14
SBUMIIN D PROCEEDING OF THE 5 TH INAGA ANNUAL SCIENTIFIC CONFERENCE & EXHIBITIONS Yogyakarta, March 7 – 10, 2001 Duct Pipe Optimation For Geothermal Fluid In Water Dominated Reservoir Eko Widi Pramudiohadi 1 , Sayogi Sudarman 2 1 Petroleum Dept UPN “Veteran” Yogyakarta. 2 PERTAMINA Geothermal Div. Key Words: Water dominated, Duct pipa, Optimization parameters. ABSTRACT A single pipe model for simulating the flow of geothermal fluid in a well, in a two phase flow line and in a steam line is used to determine optimum diameter of casing, two phase line, steam line as well as optimum thickness of insulator. The inlet parameters such as pressure, temperature, diameter, mass flow and steam quality are the main factors which influence the pressure loss are used as a basis of main optimization. There are two problems. The first is production restriction and the second is investation of duct pipe that has cost limitation. Both problems can be solved by doing the optimization of duct pipe, involving the technical and economical aspects. WellSim simulator is used to predict the pressure loss in the bottom hole and surface, and on the other way around. The output, namely pressure, mass flow rate, temperature, dryness and enthalpy of the wellhead are used as input data for PipeSim. PipeSim is a simulator used for calculating the pressure loss in the surface and then they are used to calculate power output from turbine and net present value. PipeSim simulator provides the parameters to determine optimation. In the present study data of well Sibayak-05 (Sibayak field) is used for determining optimum diameter of casing, surface line and insulation optimum thickness. The result shows that optimum production casing diameter is 13-3/8 in, inside diameter of two phase duct pipe is 0.5368 m (outside diameter is 0.5588 m), insulation pipe of two phase flow is 2 cm, inside steam pipe diameter is 0.2476 m (outside diameter is 0.2731 m ), pipe insulation thickness for steam flow is 7.5 cm. 1. Pendahuluan. Pipa salur pada suatu sistem produksi pana sbumi merupakan media alir fluida reservoar. Di bawah permukaan meliputi aliran di sekitar sumur, aliran melalui slo t liner, blind liner, casing produksi sedangkan di permukaan aliran mel alui kepala sumur (well head), pipa alir dua fasa, separator, pipa alir satu fasa dan berakhir pada turbin yang dilengkapi kon denser. Pipa salur ini perlu dioptimasikan karena terjadinya p roblem seperti terbentuknya endapan silika, terproduksinya No n Condensable Gas (NCG) dalam jumlah berlebihan, adanya kecep atan aliran yang tinggi sehingga dapat mengikis dinding pipa, tekanan masuk turbin yang tidak terpenuhi dan komponen turbin yang cepat rusak. Optimasi dilakukan dengan mengoptimumkan diam eter pipa salur di dalam sumur dan di permukaan. Di dalam sumur meliputi diameter casing dan rangkaiannya . Di permukaan meliputi diameter pipa aliran dua fasa (termasuk tebal isolasi) dan diameter pipa aliran uap (termasuk tebal isol asi dan sistem pembuang kondensat) dengan memperhitungkan ke mungkinan terjadinya problem-problem tersebut diatas. Penentuan parameter penentu optimasi (kehilang an tekanan, kehilangan panas, kecepatan fluida, temperatur al iran, daya dari turbin dan nilai uang saat ini) serin g kali sulit dilakukan sehingga penulis mencari penyelesaiannya dengan menggunakan program komputer. Parameter alir an dihitung berdasarkan kesetimbangan energi dan penyelesaiannya dilakukan perbagian pipa. Perencanaan dengan melakukan optimasi pipa salur perlu dilakukan karena menyangkut investasi sist em produksi secara keseluruhan, sehingga timbul permasalahan, p ertama investasi pipa salur yang ditanamkan dan kedua y ang berhubungan dengan masalah operasional selama proses produksi,

panas bumi

Embed Size (px)

DESCRIPTION

panas bumi

Citation preview

Page 1: panas bumi

SBUMIIN D PROCEEDING OF THE 5TH INAGA ANNUAL SCIENTIFIC CONFERENCE & EXHIBITIONSYogyakarta, March 7 – 10, 2001

Duct Pipe Optimation For Geothermal Fluid In  Water Dominated Reservoir

Eko Widi Pramudiohadi1, Sayogi Sudarman2

1 Petroleum Dept UPN “Veteran” Yogyakarta.2 PERTAMINA Geothermal Div.

Key Words: Water dominated, Duct pipa, Optimization parameters.

ABSTRACT

A single pipe model for simulating the flow of geothermal fluid in a well, in a two phase flow line and in a steam line is used todetermine optimum diameter of casing, two phase line, steam line as well as optimum thickness of insulator.

The  inlet  parameters  such  as  pressure,  temperature,  diameter,  mass  flow  and  steam  quality  are  the  main  factors  whichinfluence the pressure loss are used  as a basis of main optimization.

There are two problems. The first is production restriction and the second  is investation of duct pipe that has cost limitation.Both problems can be solved by doing the optimization of duct pipe, involving the technical and economical aspects.

WellSim   simulator is used to predict the pressure loss  in the bottom  hole and surface, and on the other  way around.  Theoutput, namely pressure, mass flow rate, temperature, dryness and enthalpy of the wellhead are used as input data for PipeSim. PipeSimis a simulator used for calculating the pressure loss in the surface and then they are used to calculate power output from turbine and netpresent value. PipeSim simulator provides the parameters to determine optimation.

In the present study data of well Sibayak-05 (Sibayak field) is used for determining optimum diameter of casing, surface lineand  insulation optimum thickness. The result shows that optimum production casing diameter is 13-3/8 in, inside diameter of two phaseduct pipe is 0.5368 m (outside diameter is 0.5588 m), insulation pipe of two phase flow is 2 cm, inside steam pipe diameter is 0.2476 m(outside diameter is 0.2731 m ), pipe insulation thickness for steam flow is 7.5 cm.

1.   Pendahuluan.

Pipa  salur  pada  suatu  sistem  produksi   panasbumi  merupakanmedia  alir   fluida   reservoar.   Di   bawah   permukaan   meliputialiran  di  sekitar  sumur,  aliran  melalui  slot  liner,  blind  liner,casing produksi sedangkan di permukaan aliran melalui kepalasumur (well head), pipa alir dua fasa, separator,   pipa alir   satufasa dan berakhir pada turbin yang dilengkapi kondenser. Pipasalur ini perlu dioptimasikan karena terjadinya problem sepertiterbentuknya endapan  silika,  terproduksinya  Non  CondensableGas (NCG)   dalam jumlah berlebihan, adanya kecepatan aliranyang  tinggi  sehingga  dapat  mengikis  dinding  pipa,  tekananmasuk turbin yang tidak terpenuhi dan komponen turbin yangcepat rusak.

Optimasi  dilakukan  dengan  mengoptimumkan  diameter  pipasalur  di  dalam  sumur  dan  di  permukaan.  Di  dalam  sumurmeliputi   diameter   casing   dan   rangkaiannya.   Di   permukaanmeliputi diameter pipa aliran dua fasa (termasuk  tebal isolasi)dan diameter pipa aliran uap (termasuk tebal isolasi dan sistempembuang  kondensat)  dengan  memperhitungkan  kemungkinanterjadinya problem-problem tersebut diatas.

Penentuan  parameter  penentu optimasi  (kehilangan  tekanan,kehilangan panas, kecepatan fluida, temperatur aliran, daya dariturbin   dan   nilai   uang   saat   ini)   sering   kali   sulit   dilakukansehingga penulis mencari penyelesaiannya denganmenggunakan program komputer. Parameter aliran dihitungberdasarkan kesetimbangan energi dan penyelesaiannyadilakukan perbagian pipa.

