Tp 01022

8/19/2019 Tp 01022

1/25

TEKNIK PRODUKSI NO : TP.01.02.2

JUDUL : METODE PERHITUNGAN

KEHILANGAN TEKANAN

DUA FASA

SUB JUDUL : Perhitungan Kehilangan Tekanan

Aliran Fluida Dua Fasa MetodeHagedorn & Brown

Halaman : 1 / 25

Revisi/Thn : 2/ Juli

2003

Manajemen Produksi Hulu

PERHITUNGAN KEHILANGAN TEKANAN ALIRAN FLUIDA DUA FASA

METODE HAGEDORN & BROWN

1. TUJUAN

Menghitung kehilangan tekanan aliran dua fasa dalam pipa.

2. METODE DAN PERSYARATAN

2.1. METODE

Menggunakan korelasi Hagedorn dan Brown, dengan iterasi pada tekanan.

2.2 PERSYARATAN

Tidak dapat digunakan untuk aliran horizontal

3. LANGKAH KERJA

1. Siapkan data penunjang yang meliputi

• Diameter pipa, d (in)

• Kedalaman sumur, D (ft)

• Laju aliran minyak, qo (STB/hari)

• Laju aliran air, qw (STB/hari)

• Perbandingan gas-cairan, PGC (SCF/STB)

• Perbandingan air minyak, PAM (STB/STB)

• Specific Gravity Gas, γ g

• °API minyak, API

• Specific Gravity Air, γ w

• Gradien temperatur, Gt (°F/ft)

• Tekanan aliran di salah satu ujung tubing (tekanan dasar sumur, P wf atau tekanan di kepala sumur.

• Temperatur aliran disalah satu ujung tubing

2. Pilih metode yang digunakan untuk menentukan temperatur aliran dalam pipa, yaitu :

8/19/2019 Tp 01022

2/25



KEHILANGAN TEKANAN

DUA FASA



Halaman : 2 / 25


2003


Dengan menganggap gradien temperatur aliran, G f konstan. Dalam hal ini G f ditentukan dengan

menggunakan Gambar 1, berdasarkan data laju produksi cairan total dan gradien geothermal, atau

menggunakan metode Shiu dan Beggs.

3. Hitung luas penampang pipa, A p yaitu :

2

4d A p

π = ,ft2

4. Bagi panjang pipa menjadi beberapa segmen panjang ∆h antara 100 - 500 ft. (Makin kecil panjang

segmen, hasil perhitungan akan makin baik),

5. Perhitungan dapat dimulai dari pangkal segmen terbawah atau teratas, tergantung pada tekanan

aliran yang akan dihitung. Pada segmen ini tentukan tekanan aliran, temperatur aliran dan kedalaman

ujung bawah/atas segmen, sebagai berikut :

Apabila P wh akan dihitung,

P 1 = P wf

T 1 = T d

D1 = D

Apabila P wf akan dihitung,

P 1 = P wh

T 1 = T s = T d - G f × D (atau dihitung dengan metode Shiu & Beggs)

D = 0

8/19/2019 Tp 01022

3/25



KEHILANGAN TEKANAN

DUA FASA



Halaman : 3 / 25


2003


6. Pada segmen di langkah 5, tentukan temperatur aliran, T 2 dan kedalaman D2 di ujung yang lain, yaitu

sebagai berikut:

Apabila P wf akan dihitung,

D2 = D1 - ∆h

T 2 = T d - G f × ∆h

Apabila P wh akan dihitung,

D2 = D1 + ∆h

T 2 = T s + G f ×∆h

T 2 dapat pula dihitung dengan metode Shiu dan Beggs

7. Tentukan sudut kemiringan segmen, θ .

8. Anggap tekanan aliran, P 2 di ujung lain dari segmen.

9. Hitung tekanan dan temperatur rata-rata di segmen, yaitu :

2/)( 21 P P P a +=

2/)( 21 T T T a +=

10. Hitung Z,B g ,µ g ,R s ,Bo ,µ o ,σ o ,R sw ,Bw ,µ w , dan σ w dengan menggunakan metode-metode di TR 02.06

11. Hitung laju aliran gas, minyak dan air (cuft/det) pada P a dan T a, sebagai berikut:

D1 ,T 1 ,P 1

D2 ,T 2 ,P 2

∆1 segmen

P wh

P wf

8/19/2019 Tp 01022

4/25



KEHILANGAN TEKANAN

DUA FASA



Halaman : 4 / 25


2003


86400

624.5 ooopt

Bqq =

86400

624.5 wwwpt

Bqq =

86400

).)({ g sww so gpt

B Rq R PGM qq

−−=

q Lpt = qopt + qwpt 12. Hitung fraksi minyak, f o dan air, f w :

