nodal system analisis
TRANSCRIPT
NODAL NODAL SYSTEM SYSTEM ANALYSISANALYSIS
1. PENDAHULUAN
1. Komponen formasi produktif reservoir. 2. Komponen komplesi. 3. Komponen tubing.4. Komponen pipa salur 5. Komponen restriksi/jepitan.6. Komponen separator.
Separator
Flow line
Kepala Sumur
Casing
Tubing
Safety Valve
FormasiProduktif
PackerSkin
Dasar Sumur
GAMBAR 1Sistim Sumur Produksi
2. Perkiraan Laju Produksi Sumur dengan Menggunakan Analisa Sistim Nodal
P P P Pwf sep f t
3. Prosedur Analisa Sistim Nodal Untuk Titik Nodal di Dasar Sumur
1.Untuk kondisi “open hole”
2. Untuk kondisi dasar sumur di perforasi.
FormasiProduktif
SeparatorKepala Sumur
Dasar Sumur
PackerSkin
Gambar 2Arah Perhitungan Untuk Titik Nodal di Dasar Sumur
3.1.1. Contoh Soal Analisa Sistim Nodal dengan Titik Nodal di Dasar Sumur Untuk Kondisi Open Hole
Diketahui:Panjang pipa salur = 300 ftDiameter pipa salur = 2 inKedalaman sumur = 5000 ftDiameter tubing = 2 3/8”Kadar Air = 0Perbandingan gas cairan = 400 SCF/bblTekanan statik = 2200 psi
Tentukan laju produksi yang diperoleh dengan menggunakan dasar sumur sebagai titik Nodal.
Perhitungan:1. Pada kertas grafik kartesian, buat sistim koordinat dengan tekanan pada sumbu tegak dan laju produksi pada sumbu
datar. Lihat Gambar 3.2. Berdasarkan J = 1.0 dan Ps = 2200psi, hitung Pwf pada
berbagai anggapan harga q, yaitu sebagai berikut:
J
qPP swf untuk q = 200 bbl/hari
P psiwf 2200200
1200 ~
Untuk laju produksi yang lain di peroleh hasil seperti pada tabel berikut :
qanggapan
Pwf
200 2000
400 1800
600 1600
800 1400
1000 1200
1500 700
3. Buat kurva IPR dengan memplot q vs Pwf dari Tabel dilangkah 4. Gunakan langkah kerja di Bab II, untuk menentukan tekanan kepala sumur pada aliran mendatar.
Hasil perhitungan adalah sebagai berikut:
qanggapan
Psep Pwh
200 100 115
400 100 140
600 100 180
800 100 230
1000 100 275
1500 100 420Catatan: Gunakan grafik pressure aliran mendatar untuk diameter pipa = 2”, GLR = 400 SCF/STB dan pada q anggapan.
5. Tentukan tekanan alir dasar sumur, berdasarkan tekanan kepala sumur dengan menggunakan langkah kerja Bab II. Gunakan grafik pressure traverse aliran tegak untuk diameter tubing 2 3/8”, GLR = 400 SCF/STB, KA = 0 dan q anggapan.
Hasil perhitungan adalah sebagai berikut:
qanggapan
Pwh Pwf
200 115 750
400 140 880
600 180 1030
800 230 1190
1000 275 1370
1500 420 1840
6. Plot q terhadap Pwf dari langkah 5, pada kertas grafik di Gambar 3. Kurva ini disebut kurva Tubing Intake.7. Perpotongan antara kurva IPR dengan kurva tubing intake, menghasilkan laju produksi sebesar 900 bbl/hari8. Laju produksi yang diperoleh = 900 bbl/hari
0
500
1000
1500
2000
2500
0 400 800 1200 1600
Qo
Pwf
Gambar 3Kurva Analisa Sistim Nodal pada Titik Nodal di Dasar Sumur Untuk
Kondisi Lubang Sumur “Open Hole”
3.2.1. Contoh Soal Analisa Sistim Nodal dengan Titik Nodal di Dasar Sumur Untuk Kondisi Lubang Sumur Diperforasi
Diketahui:
Panjang pipa salur = 3000 ft Diameter pipa salur = 2 in Kedalaman sumur = 5000 ft Diameter tubing = 2 3/8” Perbandingan Gas-Cairan = 400 SCF/STB Tekanan Statik Sumur = 2200 psi Tebal formasi produktif = 20 ft Permeabilitas Formasi = 162 md Kerapatan perforasi = 2, 4, 6, 8, 10 SPF Panjang lubang perforasi = 11.6 inch Diameter lubang perforasi = 0.51 inch Teknik Perforasi = “overbalanced” Viscositas minyak = 2.5 cp Densitas minyak = 30 lbm/cuft Faktor Volume Formasi minyak = 1.083 bbl/STB
Tentukan laju produksi yang diperoleh dengan menggunakan dasar sumur sebagai titik Nodal, dengan memperhitungkan kerapatan perforasi !
