BAB V

PENENTUAN KADAR LARUTSAMPEL FORMASI DALAM LARUTAN ASAM

5.1. TUJUAN PERCOBAAN

Tujuan dari percobaan ini adalah untuk menentukan kadar larut formasi

dalam larutan asam sehingga dapat diperoleh informasi atau data yang penting

sebelum melakukan stimulasi. Stimulasi adalah suatu cara untuk meningkatkan

produktivitas minyak dari formasi.

5.2. DASAR TEORI

Setelah sumur diproduksi, laju rata-rata produksi sumur kemungkinan

menurun. Cara yang umum untuk menaikkan laju rata-rata produksi sumur

dengan destimulasi. Ada beberapa cara menstimulasi sumur, yang biasa dilakukan

adalah pengasaman. Pengasaman adalah salah satu cara menstimulasi reservoir

yang terdiri atas batu gamping atau dolomite serta batuan reservoir yang terlarut

dalam asam. Hal ini dilakukan dengan menginjeksikan asam ke dalam reservoir

untuk mendapatkan harga permeabilitas dan porositas yang lebih besar atau lebih

komersial di suatu lapangan minyak.

Asam yang digunakan adalah asam chloride 15% yang akan bereaksi

dengan batuan karbonat sesuai dengan persamaan :

CaCo3 + 2HCl CaCl2 + H2O + CO2

Sebelum dilakukan stimulasi dengan pengasaman harus direncanakan tepat

data-data laboratorium yang diperoleh dari sampel formasi, fluida reservoir dan

fluida stimulasi sehingga informasi yang diperoleh dari laboratorium tersebut

dapat digunakan untuk merencanakan operasi stimulasi dengan tepat. Dan pada

gilirannya dapat diperoleh penambahan produktivitas formasi sesuai dengan yang

diharapkan. Salah satu informasi yang diperlukan adalah daya larut asam terhadap

sampel batuan (acid solubility). Metode ini menggunakan teknik gravimetric

untuk menentukan reaktivitas formasi dengan asam.

Metode pengasaman (Acidizing) dapat dibedakan menjadi 2 macam yaitu :

1. Matrix Acidizing

Dalam metode ini, larutan asam dipompakan atau dinjeksikan agar

melarutkan batuan formasi dan endapan disekitar lubang sumur. Tekanan yang

digunakan lebih kecil daripada tekanan rekah formasi. Dengan demikian asam

dapt bereaksi dengan dinding pori-pori batuan dan akhirnya akan memperbesar

pori. Maksimum radial penetrasi dan larutan asam ini tergantung pada kecepatan

zat asam di dalam pori-pori.

Beberapa asumsi yang dipakai dalam melaksanakan metode ini adalah

sebagai berikut :

a. Formasi homogen

b. Ukuran pori-porinya seragam

c. Penetrasi larutan asam secara uniform dan radial

d. Kecepatan reaksi menurun secara uniform dengan berkurangnya

konsentrasi asam

e. Berat limestone yang terlarut pada setiap penambahan jarak menurun

secara uniform sampai seluruh asam terpakai.

Berdasar asumsi di atas, jarak radial larutan asam akan menembus formasi

sebelum larutan asam terpakai seluruhnya, dapat dirumuskan dengan persamaan

sebagai berikut :

Volume asam yang diinjeksikan = volume pori-pori terinvasi :

qi t = h (ra2 – rw2) ……………………………. (5.1)

ra = + rw2 ……………………………. (5.2)

Jika qi dinyatakan dalam barrel/menit dan t dalam detik, maka di dapat

persamaan :

ra = + rw2 ............................... (5.3)

Dimana : ra = jarak radial penetrasi zat asam, ft.

= porositas, fraksi.

qi = injection rate zat asam, bgl/menit.

rw = jari-jari lubang sumur, ft.

h = ketebalan formasi.

