Kuliah 1bKuliah-1bTeknik Reservoir

(3 SKS)

D I A d H li MMDosen : Ir. Andry Halim, MMUniversitas Trisakti - Jakarta

2012

Objective/Sasaran Konsep Dasar Geologi Reservoir Konsep Dasar Geologi Reservoir

Definisi Teknik Reservoir

A lik i i i i i il i h ( i ifi i i l )

Definisi Teknik Reservoir

Aplikasi prinsip-prinsip ilmiah (scientific principles) untuk mendapatkan solusi masalah-masalah pengurasan minyak/gas yang timbul selama tahap p g y g y g pperencanaan pengembangan dan/atau tahap produksi suatu reservoir (Craft and Hawkins, 1991)

Pekerjaan Teknik Reservoir Mempelajari karakteristik minyak, gas, dan air

dalam reservoir di bawah kondisi statik maupun

Pekerjaan Teknik Reservoir

dalam reservoir di bawah kondisi statik maupun dinamik, a.l. : mengidentifikasi dan mendefinisikan suatu

ireservoir menentukan sifat-sifat fisik reservoir memperkirakan mekanisme pendorongan memperkirakan kinerja reservoir menentukan jumlah minyak dan tingkat

perolehanperolehan Mempelajari interaksi antar fluida dan antara

fluida dengan batuan

Empat Tugas Pokok Ahli Teknik Reservoir

1 b d l i d

Empat Tugas Pokok Ahli Teknik Reservoir (Dake):

1. bersama-sama dengan geologist dan petrophysicists, menghitung atau melakukan estimasi isi minyak dan/atau gas di tempat, y g p ,

2. menentukan jumlah minyak dan/atau gas yang dapat diperoleh (recoverable)

3 menentukan jangka waktu perolehan3. menentukan jangka waktu perolehan 4. melaksanakan pekerjaan teknik reservoir

operasional sehari-hari.

Alat-alat dan Metode Perhitungan Yang Utama:

1 P Ali D l M di B i

g g U

1. Persamaan Aliran Dalam Media Berpori: Models untuk production decline curve analysis Models untuk well test data analysisy Models untuk perhitungan water influx

-2. Metode Material Balance Konsep digunakan pada hampir seluruh Konsep digunakan pada hampir seluruh

perhitungan teknik reservoir3. Metode Volumetrik4 Si l i R i4. Simulasi Reservoir

Persamaan Aliran Dalam Media Berpori

S i i 90% j i i

Persamaan Aliran Dalam Media Berpori

Secara keilmuan, sekitar 90% pekerjaan teknik reservoir melibatkan penerapan prinsip-prinsip fisika, 4 yang utama (Dake):( )1. Hukum konservasi massa2. Hukum Darcy3 Kompresibilitas isothermal dan3. Kompresibilitas isothermal, dan 4. Hukum gerak Newton II dan III.

k f b h l d menyangkut fenomena perubahan volume dan pergerakan minyak/ gas dalam reservoir

Persamaan Aliran Dalam Media Berporip

Hukum Konservasi MassaHukum Konservasi Massa

M t i tid k d t di i t k t di hkMateri tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan.Atau secara sederhana:

Hukum Darcy

18 6

Hukum Darcy

Tahun 1856, Henry Darcy, seorang inspektur jenderal (Inspector-General of ( pBridges and Highways) pada perusahaan air di kota Dijon (The Publickota Dijon (The Public Fountains of the City of Dijon), Perancis,

l k k bmelakukan percobaan mengalirkan air melalui media pasir. p

Hukum Darcy

K li i di d l di i b b di

Hukum Darcy

Kecepatan alir air di dalam media pasir berbanding lurus dengan gradient tekanan dan karakteristik dari media pasirpKarakteristik media pasir tersebut dinyatakan dengan k, yang menggambarkan kemampuan media pasir tersebut untuk mengalirkan airpasir tersebut untuk mengalirkan air.

