Upload
falza-izza-wihdany
View
263
Download
1
Embed Size (px)
Citation preview
Simulasi ReservoirSimulasi Reservoir
Tujuan dari simulasi reservoir adalah untuk mengembangkan model matematik reservoir dengan memprediksi kelakuan aliran multifasa di dalam reservoir. Model matematik ini berdasarkan model geologi dan sifat karakteristik reservoir yang telah dibahas diatas. Secara umum, simulasi reservoir ini terdiri dari pembuatan model, inisialisasi, history matching dan prediksi reservoir
a. Pembuatan ModelSimulator Eclipse dapat digunakan untuk memodelkan sistem grid reservoir suatu dari lapangan. Pemodelan reservoir dilakukan dengan menggunakan model Black-Oil 3-D, 3-fasa dan dengan tipe grid sel orthogonal corner point sesuai dengan karakteristik area yang distudi. Dimensi grid sel yang digunakan adalah 50 sel arah X dengan panjang 50 m, 44 sel arah Y dengan panjang 50 m dan 4 layer arah Z.
3.InisialisasiSebelum proses history matching, model reservoir diinisialisasi menggunakan simulator Eclipse black oil untuk menetapkan kondisi kesetimbangan awal reservoir dan menentukan initial volume in place dari reservoir. Harga OOIP (Original Oil In Place) dihitung selama proses inisialisasi model reservoir ini dan juga digunakan sebagai parameter acuan pada saat proses history matching produksi.
3.History Matching
Tujuan dari history matching adalah untuk memvalidasi performance model dengan data sejarah lapangan, dalam hal ini adalah data produksi lapangan. Pada history matching ini yang digunakan sebagai acuan adalah liquid rate (control liquid), artinya dengan menetapkan bahwa laju produksi liquid yang dimasukkan ke dalam model simulasi adalah sama dengan laju produksi liquid data lapangan, selanjutnya laju produksi minyak, laju produksi air, tekanan dan water cut harus diselaraskan (di-matching) dengan data lapangan yang sebenarnya.
Dalam rangka usaha untuk memvalidasi performance model, pada prinsipnya terdapat tiga parameter utama yang harus di-adjust pada proses history matching, yaitu:
· matching tekanan
· matching saturasi
· matching PI (Productivity Index)
Banyak faktor yang berpengaruh dan banyak usaha yang dapat dilakukan agar tercapai hasil history matching, akan tetapi ada beberapa parameter yang sangat berpengaruh selama proses history matching ini, antara lain:
· distribusi hidrokarbon
· productivity index sumur
· aquifer support
· transmisibilitas
3.d. Peramalan Produksi
Setelah proses history matching selesai, maka dapat diasumsikan bahwa model dan karakteristik reservoir telah menggambarkan kondisi reservoir yang sebenarnya. Tujuan utama dari peramalan produksi reservoir adalah untuk memperkirakan kinerja reservoir dengan menjalankan beberapa skenario pengembangan. Hasil peramalan produksi ini merupakan performance dari reservoir tersebut di masa yang akan datang.
Terdapat beberapa skenario pengembangan yang dilakukan pada studi ini. Peramalan produksi yang dilakukan dibatasi sampai dengan tahun tertentu (misal 10 tahun) untuk lapangan. Skenario pengembangan untuk suatu lapangan meliputi :
1. Existing Wells
Skenario ini memprediksikan recovery minyak jika hanya memproduksikan sumur-sumur yang ada pada kondisi terakhir (sampai bulan x tahun 20xx) tanpa melakukan usaha apapun.
2. Infill Drilling Sumur Produksi
Skenario ini bertujuan untuk memperluas daerah pengurasan dengan menambah sumur produksi untuk meningkatkan perolehan minyak berdasarkan potensial area yang tersisa setelah history matching. Infill drilling sebanyak xx sumur produksi. Lokasi untuk masing-masing sumur dapat ketahui. Kinerja lapangan dan perbandingan produksi pada existing dan infill drilling dapatdikaji lebih jauh.
Pengertian Simulasi Reservoir
Simulasi reservoir adalah suatu proses matematik yang digunakan untuk
memprediksikan perilaku reservoir hidrokarbon dengan menggunakan suatu model.
Suatu model diasumsikan memiliki sifat-sifat yang mirip dengan keadaan reservoir
yang sebenarnya. Model tersebut memiliki dua tipe, yaitu model fisik dan model
matematik. Model fisik dimodelkan dengan menggunakan objek yang tampak
sehingga mudah untuk di teliti atau dievaluasi, sedangkan model matematik
menggunakan persamaan matematik yang memperhitungkan sifat-sifat atau
kelakuan fisik, kimia dan thermal dari reservoir dalam penginterpretasiannya.
