|
|
Blantika: Multidisciplinary Jornal Volume 2 Number 9, Juli, 2024 p- ISSN 2987-758X e-ISSN 2985-4199 |
|
|
UJI
KOMPATIBILITAS LARUTAN SEBAGAI KARAKTERISTIK SCREENING SURFAKTAN TWEEN 20
SALINITAS 8000 PPM TERHADAP MINYAK RINGAN
PADA SUHU 60˚C Alvino Malva Wibowo, Havidh
Pramadika, Pauhesti Pauhesti Universitas
Trisakti, Indonesia E-mail: alvinomlvw@gmail.com |
||
|
ABSTRAK Enhanced Oil Recovery termasuk
ke dalam metode pengangkatan minyak tertiary, yang bertujuan
untuk memperbaiki efisiensi pendesakan dan penyapuan volumetrik. Pendekatan EOR sendiri bertujuan untuk mendorong perolehan minyak menggunakan energi dari luar
reservoir. Karakteristik minyak, batuan, dan air formasi memainkan peran penting dalam menentukan efektivitas metode EOR. Injeksi surfaktan tergolong menjadi salah satu teknik dalam
Enhanced Oil Recovery pada reservoir dengan kandungan fluida dengan viskositas tinggi karena pengaplikasiaanya mampu menurunkan interfacial tension dan recovery yang dihasilkan relatif besar saat penyapuan
pada minyak berat dibandingkan dengan injeksi air konvensional. Tween 20 sebagai salah satu surfaktan sintetik mampu tetap stabil
pada salinitas dan suhu
yang rendah. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui kekompatibilitasan surfaktan dengan minyak ringan dalam salinitas 8000 ppm dan suhu 60˚C.
Uji kompatibilitas meliputi
dua pengujian, yaitu uji kestabilan larutan (aqueous
stability) dan uji kelakuan fasa
(phase behavior). Maka didapat hasil
dari uji aqueous stability, yaitu
semua konsentrasi larutan surfaktan Tween 20 memiliki fasa homogen yang menunjukan pada pengujian ini semua konsentrasi larutan kompatibel. Kemudian dilakukan pengujian phase behavior dan mendapatkan
hasil pada larutan surfaktan tween 20 dengan konsentrasi 1% didapat emulsi fasa tengah
sebesar 22,5%. Maka kesimpulan
yang didapat dari penelitian ini adalah larutan surfaktan Tween 20 dengan konsentrasi 1% dianggap kompatibel dengan minyak ringan (39˚
API). Larutan
Surfaktan Tween 20 dengan
konsentrasi 1% memiliki kestabilan emulsi yang paling baik sehingga berpotensi besar untuk menurunkan interfacial
tension agar dapat meningkatkan
perolehan minyak. Kata Kunci: Enhanced
oil recovery, Injeksi surfaktan,
Tween 20, Uji ketabilan larutan,
Uji kelakuan fasa ABSTRACT Enhanced Oil
Recovery (EOR) is classified as a tertiary oil recovery method, aiming to
improve both displacement efficiency and volumetric sweep efficiency. The EOR
approach seeks to enhance oil recovery by utilizing external energy sources.
This process involves several principles, typically including the
characteristics of the oil itself and its interactions with the surrounding
rock and formation water. Surfactant injection is one of the techniques in
EOR, particularly suitable for reservoirs containing high-viscosity fluids
because it can significantly reduce interfacial tension, resulting in
relatively higher recovery rates during heavy oil displacement compared to
conventional water injection. Tween 20, as a
synthetic surfactant, remains stable at low salinity and temperature levels.
The aim of this research is to determine the compatibility of the surfactant
with light oil under conditions of 8000 ppm salinity and a temperature of
60˚C. Compatibility tests include two types of testing: aqueous stability
and phase behavior tests. The results of the aqueous stability test showed
that all concentrations of the Tween 20 surfactant solution had a homogeneous
phase, indicating that all concentrations of the solution were compatible.
