Sembur Alam

Sembur alam adalah salah satu metode pengangkatan minyak ke permukaan dengan menggunakan tenaga atau tekanan yang berasal dari reservoir/ formasi dimana sumur berada.

3.1. Faktor‑faktor Yang Mempengaruhi Perencanaan Peralatan Sumur.

Dalam merencanakan produksi, produksi optimum sumur selalu merupakan sasaran, sehingga berdasarkan kondisi optimum inilah peralatan produksi dapat direncanakan dengan baik, baik dalam hal dimensi, kekuatan (grade), jumlah/panjang, macam alat maupun spesifikasi lainnya. Faktor yang mendasari tercapainya kondisi optimum adalah cadangan, ulah aliran fluida untuk dapat diproduksi, interaksi atau hubungan antara kelakuan formasi berproduksi dengan kondisi atau parameter produksi di permukaan (Psp, Pwh).

Disamping faktor diatas, faktor berikut ini dapat juga merupakan faktor yang mempengaruhi perencanaan peralatan produksi seperti :

1. Fleksibilitas untuk sistem produksi dimasa yang akan datang (artificial lift).

2. Jenis material untuk kondisi‑kondisi khusus (korosi, dsb).

3. Faktor kemudahan pemasangan dan penanganan serta keamanan kerja.

3.2. Jenis‑Jenis peralatan dan kegunaannya.

Peralatan produksi sumur sembur alam terdiri dari

1. Peralatan diatas permukaan :

a. Kepala sumur (well‑head)

b. Silang sembur (x‑mastree)

2. Peralatan di bawah permukaan :

a. Tubing (pipa alir vertikal) dan coupling

b. Packer (penyekat annulus)

c. Anchor

d. Peralatan pelengkap bawah permukaan/asesories

3.2.1. Peralatan diatas permukaan

3.2.1.1. Kepala sumur (well‑head)

Well‑head merupakan peralatan kontrol sumur di permukaan yang terbuat dari besi baja membentuk suatu sistern seal/penyekat untuk menahan semburan atau kebocoran cairan sumur ke permukaan yang tersusun atas casing head (casing hanger) dan tubing head (tubing hanger).

a. Casing hanger

Merupakan fitting (sambungan) tempat menggantungkan casing. Diantara casing string pada casing head terdapat seal untuk menahan aliran fluida keluar. Pada casing head terdapat pula gas‑outlet yang berfungsi untuk :

- meredusir tekanan gas yang mungkin timbul diantara casing string.

- mengalirkan fluida di annulus (produksi).

b. Tubing head

Alat ini terletak dibawah x‑mastree untuk menggantungkan tubing dan menghubungkan tubing dengan sistem keranan (x‑mastree).

Fungsi utama dari tubing head, adalah :

- sebagai penyokong rangkaian tubing.

- menutup ruang antara easing‑tubing pada waktu pemasangan X-mastree atau perbaikan kerangan/valve.

- fluida yang mengalir dapat dikontrol dengan adanya connection diatasnya.

3.2.1.2. Silang sembur (x‑mastree)

Alat ini merupakan susunan kerangan (valve) yang berfungsi sebagai pengamanan dan pengatur aliran produksi di permukaan yang dicirikan oleh jumlah sayap/lengan (wing) dimana choke atau bean atau jepitan berada.

Peralatan pada x‑mastree terdiri dari :

a. Manometer tekanan dan temperatur, ditempatkan pada tubing line dan casing line.

b. Master valve/gate, berfungsi untuk membuka atau menutup sumur, jumiahnya satu atau tergantung pada kapasitas dan tekanan kerja sumur.

c. Wing valve/gate, terletak di wing/lengan dan jumiahnya tergantung kapasitas dan tekanan kerja sumur yang berfungsi untuk mengarahkan aliran produksi sumur.

d. Choke / bean / jepitan, merupakan valve yang berfungsi sebagai penahan dan pengatur aliran produksi sumur, melalui lubang (orifice) yang ada. Akibat adanya orifice ini, tekanan sebelum dan sesudah orifice menjadi berbeda yang besarnya tergantung dari diameter orificenya. Prinsip inilah yang digunakan untuk menahan dan mengatur aliran.

Ada dua macam choke/bean/jepitan, yaitu

- Positive choke : merupakan valve dimana lubang (orifice) yang ada sudah mempunyai diameter tertentu, sehingga pengaturan aliran tergantung pada diameter orificenya.

- Adjustable choke : choke ini lebih fleksibel karena diameter orifice dapat diatur sesuai posisi needle terhadap seat sehingga pengaturan alirannyapun fleksibel sesuai keperluan (tekanan dan laju aliran).

