slied gue ok
TRANSCRIPT
-
7/31/2019 Slied Gue Ok
1/44
Chevron 2006 Company Confidential Internal Use Only
MENENTUKAN LAJU ALIR SUMUR DENGAN
MENGGUNAKAN ESP UNTUK HARGA
FREKUENSI YANG BERBEDA-BEDA
(APLIKASI VSD VARIABLE SPEED DRIVE)
WAHYU PRASETYA RAHARJAPEKANBARU :
-
7/31/2019 Slied Gue Ok
2/44
DOC ID Chevron 2005
1.1 Latar Belakang
Variable speed drive merupakan alat tambahan yang dipasang
pada sistem pompa ESP yang berfungsi sebagai pengatur
kecepatan putaran motor (RPM) dengan berbagai frekewensi yang
ada. Sehingga dapat disesuaikan dengan kemampuan suatu
reservoir.
Ketidakpastian data dan informasi yang didapatkan dari sumur
serta sifat dari aliran fluida pada lubang sumur yang dinamis
terhadap perubahan waktu menyebabkan berbagai kendala dalam
memproduksikan minyak. Sehingga penggunaan variable speed
drive diharapkan dapat mengurangi masalah yang biasa timbulketika sumur sedang berproduksi tanpa harus mengeluarkan biaya
untuk melakukan well service.
2
-
7/31/2019 Slied Gue Ok
3/44
DOC ID Chevron 2005
1.2 Tujuan
Tujuan dari penulisan Tugas Akhir ini adalah :
Menentukan laju alir fluida dari beberapa frekuensi
motor menggunakan VSD untuk mendapatkan laju
alir maksimum berdasarkan kemampuan produksisumur.
3
-
7/31/2019 Slied Gue Ok
4/44
DOC ID Chevron 2005
2.TEORI DASAR
4
-
7/31/2019 Slied Gue Ok
5/44
DOC ID Chevron 2005 5
Cara Kerja ESP
Energi listrik disuplai dari transformer (step down) melaluiswitchboard. Pada switchboard, semua kinerja dari ESP dan
kabel akan dikontrol / dimonitor (amperage, voltage).
Power akan ditruskan dari switchboard ke motor melalui
power cable yang terikat di sepanjang tubing dan di
rangkaian ESP.Melalui motor, energi listrik akan dirubahmenjadi energi mekanik yaitu berupa tenaga putaran.
Putaran akan diteruskan ke protector dan pump melalui
shaft yang dihubungkan dengan coupling. Pada saat shaft
dari pompa berputar, impeller akan ikut berputar dan
mendorong fluida yang masuk melalui pump intake ataugas separator ke permukaan.
Fluida yang didorong, secara bertahap akan memasuki
tubing dan terus menuju kepermukaan sampai ke
Gathering Station (GS).
16
-
7/31/2019 Slied Gue Ok
6/44
DOC ID Chevron 2005 6
Casing shoe
ESCONTRO
Fus
Well Head
Pump
Pump Intake
Protector
Motor
Motor lead extensionand cable guard
Power Cable
Switchboard
Transformer
Wellhead Cable Feedthrough
JunctionBox
-
7/31/2019 Slied Gue Ok
7/44DOC ID Chevron 2005
2.1 Rangkaian Permukaan
7
TRANSFORMATOR
Transformator adalah trafoatau stabilizer yang digunakan
untuk menaikkan atau
menurunkan tegangan AC
yang berasal dari power line
(Tiang Listrik) sesuai
kebutuhan power/ tegangan
listrik pada motor.
-
7/31/2019 Slied Gue Ok
8/44DOC ID Chevron 2005
b. Switchboard
Merupakan pusat kendali arus
motor berupa control panel
terhadap kelebihan beban pada
saat motor bekerja (overload )
atau masalah pada sumur
misalnya atau gaslock dan lain-
lain, yang digambarkan juga
dalam bentuk Arm chart
8
-
7/31/2019 Slied Gue Ok
9/44DOC ID Chevron 2005
C.Junction box
Junction box dipasang
diantara wellhead dan
switchboard. Berfungsi untuk
membuang gas ke
atmosphere sebelum
mencapai switchboard,
sehingga dapat menghindari
bahaya ledakan dalam
switchboard.
