Bab 10 Pipesim Esp
-
Upload
rachmat-kurniawan-uga -
Category
Documents
-
view
514 -
download
84
description
Transcript of Bab 10 Pipesim Esp
BAB X
SOFTWARE PIPESIM
(DESAIN ESP)
10.1. DASAR TEORI
Software Pipesim merupakan simulator produksi yang digunakan untuk
mempermudah dalam proses analisa pemipaan produksi dari dalam reservoir
sampai ke permukaan, baik dalam mendesain maupun optimasi dari sumur
Natural Flowing atau Artificial Lift (Gas Lift, ESP,dan Rod Pump).
Perintah-perintah pada Pipesim terbagi menjadi beberapa macam
tergantung kegunaannya, berikut pembagian perintah-perintah pada Pipesim:
a) Well Performance
Tubing, digunakan untuk:
Konfigurasi tubing
Peralatan bawah permukaan
Pemasangan artificial lift (Gas Lift & ESP)
Detail tubing, MD/TVD dari tubing
Vertical Completion, memodelkan aliran fluida dari reservoir ke dasar
sumur menggunakan IPR pada sumur vertical.
Data yang dimasukkan:
Temperatur reservoir
Tekanan reservoir
Asumsi yang digunakan dalam IPR
Sifat-sifat fluida
Horizontal Completion, memodelkan aliran fluida dari reservoir ke dasar
sumur menggunakan IPR pada sumur horisontal.
Nodal Analysis Point, membagi sistem menjadi dua untuk dilakukan
analisa nodal. NA point diletakkan di antara dua obyek.
b) Pipeline and Facilities
Select Arrow, untuk memilih dan meletakkan obyek pada area kerja.
Text, memberi keterangan pada model.
Junction, tempat dimana dua atau lebih cabang bertemu. Fluida yang
berasal dari cabang-cabang yang ada akan bercampur di junction. Di
junction tidak terjadi penurunan tekanan atau perubahan temperatur.
Branch, menghubungkan antara junction dengan junction atau source/sink
denga junction.
Source, titik dimana fluida mulai memasuki jaringan (network).
Stream re-injection, satu titik di dalam jaringan dimana aliran fluida
dialihkan dari separator dan dapat dinjeksikan ke cabang yang lain.
Sink, satu titik dimana fluida keluar dari sistem jaringan.
Production Well, titik dimana fluida mulai memasuki jaringan (network).
Hampir sama dengan Source.
Injection Well, sumur injeksi.
Fold, membagi jaringan menjadi sub-model jaringan dari model jaringan
utama. Digunakan untuk membagi model jaringan yang besar menjadi
sub-sub model.
c) Network Analysis
Select Arrow, untuk memilih dan meletakkan obyek pada area kerja.
Text, memberi keterangan pada model.
Connector, digunakan untuk menghubungkan dua objek dimana tidak
terjadi perubahan tekanan atau temperatur yang signifikan.
Node, digunakan untuk menghubungkan obyek dimana tidak ada
peralatan (equipment) diantara obyek tersebut.
Flowline , untuk memodelkan pipa yang akan digunakan.
Riser , digunakan untuk memodelkan Riser yang digunakan.
Boundary Node, hampir sama dengan Node tapi hanya satu obyek saja
yang bisa dihubungkan.
Source, titik dimana fluida mulai memasuki jaringan (network).
Separator, memodelkan separator yang digunakan.
Compressor, memodelkan compressor yang digunakan.
Expander, memodelkan expander yang digunakan dalam model.
Heat Exchanger , memodelkan Heat Exchanger yang digunakan. Data
yang dimasukkan yaitu perubahan tekanan atau temperatur.
Choke , memodelkan Choke yang digunakan. Data yang dimasukkan
diameter choke, critical pressure ratio, batas toleransi laju alir kritis
Multiplier/Adder , untuk memvariasikan laju alir fluida.
Report, untuk menampilkan hasil perhitungan di titik yang telah
ditentukan.
Engine keyword tool , digunakan untuk memasukkan dan menyimpan
dalam “expert mode”.
Injection point, digunakan untuk menambahkan komposisi pada sistem
utama.
Multiphase Booster , untuk memodelkan booster yang digunakan.
Pump, untuk memodelkan pipa yang digunakan. Data yang dimasukkan,
perbedaan tekanan, tenaga yang diperlukan, dll.
10.2. PROSEDUR PENGERJAAN
10.2.1. Input Data
1. Aktifkan program Pipesim2009 dan klik New Single Branch Model
maka akan tampil page dibawah ini.
Gambar 10.1. Tampilan Page New Single Branch Model
2. Klik Setup, lalu pilih Black Oil, kemudian input data reservoir ke
dalam Stock Tank Properties maka akan tampil page dibawah ini.
