Simulasi Reservoir 2

  • Published on
    25-Nov-2015

  • View
    60

  • Download
    31

Transcript

BAB I BAB I PENGENALAN SIMULASI RESERVOIR 1.1 Pengertian Simulasi Simulasi berasal dari kata âSimulateâ yang arti sebenarnya âto assume the apperearance of without realityâ atau menganggap suatu kinerja tanpa adanya suatu kenyataan. Jadi pengertian dari simulasi performansi dari reservoar adalah pembuatan model fisik maupun numerik di mana model yang dibuat ini diusahakan semirip mungkin dengan reservoar yang sebenarnya. Berdasarkan arti katanya, simulasi berarti âmemberikan penampakan atau tampilanâ kepada seorang engineer atau analyst. Sedangkan berdasarkan pengertiannya, simulasi merupakan sebuah proses atau mekanisme dimana sebuah permasalahan tertentu dapat dipelajari pada beragam detil guna memperoleh jawaban sebagai konfirmasi dari hipotesa awal. Atau dapat juga dikatakan simulasi adalah proses dimana engineer mengintegrasikan beberapa faktor untuk mengahasilkan informasi yang akan menjadi dasar pembuatan keputusan. Tidak seperti pandangan orang awam tentang simulator sebagai sebuah black box yang secara âajaibâ dapat mengeluarkan pemecahan dari permasalahan yang diinputkan, pada kenyataannya sebuah simulator tidak dapat memberikan semua jawaban dari permasalahan tersebut, tapi simulator dapat memberikan gambaran dari proses yang terjadi pada model yang disimulasikan. Tujuan dari simulasi reservoar terutama adalah untuk memperkirakan performance (ulah) dari reservoar terhadap berbagai cara produksi dan menghitung recovery-nya. Dengan model ini berbagai cara dapat dicoba dengan biaya yang murah misalnya: a. Kinerja dari reservoar dengan gaya pendorongnya sendiri (primary recovery): depletion drive, water drive dan segregation drive b. Kinerja dari reservoar dengan adanya injeksi air atau gas (secondary recovery) c. optimasi letak sumur d. Pengaruh besarnya produksi lapangan e. Penambahan sumur sisipan (infill) 1.2 Pengenalan Model 1.2.1 Pengertian Pembuatan model reservoir adalah proses yang dilakukan dalam melakukan simulasi untuk menangkap proses fisik yang terjadi di reservoir. Dalam simulasi, 2 hal yang sangat berperan yaitu seorang engineer (yang biasa disebut user) serta alat yang digunakan yaitu seperangkat komputer. 1.2.2 Pembagian Model Pada dasarnya model terbagi atas dua jenis, yaitu: 1. Model Fisik Model fisik diperoleh dengan cara menirukan objek sebenarnya. Sebagai contoh adalah pilot plants, prototype, dan sebagainya. Model fisik dapat juga didefinisikan sebagai model yang dibuat untuk menduplikatkan proses yang secara fisik sama dengan aslinya, meskipun dioperasikan pada hukum fisika yang berbeda. Contoh lain yang paling tepat adalah model potentiometrik yang digunakan untuk memperkirakan aliran di reservoir dengan memanfaatkan koresponden antara aliran di media berpori dengan aliran ion di medan listrik. 2. Model Matematik Model matematik adalah suatu sistem yang terdiri dari persamaan matematik yang menggambarkan tingkah laku fisik dari proses yang diamati. Dalam pekerjaan reservoir persamaan ini umumnya merupakan persamaan diferential partial yang sangat kompleks, tapi dapat juga berupa sistem persamaan yang lebih sederhana pada bidang yang lain. Didalam tulisan ini model yang akan digunakan adalah model matematik atau disebut juga sebagai silmulator. Teknik dalam penggunaan model matematik ini dan peran seorang engineer digambarkan oleh diagram blok berikut. Simulator beroperasi di dalam lingkungan computer atau media yang mengaganinya. Sedangkan sisanya beroperasi dibawah settingan sang Engineer. Proses dimulai dengan input yang dilakukan oleh engineer, yang kemudian diproses oleh simulator, hingga akhirnya output pun diperoleh. Dari sini informasi yang diperoleh dianalisa untuk mengetahui pengaruh dari perubahan yang sebelumnya dilakukan pada parameter input (bila ada), dan bila ternyata masih diperlukan modifikasi maka proses simulasi akan diulang kembali. Karena engineer berperan langsung pada alur balik ini maka keahlian dan kecakapannya akan sangat berpengaruh pada kemajuan informasi yang diperoleh, sehingga dapat dihasilkan peramalan yang efisien dan âakuratâ untuk proses ini. Berdasarkan dimensinya model dapat dikelompokkan kepada tiga jenis yaitu: 1. Model nol dimensi, ialah model yang tidak mengalami perubahan dimensi kearah x, y ataupun z. model nol dimensi yang terkenal adalah persamaan material balance. 