4 Bab II Tinjauan Pustaka II.1 Acidizing Acidizing merupakan salah satu proses perbaikan terhadap sumur untuk menanggulangi kerusakan formasi dalam upaya peningkatan laju produksi dengan melarutkan endapan-endapan disekitar lubang sumur sehingga meningkatkan permeabilitas batuan (Seagraves dkk., 2018). Reaksi asam pada formasi batuan karbonat menyebabkan terbentuknya channel konduktif yang sering disebut sebagai wormhole. Pada wormhole terjadi peningkatan permeabilitas yang sangat tinggi yang akan menghubungkan reservoir dengan lubang bor sehingga meningkatkan laju produksi (Rabie dan Nasr-El-Din, 2015). Tujuan dilakukan stimulasi sumur adalah untuk memperbaiki permeabilitas formasi atau jalur zona damage (Gomaa dkk., 2015). Acidizing merupakan teknik stimulasi yang sangat penting dalam meningkatkan produksi minyak pada formasi reservoir karbonat (Aldakkan dkk., 2018). Sejarah stimulasi acidizing merupakan salah satu metode yang dikembangkan untuk meningkatkan produktivitas sumur hidrokarbon. Teknik ini pertama kali digunakan pada tahun 1895. Teknik acidizing dimana HCL yang diinjeksikan ke dalam formasi limestone akan bereaksi dan membentuk channel dalam batuan sehingga akan meningkatkan permeabilitas batuan. Namun pada saat itu asam yang digunakan tanpa aditif pencegah korosi (corrosion inhibitor), sehingga menimbulkan masalah pada peralatan produksi ataupun terhadap hasil acidizing. Setelah 30 tahun kemudian, perusahaan minyak Gypsy melakukan acidizing pada sejumlah sumur terutama pada formasi batu pasir menggunakan HCL dan adiktif pencegah korosi guna untuk mengeluarkan endapan gyp (calcium sulfate). Pada era modern acidizing mulai dikenal pada tahun 1932, ketika salah satu perusahaan kimia bernama Dow melakukan treatment 500 galon HCL yang mengandung 2 galon arsenic inhibitor kedalam sumur yang merupakan pengunaan inhibitor asam pertama kali pada formasi limestone dan hasilnya terjadi peningkatan produksi sumur sebesar 16 BOPD (Al-Othman dkk., 2017). 5 Kemudian dilakukan acidizing di berbagai sumur produksi brine antara lain di Midland, Michigan, hasilnya adalah terjadi peningkatan pada aliran fluida, sehingga pengunaan inhibitor acid pada stimulasi sumur minyak berkembang semakin cepat. Akhirnya metode acidizing berkembang secara luas dan dikenal dalam industri (Al-Othman dkk., 2017). Secara umum, acidizing dapat diklasifikasikan menjadi dua kategori, tergantung pada tipe masalah yang akan diperbaiki yaitu matrix acidizing dan acid fracturing (Pandey dkk., 2018). Pada matrix acidizing, hydrochloric acid (HCL) yang diinjeksikan dibawah tekanan rekah formasi dan volume asam yang relatif kecil digunakan untuk memperbaiki zona yang rusak atau yang permeabilitasnya berkurang di sekitar lubang sumur (Ali dan Nasr-El-Din, 2019). Pengasaman matriks dilakukan untuk menghilangkan kerusakan formasi yang disebabkan oleh fluida pemboran, komplesi dan kerja ulang serta menghilangkan endapan di sekitar lubang bor. Tujuan teknik ini untuk mencapai penembusan asam yang radial masuk ke formasi untuk menambah permeabilitas formasi sekitar lubang sumur. Teknik ini biasanya melibatkan penginjeksian asam yang disertai oleh overflush dengan air atau hidrokarbon untuk membersihkan asam dari rangkaian pipa (Rubiandini, 2010). Pada acid fracturing, volume asam yang diinjeksikan relatif besar. Asam tersebut selalu diinjeksikan dengan laju dan tekanan yang tinggi atau diatas tekanan rekah formasi yang akan menyebabkan terjadinya rekahan (Hung dkk., 1989). II.2 Matrix Acidizing Matrix acidizing pada reservoir karbonat umumnya menggunakan HCL dengan berat konsentrasi antara 15% sampai 20% (Aldakkan dkk., 2018). Matrix acidizing merupakan strategi yang sangat penting dalam upaya meningkatkan produktivitas atau injektivitas sumur hidrokarbon (Bekibayev dkk., 2015). Stimulasi dengan matrix acidizing pada reservoir karbonat merupakan metode stimulasi yang paling sering digunakan dalam operasi minyak dan gas bumi untuk menghilangkan kerusakan formasi dan meningkatkan performa sumur antara reservoir dan lubang sumur (Huang dkk., 2000). 