Dalam persamaan di atas, factor yang tidak diketahui adalah spending

time, yang harus ditentukan dalam laboratorium. Spending time tergantung pada

perbandingan luas batuan dengan larutan asam, yang disebut surface area. Untuk

matrix acidizing specific areanya adalah :

S = 102 x 102 ……………….. (5.4)

Dimana :

K = permeabilitas (darcy)

S = specific surface (cm2/cm3)

F = faktor tahanan formasi

Untuk mendapatkan hasil penetrasi dan fluida asam yang baik, perlu

pengurangan kecepatan reaksi dan menaikkan rate injeksi larutan asam ke dalam

formasi. Spending time asam tergantung pula pada tekanan, temperature,

kecepatan asam dalam batuan dan retarding aditivesnya.

2. Fracturing Acidizing

Di dalam operasi acidizing, lrutan zat asam dialirkan melalui rekahan

atau fracturing. Operasi ini dapat dibagi menjadi dua yaitu :

a. Acidizing melalui rekahan yang sudah ada.

Pada metode ini formasi harus terdiri dari banyak rekahan, sehingga tujuan

dari acidizing di sini adalah untuk melarutkan batuan-batuan dari rekahan

tersebut. Kecepatan injeksi selama proses ini dijaga agar tidak melebihi rekahan

formasi.

Dalam mengadakan evaluasi dan acidizing ini, dipakai asumsi sebagai

berikut :

- Rekahan horizontal dan ketebalannya seragam, berkembang secara

radial dari lubang sumur.

- Larutan asam yang bocor ke formasi diabaikan.

- Kecepatan reaksi dari larutan adalah sebanding dengan

konsentrasinya, dan jumlahnya (batuan) yang terlarut berkurang

dengan bertambahnya penetrasi dari larutan asam. Pada kecepatan

injeksi yang konstan, penambahan jumlah asam ke dalam rekahan

tersebut tidak akan memperluas proses acidizing, tetapi hanya

menambah lebarnya tekanan.

b. Acidizing dengan tekanan yang tinggi melalui tekanan.

Pada operasi stimulasi ini, larutan asam diinjeksikan ke dalam formasi

dengan tekanan tinggi yang melebihi tekanan rekah formasi. Sehingga diharapkan

menghasilkan permeabilitas yang lebih tinggi.

Asumsi yang dipakai adalah :

- Rekahan yang timbul adalah horizontal & vertical.

- Sebagian besar dari larutan asam masuk ke dalam rekahan, dan yang

masuk ke dalam matrix dari lubang sumur diabaikan.

- Luas dan volume rekahan tergantung pada volume asam, rate injeksi,

lebar rekahan selama stimulasi & karakteristik fisik dari batuan

reservoir.

Di dalam acidizing dengan tekanan melalui rekahan ini, penetrasi yang

terjadi jauh lebih besar yang disebabkan oleh :

- Spending time akan bertambah karena specific surface areanya

mengecil.

- Rate injeksinya lebih besar.

Keuntungan dari fracturing acidizing adalah efektif untuk formasi

karbonat, ongkos (biaya) operasi lebih murah dan dapat membersihkan impurities

disekitar lubang bor. Sedangkan kerugiannya tidak efektif dapa formasi non-

karbonat dan bias menimbulkan korosi pada peralatan yang digunakan.

5.3. ALAT dan BAHAN

5.3.1. Alat

a. Mortar dan pastle

b. Oven

c. Labu Erlenmeyer

d. Timbangan analysis

e. Beker glass

5.3.2. Bahan

a. Sampel core (karbonat & pasir)

b. HCl 15 %

c. Mud acid (15% HCl + 3% HF)

d. Aquadest

5.3.3 Gambar Alat

KETERANGAN :

1. Mud Acid

2. HCL

Gambar 5.1. Larutan Mud Acid dan HCL

Gambar 5.2. Oven

5.4. PROSEDUR PERCOBAAN

1. Menimbang core kering

2. Menjenuhkan core kedalam larutan, untuk core batu gamping dengan

HCl 15% dan core batu pasir dengan mud acid.

