Sand problem......

MENANGGULANGI PROBLEM SAND PADA

SUMUR - SUMUR MINYAK

Arif Eka Rahmanto

Permasalahan

Produksi pasir di sumur-sumur minyak (MIGAS) di lapangan banyak dijumpai dari lapisan frack pack batu pasir kedalaman dangkal sampai yang dalam. Produksi pasir ini sangat sensitif karena tergantung dari kecepatan rate produksi, biasanya pada kecepatan tertentu pasir tidak akan terproduksi. Tetapi menjadikan sumur tidak ekonomis.

Latar Belakang

Masalah produksi pasir banyak dijumpai pada lapangan-lapangan minyak bumi dari lapisan batu pasir produktif dikedalaman dangkal sampai yang dalam. Produksi pasir mulai terjadi jika stress yang dialami formasi telah melebihi kekuatan formasi batuan, kekuatan formasi batuan ini yang merupakan kekuatan alami material sementasi batuan dalam menjaga kesatuan butiran – butiran batu pasir dalam formasi selain adanya gaya kohesi dari “Immobile Formation Water/Fenida”. Stress yang dialami oleh butiran-butiran batuan pasir antara lain dapat berupa gaya tektonik, tekanan over burden, tekanan dari perubahan stress akibat pemboran, serta adanya gaya dorong oleh fluida produksi.

Produksi pasir sempat sensitif terhadap kecepatan rate produksi dan pada kecepatan tertentu dimana pasir tidak akan terproduksi kondisi turunnya kecepatan produksi tersebut bisa menjadikan sumur tidak ekonomis jika pasir formasi mudah terproduksi hanya dengan gerakan fluida/rate yang sangat lamban sekalipun. Pada formasi batu pasir bersifat unconsolidated material penyemen butiran-butiran pasir, pada umumnya berupa lempung halus (de tritaloag) dan yang hampir tidak memberikan kekuatan untuk mampu bertahan melawan berbagai stress formasi, sehingga pasir akan terproduksi mulai dari awal sumur dikomplesi. Formasi batu pasir yang lebih kokoh (competent) mungkin tidak memproduksikan pasir pada awal produksi namun setelah masa produksi tertentu mulai terjadi produksi pasir. Hal ini bisa dipahami bahwa dengan turunnya tekanan reservoir maka tiap-tiap butiran pasir akan memakan beban tekanan over burden yang makin besar yang kemudian berakibat meningkatnya stress antar butiran hingga melampaui kemampuan material penyemen didalam formasi batu pasir tersebut.

Masalah kepasiran pada sumur-sumur produksi akan menjadi sangat serius manakala mulai memproduksikan air. Alasan-alasan yang dapat diterima mengenai hal ini antara lain :

1. Menaikkan produksi fluida total untuk tetap menjaga harga rate produksi minyak dan gas bisa berakibat membesarnya gaya dorong disepanjang aliran fluida di dalam formasi.
2. Membuat gangguan terhadap gaya kohesi ketika fasa air mulai bersifat “ Mobile “.
3. Gaya dorong fluida membesar dengan adanya dua fasa fluida yang sekaligus bergerak / mengalir serta naiknya harga mobilitas fasa fluida pembasah (wetting phasa).
4. Terjadi pelarutan atau pelunakan material penyemen batu pasir.

Tentu harus dipikirkan upaya optimal untuk tetap dapat memproduksikan fenida hidrokarbon hingga dengan rate tertentu hingga batas-batas dimana sumur masih di kategorikan ekonomis.

Demikian halnya dengan lapangan-lapangan migas yang diduga memiliki potensi “masalah kepasiran” jika dikembangkan perlu dilakukan kajian yang mendalam dengan mengaitkan beberapa metoda dan dasar-dasar geoscience agar diperoleh alasan-alasan yang kuat untuk memutuskan aplikasi teknologi komplesi serta program-program perawatan sumur.



Metoda Identifikasi Sand

Untuk mengidentifikasi jenis pasir formasi perlu dikumpulkan berbagai bukti dan data yang berkaitan dengan formasi batu pasir tersebut. Informasi yang terbaik adalah dari batu inti (Core) yang diambil dari tiap lapisan kedalaman batu pasir, namun tidak jarang bahwa core yang diambil tidak bisa mewakili sifat lapisan batu pasir yang sebenarnya. Oleh karena kesalahan-kesalahan melakukan coring, terutama pada lapisan batu pasir lepas (Unconsolidated Sands).

Juga lakukan monitoring terhadap konsentrasi pasir, monitoring terhadap konsentrasi pasir yang diproduksikan bersama dengan fluida produksi. Cara ini dapat membedakan jenis pasir dengan kategori atau type “quicksand” jika produksi pasir relatif konstant, “Partially Consolidated” bila produksi sand yang ditampung terjadi funktuasi, dan dikategorikan sebagai pasir “Suiable” bila konsentrasi pasir terproduksi menurun bertahap hingga minimum.