6 Pemilihan metode stimulasi atau pengasaman yang tidak tepat, tidak hanya mengurangi masalah kerusakan pada formasi akan tetapi bisa meningkatkan kerusakan pada formasi atau kerusakan pada batuan reservoir (Li dkk., 2019). Adapun anggapan-anggapan yang digunakan dalam acidizing adalah formasinya homogen, ukuran pori-porinya seragam, dan kecepatan reaksi menurun secara uniform. Stimulasi pengasaman matriks adalah teknik pengasaman terutama diterapkan pada sumur-sumur yang mengalami kerusakan formasi di sekitar lubang bor yang mempunyai sementasi kuat dan daya larutnya terhadap asam tinggi atau memperbaiki permeabilitas batuan (Alrashidi dkk., 2018). Di samping itu, metoda pengasaman matriks dipilih untuk menghindari terbukanya komunikasi zona minyak dengan zona air dan zona gas, yang tidak diharapkan, yang dapat meningkatkan produksi air dan gas (Rubiandini, 2010). Matrix acidizing baik digunakan untuk reservoir karbonat (batu gamping, chalk atau dolomite) maupun batupasir, meski jenis acidnya berbeda. Asam akan menaikan permeabilitas dengan cara membesarkan lubang pori-pori ataupun dengan melarutkan partikel-partikel yang menyumbat saluran pori-pori tersebut (Kankaria dkk., 2017). Untuk reservoir karbonat, sistem acid yang digunakan adalah HCL. Stimulasi dengan matrix acidizing menggunakan acid ini memiliki sucess rate tinggi, memperbaiki atau meningkatkan perolehan produksi minyak pada reservoir karbonat (Burton dkk., 2018). Sebagai contoh beberapa sumur di lapangan minyak buzurgan bagian utara sebelum melakukan treatment dengan acidizing sumur tersebut hanya berproduksi 1139 bbl/d, tetapi setelah melakukan acidizing treatment membersihkan scale, menurunkan faktor skin mencapai -2,8 sehingga meningkatkan produksi pada sumur tersebut mencapai 1571 bbl/d (Gao dkk., 2019). Selain itu, adapun beberapa literature survey yang telah dilakukan lebih dari 500 sumur di lapangan seperti; middle eastern, north sea, caspian, southeast asian dan north american menunjukan keberhasilan dan efektifitas penggunaan teknik stimulasi matrix acidizing pada reservoir karbonat. Data lapangan yang merupakan data test produksi dan pressure build up setelah stimulasi menggunakan matrix acidizing menunjukan nilai faktor skin dari berbagai sumur diantaranya formasi eastern limestone dan north sea chalk memberikan 7 penurunan nilai skin yang cukup besar antara -3,5 sampai -4 (Burton dkk., 2018). Beberapa data tambahan dari ConocoPhilips telah ditambahkan pada original dataset untuk menyediakan plot nilai skin mulai dari nilai yang lebih besar digabungkan dengan data set skin yang sama sebelumnya -3.5 sampai -4 seperti diperlihatkan pada gambar II.1 dan II.2. Gambar II.1. Data industri tentang skin setelah melakukan matrix acidizing pada sumur-sumur reservoir karbonat (Burton dkk., 2018). Gambar II.2. Data industri tentang skin setelah melakukan matrix acidizing vs permeability reservoir karbonat (Burton dkk., 2018). 8 II.3 Kerusakan Formasi Kerusakan formasi (formation damage) didefinisikan sebagai kerusakan pada reservoir atau daerah sekitar lubang sumur yang mengalami penurunan permeabilitas yang disebabkan oleh fluida pemboran maupun fluida kerja ulang (Rabie dan Nasr-El-Din, 2015). Kerusakan formasi merupakan suatu proses yang dapat menyebabkan penurunakan produktivitas dan injektivitas sumur (Alkhalaf dkk., 2019). Penyebaran kerusakan formasi biasanya hanya beberapa inchi dari lubang sumur, tetapi kadang-kadang dapat pula menyebar jauh sampai beberapa feet. Jangkauan daerah kerusakan ini merupakan salah satu faktor penting dalam memilih asam dan teknik pengasamannya (Al-Othman dkk., 2017). Kerusakan formasi akan menurunkan produksi atau injeksi yang besarnya penurunan tergantung pada derajat kerusakannya. Penyebab utama kerusakan formasi adalah adanya kontak antara formasi dengan fluida pemboran, fluida kerja ulang, fluida stimulasi atau fluida reservoir (Bekibayev dkk., 2015). Oleh karena itu, pengunaan dan pemelihan sistem lumpur pemboran yang tepat merupakan salah satu parameter penting dalam operasi pemboran untuk memaksimalkan produktivitas sumur dan mengurangi biaya pemboran tanpa menyebabkan kerusakan pada peralatan dan formasi. Properti kimia dalam pembuatan lumpur pemboran dan performa lumpur sangat penting dalam meningkatkan suspensi solids, rheology lumpur dan mengontrol filtration loss sehingga akan meningkatkan efektivitas pembersihan lubang bor dan mengurangi formation damage (Alkhalaf dkk., 2019). Material yang dapat menyebabkan kerusakan formasi adalah padatan dan cairan. a. Kerusakan formasi akibat padatan Padatan yang terbawa oleh cairan lumpur pemboran dapat menyumbat pori-pori di daerah sekitar lubang sumur atau pun dapat menyumbat lubang perforasi.