Lpt

opt

oq

q f =

f w = 1-f o

13. Hitung kecepatan superficial untuk cairan (V sL), gas (V sg ) dan campuran (V m) dengan menggunakan

persamaan berikut :

p

Lpt

sL A

qV =

p

gpt

sg A

qV =

V m = V sL + V sg

14. Hitung densitas minyak, ρ o, densitas air, ρ w dan density gas, ρ g pada P a dan T a :

o

g so

o B

. )/ γ R.( γ. ρ

614507640462 +=

ρ w = 62.4 qw

ρ g = 0.0764 γ g /B g

15. Hitung densitas dan viskositas cairan, ρ L, µ L dan σ L menggunakan persamaan – persamaan :

ρ L = f o ρ o + f w ρ w

µ L = f o µ o + f w µ w

σ L = f o σ o + f w σ w

16. Hitung liquid viscosity number , N L :

8/19/2019 Tp 01022

5/25



KEHILANGAN TEKANAN

DUA FASA



Halaman : 5 / 25


2003


250

3

1157260

.

L L

L Lσ ρ

µ. N

=

17. Tentukan harga CN L, menggunakan Gambar 2

18. Hitung liquid velocity number , N Lv

250

19380

.

L

L sL Lv

σ

ρ V . N

=

19. Hitung gas velocity number , N gv

250

19380

.

L

L sg gv

σ

ρ V . N

=

20. Hitung konstanta A, yaitu:

A = 1.071- {0.2218(V sL + V sg )2}/d

21. Hitung harga no-slip gas hold up, λ g , yaitu

sg sL

sg

g

V V

V

+

=λ

22. Hitung konstanta AB :

AB = λ g - A

Apabila harga AB positif atau sama dengan nol, lanjutkan ke langkah 23.

Apabila harga AB negatif, lanjutkan ke langkah 36

23. Hitung pipe diameter number , N d :

250

872120

.

L

Ld

σ

ρ d . N

=

24. Hitung faktor φ , yaitu :

)()7.14

( 1.0575.0

d

NLa

gv

Lv

N

C P

N

N =φ

25. Tentukanψ

L H dengan menggunakan Gambar 3

26. Hitung harga:

8/19/2019 Tp 01022

6/25



KEHILANGAN TEKANAN

DUA FASA



Halaman : 6 / 25


2003


14.2

38.0

d

L gv

N

N N

27. Berdasarkan hasil perhitungan di langkah 26, tentukan harga ψ , dengan menggunakan Gambar 4.

28. Hitung liquid hold up, H L yaitu :

ψ ψ

L L H

H =

dimanaψ

L H dan ψ masing-masing diperoleh dari langkah 25 dan 27.

29. Hitung harga no-slip liquid hold-up,

λ L = 1 - λ g

30. Hitung no-slip densitas, ρ ns

ρ ns = ρ L λ L + ρ g λ g

31. Hitung bilangan Reynold, N Re, yaitu

)(µ µ

)d V (V ρ N

L L H H L

sg sLns

−

+=

1Re

1488

32. Hitung faktor gesekan, f dengan menggunakan prosedur di langkah kerja 3-1

33. Hitung slip densitas, ρ s:

ρ s = ρ L H L + ρ g (1-H L )

34. Hitung gradien tekanan sebagai akibat perbedaan ketinggian

ρ )h

P ( sel /144sinθ =∆

∆

35. Hitung gradien tekanan sebagai akibat gesekan, yaitu:

(144)2)()()(

s

22

ρ ρ

d g V V f

h P

c

sg sLns

fr +=

∆∆

36. Hitung perubahan energi kinetik, dengan menggunakan persamaan :

)( P g

) λ( f V E

ac

Lmk

144

12

−=

Apabila E k > 0.95, maka aliran berupa aliran kritis dan gunakan harga E k = 0.

