• Jet Pump cukup baik untuk memproduksi minyak dengan laju alir cukup besar karena biaya operasi rendah, tidak mudah rusak karena tidak ada alat metal yang bergerak, toleran terhadap pasir dan sedikit gas ( malah gas tersebut membantu mengangkat minyak ke atas bila GLR 400-500 SCF/STB ) mengimbangi kehilangan effisiensi pompanya.

• Laju produksinya 50 – 12,000 BLPD dan dapat mengangkat minyak dari kedalaman > 8000 feet. Namun terdapat kekurangan yaitu effisiensinya rendah hanya 25 – 35 % maksimum dan juga memerlukan tenaga pompa yang cukup besar untuk mengirim fluida ke dalam sumur, terdapat problem kavitasi dan untuk menghindarinya pompa perlu ditenggelamkan cukup dalam di dalam sumur. Disamping hal –hal tersebut biaya pemasangannya cukup tinggi sekitar US $ 250,000.

PENGANGKATAN BUATAN DENGAN JET PUMP

1

PERALATAN UTAMA DARI JET PUMP: (Jet pump dengan 2 tubing)

1.Power Fluid tubing2. Production Tubing3.Nozzle4.Throat5.Diffuser

Nozzle

Throat

Diffuser

2

PRINSIP KERJA DARI JET PUMP:

1.Gerak pemompaan pada jet pump terjadi karena adanya transfer energi diantara 2 aliran fluida yang bergerak.

2. Power fluid yang bertekanan tinggi yang dikirim dari permukaan dilewatkan nozzle dimana potential energy (pressure) telah dirubah menjadi energy kinetic dalam bentuk jet berkecepatan tinggi dari fluida tetapi bertekanan rendah begitu keluar dari ujung nozzle.

3. Dengan adanya daerah bertekanan rendah diujung nozzle maka fluida dari reservoir sumur (production fluid) yang bertekanan lebih tinggi akan mengalir menuju tempat tersebut dan akan bercampur dengan power fluid di dalam mixing tube yang disebut “ throat”.

4. Di dalam throat terjadi transfer momentum dari power fluid ke production fluid dan akan meningkatkan energy yang dikandungnya.

3

4

5. Di ujung throat kedua fluid akan bercampur dan masih mengalir dengan kecepatan tinggi dan mengandung energy kinetic yang tinggi.

6. Kemudian campuran fluida diarahkan masuk ke alat yang disebut “ diffuser” yang luas permukaannya membesar (melebar) dengan maksud agar terjadi perubahan dari sisa energy kinetic menjadi tekanan static sebagai akibat adanya penurunan kecepatan fluida. Besarnya tekanan fluida dengan demikian akan cukup besar untuk mengalir ke permukaan.

5

JET PUMP CASING TYPE

6

FASILITAS DI PERMUKAAN (OPEN POWER FLUID SYSTEM)

7

CURVA PERFORMANCE JET PUMP

8

PARAMETER – PARAMETER UNTUK PERENCANAAN JET PUMP.

1.Dimensionless Area: Perbandingan Nozzle Area terhadap Total Area dari Throat. R = AJ / AT

2.Dimensionless Flow Rate . M = V/ q1 dimana

V – Volume Rate dari fluid yang diproduksikan ( liquid + gas)

q1 - Power Fluid Rate.

3.Dimensionless Head: Perbandingan Kenaikan Tekanan yang dialami oleh Production Fluid terhadap Kehilangan Tekanan yang dialami oleh Power Fluid. H = (P2 - P3) / (P1 – P2)

4.Efficiency: ƞp = (HP)3 / (HP)1 = V(P2 – P3) /q1(P1 – P2) = (V/q1) ( P2 – P3) / (P1 – P2)

M H ƞp = M . H

9

5. Power Fluid Rate: q1 = 1214.5 Aj ˅(P1-P3)/γ1

Aj = q1 / 1214.5 ˅γ1/ (P1-P3)

Dimana : q1 = stb / day P1, P3 = dalam psi

Aj = inch2

Besaran q1 dapat dicari dari q1 = V/Mp P3 = (1+ Hp)P2 – Hp. P1

Dimana Mp adalah Flow Ratio pada peak efficiency dan Hp - Head Ratio pada peak efficiency.

6. Horse Power : HP = 1.7 x 10-5 q1.Ps dimana Ps adalah surface operating pressure.

7. Tipe Pompa Jet: High Head Pump ( A atau B ): Untuk sumur dalam dan high lift. High Flow Rate Pump (D atau E): Untuk sumur dangkal dan low lift.

10

8. CAVITATION DALAM JET PUMP.

Mc =[ (1.0724)(1-R)/R] ˅P3/1.35(P1-P3) + P3

Bekerja dengan M < Mc tidak akan terjadi cavitation, dengan demikian perlu dicari P3min dibawah mana akan terjadi cavitation.

