Fahrizal Maulana

PATRA15046

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

Is Epoxy-Based Polymer Suitable for Water Shut-Off Application?

Gambar 1. Lateral slice dari Core S4 (Sumber: https://onepetro.org/)

Epoxy-based Polymer

Resin digunakan untuk mengontrol air di dalam sumur sejak tahun 1922. Cerita indah penggunaan resin di lapangan terjadi di Kern River dan San Ardo Field tahun 1990 dan 1991 berturut-turut. Terdapat tiga jenis resin yang sering digunakan untuk kasus ini: furan, fenol, dan epoksi. Namun, dari semuanya, epoksi yang penggunaannya paling sering. Epoksi tahan terhadap suhu tinggi, hingga 400 °F. Epoksi juga tahan dalam kondisi pH rendah. Selain itu, epoksi memiliki kekuatan kompresi hingga 20.000 psi. Epoksi disintesa melalui reaksi antara epiklorohidrin dan bis-fenol A serta sebuah pengeras (hardener) dietilenatriamina. Epoksi biasanya dilarutkan menggunakan EGMBE (ethylene glycol mono-butyl ether).

Eksperimen

Eksperimen dilakukan secara in-situ dan eks-situ. In-situ dilakukan untuk mengetahui proses pembekuan dalam media berpori dan tekanan tinggi. Adapun eks-situ difokuskan untuk mengukur waktu dan mengobservasi proses pembekuan. Bahan yang digunakan terdiri dari epoksi sebagai bahan utama, trietiltetramina sebagai hardener atau cross-linker, dan aseton sebagai pelarut.

Pengukuran dilakukan pada kombinasi konsentrasi epoksi dan trietiltetramina serta temperatur yang berbeda-beda. Pengamatan proses pembekuan dilakukan dengan cara membalik botol transparan yang menampung campuran tadi. Pengamatan secara kuantitatif, digunakan Fann-VG setiap 6–24 jam.

Eksperimen in-situ menggunakan sandstone sebagai representasi media berpori. Polimer yang digunakan untuk flooding terdiri dari 50% (v/v) epoksi dan 50% (v/v) trietiltetramina. Porositas dan permeabilitas diukur menggunakan helium porosimetry (PORG-200™) dan nitrogen permeameter (PERG-200™) secara berturut-turut.

Pemodelan Matematik

Waktu pembekuan merupakan efek gabungan dari 1. Periode pencampuran zat di permukan 2. Periode pemompaan melalu turbin, 3. Mencabai batas reservoir atau area penetrasi dan 4.

Soaking atau shut-in period; semua faktor dari diregresi menggunakan multivariable regression method. Waktu prediksi diperlukan untuk mencegah pembekuan prematur.

Efek pengeras hardener dapat dilihat di bawah ini:

Gambar 2. Perbandingan dari efek katalis (Sumber: https://onepetro.org/)

Hasil

Semakin tinggi konsentrasi masing-masing zat semakin cepat waktu yang diperlukan untuk membeku. Tabel di bawah ini menjelaskan penurunan porositas dan permeabilitas sesudah polimer diinjeksikan

Tabel 1. Rangkuman pembekuan in-situ polymer untuk 50% v/v epoxy dan 50% v/v triethylenetetramine (Sumber: https://onepetro.org/)

Penurunan porositas berhasil dihitung, namun tidak dengan permeabilitas. Hal ini disebabkan oleh terhambatnya bagian atas dan bawah akibat dari polimer yang membeku, membentuk gel sehingga menghambat gas nitrogen yang akan masuk. Sedangkan porosimeter bekerja dengan prinsip Hukum Boyle dimana tidak diperlukan laju alir gas untuk menentukannya.

Kesimpulan

Epoksi dapat dicampur dengan trietilenetetramina dan akan bekerja dengan baik saat di bawah titik didihnya. Konsentrasi epoksi dan trietilenetetramina yang meningkat akan mempercepat perubahan viskositas dan mereduksi waktu pembekuan (gelation time). Untuk saran, sebaiknya digunakan pelarut yang memiliki titik didih lebih tinggi.

Referensi

Hakiki, Farizal et al. 2015. Is Epoxy-Based Polymer Suitable for Water Shut-Off Application?. Diambil dari : https://www.onepetro.org/conference-paper/SPE-176457-MS (2 November 2016)