8/19/2019 Tp 01022

7/25



KEHILANGAN TEKANAN

DUA FASA



Halaman : 7 / 25


2003


37. Hitung gradien tekanan total, ∆ P /∆h, yaitu:

k

fr el

E

h

P

h

P

h

P

-1

)()(

)( ∆

∆+

∆

∆

=∆

∆

Lanjutkan ke langkah 47

38. Hitung liquid hold-up dengan menggunakan metode Griffith dan Wallis, dengan menggunakan

persamaan :

] )V

V )

V

V V {(

V

V V [ . H .

s

sg

s

sg sL

s

sg sL

L502 411501 −

++−

++−=

39. Apabila H L < λ L, maka H L =λ L

40. Hitung slip densitas, ρ s

)1( L g L L s H H −+= ρ ρ ρ

41. Hitung bilangan Reynold, N Re, yaitu:

L

L sL Le

d H V NR

µ

ρ /)/(1488=

42. Hitung faktor gesekan f , dengan menggunakan langkah kerja 3.1

43. Hitung gradien tekanan sebagai akibat perbedaan ketinggian:

ρ )h

P ( sel /144sinθ =∆

∆

44. Hitung gradien tekanan sebagai akibat gesekan, yaitu:

(144)2

)()()(

s

22

ρ

ρ

d g

V V f

h

P

c

sg sLns

fr

+=

∆

∆

45. Gradien tekanan akibat percepatan, sama dengan nol

Ek = 0

46. Hitung gradien tekanan total, ∆ P /∆h, yaitu :

k

fr el

E

h

P

h

P

h

P

-1

)()(

)( ∆

∆+

∆

∆

=∆

∆

47. Hitung perbedaan tekanan sepanjang segmen, ∆h, yaitu:

8/19/2019 Tp 01022

8/25



KEHILANGAN TEKANAN

DUA FASA



Halaman : 8 / 25


2003


∆ P = )(h

P

∆

∆∆h dimanan ∆h ditentukan di langkah 5

48. Hitung P 2c, yaitu :

P 2c = P 1 + ∆ P atau

P 2c = P 1 - ∆ P tergantung arah perhitungan.

49. Hitung2

22

P

P P DEL c

−=

50. Lanjutkan perhitungan ke segmen berikutnya dengan mengganti lebih dahulu harga-harga

P 1 = P 2

D1 = D2

T 1= T 2

dan kembali ke langkah 6,

51. Ulangi perhitungan di semua segmen,dan tekanan P 2 di segmen terakhir adalah harga P wh atau P wf .

3.1. PERHITUNGAN FAKTOR GESEKAN1. Tentukan harga kekasaran relatip, ε /d .

Apabila ε tidak diketahui, anggap ε = 0.00015 ft

2. Berdasarkan harga bilangan Reynold, N Re, hitung faktor gesekan sebagai berikut :

Apabila N Re < 2000, lanjutkan ke langkah 3 Apabila N Re > 2000, lanjutkan ke langkah 4

3. Hitung faktor gesekan, f untuk aliran laminar, yaitu :

Re

64

N f =

4. Hitung faktor gesekan, f untuk aliran turbulen dengan menggunakan persamaan Colebrook secara

iteratif, dengan prosedur sebagai berikut:

a. Gunakan persamaan Jain, untuk menentukan anggapan pertama faktor gesekan, yaitu:

2

90Re

2521log2141 −+= )

)(N

.

d

ε ( -.{ f

. g

b. Hitung faktor gesekan dengan menggunakan persamaan Colebrook, yaitu:

8/19/2019 Tp 01022

9/25



KEHILANGAN TEKANAN

DUA FASA



Halaman : 9 / 25


2003


2

50Re

7182log2741 −+= )

) f (N

.

d

ε ( -.{ f

. g

c

c. Hitung: g

g c

f

-f f Err =

Apabila Err < 0.01, maka f c adalah faktor gesekan yang dicari

Apabila Err > 0.01, maka anggap f g = f c dan kembali ke langkah 6,

4. DAFTAR PUSTAKA

1. Hagedorn, A.R, dan Brown K. E, “Experimental Study of Pressure Gradients Occuring During

Continues Two-Phase Flow in Small Diameter Vertical Conduits“, JPT, April 1965, 474 - 464.