Prinsip kerja :

Dengan memutar handwee (1) yang berhubungan langsung dengan stem (4) dan needle valve (8) maka dapat diatur lubang antara needle dengan seat yang juga merupakan diameter choke, yang besarnya akan ditunjukkan pada skala (2) melalui indikator (3) yang ikut bergerak sesuai pergerakan stem.

e. Check valve, merupakan valve yang hanya dapat mengalirkan fluida pada satu arah tertentu yang berfungsi untuk menahan aliran dan tekanan balik dari separator. Pada X-mastree, check valve ini ditempatkan setelah choke sebelum masuk ke flow‑line.

3.2.2. Peralatan di bawah permukaan

3.2.2.1. Tubing dan coupling

Merupakan pipa alir vertikal yang ditempatkan di dalam casing produksi yang berfungsi untuk mengalirkan fluida produksi sumur ke permukaan atau mengalirkan fluida injeksi ke dalam sumur. Disamping itu, tubing dapat pula digunakan dalam pekerjaan swab, squeeze cementing, sirkulasi pembersihan sumur dan mengalirkan fluida serta material peretak hidraulis dan pengasaman.

Didalam sumur, tubing digantungkan pada tubing hanger dan biasanya ditempatkan hingga beberapa feet diatas zona perforasi. Diameter tubing berkisar antara 2 inci sampai 4,50 inci dengan panjang setiap single berkisar antara 6 sampai 9,50 meter.

Balk tubing maupun coupling dispesifikasikan oleh API (American Petroleum Institute) atas grade, jenis sambungannya, bentuk ulir dan dimensinya. Terdapat sembilan grade tubing yaitu : H-40, J‑55, K‑55, C‑75, L‑80, N‑80, C‑95, P‑105 dan P‑110 dimana angka menunjukkan harga API minimum yield strength dan abjad H, J, dan N hanyalah kependekan verbal, sedangkan untuk : K berarti mempunyai ultimate strength yang lebih besar dibandingkan grade J. C, L berarti restricted yield strength dan P berarti high strength.

Untuk jenis sambungan, baik tubing maupun coupling dibagi atas :

a. External Upset End (EUE)

b. Non External Upset End (NUE)

c. Integral Joint

Sedangkan bentuk ulir dikenal dengan API round threads dan butterss threads.

3.2.2.2. Peralatan pelengkap bawah permukaan

1. Packer

Fungsi pokok darl packer adalah memisahkan atau mengisolasi annulus tubing - casing dan membantu efisiensi produksi.

2. Landing nipple

Adalah bagian dari sistem tubing dimana bagian dalamnya mempunyai profil untuk memasang alat kontrol aliran. Ada dua jenis nipple, yaitu jenis selective nipple dan jenis non selective nipple (nogo nipple), yang mempunyai diameter dalam sedikit lebih keeil dari jenis yang selective. Jenis selective bisa dipasang lebih dari satu pada suatu rangkaian tubing, sedangkan jenis non selective hanya dipasang satu untuk setiap sumur dan ditempatkan bagian paling bawah dari susunan tubing.

3. Flow Coupling dan Blast Joint

Keduanya mempunyai dinding yang relatif tebal dan biasanya dipasang pada bagian bawah atau atas dari nipple, untuk mengatasi turbulensi aliran, blast joint dipasang berhadapan dengan lubang perforasi untuk mencegah pengaruh benturan kecepatan aliran (jet action) dari formasi.

4. Circulation device

Alat ini mirip pintu yang bisa digeser yang biasa disebut dengan sliding sleeve door (SSD). Alat ini dapat dibuka dan ditutup dengan menggunakan wire line unit. Bagian luar dari alat ini mempunyai lubang yang berguna untuk keperluan sirkulasi dan bila diperlukan alat pengatur aliran dapat dipasang dibagian dalamnya yang berbentuk suatu profil.

5. Safety Joint

Alat ini dipasang apabila didalam sumur dipasang beberapa packer (lebih dari satu) yang berguna untuk membantu melepas rangkaian tubing pada waktu mencabut rangkaian tubing tersebut untuk kerja ulang (workover).

6. Gas lift mandrel

Merupakan sambungan tempat duduk valve gas lift yang dipasang apabila sumur direncanakan akan diproduksikan dengan cara sembur buatan (gas lift) di masa yang akan datang.

7. Sub surface safety valve

Merupakan valve yang dipasang pada rangkaian tubing yang berfungsi untuk pengamanan aliran yang bekerja secara otomatis dengan menggunakan tenaga hidrolis melalui pipa 1/4 inchi dari permukaan, yang umumnya dipasang kira‑kira 100 meter dibawah permukaan tanah atau dasar laut. Untuk sumur‑sumur di lepas pantai alat ini mutlak harus digunakan.

8. Flow control dan down hole choke.