Perencanaan   dengan   melakukan   optimasi   pipa   salur   perludilakukan karena menyangkut investasi   sistem produksi secarakeseluruhan, sehingga timbul permasalahan, pertama   investasipipa  salur  yang  ditanamkan dan  kedua  yang  berhubungandengan masalah operasional selama proses produksi,

menyangkut  adanya  hambatan  produksi.  Kedua  masalah  inidapat  diselesaikan  dengan  mengkompromikannya  dengan  caramemasukkan  kemungkinan  terjadinya  kondisi  terburuk  selamaoperasional (aspek teknik)   dan perolehan  keuntungan  saat  iniyang maksimal  sebagai cara optimasi pipa salur.

Permasalahan   selanjutnya   berhubungan   dengan   perencanaandan    evaluasi    operasional    pipa    salur    meliputi,    penentuankehilangan    tekanan,    penentuan    panas    yang    hilang    danpenurunan temperatur aliran, penurunan entalpi, penentuan dayaturbin,  perkiraan     biaya  investasi  pipa  salur  dan  penentuandiameter pipa (dan tebal isolasi untuk pipa dipermukaan).

Pada proses kehilangan tekanan, terjadi penurunan kualitas uap(dryness),  temperatur,  entalpi  sebagai  suatu  perilaku  aliran  didalam  pipa  salur     dan  untuk  mempelajarinya  menggunakansimulator,    yaitu    simulator    WellSim,    dibuat    oleh    Genzl(Auckland-New Zealand)   dan simulator   PipeSim yang dibuatoleh penulis sebagai bagian dari studi ini.

WellSim  merupakan  simulator    yang  dikembangkan    denganmenggunakan    prinsip    kesetimbangan    energi,    menghitungkehilangan tekanan   dari dasar sumur menuju permukaan (atausebaliknya)    sehingga  dapat  memberikan  gambaran  mengenaipenurunan perubahan temperatur, dryness dan entalpi di dalamcasing, dengan demikian dapat diperoleh potensi sumur hinggadi permukaan.

Simulator  PipeSim  juga  menggunakan  prinsip  kesetimbanganenergi   sehingga   dapat   memberikan       gambaran    mengenaipenurunan        dryness,    temperatur    dan    entalpi    pada    pipadipermukaan,   juga   simulator   ini       melibatkan   perhitunganperolehan  daya  turbin  dan  nilai  uang  sekarang   akibat  adanyainvestasi pipa salur  sebagai parameter penentu optimasi.

Duct Pipe Optimation For Geothermal Fluid In  Water Dominated Reservoar E.W. Pramudiohadi, S. Sudarman

Tujuan  penelitian  ini  adalah  mengkaji  dengan menggunakandiameter   optimum   pipa   salur,   besarnya daya   turbin,   daninvestasi berdasarkan data lapangan.

Page 2: panas bumi

Penelitian ini   disarikan dari tesis penulis pada Jurusan TeknikPerminyakan   Institut   Teknologi   Bandung,   Bidang Khusus

perencanaan   pipa   alir   uap   di   permukaan,   yaitu   denganmenempatkan  peralatan  pembuang     kondensat     terutamajarak dan efisiensinya.

5.   Tekanan masuk turbin harus terpenuhi.Suatu   turbin   memiliki   tekanan   masuk   yang   ditetapkan,sehingga perlu menghitung kehilangan tekanan pada  pipa

Panasbumi.untuk aliran dua fasa dan pipa untuk aliran satu fasa (uap),

2.   METODA OPTIMASI.

2.1 Batasan Kreteria Optimum.

Karena   diproduksinya   suatu   sumur   akan   terjadi   kehilangantekanan, selaras dengan penurunan temperatur, kualitas uap danpenurunan   entalpi   (pada   aliran   mantap).   Juga   akan   terjadiproblema (hambatan) produksi yang menyangkut sifat-sifat fisikfluida dan  media yang dilalui. Hambatan ini harus dimasukkansebagai pertimbangan optimasi pipa salur, yaitu :1.   Temperatur terbentuknya endapan Silika (silica scale).

Terbentuknya   endapan   di   pipa   salur   tidak   dikehendaki,karena  akan  menyebabkan  terhambatnya  aliran  fluida  keturbin.  Untuk  mencegah  terbentuknya  endapan  maka  pipaalir  harus  didisain  sedemikian  rupa  sehingga  temperaturfluida   tidak   lebih   rendah   dari   temperatur   terbentuknyaendapan.   Fournier   (1986)13)   mengemukakan   temperaturkelarutan  silika  (dalam  ppm)  dan  terdiri  dari  bermacam-macam bentuk  yaitu  :  quartz, chalcedony,  α -  cristobalite,opal  dan  amorphous  silica,  masing-masing  menunjukaanvariasi kelarutan yang berbeda-beda, Gambar-1.menunjukkan   kelarutan   jenis   silika   tersebut,   umumnyaterjadi endapan quartz dan amorphous silica.  Dari  Gambar1, pada temperatur 325  oC, merupakan temperatur maksimal(kondisi  reservoir)  dengan  kelarutan  quartz  maksimal  625ppm,  sedangkan  amorphous  silika 1325  ppm,  jika  padatemperatur   301oC   (dalam  reservoir)   terdapat   kandunganamorphous silica   1220 ppm, maka belum terjadi endapan,jika temperatur produksi aliran di separator pada temperatur180 oC (tekanan  pemisahan  10  bar),  agar  tidak  terjadipengendapan kandungan silika jangan melebihi 825 ppm.

2.   Kandungan Non Condensable Gas yang kecil pada tekanankepala sumur yang dipilih.  NCG merupakan gas yang tidakdapat  dicairkan.  Gas  tersebut  meliputi  H2S  dan  CO2  jikaterlalu besar kandungan akan menyebabkan :a. Pengurangan  daya  yang  di  timbulkan  turbin akibat

beda entalpi yang masuk dan keluar turbin  kecil .b.   Timbulnya  korosi  pada  peralatan  yang  dilalui  fluida

panasbumi yang  berasosiasi dengan  NCG.3.   Kecepatan  fluida di  dalam pipa aliran dua   fasa  dan   pipa

aliran satu fasa uap.6,12)Batas kecepatan dalam pipa aliran dua fasa dan aliran satufasa perlu ditetapkan, batas kecepatan minimalmenggambarkan batas perpindahan panas untuk   mencapaiproses   adiabatis,   sedangkan   batas   kecepatan   maksimummenyatakan   batas   tidak  terjadi   pengikisan   dinding   pipabagian dalam. batas tersebut adalah:a. Batas   kecepatan   pada   pipa   aliran   dua   fasa,   batas

minimal 20 m/s dan batas maksimal 30 m/s.b.   Batas kecepatan pada pipa aliran   satu fasa uap,   batas

minimal 30 m/s dan batas maksimal 50 m/s.4. Adanya bagian turbin yang  rusak

Jika  kualitas  uap  yang masuk  turbin  kurang  memadaikarena kandungan kondensatnya terlalu tinggi, maka sudu-sudu  turbin  akan  cepat  terkorosi.  Oleh karena  itu  perludilakukan pencegahan agar kondensat yang masuk keturbinsekecil   mungkin,   hal   ini   dapat   dilakukan   pada   awal

terhadap pemilihan tekanan kepala sumur, dinyatakan : Pwh= Kehilangan tekanan di pipa aliran dua fasa + Kehilangantekanan di pipa aliran uap + Tekanan masuk turbin

6.    Nilai  uang saat sekarang yang tinggi.4,20)Untuk   mendapatkan   nilai   uang   sekarang   yang   tinggi,perolehan  daya  harus  maksimal  pada  diameter  (termasuktebal isolasi ) pipa salur tertentu.