Subsequently, a phase behavior test was conducted, and it was found that the
Tween 20 surfactant solution with a 1% concentration produced a middle-phase
emulsion of 22.5%. The conclusion drawn from this study is that the Tween 20
surfactant solution at a 1% concentration is considered compatible with light
oil (39˚ API). The Tween 20 surfactant solution at a 1% concentration
exhibited the best emulsion stability, indicating a significant potential to
reduce interfacial tension and thus enhance oil recovery. Keywords: Enhanced
oil recovery, Surfactant injection, Tween 20, Aqueous stability test, Phase
behavior test |
||
|
|
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike
4.0 International |
|
PENDAHULUAN
Enhanced Oil Recovery termasuk ke dalam metode pengangkatan minyak
tertiary, yang bertujuan untuk memperbaiki efisiensi pendesakan dan penyapuan
volumetrik. Pendekatan EOR sendiri bertujuan untuk mendorong perolehan minyak
menggunakan energi dari luar reservoir. Karakteristik minyak, batuan, dan air
formasi memainkan peran penting dalam menentukan efektivitas metode EOR. Proses tersebut salah satunya
pembentukan
mikroemulsi sebagai salah satu indikasi larutan
kompatibel dalam menurunkan tegangan antarmuka
Surfaktan berperan untuk mengurangi tegangan antar muka sehingga minyak
dan air larut pada zona oil water contact dan meningkatkan sweep efficiency
Screening
larutan surfaktan dilakukan melalui dua tahapan uji kompatibilitas, yaitu uji kestabilan larutan (Aqueous Stability) dan uji perilaku
fasa (Phase Behavior). Uji kompatibilitas
meliputi pengujian kestabilan larutan untuk mengetahui ketahanan surfaktan tanpa mengalami pembentukan endapan
METODE DAN
PENELITIAN
Metodologi merupakan prinsip dasar mengenai
metode riset yang diterapkan dalam proses penelitian. Penelitian ini merupakan pengujian eksperimental
yang dilakukan di Laboratorium Enhanced Oil Recovery dengan mengamati langsung surfaktan yang akan dilakukan uji kompatibilitas dengan kondisi salinitas 8000 ppm dan suhu 60˚C. Uji kompatibilitas
meliputi dua pengujian, yaitu uji kestabilan larutan dan uji kelakuan fasa. Uji kompatibilitas merupakan pegujian antara brine, larutan surfaktan dan juga crude
oil. Serangkaian pengujian
ini bertujuan untuk mengetahui stabilitas suatu larutan dalam menghadapi
kondisi reservoir yang memiliki
tempratur dan salinitas
Pengujian
Perilaku Fasa, atau yang dikenal sebagai Phase
Behavior, adalah sebuah metode untuk mempelajari bagaimana komponen dalam
suatu sistem, terutama surfaktan atau surfaktan dengan aditif lain,
berinteraksi dan berubah pada kondisi-kondisi tertentu yang mempengaruhinya seperti
suhu, tekanan, atau komposisi lainnya. Pengujian ini melibatkan pengamatan
terhadap perubahan fasa atau komposisi saat
variabel-variabel tersebut dimodifikasi
Penelitian ini memerlukan
beberapa bahan yang terdiri atas Aquades,
NaCl, Surfaktan Tween 20 dan light crude oil
(39˚API). Kemudian alat
yang akan di butuhkan pada pengujian kompatibilitas ini, yaitu magnetic stirrer, gelas kimia, neraca digital,
tube dan oven.
|
|
|
|
|
|
|
Magnetic Stirrer |
Oven |
Tube |
Neraca Digital |
Oven |
Gambar 1. Alat yang digunakan
Penelitian dimulai dengan dilakukannya proses
pembuatan brine dan surfaktan Tween 20 dengan berbagai konsentrasi. Brine yang diinginkan salinitas 8000 ppm, sedangkan variasi konsentrasi surfaktan yang diinginkan yaitu
sebesar 0,5; 0,7; 0,9; 1 dan 1,3. Dilakukan
pengujian kestabilan larutan surfaktan (Aqueous
Stability) dengan suhu
60˚C. Pengujian ini dilakukan selama 3 hari dengan interval pengecekan 1 jam, 24 jam, 48 jam dan 72 jam untuk melihat kestabilan
surfaktan dalam suhu tertentu, setelah dilakukan tes kestabilan larutan lalu dilakukan
uji fasa (Phase Behavior Test) dengan
penambahan minyak kedalam tube yang berisikan larutan surfaktan lalu dimasukan kedalam oven dengan suhu 60˚C dan dengan
interval waktu pengecekan 0
jam, 30 menit, 1 jam, 2 jam, 24 jam, 48 jam, 168 jam
dan 336 jam. Karena emulsi yang diharapkan
tidak terbentuk, maka larutan surfaktan
ditambahkan dengan
co-surfactant yaitu Ethanol sesuai
dengan konsentrasi larutan. Skema alur
penelitian dapat dilihat pada Gambar 2 dibawah.