2. Model satu dimensi, ialah model yang memiliki perubahan dimensi se satu arah saja (arah x saja, y saja, atau z saja) 3. Model dua dimensi, ialah model yang memiliki perubahan dimensi ke dua arah. 4. Model tiga dimensi, ialah model yang memiliki perubahan dimensi ke tiga arah (arah x, y dan z sekaligus). Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar berikut: 1.3 Gridding Persamaan Finite Difference harus ditransformasikan kedalam bentuk discrete atau pembagian daerah pada kondisi batasnya (boundary) menjadi kotak-kotak yang lebih kecil lagi (grid). Penggunaan jenis grid dalam model simulasi ditentukan pada arah tujuan simulasi. System grid yang dapat digunakan antara lain: 1. Block Centered, dimana parameternya dihitung pada pusat cell. 2. Lattice, dimana parameternya dihitung pada perpotongan garis. Gambar Sistem Grid pada Model Simulasi (a) Block Centered Grid, (b) Lattice Grid Perbedaan konfigurasi grid ini mengacu pada perbedaan kondisi batas reservoir, dimana ujung reservoirnya memiliki nilai yang konstan. Pada Block Centered, system parameter yang dihitung adalah dari pusat blok, sedangkan pada Lattice dihitung pada perpotongan garis batas blok atau grid line. Penggunaan kedua system ini bergantung pada kondisi batas dari reservoir. Berdasarkan besar cakupannya, grid dapat dibedakan menjadi dua, yaitu Coarse Grid (Grid kasar) dan Fine Grid (Grid halus) seperti yang terlihat pada gambar 4.16. Coarse Grid biasanya digunakan pada simulasi sederhana ataupun pada tahapan awal untuk menguji model konsep yang akan digunakan. Sedangkan Fine Grid digunakan setelah konsep model sesuai, serta pada simulasi reservoir yang berlapis. Gambar Jenis Ukuran Grid pada Model Simulasi (a) coarse grid, (b) fine grid Berdasarkan bentuknya, jenis Grid dapat dibedakan menjadi 4 jenis, yaitu Cartesian Grid, Curvilinear Grid, Radial Grid, dan Locally-refined Cartesian Grid. 1. Cartesian Grid Grid jenis ini dibentuk oleh garis â garis horizontal dan vertical yang membentuk bujur sangkar dan merupakan jenis grid yang paling umum digunakan dalam pemodelan reservoir. Gambar Cartesian Grid dan Curvlinear Grid 2. Curvilinear Grid Grid jenis ini digunakan untuk menyesuaikan model dengan batas reservoir, adanya patahan serta untuk mrngikuti arah pola aliran fluida, terutama pada reservoir miring, atau adanya perbedaan kedalaman antara sumur injeksi dan sumur produksi 3. Radial Grid Jenis grid ini biasanya digunakan pada simulasi single well, digunakan untuk memperkirakan kinerja sumur, terjadinya water coning, mengetahui pengaruh komplesi serta memperkirakan karakteristik permeabilitas ditempat dengan test sumur pressure bluid up. Gambar R a d i a l G r i d 4. Locally-refined Cartesian Gid Grid jenis ini dibentuk dengan membuat fine grid pada bagian â bagian tertentu dari coarse grid. Hal ini dilakukan dengan tujuan untuk mempercepat proses simulasi yaitu dengan memperkecil jumlah sel yang akan disimulasikan. Gambar Locally-refinement Cartesian Grid Hal lain yang harus diperhatikan adalah penentuan arah grid yang dipengaruhi oleh distribusi permeabilitas vertical dan horizontal (pada reservoir anisotropi), serta arah aliran fluida yang dominan. Pada gambar 4.20 berikut dapat dilihat pengaruh dari arah grid terhadap proses aliran fluida pada reservoir dan model simulasi. Gambar Pengaruh arah grid terhadap proses aliran pada simulasi Ketelitian dari model ini tergantung kepada tiga hal: 1. Kesalahan yang diakibatkan oleh dipakainya pendekatan dari bentuk persamaan finite difference 2. Kesalahan yang diakibatkan oleh pembatasan digit dari bilangan. 