Gambar 10.2. Tampilan Page Black Oil Properties
3. Double klick pada Vertical Well, kemudian input data reservoir ke
dalam Vertical Completion Properties maka akan tampil page
dibawah ini. Lalu masukkan data Ps, Temperatur, Model Type, Q, Pwf,
Pws, setelah itu klik Calculate AOFP, maka akan tampil page
dibawah ini.
Gambar 10.3. Tampilan Page Vertical Completion Properties
4. Klik Tubing, pilih Properties lalu pilih Deviation Survey maka akan
tampil page dibawah ini. Kemudian masukkan data MD dan TVD.
Gambar 10.4. Tampilan Page Tubing Properties
5. Pilih Geothermal Survey maka akan tampil page dibawah ini. Lalu
masukkan data MD, Ambient Temp, dan Temp Bottom Hole.
Gambar 10.5. Tampilan Page Tubing Properties
6. Pilih Tubing Configuration, kemudian masukkan data Bottom MD, ID
Tubing, dan ID casing kemudian klik OK, maka akan tampil page
dibawah ini.
10.2.2. Analisa Nodal untuk Natural Flow
1. Klik Nodal Analysis Point, lalu drag tubing ke nodal point, maka akan
tampil page dibawah ini.
Gambar 10.7. Tampilan Page Nodal Analysis Point
2. Klik Operations, lalu pilih Nodal Analysis. Kemudian Input Outlet
Pressure dan Tubing Pressure setelah itu klik Run, sehingga akan
tampil page dibawah ini.
Gambar 10.8. Tampilan Page Kurva Analisa Nodal Natural Flow
10.2.3. Desain ESP
1. Klik Artificial Lift, pilih ESP Design, lalu klik Pump Selection.
Setelah itu input data Pump Design, maka akan tampil page dibawah
ini.
Gambar 10.9. Tampilan Page ESP Design
2. Klik Select Pump , lalu pada kolom Manufacturer pilih Reda, pilih
seri pompa dengan efisiensi paling besar dan klik dua kali, maka akan
tampil page dibawah ini.
Gambar 10.10. Tampilan Page ESP Design – Select Pump
3. Kembali pada tampilan page ESP Design, klik Calculate dan Install
Pump, maka akan tampil page dibawah ini.
Gambar 10.11. Tampilan Page ESP Design – Install Pump
4. Pada tampilan page ESP Design, klik Pump Curve maka akan tampil
page dibawah ini.
Gambar 10.12. Tampilan Page ESP Design Pump Curve
5. Lalu klik Pump Performance Plot, maka akan tampil page dibawah
ini.
Gambar 10.13. Tampilan Page ESP Design Pump Performance Plot
6. Klik Operations, lalu pilih Nodal Analysis, Kemudian Input Outlet
Pressure dan Tubing Pressure setelah itu klik Run Model, maka akan
tampil page dibawah ini.
Gambar 10.14. Tampilan Page Kurva Analisa Nodal ESP Design
10.2.4. Pressure/Temperature Profile
1. Klik Operations pada toolbar, kemudian pilih Pressure/Temperature
Profile. Input data Liquid Rate dan Outlet Pressure, Maka akan tampil
page di bawah ini.
Gambar 10.15. Tampilan Page Pressure/Temperature Profile
2. Klik Run Model, maka akan tampil page dibawah ini
Gambar 10.16. Tampilan Page Grafik Elevation vs Pressure
10.2.5. Analisa Nodal dan Outflow Sensitivity untuk ESP
1. Klik Operations pada toolbar, kemudian pilih Nodal Analysis. Input
data pada kolom Outflow Sensitivity memilih Tubing_1 pada Object dan
ESP Stages (#1_Tubing_1) pada Variable setelah itu isikan harga
asumsi jumlah stage pompa ESP pada kolom Values. Tampilan page
seperti di bawah ini.
Gambar 10.17. Tampilan Pilihan Operation Nodal Analysis
2. Setelah itu pada layar Nodal Analysis klik Run Model. Kemudian
didapatkan kurva IPR dengan Stage Pump dengan titik-titik
perpotongan.
Gambar 10.18. Kurva Analisa Nodal ESP dengan Berbagai Stage
10.3. PEMBAHASAN
Praktikum kali ini adalah analisa sumur menggunakan software Pipesim.
Software ini adalah sebuah terobosan dalam menganalisa suatu sumur karena
semua perhitungan sudah dilakukan, sehingga kita hanya perlu menganalisa hasil
perhitungan tersebut.
