ffiemffiw-mw Nmwfficmmffi. 26 Oiralsl ZO0Z

Tema Seminar:Qentngfottan l{uafitas oenefitian tulIgA [an een[idifurn tut IcpA fi Era

Qfo6a[*asi

Dewan Penyunting :

Dr. Hari SutrisnoPaidi, M.Si.

Rr. Eny Kuswandari, STSukardiyono, M.Si

Suwardi, M.SiAli Mahmudi, M.pd

La1 Out Inner fan Outer (oaer?aai. ?tt, se

,l

't:

Alamat Dewan penyunting:Kampus FMIPA Universitas trtegeri Vogyakarta,

Karangmalang, yogyakartaTelp. (027a) S4B2oj, Fax. (A274) s40713

Telp. (027a) 586168 psw. 216, Z1B

tsRN 979-96880-t_9

semua artif,gf yng fimuat fafam erosiding ini sryenufi.nJa merupafr,gn pendal,at datttanggung jawa6 penufis, 6ufom tanggung jawa6 anggottt (Deutaneenlunting.

Nosional Hasil Pendidikan tflPA & Pendidikan MIPA - Anbarukmo 2002

KTERISTIK DENSITAS GAS KONDENSAT

: Supahar dan Sukardiyonorusan Pendidikan Fisika FN{IPA LrNY

Kajian tentang karakteristik densitas gas kondensat bertujuan untuk mengetahui sifatika gas kondensat akibat perubahan tekanan dan temperaturnya. Metode analisisnyaliputi (a) proses penentukan karakteristik Heptana plus, yaitu : temperatur kritis Cz* (T"ct*)

an kritis Cz+ (Pccz+) , dan faktor asentris Ct* (at ct*) menggunakan persamaan Riazi dan

; (b) proses pemisahan flash untuk menentukan komposisi gas hidrokarbon pada(p) dan temperatur (f, dan (c) penentuan factor kornpresibilitas gas (factor z)akan persamaan SRK, Berdasarkan kurva karakteristik densitas gas kondensat

hui bahrva: penurunan tekanan semu tereduksi akan diikuti dengan penurunan densitastereduksi secara linear-Sebaliknya, penurunan temperatur semu tereduksi pada reservoir

kondensat akan diikuti dengan kenaikan densitas semu tereduksinya.

DAHULUANStudi tentang sifat fisika minyak dan gas bumi (migas) terus dilakukan oleh para

uwan seiring dengan berlangsungnya kegiatan eksplorasi migas. Untuk mempelajari sifatika para ilmuwan menggunakan model persamaan keadaan, yakni suatu bentuk persamaan

irik yang menyaiakan hubungan timbal balik antara tekanan (p), volume (V), dan

peratur (T). Hubungan pll untuk fluida nyata menjadi sangat esensial dalam menghitung

ifat-sifat fisika fluida baik pada komponen tunggal Qture componenl) maupun pada multi-en (mixture).

Gas kondensat merupakan gas nyata vang mempunyai energi internal sebagai fungsi

ri temperatur (I), dan tekanan (p) dengan memperhitungkan renaga ikat antar molekul-lul gas. Jika gas kondensat ini diproduksikan maka akan berubah menjadi dua fasa yaitu

dan cairan apabila tekanan turun hingga di bawah titik embun (dew point).Kajian terhadap perilaku fasa gas kondensat pada dasarnya adalah untuk

sentasikan sifat-sifat fisika seperti densitas, factor kompresibilitas, porositas, dan

ositas sistem gas kondensat terhadap perubahan tekanan secara kuantitatif. Kaidah-kaidah

digunakan adalah persamiun keadaan- dan hukum keadaan yang berhubungan dan

nsip-prinsip termodinarr,ika. Dalam pembahasan ini akan dipelajari tentang karakteristikitas gas kondensat terhadap perubahan komposisi, temperatur, dan tekanan menggunakan

aan keadaan Soave-Redl ich-Kwong.

Reservoir gas kondensat mempunyai temperatur mula-mula antara titik kritik (7.) dan

ondenternt. Selama gas diproduksikan, Iintasan produksi memasuki daerah dua fasarngga terjadi kondensasi di dalam reservoir- Cairan kondensat yang terbentuk di dalamn'oir merupakan cairan yang tidak bergerak (immobile) karena saturasinya belumcapai saturasi kritik.