Perhitungan:
1. Pada kertas grafik kartesian, buat sistim koordinat dengan tekanan pada sumbu tegak dan laju produksi pada sumbu datar. Lihat Gambar 4.
2. Berdasarkan PI =1.0 dan Ps = 2200 psi, hitung Pwf pada berbagai anggapan harga q, yaitu sebagai berikut:
pwf Psq
PI ; untuk q = 200 bbl/hari
P psiwf 2200200
1200 ~
Untuk laju produksi yang lain diperoleh hasil seperti pada tabel berikut:
qanggapan
Pwfq
AnggapanPwf
200 2000 800 1400
400 1800 1000 1200
600 1600 1500 700
3. Berdasarkan hasil perhitungan kehilangan tekanan sepanjang salur dan tubing untuk beberapa harga laju produksi, (telah dihitung di contoh soal sebelumnya) diperoleh tekanan alir dasar sumur (di kaki tubing), sebagai berikut:
qangapan
Pwh Pwf
200 115 750
400 140 880
600 180 1030
800 230 1190
100 275 1370
1500 420 1840
4. Hitung perbedaan tekanan antara tekanan di permukaan formasi produktif dengan tekanan di kaki tubing, sebagai berikut:
qPwf
(sandface)
Pwf
(tubing)Beda
Tekanan
200 2000 750 1250
400 1800 880 920
600 1600 1030 570
800 1400 1190 210
1000 1200 1370 -
1500 700 1840 -
Plot perbedaan tekanan tersebut terhadap laju produksi, di Gambar 4.
5. Berdasarkan data perforasi, hitung kehilangan tekanan sepanjang perforasi untuk kerapatan perforasi 2, 4, 6, 8, dan 10 SPF,. Persamaan kehilangan tekanan sepanjang perforasi untuk data tersebut, telah dihitung di Modul II, dan telah diperoleh hubungan berikut:
P P q qwfs wf 0 024621 30 4432. .
