ACIDIZINGACIDIZING

Dr. Ir. Dr. Ir. SudjatiSudjati RachmatRachmat, DEA, DEA

ACIDIZINGACIDIZING

1.1. TeknikTeknik PengasamanPengasaman

1.11.1 Matrix AcidizingMatrix Acidizing1.21.2 Acid FracturingAcid Fracturing1.31.3 Acid Washing Acid Washing

2.2. Jenis AsamJenis Asam2.12.1 Asam Hydrochlorida (HCl)Asam Hydrochlorida (HCl)2.22.2 Asam Hydroflorida (HF)Asam Hydroflorida (HF)2.32.3 Asam OrganikAsam Organik2.42.4 PengukuranPengukuran2.52.5 InjeksiInjeksi

PengasamanPengasaman digunakandigunakan untukuntuk meningkatkanmeningkatkan permeabilitaspermeabilitas karenakarenakemampuannyakemampuannya untukuntuk melarutkanmelarutkan material material didi formasiformasi ataupunataupun poripori--poripori yang yang membuntumembuntu. . AdaAda tigatiga metodemetode penggunaanpenggunaan asamasam tersebuttersebut, , yaituyaitu matrix matrix acidizingacidizing, acid fracturing, , acid fracturing, dandan acid washingacid washing..

PENGASAMAN (ACIDIZING)PENGASAMAN (ACIDIZING)

TEKNIK PENGASAMANTEKNIK PENGASAMAN

a. a. Matrix Matrix AcidizingAcidizing

AsamAsam diinjeksikandiinjeksikan keke formasiformasi padapada tekanantekanan didi bawahbawah tekanantekananrekahrekah, , dengandengan tujuantujuan agar agar reaksireaksi menyebarmenyebar keke formasiformasi batuanbatuansecarasecara radial. radial. AsamAsam akanakan menaikkanmenaikkan permeabilitaspermeabilitas matrix matrix baikbaikdengandengan caracara membesarkanmembesarkan lubanglubang poripori--poripori ataupunataupunmelarutkanmelarutkan partikelpartikel--partikelpartikel yang yang membuntumembuntu saluransaluran poripori--poriporitersebuttersebut matrix matrix acidizingacidizing digunakandigunakan baikbaik untukuntuk digunakandigunakanbatuanbatuan karbonatkarbonat (limestone/dolomite) (limestone/dolomite) maupunmaupun sandstone, sandstone, walaupunwalaupun jenisjenis asamnyaasamnya berbedaberbeda..

Matrix Matrix acidizingacidizing akanakan berhasilberhasil untukuntuk sumursumur dengandengan damage damage sedalamsedalam 1 1 -- 2 kaki2 kaki. . BilaBila sumursumur tidaktidak mengalamimengalami damage, matrix damage, matrix acidizingacidizing tidaktidak akanakan banyakbanyak membantumembantu padapada peningkatanpeningkatan produksiproduksi. . UntukUntuk mendapatkanmendapatkan hasilhasil yang yang besarbesar padapada peningkatanpeningkatan produksiproduksi, , makamaka jumlahjumlah acid yang acid yang harusharus digunakandigunakan tidaktidak akanakan ekonomisekonomis. . GambarGambar 1 1 memperlihatkanmemperlihatkan suatusuatu analisaanalisa didi manamana sebagaisebagai contohcontoh, , untukuntuk meningkatkanmeningkatkan permeabilitaspermeabilitas sebanyaksebanyak 5 kali 5 kali dandanproduktivitasproduktivitas 2 kali, 2 kali, diperlukandiperlukan penetrasipenetrasi asamasam 45. Dari 45. Dari GambarGambar 2 2 terlihatterlihat bahwabahwa untukuntuk porositasporositas 20 %, 20 %, diperlukandiperlukan 250 bbl/men, 250 bbl/men, makamakaakanakan diperlukandiperlukan waktuwaktu pemompaanpemompaan 62.5 jam. 62.5 jam. GambarGambar 3 3 memperlihatkanmemperlihatkan hasilhasil daridari analisaanalisa padapada 40 acre spacing 40 acre spacing sumursumur didimanamana sebagaisebagai contohcontoh kalaukalau terjaditerjadi damage damage sehinggasehingga permeabilitaspermeabilitasdamage damage tinggaltinggal 10 % 10 % sejauhsejauh 5, 5, makamaka produktivitasproduktivitas tinggaltinggal 50 %.50 %.