1. Mengeringkan residu dalam oven selama ½ jam dengan

suhu 105oC (220 0F), kemudian diinginkan dan akhirnya ditimbang.

2. Menghitung kelarutan sebagai % berat dan material yang

larut dalam HCl 15% dengan menggunakan persamaan :

Solubility = x 100% ................................ (5.5)

Dimana :

W = berat sampel, gr.

w = berat residu, gr.

5.5. HASIL PERCOBAAN dan PERHITUNGAN

5.5.1. Data Analisa

Core 1 : batu pasir

Jenis asam/konsentrasi : HCl 15% + 3% HF

Berat kering core sebelum diasamkan : 32,18 gr

Berat kering core setelah diasamkan : 31,89 gr

Berat yang bereaksi : 0,29 gr

Core 2 : Karbonat

Jenis asam/konsentrasi : HCL 15%

Berat kering core sebelum diasamkan : 35,01 gr

Berat kering core setelah diasamkan : 19,81 gr

Berat yang bereaksi : 15,2 gr

Kelarutan sampel core dalam asam :

5.5.2. Perhitungan

Acid solubility sampel carbonat

= x 100%

= 43,4 %

Acid solubility sampel batu pasir :

= x 100%

= 0,9 %

5.6. PEMBAHASAN

Dalam proses pengasaman, kita dapat menggunakan beberapa macam

larutan asam yang sesuai dengan jenis batuan reservoir tersebut. Apabila jenis

batuan reservoir adalah karbonat maka larutan yang digunakan adalah HCl karena

batu gamping sangat cepat bereaksi dengan HCl, dan jika batu gamping

direaksikan dengan HF maka akan menyebabkan penyumbatan. Untuk jenis core

batu pasir larutan asam yang digunakan adalah mud acid yang terdiri dari 15%

HCl dan 3 % HF.

Pada praktikum ini digunakan metode penjenuhan core batu pasir dan batu

gamping. Hal ini dimaksudkan untuk memperbesar porositas dan permeabilitas

sehingga produktifitas minyak di suatu formasi dapat meningkat.

Sebelum dijenuhkan, core terlebih dahulu ditimbang untuk mendapatkan

berat masing-masing core kering sebelum pengasaman. Setelah itu masing-masing

batuan dimasukkan ke larutan asam kurang lebih 10 menit. Akan terlihat bahwa

larutan asam akan mengisi pori-pori batuan tersebut sehingga gelembung-

gelembung udara muncul keluar dari batuan. Lalu batuan diangkat dan

dimasukkan kedalam oven dengan temperatur 105 oC. Setelah kurang lebih 30

menit batuan ditimbang masing-masing lalu didapatkan berat core kering setelah

pengasaman.

Proses tersebut dinamakan proses acidization, dimana pada

acidizationdilakukan dengan menginjeksikan larutan asam kedalam batuan

reservoir yang terdiri atas batu gamping dan batu pasir.

Larutan asam yang dipompakan atau diinjeksikan dimaksudkan untuk

melarutkan batuan formasi dan endapan disekitar lobang sumur. Tekanan yang

digunakan lebih kecil dari tekanan rekah formasi. Dengan demikian diharapkan

dapat bereaksi dengan dinding pori-pori batuan pada akhirnya akan memperbesar

pori-pori batuan.

6.7. KESIMPULAN

1. Dari percobaan didapatkan hasil :

a. Acid solubility pada core batu pasir = 0,9 %

b. Acid solubility pada core batu gamping = 43,4 %

2. Dalam percobaan digunakan larutan HCL 15% untuk pengasaman batu

gamping dan mud acid (Hcl 15% + HF 3%) untuk pengasaman batu pasir.

3. Tujuan dari pengasaman ini adalah

a. Membersihkan kondisi sumur dari karbonat yang akan

menyumbat lobang bor.

b. Membantu merekahkan batuan

c. Meningkatkan produktifitas formasi