Perumusan matematik sangat sulit untuk dipecahkan menggunakan metode analitis,
sehingga pemecahannya menggunakan cara numerik (misal, finite difference).
4.2. Jenis-Jenis Pemodelan Reservoir
Pemodelan reservoir dapat dikelompokkan menjadi tiga bagian, yaitu: model analog,
model fisik dan model matematik. Model-model tersebut akan dibahas dalam sub
bab berikut ini.
4.2.1. Model Analog
Model analog merupakan suatu model yang berdasarkan suatu proses lain yang
mempunyai kesamaan dengan proses yang akan dipelajari, misalnya aliran fluida
reservoir dengan arus listrik. Beberapa contoh model yang didasarkan atas
kesamaan aliran fluida reservoir dengan arus listrik yaitu:
A. Model Resistor-Capasitor (R-C)
Model resistor-capasitor (R-C) menggambarkan kesamaan antara arus listrik dengan
aliran fluida reservoir untuk mengembangkan analog kelistrikan pada suatu reservoir
migas. Perilaku reservoir dapat dihitung dengan menggunakan faktor-faktor konversi
yang cocok berdasarkan analisa beberapa parameter kelistrikan pada suatu kondisi
operasi tertentu.
4.2.2. Model Fisik
Model ini dibangun dengan menggunakan sampel batuan reservoir atau membuat
bentuk reservoir dimana model ini mempunyai sifat-sifat yang sama dengan reservoir
sebenarnya. Beberapa contoh model fisik adalah :
a. Model Elemental
Model elemental menggunakan contoh batuan (core) sebagai model reservoir yang
diambil melalui coring. Core tersebut digunakan untuk mengukur sifat fisik batuan
reservoir, seperti porositas, saturasi fluida, permeabilitas dan mempelajari perilaku
metode pendesakan (flood test).
b. Model Scale
Model ini dilakukan dengan membuat skala kecil dari reservoir, sehingga proses
aliran dalam reservoir dapat dipelajari. Model scale dapat diketahui pada proses
injeksi air dengan pola sumur yang teratur, contohnya five spot.
4.2.3. Model Matematika
Model matematika menggambarkan aliran fluida reservoir dalam bentuk persamaan-
persamaan matematika. Persamaan matematik ini berbentuk persamaan differensial
parsial yang diturunkan dari persamaan konservasi massa, hukum Darcy dan
persamaan keadaan. Persamaan differensial tersebut merupakan persamaan non-
linear (kontinu) dan kompleks sehingga sukar dipecahkan secara analitik dan
memerlukan pemecahan secara numerik. Untuk itu maka diperlukan suatu program
komputer untuk pemecahannya.
Hal-hal baru yang dapat dikemukakan dari model matematik ini adalah bahwa bentuk
dan kondisi reservoir secara detail dapat dimasukkan di dalam perhitungan,
heterogenitas dari batuan reservoir akan berpengaruh dalam model, performance
dari sumur-sumur dapat diketahui.
Reservoir dibagi dalam blok-blok atau grid dalam sistem numerik dimana bentuk blok
dapat disesuaikan dengan heterogenitas dari reservoir, akan tetapi pada prinsipnya
makin kecil blok-blok tersebut makin baik. Dengan adanya pembagian ini maka
tergantung dari keadaan reservoir, model dapat merupakan model satu dimensi, dua
dimensi atau tiga dimensi.
Kesalahan dari metoda ini dengan sendirinya ada yaitu dengan dipakainya
pendekatan-pendekatan dari bentuk persamaan differensial menjadi bentuk
persamaan finite difference, akan tetapi kesalahan-kesalahan ini dapat dibatasi atau
dibuat sekecil mungkin dengan mengadakan analisa terlebih dahulu terhadap
metoda penyelesaian yang akan digunakan.
4.3. Persamaan Dasar Simulasi Reservoir
Aliran fluida dalam media berpori merupakan suatu fenomena yang sangat
kompleks, yang tidak dapat dideskripsikan secara analistis. Dasar untuk mempelajari
aliran fluida dalam media berpori dibutuhkan pemahaman mengenai beberapa
sistem persamaan matematik yang berpengaruh terhadap kelakuan fluida. Aliran
fluida dalam media berpori dapat direpresentasikan secara matematis berdasarkan
hukum konservasi massa, hukum darcy dan persamaan keadaan. Persamaan aliran
di dalam media berpori dapat diturunkan yaitu dengan mengkombinasikan ketiga
persamaan ini.