2. Brill, J. P dan Beggs, D. H.: “Two-Phase Flow in Pipes”, The University of Tulsa

3. Brown, K. E.: “The Technology of Artificial Lift Methods“, Vol.1, PennWell Publishing Company,

Tulsa, OK,

8/19/2019 Tp 01022

10/25



KEHILANGAN TEKANAN

DUA FASA



Halaman : 10 / 25


2003


5. DAFTAR SIMBOL

API = API gravity minyak

A p = luas penampang pipa, ft2

Bo = faktor volume formasi minyak bbl/STB

Bw = faktor volume formasi air, bbl/STB

D = kedalaman/panjang tubing, ft

D1 ,D2 = kedalaman dimasing-masing ujung segmen, ft

d = diameter tubing, ft

f o = fraksi minyak

f w = fraksi air

f c = faktor gesekan hasil perhitungan

f g = faktor gesekan anggapan

Gt = gradien geothermal, °F/ft

G f = gradien aliran, °F/ft

H L = liquid hold-up

m = massa aliran, lbm/STB

N L = liquid viscosity number

N gv = gas velocity number

N LV = liquid velocity number

N d = pipe diameter number

PAM = perbandingan air-minyak, STB/STB

P a = tekanan rata-rata dalam segmen, psi

PGC = perbandingan gas-cairan, SCF/STB

P 1 ,P 2 = tekanan di masing-masing ujung segmen, psi

P wf = tekanan aliran di dasar sumur, psi

P wh = tekanan aliran di kepala sumur, psi

qo = laju produksi minyak, STB/hari

q L = laju produksi cairan, STB/hari

qw = laju produksi air, STB/hari

R s = kelarutan gas dalam minyak, SCF/STB

8/19/2019 Tp 01022

11/25



KEHILANGAN TEKANAN

DUA FASA



Halaman : 11 / 25


2003


T a = temperatur rata-rata dalam segmen, °F

T d = temperatur di dasar, °F

T s = temperatur di permukaan,oF

T 1 ,T 2 = temperatur di masing-masing ujung segmen, °F

V sL = kecepatan cairan superficial

V sg = kecepatan gas superficial

w = massa laju aliran, lbm/hari

Z = faktor kompresibilitas gas

γ = specific gravity

ρ = densitas, lbm/cuft

µ = viskositas, cp

σ = tegangan permukaan, dyne/cm

ε

= kekasaran pipa, ft

8/19/2019 Tp 01022

12/25



KEHILANGAN TEKANAN

DUA FASA



Halaman : 12 / 25


2003


6. LAMPIRAN

6.1. LATAR BELAKANG DAN RUMUS

Persamaan gradien tekanan yang diturunkan dari persamaan energi dengan menggunakan prinsip-

prinsip termodinamika adalah sebagai berikut:

hccc d g

ρ V dV

d g

V ρ f θ ρ

g

g

dh

dp++=

2

sin

2

Persamaan gradien tekanan total ini terdiri dari tiga komponen yaitu :

• Komponen perbedaan ketinggian (suku pertama), el )h

P ( ∆

∆

• Komponen gesekan (suku kedua), fr )h

P ( ∆

∆

• Komponen perubahan energi kinetik (suku ketiga), E k

Persamaan (53) berlaku untuk semua fluida pada kondisi mantap ( steady state) dan aliran satu

dimensi. Penggunaan persamaan (53), memerlukan data ρ , f , V, yang mana untuk aliran fluida satu

fasa, variabel tersebut dapat ditentukan dengan mudah. Tetapi untuk aliran dua fasa (cairan dan

gas), harga ρ , f dan V harus ditentukan pada kondisi dua fasa tersebut, yaitu sebagai berikut:

• Densitas ρ merupakan gabungan antara densitas gas dan cairan sesuai dengan fraksi cairan dan gas

dalam aliran. Fraksi ini disebut hold -up. Apabila kecepatan gas dianggap sama dengan kecepatan

cairan, fraksi cairan ataupun gas dapat dihitung berdasarkan perbandingan kecepatan gas atau

cairan dengan kecepatan campuran. Pada anggapan ini fraksi cairan atau gas tersebut sebagai no-

slip hold-up (λ ) untuk cairan atau gas, yang dalam bentuk persamaan dinyatakan sebagai :

sg sL

sL L

V V

V

+=λ dan L g λ λ −=1 dan densitas campuran ditentukan dengan persamaan :