JariJari--jarijari penetrasipenetrasi asamasam, inch, inch

GambarGambar 11EffekEffek perbaikanperbaikan permeabilitaspermeabilitas padapada produktivitasproduktivitas

sumursumur

GambarGambar 22Volume yangVolume yang diperlukan untuk mengisi secara radiial di sekitar sumurdiperlukan untuk mengisi secara radiial di sekitar sumur

GambarGambar 33Pengurangan produktivitas akibatPengurangan produktivitas akibat damage radialdamage radial

b.b. Acid FracturingAcid Fracturing

DigunakanDigunakan hanyahanya untukuntuk karbonatkarbonat (limestone/dolomite).(limestone/dolomite).KenaikanKenaikan produksiproduksi diakibatkandiakibatkan oleholeh kenaikkankenaikkan permeabilitaspermeabilitassampaisampai jauhjauh daridari sumursumur dandan jauhjauh melampauimelampaui zone zone damagenyadamagenya. . PadaPada acid fracturing acid fracturing iniini duadua permukaanpermukaan yang yang terbelahterbelah kirikirikanankanan akanakan dilarutkandilarutkan didi sanasana sinisini (etching) (etching) sehinggasehingga waktuwakturekahanrekahan menutupmenutup rapatrapat kembalikembali polapola aliranaliran didi sumursumur produksiproduksiakanakan menjadimenjadi lebihlebih linier linier dandan kurangkurang radial radial didi sekitarsekitar sumurnyasumurnya. . DalamDalam acid fracturing acid fracturing diperlukandiperlukan jumlahjumlah acid yang acid yang relatifrelatifsangatsangat banyakbanyak dibandingdibanding matrix matrix acidizingacidizing, , tetapitetapi hasilnyapunhasilnyapunakanakan cukupcukup memadaimemadai. . PrinsipPrinsip acid fracturing acid fracturing hampirhampir sama sama dengandengan hydraulic fracturing hydraulic fracturing walaupunwalaupun padapada acid fracturing acid fracturing jarangjarang sekalisekali digunakandigunakan proppantproppant ((pasirpasir pengganjalpengganjal).).

c.c. Acid WashingAcid Washing

UntukUntuk melarutkanmelarutkan material material atauatau scale scale sekitarsekitar sumurnyasumurnya yaituyaitu didipipapipa produksiproduksi atauatau jugajuga didi perforasinyaperforasinya. . DalamDalam halhal iniini asamasamditempatkanditempatkan padapada posisiposisi scale/scale/kotorankotoran didi sumursumur dandan diberidiberiwaktuwaktu untukuntuk meresakmeresak atauatau disirkulasikandisirkulasikan didi sekitarsekitar perforasiperforasi..

DalamDalam halhal matrix matrix acidizingacidizing ataupunataupun acid acid fracfrac perluperlu jugajugadisirkulasikandisirkulasikan acid (pickling) agar acid (pickling) agar kotorankotoran/karat /karat didi pipapipa yang yang digunakandigunakan untukuntuk memompamemompa asamasam tersebuttersebut bisabisa dibersihkandibersihkandandan tidaktidak ikutikut masukmasuk keke formasiformasi. Ion . Ion besibesi ((terutamaterutama ferroferro) ) bisabisamemberimemberi endapanendapan yang yang burukburuk efeknyaefeknya didi formasiformasi..

