Simulasi Numerik Aliran Fluida Melalui Pipa Berlubang

https://doi.org/10.22146/jmdt.v3i1.58063

Fornia Marannu Tangdan(1*), Tri Agung Rohmat(2)

(1) Departemen Teknik Mesin dan Industri, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada. Jl. Grafika No.2, Kompleks UGM, Yogyakarta 55281, Indonesia, Telp. (0274) 521673
(2) Departemen Teknik Mesin dan Industri, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada. Jl. Grafika No.2, Kompleks UGM, Yogyakarta 55281, Indonesia, Telp. (0274) 521673
(*) Corresponding Author

Abstract


Salah satu peralatan bawah sumur (sub-surface) yang dipasang saat tahappenyelesaian sumur adalah sand control devices untuk mencegah agar pasir di dalam reservoir tidak ikut terproduksi ke permukaan sumur. Sand control devices sebagian besar menggunakan pipa berlubang(perforated pipe) sebagai base pipe yang terpasang pada lubang sumur (wellbore). Salahsatu parameter penting yang mempengaruhi laju alir fluida dari reservoir menuju lubang sumur adalah penurunan tekanan total (total pressure drop). Pipa berlubang memiliki desain yang beragam tergantung dengan kebutuhan di lapangan. Dalam mendesain suatu pipa berlubang maka yang perlu diperhatikan adalah jenis material dan dimensi pipa berlubang, jumlah lubang (perforation density), sudut fasa dan pola distribusi lubang perforasi. Untuk dapat mengetahui perilaku pola aliran (axial and radial inflow) yang melalui pipa berlubang sebagai base pipe dari sand control devices akibat pengaruh sudut fasa perforasi (60o, 90°, 180°) dan pola distribusi lubang perforasi bentuk staggered dan non-staggered maka dilakukan simulasi numerik menggunakan software ANSYS 18.2. Model turbulen yang digunakan adalah k-ε standard dan simulasi dilakukan dengan 5 kondisi flow rate ratio yaitu 0%, 10%, 15%, 20% dan 30%. Hasil simulasi pengaruh sudut fasa lubang perforasi menunjukkan bahwa sudut fasa 60° memiliki penurunan tekanan total paling rendah dibandingkan dengan dua sudut fasa lainnya. Sedangkan pada pengaruh pola distribusi lubang didapatkan bahwa pola distribusi model non-staggered memiliki penurunan tekanan total paling rendah dibandingkan dengan dua model pola distribusi staggered (screw dan non screw).

Keywords


Pipa berlubang, radial inflow, penurunan tekanan, sudut fasa, distribusi lubang.

Full Text:

PDF


References

Abdulwahid, M. A., Dakhil, S. F., Niranjan Kumar, I. N., 2013, Numerical Simulation of Flow Through a Wellbore for Horizontal Wells, WIT Transactions on Modelling and Simulation, Vol 55.

Abdulwahid, M. A., Dakhil, S. F., Niranjan Kumar, I. N., 2013, Numerical Investigation of The Turbulent Flow Parameters Distribution in A Partly Perforated Horizontal Wellbore, European Scientific Journal Vol.9, No.33.

Abdulwahid, M. A., Niranjan Kumar, I. N., Dakhil, S. F., 2014, Influence of Radial Flux Inflow Profile on Pressure Drop of Perforated Horizontal Wellbore, Journal of Energy Resources Technology-136(4):1~7.

Ansys Inc., 2018, ANSYS Workbench User’s Guide, ANSYS.

Asheim, H., Kolnes, J., Oudeman, P., 1992. A Flow Resistance Correlation for Completed Wellbore, J. Petrol. Sci. Eng. 8 (2).,97–104.

Azadi, M., Aminossadati, S. M., Chen, Z., 2017, Development of an Integrated Reservoir-Wellbore Model to Examine the Hydrodynamic Behaviour of Perforated Pipes, Journal of Petroleum Science and Engineering.

Dikken, B. J., 1990, Pressure Drop in Horizontal Wells and Its Effect on Production Performance, JPT, November, pp. 1426–1433.

Haaland, S. E., 1983, Simple and Explicit Formulas for the Friction Factor in Turbulent Pipe Flow, Journal of Fluids Engineering 10: 589-590.

Jianguang, W., Xuesong, L., Xuemei, L., Yuanyuan, M., 2017, The Experimental and Model Study on Variable Mass Flow for Horizontal Wells with Perforated Completion, Journal of Energy Resource Technology.

Ouyang, L. B., Arbabi, S., Aziz, K., 1998, A Single-Phase Wellbore-Flow Model for Horizontal, Vertical, and Slanted Wells, SPE-Journal, 3(2):124~133.

Ouyang, L. C., Sun, D., Ouyang, L. B., 2009, Numerical Investigation of the Impacts of Wall Fluid Entry on Fluid Flow Characteristics and Pressure Drop along a Wellbore, Petroleum Science and Technology, 27:18, 2109-2133.

Rashad, Z, M., Abdulwahid, M., Abdulhassan, Q., 2018, Comparison of Pressure Drop in Horizontal Wellbore for 90° and 180° Perforation Phasing, Seventh International Conference on Advances in Civil, Structural and Mechanical Engineering - CSM 2018.

Salim, M. K., Sultan, H. S., Al-Shara, A. K. M., 2017, Effect of Shape and Parameters of Perforation in a Vertical Wellbore with Two Perforations (Without Porous Media) on Pressure Drop, Fluid Mech Open Acc 4: 162.

Su Z., Gudmundsson J. S., 1998, Perforation Inflow Reduces Frictional Pressure Loss in Horizontal Wellbores, Journal of Petroleum Science and Engineering.

Su, Z., Gudmundsson, J. S., 1993, Friction Factor of Perforation Roughness in Pipes, SPE-26521.

Su, Z., Gudmundsson, J. S., 1994, Pressure Drop in Perforated Pipes: Experiments and Analysis, SPE28800:563~574.



DOI: https://doi.org/10.22146/jmdt.v3i1.58063

Article Metrics

Abstract views : 209 | views : 248

Refbacks

  • There are currently no refbacks.