bab vi (larutan asam)

7/18/2019 BAB VI (Larutan Asam)

http://slidepdf.com/reader/full/bab-vi-larutan-asam 1/14



56

memperbesar rongga pori dalam batuan sehingga memperbesar

permeabilitas untuk memperbesar laju produksi.

Metode ini menggunakan teknik gravimetrik untuk menentukan

reaktivitas formasi dengan asam. Batuan karbonat (mineral limetone )

biasanya larut dalam HCl, sedangkan silikat (mineral clay ) larut dalam

mud acid .

Pelaksanaan stimulasi di lapangan, perencanaan pekerjaan dan

disain dari pemilihan material haruslah disesuaikan dengan kondisi

reservoir yang ada untuk mencapai suatu keberhasilan. Korelasi antara

parameter-parameter reservoir dengan material-material yang harus dipilih

pada stimulasi diperlukan untuk dapat memberikan hasil yang optimal.

Perencanaan acidizing terutama matrik acidizing , hal yang utama

yaitu dalam pemilihan asam yang akan digunakan. Asam yang dipilih akan

tergantung dengan mineral batuan yang terbentuk dalam reservoir

terutama sifat kimia batuan yang terkandung dalam batuan, misalnya

untuk batuan karbonat (CaCO 3) asam yang digunakan HCl dan batupasir

(SiO 2) dengan menggunakan HCl – HF (penggunaan HCl dikarenakan

semen pada batupasir umumnya Ca yang apabila bereaksi dengan HF akan

mengendap sehingga perlu ditambahkan HCl).

Faktor – faktor yang mempengaruhi laju reaksi asam terhadap

batuan yaitu :

a. Temperature

Temperatur reservoir akan berpengaruh pada laju reaksi asam

dengan batuan (semakin tinggi temperatur akan semakin cepat pula

raksi asam yang terjadi) dan juga mempengaruhi dalam penggunaan

volume asam serta jenisnya, misal:

1. Pada temperatur <2000 F digunakan asam mineral( HCl dan HF),

2. Pada temperatur >2500 F gunakan asam organic ( acetik dan

formic ) atau asam mineral yang dimodifikasi.



57

b. Perbandingan Luas-Volume

Perbandingan luas-volume (spesifik surface area ) merupakan

perbandingan antara luas permukaan batuan yang kontak dengan asam

persatuan volume. Perbadingan luas-volume beranding terbalik dengan

jari-jari batuan atau lebar rekahan.

c. Tekanan Reservoir

Pengaruh tekanan terhadap laju reaksi untuk asam HCl . Pada

tekanan diatas 750 psi, tekanan kurang berpengaruh terhadap laju

reaksi. CO 2 yang terlarut dalam fluida meningkat sehingga konsentrasi

CO 2 sebagai hasil reaksi akan menggerakkan reaksi kearah tercapainya

kesetimbangna. Hal inilah yang dapat memperlambat laju reaksi.

Tekanan yang kurang dari 750 psi, CO 2 yang terlarut mulai

terbebaskan sehingga laju reaksi meningkat

d. Konsentrasi Asam

Konsentrasi merupakan jumlah mol zat yang terdapat dalam tiap

liter latutan atau ruangan (gas). Dengan bertambahnya konsentrasi

laturan maka, kecepatan reaksi akan semakin cepat.

e. Komposisi Batuan

Komposisi kimia batuan formasi sangat penting untuk menentukan

waktu laju reaksi antara asam dengan batuan. Misalnya laju reaksi

asam HCl terhadap dolomite akan lebih lambat dibandingkan dengan

limestone, karena terbentuknya CaMg 2C16 12H 2O sebagai hasil reaksi

asam dengan dolomite dan material ini dapat larut dalam asam.

f. Kecepatan Aliran Asam

Kecepatan aliran asam tidak menimbulkan pengaruh yang begitu

besar terhadap laju reaksi antara asam dengan batuan. Untuk sumur-

sumur dengan temperatur tinggi kecepatan ditingkatkan hanya untuk

menghindari berkurangnya daya reaktifitas asam yang diinjeksikan.