Syarat  kesatu  hingga  kelima  merupakan  syarat  teknis  artinyaharus  dipenuhi  secara  mutlak  agar    problema  produksi  dapatditekan  sekecil  mungkin     selama  kontrak  sedangkan  syaratkeenam merupakan syarat dari aspek ekonomi yang  tidak harusmaksimum  dipilih  jika  syarat   aspek  teknis   terpenuhi.  Padaprinsipnya     bagian     yang     akan     dioptimumkan     dilakukansensitivitas,  sedangkan  data  masukan  lainnya  pada  simulatorPipeSim diasumsikan tetap (menggunakan data lapangan).

2.2 Optimasi Diameter Casing.

Parameter  penentu  optimasi  yang  dikeluarkan  oleh  simulatorPipeSim adalah :1.   Variasi diameter casing  produksi (m).2.   Kecepatan fluida pada pipa alir dua fasa (m/s).3.   Kehilangan tekanan pada pipa alir dua fasa (bar).4.   Temperatur  input  separator  (oC).5.   Kecepatan uap pada pipa alir satu fasa (m/s).6.   Kehilangan tekanan pada pipa alir untuk uap (bar).7.   Temperatur input turbin (oC).8.   Daya yang dibangkitkan turbin (Mw).9.   Keuntungan  bersih saat sekarang (NPV) ($).

Hasil plot variasi diameter casing terhadap  butir kedua hinggakesembilan  akan  diperoleh  seperti  pada  Gambar-L1.1  padaLampiran-I.  Diameter  casing  yang  dipilih  adalah  diameteryang    memenuhi    aspek    teknik    (mutlak)    baru    kemudiankeuntungan bersih saat ini  yang maksimal.

2.3   Optimasi Diameter Pipa Alir  Dua Fasa.

Data   yang   digunakan   tetap   adalah   diameter   casing   yangoptimum,    sedangkan    parameter    penentu    optimasi     yangdiperlukan dari keluaran simulator PipeSim adalah :1.   Diameter (dalam) pipa  alir dua fasa (m).2.   Kecepatan rata-rata aliran pada pipa dua fasa (m/s).3.   Kehilangan tekanan pada pipa dua fasa (bar).4.   Temperatur pada in put separator  (oC).5.   Daya yang ditimbulkan (Mw).6.   Nilai uang  saat ini karena investasi  pipa salur ($).

Hasil  plot  diameter  (dalam)  terhadap  parameter  butir     duahingga    keenam    dapat    dilihat    pada    Gambar-L1.2,    padaLampiran-L.I. Diameter yang dipilih   harus memenuhi  aspekteknis, kemudian  memberikan keuntungan saat ini maksimal.

Duct Pipe Optimation For Geothermal Fluid In  Water Dominated Reservoar E.W. Pramudiohadi, S. Sudarman

2.4   Optimasi Tebal Isolasi Untuk Pipa Alir  Dua Fasa. sedangkan kontruksi sumur dapat dilihat pada   Gambar-L2.1,Lampiran- L.II.

Data tetap yang digunakan adalah diameter casing dan diameterpipa alir  dua fasa yang optimum, sedangkan parameter penentu optimasi   yang   diperlukan   dari   keluaran   simulator   PipeSim

Page 3: panas bumi

adalah :1.   Ketebalan isolasi pipa alir dua fasa (m).2.   Panas yang hilang sepanjang pipa alir dua fasa (kW).3.   Temperatur  input Separator (oC).4.   Daya dihasilkan turbin (Mw).5.   Nilai uang  saat ini karena investasi  pipa salur ($).

Hasil  plot  ketebalan  isolasi  terhadap  parameter  butir  keduahingga keenam dapat dilihat pada Gambar-L1.3 di Lampiran-L.I.  Tebal  isolasi  yang  dipilih harus  memenuhi  aspek  teknisdan memberikan keuntungan saat ini maksimal.

2.5 Optimasi Diameter Pipa  Untuk Aliran Satu Fasa Uap.

Dari uji sumur, yaitu uji heating up selama kurang  lebih empatbulan, diperkirakan tekanan reservoirnya sebesar 108.8 bar dantemperaturnya adalah  sebesar 301oC. Pengujian produksi  telahdilakukan  dan  sebagai input WellSim.

Bersamaan   dengan   uji   produksi,   dilakukan   sampling   dandiperoleh  kandungan  Non  Condensable  Gas    (  NCG  )      CO2sebesar  2.65  %  ( berat ) dan H2S sebesar 0.03 % (berat) padatekanan   kepala sumur   10.8 bar,   sedangkan kandungan   NaCldalam cairan sebesar 0.04% (berat).

Berdasarkan data pemboran dan pengujian sumur, diperkirakankedalaman zona produksi (feed zone) terdapat pada kedalaman2150   m   (kedalaman   ukur   atau   KU)   hingga   2175   mKU,berdasarkan  pengambilan  sampel  fluida  pada  kedalaman  2150mKU didapat kandungan SiO2 sebesar 1220 ppm.

Data  optimum  yang  tetap  diguanakan  adalah  diameter  casing,diameter pipa alir dua fasa dan  ketebalan  isolasi  pipa  alir duafasa,  sedangkan  parameter  penentu  optimasi  yang  diperlukandari keluaran simulator PipeSim adalah :1.   Diameter (dalam) pipa alir uap (m).2.   Kecepatan rata-rata dalam pipa alir  uap  (m/s).3.   Kehilangan tekanan  pada pipa alir uap  (bar).4.   Temperatur  input turbin (oC).5.   Perolehan daya (Mw)  dari turbin.6.   Nilai uang  saat ini karena investasi  pipa salur ($).

Sumur  SBY-05  terletak  pada  kluster  B.  Route  pipa  salur  dipermukaan   direncanakan   berdasarkan   peta   topografi   elevasirelatif  datar,  dengan  jarak  separator  dari  kepala  sumur  250  m(panjang  pipa  alir  dua  fasa)  dan  jarak  dari  separator  menujuturbin       (panjang   pipa   alir   uap)   sekitar   400   m,   dengantemperatur   26   oC   di   permukaan, pipa dan  isolasi  yang akandipasang  memiliki karakteristik seperti pada Tabel-3.1 dengantebal    pipa    di    permukaan    12.7    mm.    Sedangkan    turbindirencanakan   memiliki   tekanan   masuk   sekitar   10   bar   dantekanan keluar   (masuk kondenser) sebesar 0.1 bar.

Plot diameter  pipa  alir  uap  terhadap  parameter  butir  keduahingga ke enam akan diperoleh seperti pada Gambar-L1.4 padaLampiran-L.I,  diameter  yang  dipilih  harus  memenuhi  aspekteknis  kemudian  memberikan  nilai  uang  saat  sekarang yangmaksimum.

2.6 Optimasi Tebal Isolasi Pipa Uap.

Data  optimum  yang  tetap  digunakan  adalah  diameter  casing,daiameter pipa alir dua fasa, ketebalan isolasi pipa alir dua fasadan diameter pipa uap,  sedangkan  parameter penentu optimasiyang diperlukan sebagai keluaran simulator PipeSim adalah :

1.  Variasi tebal isolasi pipa alir uap (m).2.  Panas yang yang hilang sepanjang pipa uap (kW).3.  Temperatur  input turbin  (oC).4.  Daya yang ditimbulkan oleh turbin  (Mw).

Data harga yang  yang diperlukan meliputi  harga casing, hargapipa di permukaan, harga cladding, mengikuti harga di pasaranyang  ada  di    pabrik  (free  on  board),  sedangkan  data  kontrak,dinyatakan   oleh   pihak   pengelola   (PERTAMINA)      sebagaiberikut  :  Harga  jual  uap    3.7  cent/kWh,  tingkat  bunga  10  %,lama kontrak 30 tahun.

