Hydraulic Fracturing

Pengertian Hydraulic Fracturing
   Hydraulic Fracturing adalah salah satu proses stimulasi (stimulation) dimana formasi  hidrokarbon kita "pecahkan" dengan cara memompa fluida tertentu dalam rate dan tekanan tertentu (di atas fracture pressure formasi tersebut). Setelah  itu proppant atau  pasir dipompa bersama-sama dengan fluida yang umumnya sangat  mahal per galonnya. Ini bertujuan untuk menahan agar rekahannya tetap terbuka / tidak tertutup setelah proses pemompaan berhenti. Rekahan (fracture) yg terisi proppant akan mem-bypass damage di sekitar wellbore dan akan menjadi semacam jalan tol  berkonduktivitas tinggi, sehingga hidrokarbon dapat mengalir lebih efisien dari formasi ke dalam sumur. Ujungnya, produksi akan naik. HydraulicFracturing atau sering hanya disebut fracturing termasuk proses stimulasi yg sangat populer umumnya untuk reservoir berpermeabilitas  rendah, baik oil maupun gas.
Jika laju alir meningkat, pressuredifferential juga ikut meningkat.pressuredifferential ini juga menghasilkan stress pada formasi. Hydraulic Fracturing pada formasi dengan low permeability dilakuin supaya mengoptimalkan laju alir dari fluida hidrokarbonnya. Rekahan pada formasi ini didesain untuk length.Jika formasi dengan high permeability dilakuin untuk mengatasi formation damage.Rekahan pada formasi ini didesain untuk width.
HydraulicFracturing merupakan salah satu metode stimulasi sumur yang merekahkan batuan formasi yang merupakan reservoir minyak atau gas agar aliran fluida dari reservoir ke lubang sumur semakin besar, dalam hal ini mempengaruhi permeabilitas secara sangat signifikan sehingga produktivitas sumur meningkat. Fluida yang berfungsi untuk merekahkan batuan ialah fluida perekah berupa water base fluid dengan KCl, lalu setelah rekahan terbentuk, rekahan tersebut akan diganjal atau ditahan dengan proppant, yaitu pasir dengan ukuran butir tertentu dan mempunyai ketahanan terhadap tekanan tertentu (bisa 3000, 5000, 8000 psi).




Prinsip Kerja Hydraulic Fracturing

            Prinsip kerja dari metode hydraulicfracturing yaitu dengan cara memasukkan atau menginjeksikan suatu fluida dengan tekanan yang melebihi tekanan rekah formasi.


Material Pengganjal (Proppant)
            Proppant merupakan material untuk mengganja rekahan yang terbentuk tidak tertutup kembali akibat closure pressure ketika pemompaan dihentikan dan diharapkan mampu berfungsi sebagai media air yang lebih baik bagi fluida yang diproduksikan pada kondisi tekanan dan temperature reservoir yang bersangkutan.


Jenis-jenis proppant
Beberapa jenis proppant yang umum digunakan sampai saat ini adalah pasir alami, pasir berlapis resin (resincoatedsend), dan proppant keramik (ceramikproppant)