Definisi Satu Darcy:

Suatu media berpori dikatakan mempunyai permeabilitas satu darcy jika satu

Definisi Satu Darcy:

fasa fluida dengan viskositas satu centipoise mengisi rongga pori-pori dan mengalir pada laju alir satu centimeter kubik per detik per satu centimeter kuadrat luas penampang di bawah tekanan atau gradien hidrolik satu atmosphere per centimeter dan dapat dinyatakan menurut hubungan:atmosphere per centimeter dan dapat dinyatakan menurut hubungan:

Kompresibilitas Isothermal

Kompresibilitas batuan menyatakan ukuran perubahan volume batuan per satuan perubahan tekanan Jika c = fraksi perubahan

Kompresibilitas Isothermal

batuan per satuan perubahan tekanan. Jika c = fraksi perubahan volume akibat perubahan tekanan, maka dapat ditulis:

Kombinasi dengan persamaan keadaan:

sangat useful dan powerful.

Hukum Newton Tentang Gerak

H k N t P t S b h ik l b d k b d

Hukum Newton Tentang Gerak

Hukum Newton Pertama: Sebuah partikel atau benda akan tetap berada pada keadaan diam atau terus bergerak dengan kecepatan konstan kecuali terdapat gaya yang bekerja padanya yang mengganggu kesetimbangan.

Hukum Newton Kedua: Percepatan suatu partikel atau benda adalah berbanding lurus dengan gaya yang sedang bekerja padanya dan berbanding terbalik dengan massa partikel atau benda tersebut.berbanding terbalik dengan massa partikel atau benda tersebut.

Hukum Newton Ketiga: Untuk setiap gaya yang bekerja antara dua benda, maka terdapat gaya reaksi yang sama tapi berlawanan pada garis p g y y g p p gaksi yang sama.

Ilmu Teknik Reservoir

C b il d k

Ilmu Teknik Reservoir

Cabang ilmu pendukung: geologi (misal tentang sedimen dan lingkungan

pengendapan, karakteristik reservoir,dll)p g p , , ) pengetahuan kimia fisik (misal tentang fluida reservoir,

diagram fasa, konduktivitas elektrik) pengetahuan matematika dan statistika (misalnyapengetahuan matematika dan statistika (misalnya

tentang metode numerik dan komputasi) Komputer /informatika

Contoh Model MatematisContoh Model Matematis

Perkembangan Ilmu Teknik Reservoir (Milestones)

1856 P li fl id d l di b i (H D )

g ( )

1856 : Persamaan aliran fluida dalam media berpori (Henry Darcy) 1931 : Alat ukur Bottom Hole Pressure (Millikan dan Sidwell)1933 : Studi petrofisik (Fancher, Lewis, dan Barnes)1934 : Pengukuran permeabilitas (Wyckoff, Botset, Muskat, dan Reed)1935 P bil l d k PVT (S hilth i )1935 : Pengambilan sampel dan pengukuran PVT (Schilthuis)1936 : Persamaan material balance (Schilthuis)1942 : Pendesakan tak tercampur (Buckley dan Leverett)1944 : Perhitungan perolehan minyak - solution gas drive (Tarner)1949 : Perhit ngan ater infl transient flo ( an E erdingen H rst)1949 : Perhitungan water influx - transient flow (van Everdingen-Hurst)1963 : Persamaan straight line material balance (Havlena dan Odeh)1960an : Pengembangan simulasi reservoir1971 : Perhitungan water influx yang disederhanakan - pseudo steady state flow (Fetkovich)flow (Fetkovich)

Minyak DalamMinyak Dalam Pori-Pori Batuan

PorositasPorositas

Primary PorosityPrimary Porosity refers to the void spaces remaining after sedimentation of the granules in the matrix and hence is a matrix porosity.

Secondary Porosityis the contribution from pits, bugs, fractures and other p , g ,discontinuities in the bulkvolume of the matrix. The contribution of secondary porosity to the overall bulk porosity is generally small yet it can lead to dramatic increase in theis generally small yet it can lead to dramatic increase in the ease with which hydrocarbons flow through the rock.