SelainSelain ituitu asamasam digunakandigunakan pula pula untukuntuk menghilangkanmenghilangkan emulsiemulsiatauatau water blockswater blocks dandan jugajuga pemompaanpemompaan didi depandepan hydraulic hydraulic fracturingfracturing agar breakdown agar breakdown pressurenyapressurenya ((tekanantekanan perekahanperekahan) ) tidaktidak terlaluterlalu tinggitinggi..

JENIS ASAMJENIS ASAM

AsamAsam yang yang dipakaidipakai didi industriindustri minyakminyak dapatdapat anorganikanorganik (mineral) (mineral) yaituyaitu asamasam chloridachlorida dandan asamasam flouridaflourida, , atauatau organikorganik asamasam acetikacetik((asetatasetat) ) dandan asamasam formic (format).formic (format). PadaPada abadabad yang yang lalulalu pernahpernahdigunakandigunakan asamasam sulfatsulfat sesaatsesaat setelahsetelah orangorang suksessukses dengandengan injeksiinjeksiasamasam chloridachlorida pertamapertama dandan tentutentu sajasaja mengalamimengalami kegagalankegagalan malahmalahformasiformasi jadijadi rusakrusak. . DalamDalam industriindustri asamasam mineral mineral adalahadalah yang paling yang paling banyakbanyak digunakandigunakan. . BermacamBermacam--macammacam asamasam puderpuder ((sulfamicsulfamic dandanchloroaceticchloroacetic)) atauatau hibridahibrida ((campurancampuran) ) asamasam acetic acetic -- HClHCl dandan formic formic -- HClHCl jugajuga telahtelah dipakaidipakai dalamdalam industriindustri terutamaterutama untukuntuk meredammeredamkeaktifankeaktifan asamasam HClHCl. . SemuaSemua asamasam didi atasatas kecualikecuali kombinasikombinasi HClHCl --HF yang HF yang dipakaidipakai untukuntuk batuanbatuan pasirpasir (sandstone) (sandstone) hanyahanya dipakaidipakaipadapada batuanbatuan karbonatkarbonat (limestone/dolomite).(limestone/dolomite).

AsamAsam HydrochloridaHydrochlorida ((HClHCl))

AsamAsam HClHCl atauatau muriaticmuriatic acid acid adalahadalah asamasam yang paling yang paling banyakbanyakdipakaidipakai didi industriindustri. . MulaiMulai dipakaidipakai tahuntahun 1895 (Standard Oil). 1895 (Standard Oil). HClHClrelatifrelatif murahmurah, , mudahmudah diangkutdiangkut, , dapatdapat diiberidiiberi inhibitor (inhibitor (peredamperedamkarat) karat) dandan hasilhasil reaksinyareaksinya terlarutterlarut dalamdalam airair. . TabelTabel 1 1 memberikanmemberikanreaksireaksi antaraantara HClHCl dandan limestone, dolomite limestone, dolomite sertaserta sandstone. sandstone. SilikatSilikatsepertiseperti sand sand adalahadalah inert inert terhadapterhadap HClHCl. .

AsamAsam HydrofloridaHydroflorida (HF)(HF)

HydrofloricHydrofloric acid (HF) acid (HF) digunakandigunakan untukuntuk sandstone sandstone karenakarena iaia dapatdapatmelarutkanmelarutkan silikatsilikat. . TidakTidak semuasemua produkproduk reaksireaksi dengandengan HF HF akanakanlarutlarut dalamdalam air. air. TabelTabel 2 2 memperlihatkanmemperlihatkan reaksireaksi HF HF dengandenganbermacambermacam--macammacam mineral mineral batuanbatuan. . HF HF bisabisa bereaksibereaksi dengandenganbermacambermacam--macammacam mineral lain mineral lain sepertiseperti Ca Ca dandan Mg Mg tetapitetapi akanakanterbentukterbentuk endapanendapan. . KarenaKarena padapada batuanbatuan sandstone sandstone seringsering terdapatterdapatsemen semen daridari bahanbahan Ca, Ca, makamaka umumnyaumumnya HF HF dicampurdicampur dengandengan HClHCldalamdalam penggunaannyapenggunaannya. . TabelTabel 3 3 memperlihatkanmemperlihatkan produkproduk tidaktidakterlarutterlarut lainnyalainnya yang yang terjaditerjadi karenakarena reaksireaksi HClHCl dandan HF HF dengandenganmineral mineral formasiformasi maupunmaupun besibesi. .