ρ = ρ L λ L + ρ g λ g

Pada keadaan sebenarnya kecepatan gas selalu lebih besar dari kecepatan cairan. Untuk keadaan ini

fraksi cairan atau gas disebut hold -up ( H L, atau H g ) yang tidak dapat ditentukan dengan

menggunakan persamaan di atas. Harga H L tersebut ditentukan berdasarkan korelasi-korelasi yang

8/19/2019 Tp 01022

13/25


JUDUL : METODE PERHITUNGANKEHILANGAN TEKANANDUA FASA



Halaman : 13 / 25


2003


dikembangkan dari hasil percobaan. Apabila H L dapat ditentukan, densitas campuran dapat dihitung

dengan persamaan :

ρ = ρ L H L + ρ g (1-H L )

• Faktor gesekan, f ditentukan dari kondisi berdasarkan hasil percobaan.

• Kecepatan aliran, V merupakan gabungan antara kecepatan aliran cairan dan gas, yaitu :

V m = V sL + V sg

Berikut ini akan diuraikan metode untuk menghitung H L atau f berdasarkan Hagedorn dan Brown.

Hagedorn dan Brown melakukan penelitian tentang gradien aliran dua fasa dalam pipa pada sumur

percobaan sedalam 1500 ft dan menggunakan tubing dengan ukuran 1 ", 1 1/4" dan 1 1/2 "

.

Pengukuran penurunan tekanan sepanjang tubing dilakukan untuk berbagai harga laju aliran,

perbandingan gas cairan dan viskositas cairan. Dari data yang terkumpul dapat dibuat grafik

pressure-traverse yang teliti, untuk masing-masing kondisi pengukuran. Pada percobaan ini

Hagedorn dan Brown tidak melakukan pengukuran liquid hold-up, H L, melainkan dihitung kembali

berdasarkan data pengukuran. Berdasarkan data pengukuran, yang dikelompokkan menjadi empat

variabel tidak berdimensi serta liquid hold-up dari hasil perhitungan, Hagedorn dan Brown

mengembangkan 3 korelasi untuk menentukan liquid hold-up, seperti ditunjukkan pada Gambar 2, 3

dan 4. Variabel-variabel dalam korelasi tersebut merupakan variabel tidak berdimensi, yang

ditentukan dengan persamaan sebagai berikut :

•

Liquid velocity number ,

250

19380

.

L

L sLv L

σ

ρV . N

=

•

Gas velocity number ,

250

19380

.

L

L sg gv

σ

ρV . N

=

• Liquid viscosity number

250

3

1157260

.

L L

L Lσ ρ

µ. N

=

8/19/2019 Tp 01022

14/25





Halaman : 14 / 25


2003


• Pipe Diameter Number

250

872120

.

L

L D

σ

ρd . N

=

Perhitungan liquid hold-up tersebut di atas berlaku apabila : λ g > A dimana :

A = 1.071 - { 0.2218 (V sL + V sg )2 ] / d

dan A harus lebih besar atau sama dengan 0.13 ( A > 0.13). Dengan demikian apabila A < 0.13,

gunakan harga A = 0.13.

Apabila λ g < A, perhitungan liquid hold-up menggunakan persamaan Griffith dan Wallis yaitu

sebagai berikut :

] )V

V )

V

V V {(

V

V V [ . H .

s

sg

s

sg sL

s

sg sL

L502 411501 −

++−

++−=

dimana V s = 0.8, .

Batasan harga H L berdasarkan persamaan Griffith dan Wallis ini adalah bahwa harga H L ≥ λ L.

Apabila H L < λ L maka ganti harga H L dengan λ L .Faktor gesekan untuk metode Hagedorn dan Brown

di tentukan sebagai berikut :

• Apabila liquid hold-up ditentukan dengan metode Hagedorn dan Brown, faktor gesekan dihitung

dengan persamaan Colebrook yaitu :

2

50Re

7182log2741

−+= )(f) N

.

d

ε ( -.{ f

.

Oleh karena f merupakan fungsi implisit, maka perhitungan harga f secara coba-coba (trial &

error ). Untuk mempercepat perhitungan, anggapan awal faktor gesekan dihitung dengan

menggunakan persamaan Jain, yaitu:

2

90Re

2521log2141 −+= )

)(N

.

d

ε ( -.{ f

. g

Kemudian untuk perliitungan selanjutnya, gunakan faktor gesekan hasil perhitungan sebagai

harga anggapan berikutnya. Apabila perbedaan antara hasil perhitungan dan anggapan lebih kecil

dari 1% , maka faktor gesekan hasil perhitungan adalah faktor gesekan yang dicari.

