricosanoic acid, methyl ester28 7-Octadecenoic acid, methyl ester29 11-Elconsenic acid, methyl ester30 Ethyl linoleat

115


Gambar 5Hasil uji karakterisasi surfaktan 13#A4 dan CS2000 menggunakan GCMS

Tabel 5Analisis Korelasi

Compatibility IFT Thermal Stability

1 RIPED I vegetable2 Surplus 13A vegetable3 GS vegetable4 Oil Chem vegetable5 CS2000 vegetable6 13#A4 vegetable7 A-M vegetable8 Greenzyme vegetable9 TFSA vegetable

10 MES vegetable

Screening ParamaterNo Surfactant Characterization

116


mempunyai tingkat kebenaran di atas 90%menunjukkan bahwa 9 dari 10 surfaktan ( kecualisurfaktan CS2000) didominasi oleh senyawa-senyawa dari bahan nabati, di mana hampir semuasurfaktan mengandung komponen fatty acid methylester (fatty acid ethyl ester) dan fatty acidsebagaimana tertera pada Tabel 4. Sedangkan 1surfaktan (CS2000) tidak mengandung komponentersebut. Dari senyawa yang terkandung didalamnya, diperkirakan surfaktan CS2000 terbuatdari bahan petroleum.

Dari hasil tersebut diperkirakan surfaktanberjenis anionik dari ester sulfonat. Jenis ini memilikistruktur sebagai berikut :R1-CH(SO3-Na

+)-COOR2 atau R1-CH(SO3-Na+)-

COO-Na+

C. Analisis Korelasi

Dari hasil analisis didapatkan bahwa hanya 2surfaktan, yaitu RIPED-1 dan 13#A4 yangmenunjukkan kinerja yang baik pada semua param-eter uji screening, dan keduanya didominasi olehbahan dasar nabati. Hasil analisis secara lengkapditampilkan pada Tabel 5.

IV. KESIMPULAN

Dua buah surfaktan yang menunjukkan kinerjaterbaik untuk chemical injection yaitu surfaktanRIPED-1 dan 13#A4 berbahan dasar nabati, olehkarena itu, pada penelitian lanjutan mendatang, akandibuat surfaktan dengan bahan dasar nabati.

KEPUSTAKAAN

1. Anderson D.R., Bidner M.S., Davis H.T., Man-ning C.D., dan Scriven L.E.,: Interfacial Ten-sion and Phase Behavior in Surfactant - Brine -Oil Systems, SPE, p. 189 - 196, 1976.

2. Laurier L.Schramm, : SURFAKTAN Fundamen-tals and Applications in the Petroleum IndustryCambridge University Press, 2000.

3. Holm L.W., Robertson S.D.,:Improved Micel-lar-Polimer Flooding with High pH Chemicals,SPE 7583, Okt. 1978.

4. Sugihardjo,Capillary Desaturation Curves forEvaluating Surfactant Performance by CoreFlooding Experiments, Lemigas Scientific Con-tributions Volume 32, April 2009, Jakarta.

117

METODE KROMATOGRAFI GAS LEMBARAN PUBLIKASI LEMIGASDESRINA VOL. 44. NO. 2, AGUSTUS 2010: 117 - 128

Metode Kromatografi Gas untuk FingerprintingTumpahan Minyak Bumi di Perairan.Perlunya Korelasi Antar-LaboratoriumOleh : R.Desrina*)Peneliti Madya pada Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Minyak dan Gas Bumi LEMIGASJl. Ciledug Raya Kav. 109, Cipulir, Kebayoran Lama, Jakarta Selatan 12230Tromol Pos : 6022/KBYB-Jakarta 12120, Telepon : 62-21-7394422, Faksimile : 62-21-7246150Teregistrasi I Tanggal 10 Maret 2010; Diterima setelah perbaikan tanggal 31 Maret 2010Disetujui terbit tanggal: 31 Agustus 2010

S A R I

Metode Identifikasi Minyak Bumi yang juga sering disebut sebagai Metode Fingerprinting,tidak saja berguna untuk mengidentifikasi tumpahan minyak di perairan, namun juga bergunabagi keperluan eksplorasi (karakterisasi dan maturasi minyak bumi) dan kegiatan produksi(kontinuitas reservoir, kebocoran pipa, dsb.)

Berbagai metode analitik untuk keperluan identifikasi ini telah banyak dicoba dan dikembangkan,antara lain Rasio Ni/V, Isotop Sulfur, Isotop Nitrogen, Spektrometri Inframerah, SpektrometriFluoresensi, Kromatografi Gas, GC-MS dsb. Metode mana yang dipilih ditentukan oleh kemampuandan fasilitas yang tersedia di laboratori

lpl volume 44, nomor 2, agustus 2010

Documents