Apa saja jenis additive yang dipakai dalam operasi pemboran minyak dan gas bumi?

Additive merupakan bahan-bahan yang ditambahkan ke dalam fluida dasar dengan komposisi tertentu sehingga menghasilkan performance suatu fluida perekah yang diinginkan. Suatu fluida perekah harus menghasilkan friksi tekanan yang kecil dan tetap berviskositas besar agar dapat menahan proppant serta bisa turun kembali viskositasnya setelah selesai pelaksanaan perekahan dan penempatan proppant agar dapat memproduksi dari formasi dengan mudah. Oleh sebab itu diperlukanlah Additive.

Jenis-jenis Additive yang dipakai adalah Thickener , Crosslinker (penyatu atau pengikat molekul sehingga rantai menjadi panjang dan viskositas akan meningkat), Breaker (pemecah), Viscosity stabilizer (penstabil viskositas), Fluid loss Additive (zat tambahan untuk mencegah kehilangan fluida), Surfactant (surface active agent), Buffers (pengontrol pH), Radioactive tracers , Biocides (anti bakteri), Pencampur gel, Friction reducer (pengecil friksi), Clay stabilizers (penstabil clay), Crosslinker control agents (mengontrol zat untuk pengikat molekul), Iron control agents (pencegah pengendapan besi di formasi), Paraffin control , Scale inhibitors (pencegah scale ), Extenders, clean up, dan energizing agents (mempermudah produksi kembali).

1. Thickener

Thickener berupa polimer yang ditambahkan sebagai pengental fluida dasar, contoh dari polimer yang sering digunakan dalam * hydraulic fracturing * tersebut adalah guar, HPG (* hydropropyl Guar Gum* ), CMHPG (* Carboxymetyl hydropropyl guar gum* ), HEC (* Hydroxyethylcellulose* ) dan Xhantan gum.

2. Crosslinker

Crosslinker diperlukan untuk meningkatkan viskositas fluida perekah. Crosslinker meningkatkan viskositas dengan cara mengikat molekul-molekul, sehingga rantainya menjadi panjang. Fluida linier akan mengalami penurunan viskositas karena temperatur atau kaluar * shear* bertambah (misalnya untuk rekahan yang menyempit). Kalau viskositas berkurang dari 100 cp dan 170 det-1, maka proppant dapat mengendap (turun ke bawah). Dalam beberapa hal viskositas bisa turun sampai hanya 20 cp saja pada 1750F karena itu harus

digunakan * crosslink agent * yakni * organometallic* atau * transition metal compunds* yang biasanya berupa * borate, titan,* aluminium dan * zircon* untuk meningkatkan viskositas.

3. Breaker

Polymer breakers adalah Additive untuk memecahkan rantai polymer sehingga kembali menjadi encer (kecil viskositasnya) setelah selesai penempatan proppant agar produksi aliran minyak kembali mudah untuk dilakukan. Di sini breaker harus bekerja cepat. Konsentrasinya pada polymer harus cukup untuk mengencerkan polymer yang ada. Polymer biasanya pecah sendiri pada temperatur kerja di atas 2250F. Untuk temperatur rendah digunakan zat kimia. Ada juga breaker yang dimasukan ke dalam kapsul. Breaker ini bekerja karena aksi secara fisika atau kimia dan yang umum dipakai antara lain Oxidizer seperti Peroxydisulfate (S2O8-).

Breaker yang digunakan pada fluida perekah dapat sangat mempengaruhi sifat fluida walaupun pada konsentrasi yang sangat rendah. Untuk minyak sebagai fluida dasar maka breaker -nya akan berbeda, asam dan basa bisa memecahkan gel aluminium phospate ester . Jadi biasanya asam atau basa yang terlarut dengan lambat ditambahkan ke gel-nya. Gel bisa pecah karenanya dan biasanya tidak akan bekerja dengan temperatur di bawah 1000F.

Fluid Loss Additive

Fluid loss sangat penting untuk dikurangi. Untuk formasi yang homogen biasanya filter cake saja sudah cukup. Fluid loss bisa menembus matriks, ke microfracture, bahkan sampai ke macrofracture. Di sini material yang dipakai antara lain :

  • Pasir 100-Mesh.

  • Silika Fluor (325-Mesh) baik untuk rekahan kecil alamiah ( Silika Fluor 200-Mesh untuk rekahan kecil akan kurang dari 50 micron dan 100-Mesh untuk yang lebih besar dari 50 micron).

  • Adomite regain ( corn starch ).

  • Diesel 2 – 5 % (diemulsikan).

  • Unrefined guar dan Karaya gums .

5. Surfactant

Surfactant akan bekerja pada konsentrasi yang rendah dan akan menyerap dua permukaan antara dua fluida yang yang tidak bercampur. Surfactant mempunyai dua sisi di mana satu sisi menghadap ke fluida pertama dan sisi yang lain menghadap ke fluida kedua sehingga antara kedua fluida tersebut dapat bercampur. Penggunaannya antara lain pada pembentukan foam . Selain itu fluorocarbon surfactant akan mengurangi tegangan permukaan ( surface tension ) dan mempermudah menghilangkan air dari permukaan formasi dan mempermudah terjadinya rekahan (SPE Monograph hal. 141). Selain itu fluorosurfactant tersebut adalah bersifat non-ionic yang bisa mencegah terjadinya emulsi.

6. Buffers

Pada pencampuran di tempat, polymer dalam bentuk powder ditambahkan pada fluid dasar. Untuk bisa terpisah dengan baik, pH harus sekitar 9 yang didapat dari pencampuran dengan basa, seperti NaOH, NH4OH, Na-acetat atau Asam Asetat, Natrium Carbonat atau Asam Fumaric (C4H4O4) dan Asam Sulfamic (HSO3NH2).

