Session 8 Gas Lift Design.

Presentasi berjudul: "Session 8 Gas Lift Design."— Transcript presentasi:

1 Session 8 Gas Lift Design

2 Sistem Gas Lift Well Tujuan Gas Lift
Meningkatkan produksi sumur dengan : mengurangi gradient tekanan aliran dalam tubing dengan menambahkan gas pada tubing. atau membentuk kolom gas dalam tubing yang akan mendorong kolom fluida dalam tubing dengan mempertimbangkan kemampuan lapisan produktif, kemampuan penampungan produksi di lapangan, gas yang tersedia untuk diinjeksikan serta kemampuan sarana injeksi di permukaan dan dibawah permukaan

3 Sistem Sumur Gas Lift Pt Pc ALL THE SUBSYSTEMS ARE WELL CONNECTED
Separator Flow Line Gas Injection Line Wellhead Subsystem : Production subsystem wellhead production choke pressure gauge Injection subsystem injection choke Separator Subsystem: separator manifold pressure gauges flow metering Compressor Subsystem intake system outlet system choke pressure gauge injection rate metering Gas Lift Mandrells Pt Pc Gas Injection Valve Valve Subsystem Wellbore Subsystem: perforation interval tubing shoe packer ALL THE SUBSYSTEMS ARE WELL CONNECTED (INTEGRATED SYSTEM)

4 Parameter pada Sistem Gas Lift
Parameter Tekanan Tekanan discharge compressor Tekanan injeksi di wellhead Paremeter Injection Rate Laju injeksi gas Paremeter Production Rate Inflow Performance Relationship Parameter pressure drop

5 Parameter pada Compressor
Horse Power Compressor Pintake Pdischarge DPgas Wellhead Qgas Qgas - DP Separator Compressor Wellhead

6 Parameter pada Compressor
Tekanan intake : Gas injeksi berasal dari separator atau dari sumber gas yang lain Laju Injeksi Gas Horse Power Compressor Tekanan discharge : yang tergantung pada laju injeksi gas, Horse Power Compressor, serta sifat fisika gas injeksi

7 Parameter di Wellhead Surface Injection Pressure Production Choke
Production Fluid Gas Injection

8 Parameter di Wellhead Gas Injection Pressure di Wellhead atau Surface Injection Pressure Tekanan gas injeksi setelah sampai di wellhead dari compressor Fungsi dari sifat fisik gas, konfigurasi pipa gas injeksi, dan temperatur aliran Wellhead Pressure Tekanan yang akan mengalirkan fluida produksi ke separator

9 Perhitungan DP Gas Injeksi
Persamaan Weymouth Persamaan Panhandle

10 Gas Lift Valve Pt Pc Gas Injeksi Fluida Produksi Pc = Pt

11 Gas Lift Valve Close condition Open condition Gas Injection Tubing
Pressure Close condition Open condition

12 Parameter pada Gas Lift Valve
Tekanan gas injeksi pada casing Tekanan aliran fluida produksi dalam tubing Laju gas injeksi Luas penampang port valve Temperatur pada kedalaman valve

13 Perhitungan Tekanan Gas Injeksi pada kedalaman

14 Parameter di Dasar Sumur
Pt = Pwf – (dp/dz)(D-Dv) (D – Dv) IPR

15 Penetuan titik injeksi
Pso Pso = Pdis - DP Titik Injeksi Dv Pt = Pwf – QL tertentu Pwf

16 APLIKASI NODAL SYSTEM ANALYSIS PADA SUMUR GAS LIFT
Pwh Q yang diinginkan makin tinggi dibutuhkan penempatan titik injeksi yang makin dalam Tergantung Laju Produksi yang diinginkan D2 Titik Injeksi D1 D3 Pwf = Pr – Q/J Pwf

17 Contoh Soal P-surface injection L = 5000 ft Compressor L = 6525 ft d = 3.0 inch Psep = 180 psi d = 2 inch T = 90 oF P-discharge = 800 psi GLR = 800 scf/stb Well Depth = 7863 ft dt = 2 7/8 inch (OD) T = 105 oF Dv= ? GLR = 300 scf/stb Pr = psi PI = 2.5 stb/d/psi WC = 50%

18 Jawaban :

19 Penentuan Kebutuhan Gas Injeksi

20 Parameter berpengaruh terhadap kebutuhan Gas Injeksi
Laju produksi yang direncanakan Ketersediaan Gas Injeksi Variabel-variabel dalam sistem sumur gas lift (Pwh,Pso,Psep,Temp, Valve Depth, dll) Kapasitas Kompresor

21 Kebutuhan Gas Injeksi Diperkirakan dengan menentukan Gas Lift Performance Curve, hubungan antara Laju Injeksi Gas dengan Laju produksi yang dihasilkan. Gas Lift Performance dibuat pada satu kondisi tertentu.