Analisa sumur dilakukan dengan tujuan mengetahui performa dari suatu
reservoir yang diproduksikan, sehingga dari performa tersebut bisa dijadikan
acuan metoda produksi yang akan diaplikasikan terhadap sumur tersebut.
Data lapangan yang diperoleh dari sumur SPA 09 mempunyai harga
watercut sebesar 95%. Minyak yang terproduksi memiliki oAPI sebesar 36.154.
Besarnya gas liquid ratio pada sumur SPA 09 adalah 28.7356 scf/stb. Dari hasil
analisa nodal pada kurva natural flow terlihat bahwa sumur SPA 09 tidak dapat
diproduksikan secara natural flow lagi dikarenakan tenaga alami reservoir sudah
tidak mampu mendorong fluida sampai ke permukaan seperti (Gambar 10.8.). Hal
ini terlihat dari kurva IPR dan tubing intake yang tidak berpotongan sehingga
diperlukan metode artificial lift untuk memprodukiskan fluida kepermukaan.
Dari kurva IPR natural flow tersebut, laju produksi maksimum (Qmax) yang
diperoleh adalah 3853.947 STB/day.
Pada sumur ini, dilakukan simulasi metode produksi buatan untuk desain
Electrical Submersible Pump (ESP). Pada awal simulasi, parameter yang
digunakan untuk desain ESP, antara lain: Pump Setting Depth, Casing ID, Design
Production Rate, Design Outlet Pressure, dan yang paling akhir adalah Total
Dynamic Head (TDH).
Sebelum menentukan Pump Setting Depth terlebih dahulu mengetahui
Static Fluid Level (SFL) dan Working Fluid Level (WFL). Dari hasil perhitungan,
Pump Setting Depth yang didapat adalah 3673.56 ft. Laju produksi maksimum
diperoleh dari kurva IPR natural flow yaitu sebesar 2327.114 STB/day,
berdasarkan perhitungan, diperoleh harga design production rate sebesar 696
STB/day.
Pada umumnya pemilihan tipe pompa didasarkan pada besarnya rate
produksi yang diharapkan pada head pengangkatan yang sesuai dan ukuran casing
(check clearances) yang digunakan. Pompa yang digunakan dalam sumur ini
adalah REDA dengan efisiensi yang paling besar adalah DN675 dengan efisiensi
sebesar 60.04 %. kemudian diinstal kedalam profil sumur. Selanjutnya kita dapat
melihat grafik pompa reda yang telah didesain (Gambar 10.12). Grafik tersebut
menunjukan bahwa Qoperating berada di antara Qmax dan Qmin. Kelakukan pompa
berada pada harga effisiensi tertinggi apabila hanya cairan yang terproduksi.
Tingginya volume gas bebas menyebabkan operasi pompa tidak effisien karena
gas akan menyebabkan “gas lock” atau terjebaknya gas di impeller. Jumlah stage
optimum dan laju produksi optimum (Qoptimum) dapat diketahui dari kurva analisa
nodal ESP design (laju produksi (q) vs Tekanan) dengan berbagai jumlah stage
yang telah kita asumsikan yaitu 100, 150, 200, 250, 300, 350, dan 400 (Gambar
10.18).
10.4. KESIMPULAN
1. Dari hasil simulasi menggunakan software Pipesim diperoleh hasil akhir
analisa sebagai berikut:
API Minyak = 36,154
Q design = 696 STB/day
Pump Setting Depth = 3973.564 ft
Efisiensi pompa = 60.04 %
Besarnya daya pompa = 110.89459 hp
Jumlah stage yang disarankan = 163 stages
PIP (Pump Intake Pressure) = 243.38 psia
Pump Discharge Pressure = 1686.4 psia
Head = 3500.3 ft
Densitas liquid = 59.454 lb/ft3
Qoptimum = 610 STB/day
2. Simulasi metode produksi dilakukan dengan menggunakan metode ESP.
3. Kelakukan pompa berada pada harga effisiensi tertinggi apabila hanya
cairan yang terproduksi. Tingginya volume gas bebas menyebabkan
operasi pompa tidak effisien.
4. Pemilihan tipe pompa didasarkan pada besarnya rate produksi yang
diharapkan pada head pengangkatan yang sesuai dan ukuran casing
(check clearances) yang digunakan.
5. Terproduksinya gas akan menyebabkan gas terperangkan antara impeller
dan diffuser, sehingga akan mengurangi efisiensi pompa.
6. Pemilihan motor juga didasarkan pada tabel yang merupakan
ketersediaan horse power motor tersebut di lapangan. Apabila besarnya
horse power yang dibutuhkan motor pada hasil perhitungan tidak tersedia
dalam tabel, maka dipilih motor yang memiliki horse power lebih besar.