1.      Pasir alami
Berdasarkan sifat fisik yang terukur, pasir dapat dibagi kedalam kondisi baik sekali, baik, dan dibawah standar. Golongan yang paling baik menurut standart API adalah premium sands yang berasal dari illonois, Minnesota, dan wsiconsin. Biasanya disebut “northensand”, “otawasand” , atau jenis lainnya misalnya “johnsand”. Golonghan yang baik berasal dari hickorysandstone didaerah brady. Texa, yang memili warna lebih gelap dari pada pasir Ottawa. Umumnya disebut “brownsand”, “bradysand” , atau “hickorysand”. Berat jenisnya mendekati 2,65. Salah satu kelebihan pasir golongan ini dibandingkan pasir Ottawa adalah harganya yang lebih murah.
2.      Pasir berlapis resin( resincoatedsand)
Lapisan resin akan membuat pasir memiliki permukaan yang lebih rata ( tidak tajam), sehingga beban yang diterima akan terdistribusi lebih merata di setiap bagiannya, ketika butiran proppant ini dihancurkan tidak mampu menahan beban yang diterimanya, maka butiran yang hancur tersebut akan tetap melekat dan tidak tersapu oeh aliran fluida karena adanya lapisan resin. Hal ini tentu saja merupakan kondisi yang diharapkan, dimana migrasi pecahan butiran, (finemigration) penyumbatan pori batuan bias tereliminasi. Proppanyt itu sendiri terbagi menjadi dua jenis, yaitu :
a.       Precurredresins
Berat jenisnya sebesar 2,55 dan jenis ini dibuat dengan cara pembakaran alam proses pengkkapsulan.
b.      Curableresins
Pengguaan jenis ini lebih diutamakan untuk menyempurnakan kestabilan efek pengganjalan. Maksudnya adalah, proppant ini di injeksikan di bagian belakang ( membututislurryproppant) untuk menncegah proppant mengalir balik ke sumur ( proppant flow back). Setelah membeku, proppant ini akan membentuk massa yang terkonsolidasi tahan yang lebih besar.
3.      Proppant keramik ( ceramicproppant )
Proppant jenis ini dikompakkan menjadi empat golongan sebagai berikut :
a.       Keramik berdensitas rendah (lowdensityceramic)
Jenis ini memiliki berat jenis hampir sama dengan pasir (SG= 2,7), memiliki kemampuan untuk menahan tekanan penutupan ( closurepressure) sampai 6000 psi, serta banyak digunakan di Alaska.
b.      Keramik berdensitas sedang ( intermediateceramic)
Jenis ini lebih ringan dan lebih murah dibandingkan sinteredbauxite. Memiliki spesipicgrafity 3,65 karena harganya yang mahal maka proppant ini hanya digunakan untukk mengatasi tekanan yang benar-benar tinggi.
c.       Resincoatedceramic
Suatu jenis yang baru merupakan kombinasi perlapisan resin dan butiran keramik. Jenis ini terbukti memberikan kinerja yang lebih baik. Khusus untuk resin contedceramic memiliki ketahanan terhadap closure pressure sebsar 15000 pai dan temperatur hingga 450°F.


Konduktivitas rekahan
Sifat fisik proppant yang mempengaruhi besarnya konduktivitas rekahan antara lain :
1.      Kekuatan proppant, apabila rekahan telah terbentuk, maka tekanan formasiakan cenderung stress (stress yang diteruskan formasi kepada proppant pada waktu rekahan menutup). Sehingga proppant harus dapat menahan closurestress tersebut.
2.      Ukuran proppant, dimana semakin besar ukuran proppan, biasanya memberikan permeabilitas yang semakin baik.
3.      Kualitas proppant, dimana presentase kandungan impurities yang  besar dapat memberikan pengaruh pada proppan pack.
4.      Bentuk butiran proppant, semakin bulat dan halus permukannya, semakin tahan tekanan.
5.      Konsentrasi (densitas proppant). Yang akan berpengaruh dalam transportasi proppant dan penenpatan dalam rekahan, dimana proppan dengan densitas yang tinggi akan membutuhkan fluida berviskositas tinggi untuk mentranspor kedalam rekahan.


Peralatan Perekahan Hidrolik (hydraulicfracturing)
          Pada pekerjaan perekahan hidrolik, peralatan-peralatan yang digunakan antara lain :
·    Tempat penampungann fluida
     Untuk menampung fluida dasar dipakai tanki 50, 150, atau 500 barrel yang diangkut dengan truk atau hanya berupa kolam.
·    Peralatan penampung material pengganjal (proppant)
Alat ini berupa bak-bak yang menggunakan sistim gravitasi/hidrolik untuk memindahkan proppant ke tempat pencampuran.
·    Peralatan pencampur
   Peralatan pencampur dipakai untuk menyampur fluida dasar, proppant dan berbagai additivenya.
·    Peralatan pompa bertekanan tinggi
Pompa yang digunakan berprinsip pada triplexpump.Pompa ini dipasang pada sebuah truk atau platform.
·    Peralatan pengontrol utama
Pengontrol ini berupa indicator-indikator pressure, densitas fluida, kecepatan alir fluida, dan peralatan control lainnya.
·    Peralatan pipa-pipa di permukaan dan manifold
·   Peralatan untuk operasi coiled-tubingfracturing (CTF) mengguunakan beberapa jenis straddlepacker. Peralatan packer dibawah permukaan (BHPA) didesain khusus untuk operasi CTF.


Perencanaan Perekahan Hidrolik
            Perencanaan rekahan dilakukan untuk memperoleh parameter-parameter perekahan setempat secara tepat. Data yang diukur antara lain tekanan menutup rekahan, pengukuran leakoff dan breakdown, data perekahan yang pernah dilakukan pada formasi tersebut, steprettest, shutindeclinetest, backflowtest, minifrac, leakofftest.