Minyak Dalam Pori-Pori BatuanMinyak Dalam Pori Pori Batuan

Mi k b i i d i k kMinyak bermigrasi dari source rock ke tempat tekanan lebih rendah Jika ada yang menghentikan, akan terakumulasi y g g ,(bentukan batuan reservoir sebagai perangkap). Perangkap terbentuk karena proses geologiJika telah mengandung minyak perangkap ituJika telah mengandung minyak, perangkap itu disebut reservoir

Minyak Dalam Pori-Pori BatuanMinyak Dalam Pori Pori Batuan

Minyak Dalam Pori-Pori BatuanMinyak Dalam Pori Pori Batuan

J i R iJenis ReservoirRESERVOIR

Berdasarkan diagram fasa:Reservoir minyakReservoir gasReservoir gasReservoir gas condensate (retrograde)

Geologi Reservoir (1)

Geologi : cabang ilmu yang mempelajari

Geologi Reservoir (1)

Geologi : cabang ilmu yang mempelajari sejarah dan struktur bumi dan bentuk-bentuk kehidupan di dalamnya

Dalam ilmu teknik reservoir untuk memperkirakan akumulasi minyak

Prinsip utama: the present is the key to the pastp

Geologi Reservoir (2)

Reservoir: suatu formasi yang terdiri dari batuan

Geo og ese o ( )

Reservoir: suatu formasi yang terdiri dari batuan berongga (porous)

Suatu reservoir harus: mempunyai bentuk dan konfigurasi tertentu mempunyai penyekat (seal)mempunyai penyekat (seal)

mempunyai porositas, bersifat permeable

EraEraPeriod (Jaman)Period (Jaman) EpochEpoch DurasiDurasijuta tahunjuta tahun

Juta tahun Juta tahun yang laluyang lalu

QuarternaryQuarternaryRecentRecent 0.010.01

PleistocenePleistocene 11 11

PliocenePliocene 1010 1111

CenozoicCenozoic

TertiaryTertiary

MioceneMiocene 1414 2525

OligoceneOligocene 1515 4040

EoceneEocene 2020 6060

PaleocenePaleocene 1010 70 70 22

MesozoicMesozoic

CretaceousCretaceous 6565 135 135 55JurassicJurassic 3030 165 165 1010TriassicTriassic 3535 200 200 2020PermianPermian 3535 235 235 3030PennsylvanianPennsylvanian 3030 265 265 3535Mi i i iMi i i i 3535 300 300 4040

PaleozoicPaleozoic

MississippianMississippian 3535 300 300 4040DevonianDevonian 5050 350 350 4040SilurianSilurian 4040 380 380 4040OrdovicianOrdovician 7070 460 460 4040OrdovicianOrdovician 7070 460 460 4040CambrianCambrian 9090 550 550 5050

PrecambrianPrecambrian 45004500

Siklus Batuan

Proses geologi: erosi sedimentasi Proses geologi: erosi, sedimentasi, sementasi, kompresi, dan pelelehan

Batuan setelah partikel tererosi secara berurut: batuan sedimen batuan metamorf magma igneous rockmetamorf magma igneous rock

Setelah tererosi kembali maka igneous rock menjadi batuan sedimen barurock menjadi batuan sedimen baru

Siklus Batuan

BATUAN SEDIMEN

H t

Compaction, Cementation

SEDIMEN Heat, Pressure

Erosion, W th i BATUAN

METAMORFIGNEOUS

ROCK

Weathering

MAGMA

Heat, MeltingCooling,

Crystallization

Jenis BatuanKlastikKlastik NonklastikNonklastik

CarbonateCarbonate EvaporiteEvaporite OrganicOrganic LainnLainnyaya

ConglomerateConglomerate LimestoneLimestone GypsumGypsum PeatPeat ChertChertConglomerateConglomerate LimestoneLimestone GypsumGypsum PeatPeat ChertChert