7. Radioactive Tracers

Zat radioaktif ( Antimon, Iridium, dan Scandium ) akan ditambahkan sekitar 0,5 sampai 1,0 millicuries / 1000 lb proppant ) dengan maksud agar dapat ditentukan zona rekahan yang dilakukan dengan gamma-ray log.

8. Biocides/ Bactericides

Bakteri yang menyerang organic polymer akan merusak ikatannya dan mengurangi viskositasnya sehingga perlu ditambahkan antibakteri seperti glutaraldehyde , chloropenates , quaternary amines, dan isothiazoline . Zat tersebut perlu ditambahkan di tanki sebelum air ditambahkan, karena enzim yang terlanjur dihasilkan (walaupun bakterinya sudah mati) bisa memecahkan polymer . Bila minyak sebagai fluida dasar ( oil base ), maka bactericides tidak perlu dipakai lagi.

9. Pencampur Gel

Untuk menghindarkan terjadinya fish-eye (menggumpalnya gel) maka sering gel tersebut dicampur dahulu dengan methanol atau isopropanol. Penggunaan zat ini bisa diperbesar kadarnya untuk formasi yang sensitif, bahkan pernah dengan 100 % methanol .

10. Friction Reducer

Semua polymer akan berlaku sebagai zat yang menghalangi terjadinya turbulensi. Turbulensi akan menyebabkan kehilangan tekanan yang besar. Dengan adanya polymer maka kehilangan tekanan juga relatif akan mengecil. Material yang digunakan untuk mengurangi kehilangan tekanan seperti misalnya anionic dan cationic polyacrylamide untuk fluida dasar air, air tawar, atau asam (1/4 – 1 gal/1000 gal). Terdapat pula dalam bentuk serbuk powder anionic atau cationic untuk asam, air, dan air garam (1/4 – 2 lb/1000 gal). Selain itu ada juga khusus friction reducer untuk fluida dasar hidrokarbon dengan polysodecylmethacryalate (7 – 10 gal/1000 gal) di mana akan diperlukan activator atau aluminium phospate ester gel (2 gal/1000 gal). Friction reducer hanya dipakai kalau aliran mungkin akan turbulen sehingga untuk aliran laminer tidak akan diperlukan.

11. Clay Stabilizers

Clay pada formasi batupasir seperti kaolinite, illite, dan chlorite atau smectite , dapat menjadi masalah. Aliran dari fluida perekah dengan perubahan tekanan atau temperatur atau lingkungan ion dapat menyebabkan clay terlepas dan bermigrasi sehingga akan merusak formasi. Di sini, KCl mencegah menyebarnya clay dengan memberikan sifat cationic untuk mencegah perpindahan ion, namun KCl tidak dapat mencegah terjadinya migrasi bila hal tersebut sudah terjadi. KCl juga dapat digunakan untuk mencegah pembengkakan clay . NH4Cl berfungsi sama seperti KCl tetapi tidak digunakan dalam perekahan hidraulik melainkan pada pengasaman. CaCl2 akan mengendap pada kondisi air formasi dengan sulfat atau alkalin yang dominan. CaCl2 dapat digunakan untuk larutan air air atau methanol di mana kelarutan KCl dan NH4Cl terbatas.

Garam Zicronimum Chloride juga digunakan untuk mengikat clay di tempatnya tetapi umumnya digunakan pada tahap preflush . Semacam Polyamines , Quarternary Amines juga digunakan untuk mencegah clay yang membengkak. Yang lain seperti Polymeric Hydrohyxaluminium juga dapat digunakan namun jarang sekali dipakai.

Sedikit menambahkan jenis-jenis additive dari yang sudah diuraikan di atas, terdapat beberapa jenis lagi yang saya ketahui.

12. Crosslinker Control Agents

Additive ini bertujuan untuk mengontrol waktu crosslink misalnya untuk menghambat terjadinya crosslink , Acetinate yang dilarutkan, terutama pada Ti-crosslink . Untuk temperatur rendah, waktu crosslink malah akan dipercepat. Atau campuran keduanya untuk mengontrol waktu crosslink.

13. Iron Control Agents

Sama seperti pada pengasaman, ion Fe3+ harus dicegah karena dapat menimbulkan pengendapan. Material yang digunakan dari additives ini antara lain Citric Acid dan EDTA, atau Acetic dengan Citric , Crythrobic , dan lain-lain.

14. Paraffin Control

Dapat digunakan parafin dispersant atau dipanaskan untuk mencegah terjadinya pengendapan parafin di tubing. Bisa juga digunakan kombinasi paraffin inhibitor dan dispersant.

15. Scale Inhibitors

Scale inhibitor digunakan untuk meminimalkan terjadinya endapan scale sebagai akibat terjadinya reaksi antara fluida perekah dengan fluida formasi. Terjadinya endapan scale akan merusak / menurunkan permeabilitas batuan reservoir. Scale inhibitor yang biasanya digunakan adalah Phosponate atau Acrylate .

17. Extenders, Clean up, dan Energizing Agents

Biasanya berupa nitrogen, karbon dioksida, alkohol, atau EGMBE ( mutual solvent ). Zat-zat tersebut digunakan untuk mempermudah produksi kembali setelah fase perekahan selesai dilaksanakan, terutama bila tekanan dasar sumur kecil. Energi yang ada akan lebih cepat dalam mengeluarkan kembali sisa material untuk perekahan tersebut sehingga tidak menyebabkan terjadinya formation damage. Selain itu, gas tersebut akan mengurangi terjadinya fluid loss . Mutual solvent dapat mempermudah aliran fase minyak dari formasi.

1 Like