P3/1.35(P1-P3) + P3 = [R.Mp/ 1.0724 (1-R)]2

B

Pc = 1.35B /( 1 + 0.35B). P1

CPc = C. P1

11

Contoh soal Perencanaan Jet Pump Sumur No 1 (Memompa hanya liquid)

1.Diasumsikan pompa dipasang di dasar sumur maka Pump Intake Pressure (P3) akan identik dengan Flowing Bottom Hole Pressure (Pwf). Juga diasumsikan bahwa power fluidnya adalah minyak yang diproduksikan.2.IPR sudah digambar.3.Dipilih Pompa type A dengan besaran R = 0.410. 4.Pada Peak Efficiency besaran Head Ratio Hp = 0.475 dan besaran Mp = 0.475 ( kebetulan sama).5.Dari rumus q1 = V/Mp maka q1 = qsc / 0.4756.Dari rumus P3 = (1+ Hp)P2 – Hp. P1 P3 = (1+ 0.475)P2 – 0.475. P1

7.Dari rumus Cavitation kita hitung besaran B dan C:

B ͇ [ (0.41)(0.475) ] 2 ͇ 0.0947 [ 1.0724(1-0.41) ]

C = ( 1.35)(0.0947) / [1+ ( 0.35)(0.0947)] = 0.1237

Dengan demikian Pc = 0.1237 . P1

12

8. Kita asumsikan bahwa laju alir produksi qsc = 200 stbl/day dengan WC = 50% maka besaran power fluid q1 = 200/0.475 = 421 stbl/day yang akan berupa 100% oil.

Dengan demikian total liquid menjadi: 200 + 421= 621 stbl/day yang akan terdiri dari 521 stbl oil dan 100 stbl adalah air.

9. Untuk besaran q total = 621 stbl/day dengan 16% W.C besaran pressure discharge P2 dapat dicari dengan pressure gradient correlation dan didapatkan P2 = 3,129 psi.

10.Diasumsikan besar tekanan operasi di permukaan adalah 4000 psi. Besarnya tekanan P1 yaitu tekanan power fluid sebelum masuk nozzle juga dapat dicari dengan pressure gradient correlation dengan data: q1 = 421 stbl/day, melalui tubing 2 3/8” dan Ps = 4000 psi, dan didapatkan P1 = 6824 psi.

11.Dengan demikian dapat dicari persamaan P3. P3 = (1+ 0.475)P2 – 0.475. P1 P3 = (1+ 0.475) 3129 – 0.475. 6824 psi

= 1374 psi.

13

12. Dengan demikian dapat dicari besaran tekanan P3 untuk berbagai asumsi besaran laju alir produksi.

qsc q1 P2 P1 P3200 421 3129 6821 1374

400 842 3169 6787 1451

600 1263 3231 6750 1560

800 1684 3314 6714 1699

1000 2105 3417 6679 1868

1200 2526 3542 6644 2069

1400 2947 3688 6452 2375

1600 3368 3855 6350 2670

1800 3789 4044 6238 3002

2000 4211 4256 6119 3372

14

13. Kita plot besaran P3 versus qsc dan akan didapatkan curva Pump Intake untuk pemakaian Jet Pump type A, kemudian kita gabungkan dengan curva IPR sumur. Curva gabungan terlihat seperti pada Slide no 18 berikut. Titik potong kedua curva akan menunjukkan besarnya laju alir produksi sumur. Untuk Jet Pump type A didapatkan qsc = 900 stbl/day.

14. Perhitungan yang sama kita lakukan untuk pemakaian type-type pompa yang lain: B, C, D, dan E. Dan curva Pump Intake masing-masing pompa kita plotkan dengan curva IPR dan gambarnya dapat dilihat pada Slide yang sama No 18.

15. Dari curva gabungan dapat dilihat bahwa pompa type C, D, dan E tidak memotong curva IPR, hal tersebut berarti bahwa pemakaian pompa-pompa tersebut tidak menghasilkan laju alir produksi dari formasi sumur.

16. Analisa lebih lanjut dapat dibuat dengan berbagai tekanan power fluid P1 (yang berarti dengan berbagai tekanan Ps di surface ) yang menghasilkan berbagai tekanan P3.

15

17. Hasil perhitungan berbagai tekanan P1 vs P3:

P1 P37000 1290

8000 8159000 340

18. Perlu dihitung besaran Pc untuk berbagai besaran P1

P1 Pc8,000 9909,000 1,11310,000 1,23711,000 1,36112,000 1,484

19. Curva gabungan data-data pada point (17) dan (18) dapat dilihat pada Slide No 19

16

17

PERHITUNGAN HORSEPOWER DARI POMPA INJEKSI DI PERMUKAAN

Rumus: HP = 1.7 x 10-5 q1.Ps Besaran Horse power pada operasi jet pump adalah besaran horsepower untuk mesin pompa dipermukaan yang berfungsi untuk memompakan power fluid ke dalam sumur. Dengan demikian besaran yang perlu dicari adalah laju alir power fluid q1 dan tekanan pompa di permukaan Ps.