Metoda analisa log sumuran dapat pula dilakukan untuk mengenali kekuatan relatif dari tiap lapisan pasir, namun perlu diketahui bahwa beberapa type lapisan pasir yang berbeda dapat ditemui dibawah permukaan melalui hasil rekam log sumuran tersebut. Pada saat dapat dijumpai produk-produk analisa rekam sumuran yang dikhususkan untuk identifikasi sifat-sifat mekanik batuan pada lapisan yang ditembus.

Bahkan juga dapat dilakukan pekerjaan “Well Core Image” yang mampu menangkap kenampakan (Feature) batuan yang ditembus untuk lebih mengenali karakteristik inisitas stress batuan.

Untuk dapat memberikan pertimbangan mengenai desain sand control yang sesuai bagi type batu pasir lapisan berpotensi pasiran, maka dilakukan analisa-analisa sebagai berikut :


1. Analisa Ayakan Butiran.
2. Analisa Tingkat Stabilisasi Clay.
3. Analisa Kelarutan Asam.
4. Analisa Compabilitas Fluida.
5. Test Porositas dan Permeabilitas.
6. Analisa Wetabilitas.

Ad. 1) Analisa Ayakan Butiran.

Analisa Ayakan Butiran batu pasir dari sample yang benar-benar dapat mewakili interval lapisan batu pasir (sample perfoot) untuk mengetahui distribusi ukuran butiran batu pasir sedemikian sehingga dapat memberikan ukuran gravel site yang tepat atau pun ukuran spasi screen yang optimum. Sehingga didapatkan hasil minimasi pasir terproduksi atau menghentikan sama sekali produksi pasir yang mungkin terjadi, namun tujuan produksi fluida reservoir tetap terjaga.

Ad. 2) Analisa Tingkat Stabilisasi Clay.

Hadirnya Clay dalam satuan batu pasir mempunyai pengaruh besar terhadap keefektifan penanganan control pasir. Antara lain dengan mengetahui type Clay, konsentrasi serta kandungan Clay dalam matrik maupun pori batuan. Analisa Clay ini biasanya dilakukan dengan menggunakan “X-ray Diffraction Analisis” untuk menentukan tipe dan jumlah tiap Clay yang ada.

Ad. 3) Analisa Kelarutan Asam.

Uji kelakuan sampel batu pasir terhadap asam perlu dilakukan agar pada pekerjaan keasaman untuk tujuan pembersihan daerah sekitar sumur akibat kerusakan oleh lumpur pemboran cukup efektif tanpa merusak matrik batuan. Jadi perlu dianalisa untung – ruginya pengasaman.



Ad. 4) Analisa Kompatibilitas Fluida.

Berbagai aditif dan bahan kimia yang akan dipakai untuk penanganan sumur perlu diuji kecocokannya agar tidak menimbulkan kerusakan-kerusakan pada formasi yang produktif. Seperti test emulasi, korosi.

Ad. 5) Uji Porositas dan Permeabilitas.

Uji ini dapat digunakan untuk mengetahui adanya indikasi permasalahan Clay, selain untuk menentukan analisa kerja pengasaman dan kontrol pasir.

Ad. 6) Analisa Wetability.

Walaupun pada umumnya pasir bersifat water wet, namun perlu dilakukan verifikasi dilaboratorium. Jika ternyata mempunyai sifat oil wet, maka akan menimbulkan permasalahan jika dilakukan “Plastic Treatment”. Kepastian sifat pembasahan batu pasir ini juga sangat diperlukan untuk desain kontrol pasir.

Cara-cara penanganan masalah pasir tersebut diatas merupakan cara yang telah dilakukan pada umumnya.PENANGANAN MASALAH PROBLEM PASIR SECARA KHUSUS.“METODA YIELD ENERGY APPROACH”.TEKNIK PENANGGULANGAN PROBLEM KEPASIRAN
SUMUR-SUMUR PRODUKSI MIGAS DI PERTAMINA


Dari beberapa data lapangan, bahwa problem produksi yang sering dialami mempengaruhi laju produksi sumur adalah problem kepasiran beberapa cara teknik yang digunakan untuk menanggulangi problem kepasiran tersebut antara lain :

1. Sand Clean Up

Dikerjakan dan dilaksanakan untuk sumur-sumur yang mengalami problem kepasiran dengan “Field Up Rate” (kecepatan pasir menutupi lubang sumur) yang paling rendah dan hanya mengganggu laju produksi secara berkala, karena lubang perforasi tertutup oleh pasir atau lempung.

Teknik dan peralatan yang dapat diaplikasikan untuk Sand Clean Up adalah :

a. Sand Bailer / Sand Pump

Dimana alat ini berbentuk barrel yang dirangkai dengan tubing dan dimasukkan ke dalam lubang sumur dengan rangkaian tubing atau wire line dan sampai kedalaman yang diinginkan dan setelah barrel penuh berisi pasir, rangkaian tubing / wire line diangkat ke permukaan, selanjutnya pasir dibersihkan di permukaan, begitu seterusnya sampai tinggi pasir dibawah lubang perforasi. Semua operasi cabut masuk rangkaian tubing dan wire line menggunakan work over rig.

