8/10/2019 Korosi Pada Proses Produksi Minyak Bumi

1/32

KOROSI PADA PROSES

PRODUKSI MINYAK BUMI

8/10/2019 Korosi Pada Proses Produksi Minyak Bumi

2/32

Hasil Eksplorasi

gas dan minyak

bumi

Gas dan minyak bumi:

C (83-87%), H2 (11-14%), N2 (0,2-0,5%),

S (0-6%), O2 (0-3,5%).

Air

Gas CO2 dan H2S

Garamgaram mineral

Berpotensi

mengakibat

kan korosi

8/10/2019 Korosi Pada Proses Produksi Minyak Bumi

3/32

Tempat yang sering terjadi korosi

Casing

Tubing

Sistem perpipaanSurface facilities

8/10/2019 Korosi Pada Proses Produksi Minyak Bumi

4/32

Korosi merupakan serangan yang merusaklogam karena logam bereaksi secara kimia dan

elektrokimia dengan lingkungan

Korosi yang terjadi pada proses produksi minyakbumi :

Korosi Internal terjadi akibat adanyakandungan CO2dan H2S pada gas dan minyak bumi

Korosi Eksternal terjadi pada bagianpermukaan dari sistem perpipaan dan peralatan, baikyang kontak dengan udara bebas dan permukaantanah

8/10/2019 Korosi Pada Proses Produksi Minyak Bumi

5/32

Tipe Korosi di Lapangan Minyak

Uniform Corrosion

Berupa pengikisan logam secara merata

Pada permukaan luar pipa

Pitting Corrosion

Berbentuk lubang-lubang pada permukaan

logam karena hancurnya film dari proteksi

logam rate korosi yang berbeda

8/10/2019 Korosi Pada Proses Produksi Minyak Bumi

6/32

Stress Corrosion Cracking

berbentuk retak-retak di permukaan logamdan berusaha merembet ke dalam

pada logam yang banyak mendapat tekanan

Errosion Corrosion

terjadi karena tercegahnya

pembentukan film pelindung yangdisebabkan aliran fluida yang tinggi

8/10/2019 Korosi Pada Proses Produksi Minyak Bumi

7/32

Galvanic Corrosion

terjadi karena hubungan dua metalyang disambung ada perbedaanpotensial antara keduanya

Crevice Corrosion

terjadi di sela-sela gasket, sambunganbertindih dan kelingan yang terbentuk olehkotoran2 endapan

Selective Leachingterjadi karena melepasnya satu elemen daricampuran logam

8/10/2019 Korosi Pada Proses Produksi Minyak Bumi

8/32

Faktor-faktor yang mempengaruhi

laju korosi

Laju korosi maksimum yang diizinkandalam lapangan minyak adalah 5 mpy

(mils per year, 1mpy = 0.001 in/year)

Normalnya 1 mpy atau kurang

Umumnya korosi disebabkan karenakeberadaan air. Faktor2 lain :

8/10/2019 Korosi Pada Proses Produksi Minyak Bumi

9/32

1. Faktor Gas terlarut

O2

CO2

2. Faktor temperatur

3. Faktor pH

4. Faktor bakteri pereduksi atau SRB

5. Faktor padatan terlarut Klorida (Cl)

Karbonat (CO32-)

Sulfat (SO4

2-)

8/10/2019 Korosi Pada Proses Produksi Minyak Bumi

10/32

Pencegahan Korosi

Proteksi Katiodik

Coating

Pemakaian bahan-bahan kimia (ChemicalInhibitor)

Inhibitor memasifkan anoda, misalnya dengan

senyawa kromat, Na2C2O42-Namun inhibitor jenis ini tidak cocok untukmedium yang mengandung H2S dan Cl

-

8/10/2019 Korosi Pada Proses Produksi Minyak Bumi

11/32

Untuk memperlambat reaksi korosi digunakanbahan kimia yang disebut inhibitor corrosionyang bekerja dengan cara membentuklapisan pelindung pada permukaan metal.

Corrosion inhibitor umumnya berbentuk fluidatau cairan yang diinjeksikan pada productionline.

Karena inhibitor tersebut merupakan masalah

yang penting dalam menangani kororsi makaperlu dilakukan pemilihan inhibitor yangsesuai dengan kondisinya.

8/10/2019 Korosi Pada Proses Produksi Minyak Bumi

12/32

Material corrosion inhibitor terbagi 2, yaitu :

1. Organik Inhibitor

Inhibitor yang diperoleh dari hewan dan tumbuhanyang mengandung unsur karbon dalam senyawanya.

Material dasar dari organik inhibitor antara lain:

Turunan asam lemak alifatik, yaitu: monoamine, diamine,amida, asetat, oleat, senyawa-senyawa amfoter.

Imdazolines dan derivativnya

2. Inorganik InhibitorInhibitor yang diperoleh dari mineral-mineral yang tidak

mengandung unsur karbon dalam senyawanya.Material dasar dari inorganik inhibitor antara lain kromat,nitrit, silikat, dan pospat.