Dengan  menggunakan  Simulator  WellSim     diperoleh  out  putcurve   seperti   pada   Gambar-2,   yang   kemudian   digunakansebagai  masukan untuk simulator PipeSim.  Simulator PipeSimmenggunakan asumsi bahwa kehilangan tekanan  karena adanyabelokan dan valve   diabaikan. Pipa   untuk aliran dua fasa danaliran  satu  fasa  dianggap  sebagai  pipa  utama  tunggal.  Padaseparator tidak terjadi penurunan tekanan dan temperatur21).

3.1 Optimasi Diameter Casing.5.  Nilai uang  saat ini karena investasi  pipa salur ($).

Dengan   menggunakan   data   out   put   curve   dan   data   sistemPlot tebal  isolasi  pipa  uap  tehadap  parameter  butir  keduahingga keenam akan diperoleh pada Gambar-L1.5 diLampiran-L.I.   Tebal   isolasi   yang   dipilih   harus   memenuhiaspek teknis baru kemudian yang memberikan keuntungan saat

produksi   perpipaan di permukaan, pada tekanan kepala sumur11  bar  diperoleh hasil    untuk  optimasi   casing    dengan  plotdiameter  casing  terhadap  parameter  penentu  optimasi  dapatdilihat pada Gambar-L3.1 Lampiran- L.III.

ini yang maksimum.Berdasarkan   profil   kecepatan,   dengan   menggunakan   ukuran

III. HASIL

Sebagai studi kasus, dalam studi ini akan ini dilakukan optimasipipa   salur   untuk   sumur   SBY-5   yang   terletak   di   lapanganSibayak   (Unit   Eploitasi   Produksi   PERTAMINA,   SumateraUtara).  Sumur  ini  terletak  di  permukaan  pada  koordinat  x  :444.543  meter  east  dan  y  :  356.677  meter  north,  sedangkankoordinat di bawah permukaan   x : 444.937 meter east dan y :357.54  meter  north.  Sumur  SBY-5  merupakan  sumur  berarahdengam   Kick   Off   Point   (KOP)   pada   kedalaman   508   m,

diameter  (dalam)    pipa  alir  dua  fasa  0.5368  m  dan  batasankecepatan  20  m/s  hingga  30  m/s    serta  panjang  pipa  250  m,ukuran casing 9-5/8 in, 13-3/8 in dan 20 in, memenuhi batasankecepatan tersebut, sedangkan untuk pipa uap dengan diameter(dalam)  0.2476 m,  panjang pipa 400 m dan  batasan  kecepatanantara  30  m/s  hingga  50  m/s,  ukuran  casing   yang  memenuhibatasan  kecepatan   adalah  9-5/8 in, 13-3/8  in  dan  20  in.  Padaprofil  kehilangan  tekanan,  kehilangan  tekanan  pada  pipa  alirdua fasa jauh lebih kecil dibandingkan kehilangan tekanan padapipa alir uap karena kecepatan  uap  yang  tinggi, pada pipa alir

Duct Pipe Optimation For Geothermal Fluid In  Water Dominated Reservoar E.W. Pramudiohadi, S. Sudarman

uap   dengan   diameter   7   in,   9-5/8   in  dan   13-3/8   in   terjadikehilangan  tekanan  yang  meningkat  tajam,  kemudian  stabildimulai dari casing 13-3/8 in dan 20  in. Pada profil temperatur,menyatakan  temperatur  ujung  keluar  pipa  alir  dua  fasa  dantemperatur  keluar  ujung  pipa   uap,  dimana  pada  pipa  alir  duafasa dengan batasan minimal 180   oC di separator semua ukurancasing  yang  tertera  memenuhi  syarat  namun  untuk  memenuhikebutuhan tekanan masuk turbin sebesar 10 bar (setara dengantemperatur 180   oC)   ukuran casing 9-5/8 in dan 13-3/8 in yang

memenuhi        syarat    adalah    diameter        dalam    0.2476    mmemberikan temperatur keluar sebesar 179.89   oC hal ini sangatkritis sebagai masukan tekanan turbin  sebesar 10 bar  (180   oC).Pada profil perolehan daya, memberikan kecenderungan bahwasemakin besar diameter pipa alir uap akan menghasilkan   dayayang semakin besar. Dengan demikian dari aspek teknis   yangmemenuhi adalah diameter dalam 0.2476 m, ternyata dari profilnilai    uang    sekarang    memberikan       keuntungan       sebesar$12546000.

memenuhi syarat.3.5 Optimasi Tebal Isolasi Pipa  Alir Uap.

Page 4: panas bumi

Berdasarkan  profil  perolehan  daya,  ukuran  casing 13-3/8  inmemberikan daya yang terbesar, hal yang sama pada profil nilaiuang sekarang  memberikan keuntungan maksimal.

3.2 Optimasi Diameter Pipa Alir  Dua Fasa.

Dengan menggunakan data diameter casing 13-3/8 in, diameterdalam pipa  alir  dua  fasa  0.5368  m,  tebal  isolasi  pipa  alir  duafasa  2  cm  dan  diameter   dalam  pipa  alir  uap  0.2476  m,  hasilkeluaran    simulator  PipeSim  dinyatakan  pada  Gambar-L3.5Lampiran-III.

Dengan menggunakan ukuran casing rangkaian  13-3/8 in,  darisimulator PipeSim diperoleh hasil seperti Gambar-L3.2 padaLampiran-L.III.

Pada  profil  kecepatan  (rata-rata)  untuk  aliran fluida  dua  fasadengan  batasan  minimum  20  m/s  hingga  batas  maksimum  30m/s,  ukuran  pipa dengan  diameter  (dalam)  yang  memenuhisyarat kecepatan adalah 0.482 m, 0.5368 m dan 0.584 m. Padaprofil kehilangan tekanan, dan dapat dikorelasikan dengan profiltemperatur,  semua  ukuran  diameter  dalam  pipa  yang  terteramenghasilkan   temperatur  diatas 180  oC. Pada profil perolehandaya  memiliki  kecenderungan  bahwa  semakin  besar  diameter(dalam)  pipa  aliran  dua  fasa,  akan  memberikan  daya  yangsemakin  meningkat,  namun  berdasarkan  aspek  teknis  ke  tigadiameter  dalam  diatas  yang  memenuhi,  namun  berdasarkanprofil   nilai  uang  sekarang  diameter   dalam  0.5368   m   yangmemenuhi.

3.3 Optimasi Tebal  Isolasi  Pipa  Alir Dua Fasa.

Dengan  menggunakan  diameter casing  13-3/8  in  dan  diameterpipa  alir  dua  fasa  0.5368  m, hasilnya  keluaran   simulatorPipeSim dinyatakan pada Gambar-L3.3, Lampiran-III.

Berdasarkan  profil  kehilangan  panas  pada  pipa  alir  dua  fasamenyatakan   semakin   tebal   isolasi,   panas   yang   dilepaskansemakin kecil atau  berdasarkan  profil  temperatur,  semuaketebalan  isolasi  yang  tertera  memberikan  temperatur  keluar(masuk separator) diatas 180   oC.  Berdasarkan  profil  perolehandaya,  juga   memberikan  kecenderungan  dengan  semakin  tebalisolasi akan memberikan daya yang semakin besar. Berdasarkanprofil keuntungan bersih saat sekarang dengan syarattemperatur   separator 180   oC, tebal isolasi pipa uap sebesar   2cm memberikan keuntungan maksimal.

3.4   Optimasi Diameter Pipa Alir Uap.

Berdasarkan       profil       kehilangan       panas,       memberikankecenderungan bahwa semakin tebal isolasi,   kehilangan panassemakin   kecil   dan   berdasarkan   profil   temperatur,      diatasketebalan 7 cm memberikan temperatur input turbin  mendekati180   0C, dari profil perolehan daya, semakin tebal isolasi, turbinmemberikan daya semakin besar, sedangkan berdasarkan profilnilai  uang  sekarang     ketebalan  isolasi  7.5  cm  memberikankuntungan yang maksimal.