AsamAsam OrganicOrganic

AsamAsam organikorganik biasanyabiasanya acetic acetic dandan formic, formic, dapatdapat melarutkanmelarutkan batuanbatuanlimestone, dolomite limestone, dolomite dandan siderite. siderite. TabelTabel 4 4 memperlihatkanmemperlihatkan reaksireaksikimiakimia yang yang terjaditerjadi. . BerbedaBerbeda dengandengan mineral acid, mineral acid, padapada organic acid organic acid ionisasiionisasi tidaktidak akanakan cepatcepat (weak acid).(weak acid). SelainSelain ituitu biayanyabiayanya lebihlebihmahalmahal dandan kekuatankekuatan pelarutannyapelarutannya jugajuga lebihlebih lemahlemah. . TabelTabel 5 5 memperlihatkanmemperlihatkan perbandinganperbandingan dayadaya pelarutanpelarutan baikbaik mineral mineral maupunmaupun organic yang organic yang adaada didi pasaranpasaran..

Acetic Acid yang Acetic Acid yang jugajuga disebutdisebut glasialglasial acetic acid acetic acid karenakarenamengkristalmengkristal padapada 16.616.6ooC (41.2C (41.2ooF).F). WalaupunWalaupun penggunaannyapenggunaannya untukuntukformasiformasi limestone/limestone/dolomitdolomit bersuhubersuhu tinggitinggi (> 250(> 250ooF), F), tetapitetapipenggunaanpenggunaan utamanyautamanya adalahadalah untukuntuk menggiatkanmenggiatkan kerjakerja iron iron control agent.control agent.

SumberSumber acetic acid acetic acid adalahadalah acetic anhydrite yang acetic anhydrite yang freezeingfreezeingpointnyapointnya --99.599.5ooF F lebihlebih rendahrendah lebihlebih rendahrendah daridari acetic acid acetic acid

b bkb bk ii l bihl bih d hd h di k idi k i dd ikliikli di idi i

Formic acid Formic acid umumnyaumumnya digunakandigunakan padapada limestone/dolomite limestone/dolomite bertemperaturbertemperatur tinggitinggi, , sehinggasehingga diperlukandiperlukan waktuwaktu reaksireaksi cukupcukup lama lama agar agar bisabisa meresapmeresap masukmasuk dalamdalam formasiformasi. . UmumnyaUmumnya padapada praktekpraktekdicampurdicampur dengandengan HClHCl. . Formic Formic iniini jugajuga dipakaidipakai untukuntukmengefektifkanmengefektifkan acid corrosion inhibitor acid corrosion inhibitor padapada temperaturtemperatur didi atasatas200200ooC C padapada asamasam HClHCl..

PengukuranPengukuran

HargaHarga belibeli asamasam tergantungtergantung daridari volume volume dandan konsentrasinyakonsentrasinya. . UmumnyaUmumnya untukuntuk HClHCl digunakandigunakan konsentrasikonsentrasi 15 % (15 % (beratberat) ) walaupunwalaupunkonsentrasikonsentrasi lain lain daridari 1 1 -- 28 % 28 % kadangkadang--kadangkadang digunakandigunakan. . PadaPadakonsentrasikonsentrasi 15 % 1 gallon 15 % 1 gallon beratnyaberatnya 8.96 lbs 8.96 lbs tetapitetapi hanyahanya 1.34 lbs. 1.34 lbs. hydrogen hydrogen chloridenyachloridenya, , sedangsedang 7.62 lbs 7.62 lbs adalahadalah air. air. DiDi industriindustri, , beratberatjenisjenis sajasaja tidaktidak cukupcukup, , pengukuranpengukuran harusharus dilakukandilakukan dengandengan alatalattitrasititrasi. Service Company . Service Company bisabisa sajasaja menggunakanmenggunakan air air garamgaram untukuntukmencampurmencampur chloridachlorida tersebuttersebut untukuntuk menipumenipu beratberat jenisjenis..