LimestoneLimestone DolomiteDolomite AnhydriteAnhydrite CoalCoal

SandstoneSandstone SaltSalt DiatomiteDiatomite

SiltstoneSiltstone PotashPotash LimestoneLimestoneSiltstoneSiltstone PotashPotash LimestoneLimestone

ShaleShale

Jenis Batuan Reservoir

Kebanyakan minyak/gas terakumulasi di dalamKebanyakan minyak/gas terakumulasi di dalam batuan sedimen

Batuan metamorf dan igneous sangat jarang g g j gmengandung minyak

Batuan sedimen diklasifikasikan sebagai klastik dan nonklastik

Batuan klastik terdiri dari butiran-butiran akibat i b t b l k dierosi batuan sebelumnya yang kemudian

tersemen

Batuan nonklastik terjadi akibat sedimentasi Batuan nonklastik terjadi akibat sedimentasi jenis lain, misalnya pengendapan kimiawi

Pergerakan Bumi

Crust telah dan sedang bergerak secara

Pergerakan Bumi

Crust telah dan sedang bergerak secara terus menerus baik secara vertikal maupun horizontal

Kebanyakan batuan telah terekahkan oleh gaya-gaya internal maupun eksternal

Lapisan batuan pada satu sisi rekahan bergerak relatif terhadap sisi yang lain disebut fault (patahan)disebut fault (patahan)

Jenis patahan: normal dip-slip, reverse atau thrust dip slip lateral overthrust growththrust dip slip, lateral, overthrust, growth

Struktur Geologi dan Perangkap Minyak

1. Batuan sedimen terendapkan pada lapisan

g g p y

p p phorizontal; disebut strata atau bed

2. Lapisan ini terdeformasi oleh proses geologi: terlengkungkan atau terpatahkan

3. Pelengkungan ke bawah disebut anticline; sebaliknya pelengkungan ke atas disebut syncline

4 Bent k lain dome graben horst4. Bentuk lain: dome, graben, horst

5. Bentuk struktural lain: unconformity -disconformity dan angular unconformitydisconformity dan angular unconformity

Struktur Geologi dan Perangkap Minyak

Kesimpulan: Batuan Reservoir

1 Ad l h b t di b h k

p

1. Adalah batuan di bawah permukaan yang mampu menjadi tempat terperangkapnya gas, minyak, air dan fluida reservoir lain

2. Badan (formasi) batuan harus cukup besar, berpori, dan permeable

3. Batuan sandstone dan carbonate (misalnya limestone dan dolomite) merupakan batuan

i dit k b i b t isering ditemukan sebagai batuan reservoir

Soal latihanSoal latihanSuatu reservoir berbentuk persegi panjangmintak dengandata=2 sbb :data=2 sbb :P = 5 kmL=1 kmH= 10 mH 10 mPorositas = 20%Swi = 25%Boi = 1 bbl/STBRF = 20%Hitung :1. IOIP2. Recoverable Reserve3. Kalau diketahui minyak yg sdh terproduksi sampai dg

saat ini = 1,5 juta bbl, berapa sisa cadangan reservoir t b ( i i ) ?tsb (remaining reserve) ?

Questions ?

PR-1

1. Apa yang dimaksud dengan reservoir (30)

2. Sebutkan jenis2 mekanisme pendorong yang ada di reservoir (40)y g ( )

3. Sebutkan jenis reservoir yang anda ketahui (40)ketahui (40)

Soal LatihanSoal LatihanSuatu reservoir berbentuk persegi panjangmintak dengandata=2 sbb : (nilai 40)data=2 sbb : (nilai 40)P = 5 kmL=1 kmH= 32,8 ftH 32,8 ftPorositas = 25%Boi = 1.25 bbl/STBRF = 30%Hitung :1. IOIP2. Recoverable Reserve3. Kalau diketahui minyak yg sdh terproduksi sampai dg

saat ini = 1,5 juta bbl, berapa sisa cadangan reservoir tsb (remaining reserve) ?