Gambar 2. Skema alur penelitian
Indikator keberhasilan disaat dilakukannya pengujian ketabilan larutan adalah dengan tidak terbentuknya
larutan heterogen. Karena larutan homogen memungkinkan surfaktan untuk bekerja optimal dalam menurunkan interfacial
tension sehingga lebih efektif dalam penggunaan
metode Enhanced Oil Recovery. Sedangkan
jika terbentuknya larutan heterogen, cenderung memiliki sifat fisik yang tidak stabil dan dapat mengalami perubahan fasa yang signifikan, sehingga penggunaan dalam enhanced oil
recovery kurang efektif
HASIL DAN
PEMBAHASAN
Screening surfaktan dilakukan dengan uji
kompatibilitas yang terdiri
dari dua jenis pengujian, yaitu uji aqueous
stability dan uji phase behavior. Pengujian screening
surfaktan ini dilakukan menggunakan brine salinitas 8000 ppm dan surfaktan
Tween 20 dengan berbagai macam konsentrasi. Pada penentuan kompatibilitas larutan surfaktan Tween 20, menggunakan konsentrasi 0,5; 0,7;
0,9; 1 dan 1,3%. Uji kompatibilitas bertujuan untuk mengetahui ketahanan surfaktan tanpa mengalami pembentukan endapan. Dengan terbentuknya larutan homogen mengindikasikan suatu larutan kompatibel
dalam menununkan
interfacial tension. Apabila pada pengujian
kompatibilitas larutan dinyatakan tidak kompatibel, maka surfaktan dinyatakan tidak layak untuk
kondisi reservoir dengan salinitas dan suhu tersebut
Aqueous stability test atau tes kesetimbangan
larutan adalah salah satu parameter penting dalam penentuan larutan yang stabil dalam pengaruh salinitas dan suhu. Pada pengujian ini melihat
faktor kecocokan antara larutan surfaktan dengan salinitas brine yang digunakan.
Tujuan dari tes ini yaitu mengetahui
perilaku surfaktan di
reservoir, untuk memastikan
surfaktan dapat bekerja secara optimal dalam berbagai pengaruh kondisi reservoir seperti suhu dan salinitas. Pengujian ini dilakukan selama
3 hari dengan interval pengecekan 1 jam, 24 jam, 48 jam dan 72 jam, dengan meletakkan larutan surfaktan di dalam oven. Hasil dari pengujian aqueous stability surfaktan
Tween 20 dengan
suhu 60˚C pada salinitas
8000 ppm dapat dilihat dari tabel 1 berikut.
Tabel 1. Hasil Uji
Aqueous Stability
|
Konsentrasi (%) |
Waktu Pengamatan |
||||
|
1 Jam |
1 Hari |
2 Hari |
3 Hari |
||
|
1 |
Tween 20 0,5% + kosurfaktan |
homogen |
homogen |
homogen |
homogen |
|
2 |
Tween 20 0,7% + kosurfaktan |
homogen |
homogen |
homogen |
homogen |
|
3 |
Tween 20 0,9% + kosurfaktan |
homogen |
homogen |
homogen |
homogen |
|
4 |
Tween 20 1% + kosurfaktan |
homogen |
homogen |
homogen |
homogen |
|
5 |
Tween 20 1,3% + kosurfaktan |
homogen |
homogen |
homogen |
homogen |
Pada tabel 1 diatas menunujukan
hasil pengujian aqueous
stability dengan konsentrasi
surfaktan 0,5; 0,7; 0,9; 1 dan 1,3%. Diperoleh hasil dari pengamatan pengujian kesetimbangan, setiap larutan surfaktan membentuk larutan yang cenderung stabil oleh pengaruh salinitas dan suhu. Pengujian aqueous stability menunjukan
bahwa larutan surfaktan Tween 20 kompatibel dengan salinitas brine yang digunakan, yaitu brine dengan salinitas 8000 ppm.
Gambar 4. Hasil Pengujian Aqueous Stability Surfaktan
Tween 20
Karena pada pengujian aqueous stability tidak ditemukannya
endapan atau partikel yang memungkinkan menimbulkan masalah ketika di injeksikan, kemudian pengujian selanjutnya melakukan pengujian phase behavior. Oleh karena
pengujian aqueous stability tidak
ditemukannya larutan heterogen (tidak kompatibel), maka seluruh konsentrasi surfaktan Tween 20 melanjutkan pengujian phase behavior. Pada pengujian phase behavior faktor
yang diamati adalah konsentrasi pada larutan surfaktan. Mekanisme dari pengujian ini yaitu dengan
menaruh larutan surfaktan dengan berbagai kosentrasi bersamaan dengan minyak di dalam satu tube. Kemudian menaruh tube yang berisikan minyak dan larutan surfaktan tersebut ke dalam oven dengan
suhu 60˚C. Pengujian dilakukan selama dua minggu dengan diamati
secara visual untuk melihat emulsi yang terbentuk sesuai dengan interval waktu yang ditentukan. Hasil dari pengujian phase behavior dapat dilihat pada table 2 berikut.