3. Pemberian data reservoar yang tak mungkin lengkap. Akibat ketidaktelitian ini memungkinkan adanya beda kinerja dari model ini dengan reservoar yang sebenarnya. Hal ini bisa diatasi dengan history macthing yaitu menselaraskan kinerja dari model ini dengan kinerja reservoar yang telah lalu dengan mengatur dan/atau merubah data reservoar yang digunakan 1.4 Simulasi Reservoir Simulasi reservoir mencakup pada konsep dan teknik model matematik untuk menganalisa tingkah laku suatu system petroleum reservoir. Pada pengertian yang sempit simulasi reservoir mengacu kepada aliran hidrodinamis di reservoir. Tapi pada pengertian yang lebih luas, kata simulasi reservoir mengacu pada petroleum system yang melingkupi reservoir, peralatan permukaan dan seluruh kegiatan yang terkait dengannya. Model dasar untuk aliran terdiri atas persamaan-persamaan diferensial partial yang mencakup aliran unsteady-state untuk semua fasa di dalam reservoir. Alat lain yang juga berkaitan dengan model adalah seluruh algoritma yang diperlukan untuk menyelesaikan persamaan-persamaan ini. Sehingga sebuah silmulator adalah merupakan kumpulan program-program computer yang mengimplementasikan model matematik pada mesin digital. Berdasarkan aliran fluida serta sifat perpindahan panasnya simulator reservoir terbagi atas beberapa jenis: 1. Black Oil Simulator Merupakan jenis simulator yang digunakan untuk melakukan simulasi pada model dengan temperature konstan, tidak memperhitungkan komposisi minyaknya, kecuali gas terlarut. 2. Steam Injection Simulator Jenis simulator yang dapat mensimulasikan variasi temperature dan kesetimbangan thermodinamika uap cair dari system air dan uap. 3. Insitu Combustion Simulator Jenis simulator yang digunakan untuk mensimulasikan injeksi udara dan pembakaran minyak ditempat (burning of insitu oil) sebagai hasil fonomena thermal. 4. Compositional Simulator Jenis simulator yang digunakan untuk mensimulasikan perubahan komposisi fluida reservoir dan juga sifat-sifat fasa fluida tercampur di reservoir. 5. Chemical Flood Simulator Jenis simulator yang digunakan untuk mensimulasikan konsentrasi bahan kimia dan reaksinya di reservoir. 6. Compositional Steam Injection Simulator Simulator yang digunakan untuk mensimulasikan pemisahan uap pada reservoir minyak dan perubahan komposisi serta sifat-sifat fasa hidrokarbon, uap dan injeksi campuran gas. 1.5 Pemanfaatan Simulasi Reservoir Sebuah simulator dapat menghasilkan data output yang sangat banyak, dan seorang engineer harus dapat menganalisa data-data ini guna memperoleh hasil yang ia perlukan. Program simulasi dapat digunakan untuk mempelajari reservoir yang terdiri dari sebuah sumur tunggal, sekelompok sumur ataupun beberapa sumur yang saling terintegrasi sebagai suatu kompleks. Simulator juga sudah cukup terkenal untuk digunakan sebagai alat pendidikan untuk mempelajari mekanika aliran fliuda di media berpori. Sebagai engineer tool pemanfaatan simulasi secara luas dapat dilihat pada gambar 4.10 Gambar Diagram Pemanfaatan Simulasi 1.6 BOAST (Black Oil Aplied simulation Tool) Boast merupakan simulator jenis non komersial (free ware) tiga dimensi, tiga fasa yanf ditulis dengan menggunakan bahasa pemograman Fortran yang pada awalnya dikembangkan untuk keperluan Departemen Of Energi (DOE) Bartlesville, Oklahoma. Hingga pada saat penulis menyusun karya tulis ini BOAST telah mengalami revisi hingga ke versi 6.6.1. Sebagai sebuah simulator keluaran lama (tahun 1997), BOAST tidak mempunyai masalah dengan spesifikasi computer yang ada pada saat sekarang, BOAST dapat dieksekusi pada computer yang dijumpai umumnya. Spesifikasi minimum computer untuk dapat menggunakan BOAST adalah jenis Processor 80387 Hertz dan 6 Mega RAM, serta Compiler Fortran-386. Sebagai simulator Black Oil BOAST melakukan simulasi dengan batasan sebagai berikut : 1. Kondisi Isothermal yang berarti perubahan temperature yang terjadi direservoir diabaikan. 