Kadar clay dalam hal ini akan berpengaruh dalam konsentrasi

penggunaan asam, semakin besar kadar clay di formasi maka konsentrasi



58

asam yang digunakan akan semakin kecil karena kita menginginkan tidak

terjadinya pengendapan pada formasi jika laju reaksi melebihi laju injeksi.

Kelarutan yang besar akan berdampak pada hasil dari reaksi

dengan batuan, jika >20% kelarutan batupasir oleh HCl akan cenderung

menghasilkan pengendapan yang bisa dikatakan HCl reaktif dalam

batupasir dan jika di bawah 75% kelarutan batu karbonat oleh HCl maka

perlu penambahan suspending agent untuk mengalirkan zat-zat yang tak

terlarut dari formasi.

Penyebaran asam ke dalam formasi sangat tergantung dengan

kecepatan transport asam ke dalam batuan yang berhubungan dengan sifat

fisik batuan (permeabilitas dan porositas) dan juga kecepatan bereaksinya

batuan dengan asam (pengaruh temperatur). Batu pasir akan cenderung

lebih lambat dalam bereaksi dengan asamnya daripada batu karbonat

Permeabilitas yang tidak seragam akan menyebabkan penyebaran

asam yang tidak merata sehingga diperlukan penambahan diverting agent .

Diverting agent adalah material yang digunakan untuk memblok

sementara pada zona permeabilitas tinggi. Hal ini dikarenakan agar fluida

tidak selalu mengalir ke zona permeabilitas yang tinggi dan menyebar

merata di daerah perforasi yang akan diproduksi.

Proses penginjeksian asam ke dalam formasi dilakukan dengan

tahap-tahap kegiatan, yaitu :

1. Preflush

Preflush dilakukan dengan memompakan asam yang

konsentrasinya rendah dan jumlahnya kira-kira setengah dari volume

untuk acidizing sebenarnya. Preflush bertujuan untuk menghilangkan

material formasi yang dapat bereaksi dengan HCl, memindahkan air

formasi yang mengandung ion-ion (Na 2+, Ca 2+ dan lain-lain) yang

cenderung mengendap dengan HF, mendinginkan formasi sehingga

memperdalam penetrasi asam.



59

2. Spotting

Spotting merupakan proses utama pemompaan asam untuk

memperbaiki permeabilitas batuan. Pemompaan dengan laju yang

rendah dilakukan untuk memperbaiki kerusakan disekitar lubang

sumur, sedangkan laju yang tinggi dilakukan untuk jangkauan yang

lebih jauh ke dalam formasi.

3. After flush (postflush)

After flush merupakan proses pendorongan asam yang masih ada

dalam tubing agar seluruh asam masuk ke dalam formasi dan

mengurangi waktu kontak asam dengan tubing, disamping itu juga

untuk memindahkan asam yang telah terpakai jauh dari lubang sumur

sehingga presipitasi yang dapat terbentuk tidak akan banyak merusak.

Cairan yang digunakan seperti minyak diesel, nitrogen, ammonium

klorida (NH 4Cl), dan HCl.

Ada 3 jenis pengasaman, antara lain :

1. Matrix acidizing

Asam di injeksikan ke formasi pada tekanan di bawah tekanan

rekah, dengan tujuan agar reaksi asam menyebar ke formasi secara

radial. Matrix Acidizing digunakan baik untuk batuan Karbonat

(limestone/dolomite) maupun sand stone. Teknik ini akan berhasil

untuk sumur dengan damage sedalam 1-2 ft.

2. Acid Fracturing

Digunakan hanya untuk karbonat,kenaikan produksi diakibatkan

oleh kenaikan permeabilitas sampai jauh melampaui zone damage- nya.

3. Acid Washing

Untuk melarutkan material atau scale sekitar sumur, meliputi pipa

atau juga perforasinya.



60

Dalam penggunaannya pun, tidak sembarang asam dapat digunakan

dalam proses pengasaman. Ada beberapa jenis asam yang dipakai dalam

program pengasaman, antara lain :

1. Asam Chlorida

Asam HCl atau Muriatic Acid adalah asam yang paling banyak

digunakan, Asam ini harganya murah dan dapat diberi inhibitor , dan

hasil reaksi terlarut dalam air. Merupakan Reaksi HCl terhadap

Limestone, dolomite dan sandstone .