Hasil perhitungan kehilangan tekanan untuk setiap kerapatan perforasi adalah sebagai berikut:
LajuProduksi
2SPF 4SPF 6 SPF
q/perf P Q/perf P q/perf P
200 5 152.83 2.50 76.26 1.67 50.81
400 10 306.89 5.00 152.83 3.33 101.75
600 15 462.18 7.50 229.71 5.00 152.83
800 20 618.71 10.00 306.89 6.67 204.05
1000 25 776.46 12.50 384.38 8.33 215.40
1500 37.5 1176.24 18.75 579.46 12.50 384.38
LajuProduksi
8 SPF 10 SPF
q/perf P q/perf P
200 1.25 30.47 1.00 34.10
400 2.50 60.98 2.00 68.25
600 3.75 91.55 3.00 102.45
800 5.00 122.17 4.00 136.69
1000 6.25 152.83 5.00 170.99
1500 9.375 229.71 7.50 256.95Plot antara perbedaan tekanan tersebut terhadap laju
produksi pada kertas grafik di Gambar 4
6. Perpotongan antara kurva perbedaan tekanan di kaki tubing dengan tekanan di permukaan formasi produktif dan kurva kehilangan tekanan di perforasi, menunjukkan laju produksi yang dihasilkan untuk setiap kerapatan perforasi, yaitu sebagai berikut:
KerapatanPerforasi (SPF)
LajuProduksi (STB/H)
2 648
4 752
6 800
8 836
10 840
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
0 400 800 1200 1600
Qo
dPwf
IPR
2 spf
4 spf
6 spf
8 spf
10 spf
Gambar 4Kurva Analisa Sistim Nodal pada Titik Nodal di Dasar
Sumur UntukKondisi Lubang Diperforasi
3.2.2. Contoh Soal Analisa Sistim Nodal dengan Titik Nodal di Dasar Sumur Untuk Kondisi Lubang Sumur Diperforasi dan dipasang Gravel-pack
Diketahui:
Panjang pipa salur = 3000 ft Diameter pipa salur = 2 in Kedalaman sumur = 5000 ft Diameter tubing = 2 3/8” Kadar Air = 0 Perbandingan gas cairan = 400 SCF/bbl Tekanan statik = 2200 psi Tebal formasi produktif = 20 ft Permeabilitas formasi = 162 md Kerapatan perforasi = 2, 4, 6, 8, 10 SPF Diameter dalam casing = 6.875 in Diameter lubang bor = 9.875 in Ukuran gravel = 50 mesh Permeabilitas gravel = 45000 md Viskositas minyak = 2.5 cp Densitas minyak = 30.0 lbm/cuft Panjang lubang perforasi = 11.6 in Dimeter lubang perforasi = 0.51 in Diameter lubang perforasi = 0.51 in Faktor Volume formasi minyak = 1.083 bbl/STB
Tentukan laju produksi yang diperoleh dengan menggunakan dasar sumur sebagai titk Nodal, dengan memperhitungkan kerapatan perforasi dan gravel pack.
Perhitungan:1. Pada kertas grafik kartesian, buat sistim koordinat dengan tekanan pada sumbu tegak dan laju produksi pada sumbu datar.
Lihat Gambar 5 berikut ini:
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
0 400 800 1200 1600
Qo
dPwf
IPR
2 spf
4 spf
6 spf
8 spf
10 spf
Gambar 5Kurva Analisa Sistim Nodal pada Titik Nodal di Dasar Sumur Untuk
Kondisi Lubang Sumur Diperforasi dan Gravel Pack
2. Berdasarkan J = 1.0 dan Ps = 2200 psi, hitung Pwf pada berbagai anggapan harga q, yaitu sebagai berikut:
Pwf Psq
J ; untuk q = 200 bbl/hari
P psiwf 200200
12000
Untuk laju produksi yang lain di peroleh hasil seperti pada tabel berikut:
qanggapan
Pwf
200 2000
400 1800
600 1600
800 1400
1000 1200
1500 700
3. Berdasarkan hasil perhitungan kehilangan tekanan sepanjang pipa salur dan tubing untuk beberapa harga laju produksi, (telah dihitung di contoh soal sebelumnya) diperoleh tekanan alir dasar sumur (di kaki tubing), sebagai berikut:
qangapan
Pwh Pwf
200 115 750
400 140 880
600 180 1030
800 230 1190
100 275 1370
1500 420 1840
4. Hitung perbedaan tekanan antara tekanan di permukaan formasi produktif dengan tekanan di kaki tubing, sebagai berikut:
qPwf
(sandface)
Pwf
(tubing)
BedaTekanan
200 2000 750 1250
