Penggunaan Teknologi Vibroseismic dalam Peningkatan Perolehan Minyak

Suatu reservoir minyak akan menurun kemampuannya dalam berproduksi akibat terbatasnya tekanan alamiah reservoir dan kehilangan tekanan selama proses produksi berlangsung. Pada saat produksi berlangsung, tekanan reservoir akan terus menurun sehingga laju produksi yang dihasilkan pada proses produksi tahap pertama (primary recovery) akan semakin kecil dan cenderung menjadi tidak menguntungkan lagi.  Jumlah minyak yang dapat diproduksi pada tahap pertama berkisar antara 10 % sampai dengan 30 % dari jumlah total minyak awal yang terdapat di dalam reservoir. Oleh karena itu jumlah minyak yang masih tersisa dalam reservoir setelah produksi tahap pertama tersebut masih sangat besar.
Proses perolehan minyak tahap pertama merupakan proses perolehan dengan menggunakan tenaga pendorong alami, seperti tenaga pendorong gas terlarut (solution gas drive), tenaga pendorong air (water drive), dan tenaga pendorong tudung gas (gas cap drive). Mengingat masih cukup besarnya minyak yang tersisa setelah produksi tahap pertama, maka untuk mengatasi hal tersebut diupayakan suatu usaha untuk meningkatkan perolehan minyak. Metode peningkatan perolehan minyak tahap lanjut ini dikenal dengan metode peningkatan perolehan tahap kedua (secondary recovery) dan metode peningkatan perolehan tahap ketiga (tertiary recovery). Metode perolehan minyak tahap kedua mengacu pada teknik yang bertujuan untuk mempertahankan tekanan reservoir, seperti injeksi air atau injeksi gas. Sedangkan metode peningkatan perolehan minyak tahap ketiga  mengacu pada semua teknik yang diaplikasikan sesudah teknik perolehan tahap kedua.Teknik perolehan minyak tahap kedua dan tahap ketiga biasa dikenal dengan teknik peningkatan perolehan minyak (enhanced oil recovery – EOR). Secara umum EOR didefinisikan sebagai teknik peningkatan perolehan minyak dengan melakukan injeksi material, yang secara normal material tersebut tidak berada di reservoir. Definisi EOR tersebut mencakup semua jenis proses perolehan minyak (drive, push-pull, dan well treatment) dan melingkupi berbagai teknik peningkatan perolehan dengan menggunakan bahan kimia (chemicals agent).
Dari berbagai kajian teoritis, eksperimen di laboratorium, dan lapangan dewasa ini, maka diperkenalkan suatu metode EOR yang baru yaitu vibroseismik (VibroSeismic Impact Technology – VSIT). Pada prinsipnya, metode ini menerapkan stimulasi gelombang elastik ke dalam reservoir dengan menggunakan vibrator dari permukaan. Vibroseismik bukan merupakan pengganti metode EOR konvensional, tetapi dapat digunakan sebagai alternatif atau sebagai alat pelengkap agar metode yang telah ada menjadi lebih efektif dan optimal. Vibrasi seismik, berdasarkan eksperimen lapangan, telah digunakan untuk mendapatkan peningkatan perolehan yang cukup sukses di lapangan minyak Negara Rusia. Berdasarkan eksperimen laboratorium vibrasi seismik dapat memperbesar pori batuan pada kasus tertentu, menurunkan viskositas, meningkatkan permeabilitas, menurunkan tegangan permukaan, dan mengubah komposisi fluida yang ada. Mengacu pada hal tersebut, maka vibrasi seismik ternyata dapat memperbaiki mobilitas minyak. Keunggulan teknologi vibroseismik dibanding teknologi lainnya adalah biaya operasinya yang relatif murah dan tidak merusak lingkungan.
Teknologi eksploitasi baru dari Rusia untuk meremajakan lapangan tua marginal (kurang ekonomis) yaitu teknologi yang menggunakan vibroseis truk dengan roda setinggi manusia dewasa itu menurunkan pelat besi di perutnya dan beratnya bisa mencapai 27 ton. Perlahan pelat baja berukuran 1 x 1,5 meter itu mulai bergetar dan memukul tanah di bawahnya dengan irama tetap. Getaran seismik yang mencapai kedalaman ratusan meter tersebut bisa membangunkan ladang-ladang minyak tua kembali berproduksi.
Sepintas teknik vibroseismik ini terlihat amat mudah. Cuma getarkan, tunggu sebulan, minyak pun menyembur. Tapi, sesungguhnya tak sesederhana itu karena untuk menentukan lokasi penggetaran saja tidak asal-asalan. Ada perhitungan yang harus dilakukan dan perlu teknik monitoring untuk memperkirakan di mana letak yang baik.
Setelah menentukan beberapa titik lokasi yang harus digetar, truk pun mulai beraksi. Untuk satu titik, truk itu bisa bergetar 3 – 6 jam sehari. Keesokannya, truk pindah ke titik lain atau tetap pada titik yang sama sesuai dengan kondisi ladang minyak. Kegiatan ini bisa berlangsung 1 – 3 bulan. Reaksi getaran itu bisa langsung dirasakan dengan peningkatan produksi minyak sepekan setelah digetarkan. Namun, ada pula yang responsnya baru terlihat pada enam bulan pasca penggetaran. Dalam beberapa kasus, lapangan tetangga yang berjarak beberapa kilometer juga ikut “bangun”. Kenaikan Recovery Factor yang diperoleh dari tiap – tiap sumur bervariasi, ada yang 10% sampai 70%. Kadar minyak juga bisa meningkat, ada satu lapangan minyak dari 10% menjadi 90%.