IV. DISKUSI

Analisa     optimasi     pipa     salur     fluida     panasbumi   seringmenghadapi      kendala      karena      kurang      telitinya    dalammemperkirakan      perubahan      beberapa      parameter    yangberpengaruh,  seperti   parameter   penentu  optimasi   dan  harusditentukan terlebih dahulu  sebelum melakukan optimasi.

Permasalahan     dalam     melakukan     optimasi     pipa     salurmenyangkut  parameter  teknis  dan  ekonomis.  Parameter  teknisberhubungan   dengan   parameter   aliran   terutama   kehilangantekanan  yang  disertai  penurunan    temperatur,  dryness,  entalpiyang    pada    proses    penurunannya       dibatasi    oleh    kondisiterbentuknya   endapan   silika,   kehilangan   panas,   kecepatanfluida, tekanan turbin dan kandungan NCG yang diproduksikan,kondisi   diatas   dapat   dikurangi   dengan   mengkompromikanparameter teknis dan  ekonomi   dengan  membuat  model  untukmenentukan diameter  casing dan pipa di permukaan serta tebalisolasi yang optimum.

Berapa  penyederhanaan   terhadap   model,   dengan   melakukanasumsi    fluida  yang  mengalir  hanya  air  dan  uap,  sedangkandipermukaan,    tidak    memperhitungkan    kehilangan    tekanankarena  adanya  belokan  dan  valve  (secara    umum  kehilangantekanan  melalui  valve  dan  belokan  dapat  dinyatakan  dalampanjang  ekwivalen  pipa,  sehingga  tinggal   menambahkannyaterhadap panjang pipa yang  riel ada).

Dengan menggunakan data diameter casing 13-3/8 in, diameterdalam pipa alir dua  fasa 0.5368 m  dan tebal isolasi 2 cm, hasilkeluaran   simulator  PipeSim  dinyatakan   pada   Gambar-L3.4Lampiran-III.

Berdasarkan  profil  kecepatan  uap,  dengan  batasan  kecepatanuap minimal   30 m/s   hingga maksimal 50 m/s hanya dipenuhioleh diameter  dalam pipa alir uap sebesar 0.2476 m.

Berdasarkan  profil  kehilangan  tekanan,  jika  di  cek denganprofil   temperatur   pada   ujung   keluar   pipa   alir   uap   yang

Optimasi tersebut sangat dipengaruhi oleh aliran fluida di dalamcasing   maupun di permukaan. Perilaku aliran di dalam casing,dapat   dinyatakan,   dengan   semakin   besar   diameter   casing,kecenderungannya :-   Kehilangan tekanan semakin kecil.

Dengan pola aliran annular, kehilangan tekanan berdasarkanhasil   perhitungan,   diameter   casing   berbanding   terbalikterhadap gradien tekanan.

-    Entalpi tetap (asumsi terjadi proses isentalpi).-    Temperatur kepala sumur semakin kecil.

Duct Pipe Optimation For Geothermal Fluid In  Water Dominated Reservoar E.W. Pramudiohadi, S. Sudarman

Semakin besar diameter casing, luas permukaan untukperpindahan panas akan lebih besar sehingga perpindahan panaske  formasi  akan  semakin  besar,  berdasarkan  kesetimbanganenergi, temperatur di kepala sumur akan semakin kecil.

Aliran  di  permukaan   baik  pada  aliran  pipa  dua  fasa  maupunpada pipa aliran satu fasa, memiliki kecenderungan yang sama,yaitu :a. Pada tebal isolasi tetap, dengan diameter pipa diperbesar,

kelakuan alirannya dapat dinyatakan :- kecepatan fluida  semakin kecil.

Gejala ini dapat dijelaskan, menurut hukum kontinuitaspada aliran mantap, karena luas penampang aliran pipasemakin besar.

- temperatur  di ujung keluar aliran semakin kecil.Hubungannya  terhadap  temperatur  diujung  grid  alirankeluar,  berasal  dari  persamaan  keseimbangan  energi,karena adanya pelepasan panas sepanjang pipa, dengansemakin  besar  diameter  pipa  akan  memperluas  bidang

pelepasan panas.- kehilangan tekanan semakin kecil.

Menurut persamaan  kehilangan tekanan, semakin besardiameter  pipa  pada  laju  massa  yang  tetap  kecepatanfluida   akan   rendah   sehingga   bilangan   reynold   akanmengecil akibatnya komponen kehilangan tekanankarena pengaruh friksi juga kecil.

b.   Diameter pipa tetap, tebal isolasi bertambah :Kecenderungan perilaku aliran dinyatakan :- Kehilangan panas semakin kecil.

Karena koefisien perpindahan panas menyeluruhberdasarkan diameter luar isolasi semakin mengekecil.

- Temperatur  ujung pipa alir keluar  semakin besar.Karena kehilangan panas semakin mengecil berdasarkanpersamaan   kesetimbangan   energi   temperatur   diujungpipa keluar  akan semakin membesar.

Page 5: panas bumi

m(kg/s)

meningkat    sehingga    tekanan    turbin    lebih    memungkinkantercapai.

Dengan     demikian     penambahan     tebal     isolasi     lebihmemungkinkan    dari    segi    aspek    teknis,    namun    investasipenambahan  tebal  isolasi  sangat  mahal,  sehingga  hal  ini  tidakpernah dilakukan, maka untuk meningkatkan daya turbin harusmengkompromikan    pengaruh    massa    dan    entalpi    denganmengoptimalkan     diameter     casing   untuk   di   dalam   sumurmaupun diameter pipa dipermukaan termasuk tebal isolasi pipa,dengan memasukkan faktor hambatan operasional produksi danpengaruh investasi pipa salur.

5. KESIMPULAN

Berdasarkan bahasan diatas dapat disimpulkan pada sumur Sby-

05 parameter optimum pipa salurnya sebagai berikut :1.   Ukuran  casing produksi 13-3/8 in.2.   Diameter dalam (Di) pipa alir pipa dua fasa  0.5368 m

(Do = 0.5588 m).3.   Tebal  isolasi pipa dua fasa 2 cm.4.   Diameter dalam (Di) pipa uap  0.2476 m (Do = 0.2731 m).5.   Tebal isolasi pipa alir uap 7.5 cm.6.   Penambahan diameter pipa salur   (pada tebal isolasi tetap),

akan  menurunkan    kehilangan  tekanan,  menambah  besarkehilangan    panas    dan    menurunkan    temperatur    fluida.Penambahan  ketebalan  isolasi  (pada  diameter  yang  tetap),akan      memperkecil      pelepasan   panas   dan      menaikantemperatur fluida.

Daftar Pustaka.

Aramstead  H.C,  Geothermal  Energy,  Edisi  Kedua,  E  and  FN.Spon Ltd.

Brown  E.K,  The  Technology  of  Artificial  Lift  Methods,  Penn-Well Publishing, Volume 1, Oklahoma.

Terjadi  hal  yang  berlawanan  pada  peningkatan  diameter  pipadan peningkatan tebal isolasi, pada pertambahan diameter pipaterjadi peningkatan perpindahan massa dan peningkatanpelepasan  panas.  Pada  pelepasan  panas  yang  semakin  besarakan   menyebabkan   kualitas   uap   cepat   menurun,   sehinggamenambah  terbentuknya  kondensat,  pada  pipa  alir  fluida  duafasa  tidak   menjadi   masalah   karena  tetap   dibuang melaluiseparator sehingga jarak separator terhadap kepala sumur harussedekat  mungkin,  namun  pada  pipa  alir  uap  timbul  kondensatakan  menyebabkan  penurunan  entalpi  dan  dryness  sehinggaperlu  dipasang  alat  pembuang  kondensat.  Dapat  dinyatakanpeningkatan diameter pipa baik pada pipa alir dua fasa maupunpipa alir satu fasa akan menurunkan entalpi.