22 Perhitungan Gas Lift Performance Curve
Nodal System Analysis dengan melakukan sensitivitas terhadap GLR total GLR total = GLR-formasi + GLR-Injeksi GLR total meningkat laju produksi Meningkat Berdasarkan phenomena tersebut dikembangkan teknik injeksi gas (GAS LIFT)

23 Perhitungan Gas Lift Performance Curve
Qmax Hubungan antara Laju Produksi vs GLR total, menunjukkan kurva yang menghasilkan Q-maksimum, pada GLRtotal yang optimum. Dengan demikian jumlah gas Injeksi yang dibutuhkan dapat Diperkirakan berdasarkan kurva Gas Lift Performance Curve. Qgas injeksi opt Qgas-injeksi = Q(GLRtotal – GLRformasi)

24 Nodal System Analisis

25 Gas Lift Performance Curve (GLPc)

26 Operasi Pada waktu sumur akan dipasang peralatan Gas Lift, sumur dimatikan dengan cara mengisi sumur dengan “killing fluid” Pada waktu pemasangan selesai sebelum sumur diproduksi, “killing fluid” harus dikeluarkan dari sumur  Proses Unloading

27 Tahap I Katup Unloading sudah dipasang.
Sumur masih diisi dengan killing fluid Fluida produksi masih belum mengalir ke permukaan Port Valve terbuka karena pengaruh tekanan hidrostatis killing fluid lebih besar dari tekanan pada dome (Pkilling valve > Pdome) lihat slide berikutnya. Killing fluid akan mengalir melalui port valve kedalam tubing pada waktu ditekan dengan gas injeksi Perlu diketahui dengan pasti gradien tekanan killling fluid, sebagai landasan design di bengkel Valve 1 : Terbuka Valve 2 : Terbuka Valve 3 : Terbuka Valve 4 : Terbuka Permukaan Killing fluid No flow Choke Tutup

28 GAS LIFT UNLOADING VALVE PRESSURE DISTRIBUTION – VALVE OPEN
P-dome Pkilling fluid > Pdome Katup Terbuka Tekanan Killing Fluid

29 Tahap II Valve Close Tekanan Tubing harus diketahui
Flow Killing Fluid + Gas Injeksi Valve 2 : Terbuka Valve 3 : Terbuka Valve 4 : Terbuka Valve 1 : Tertutup Permukaan Killing fluid Fluida Res. Gradient aliran dipengaruhi Gas injeksi Valve Close Pt Tekanan Tubing harus diketahui

30 Tahap III Gas Injeksi telah mencapai valve yang terbawah, valve #1 – 3 tertutup, dan valve #4 terbuka Pada tahap ini terjadi aliran yang terjadi secara serentak: Fluida reservoir dari lapisan produktif (sampai titik injeksi) Fluida reservoir yang bercampur dengan gas injeksi (dari titik injeksi sampai panjang kolom fluida tertentu) Killing fluid di atas kolom fluida reservoir Kolom killing fluid dan kolom fluida reservoir yang bercampur dengan gas injeksi mengakibatkan gradien pada tubing berkurang, sehingga Pwf akan menurun. Penurunan Pwf akan menyebabkan peningkatan laju produksi dari reservoir (IPR) Flow Killing Fluid + Gas Injeksi Permukaan Fluida Res. Valve 1 : Tertutup Valve 2 : Tertutup Fluida Reservoir + Gas Injeksi Valve 3 : Tertutup Fluida Reservoir + Gas Injeksi Valve 4 : Terbuka Pwf<<

31 TAHAP IV Fluida Produksi + Gas Injeksi Valve 1 : Tertutup Valve 2 : Tertutup Valve 3 : Tertutup Valve 4 : Terbuka Pada tahap akhir ini, semua killing fluid sudah terangkat ke permukaan Lapisan produktif mampu berproduksi pada laju produksi yang direncanakan Injeksi gas telah berjalan sesuai dengan perencanaan