Suatu studi laboratorium yang dilakukan oleh Tutuka Ariadji, dkk di laboratorium ITB, vibrasi menyebabkan peningkatan harga porositas efektif  batuan sebesar 1% sampai 10% dari harga porositas sebelum vibrasi. Adanya pengaruh dari penggetaran (frekuensi dan amplitudo) terhadap Saturasi Minyak Sisa (S_or) yaitu dapat  menurunkan S_or sampai 55 %, menaikkan Permeabilitas Relatif Minyak (k_ro) sampai 73 %, menaikkan Permeabilitas Relatif Air (k_rw) sampai 76% dari harga awalnya. Pada umumnya, kenaikan k_rw lebih tinggi dari pada kenaikan k_ro atau terjadi kenaikan kadar air untuk frekwensi 10 Hz.
Mekanisme vibroseismik dalam peningkatan perolehan minyak dan gas memiliki dampak pada dua segi, yaitu segi batuan dan fluida yang terdapat di dalam batuan tersebut. Dari segi fluida, getaran yang diberikan akan menambah energi yang nantinya akan mengurangi tekanan kapiler, sekaligus tegangan permukaan. Pada beberapa percobaan yang dilakukan, terdapat juga perubahan viskositas fluida setelah diberi efek getaran. Dari segi batuan, pemberian getaran ini akan memperbesar nilai porositas dan permeabilitas batuan tersebut. Besar kandungan clay juga merupakan faktor yang mempengaruhi hal tersebut.
Meski demikian, tidak semua lapangan minyak cocok menggunakan teknologi ini. Hanya lapangan minyak di darat atau dekat pantai dan memiliki 20° – 38° API. Sifat geologi juga mempengaruhi efektivitasnya. Batuan pasir (sandstone) lebih ramah dibanding gambut atau batu bara, karena lapisan gambut dan batubara meredam frekuensi dan amplitude yang dihantarkan dari vibroseis truk.
Teknik vibrasi ini sebetulnya bekerja dengan cara menghilangkan gesekan atau tegangan permukaan antara minyak dan batuan di sekitarnya. Sebagai contoh, permukaan air yang bisa bergerak sampai ke mulut botol bila diberi getaran. Tegangan permukaan air dengan dinding botol hilang sehingga air bisa tumpah keluar.
Teknik ini paling ekonomis dan effisien dibanding teknik Enhanced Oil Recovery (EOR) yang ada karena tidak memerlukan infrastruktur baru dan tidak perlu penambahan sumur pemboran yang baru dan dapat juga diterapkan dengan metode EOR yang lain secara bersamaan. Teknologi menginjeksikan air ke dalam sumur untuk mendorong minyak keluar selain tidak ekonomis untuk lapangan kecil, juga perlu filter yang mahal. Sedangkan injeksi uap panas bisa mengakibatkan minyak justru meleleh. Selain dari pada itu, teknologi vibroseismik ini merupakan metode yang paling ramah terhadap lingkungan dibandingkan dengan metode lain.

[Pernah saya posting di Arunals.Wordpress.com]

Posted in: Enhanced Oil Recovery