KonsentrasiKonsentrasi asamasam jugajuga diukurdiukur dengandengan istilahistilah BaumeBaume ( (BeBeoo).). DiDigudanggudang biasanyabiasanya asamasam dibuatdibuat 20 20 atauatau 2222ooBe. Be. SuatuSuatu larutanlarutan 2222ooBe Be adalahadalah 31.45 % 31.45 % HClHCl sedangkansedangkan 2222ooBe Be adalahadalah 32.21 %. 32.21 %. TabelTabel 5 5 memberikanmemberikan SG, SG, BaumeBaume dandan % % beratberat daridari asamasam hidrochlorichidrochloric yang yang umumumum dipakaidipakai. . TabelTabel iniini jugajuga memberikanmemberikan sifatsifat karakteristikkarakteristik mud mud acid, acetic acid, acid, acetic acid, dandan formic acid.formic acid.

Tabel 6Karakteristik Alamiah dari Asam yang Umum Digunakan

Asam

Konsentrasi

%

Specific Gravity

Baume

oBe

Densitas lb/ gal

Gradien Hidrostatik

psi/ ft HCl 5 1.0246 3.48 8.545 0.4444 HCl 10 1.0494 6.83 8.752 0.4551 HCl 15 1.0745 10.05 8.961 0.4659 HCl 20 1.1000 13.18 9.174 0.4771 HCl 28 1.1411 17.93 9.517 0.4949

HCl/ HF 3.5 : 1.5 1.0278 3.92 8.572 0.4457 HCl/ HF 6.0 : 1.5 HCl/ HF 7.5 : 1.5 1.0474 6.56 8.735 0.4542 HCl/ HF 12.0 : 3.0 1.0809 10.85 9.015 0.4688 HCl/ HF 15.0 : 6.0 1.1185 15.36 9.328 0.4851 Acetic 5 1.0070 1.01 8.398 0.4367 Acetic 10 1.0138 1.97 8.455 0.4396 Acetic 15 1.0205 2.91 8.511 0.4426 Formic 5 1.0119 1.71 8.439 0.4388 Formic 10 1.0242 3.43 8.542 0.4442 Formic 15 1.0365 5.11 8.644 0.4495

GambarGambar 4 4 dandan 5 5 memperlihatkanmemperlihatkan berapaberapa penggunaanpenggunaan asamasam untukuntukmembersihkanmembersihkan scale scale daridari pipapipa dandan bagaimanabagaimana menentukanmenentukan jumlahjumlahscale scale daridari pipapipa. . TabelTabel 6 6 memperlihatkanmemperlihatkan sifatsifat karakteristikkarakteristik daridariasamasam. . UntukUntuk memperkirakanmemperkirakan berapaberapa konsentrasikonsentrasi asamasam yang yang dipakaidipakai melarutkanmelarutkan batuanbatuan perluperlu dilakukandilakukan perhitunganperhitungan. . IniIni harusharusdidapatdidapat daridari test core (test core (lihatlihat tabeltabel 5) 5) atauatau pengalamanpengalaman didi lapanganlapangandandan umumnyaumumnya adalahadalah 100 100 -- 200 gal/ft. 200 gal/ft. MulailahMulailah daridari 100 gal/ft 100 gal/ft sebagaisebagai hargaharga kalaukalau data data tidaktidak lengkaplengkap. . UntukUntuk scale scale didi pipapipa, , GambarGambar 1 1 dandan 2 2 memperlihatkanmemperlihatkan berapaberapa penggunaanpenggunaan asamasam kirakira--kirakira dandan bagaimananbagaimanan menentukanmenentukan jumlahjumlah scale scale daridari pipapipa. . TabelTabel 6 6 memperlihatkanmemperlihatkan sifatsifat karakteristikkarakteristik daridari asamasam..