Berikut akan diamati perilaku fasa fluida dari kondisi pada titik B ke kondisi titik Bri terlukis pada Gambar l. Pada titik B. fluida reservoir berada pada fasa gas. Apabila

ida reservoir diproduksikan secara isotermal, maka tekanan reservoir akan turun mengikutin isoterrnal BB, - Pada titik 13,rnulai terbentuk titik-titik embun dan apabila proses

a

,iaL

278

Korakteristik densitas gas .--... ( Supahardkk)

produksi terus berjalan, maka saat mencapai pada kondisi titik 82 volume cairantelah mencapai maksimum l0o/o dari volume total hidrokarbon. Dari kondisi pada titikvolume cairan kondensat terus-menerus berkurang hingga akhirnya pada kondisi di titikkembali terjadi proses penguapan.

Perilaku sistem gas kondensat di dalarn daerah dua fasa umumnya dinyatakankurva hubungan antara jumlah dari fasa cair cialam keadaan setimbang aengan tekanan siseperti dilukiskan pada Gambar 2. Kurva A dalam gambar tersebut menjelaskan hprosentase volume cairan dan tekanan untuk proses flash liberation dengankeseluruhan tetap. Kurva B dan C memperlihatkan karakteristik sistem padadifferential liberation ciengan volume total sistem dijaga konstan selama penurunanKurva ini ditentukan dalarn kondisi temperatur reservoir sehingga dapat digambarkancairan hidrokarbon yang terbentuk dalam batuan reservoir sebagai akibat reduksi tekanan.

Gambar 1 Diagram P-T fasa fluida Reseruoir

PRESflNE

-Gambar 2 Kelakuan fasa gas kcndensat pada keadaan dua fasa

:mc

a-;

f 25m

cc --62u

crffi

Sirgl€ft@rM

Ird

S,Is'/t&t

.iro/l

s/ 5lvdt/Et

llt

trol

:i

-1,I

I

o

ttq

s{9ose-J

Oe- Fil

Retogr.de SCrde.*

I

s,ftd I

Fdl

s

7 \ @ ee

@ \ \@a

\\ \o

{x a:

279

Nasional Hasil Pendidikan MIPA & Pendidikan MIPA - Ambarukmo 20A2

Gas kondensat merupakan carnpuran hidrokarbon kompleks dengan sifat fisik yang. Komposisi gas kondensat didominasi oleh gas metana dan etana serta sejumlah

propana, butana, pentana, heksana, dan heptana plus. Pemisahan fluida reservoir diaan perlu dilakukan untuk memisahkan fasa gas dan cairan agar diperoleh akumulasi

k tanah atau gas pada tangki pengu:rpul serta untuk mendapatkan kesetabilan ).angsimum dari fasa gas dan cairan. Salah satu metode pemisahan sistem gas kondensatlahmelaluiflash liberation yaitu pemisahan gas dan cairan dimana gas yang terbebaskan

kontak dengan cairan sampai tercapai kesetimbangan dengan menjaga komposisi sisrem

, menggunakan konsep dasar kesetimbangan materi (material balance). Distribusii sistem hidrokarbon gas-cairan kondensat dinyaiakan dengan harga konstanta

imbangan Kyaitu perbandingan fraksi mol komponen hidrokarbon pada fasa gas denganmol komponen hidrokarbon pada fasa cairan.

Untuk mengetahui karakteristik densitas gas kondensat dibutuhkan suatu sampleida resevoir yang diambil dari fluida barvah permukaan atau fluida yang terproduksi ke

kaan. Sampel ini kemudian dibawa ke laboratorium untuk dianalisa dan ditentukan-sifatnya yang selanjutnya dikenal sebagai analisis PVT. Dalam studi inidipilih sejumlahpel analisis PWyang berasal dari berbagai reservoir gas kondensat dengan sifat fisik darir (well strecm). Untuk mengetahui karakteristik densitas gas kondensat dapat dibuatprogram komputer yang disusun melalui langkah-langkah sebagai berikut :

Data input yaitu komposisi fluida sistem gas kondensat pada well stream (2,) yang diambildari beberapa lapangan industri perminyakan dan gas bumi yang ada di Lemigas.Menentukan sifat-sifat fisik sistem gas kor,ciensat seperti, temperatur kritik, tekanan kritik.

volume kritik. serta factor asentrik untuk masing-masing komponen melalui tabelsifat-sifat tisik gas kondensat yang telah dibakukan pada keadaan P dan T terrenru.