Pada umumnya HCl digunakan dilapangan dengan konsentrasi

berat 15% hal ini akan mempengaruhi titik beku dari asam yang

bersangkutan. Kerugian pemakian asam HCl terutama pada sifat

korosif yang tinggi, terutama pada temperatur diatas 250 oF. Untuk

pencegahan perlu ditambah Corrosion inhibitor.

2. Asam Fluorida

Hydrofloric Acid (HF) digunakan untuk sandstone karena dapat

melarutkan Silikat, HF dapat bereaksi dengan Ca dan Mg akan tetapi

membentuk endapan . Penggunaan HCl yang dicampur HF dapat

menghilangkan scale pada sandstone karena sementasi sandstone

terdiri dari Ca dan Mg. Asam HF mempunyai kemampuan melarutkan

padatan lumpur,mineral Clay , feldspar dan silika .

3. Asam Acetic (CH3COOH)

Merupakan asam organik yang dapat melarutkan Carbonat , laju

reaksi asam acetic lebih lambat dibanding dengan HCl, asam acetic

tidak bersifat korosif.

4. Asam Formic

Merupakan jenis asam yang terionisasi sangat lemah, sehingga

reaksi akan berjalan lambat.



61

a. Reaction of hydrochloric acid with limestone, dolomite, sand, and

various iron minerals

Gambar 6.1. Reaksi K imi a hydrochlori c

b. Reaction of hydroflouric acid with limestone, dolomite, sand, and

clay

Gambar 6.2. Reaksi Ki mia hydroflouric

Dengan adanya pengasaman ini, diharapkan setelah sumur kembali

diinstal pompa ESP baru, produksi dapat kembali optimum karena scale

sudah berkurang dari formasi. Pompa ESP yang baru akan didisain

sedemikian rupa sehingga rate yang didapat dari sumur dapat optimum.

Adapun syarat-syarat utama agar asam dapat digunakan dalam

opeasi acidizing (pengasaman) ini adalah:

1. Tidak terlampau reaktif terhadap peralatan logam.

http://3.bp.blogspot.com/_7sG8LjlKzyE/THFmpSgeoKI/AAAAAAAAAC4/VUzkwgbBYek/s1600/sk.JPG

http://3.bp.blogspot.com/_7sG8LjlKzyE/THFmpMGTtxI/AAAAAAAAACw/qnPDeuTXboY/s1600/sad.JPG

http://3.bp.blogspot.com/_7sG8LjlKzyE/THFmpSgeoKI/AAAAAAAAAC4/VUzkwgbBYek/s1600/sk.JPG

http://3.bp.blogspot.com/_7sG8LjlKzyE/THFmpMGTtxI/AAAAAAAAACw/qnPDeuTXboY/s1600/sad.JPG



62

2. Segi keselamatan penanganannya harus dapat menunjukkan indikasi

atau jaminan keberhasilan proyek acidizing ini.

3. Harus dapat bereaksi melarutkan karbonat atau mineral endapan

lainnya sehingga membentuk soluble product atau hasil-hasil yang

dapat larut.

Sebelum dilakukan stimulasi dengan pengasaman harus

direncanakan dengan tepat data-data laboratorium yang diperoleh dari

sampel formasi, fluida reservoir dan fluida stimulasi. Sehingga informasi

yang diperoleh dari labiratorium tersebut dapat digunakan engineer untuk

merencanakan operasi stimulasi dengan tepat, pada gilirannya dapat

diperoleh penambahan produktivitas informasi sesuai dengan yang

diharapkan. Salah satu informasi yang diperlukan adalah daya larut asam

terhadap sampel batuan (acidsolubility) .

Metode ini menggunakan teknik gravimetric untuk menentukan

reaktivitas formasi dengan asam. Batuan karbonat (mineral limetone )

biasanya larut dalam HCI, sedangkan silikat (mineral clay ) larut dalam

mud acid .