Brown  P.R.L,  Teaching  The  Teacher,  Earth  Science  edition,Institute Teknologi Bandung, 1996.

Brown D, Creteria For Optimisation of Geothermal Plant ForElectricity   Production,   Materi   kuliah,   Geothermal   Institut,University of Auckland, New Zealand.

Buku    Petunjuk    Wellsim,     Design   Power   Genzl,   DivisiPanasbumi, New Zealand, 1998.

Freestone D.H, Teaching The Teacher, Geothermal Technology,Enggineering Edition, Vol 1, 2, 3, Institut Teknologi Bandung,1986.

Sedangkan  peningkatan  tebal  isolasi  pada  fluk  massa  yangtetap,  perpindahan  panas  keluar  sistem  dapat  ditekan  untukmenjadi lebih kecil, sehingga temperatur akan  meningkat padatitik  keluar  aliran  (pada  jarak  yang  tetap).  Peningkatan  tebalisolasi menambah kenaikan entalpi.

Grant  M,  Donaldson  I.G,  Bixley  P.F,  Geothermal  ReservoirEngineering, Academic Press Inc, London, 1982.

Hawkins A.G, Max J, Element of Heat Transfer and Insulation,second edition, Jhon Wiley and Sons Inc, London, 1957.

Pada penambahan diameter pipa terhadap perolehan daya jugamenunjukkan peningkatan daya yang diperoleh, inimenunjukkan peran pertambahan massa  terhadap   entalpi lebihbesar,   namun   temperaturnya   menurun,   ini   tidak   menjamin

Hadgu  T,  Vertical  Two-Phase  Flow  Studies  and  Modelling  ofFlow     In     Geothermal     Wells,   University     of     Auckland,Departement of Mechanical Engineering, 1989.

tekanan turbin terpenuhi.Holman J.P, Heat Transfer, Edisi ke 6, McGraw-Hill, Ltd, alih

Pada penambahan tebal isolasi juga menunjukkan penambahanperolehan  daya,  karena  pada  laju  massa  yang  tetap   terjadipeningkatan entalpi, ini lebih menjamin karena temperatur akan

bahasa oleh   Jasjfi. E, Lemigas, Airlangga.

Duct Pipe Optimation For Geothermal Fluid In  Water Dominated Reservoar E.W. Pramudiohadi, S. Sudarman

Laporan   pemboran,   Uji   Produksi,   Pengambilan   conto   danAnalisa kimia sumur SBY-5, area panasbumi EP Sibayak, BB no

Dalam   Pipa,   Tugas   Akhir,   Jurusan   Teknik   Perminyakan,Institut Teknologi Bandung, 1998.

: 482 / Dt.400/96-B1, 1977.Tortike S, Farouq A.S.M, Saturated Steam Property Functional

Lee   K.C,   Geothermal   Production   Technology,   Geothermalinstitute University of Auckland, 1994.

Nicholson   K,   Geothermal   Fluids,   Springer   Verlog   BerlinHeidelberg, New York, 1993.

Correlations For Fully Implicit Thermal Reservoir Simulation.SPE 17094, 1989.

Torrens  T.S,  Vetically  Upward  Two  Phase  Flow  In  Annulus,Tesis,  Departement  of  Mechanical  Engineering  University  ofAucland, New Zealand.

Perry, Chemical Engineers Handbook, edisi ke 6, McGraw-Hill,1978.

Rogers  G.F.C  and  Mayhaw,  Thermodynamic  and  TransportProperties of Fluid, edisi ke 4, Cambridge, Blackwell Publisher,1993.

Saptadji  N.M.  Dr,  Rekayasa  Perangkat  Lunak  Untuk  AplikasiKomputasi Dalam Produksi Panasbumi,   LaboratoriumGeotermal,  Jurusan  Teknik  Perminyakan,  Institut  TeknologiBandung, 1997.

Taufan  M,  Aplikasi  Metoda  Iterasi  Newton-Raphson  Dalam

Tokeyley  H,   Pearce   R,   Plant   Optimisation,   Materi   kuliah,Geothermal   Institut,   Geothermal   Workshops,   New   Zealand,1983.Wahl  F.E,  Geothermal  Energy  Utilization,  Wiley-IntersciencePublication, Jhon Wiley and Sons, New York, 1977.

UCAPAN TERIMA KASIH.Terima kasih kami ucapkan kepada  :1.   Dr Ir Nenny Miryani Saptadji dan Dr Ir Lekosono

Mucharam yang banyak membimbing Penulis.2.   Pihak PERTAMINA Divisi Panasbumi Kwarnas Pramuka

Jakarta.

Page 6: panas bumi

NPV

50 Penentuan  Pwh  optimum.

D4

Po,To P1 1,

SBUMIIN

Parametervariabe

l

kecepatanm

/s

DiaCasingD1

Velocity

ParameterVariabel

P_LossDlmCasing

Peramalan Aliran Fluida Dua Fasa Pada Sistem Uap Dan Air

Out Put Curve40

35

30

casing7 in

casing9-5/8in

casing13-3/8 in

casing20in

25

20

15

10

5

0

0  2  4  6  8  10 12 14 16 18 20 22 24 26 28

Pwh (bar)

Gambar-1Perkiraan  Pengendapan  Temperatur silika  13) Gambar-2

Out Put Curve Berbagai Ukuran Casing.

Tabel 3.1Karakteristik Pipa Dan Isolasi  Di Permukaan.

Kharakter Pipa IsolasiKonduktivitas 54                                          0.0677(w/m  oC)

Kekasaran pipa (m) 0.00005 -Baja karbon rendah

Matrial

Jenis PipaDensitas pipa( kg/m3 )

API 5L grade B, A106 Grade B, A53 Grade B           Calcium  silica

Xs (extra strongth),Electric Resistant Welding                                -

7800                                             -

D PROCEEDING OF THE 5TH INAGA ANNUAL SCIENTIFIC CONFERENCE & EXHIBITIONSYogyakarta, March 7 – 10, 2001

LAMPIRAN  LI

Hipotesa    Optimasi  Diameter  Casing

Out  Put  :dryness  (x)entalpi  (h).temperatur  whtekanan  wh

2.  Wellhead

T

separator

T  sep  >  T   endapan  scale

massa  (w)data  casingdata  kontrak

Press  loss  pipa  dua  fasa =∆P1 Ke  sumur  injeksi

D3

W D2

D1

Out Put Curve

D  >> P1,T1

catchpotturbin10  bar

Press  loss  pipa  uap  =    ∆ P2Vel  V1ph

*  Dengan  asumsi  Pwh   tertentu dan  rate   dari  out

Vel  V2ph30

put  curve  (dia  cas  =   D)    yang  memenuhi  kreteriarun  software  PipeSim,    tentukankehilangan  tekanan  pipa dua  fasa  dan  pipa uap

1

Pwh

Aliran  melaluimedia  rekah

P_Loss  Casing

Diameter   casng20

Pwh  =  Pturb                 P    +        P    )

W

Data  Input  :

elevasidryness  (x).drawdown  faktor  (1/KD)entalpi  (h)laju  massa  (feed  zone)tekanan  alir  (Pwf)tekanan  reservoar  (Pr)diameter  casing  (D1)temperatur  reservoir  (Tr)

kedalaman feed  zone  (Depth)kedalaman casing  (depth  casing)interval  liner  (depth)diameter  linertotal  disolved  Solut    (%  berat.)kandungan  CO2  (%  berat).temp  alir  dasar  sumur  (Twf).

Mw

Press  loss

Dia  casing,  m

Twh

WPwh

Pwh  optimum Pwh,  bar

Gambar  LI.1 . Hipotesa optimasi diameter casing.