Menentukan karakteristik fraksi berat heptana plus menggunakan persamaan Riazi-Duabe( untuk mendapatkan tekanan kritik, temperatur kritik, dan factor asentrisfraksi berat heptana plus.

Melakukan pemisahan flash dengan metode/ash liberotion untuk menentukan komposisifasa gas (yi) dan fasa cairan (x;) tiap-tiap komponen hirokarbon.Penentuan factor kompresibilitas gas kondensat dengan persamaan SRK.Menghitung kuantitas densitas menggunakan persamaan Mattar.gkah-langkah tersebut dapat disusun dalam bentuk diagram alir sebagai berikut :

,{

. !a-:-

280

Karakleristik densitas gas ... ... ( Supahar,dkk)

AsumsiHarga mole gas(n\

Hitung jumlah fraksi moleCairan dan fraksi mole gas dengan persamaan

r*(r-,,1 1-1

*,(l r, - ,) < roL-

I,P, o , Tc, Pc ,6.

28r

Nasional Hasil Pendidikan MIPA & Pendidikan MIPA - Anbarukno 2002

Gambar 3. Diagram alir Penentuan sifat densitas gas kondensat

Analisis data pada pembahasan ini meliputi, perhitungan factor kompresibilitas dan

itas gas kondensat yang dilakukan melalui simulasi numerik. Data keluaran hasil simulasi

tuan densitas diolah menggunakan program Microcal Origin. Berdasarkan kurva

p,{Pp,,Tfl dapat dilakukan analisis karakteristik sifat fisika densitas gas kondensat untuk

tjawab permasalahan seperti yang dikemukakan dalam rumusan masalah di atas.

BAHASAN

'!i

Secara umum penurunanitas semu tereduksi juga.

tekanan semu tereduksi selalu diikuti dengan penurunan

Kurva yang menghubungkan antara densitas semu

[4enghitung koefisien

Persamaan SRK ciengan pers.

o=$! a"n B:#

Menghitung Faktor Kompresibilitas

Menggunakan persamaan SRK

,3*12*( e- B-n2\r-AB=o-\)Dengan Metode lterasi Newton-Raphson

lz,,^o^-Zr**i <rot

Hitung densitas :

Pn, =A'2Ppr

,r

282

Nasional Hasil Pendidikon MIPA & Pendidikan MIPA - Ambarulono 2002

[ ,,o 'I .l

g6 t.ooc(r) o.9Eco oBo

o.7io 0.6c0)

o 0.5

o oa:o

(D 03oI 02

(Tp r)1,57

1 .62

1.751.781 811.831 A7

2

PseudoP pr fur,tis\

Gambar 4- Karakteristik Densitas semu tereduksi sebagai fungsi daritekanan semu tereduksi (Po.) dan temperatur semu tereduksi (To.)

ULANBe(olak dari kurva karakteristik densitas semu tereduksi sebagaimana disajikan

pembahasan di depan. maka dapat disimpulkan sebagai berikut :

Pada gas kondensat, penurunan tekanan semu tereduksi akan diikuti dengan penurunan

densitas semu tereduksinya secara linear.

Sebaliknya, penurunan temperatur semu tereduksi pada reservoir gas kondensat akan

diikuti dengan kenaikan densitas semu tereduksinya. Untuk dapat diproduksikan gas

kondensat ini, gradien kurva karakteristik densitas semu tereduksi gas kondensat tidakboleh melampaui batas-batas maksimum dan minimum yang direkomendasikan menurut

kurva karakteristiknya.

AR PUSTAKA

, Tarek (1989) - Hidrokarbon Phase Behovior. Vol 7. Gulf Publishing Company :

Houston.

L Katz, Robert L. Lee (1990). Natural Gas Engineering Mc Graw-Hill Co :

Singapore.

, W.C and Lee, B.l (1984) . Applied Hydrocarbon Thermodynamics 2nd ed. GulfHouston.

i-io.o

Publishing Co. :

3

L

Cain, WilliamPublishing

D.Co

Jr. (1990) .The Properties of Petroleum Ftuid 2nd ed . Penn Well: Tulsa

ls, r. LnopeY, (lMcGraw-Hill Inc.

(ree4). Handbook of Chemical Engineering Calculation 2"d edlas, P. Cho

. (2000) . Penentuon Faktor Kompresibilitas gas Kondensat denganPar.samaqn Soave-RcdlicltKv'ong. HACI : Bandunc

Pseudo raducBd tem peraturo

284