8/19/2019 Tp 01022

15/25





Halaman : 15 / 25


2003


Bilangan Reynold pada kedua persamaan faktor gesekan tersebut dihitung dengan persamaan

berikut :

L

L sL L

µ

)/d /H (V ρ N

1488Re =

)1( L g L Lns H H −+= ρ ρ ρ

Kekasaran pipa, ε apabila tidak diketahui, dapat dianggap sama dengan 0.00015 ft.

Apabila liquid hold-up ditentukan dengan persamaan Griffith dan Wallis, faktor gesekan dihitung

sebagai berikut :

Re

64

N f =

di mana bilangan Reynold, ditentukan dengan persamaan berikut :

L

L sL L

µ

)/d /H (V ρ N

1488Re =

Apabila H L dan f dapat dihitung, gradien tekanan sebagai akibat perbedaan ketinggian dan

gesekan dapat ditentukan. Sedangkan gradien tekanan sebagai akibat perubahan energi kinetik,

ditentukan sebagai berikut:

• Apabila liquid hold-up ditentukan dengan metode Griffith dan Wallis, E k = 0

• Apabila liquid hold-up ditentukan dengan metode Hagedorn dan Brown,

)( P g

) λ( f V E

ac

Lmk

144

12 −

=

Gradien tekanan total dihitung dengan menggunakan persamaan berikut :

k

fr el

E

h

P

h

P

h −∆

∆

+∆

∆

=∆

∆

1

)()(P

8/19/2019 Tp 01022

16/25





Halaman : 16 / 25


2003


6. 2. CONTOH PERHITUNGAN

Diketahui:

Fluida dua fasa mengalir di dalam segmen yang panjangnya 200 ft, dari bawah ke atas.

Diameter pipa, d = 1.995 in

Tekanan di dasar segmen, P 1, = 1050 psi

Temperatur di dasar segmen, T 1, = 130 °F

Laju produksi minyak, qo = 400 STB/hari

Laju produksi air, qw = 600 STB/hari

Perbandingan gas cairan, PGC = 500 SCF/STB

Perbandingan air-minyak, PAM = 1.5

Specific Gravity gas, γ g = 0.7

Specific Gravity minyak, γ o = 22 °API

Specific Gravity Air , γ w = 1.07

Gradien geothermal, Gt = 1.9 °F/100 ft

Tegangan permukaan minyak, σ o = 30 dyne/cmTegangan permukaan air, σ w = 70 dyne/cm

Sudut kemiringan pipa, θ = 90°

Kedalaman sumur, D = 6200 t

Tentukan tekanan di segmen bagian atas.

Perhitungan :

1.

Tentukan gradien temperatur aliran, berdasarkan harga laju produksi = 1000 STB/hari dan

Gt = 1.9 °F/100 ft, dengan menggunakan Gambar l, dan diperoleh :

G f = 1.2 °F/100 ft = 0.012 °F/ft

2. Hitung luas penampang pipa, A p, yaitu :

021704

12995114163 2.

) / .( . A p == ,ft

3. Perhitungan untuk satu segmen, dengan ∆h = 200 ft

4. Tekanan di ujung bawah segmen = P 1 = 1050 psi dan temperatur aliran = T 1 = 130 °F dan

8/19/2019 Tp 01022

17/25





Halaman : 17 / 25


2003


Dt = 6200 ft

5. Temperatur di ujung atas segmen, T 2 dan kedalamannya adalah sebagai berikut :

d 2 = 6200 – 200 = 6000 ft

T 2 = 130 – 0.012 (6200 – 6000) = 127.6 °F

6. Sudut kemiringan segmen, P 2 =1000 psi

7. Anggap tekanan di ujung atas segmen, P 2 =1000 psi

8. Hitung tekanan dan temperatur rata-rata segmen,

P a = (1000 + 1050)/2 = 1025 psi

T a = (130 + 127,6)/2 = 126.6 psi

9. Hitung sifat fisik fluida, dengan menggunakan metode-metode di TR 1.01.03 dan diperoleh hasil

sebagai berikut :