Tabel 2. Hasil uji Phase
Behavior
|
Komposisi Surfaktan |
Fasa |
Volume Pada Waktu Pengamatan
(Jam) |
Total Emulsi (%) |
Jenis Emulsi Fasa |
|||
|
0 |
336 |
||||||
|
Light Crude Oil 39◦ API |
Salinitas 8000 ppm 0.5 % Surfaktan + 0.5% kosurfaktan |
Minyak |
1,6 |
1,75 |
6,25% |
atas |
|
|
Emulsi |
1,7 |
0,25 |
|||||
|
Surfaktan |
0,7 |
2 |
|||||
|
Salinitas 8000 ppm 0.7 % Surfaktan + 0.7% kosurfaktan |
Minyak |
1,05 |
1,4 |
13,75% |
atas |
||
|
Emulsi |
0,9 |
0,55 |
|||||
|
Surfaktan |
2,05 |
2,05 |
|||||
|
Salinitas 8000 ppm 0,9 % Surfaktan + 0,9% kosurfaktan |
Minyak |
1,1 |
1,9 |
1,25% |
atas |
||
|
Emulsi |
1,3 |
0,05 |
|||||
|
Surfaktan |
1,6 |
2,05 |
|||||
|
Salinitas 8000 ppm 1 % surfaktan + 1% kosurfaktan |
Minyak |
1,1 |
1,4 |
22,50% |
Tengah |
||
|
Emulsi |
2,4 |
0,9 |
|||||
|
Surfaktan |
0,5 |
1,7 |
|||||
|
Salinitas 8000 ppm 1.3% surfaktan + 1.3 % kosurfaktan |
Minyak |
1,4 |
1,8 |
5,00% |
atas |
||
|
Emulsi |
2,1 |
0,2 |
|||||
|
Surfaktan |
0,5 |
2 |
|||||
Dapat dilihat hasil pengujian phase behavior
test pada tabel 2 yang menunjukan
perubahan emulsi pada rentang waktu 0 jam dan 336 jam
(2 minggu). Pencampuran antara larutan surfaktan, brine dan minyak menghasilkan tiga jenis fasa emulsi,
yaitu emulsi fasa bawah (surfaktan
larut dalam air), emulsi fasa tengah
atau mikroemulsi (surfaktan larut dalam air dan larut dalam minyak) dan emulsi fasa atas
(surfaktan larut dalam minyak). Surfaktan dengan konsentrasi yang lolos dalam pengujian ini adalah
surfaktan yang memilii jenis emulsi fasa
tengah
Gambar 4. Hasil Pengujian Phase Behavior Surfaktan
Tween 20
KESIMPULAN
Hasil dari
penelitian mengenai uji kompatibilitas larutan yang mencakup uji kesetimbangan larutan (aqueous stability) dan uji perubahasan
fasa (phase behavior) sebagai
karakteristik screening surfaktan
dengan variasi konsentrasi serta brine dengan salinitas 8000 ppm
dan tempratur
60˚C. Didapat hasil pengujian aqueous stability yang menunjukan
larutan homogen pada keseluruhan konsentrasi surfaktan, maka dinyatakan larutan lolos untuk selamjutnya dilakukan pengujian phase behavior. Kemudian
hasil dari pengujian phase behavior diperoleh
hasil mikroemulsi atau terbentuknya fasa tengah hanya
pada larutan dengan konsentrasi 1%. Maka diperoleh kesimpulan, surfaktan Tween 20 dengan konsentrasi 1% kompatibel terhadap minyak ringan (39˚API). Larutan Surfaktan dengan konsentrasi 1% memiliki kestabilan emulsi yang paling baik sehingga berpotensi besar untuk menurunkan
interfacial tension agar dapat meningkatkan
perolehan minyak.
DAFTAR
PUSTAKA
Andriyan, R.,
Setiati, R., Kasmungin, S., Pratiwi, R., Teknik, J., Fakultas, P., Kebumian,
T., and Trisakti, E. (2018): PENGARUH TES UJI FASA DAN INTERFACIAL TENSION
(IFT) TERHADAP KINERJA SURFAKTAN DALAM PROSES EOR, PROSIDING SEMINAR
NASIONAL CENDEKIAWAN, 0(0).