32 Lokasi Unloading Valves

33 A B C D Pwf<< Choke Tutup No flow Valve 1 : Terbuka
Valve 1 : Tertutup Permukaan Killing fluid Fluida Res. Valve 2 : Tertutup Valve 3 : Tertutup Pwf<< Flow Killing Fluid + Gas Injeksi Fluida Reservoir + Fluida Reservoir + Gas Injeksi Fluida Produksi + Valve 1 : Terbuka No flow Choke Tutup A B C D

34 DESIGN VALVE UNLOADING Pt Pc Gradient Aliran @ Tubing Kesetimbangan
Surface Operating Pressure Kick Off Pressure DESIGN VALVE UNLOADING Gradient Tubing Kesetimbangan Valve Gradient Killing Fluid Pt Pc Gradient Gas Pko Gradient Gas Pso

35 Fungsi Gas Lift Valve Sebagai saluran masuknya gas injeksi dari annulus kedalam tubing Mengatur jumlah gas injeksi yang masuk kedalam tubing, sesuai dengan yang direncanakan Pengatur pentahapan pengaliran “killing fluid” dari dalam sumur ke permukaan

36 Pemasangan Gas Lift Valve
Di dalam annulus/dibagian dinding luar tubing. Sifatnya Non-retrieveable, yaitu untuk mengganti valve, tubing harus dicabut Didalam tubing/dibagian dinding dalam tubing, yang sifatnya Retrieveable, yaitu valve dicabut dengan wireline.

37 Penampang Gas Lift Valve

38 Jenis Valve Berdasarkan Cara Kerja
Casing pressure operated valve : tekanan buka ditentukan oleh tekanan gas injeksi dalam annulus / casing Fluid operated valve : tekanan buka ditentukan oleh tekanan fluida dalam tubing

39 APLIKASI NODAL SYSTEM ANALYSIS PADA SUMUR GAS LIFT
Pengatur Jumlah Gas yang masuk kedalam Tubing Katup Tertutup Katup Terbuka

40 Gaya-Gaya pada Valve Gaya membuka katup : Fo = Pc(Ap-Ab) + PtAp
Gaya menutup katup : Fc = PdAb Pada keadaan seimbang : Fo = Fc dimana : R = Ap/Ab Katup Terbuka

41 Contoh Soal Katup sembur buatan ditempatkan di kedalaman 6000 ft.
Tekanan dome dan tekanan tubing di kedalaman tersebut masing-masing sebesar 700 psi dan 500 psi. Apabila Ab katup sebesar 1.0 in2 dan Ap = 0.1 in2, tentukan tekanan gas di annulus yang diperlukan untuk membuka katup. Perhitungan: R = Ap/Ab = 0.1/1.0 = 0.1 Pd = 700 psi Pt = 500 psi Dengan menggunakan persamaan (5), tekanan gas injeksi yang diperlukan untuk membuka katup sebesar: Pc = ( (0.1) / ( ) = 722 psi

42 DOME PADA GAS LIFT VALVE
Dome pada Gas Lift Valve, diisi gas Nitrogen sejumlah mole tertentu, sehingga dapat memberikan tekanan tutup valve yang sesuai. Sesuai dengan P V=Z n R T Temperatur di sekitar dome Vol. dome P-dome

43 Penentuan Tekanan Dome
Tekanan TD = Pd Tekanan D = Pc Test Rack (di laboratorium) Tekanan TD convert Tekanan 60 oF (Tabel 5-3) Tekanan buka valve, pvo Gradien tubing @TD Gradien gas injeksi Tabel 5-3 Dall Beggs

44 Temperatur pada Valve T-surface Gradient Temperatur Aliran Gradient
Geothermal (oF/ft) Retreivable valve Non-Retreivable valve T-bottom

45 Menentukan Tekanan Buka di Bengkel
Temperatur Lab/Bengkel Pt = Tekanan Atmosfir = 0 psig

46 Rate Gas Injeksi melalui Valve

47 Gas Lift Equipment

48 Pohle Process of Elevating Liquids
Jenis injector gas Brear Oil Injector Frizell Method Pohle Process of Elevating Liquids

49 Harris air or gas lift for fluids
Jenis injector gas (cont’d) Ferting Ejector Harris air or gas lift for fluids Orifice inserts

50 Unloading valve Kick off valve Teather Kick off valve
Taylor Kick off valve

51 Tubing operated valve Valve yang akan membuka
pada saat dipompakan gas di annulus Balanced fluid operated valve Unbalanced fluid operated valve

52 Tubing operated valve (cont’d)

53 Gas lift mandreal

54 Gas lift dummy