9
-
7/31/2019 Slied Gue Ok
10/44DOC ID Chevron 2005 10
1. Pump
2. Gas Separator
3. Protector
4. Motor
5. Electrical Cable
6. Reda Oil (dielectric oil)
7. Cable Clamp
8. Cable Guard
KOMPONEN UTAMA ESP :
-
7/31/2019 Slied Gue Ok
11/44DOC ID Chevron 2005 11
1. PumpESP Pump merupakan pompa centrifugal yang terdiri dari
beberapa stages. Setiap stage terdiri dari satu impeller
yang bergerak(rotor) dan satu diffuser yang bersifat diam(stator)
Komponen utama :
Coupling, penghubung antara pompa dengan bagian lain dari SPS
Shaft, tempat terpasangnya stage
Stage, sebagai pendorong/pengangkat fluida
Impeller :
-
7/31/2019 Slied Gue Ok
12/44
DOC ID Chevron 2005 12
2. Gas Separator
Gas separator (GS) dipasang diantara protector
dan pompa,berfungsi sebagai pemisah antara gasdan cairan.
Disamping itu gas separator juga berfungsi sebagai
fluid intake. Gas Separator dipakai pada sumur yang
mempunyai Gas Oil Ratio di atas 1000 cuft/bbl.
Komponen utama :
Coupling
Shaft
Fluid tube, sebagai sarana mengalirkan cairan yang sudah
bebas dari gas
Pick up impeller, sebagai pendorong fluida yang masuk
melalui intake ke pompa
-
7/31/2019 Slied Gue Ok
13/44
DOC ID Chevron 2005 13
3. Pump Intake
Pump intake dipasang di bawah pompasebagai fluid intake.
Karena berfungsi hanya sebagai port saja,
pump intake tidak mempunyai stage seperti
gas separator
-
7/31/2019 Slied Gue Ok
14/44
DOC ID Chevron 2005 14
4. Protector
Protector dipasang di atas motor yang berfungsi
sebagai penyekat untuk mencegah fluida sumur
masuk ke dalam motor.
Jika akan menyambung protector dengan motor dan
pompa yang berbeda serinya maka digunakan
housing adaptor.
Komponen utama :
Coupling
Shaft
Elastomeric bag/Labyrinth chamber
Shaft seal
Dielectric oil
Thrust bearing
-
7/31/2019 Slied Gue Ok
15/44
DOC ID Chevron 2005 15
5. Motor
Motor berfungsi untuk menggerakan pompa dengan
cara mengubah energi listrik menjadi energi mekanik.
Energi ini menggerakkan protector dan pompa melalui
shaft yang terdapat pada setiap unit yang dihubungkan
dengan coupling.
Rotor: Susunan elemen tipis yang berputar dan ditengah-
tengahnya terdapat shaft. Jarak antara rotor dengan stator
sangat kecil yaitu 0.007 inch.
Stator: Kumparan kabel yang dipasang di bagian dalam body
motor.
Dielectric oil (minyak reda): Berfungsi sebagai pelumas dan
pendingin motor.
Komponen utama :
-
7/31/2019 Slied Gue Ok
16/44
DOC ID Chevron 2005 16
6. Power Cable
Power cable gunanya untukmengalirkan arus listrik dariswitchboard ke motor.
Kabel terbuat dari tembagadengan rancangan yangdisesuaikan dengan kondisisumur serta besar/kecil HorsePower (HP) dari motor.
Armor, terbuat dari lapisan baja dan
galvanize
Filler, terbuat dari pelat tipis dari kuningan
(brass shim)
Lead jacket, terbuat dari timah
Insulation, terbuat dari karet
Conductor, terbuat dari tembaga sebagai
penghantar arus
Komponen utama :
-
7/31/2019 Slied Gue Ok
17/44
DOC ID Chevron 2005 17
7. Dielectric Oil (Minyak Reda)
Motor dan protector berisikan
minyak reda yang berfungsisebagai:
Pelumas
Tahanan/ isolasi
Pendingin motor/media
penghantar panas ke dindingmotor tersebut.
-
7/31/2019 Slied Gue Ok
18/44
-
7/31/2019 Slied Gue Ok
19/44
DOC ID Chevron 2005
Variable Speed Drive (VSD)
Merupakan perangkat
tambahan yang dipasang pada
unit ESP yang dapat merubah
frekuensi putaran pompasehingga dapat mengatur laju
putaran pompa. Unit ini
terpasang pada swicthboard.