1in put : Optimasi  diameter pipa dua fasa

Page 7: panas bumi

efisiensi  catchpot.tebal isolasi tetapdan  isolasi tetapkonduktivitas  panas  pipaelevasi tetapkekasaran  pipa tetap.P1,T1,TPo o

konduktivitas  panas  isolasiberkisar  30 m/s  hingga 50  m/s

kekasaran  pipa tetapBatasan  :

panjang  pipa  tetap

optimum.

P1,T1

,TPo o P1,T1

. In put   : tambahan di   wellhead unuk data separator dan pipa uap

temp(de

rC)

Mwattterproduksi

Mew

gawatttu

rbin

kecepatanuap

,m/s

pressureloss,bar

tempe

raturderC

Hea

tloss,kwatt

DiaCasingD

1

,TP1 1

Pt t

temp  udara  luar  tetapDiameter  pipa dan  tebal  insulasi  ,  tetap

Po,To P1 1

data  casing

dryness (x),entalpi,temperatur whtekanan wh,massa tetap.data dari optimasidiameter casingD1

Wh

data kontraktebal isolasi

panjang pipa tetapelevasi pipa tetapkekasaran pipa tetapkonduktivitas panas pipa dan-konduktivitas panas isolasi-tetap , temp  udara luar tetap.

Diameter divariasikan

,T

Batasan :kecepatan campuran 20 m/s - 30 m/stemperatur operasi diatas terjadinya endapan-silika (180 derajat Celsius)

Input  : tambahan di  wellhead untuk data separator dan pipa uapseparator

-(di asumsi angka mendekati lapangan)     kekasaran pipa tetap.panjang pipa tetap                                    elevasi. tetap.dryness = 1 (assumsi)                              konduktivitas panas pipatekanan, temp, entalpi,  massa uap           -dan isolasi tetap- mengikuti input wellhead (hasil run) tebal  isolasi tetap

Ke sumur injeksieff CP tetap. ,T

2 out putKecepatan camp,  variabelP_loss,  variabel.Temp akhir pipa variabel.Daya (Mw), variabelNPV, variabel.

diameter pipa  dan tebal insulasi tetapCatchpot

Press loss pipa uap  variabel mengikuti input wellhead

10 bar

0.1 bar

hasil out put :2a

2bNPV

Mw

temp der C

30

temp  keluar pipa

180

20press loss

Dmin Dmak Dmin Dia Opt Dmak

diameter   pipa dua fasa ,m diameter   pipa dua fasa, m

Gambar LI.2. Hipotesa Optimasi Diameter Pipa Dua Fasa.

Duct Pipe Optimation For Geothermal Fluid In  Water Dominated Reservoar E.W. Pramudiohadi, S. Sudarman

1 Optimasi  tebal isolasi  pipa dua fasa

in put  :dryness (x), entalpi,temp   Wh,Tekanan Wh,massa, tetap.data dari optimasidiameter casing

panjang pipa tetapdiameter pipa tetap.elevasi pipa tetapkekasaran pipa tetapkonduktivitas panas pipa dankonduktivitas panas isolasitetap

Batasan :

kecepatan campuran 20 m/s - 30 m/stemperatur operasi diatas terjadinya endapan-silika (180 derajat Celsius)

separatorDiameter pipa   dan tebal isolasi tetap.              temp udara luar  tetap

D1Data casing.Data Kontrak

tebal isolasi divariasikan.

-(di asumsi angka mendekati lapangan)panjang pipa tetapdryness = 1 (assumsi)tekanan,  temp, entalpi,   massa uap- mengikuti input wellhead (hasil run)

kekasaran pipa tetap.elevasi. tetap.konduktivitas panas-dan isolasi tetaptebal   isolasi tetap

2 out putKe sumur injeksi eff Catchpot   tetap. Pt,Tt

Panas yang hilang,   variabelTemp keluar pipa,   variabelDaya turbin (Mw),   variabelNPV,   variabel

diameter pipa    dan tebal  insulasi tetap

Press loss pipa uap      variabel mengikuti input  wellheadCP

10 bar

Dari out  put dibuat :

2a Mw 0.1 barheat loss

NPV

Aliran melaluimedia rekah

temperatur

180

tebal isolasi   optimum

tebal isolasi ,  m

Gambar LI.3. Hipotesa Optimasi Tebal Isolasi Pipa Dua Fasa

LAMPIRAN I (Sambungan)

1Dt  in put  :Drynes  ,  entalpi,temp,tekanan,massa,dari  run  out  putwellsim dengan  diacasing optimum  D1dia  dan tebal  pipadua  fasa.yang

Wh

data casingdata kontrak

Optimasi  diameter pipa uap (separator menuju turbin)

Batasan  :elevasi pipa tetap

kecepatan  campuran   pada pipa dua fasa  20 m/s -  30 m/stemperatur operasi diatas terjadinya endapan                                            Kecepatan  uap dalam   pipa  uap

konduktivitas  panas  pipa  dan-silika (180  derajat  Celsius)

tetap,  suhu udara  tetap.                                          input  : (tambahan   untuk 1,   pipa steam)temp udara luar  tetap.

Diameter  pipa di  variabelpanjang  pipa tetap.

Dia dan  tebal  optimum                                           dryness  ,  x=1  (assumsi)tekanan,   temperatur,entalpi

Ke sumur injeksi                         massa uap tetap  mengikuti,input  wellhead ,(hasil run).

Page 8: panas bumi

0.1

P1,T1

Pt t

in  put  wellhead  (hasil  run)massa  uap,  tetap  mengikutitekanan, temperatur,entalpidryness  ,  x=1  (assumsi)

P1,T1Po osuhu udara

heatloss,Kwatt

tempe

raturkeluar,d

erC

DiaCasingD

1

Mwattte

rprodu

ksi

separator                 P1,T1                                                                              Pt,Tt

2 (bagian pipa uap saja)out  put  (keluar separator  - masuk  turbin)   :

diameter pipa  steam di  variabel

catchpot10  bar

Kecepatan  uap,   variabelKehilangan  tekanan,   variabelTemp  ujung  akhir,   variabel

Mw

Mw terproduksi,  variabel. 50 NPV 0.1 barNPV,  variabel.

kecepatan

Aliran melalui30 press  loss temp

180media rekah

D min D opt

diameter  ,  m

Gambar LI.4. Hipotesa optimasi diameter pipa  uap.

D mak

Duct Pipe Optimation For Geothermal Fluid In  Water Dominated Reservoar E.W. Pramudiohadi, S. Sudarman

1Dt in put :

Optimasi  tebal insulasi  pipa uap (separator menuju turbin)Dryness , entalpi,temp,tekanan,massa,dari run out put W'simdengan diametercasing optimum D1

panjang pipa tetapelevasi pipa tetapkekasaran pipa tetapkonduktivitas panas pipa dankonduktivitas panas isolasi

Batasan :kecepatan campuran  pada pipa dua fasa 20 m/s - 30 m/stemperatur operasi diatas terjadinya endapan-silika (180 derajat Celsius)

dia dan tebal pipayang optimum,

Wh

(tetap).Data CasingData Kontrak

tetap

,T

Dia dan tebal optimum

Ke sumur injeksi

input : (tambahan  untuk 1 dr  pipa steam)Diameter pipa uap tetap (Dopt)   temp udara luar tetap.panjang pipa tetap.                     kekasaran pipa tetap.

elevasi tetapkonduktivitas panas pipadan isolasi tetaptebal isolasi variabelefisiensi catchpot. ,T

separator

2 (bagian pipa uap saja)out put  (keluar separator -masuk turbin) :

panas yang hilang, variabel.Temperatur ujung pipa, varibel

tebal insulasi pipa steam di variabel

Mw

Catchpot

10 bar

Mw terproduksi, variabel.NPV, variabel.