2. Menggunakan konsep aliran Darcy 3. Komposisi fasa fluida reservoir konstan dimana sifat fisik fluida hanya dipengaruhi oleh tekanan. Beberapa permasalahan yang dapat disimulasikan dengan menggunakan BOAST, diantaranya adalah : 1. Kondisi produksi primary depletion (Fluid expansion displacement, Gravity drainage, Cappilary imbibition mechanism). 2. Pressure maintenance dengan cara melakukan injeksi air ataupun injeksi gas, dan 3. Operasi recovery tahap secondary seperti waterflood. BOAST merupakan simulator numeric IMPES (implicit pressure/explicit saturation) dengan yang menggunakan persamaan finite difference. BOAST menggunakan tipe grid block centered. Ada dua file aplikasi (execution file) yang terdapat pada BOAST, yang pertama adalah BOAST98.exe yang merupakan file aplikasi yang digunakan untuk melakukan run data input dan juga untuk memperlihatkan hasil plot output run yang telah dilakukan. Yang kedua adalah file EDBOAST.exe, yang digunakan untuk membuat file input baru dan juga melakukan pengeditan data input. BAB II Konsep Reservoir Engineering Dalam Simulasi Konsep reservoir engineering dalam simulasi sangat dibutuhkan agar kita mampu menginterprestasikan reservoir yang ada kedalam sebuah model yang baik, dimana banyak hal-hal yang harus dipertimbangkan bila kita ingin melakukan simulasi. 2.2 Jenis-jenis Reservoir Reservoir itu sendiri berbeda beda karakteristiknya karena banyak factor yang mempengaruhi bentuk reservoir. Karakteristik itu antara lain sebagai berikut: 2.1.1 Reservoir Tertutup Reservoir tertutup adalah reservoir yang dikelilingi oleh formasi impermeable, reservoir seperti ini disebut juga reservoir tertutup karena tidak ada aliran yang melewati batas reservoir. Kebanyakan hidrokarbon ditemukan separuh tertutup atau tertutup semuanya. 2.1.2 Reservoir Dengan Tekanan Batas (Reservoir Boundaries) Konstan Beberapa reservoir terhubung dengan aquifer yang besar, yang memberikan energi yang cukup besar kepada reservoir hidrokarbon, karena biasanya aquifer lebih besar dibandingkan dengan reservoir hidrokarbon, maka penurunan tekanan reservoir tidak memiliki efek yang signifikan terhadap tekanan aquifer. Setelah beberapa waktu aquifer akan membentuk tekanan konstan disekitar batas reservoir disepanjang interface antara reservoir minyak dan aquifer. Disisi lain, bila fluida didalam reservoir diproduksi, aquifer akan masuk kedalam reservoir, sehingga akan membantu untuk mempertahankan tekanan reservoir. 2.1.3 Reservoir 1 Fasa Reservoir 1 fasa adalah reservoir yang hanya memiliki 1 fasa fluida yang mengalir didalam reservoir. Fluida tersebut bias air, minyak atau gas. Tipe reservoir seperti ini jarang ditemui, Tapi suatu reservoir dapat dikatakan 1 fasa jika hanya 1 fasa saja yang bergerak. 2.1.4 Reservoir Multifasa Pada keadaan normal yang terjadi direservoir, selalu ada lebih dari 1 fasa fluida yang mengalir bersama-sama didalam reservoir, reservoir seperti ini disebut dengan reservoir multifasa. Fluida reservoir yang mengalir bias dua fasa (minyak-air,minyak-gas atau gas-air) atau tiga fasa (minyak-air-gas). 2.3 Data Geofisik Dalam simulasi berbagai macam karakteristik reservoir perlu diketahui untuk dapat membentuk model yang realistic agar memberikan hasil yang akurat. Data-data ini bisa didapatkan dari berbagai sumber. Beberapa data yang dibutuhkan dapat diambil dari data geofisik dan geologi, misalnya untuk data ukuran reservoir dan batasnya dapat diperoleh dari data seismic, litologi batuan dapat diperoleh dari studi geologi. 2.4 Engineering Data Disamping data geologi dan geofisik, beberapa engineering data juga dibutuhkan untuk melekukan simulasi reservoir, data-data tersebut antara lain data properties batuan (dari pengukuran diLab melalui core, well logging, atau well test), properties Fluida (didapat dari pengukuran sample fluida atau korelasi) dan lain-lain. PAGE 3 _1051961142.unknown _1051962551.unknown _1051960778.unknown _1051431916.unknown

Recommended

View more >