400 1800 880 920
600 1600 1030 570
800 1400 1190 210
1000 1200 1370 -
1500 700 1840 -Plot perbdaan tekanan tersebut terhadap laju produksi,
di Gambar 5
5. Berdasarkan data perforasi, hitung luas penampang aliran seluruh perforasi dan konstanta aliran laminar dan turbulen untuk setiap kerapatan perforasi, yaitu 2, 4, 6, 8, dan 10 SPF Hasil perhitungan adalah sebagai berikut:
SPF A C D
2 0.05676 0.909214 5.761078 x 10-4
4 0.11352 0.45607 1.440269 x 10-4
6 0.17028 0.303071 6.401197 x 10-5
8 0.22704 0.227304 3.600674 x 10-5
10 0.28380 0.181843 2.304431 x 10-5
6. Hasil perhitungan kehilangan tekanan untuk setiap kerapatan perforasi adalah sebagai berikut:
lajuProduksi
2 SPFp
4 SPFp
6 SPFp
8 SPFp
10 SPFp
200 204.89 96.68 63.17 46.90 37.29
400 455.86 204.89 131.47 96.68 76.42
600 752.93 324.61 204.89 149.34 117.40
800 1096.08 455.86 283.42 204.89 160.22
1000 1485.32 598.63 367.08 263.31 204.89
1500 2660.06 1005.97 598.63 421.97 324.61
Plot antara perbedaan tekanan tersebut terhadap laju produksi pada kertas grafik di Gambar 5
7. Perpotongan antara kurva perbedaan tekanan di kaki tubing dengan tekanan di permukaan formasi produktif dan kurva kehilangan tekanan di perforasi, menunjukkanlaju produksi yang dihasilkan untuk setiap kerapatan perforasi, yaitu sebagai berikut:
KerapatanPerforasi (SPF)
LajuProduksi (STB/H)
2 544
4 704
6 760
8 800
10 830
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
0 400 800 1200 1600
Qo
dPwf
IPR
2 spf
4 spf
6 spf
8 spf
10 spf
Gambar 5Kurva Analisa Sistim Nodal pada Titik Nodal di Dasar Sumur Untuk
Kondisi Lubang Sumur Diperforasi dan Gravel Pack
4. Prosedur Analisa Sistim Nodal Untuk Titik Nodal di Kepala Sumur
Packer
FormasiProduktif
Separator
Kepala Sumur
Dasar SumurGambar 6
Arah Perhitungan Untuk Titik Nodal di Kepala Sumur
4.1. Prosedur Analisa Sistim Nodal Untuk Titik Nodal di Kepala Sumur tanpa Jepitan
4.1.1. Contoh Analisa Sistim nodal dengan Titik Nodal di Kepala Sumur Tanpa Jepitan
Diketahui : Sama seperti contoh soal 3.1.1.
Tentukan laju produksi yang diperoleh dengan menggunakan kepala sumur sebagai titik nodal tanpa menggunakan jepitan.
Perhitungan:
1. Pada kertas grafik kartesian, buat sistim koordinat dengan tekanan sebagai sumbu tegak dan laju
produksi sebagai sumbu datar.
Berdasarkan perhitungan di contoh 3.1.1. butir 4, diperoleh hasil sebagai berikut :
qanggapan
Psep Pwh
200 100 115
400 100 140
600 100 180
800 100 230
1000 199 275
1500 100 420
3. Plot antara q terhadap Pwh pada Gambar 7.4. Berdasarkan perhitungan di contoh soal 3.1.1. butir 2 telah diperoleh harga Pwf untuk berbagai laju produksi anggapan. Dengan menggunakan grafik pressure traverse untuk aliran tegak, tentukan Pwh pada masing-masing q, dan diperoleh hasil sebagai berikut :
qanggapan
Pwf Pwh
200 2000 610
400 1800 540
600 1600 450
800 1400 330
1000 1200 180
1500 700
5. Plot antara q terhadap Pwh pada Gambar 7.6. Perpotongan antara kurva dilangkah 3 dan 5 memberikan laju produksi yang diperoleh.7. Laju produksi yang diperoleh = 900 bbl/hari.
0
200
400
600
800
0 200 400 600 800 1000 1200
Qo
dPwf
Pipa Salur
Tubing
Gambar 7Kurva Analisa Sistim Nodal pada Titik Nodal di Kepala Sumur
4.2. Prosedur Analisa Sistim Nodal Untuk Titik Nodal di Kepala Sumur dengan Jepitan
4.2.1. Contoh Analisa Nodal dengan Titik Nodal di Kepala Sumur dengan Jepitan.
Diketahui :sama seperti contoh 3.1.1.