Contoh perhitungan:Kita lihat Possible Rate yang didapat pada tekanan power fluid 6000 psi, dari titik perpotongan curv a IPR dan Pump Intake curve dengan P1 = 6000 psi pada slide no 19 didapatkan qsc = 450 stbl/day.Dengan demikian dapat dihitung besarnya power fluid rate :

q1 = 450/0.475 = 947 stbo/day

Untuk besaran P1 = 6000 psi dan laju alir 947 stbo/day dengan bantuan pressure gradient correlation didapatkan Ps = 3198 psi. HP = (1.7 x 10-5)(947)(3198) = 52 HP

18

Curva Pump Intake untuk berbagai Jet Pump pada Sumur No 1

19

Curva Pump Intake Jet Pump “A” dengan berbagai tekanan P1 pada Sumur No1

20

20. Analisa selanjutnya dapat dibuat curva antara Possible Production Rate versus Power Fluid Rate, Surface Pressure dan Horsepower.

Hasilnya dapat dilihat pada Slide berikut.

21

22

Prosedur Pemilihan Jet Pump:

1.Tentukan Surface Operating Pressure.2.Tentukan parameter R, Mp dan Hp untuk beberapa pump ratio, dan untuk masing-masing pump ratio lakukan perhitungan berikut:

a. Asumsikan production rate qsc yang kita inginkan.b. Hitung q1 dengan rumus q1 = qsc / Mp

c. Tentukan power fluid pressure (P1) dan discharge pressure (P2) dengan bantuan pressure gradient correlation.d. Hitung pump intake pressure dengan rumus:

P3 = (1+ Hp)P2 – Hp. P1

e. Ulangi perhitungan b s/d d untuk production rate yang lain.

3. Plot antara intake pressure versus rate untuk masing-masing pump ratio dan kemudian gabungkan dengan curva IPR.

4. Dari titik potong curva IPR dengan curva pump intake, tentukan beberapa rate dan hitung besarny q1 dan juga Hp

5. Pilih pompa dari segi ekonomis.

• Dapat mengangkat dari sumur yang dalam ( contoh : produksi 500 BLPD dari kedalaman 15000 feet ).

• Minimal problem untuk penggunaan di sumur miring.• Flexible untuk penggantian pompa berkaitan dengan

penurunan ( decline ) produksi sumur.• Dapat dipasang pada sumur-sumur lepas pantai.• Mencampurkan power fluid (oil) ke minyak formasi

yang mengandung wax atau ke minyak kental dapat menurunkan kekentalan minyak produksi.

 

KEUNGGULAN JET PUMP

23

• Kalau minyak digunakan sebagai power fluid maka akan merupakan fire hazard.

• Penggunaan minyak dalam jumlah yang besar sebagai power fluid akan mengurangi keuntungan.

• Adanya kandungan padatan yang tinggi (pasir) akan menimbulkan masalah.

• Biaya operasi kadang-kadang relatif lebih tinggi dibanding kan metode lain.

• Untuk orang lapangan sulit untuk troubleshooting problem.• Problem safety untuk beroperasi dengan tekanan tinggi di

permukaan.

KEKURANGAN JET PUMP

24

1. Prinsip kerja dari jet pump adalah mendasarkan pada transfer momentum atau energi antara dua aliran fluida yaitu dari power fluid ke fluida produksi.

2.Power fluid dialirkan ke dalam power tubing yang diujungnya dipasang nozzle sehingga terjadi perubahan energi dari energi potensial menjadi energi kinetis pada saat fluida keluar dari nozzle. Dengan demikian terbentuk area bertekanan rendah di mulut keluar nozzle sehingga fluida formasi dapat mengalir ke tempat tersebut.

3. Fluida formasi akan bergabung dengan power fluid di dalam throat dan terjadilah transfer momentum atau energi dari power fluid ke fluida produksi.

RINGKASAN JET PUMP

25

4. Gabungan fluida akan dialirkan ke dalam diffuser dimana perubahan energi akan terjadi lagi tetapi dari energi kinetis ke energi tekanan sehingga sewaktu fluida keluar dari diffuser maka akan mempunyai tekanan yang tinggi sehingga mampu mengalir ke permukaan.

5. Jet Pump adalah satu-satunya metode pengangkatan untuk sumur dalam ( > 10.000 ft ).

RINGKASAN JET PUMP ( LANJUTAN )

26