NPV                         Bar

Temperatur keluar pipa

Q (panas yang hilang)

tebal insulasi , m

Gambar LI.5. Hipotesa Optimasi Tebal Isolasi Pipa Uap

Lampiran II

Page 9: panas bumi

NPV($)

NPV($)

daya(Mw)

Daya(MW)

Temperatur(derC)

pipakeluar(derC)

Temeperaturujung

P_Loss(bar)

P-LossCasing(bar)

P_Loss(bar)

Kecepatan(m/s)

Kecp(m/s)

Gambar L.2.1. Konstruksi Casing Sumur Sby-05

Duct Pipe Optimation For Geothermal Fluid In  Water Dominated Reservoar E.W. Pramudiohadi, S. Sudarman

LAMPIRAN III

35 Profil  Kecepatan33

Profil  kecepatan

3130

25

29

27

25

kecepatan cairan dalampipa

20kecepatan pada pipa alir dua fasa 23

21

15

kecepatan pada pipa alir uap

7   8   9  10  11  12      13      14      15  16  17  18  19  20Dia Casing  (in)

19

17

15

0.47  0.49  0.51  0.53  0.55  0.57  0.59  0.61  0.63  0.65Diameter  dalam pipa  alir  dua  fasa   (m)

Profil  Kehilangan  Tekanan

1.4

1.2

60

50 0.08

Profil Kehilangan Tekanan

1

0.8

0.6

0.4

0.2

0

Press-Loss  pipa dua fasaPress_loss   pipa uapPress_loss  dalam   Casing

40

30

20

10

0

0.07

0.06

0.05

0.04

0.03

0.02

P_Loss pada pipa alir dua fasa

7   8   9  10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

Dia  Casing  (in)

0.01

0.47         0.52         0.57         0.62         0.67Diamater dalam pipa alir dua fasa   (m)

Profil  Temperatur.186

185

184

183

182

181

182.16

182.14

182.12

182.10

Profil  Temperatur

180

179182.08

Temperatur  padaujung  pipa  dua  fasa

7 9 11 13 15 17 19

Dia  Casing  (in)

182.06

0.45     0.47     0.49     0.51     0.53     0.55     0.57     0.59     0.61     0.63     0.65

Diameter  dalam  pipa  alir  dua  fasa  (  m  )

5

4.5

4

3.5

Profil  prolehan daya

4.77

4.768

4.766

4.764

4.762

Profil Perolehan Daya

3daya(Mw) 4.76

4.758Daya (Mw)

7 9 11 13 15 17 19

Dia Casing (in)

Profil  Nilai  Uang  (sekarang)13000000

4.756

0.47  0.49  0.51  0.53  0.55  0.57  0.59  0.61  0.63  0.65Diamater dalam pipa alir dua fasa   (m)

Profil Nilai uang sekarang12490000

1250000012000000115000001100000010500000100000009500000

12485000

12480000

12475000

12470000

Keuntungan  bersih  bersih  saat  ini

9000000 keuntungan  bersih  saat  sekarang 1246500085000008000000

7   8   9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20Dia  Casing  (in)

Gambar L3.1 Optimasi Diameter  Casing

temperatur  pipa  dua  fasatemperatur  pipa  uap.temperatur  kepala  sumur

Page 10: panas bumi

NPV($)

Temperatur(derC)

MW

H_Loss(kW)

NPV($)

NPV($)

MW

Suhu(derC)

MW

H_Loss(kW) P_Loss(bar)

Temp(derC)

Kecepatan(m/s)

12460000

12455000

0.47     0.49     0.51     0.53     0.55     0.57     0.59Diameter  dalam  pipa  alir  dua  fasa   (m)

Gambar L.3.2 Optimasi Diameter Pipa Alir Dua Fasa.

Duct Pipe Optimation For Geothermal Fluid In  Water Dominated Reservoar E.W. Pramudiohadi, S. Sudarman

LAMPIRAN III (Lanjutan)Profil kecepatan

Profil  Suhu 70182.4

182.2

182

181.8

60

50

40

30

kecepatanpadapipaalir uap

181.6

181.4

Temperatur  pada ujung  akhir  pipa alirdua fasa

20

10

181.2

0     0.02    0.04    0.06    0.08    0.1    0.12    0.140.19   0.21   0.23     0.25     0.27     0.29     0.31   0.33

Diameter dalampipa uap (m)Tebal  isolasi  pipa  alir  dua  fasa  (m)

Profil  P_Loss

160

140

Profil    H_Loss     Pada    Optimasi    Tebal    Isolasi    Pipa   AlirDua   Fasa

5

4

3

Kehilangan  tekanan  pada pipa aliruap

120

100

80

60

40

20

Heat  loss  pada  pipa  alirdua  fasa

2

1

0

0.19    0.21    0.23    0.25   0.27    0.29    0.31    0.33Diameter  dalam  pipa  alir  uap     (  m  )

0

0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14

Tebal  isolasi  pipa  alir  dua  fasa  (m)180.2

180.1

180

179.9

Profil temperatur

Temperatur  keluar ujung pipa

uap

4.766

4.764

4.762

4.76

4.758

4.756

4.754

4.752

Profil perolehan Daya

Daya (Mw)

179.8

179.7

179.6

179.5

179.4

0.19   0.21    0.23   0.25   0.27    0.29    0.31    0.33Diamater  dalam pipa alir  uap     (m)

Profil  perolehan  daya

0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0.14

Tebal  isolasi pipa alir   dua  fasa (m)

4.94.8

4.7

4.6

4.5

4.4

4.3

4.2Daya  (Mw  )

12491000

12490800

12490600

Profil  Nilai  Uang  Sekarang 4.1

0.19    0.21    0.23    0.25    0.27    0.29    0.31    0.33Diam ater  dalam   pipa  alir  uap    (m )

12490400

12490200

12490000

13000000

12500000

12000000

Profil  nilai  uang  sekarang.

12489800 Keuntungan  bersih  saat  ini11500000

12489600

0.01 0.015 0.02 0.025 0.03

Tebal  isolasi  pipa  alir  dua  fasa  (m)

Gambar L3.3 Optimasi Tebal Isolasi Pipa Alir Dua Fasa

Keuntungan   bersih   saat   ini  (NPV)11000000

10500000

0.19  0.21  0.23  0.25  0.27  0.29  0.31  0.33Diameter  dalam  pipa  alir  uap    (m)

Gambar L3.4 Optimasi Diameter Pipa Uap

Duct Pipe Optimation For Geothermal Fluid In  Water Dominated Reservoar E.W. Pramudiohadi, S. Sudarman

Page 11: panas bumi

LAMPIRAN III (lanjutan)4.78

Profilperolehandaya

175

150

125

100

75

Profil H_Loss

Kehilangan panas pada pipauap

4.774.764.754.744.734.724.71

50 4.74.69

Daya(Mw)

25

0

0 0.02   0.04 0.06 0.08 0.1 0.12   0.14   0.16Tebal isolasi pipa  uap   (m)

Profil Temperatur

181

180

179

178

4.68

0   0.02   0.04   0.06   0.08  0.1   0.12   0.14   0.16Tebal isolasi pipauap (m)

Profilnilai uangsekarang

12500000

12480000

12460000

12440000

12420000

12400000177

176

temperatur padaujungkeluar pipauap.

12380000

12360000

12340000

Keuntunganbersihsaat

sekarang

1750    0.02  0.04  0.06  0.08   0.1   0.12  0.14  0.16

Tebal isolasi pipauap(m)

12320000

0   0.02  0.04   0.06  0.08  0.1  0.12  0.14   0.16Tebal isolasi pipauap (m)

Gambar L3.5 Optimasi Tebal Isolasi Pipa Alir Uap.