Tentukan laju produksi yang diperoleh dengan menggunakan kepala sumur sebagai titik nodal, apabila digunakan jepitan dengan ukuran 32/64 in. Gunakan persamaan Gilbert untuk memperkirakan kelakuan aliran fluida dalam jepitan.
Perhitungan:
1. Pada kertas grafik kartesian, buat sistim koordinat dengan tekanan sebagai sumbu tegak dan laju produksi sebagai sumbu datar. Lihat Gambar 8.
2. Berdasarkan perhitungan di contoh soal 3.1.1. butir 2 telah diperoleh harga Pwf untuk berbagai laju produksi anggapan. Dengan menggunakan grafik pressure traverse untuk aliran tegak, tentukan Pwh pada masing-masing q, dan diperoleh hasil sebagai berikut:
QAnggapan
Pwf Pwh
200 2000 610
400 1800 540
600 1600 450
800 1400 330
1000 1200 180
1500 700
3. Plot antara q terhadap Pwh pada Gambar 8, kurva ini adalah kurva tubing.
4. Buat hubungan antara laju produksi dengan tekanan kepala sumur dengan menggunakan persamaan Gilbert, dan diperoleh hubungan seperti ditunjukkan di tabel berikut ini.
qanggapan
Pwh
200 75.34
400 150.68
600 226.08
800 301.36
1000 376.70
1500 565.45
5. Plot laju produksi terhadap tekanan kepala sumur yang diperoleh dari langkah 4, pada kertas grafik di langkah 2, seperti ditunjukkan di Gambar 8. Kurva ini adalah kurva jepitan.
6. Tentukkan perpotongan antara kurva tubing yang diperoleh dari langkah 3 dengan kurva jepitan yang diperoleh dari langkah 5.
7. Perpotongan kedua kurva tersebut menunjukkan laju produksi sebesar 840 STB/hari.
0
200
400
600
800
0 400 800 1200 1600
Qo
Pwh
Jepitan
Tubing
Gambar 8Kurva Analisa Sistim Nodal pada Titik Nodal di Kepala Sumur
Dengan Jepitan
5. Prosedur Analisa Sistim Nodal dengan Titik Nodal di Separator
5.1. Contoh Soal Analisa Sistim Nodal dengan Titik Nodal di separator
Diketahui : Sama seperti contoh soal 3.1.1.
Tentukan laju produksi yang dapat diperoleh dengan menggunakan separator sebagai titik nodal.
Perhitungan:
1.Buat sistim koordinat pada kertas grafik kartesian dengan tekanan sebagai sumbu tegak dan laju produksi sebagai sumbu datar, seperti pada Gambar 8
2. Dari perhitungan contoh soal 3.1.1. langkah 4, telah diperoleh hubungan q terhadap Pwh untuk perhitungan yang diawali dari dasar sumur, yaitu sebagai berikut:
QAnggapan
Pwf Pwh
200 2000 610
400 1800 540
600 1600 450
800 1400 330
1000 1200 180
3. Berdasarkan Pwh di langkah 2, tentukan tekanan di separator, untuk beberapa anggapan laju produksi, Pwh = tekanan upstream dan tekanan di separator, Pins sebagai tekanan downstream.
Hasil perhitungan adalah sebagai berikut:
Qanggapan
Pwh Pe Separator
200 610 595
400 540 525
600 450 410
800 330 255
1000 180
4. Plot q terhadap Pins seperti pada Gambar 8
5. Pada Gambar 2-8, plot tekanan separator = 100 psi pada sumbu tekanan. Kemudian buat garis datar ke kanan sampai memotong kurva di langkah 4. Perpotongan ini menunjukkan laju produksi yang diperoleh, yaitu q = 900 bbl/hari
0
100
200
300
400
500
600
700
800
0 400 800 1200
Qo
dPwf
P-sep
Pipa Salur
Gambar 8Kurva Analisa Sistim Nodal pada Titik Nodal di Separator
