Tracer test adalah metode yang sangat bagus untuk menggambarkan bawah permukaan. Melakukan test tracer adalah prosedur yang cukup sederhana, memerlukan kepatuhan terhadap protokol tertentu. Selama kita mengikuti langkah – langkah yang tepat dengan urutan yang benar, test memiliki peluang bagus untuk sukses. Kegagalan dalam mengikuti langkah-langkah ini mengakibatkan hasil test menjadi ambigu. Mengingat biaya melakukan tracer test, dan sejauh mana dampak satu desain test terburuk dibandingkan kegunaan yang dirasakan dengan menggunakan tracer, implementasi desain adalah lebih buruk daripada tidak melakukan test sama sekali.
Meskipun tracer test telah berkembang untuk mengikuti pergerakan air bawah tanah pada awal tahun 1900an, namun tes ini diabaikan oleh industri petroleum hingga pertengahan tahun 1950an. Saat ini, petroleum engineers mulai mengadakan tracer test untuk menentukan aliran fluida pada waterflooded reservoir.
Jenis – Jenis Tracer
Suatu proyek penginjeksian tracer memerlukan ketelitian dalam memilih jenis tracer yang tepat untuk digunakan. Penggunaan tracer ini harus dipertimbangkan karakteristik fluida injeksinya, karena ini akan sangat mempengaruhi dalam keberhasilan proyek ini. Tracer yang biasa digunakan adalah :
1. Konvensional Tracer
Yang termasuk kedalam konvensional tracer itu ada lima jenis, yang biasa digunakan, yaitu :
a. Radioactive Tracer
a. Radioactive Tracer
Tracer radioaktif adalah senyawa kimia yang mengandung isotop radioaktif yang dapat hancur menjadi keadaan stabil dan dapat menghasilkan radiasi beta atau gamma, tergantung pada isotopnya. Isotop-isotop ini dapat diidentifikasi berdasarkan tipe dan energi radiasi emisinya untuk memberikan ciri yang unik dari isotop tersebut. Yang termasuk kedalam jenis tracer ini adalah : Tritium (3H), Thiocyante (14CNS), Cobalt 60 (60Co(CN)6-3, Chlorine 36, dan Sodium 33.
b. Dyes (Non-Radioactive Tracer)
b. Dyes (Non-Radioactive Tracer)
Yang termasuk kedalam jenis tracer ini adalah fluorescein, Eosin dan Rhodomine. Dyes murah dibeli dan mudah untuk dianalisa. Walaupun demikian, tracer jenis ini cenderung menyerap dalam reservoir dan sebagian menyatu dengan minyak. Oleh karena itu, tracer ini terbatas dalam memecahkan masalah seperti fracturing.
c. Garam
c. Garam
Jenis tracer ini antara lain ; Chlorid, Bromide, Iodide, dan Nitrat. Garam ini sangat mudah diperoleh dan gampang untuk dianalisa. Sedangkan fluida reservoir sendiri memiliki kandungan Chloride dan Bromide yang cukup tinggi.
d. Alkohol
d. Alkohol
Tracer jenis alkohol ini antara lain ; Metanol, Isopropanol, Propanol dan Etanol. Tracer jenis ini merupakan tracer yang cukup murah dan sangat baik untuk memperkirakan cadangan minyak sisa (Sor).
e. Gas
e. Gas
Gas yang digunakan sebagai tracer disini yaitu gas yang tergolong jenis hidrokarbon, Crypton, Sulfur hexafluorida, Freons, Perflucarbon dan Xenon. Pada injeksi CO2 dan N2, dengan terproduksinya gas CO2 dan N2 tadi tidak berguna untuk mengidentifikasi bahwa antar sumur injeksi dan sumur produksi berhubungan.
2. Tracer Isotag
Tracer jenis ini tergolong masih sangat baru pada tracer test. Dengan kandungan Karbon halogenated organic acid yang rendah dan tidak bercampur dengan air membentuk species ion dengan sedikit interaksi.
