Tahun 2017 silam, tiga mahasiswa Teknik Geofisika berhasil mendapat penghargaan dalam perlombaan bertemakan Fracture Fluid yang diadakan di India. Beberapa mahasiswa tersebut adalah Frankstein Arphan (2015), Shabila Gadis Halida (2015), dan Tara Nuarisanti (2014). Salah satu lomba yang diikuti merupakan lomba paper bertemakan Fracture Fluid. Berikut merupakan hasil tulisan yang dibagikan dari pengalamn mereka.

Dalam dunia industri migas, produksi migas dengan hydraulic fracturing dapat dianggap sebagai perkembangan terbesar pada sistem energi global dalam setengah abad terakhir, terutama dalam menghadapi penemuan unconventional reservoir seperti shale gas reservoir. Namun selama setengah abad terakhir, berbagai kendala dan muncul dalam produksi dengan metode ini. Terlepas kontroversi mengenai metode produksi ini, tidak semua proses dalam metode fracturing dapat dilakukan di shale gas reservoir. Masing - masing proses mempunyai  kekurangan yang dapat membatasi produktivitas reservoir. Maka dari itu perlu adanya inovasi proses dalam fracturing yang dapat meningkatkan produktivitas tanpa membebani secara operasional dan ekonomis.

Shale gas reservoir merupakan jenis reservoir yang relatif baru ditemukan dalam dunia migas. Sebelumnya reservoir migas berada di daerah yang mempunyai permeabilitas tinggi, namun shale gas reservoir ditemukan di daerah yang memiliki nilai permeabilitas yang rendah. Temuan shale gas ini mempunyai potensial untuk mengubah muka dunia industri energi. Shale gas mempunyai potensi untuk menggantikan bahan bakar fosil di beberapa daerah dan bahkan berpotensi untuk menghalangi perkembangan bahan bakar sumber terbarukan. Keseluruhan, terdapat 48 cebakan dalam 32 negara, dimana terdapat hampir 70 formasi shale gas dengan volume sebesar 6,622 triliun kaki kubik atau 187,51 miliar meter kubik.

Salah satu metode produksi shale gas adalah dengan  hydraulic  fracturing, dimana lapisan reservoir  “dibuka” dengan suatu fluida untuk memperbesar rongga dalam reservoir sehingga fluida di dalam reservoir tersebut dapat mengalir dan kemudian diekstraksi. Salah satu komponen yang penting dalam hydraulic fracturing adalah fracturing fluid. Komponen ini bertujuan untuk menimbulkan rekahan dan mengangkut agen penyangga sepanjang rekahan. Sifat viskositas dari fluida tersebut merupakan sifat terpenting dalam hydraulic fracturing.

Fracture Fluids

Salah satu fluida yang dipakai dalam hydraulic fracturing ialah fluida berbasis air. Fluida ini mencampur air dengan zat aditif. Fluida jenis ini sering digunakan karena air paling banyak kombinasinya. Fluida berbasis air ini terdapat berbagai macam pula, diantaranya ialah slickwater dan crosslinked fracturing fluid.

Slickwater fluid adalah jenis fluida berbasis air yang zat aditifnya merupakan zat berfungsi untuk mengurangi pengaruh gesekan antara fluida dengan permukaan batuan. Sedangkan crosslinked fluid merupakan jenis fluida berbasis air yang menggunakan zat kimia yang dibuat rantai polimer yang sedimikian rupa sehingga meningkatkan sifat suspensi dan elastisitas dari fluida.

Karena efek gravitasi, pada saat masuk ke rongga yang sudah dibuka, propan (material padat yang berfungsi untuk menyangga rongga yang terbuka akibat fracturing) akan rontok di dasar rongga. Hal tersebut mengakibatkan munculnya endapan propan yang semakin besar seiring proses fracturing dan dapat menghambat fluida untuk mengalir sehingga mengurangi kinerja wellbore. Fenomena ini sering terjadi pada proses slickwater fracturing. Selain itu, menggunakan fluida slickwater memberikan jarak rekahan yang panjang namun lebar yang lebih kecil dan kondutivitas yang buruk. Sedangkan dengan menggunakan proses crosslinked fracturing, rongga yang terbuka memiliki lebar rekahan dan konduktivitas yang baik, namun tidak bisa mencapai jarak yang cukup panjang.

Inovasi Proses Fracturing

Seiring dengan perkembangan produksi gas bumi di reservoir shale gas, semakin banyak kebutuhan untuk adanya proses dengan produktivitas sebesar-besarnya. Karena itu, diperlukan adanya metode dan desain hydraulic fracturing yang inovatif.

Di Texas, seorang operator telah mengkombinasi 2 metode fracture fluid, yakni hybrid slickwater-fracture. Desain ini telah membentuk  diameter  dan konduktivitas yang lebih besar dalam rekahan. Hal tersebut sebelumnya tidak mungkin terjadi secara operasional maupun secara ekonomis. (Patrick, Handren. 2009)

Desain perlakuan hybrid fracture merupakan kombinasi proses yang mengambil keuntungan dari perlakuan gel fracture dan perlakuan water fracture. Tujuan utamanya yakni untuk meningkatkan efektivitas sekaligus menjaga biaya produksi seminimal mungkin. Operator dari Texas telah mengkombinasi desain ini. Desain ini dapat menaruh propanyang memiliki diameter dan konduktivitas yang lebih besar pada rekahan. Selain itu, operator tersebut telah mengembangkan strategi pumping untuk menempatkan propan yang memiliki konduktivitas terbesar ke dalam bagian rekahan yang paling berprospek. Dengan proses ini, perlakuan dapat meningkatkan nilai Fcd yang merupakan nilai mengindikasi besar produktivitas wellbore.

Secara matematis, untuk kondisi pseudo-radial dan pseudo-steady state, nilai optimum produktivitas sumur terjadi pada nilai sekitar 2. Untuk meningkatkan nilai Fcd , proses slickwater memberikan jarak rekahan yang panjang namun kurang baik dalam pengangkutan propan dan lebar rekahan karena viskositasnya yang rendah. Karena itu, terdapat kombinasi proses slickwater fracture fluid dengan crosslinked fracture fluid yang memberikan lebar dan konduktivitas rekahan yang baik dekat wellbore. Desain ini akan efekif dengan kombinasi propan yang tepat.

Sumber: Frankstein Arphan, 2017

Penyusun: Gregorio Adri Prawira