GambarGambar 4a4aGrafikGrafik untukuntuk menentukanmenentukan volume scale volume scale padapada luarluar pipapipa % HCl/ft% HCl/ft33 untukuntuk CaCOCaCO33 gunakangunakan 95 gal 15 % 95 gal 15 %

HCl/ftHCl/ft33 ScaleScaleFe2OFe2O33 gunakangunakan 318 gal HCl/ft318 gal HCl/ft33 Scale, Scale, FeSFeS gunakangunakan 180 gal 15 180 gal 15 SacleSacle

GambarGambar 4b4bGrafikGrafik untukuntuk menentukanmenentukan volume scale volume scale padapada luarluar pipapipa % HCl/ft% HCl/ft33 untukuntuk CaCOCaCO33 gunakangunakan 95 gal 15 % 95 gal 15 %

HCl/ftHCl/ft33 ScaleScaleFe2OFe2O33 gunakangunakan 318 gal HCl/ft318 gal HCl/ft33 Scale, Scale, FeSFeS gunakangunakan 180 gal 15 180 gal 15 SacleSacle

GambarGambar 5a5aGrafikGrafik untukuntuk MenentukanMenentukan Volume Scale Volume Scale padapada PipaPipa BagianBagian DalamDalam

GambarGambar 5b5bGrafikGrafik untukuntuk MenentukanMenentukan Volume Scale Volume Scale padapada PipaPipa BagianBagian DalamDalam

GambarGambar 5c5cGrafikGrafik untukuntuk MenentukanMenentukan Volume Scale Volume Scale padapada PipaPipa BagianBagian DalamDalam

InjeksiInjeksi ::

PadaPada industriindustri, , umumnyaumumnya diinjeksikandiinjeksikan 50 50 -- 200 gal 200 gal asamasam per kaki per kaki intervalinterval. . JumlahJumlah tepattepat berapaberapa yang yang harusharus diinjeksikandiinjeksikan tergantungtergantungdaridari keadaankeadaan didi sumursumur yang yang bersangkutanbersangkutan dandan iniini tergantungtergantung daridaripengalamanpengalaman daridari lapanganlapangan yang yang bersangkutanbersangkutan. . SecaraSecara umumumumjumlahjumlah asamasam yang yang harusharus diinjeksikandiinjeksikan harusharus lebihlebih banyakbanyak kalaukalautemperaturtemperatur formasiformasi relatifrelatif tinggitinggi dandan kalaukalau damagenyadamagenya dalamdalam. . UntukUntuk asamasam 28 % 28 % hanyahanya digunakandigunakan untukuntuk sumursumur dangkaldangkal dandanbertemperaturbertemperatur rendahrendah (< 200(< 200ooF). F). PadaPada temperaturtemperatur yang yang lebihlebih tinggitinggididi atasatas 300300ooF F perluperlu digunakandigunakan asamasam organikorganik atauatau tubing tubing perluperludidinginkandidinginkan dengandengan pad air pad air didi depandepan asamnyaasamnya. Inhibitor karat . Inhibitor karat untukuntuk HClHCl menggunakanmenggunakan inhibitor inhibitor organikorganik didi atasatas temperaturtemperatur iniiniakanakan tidaktidak efektifefektif..

BilaBila interval interval formasiformasi didi atasatas 30 kaki 30 kaki perluperlu digunakandigunakan diverting diverting agents agents atauatau ball sealers ball sealers dengandengan stagestage treatment.treatment.