Gas:

Z = 0.8639

µ g = 0.0135 CP

B g = 0.0140 CUft/SCF

Minyak:

R s = 141.32 cuft/STB

Bo = 1.0843 bbl/STB

µ o = 7.4861cuft/STB

σ o = 30 dyne/cm (dianggap konstan)

Air :

R sw = 0.0 (diabaikan)

Bw = 1.0096 bbl/STB

µ w = 0.5637 CP

σ w = 70 dyne/cm (dianggap konstan)

10. Hitung laju aliran minyak, air dan gas pada P a dan T a, sebagai berikut :

0242.086400

084314006145==

). )( ( . qopt cuft/det

0394.086400

009616006145==

). )( ( . qwpt cuft/det

8/19/2019 Tp 01022

18/25





Halaman : 18 / 25


2003


1250400

400600500=

+=

)( PGO SCF/STB

0719086400

01400321411250400.

). }( .( { q gpt =

−−= cuft/det

063600394002420 . )..q Lpt =+= cuft/det

11. Hitung fraksi minyak, f o dan air, f w sebagai berikut :

3805006360

02420.

.

. f o ==

12. Hitung kecepatan superficial gas, cairan dan campuran sebagai berikut :

9309.20.0217

0.0636 == sLV ft/det

3134302170

07190.

.

. V sg == ft/det

V m = 2.9309 + 3.3134 = 6.2443 ft/det

13. Hitung densitas minyak, ρ o, air , ρ w dan gas, ρ g pada P a dan T a sebagai berikut :

2913.540843.1

614.5/7.0)32.141(0764.0)42131.5

141.5(62.4

=+

+=o ρ lbm/cuft

66.7662.4(1.07)w == ρ lbm/cuft

ρ g = 0.0764 (0.7)/0.0140 = 3.8200 lbm/cuft

14. Hitung densitas, viskositas dan tegangan permukaan cairan, sebagai berikut :

ρ L = 0.3805(54.2913)+0.6195(66.76) = 62.0157 lbm/cuft

µ L = 0.3805 (7.4861)+0.6195(0.5637) = 3.1977 cp

σ L = 0.3805(30)+0.6195(70) = 54.78 dyne/cm

15. Hitung liquid viscosity number , N L, sebagai berikut:

008907854015762

119773157260 250

3. }

). )( .( ){ .( . N . L ==

16. Dengan menggunakan Gambar 3, tentukan harga yaitu:

C NL = 0.0022

17. Hitung liquid velocity number , N Lv sebagai berikut:

8/19/2019 Tp 01022

19/25





Halaman : 19 / 25


2003


859057854

015762930929381 250 . )

.

. )( .( . N . LV ==

18. Hitung gas viscosity number , N gv sebagai berikut:

642067854

015762313439381 250 . )

.

. )( .( . N . gV ==

19. Hitung Konstanta A, yaitu :

A = 1.071 – {0.2218(6.2443)2/ (1.995/12)}= –50.9486 A < 0.13, dengan demikian gunakan harga A = 0.13

20. Hitung harga no-slip gas hold -up, sebagai berikut:

5306.06.2443

3.3134== g λ

21. Hitung konstanta AB, yaitu:

AB = 0.5306 – 0.13 = 0.4006.

Dengan demikian diperoleh harga AB positif

22. Hitung pipe diameter number , N d sebagai berikut:

3810217654

01562

12

9951872120 50 . )

.

. )(

. ( . N .d ==

23. Hitung faktor φ , yaitu :

00031.0)3710.21

0022.0()

7.14

1025(

)6420.6(

5.8590 1.0575.0

==φ

24. Tentukan H L / ψ dengan menggunakan Gambar 3, yaitu :

H L / ψ = 0.54

25. Hitung harga:

001573.038121

0089064206142

380

142

380

==.

.

.

d

.

L gv

).( ).( .