3. Partitioning Tracer
Tracer air idealnya hanya mengikuti jalan air dan bergerak dengan kecepatan air. Kehadiran fase minyak di reservoir tidak memiliki dampak langsung terhadap jalan tracer atau kecepatannya. Ini diinginkan untuk melacak air. Jika kita ingin menyelidiki fase minyak kita membutuhkan sebuah tracer yang dapat berinteraksi dengan air. Salah satu cara untuk melakukan ini adalah untuk mencampurkan non ideal water tracer yang dapat memisahkan antara fasa minyak dan fasa air. Tracer yang terlarut dalam fase air seperti halnya dalam fase minyak dan gas yang terdapat dalam reservoir disebut partitioning tracer.
Tujuan Interwell Tracer Test
Tracer Test digunakan sebagai media untuk mengkarakteristikkan kondisi subsurface. Tujuan tes yang terdefinisi dengan baik adalah kunci sukses dari tracer test. Pertanyaan pertama dalam menentukan tujuan tracer test adalah properti apakah yang akan diestimasi? apakah tracer tersebut dapat mengestimasi properti tersebut? Dan apakah tracer test tersebut merupakan metode yang terbaik dalam menentukan properti tersebut?
Tujuan dilaksanakannya tracer test adalah sebagai berikut :
- Mengetahui laju alir fluida / kecepatan bergeraknya fluida dalam reservoir.
- Mengetahui penyapuan volume pori (swept pore volume)
- Mengetahui fasa dispersivities
- Meningkatkan pengetahuan/deskripsi mengenai reservoir dengan mendefinisikan hubungan antar sumur (interwell connection) dan jalur aliran (flow path) atau dengan kata lain menggambarkan dinamika reservoir. Hal ini melibatkan injeksi berbagai tracer yang berbeda pada setiap injektor dan monitoring (pengawasan) terhadap semua produser untuk semua tracer.
- Mengestimasi residual oil saturation. Hal ini membutuhkan injeksi simultan dari dua tracer yang memiliki koefisien partitioning berbeda terhadap minyak. Perbedaan waktu retensi dari dua tracer memberikan estimasi residual oil saturation.
- Konfirmasi terhadap kemampuan larut (miscibility) selama penginjeksian gas. Metodenya adalah dua tracer dengan koefisien partitioning berbeda terhadap minyak diijeksi ke dalam reservoir secara bersamaan. Kedatangan secara bersamaan dari dua tracer tersebut di produser menunjukkan kondisi aliran fasa tunggal dalam reservoir.
- Investigasi hubungan/komunikasi sepanjang patahan. Suatu tracer diinjeksikan pada salah satu bagian patahan dan producer di bagian lain dimonitor untuk melihat kedatangan tracer.
- Penentuan keberadaan volume attic. Dua atau lebih tracer diinjeksikan dari injektor yang sama dalam waktu berbeda. Kedatangan bersamaan dari tracer-tracer tersebut dapat mengindikasikan keberadaan dari suatu volume attic.
- Pada subsurface (aplikasi untuk satu sumur), dilkukan untuk perhitungan neraca massa dan pengukuran saturasi.
- Pada surface/permukaan, untuk menguji efisiensi pemisahan, survei pipa transportasi (transport lines) dan kilang minyak.
Dengan melakukan tracer test, akan diperoleh data-data mengenai karakteristik dan dinamika reservoir. Data-data ini dapat digunakan untuk meningkatkan efisiensi recovery.
Kriteria Pemilihan Tracer
Yang perlu diperhatikan dalam pemilihan jenis tracer adalah kesesuaiannya terhadap reservoir yang akan dilalui oleh tracer tersebut. Parameter yang dimaksud adalah karakteristik reservoir yang akan ditest.