8/10/2019 Korosi Pada Proses Produksi Minyak Bumi

13/32

Macam organik inhibitor dari

tumbuhan :

Daun tembakau

Buah pinang

Daun kopi

Buah ladaGetah acasia

Strawberry

Ubi jalar (Beet root)Daun Jeruk nipis

Kulit buah (manggis, jeruk, etc)

8/10/2019 Korosi Pada Proses Produksi Minyak Bumi

14/32

8/10/2019 Korosi Pada Proses Produksi Minyak Bumi

15/32

8/10/2019 Korosi Pada Proses Produksi Minyak Bumi

16/32

Tempat-tempat terjadinya korosi

pada produksi minyak

Down Hole Corrosion: High Fluid level pada jenispompa angguk di sumur minyak dapat menyebabkanterjadinya stress pada rod bahkan dapat pula terjadi

corrosion fatigue. Pemilihan material untuk peralatanbottom hole pump menjadi sangat penting. Pompa harusdapat tahan terhadap sifat-sifat korosi dari fluida yangdiproduksi dan tahan pula terhadap sifat abrasi.

Flowing well:Anulus dapat pula digunakan untukmengalirkan inhibitor ke dasar tubing dan memberikanproteksi pada tabung dari kemungkinan bahaya korosi.Pelapisan dengan plastik dan memberikan inhibitoruntuk proteksi tubing dapat pula digunakan pada internaltubeing surface.

8/10/2019 Korosi Pada Proses Produksi Minyak Bumi

17/32

Tempat-tempat terjadinya korosi

pada produksi minyak

Casing Corrosion : Casing yang terdapat di sumur-sumur produksi bervariasi dari yang besar sampai yangcnsentric acid. Diperlukan perlindungan katiodik untukexternal casing. Korosi internal casing tergantung dari

komposisi annular fluid.

Well Heads: Peralatan dari well heads, terutama padawell gas tekanan tinggi, sering mengalami korosi yangdisebabkan oleh kecepatan tinggi dan adanya turbulensi

dari gas.

Flow Lines: Adanya akuntansi dari deposit di dalamflow line dapat menyebabkan korosi dan pitting yangakhirnya menyebabkan kebocoran. Internal corrosion di

dalam flow line dapat dicegah dengan inhibitor.

8/10/2019 Korosi Pada Proses Produksi Minyak Bumi

18/32

Scale in oil field water

technology

8/10/2019 Korosi Pada Proses Produksi Minyak Bumi

19/32

Profil Temperatur pada pipa yang bersih dan yang memiliki scale

8/10/2019 Korosi Pada Proses Produksi Minyak Bumi

20/32

Dalam operasi produksi minyak bumi sering ditemuimineral scale seperti CaSO4, FeCO3, CaCO3, danMgSO

4

.

Senyawa-senyawa ini dapat larut dalam air. ScaleCaCO3 dan CaSO4 paling sering ditemui pada operasiproduksi minyak bumi.

Akibat dari pembentukan scale pada operasi produksiminyak bumi adalah berkurangnya produktivitas sumurakibat tersumbatnya pompa, valve, dan fitting sertaaliran.

Faktor utama yang berpengaruh besar pada kelarutansenyawa-senyawa pembentuk scale ini adalah kondisifisik (tekanan, temperatur, konsentrasi ion-ion lain dangas terlarut).

8/10/2019 Korosi Pada Proses Produksi Minyak Bumi

21/32

Proses produksi minyak dari formasi mempunyaikandungan air yang sangat besar, bahkan bisamencapai kadar lebih dari 90%.

Ion-ion yang larut dalam air seperti kalsium, karbonat,dan sulfat dapat membentuk kerak (scale).

Scale dapat menyebabkan pressure drop karenaterjadinya penyempitan pada sistem perpipaan, tubing,

dan casing sehingga dapat menurunkan produksi.

8/10/2019 Korosi Pada Proses Produksi Minyak Bumi

22/32

JENIS-JENIS ENDAPAN SCALE

Scale Calcium Carbonat (CaCO3)

Ca2++ CO32- CaCO3

Ca2++ 2(HCO3-) CaCO3 + CO2+ H2O

Bercampurnya dua jenis air yang tak sejenis

(mengandung ion calcium dan ion-ion

carbonat/bicarbonat) menyebabkan timbulnya scale

CaCO3.

Pada saat CO2 terlepas dari larutan, pH bertambah

besar sehingga kecenderungan terbentuknya scale

CaCO3 makin besar.

8/10/2019 Korosi Pada Proses Produksi Minyak Bumi

23/32

JENIS-JENIS ENDAPAN SCALE

Scale Calcium Sulfat (CaSO4)

Ca2++ SO42- CaSO4

Endapan ini biasa disebut gypsum (CaSO4.2H2O).