N N N

26. Berdasarkan hasil perhitungan di atas, tentukan ψ dengan menggunakan Gambar 4, dan

diperoleh :

ψ = 1.0

27. Hitung liquid hold-up, H L, yaitu:

H L = 0.540 (1.0) = 0.54

8/19/2019 Tp 01022

20/25





Halaman : 20 / 25


2003


28. Hitung harga no-slip liquid hold-up, yaitu:

λ L = 1 – 0.5306 =0.4694

29. Hitung no-slip densitas, ρ ns yaitu:

ρ ns = 62.0157 (0.4694) + 3.82(0.5306) = 31.1371 lbm/cuft

30. Hitung bilangan Reynold, N Re yaitu :

4138.1860200135019773

129951244361371311488

5401540Re ==

− .. ).( ).(

) / . )( . )( .(

N

31. Hitung faktor gesekan f dengan prosedur sebagai berikut :

• N Re = 186020.4138 >2000

•

Anggap f g menggunakan persamaan Jain :

02087604138186020

718

129951

000150log2141 2

90. }

).(

.

/ .

. ( -.{ f

. g =+= −

32. Hitung f c dengan menggunakan persamaan Colebrook:

020933.0}

)020876.0(4138.186020

25.21

1.995/12

0.00015(2log-{1.74 2

5.0 =+= −c f

33. Hitung f c sekali lagi dengan menggunakan f g = 0.020933

020931.0}02093304138186020

2521

129951

000150log2741 2

50 =+= −

. g ).( .

.

/ .

. ( -.{ f

• f c ≈ f g dengan demikian gunakan f = 0.020931

32. Hitung slip-densitas, ρ s sebagai berikut:

ρ s = 62.0157(0.54) + 3.52(0.46) = 35.2457

33. Hitung gradien tekanan sebagai akibat perbedaan ketinggian:

2446014490sin245735 . )/ ( . )dh

dp( el == psi/ft

34. Hitung gradien tekanan sebagai akibat gesekan:

0015301442457351299512322

244361371310209310(

22

. ) )( . )( / . )( .(

).( ).( . )

dh

dp fr == psi/ft < 0.95

aliran tidak merupakan aliran kritis.

35. Hitung perubahan energi kinetik:

8/19/2019 Tp 01022

21/25





Halaman : 21 / 25


2003


32

101113.9)144)(2.32(

)4694.01()2443.6(020931.0 −×=−

= K E psi/ft

36. Hitung gradien tekanan total, sebagai berikut

25944000015301

0146024480.

.

.. )

dh

dp( t =

−

+= psi/ft

37. Hitung perbedaan tekanan sepanjang segmen ∆h, yaitu:

∆ P = 0.25944 (200) = 51.89 psi

38. Hitung P 2c yaitu :

P 2c = 1050 – 51.89 = 998.11 psi

39. Hitung DEL, yaitu:

00188.01000

998.11-1000 == DEL

Ternyata DEL < 0.01, perhitungan dapat dilanjutkan ke segmen berikutnya, dengan mengganti

lebih dahulu harga-harga :

P 1 = 998, 11 psi

T 1 = 127.6 °F

D1 = 6000 ft dan kembali ke langkah 6.

40. Hasil perhitungan pada segmen-segmen selanjutnya ditunjukkan pada Tabel 1

41. Dari Tabel 1, diperoleh banwa tekanan aliran pada ujung atas pipa sebesar 783.38 psi.

8/19/2019 Tp 01022

22/25





Halaman : 22 / 25


2003


6. 3. GAMBAR YANG DIGUNAKAN

GRAFIK DAPAT DIGUNAKAN LANGSUNG UNTUK TUBING BERUKURAN 2

UNTUK 'TUBING 2", LAJU PRODUKSI SEBENARNYA DIKALIKAN 2 UNTUK

TUBING 3M

1.5

TOTAL FLUID FLOW RATE-100 BBLS/DAY

GAMBAR 1. GRADIEN TEMPERATUR ALIRAN PADA BERBAGAI

PRODUKSI, GRADIEN GEOTHERMAL DAN UKURAN TUBING

8/19/2019 Tp 01022

23/25





Halaman : 23 / 25


2003


GAMBAR 2 CN L SEBAGAI FUNGSI N L

8/19/2019 Tp 01022

24/25





Halaman : 24 / 25


2003


GAMBAR 3. GRAFIK HOLD UP FACTOR/ ω

8/19/2019 Tp 01022

25/25





Halaman : 25 / 25


2003


GAMBAR 4. GRAFIK KOREKSI HOLD UP FACTOR

Date post:	07-Jul-2018
Category:	Documents
Upload:	ahmad-waisul-qorni
View:	217 times
Download:	0 times

Tp 01022

Documents