Huff and Puff Method in a Single Horizontal Well for Marine Gas Hydrate Deposits

Resiayu Kinasih Pangastuti

PATRA14059

Divisi Keprofesian dan Keilmuan HMTM “PATRA” ITB 2016/2017

Gambar 1. Thermal stimulation method (Sumber: http://www.mdpi.com)
Gambar 2. Depressurization method (Sumber: http://www.mdpi.com)

Metode Huff and Puff yang dikenal juga sebagai Cyclic Steam Stimulation (CSS) ditemukan oleh Shell Oil Company pada tahun 1960 dalam Venezuela recovery project dan digunakan secara luas pada industri perminyakan untuk Enhance Oil Recovery (EOR). CSS pada sumur horizontal dikenal sebagai Horizontal Cyclic

Steam atau HCS. Metode huff and puff adalah bentukan khusus dari kombinasi antara metode depressurization dan thermal stimulation untuk produksi gas dari cadangan hidrat. Simulasi dengan sumur horizontal menunjukkan keuntungan signifikan dibandingkan sumur vertikal dalam produksi cadangan kelas 2 dan 3.

Natural Gas Hydrates

Natural gas hydrates (NGH) adalah padatan kristalin yang tersusun atas molekul gas yang terperangkap pada rongga yang dibentuk oleh ikatan hidrogen molekul air. Cadangan utamanya berupa metana dan terjadi di permafrost dan sedimentasi laut dalam dimana temperatur rendah dan tekanan tinggi.

Gambar 3. Gas hydrate structures (Sumber: http://www.pet.hw.ac.uk)

Metode Disosiasi

Depressurization adalah salah satu dari metode disosiasi hidrat yang paling menjanjikan pada kebanyakan cadangan hidrat karena efektif secara teknikal dan ekonomi. Stimulasi termal dengan peredaran air panas pada sumur menunjukkan pengaruh yang terbatas terhadap produksi gas akan tetapi metode ini digunakan tanpa injeksi massa digunakan untuk membantu metode produksi selama depressurization.

Metode Huff and Puff

Gambar 4. Huff and puff method (Sumber: https://en.wikipedia.org)

Metode ini terdiri atas 3 tahapan : injection -> soaking -> production

Pertama, air atau brine bertemperatur tinggi atau uap diinjeksikan ke dalam sumur dalam kurun waktu tertentu untuk memanaskan cadangan hidrat. Kemudian sumur dibiarkan selama beberapa hari agar kalor dapat menembus cadangan dan fluida dipompa dalam periode tertentu. Ketika laju produksi jatuh, dilakukan siklus injection, soak dan production lainnya. Proses diulang hingga biaya injeksi lebih tinggi dari hasil produksi gas.

Well Design

Terdapat 8 galur yang terdistribusi di sekeliling sumur horizontal. Material yang diinjeksikan maupun gas dan air yang dihasilkan dari reservoir mengalir dari sumur horizontal yang sama. Design sumur dengan injeksi brine lebih simple dan feasible dibandingkan dengan injeksi air. Aliran diasumsikan memenuhi Hukum Darcy melalui pseudo-porous medium pada interior sumur.

Gambar 5. Well design used in huff and puff method during gas production from methane hydrate deposit (Sumber: https://www.onepetro.org)

Gas and Water Production

Volume kumulatif dari gas (Vp) yang dihasilkan monoton naik pada tahapan produksi dan cenderung konstan selama injeksi. Dengan kata lain, Vp meningkat tahap demi tahap dengan siklus Huff and Puff. Sementara kumulatif volume dari hidrat yang dihasilkan (VR) menunjukkan hasil yang cukup berbeda. Selama tahapan produksi, VR meningkat sepanjang waktu yang berarti terjadi disosiasi hidrat dan gas keluar dari hidrat. Sementara pada tahapan injeksi, VR menurun dan pembentukan hidrat terjadi karena pressurization yang disebabkan oleh injeksi massa material.

Gambar 6. Volume kumulatif gas metana, Vp (Sumber: https://www.onepetro.org)
Gambar 7. Volume kumulatif hidrat, VR (Sumber: https://www.onepetro.org)

Kesimpulan

Metode Huff and Puff yang dikenal juga sebagai Cyclic Steam Stimulation (CSS) merupakan gabungan metode depressurization dan thermal stimulation. Metode ini dapat digunakan untuk memproduksikan gas dari cadangan hidrat marine dengan sumur horizontal tunggal. Selama proses Huff and Puff diperlukan laju injeksi dan produksi yang tepat. Laju produksi yang tepat digunakan untuk menghindarkan kemungkinan terbentuknya es sementara laju injeksi yang tepat dapat mencegah terjadinya overpressure.

Referensi

https://www.onepetro.org/download/conference-paper/SPE-131160-MS?id=conference-paper%2FSPE-131160-MS

http://www.mdpi.com/1996-1073/5/2/466/htm

http://www.pet.hw.ac.uk/research/hydrate/hydrates_what.cfm

https://en.wikipedia.org/wiki/Steam_injection_(oil_industry) w