Penurunan tekanan dapat membuat berkurangnya daya larut

dan menyebabkan timbulnya scale

Scale gypsum cenderung terbentuk pada suhu rendah (38 oC)

Diatas temperatur ini dijumpai scale anhydrite (CaSO4) dan

hemihydrite (CaSO4.1/2H2O).

Scale calcium sulfat lebih keras daripada calsium carbonat

8/10/2019 Korosi Pada Proses Produksi Minyak Bumi

24/32

JENIS-JENIS ENDAPAN SCALE

Scale Barium Sulfat (BaSO4)

Ba2++ SO42- BaSO4

Pembentukan scale ini meningkat dengan menurunnyatemperatur akibat penurunan kelarutan BaSO4 dalam air.

Scale ini disebabkan oleh percampuran dua jenis air yang

tak sejenis, mengandung larutan garam barium atau ionsulfat

8/10/2019 Korosi Pada Proses Produksi Minyak Bumi

25/32

Metode Penentuan Terbentuknya

Scale

Metode perhitungan: menentukan nilai

Stability Index dan Index Saturasi (Scaling

Index):

Metode Stiff and Davis

Metode Oddo and Thomson

Metode Skillman, McDonald and Stiff

8/10/2019 Korosi Pada Proses Produksi Minyak Bumi

26/32

Metode Stiff and Davis

Metode: parameter ionic strength/kekuatan ion(m)sebagai koreksi terhadap total konsentrasi garam dantemperatur.

SI=pH - pHs

pHs=K+pCa+pAlkOr

SI=pH-K-pCa-pAlk

Dimana

SI=scaling indexpH=pH air sebenarnya

pCa=Negatif log dari kons. Ca2+(-logCa2+)

pAlk=Negatif log dari kons. Total alkalinity (-log(Alk))

8/10/2019 Korosi Pada Proses Produksi Minyak Bumi

27/32

Total alkalinita =[CO32-]+[HCO3

-]

K = Konstanta yang merupakan fungsi dari kadar garam,

konsentrasi dan temperatur.

pCa=4,59-0,43 ln (Ca2+)

pAlk=4,81-0,44 ln(CO3+HCO3)

Dari hasil diatas harga SI bervariasi:

SI>0, air sangat jenuh dengan CaCO3 scale terbentuk SI=0, air berada pada titik jenuh

SI

8/10/2019 Korosi Pada Proses Produksi Minyak Bumi

28/32

Penanggulangan Masalah Scale

Untuk menanggulangi masalah scale dilakukan 2 cara:

Pencegahan agar scale tak terbentuk kembali

Menghilangkan scale yang terbentuk

Karena air formasi merupakan faktor yang terpenting

dalam pembentukan scale, maka sifat air formasi perlu

diketahui agar terbentuknya scale dapat dicegah:

Menghindari tercampurnya air tak sejenis Mengubah komposisi air dengan mengencerkan air yang

cenderung membentuk scale

Penambahan zat kimia (scale inhibitor)

8/10/2019 Korosi Pada Proses Produksi Minyak Bumi

29/32

Tipe Scale inhibitor

Inorganik Polyphospate (Ca3(PO4)2)

Polyphosphate: zat padat yang larut dalam air

dan sangat efektif mencegah scale CaCO3

Keuntungan: Harga relatif murah, Efektif (1ppm scale inhibitor dapat melarutkan 100-

200ppm CaCO3)

Kerugian: Tidak efektif untuk scale CaSO4,Menimbulkan plugging pada pompa kimia,

Mudah terbentuk menjadi orto phospat ph

8/10/2019 Korosi Pada Proses Produksi Minyak Bumi

30/32

Tipe Scale inhibitor

Polyorganik Acid (polimer)

Larutan asam yang larut perlahan-lahandalam air

Scale inhibitor ini stabil karena mempunyaibatas temperatur dan tidak menghasilkanendapan

Keuntungan: Bekerja pada daerah yang luas,

mendispersikan partikel yang tak larut dalamair

Kerugian: Harga relatif mahal

8/10/2019 Korosi Pada Proses Produksi Minyak Bumi

31/32

Tipe Scale inhibitor

Organik Phosphate (ester phosphate)

Mudah larut dalam air

Diperdagangkan dalam bentuk cairan

sehingga mudah dipergunakan

Keuntungan: dosis rendah, hasil reaksi larut

dalam air

Kerugian: korosif, tak stabil pada suhu 450 oF

8/10/2019 Korosi Pada Proses Produksi Minyak Bumi

32/32

Tipe Scale inhibitor

Phosphonate

Lebih stabil dibandingkan phosphate, dapat

digunakan diatas temp. 175 oF

Dipakai pada scale di lapangan kurau (pertamina) Keuntungan: efektif untuk scale sulfat dan carbonat,

stabil pada suhu 175 oF, pemakaian relatif sedikit,

bereaksi dengan sisa hasil korosi membentuk besi

phosponate

Kerugian: pemakaian kadang banyak, karena hasil

korosi bereaksi dengan scale inhibitor ini