19
-
7/31/2019 Slied Gue Ok
20/44
DOC ID Chevron 2005
Faktor-faktor yang menyebabkan perlunya penggunaan VSD :
peningkatan water cut yang terlalu cepat
meningkatnya tubing head pressure (THP)
perubahan tekanan reservoir / perubahan PI (produksi index)
komponen utama VSD :
Graphical Control Sistem (GCS) berfungsi sebagai tombol pengontrol
Rectifier berfungsi mengkonversi AC ke DC
Link DC berfungsi menyediakan gelombang DC halus untuk inverter
Inverter berfungsi perubahan DC kembali ke output tiga fase
frekuensi variabel AC
20
-
7/31/2019 Slied Gue Ok
21/44
DOC ID Chevron 2005 21
-
7/31/2019 Slied Gue Ok
22/44
DOC ID Chevron 2005
PERHITUNGAN
SUMUR BR#01 & SUMUR BR#02
22
-
7/31/2019 Slied Gue Ok
23/44
DOC ID Chevron 2005
Sumur BR#1
Data Sumur
Interval Perforasi 3292-3492 Ft
Middle Perforasi 3392 Ft
OD Casing 7 Inch
OD Tubing 3.5 Inch
Data Fluida
API Minyak 35
SG Air 1.002
Pb 400 PsiData Pompa
Pump Set 3202 Ft
Stage 161
Horse Power 50 HP
Tegangan 1100 Volt
Kuat Arus 28 Ampere
Daya 30800 Watt
Jenis Pompa IND 440
Frekuensi 54 Hz
Data Produksi
Laju Alir Fluida 460 BFPD
WC 90%
WFL 2787 Ft
SFL 1430 Ft23
-
7/31/2019 Slied Gue Ok
24/44
DOC ID Chevron 2005 24
-
7/31/2019 Slied Gue Ok
25/44
DOC ID Chevron 2005 25
-
7/31/2019 Slied Gue Ok
26/44
DOC ID Chevron 2005 26
-
7/31/2019 Slied Gue Ok
27/44
DOC ID Chevron 2005 27
-
7/31/2019 Slied Gue Ok
28/44
DOC ID Chevron 2005
Frekuensi (Hz) Laju alir (BFPD) Keterangan
54 460 Laju alir tes dan frekuensi lama
55 468.5185185 Frekuensi Baru & Laju alir baru
56 477.037037 Frekuensi Baru & Laju alir baru
57 485.5555556 Frekuensi Baru & Laju alir baru
58 494.0740741 Frekuensi Baru & Laju alir baru
59 502.5925926 Frekuensi Baru & Laju alir baru
60 511.1111111 Frekuensi Baru & Laju alir baru
61 519.6296296 Frekuensi Baru & Laju alir baru
62 528.1481481 Frekuensi Baru & Laju alir baru
63 536.6666667 Frekuensi Baru & Laju alir baru
64 545.1851852 Frekuensi Baru & Laju alir baru
65 553.7037037 Frekuensi Baru & Laju alir baru
66 562.2222222 Frekuensi Baru & Laju alir baru
67 570.7407407 Frekuensi Baru & Laju alir baru
Berikut adalah tabel perhitungan laju alir berdasar kan frekuensi yang berubah-ubah.
-
7/31/2019 Slied Gue Ok
29/44
DOC ID Chevron 2005 29
-
7/31/2019 Slied Gue Ok
30/44
DOC ID Chevron 2005
54 Hz 64 HZ
A 0,536629A 0,536629J 0,825008J 0,977788
Qb 361,617Qb 428,5831
Qx 183,3352Qx 217,2861
Qmax 544,9522Qmax 645,8693
PI 0,793355PI 0,940273
Pwf Qf Pwf Qf
800 30,401 800 36,03053
700 109,736 700 130,0578
600 189,072 600 224,085
500 268,407 500 318,1123
475 288,241 475 341,6191
450 308,075 450 365,1259
425 327,909 425 388,6327
400 361,617 400 428,583
375 381,669 375 452,349
350 400,576 350 474,756
325 418,336 325 495,806
300 434,951 300 515,498
275 450,420 275 533,831
250 464,743 250 550,807
200 489,952 200 580,683
100 526,619 100 624,141
0 544,952 0 645,86930
-
7/31/2019 Slied Gue Ok
31/44
DOC ID Chevron 2005 31
-
7/31/2019 Slied Gue Ok
32/44
DOC ID Chevron 2005
Sumur BR#2Data Sumur
Interval Perforasi 3922-3492 Ft
Middle Perforasi 3922 Ft
OD Casing 7 Inch
OD Tubing 3.5 Inch
Data Fluida
API Minyak 35
SG Air 1.002
Pb 400 Psi
Data Pompa
Pump Set 3595 Ft
Stage 161
Horse Power 40 HP
Tegangan 435 Volt
Kuat Arus 45 Ampere
Daya 19575 Watt
Jenis Pompa IND 440
Frekuensi 52 Hz
Data Produksi
Laju Alir Fluida 158 BFPD
WC 30%
WFL 3500 Ft
SFL 1697 Ft
FAP 95 Ft
32
-
7/31/2019 Slied Gue Ok
33/44
DOC ID Chevron 2005 33
-
7/31/2019 Slied Gue Ok
34/44
DOC ID Chevron 2005 34
-
7/31/2019 Slied Gue Ok
35/44
DOC ID Chevron 2005 35
-
7/31/2019 Slied Gue Ok
36/44
DOC ID Chevron 2005 36
-
7/31/2019 Slied Gue Ok
37/44
DOC ID Chevron 2005
Berikut adalah tabel perhitungan laju alir berdasar kanfrekuensi yang berubah-ubah.