4.3.1. Hukum Konservasi Massa
Hukum konservasi massa untuk aliran satu fasa dapat dinyatakan bahwa total massa
aliran yang terkumpul merupakan pengurangan dari massa aliran yang masuk
dengan massa aliran yang keluar.
4.3.2. Hukum Darcy
Kemampuan untuk memperkirakan kelakuan dari reservoir tergantung pada
kemampuan seorang engineer untuk memperkirakan karakteristik aliran fluida
didalam reservoir. Setelah semua perhitungan tentang porositas dan saturasi fluida
telah dilakukan, maka masih ada satu hal yang harus diperhitungkan yaitu kecepatan
fluida reservoir untuk diproduksikan.
Dikenalkan suatu konsep untuk mendefinisikan kemampuan dari batuan untuk
melewatkan fluida,. Konsep ini adalah permeabilitas dari batuan, yang dinyatakan
oleh Darcy :
“Laju aliran fluida homogen melalui media berpori berbanding lurus dengan gradient
tekanan dan arah normal terhadap luas penampang lintang dari arah aliran serta
berbanding terbalik dengan viskositas.”
Tanda negatif dari Persamaan 4-12 menyatakan bahwa aliran akan terjadi pada
penurunan potensial.
Percobaan yang dilakukan oleh Darcy terdapat beberapa keterbatasan dan asumsi
yang digunakan sebagai berikut :
a. Fluida homogen dan satu fasa
b. Tidak ada reaksi kimia antara media dan fluida
c. Permeabilitas tidak tergantung pada fluida, temperatur, tekanan dan lokasi
d. Alirannya laminer
e. Tidak ada efek klikenberg
f. Tidak ada efek elektrokinetik
4.3.3. Persamaan Keadaan
Persamaan keadaan digunakan untuk memperlihatkan hubungan antara densitas
dengan tekanan.
4.3.4. Persamaan Aliran Multifasa pada Aliran Fluida Media Berpori
Aliran fluida dalam media berpori merupakan hal yang sangat kompleks dan tidak
dapat digambarkan dengan mudah secara eksplisit seperti halnya aliran di dalam
pipa. Aliran dalam media berpori adalah suatu konsep yang harus diuraikan dan
dimengerti sebelum kita memformulasikannya kedalam simulasi. Konsep ini meliputi
permeabilitas, aliran fluida satu fasa dan multifasa, permeabilitas relatif dan
kompresibilitas fluida.
Persamaan aliran multifasa merupakan persamaan differensial parsial yang non
linier yang tidak dapat diintegrasi . Persamaan untuk sistem tiga fasa terdiri dari fasa
minyak, air dan gas.
A. Fasa minyak
Persamaan aliran pada fasa minyak dapat dinyatakan bahwa aliran minyak yang
terkumpul merupakan pengurangan dari aliran minyak yang masuk dengan aliran
minyak keluar,
B. Fasa Air
Persamaan aliran pada fasa air dapat dinyatakan bahwa aliran air yang terkumpul
merupakan pengurangan dari aliran air yang masuk dengan aliran air keluar.
Persaman aliran untuk fasa air sama dengan aliran fasa minyak, sehingga
persamaan yang menyatakan fasa air utuk sistem linear
C. Fasa Gas
Persaman aliran untuk sistem tiga fasa untuk gas merupakan akumulasi dari semua
gas baik berupa gas bebas, gas terlarut dalam minyak dan gas yang terlarut dalam
air,
I. Ekspansi Dalam Bentuk Radial
Umumnya persamaan aliran multifasa untuk aliran transient (unsteady state) fasa
minyak, gas, dan air pada media berpori dikembangkan dari kombinasi persamaan
aliran fasa tunggal, dan harga saturasi untuk semua fasa adalah satu atau dapat
ditulis :
So + Sw + Sg = 1 ..........................................................................(4-35) Persamaan
(4-35) dapat juga ditulis sebagai berikut:
( So + Sw + Sg ) = 0 ...................................................................(4-36)
a. Fasa Minyak
Ekspansi bentuk radial pada fasa minyak dilakukan dengan mengalikan turunan
persamaan fasa minyak pada aliran radial (4-28) dengan Bo
b. Fasa Air
Ekspansi bentuk radial pada fasa air dilakukan dengan mengalikan turunan
persamaan fasa air pada aliran radial (4-30) dengan Bw,
c. Fasa Gas
Ekspansi bentuk radial pada fasa gas dilakukan dengan mengalikan turunan
persamaan fasa gas pada aliran radial (4-33) dengan Bg,