Operasi Perekahan Hidrolik
            Dalam perekahan hidrolik, analisa tekanan perekahan yang dihasilkan oleh pump schedule memegang peranan amat penting.Analisa tekanan lebih mudah diinterprestasikan bila alirannya kostan.Tanpa ada pengembangan rekahan yang dipercepat, formasi homogen, tanpa ada proppan, atau ada rekahan, alamiahnya.Terbentuknya porporasi yang tadinya adaa sebagian yang menutup atau bercabangnya rekahan dan seterusnya.Sebagai model membuat interpresi dari perekahan ini. Harga stress horizontal maksimum dapat diperoleh dari analisa penurunan tekanan yang dilakukan pada saat pemompaan dihentikan, yaitu setelah serangkaian test injeksi selesai dilakukan. Rekahan akan tetap membuka jika tekanan yang diberikan lebih besar dari pada harga closurepressur.


Tahapan-Tahapan HydraulicFracturing
Adapun tahap-tahapan Hydraulicfracturing dilapangan sebagai berikut :
1.      Setelah line terpasang, packer sudah di set maka akan dites tekanan dengan memompakan fluida dengan tekanan tertentu selama beberapa menit agar dilihat apakah ada  kebocoran antar sambungan, maupun packernya ( yang diindikasikan dengan naiknya tekanan di annulus seiiring dengan naiknya tekanan di tubing).
2.      Jika sudah tidak ada kebocoran, maka akan dilakukan step-ratetest, yaitu menginjeksikan fluida dengan laju alir tertentu secara bertahap baik semakin tinggi (stepuprate) dan semakin rendah (stepdownrate)
·         Stepupratetest : bertujuan untuk mengetahui tekanan perpanjangan perekahan (fractureextensionpressure) , dengan mencari perpotongan perubahan laju alir terhadap tekanan
·         Stepdownratetest : bertujuan untuk mengetahui jenis friksi yang terjadi di sekitar lubang formasi apakah disebabkan oleh efek perforasi atau efek tortuositas dari batuannya.
3.  Langkah selanjutnya ialah mini-fract, yaitu semacam simulasi fracturing tanpa menggunakan proppant atau pasir pengganjal.  tujuannya untuk mensimulasikan fracturing, jenis fluida yang dipakai mirip dengan main-fract, namun jumlahnya lebih banyak karena sebagai antisipasi jika terjadi leak-off (kebocoran) pada reservoir . Data-data yang didapat berupa closurepressure (yaitu tekanan  minmal  diperlukan agar rekahan tertutup), netpressure, fracturegeometry dan leak-off.
4.  Setelah melakukan step-ratetest dan minifract, maka akan dilakukan pendesainan untuk mainfract. yaitu berupa schedule pemompaan fluida proppant, fuilda perekah dan fluida pembersih (flush). Nantinya akan terdapat beberapa desain dengan hasil yang telah disimulasikan seperti panjang rekahan, lebar rekahan, permeabilitas rata-rata rekahan, waktu penutupan dan lain-lain.
5.  Desain telah dipilih, dan saatnya mempersiapkan fluida, proppant dan peralatan lainnya untuk melakukan mainfract. Setelah semuanya siap, mainfract pun dilakukan.Pada waktu ini, semua harus dalam keadaan siaga baik operator pompa, maupun engineer yang mengawasi profil tekanan, laju alir fluida dan konsentrasi proppant.Kondisi sampel gel juga harus dilihat pada saat mainfract berjalan, apakah sampel masih berbentuk gel atau sudah pecah menjadi menjadi air.Hal ini penting karena jika gel sudah pecah terlalu cepat maka, proppant yang berfungsi sebagai pengganjal tidak ikut terbawa ke formasi, takutnya malah terakumulasi di tubing atau di sekitar wellbore.Jika profil tekanan mirip dengan minifract dan sesuai dengan hasl desain, maka mainfract telah berhasil dilakukan.
6. Pembersihan akan dilakukan untuk membersihkan lubang dari fluida perekah dan proppant yang  masih tersisa didalam lubang sumur. Pembersihan dapat dilakukan dengan berbagai macam cara, dengan unit swab atau Coil tubing unit. Dalam pekerjaan kali ini, digunakan coiled tubing unit, yaitu menginjeksikan gas N2 untuk mengangkat fluida perekah dan sisa-sisa proppantnya. Kita dapat memperkirakan volume fluida yang harus diangkat, jika semuanya telah terangkat maka harusnya terdapat influx yang ditandai dengan keluarnya fluida formasi (minyak atau air).


Evaluasi Hasil Perekahan Hidrolik
            Evaluasi rekahan untuk mengetahui apakah pelaksaan rekahan hidrolik berhasil atau tidak.Secara umum ukuran keberhasilan suatu proyek simulasi adalah berhubungan dengan indeks produktifitas sumur. 

Subscribe to receive free email updates:

0 Response to "Hydraulic Fracturing"

Post a Comment