Frekuensi (Hz) Laju alir(BFPD) Keterangan
52 158 Laju alir tes dan frekuensi lama
53 161.0384615 Frkuensi Baru & Laju alir baru
Frekuensi (Hz) Laju alir(BFPD) Keterangan
54 164.0769231 Frkuensi Baru & Laju alir baru
55 167.1153846 Frkuensi Baru & Laju alir baru
56 170.1538462 Frkuensi Baru & Laju alir baru
57 173.1923077 Frkuensi Baru & Laju alir baru
58 176.2307692 Frkuensi Baru & Laju alir baru
59 179.2692308 Frkuensi Baru & Laju alir baru
60 182.3076923 Frkuensi Baru & Laju alir baru
61 185.3461538 Frkuensi Baru & Laju alir baru
62 188.3846154 Frkuensi Baru & Laju alir baru
63 191.4230769 Frkuensi Baru & Laju alir baru
64 194.4615385 Frkuensi Baru & Laju alir baru
65 197.5 Frkuensi Baru & Laju alir baru
37
-
7/31/2019 Slied Gue Ok
38/44
DOC ID Chevron 2005 38
-
7/31/2019 Slied Gue Ok
39/44
DOC ID Chevron 2005 39
-
7/31/2019 Slied Gue Ok
40/44
DOC ID Chevron 2005
52 HZ 64 Hz
A 0,784311A 0,784311
J 0,248025J 0,305261
Qb 114,7715Qb 141,2572
Qx 55,11659Qx 67,8358
Qmax 169,8881Qmax 209,093
PI 0,226001PI 0,278155
54 Hz 64 Hz
Pwf Qf Pwf Qf
800 14,17979 800 17,45205
700 36,77989 700 45,26756600 59,37999 600 73,08307
500 81,98009 500 100,8986
475 87,63012 475 107,8525
450 93,28014 450 114,8063
425 98,93017 425 121,7602
400 114,7715 400 141,2572
375 120,7998 375 148,6767
350 126,4837 350 155,6723
325 131,8232 325 162,2439300 136,8181 300 168,3915
275 141,4686 275 174,1152
250 145,7746 250 179,4148
200 153,3531 200 188,7423
180 155,9987 180 191,9984
160 158,4238 160 194,9831
140 160,6285 140 197,6966
120 162,6127 120 200,1387
100 164,3764 100 202,3094
50 167,8212 50 206,5492
0 169,8881 0 209,09340
-
7/31/2019 Slied Gue Ok
41/44
DOC ID Chevron 2005 41
0
00
000
000
000
000
000
000
000
000
000
000
000
000
000
000
000
0 00 000 000 000 000
Pwf, Psi
Qf, BFPD
Hz00
Hz00
Laju Alir
MaksimumPompa bfpd000
Pwf = , Psi1111
-
7/31/2019 Slied Gue Ok
42/44
DOC ID Chevron 2005
PEMBAHASAN
Pembahasan Sumur BR#01
Berdasarkan perhitungan sumur BR#01 memiliki
laju alir maksimum hingga 663.119 BFPD.Namun
karena pompa yang dipasang adalah DN440 yang
mempunyai batas kapasitas laju alir 550 BFPD.
Maka frekuensi di pasang adalah 64 hz dengan
perkiraan laju air sebesar 545.19 BFPD
Pembahasan Sumur BR#02Berdasarkan perhitungan sumur BR#02 memiliki
laju alir maksimum hingga 195.73 BFPD. Maka
frekuensi diset adalah 64 hz dengan perkiraan laju
air sebesar 194.46 BFPD 42
-
7/31/2019 Slied Gue Ok
43/44
DOC ID Chevron 2005
KESIMPULAN
Pompa yang dipasang VSD mempunyai beberapakeuntungan yaitu, Putaran pompa (RPM) dapat diatur
sesuai dengan frekuensi yang diinginkan sehingga
berpengaruh langsung terhadap laju alir fluida yang kita
inginkan. Fungsi ini dapat dimanfaatkan untuk
memaksimalkan produksi minyak sesuai dengan
kemampuan sumur, tanpa harus melakukan wellservice
untuk size up atau downsize pompa yang memerlukan
biaya rig. Keuntungan lainnya dari VSD adalah beban
power yang berlebihan pada saat star awal serta padasaat kondisi underload dapat di stabilkan dengan
mengurangi frekuensi . Sehingga dapat menjaga
ketahanan dan run life pompa
43
-
7/31/2019 Slied Gue Ok
44/44
THANK
YOU