Estimasi biaya :
Work Over Rig Rp............ X 7 hari kerja US$
SDM
Completion Fluid :......................... US$
Total :......................... US$

b. Clean Up Sand

Membersihkan pasir dengan menggunakan rangkaian tubing atau coil tubing, dimana water gel di pompakan / disirkulasikan ke dalam lubang sumur sampai tinggi pasir dibawah tinggi lubang perforasi. Operasi tersebut menggunakan work over rig atau tubing unit.

Estimasi biaya :
Form Chemical
Work Over Rig
Personel
Total

Contoh kasus:

Dengan coil tubing unit
Coil tubing US$ 35,000
Chemicals US$ 500
Personnel US$ 2,000
Total US$ 37,500

c. Vacum Clean Sand

Dikerjakan dengan menggunakan Coil Tubing Unit (CTU) yang diujung coil tubing dipasang “Vacum Tool” yang dikoneksikan dengan Dual String Coil Tubing (diameter 2.375” dan 1.25”), dimasukkan kedalam sumur dan dipompakan fluida water gel / fresh water melalui coil tubing menghasilkan efek jetting di “Vacum Tool” yang menghisap pasir dan mengalir ke permukaan melalui anmulus CT – CT.

Estimasi Biaya :
Seandainya menggunakan Coil Tubing Unit :
Coil Tubing Unit US$ 35.000
Chemicals US$ 500
Personnel US$ 2.000
Additional Charge US$ 2.000
Total US$ 39.500

2. Sand Consolidation

Dikerjakan untuk sumur-sumur yang mengalami kepasiran dengan “Fill Up Rate” yang cepat / tinggi dan dapat merusak peralatan produksi (obrasive). Seperti pompa, tubing, drifice dll, sehingga laju produksi tidak optimum bahkan sumur tersebut tidak dapat berproduksi lagi.
Peralatan yang digunakan untuk sand consolidation adalah :

a. Screen / Slotted Liner, menggunakan screen yang ditempatkan I depan perforasi untuk mencegah dan manyaring pasir dari lubang perforasi. Ukuran lubang dari screen ditentukan oleh analisa butiran (sleve analisis) dari pasir produksi.

Estimasi biaya
Workover Rig US$.
Screen Liner / m US$
Total US$

b. Gravel Pack, menggunakan gravel (pasir) yang ditempatkan di anmulus antara screen dan perforated casing, dengan cara dicampur dengan water gel dan dipompakan melalui gravel pack tool. Ukuran butiran dari butiran gravel tersebut ditentukan oleh analisa butiran (Sieve Analisis) dari pasir yang terproduksi.
Estimasi biaya
Pompa dll
Chemicals
Personel
Total

c. Sand Resin Coated, menggunakan pasir / gravel yang ditempatkan di formasi dengan cara dicampur dengan water gel dan dipompakan masuk ke dalam formasi dan di aktifkan resinnya dengan menggunakan activator.
Estimasi biaya
Pompa dll
Chemicals Resin
Personel
Total

3. Sand Fracturing

Dilakukan untuk mengatasi sumur-sumur yang mengalami problem selain kepasiran juga mengalami problem kerusakan formasi (Formastion Damage) mis scale, filtrate lumpur/bonding semen jelek atau dikarenakan permeabilitas batuan yang rendah. Teknik dan peralatan yang dibutuhkan untuk sand frac adalah :

A. Frac Pack

Menggunakan fracturing unit yang digunakan untuk menempatkan pasir / gravel di formasi dan di screen-screen casing perforated anmulus, dengan cara memompakan pasir yang dicampur dengan water gel melewati gravel pack tool (Square Position) pada tekanan diatas tekanan rekam formasi, setelah jumlah pasir sesuai dengan fracturing program atau mengalami screen out. Gravel Pack Tool di set pada posisi (Circulated) dan di lanjutkan dengan memompakan pasir sampai kondisi pack di anmulus screen-casing tercapai.

Estimasi biaya :
Pompa
Chemicals, pasir
Personel
Total

B. Damage Frac

Menggunakan pasir / gravel yang ditempatkan di formasi dengan cara dicampur dengan water gel dan dipompakan dengan fracturing unit pada tekanan diatas tekanan formasi. Dengan terisinya formasi dengan pasir yang butirannya lebih homogen dan permeabilitasnya diharapkan formasi mengalami kenaikan permeabilitas dan mengalami stabilitas formasi yang lebih baik sehingga pasir tidak terproduksi ke lubang sumur.

Sumber :

1. Dwijono, Ir. Mustofa."Petunjuk Praktis Menanggulangi Problem Sand Di Lapangan PERTAMINA dan Meningkatkan Produksi".2004.
2. Diktat Kuliah Teknik Pemboran II, Jurusan Teknik Perminyakan, Universitas Trisakti, 2001.
3. Sumantri. R. Buku Pelajaran Teknik Resevoir. Fakultas Technology Kebumian dan Energy. Universitas Trisakti. Jakarta. 1998.