1. Pemilihan Berdasarkan Jenis Tracer
Tujuan dari pemilihan jenis tracer adalah untuk memilih tracer yang paling sesuai dengan kondisi reservoirnya. Hal ini bertujuan untuk mendapatkan hasil yang baik dan tidak ambigu sesuai dengan kondisi reservoir hidrokarbon yang sebenarnya. Berikut sifat – sifat Tracer yang sempurna antara lain :
(1) Harus larut dan dapat bergerak dengan kecepatan yang sama dengan pembawa tracer yang diinjeksikan
(2) Harus stabil (kecuali untuk tracer radioaktif) dan tidak akan diabsorbsi atau rusak oleh kimia di dalam formasi subsurface target
(3) Harus memiliki konsentrasi sangat rendah dalam formasi subsurface target alami
(4) Harus dapat dideteksi dan diukur dalam konsentrasi menit
(5) Harus efisien dalam hal biaya, dan
(6) Harus aman untuk diinjeksikan dan menghasilkan serta sesuai dengan regulasi lingkungan.
Tracer untuk jenis garam radioaktif merupakan jenis tracer yang banyak digunakan karena jenis tracer ini mempunyai kelakuan yang sama dengan air injeksi, kecuali terhadap kandungan radioaktifnya. Namun jenis ini kadang sulit untuk menyebar, yang disebabkan oleh kandungan radioaktifnya.
Tracer jenis Fluorence dan sejenisnya cenderung menyerap kedalam reservoir dan fasa minyak. Sangat terbatas dalam memecahkan masalah pada fracturing dan vugular reservoir.
Tracer jenis Alkohol merupakan tracer yang cukup murah harganya dan sangat cocok untuk memperkirakan cadangan minyak sisa (Sor).
Sedangkan untuk tracer jenis Gas, cukup baik untuk mendeteksi hubungan sumur injeksi dengan sumur produksi dengan menggunakan gas CO2 dan N2.
2. Volume dan Konsentrasi Tracer
Jumlah tracer yang tidak sesuai dapat menyebabkan kegagalan tracer test yang mahal. Limit deteksi tracer, konsentrasi maksimum yang diizinkan, dan properti reservoir merupakan tiga faktor paling penting untuk menentukan seberapa banyak tracer yang dibutuhkan untuk tes. Diantara beberapa metode untuk menghitung jumlah tracer yang akan diinjekkan, metode dilusi total merupakan yang paling banyak digunakan dalam industri petroleum.
Brigham menggambarkan tingkah laku tracer yang diharapkan dari tracer injeksi air dalam pola flood. Beliau menyimpulkan bahwa koefisien pencampuran dan jarak antar sumur merupakan bentuk dari gelombang tracer breakthrough.
Pada kasus dimana jarak antar sumur dekat maka konsentrasi tracer pada sumur produksi akan lebih tinggi dan gelombang puncak akan tajam. Ini biasa terjadi pada hubungan antar sumur melalui rekahan. Sedangkan pada jarak yang lebih jauh dan pencampurannya lebih berat, misalnya pada hubungan antar sumur lewat pori batuan maka konsentrasi tracer yang terproduksi akan lebih kecil dan gelombang puncak akan menyebar dan konsentrasinya akan menurun dengan lambat.
3. Metode Perhitungan Volume dan Konsentrasi Tracer
Perhitungan volume atau jumlah tracer biasanya didasarkan pada volume pori antara injektor dan produser, sinyal maksimum yang diinginkan untuk rasio kebisingan, limit deteksi, faktor-faktor pencairan (dilution), dan untuk gas tracer, penting mengetahui tekanan dan temperatur reservoir terhadap temperatur pada titik sampel (sampling point). Untuk menghitung volume dan konsentrasi tracer untuk injeksi, diberikan :
- Batas deteksi tracer
- Periode minimal injeksi tracer sehingga bisa mendeteksi breakthrough yang cepat
- Injeksi tracer sama seperti rate pada injeksi air untuk sumur
Ada beberapa metode yang digunakan untuk menentukan syarat – syarat tracer yang layak untuk dipergunakan pada suatu lapangan minyak. Metode yang paling lama dan paling mudah adalah berdasarkan jumlah total air di reservoir. Metode lain yang digunakan adalah Metode Brigham. Persamaannya diambil untuk menentukan massa tracer yang dibutuhkansebagai fungsi ketebalan reservoir, porositas, saturasi air, konsentrasi tracer yang diinginkan, koefisien pencampuran dan jarak dari injektor ke produser. Kedua metode ini digunakan untuk menafsirkan jumlah tracer yang akan dipakai dalam suatu studi.