6.3. Peralatan dan Bahan

6.3.1. Peralatan

Mortar dan pastle

Oven

Erlenmeyer

Kertas Saring

Soxhelet Aparatus

ASTM 100 Mesh

6.3.2. Bahan

Core (Batu Gamping dan Batu pasir)

HCI 15% atau mud acid (15%HCI + 3%HF)



63

Larutan indicator methyl orange (1 gram methyl orange ) dilarutkan

dalam 1 liter aquades atau air suling

Gambar 6.3. M ortar dan pastle

Gambar 6.4. Oven



64

Gambar 6.5. Erl enmeyer

Gambar 6.6. Kertas sari ng



65

Gambar 6.7. Soxhelet Aparatus

Gambar 6.8. ASTM 100 Mesh

6.4. Prosedur Percobaan

1. Core diekstraksi terlebih dahulu dengan toluene / benzene pada Soxhlet

Aparatus. Kemudian keringkan dalam oven pada suhu 1050

C (2200

F).2. Hancurkan sampel kering pada mortal hingga dapat lolos pada ASTM

100 Mesh.

3. Ambil sampel yang telah dihancurkan 20 gram dan masukkan pada

erlenmeyer 500 ml, kemudian masukkan 150 ml HCl 15% dan

digoyangkan hingga CO 2 terbebaskan semua.

4. Setelah reaksi selesai, tuangkan sampel residu plus larutan dalam

erlenmeyer pada kertas saring. Bilas sisa –

sisa sampel dengan



66

Aquades sedemikian rupa hingga air filtrate setelah ditetesi larutan

methyl orange tidak nampak reaksi asam (sampai warna kemerah –

merahan).

5. Keringkan residu dalam oven kira – kira selama ½ jam dengan suhu

105 0C (220 0F), kemudian dinginkan dan akhirnya ditimbang.

6. Hitung kelarutan sebagai % berat dari material yang larut dalam HCl

15%.

Solubility % berat = %100W

wW

Dimana:

W = berat sampel, gram

w = berat residu, gram

6.5. Hasil Analisa dan Perhitungan

Berat Sampel Pasir

Berat sampel pasir sebelum pengasaman = 13 gr

Berat sampel pasir setelah pengasaman = 13 gr

% Berat Solubility Pasir = %100W

wW

= %10011

1313

gr

gr gr

= 0 %

Berat Sampel Karbonat

Berat sampel karbonat sebelum pengasaman = 37 gr

Berat sampel karbonat setelah pengasaman = 35 gr



67

% Berat Solubility Karbonat = %100W

wW

= %10037

3537

gr

gr gr

= 5.405 %

6.6. Pembahasan

Pengasaman bertujuan untuk mengoptimalkan lubang perforasi.

Dari hasil perhitungan data –

data yang telah diberikan, diketahui bahwa% berat solubility pasir bernilai 0% , sedangkan % berat solubility karbonat

bernilai 5.405 % . Hal ini terjadi karena pada batuan pasir, ketika sebelum

pengasaman dan setelah pengasaman, berat sampel tidak berubah (tetap),

sedangkan pada batuan karbonat, berat sampel sebelum dan setelah

pengasaman mengalami perubahan. Berat batuan pasir sebelum

pengasaman adalah 13 gr dan setelah pengasaman berat batuan pasir tetap

13 gr, tidak mengalami penambahan berat. Berat batuan karbonat

berkurang dari 37 gr menjadi 35 gr. Ini berarti bahwa residu hasil

pengasaman suatu sampel dapat mempengaruhi besar kecilnya persentase

berat solubility yang dihasikan. Apabila residu hasil pengasaman suatu

sample semakin besar, maka persentase solubility yang dihasilkan batuan

akan semakin kecil.

6.7. Kesimpulan

1. Semakin besar residu hasil pengasaman suatu sample formasi, maka

semakin kecil persentase solubility yang dihasilkan oleh sample

formasi tersebut dan sebaliknya.

2. Pengasaman bertujuan untuk mengoptimalkan lubang perforasi.

3. Persentase berat solubility pada sampel batu karbonat lebih besar

dibanding dengan sampel batu pasir.



68

4. Dari hasil perhitungan diperoleh persen berat solubility pasir adalah

0% sedangkan persen berat solubility karbonat 5.405 %.

5. Ketahanan pasir terhadap Asam Klorida lebih besar dibanding

karbonat.

bab vi (larutan asam)

Documents