Bera, A., and
Mandal, A. (September 19, 2015): Microemulsions: a novel approach to enhanced
oil recovery: a review, Journal of Petroleum Exploration and Production
Technology, Springer Verlag. https://doi.org/10.1007/s13202-014-0139-5
Fadila, F.,
Adriani, A. R., Rizqi, D., and Resa, M. (2018): Sintesis Asam Oktil
Lignosulfonat dan Selulosa Sulfat Sebagai Surfaktan dari Limbah Gergaji Kayu
Untuk Aplikasi Enhanced Oil Recovery.
Juita, R.,
Arnelli, A., and Yusniati, Y. (2016): Telaah Surfaktan untuk Proses Enhanced
Oil Recovery (EOR) dan Profil Adsorpsi Surfaktan A-Olefin Sulfonates (AOS), Jurnal
Kimia Sains Dan Aplikasi, 19(1).
https://doi.org/10.14710/jksa.19.1.27-31
Liu, W., He,
H., Yuan, F., Liu, H., Zhao, F., Liu, H., and Luo, G. (2022): Influence of the
Injection Scheme on the Enhanced Oil Recovery Ability of Heterogeneous Phase
Combination Flooding in Mature Waterflooded Reservoirs, ACS Omega, 7(27),
23511–23520. https://doi.org/10.1021/acsomega.2c02007
M. Farid
Hermiza (August 2022): UJI LABORATORIUM PEMILIHAN SURFAKTAN POLIMER TAHAP
EOR UNTUK MENINGKATKAN PEROLEHAN MINYAK LAPANGAN X, Universitas Islam Riau,
Pekanbaru.
Mustamina
Maulani, and Rini Setiati (2018): Korelasi Konsentrasi Surfaktan NaLS Ampas
Tebu Pada Beberapa Salinitas Terhadap Pengukuran IFT, Jurnal Petro 2017,
VI(No 2).
Nusaly, P.,
Kasmungin, S., Rakhmanto, A., Teknik, J. M., Fakultas, P., Kebumian, T.,
Energi, D., and Trisakti, U. (2020): Webinar Nasional Cendekiawan Ke 6 Tahun
2020, KOCENIN Serial Konferensi.
Prisiela Utami,
Sugiatmo Kasmungin, Puri Pauhesti, Havidh Pramadika, Aziz Ibrahim, and Abdalim
Fadlu (2019): PENGARUH KONSENTRASI SURFAKTAN TERHADAP PADA LAPANGAN DI
SUMATERA SELATAN, Universitas Trisakti, Jakarta.
Suparwoto, S.,
Setiati, R., Rahkmanto, P. A., Fathaddin, Muh. T., Prakoso, S., and Mardiana,
D. A. (2024): UJI KESTABILAN LARUTAN DAN PERUBAHAN FASA SEBAGAI KARAKTERISTIK
DARI SCREENING SURFAKTAN METIL ESTER SULFONATE KELAPA SAWIT TERHADAP MINYAK
RINGAN LAPANGAN “X“, JURNAL PENELITIAN DAN KARYA ILMIAH LEMBAGA PENELITIAN
UNIVERSITAS TRISAKTI, 268–275. https://doi.org/10.25105/pdk.v9i1.18790
Wiralodra, G.,
Farkhatus Solikha, D., and Haryanti, R. (2021): Pre Screening Surfaktan untuk
Injeksi Chemical Eor di Lapangan X, Gema Wiralodra, 12(1),
95–109.
Yekeen, N.,
Manan, M. A., Idris, A. K., and Samin, A. M. (2017): Influence of surfactant
and electrolyte concentrations on surfactant Adsorption and foaming
characteristics, Journal of Petroleum Science and Engineering, 149,
612–622. https://doi.org/10.1016/j.petrol.2016.11.018
Yulia, P. S.,
Kasmungin, S., and Fathaddin, M. T. (2017): Kajian Laboratorium Mengenai
Pengaruh Salinitas, Jenis Surfaktan Dan Konsentrasi Surfaktan Terhadap Recovery
Factor Dalam Sistem Injeksi Surfaktan Untuk Batuan Karbonat, Prosiding
Seminar Nasional Cendekiawan, 3.
Yulia, P. S.,
Kasmungin, S., and Fathaddin, M. T. (2020): ANALISIS SALINITAS DAN KONSENTRASI
SURFAKTAN AOS DAN TWEEN 20 TERHADAP RECOVERY FACTOR PADA PROSES IMBIBISI DAN
CORE-FLOODING, PETRO:Jurnal Ilmiah Teknik Perminyakan, 9(4).
https://doi.org/10.25105/petro.v9i4.8227
Zhang R (2015):
Surfactant Enhanced Oil Recovery in Carbonate Reservoirs: Influence of the
Surfactant Structure on Interfacial Tension Reduction and Oil Recovery, Energy
& Fuels, 29(8), 5145–5145