Jumlah tracer yang diinjeksikan tergantung pada :
o Background tracer
o Laju injeksi (q).
o Laju produksi (Q) dan jumlah sumur produksi
o Jarak sumur injeksi – sumur produksi
o Perkiraan time breakthrough (cepat / lambat)
o Limit deteksi
Beberapa teknik untuk interpretasi secara kuantitatif dari tracer, yaitu :
- Brigham, memberikan persamaan untuk konsentrasi tracer untuk memprediksi performa dari tracer pada suatu pola five – spot yang homogen.
- Baldwin, membagi five – spot kedalam elemen radial dan menggunakan penyelesaian dari persamaan dipersi untuk menentukan dan mengkonversi aliran radial. Dia juga menganalisa sebuah lapangan yang di test tracer dengan tujuan untuk memodelkan perlapisan dan mengambil angka – angka stratifikasi.
- Wagner dan Backer, membuat suatu modifikasi versi dari model perhitungan Brigham – Baldwin – Smith untuk mengurangi efek yang bertujuan dalam penambahan beberapa pedoman untuk program design suatu tracer.
- Lantz, menunjukkan simulator reservoir yang tidak saling campur, dapat digunakan untuk menghitung pendesakan yang saling bercampur dengan suatu pemilihan yang layak dari permeabilitas relatif dan hubungan tekanan kapiler. Metoda ini diaplikasikan pada suatu test tracer dalam suatu reservoir water – out.
- Hagoort, memperlihatkan aliran tracer dalam reservoir water – out yaitu pada aliran dua fasa antara minyak dengan air.
Strategi Pelaksanaan Interwell Tracer Test
Harus ditekankan bahwa metode yang digunakan untuk analisis test tracer ini memiliki hubungan dengan desain, berdampak langsung dari jumlah tracer yang digunakan, durasi pengujian (lama waktu pengetesan), dan pengambilan sampel. Oleh karena itu penting bahwa strategi pelaksanaan dipertimbangkan dengan metode analisa test. Berikut desain tracer test yang perlu diperhatikan :
1. Menentukan jumlah dan jenis tracer yang akan digunakan.
2. Menentukan massa tracer yang akan digunakan (pencampuran, pengenceran, dll).
3. Mengetahui jenis aliran pada lapangan tersebut.
4. Menentukan durasi test.
5. Tahap pengenalan tracer test
6. Pengambilan sampel dan analisis
7. Dokumentasi langkah – langkah yang telah dilakukan dan data yang diperoleh.
Menjaga akurasi catatan lapangan ini juga penting untuk menguji integritas. Dokumen catatan ini kondisi situs dan mencakup langkah-langkah spesifik yang diambil selama pengujian, terutama setiap perjalanan dari desain test. Catatan lapangan sering juga merupakan sumber hasil tes, dan selalu penting untuk menguji pemahaman analisis.
Sebelum proyek tracer dimulai, ada beberapa tahapan yang harus dilalui dari awal hingga akhir pelaksanaan proyek, antara lain adalah :
- Menentukan kandidat sumur yang akan dilakukan test tracer.
- Mengumpulkan data – data lapangan dengan lengkap, baik sejarah lapangan, data produksi, data injeksi, dan sifat – sifat fisik fluida maupun batuan dari lapangan yang telah dipilih sebagai kandidat.
- Menentukan dan menghitung jumlah tracer yang akan dipakai.
- Pelaksanaan test dan monitoring.
- Selesai
Persyaratan Tracer
Ada beberapa persyaratan penting yang harus diperhatikan dalam pemilihan tracer, yaitu :
• Zat tersebut harus mempunyai sifat dan bertingkah laku sesuai dengan sifat dan tingkah laku dari sistem yang diselidiki.
• Dalam konsentrasi yang rendah zat tersebut harus mudah dideteksi atau diukur.
• Selama berada di dalam sistem perunut tidak mengalami perubahan fisik atau terserap oleh matrik dari sistem.
• Zat tracer dapat berupa zat kimia, warna dan radioaktif.