Postingan pertamaku - Pengantar Artificial Lift - Gas Lift

Tulisan ini adalah postingan pertamaku yang disarikan dari kuliah teknik pengangkatan buatan (artificial lift) yang diasuh oleh mas Pudjo a.k.a Dr. Ir. Pudjo Sukarno, tgl 5 Februari 2009.

Dalam produksi hidrokarbon, terutama minyak bumi, sumur dibagi menjadi 2 jenis, yaitu:

- Flowing well, yaitu jika Pwf = Pseparator + pressure drop di tubing (dPtubing) + pressure drop di flowline(dPflowline), termasuk pressure drop choke, valve, dll, sehingga hidrokarbon dapat mengalir secara alami menuju separator.

- Unflowing well, jika Pwf <>

Terlihat bahwa kurva IPR dan TPR tidak berpotongan, yang artinya tidak didapat nilai tekanan dan rate operasional. Untuk sumur jenis ini, dibutuhkan pengangkatan buatan. Terdapat beberapa jenis pengangkatan buatan, yaitu:

- Gas Lift

- Sucker Rod Pump (SRP)

- Electric Submersible Pump (ESP)

- dll.

Terdapat 2 konsep dalam teknik pengangkatan buatan (artificial lift):

a. Menurunkan gradien aliran di dalam tubing yang didasarkan pada persamaan pressure drop dalam pipa, yaitu

Dari persamaan tersebut, terlihat bahwa parameter ρ (densitas) sangat dominan. Maka, dengan menurunkan densitas, diharapkan pressure drop akan berkurang, sehingga hidrokarbon dapat diangkat dengan Pwf dan Pseparator yang ada. Teknik yang menerapakan konsep ini adalah gas lift.

b. Memberikan energi tambahan terhadap aliran yang terjadi dalam sumur yang didasarkan pada persamaan mechanical energy balance:

Dengan menambahkan energi (W) ke dalam sistem aliran, diharapkan minyak dapat mengalir ke permukaan. Konsep ini diterapkan pada penggunaan pompa, baik itu SRP maupun ESP.

I. Gas Lift

Gas lift dilakukan pada sumur-sumur dengan gas-liquid ratio (GLR) yang rendah, sebab percuma jika dilakukan pada sumur ber-GLR tinggi yang notabene gasnya sudah banyak.

Berdasarkan pada pola aliran yang terjadi di dalam tubing, tujuan dari dilakukannya gas lift ada 2:

- Mengurangi densitas fluida dalam tubing. Untuk itu, pola aliran yang diharapkan terjadi adalah bubble flow, di mana gas terdistribusi secara merata dan berbentuk gelembung-gelembung kecil.

- Menahan kolom fluida yang ada di atas gas. Pola aliran yang diharapkan adalah slug flow.

Figure 1 slug flow in tubing

Skema operasinal gas lift pada suatu sumur dapat dilihat pada gambar berikut

Sedangkan di permukaan, sistem gas lift dapat digambarkan sebagai berikut:

Secara operasional, gas lift dibagi menjadi 2:

- Continuous : gas diinjeksikan secara terus-menerus ke dalam sumur.

- Intermittent : gas diinjeksikan secara periodik, yaitu ada periode injeksi dan ada periode tutup.

Dari skema yang terdapat di atas, sistem gas lift dapat dibagi menjadi beberapa subsistem:

a. Compressor subsystem

- Intake system

- Outlet system

- Choke

- Pressure gauge

b. Valve subsystem

c. Wellbore subsystem

d. Wellhead subsystem

- Production

- Injection

e. Separator subsystem.

Penjelasan mengenai tiap subsystem insyaAlloh akan diberikan pada kuliah selanjutnya.