Studi Performa Fluida Fracturing Berbasis Guar Gum Crosslinked Pada Lapisan Sandstone Sumur AMS Melalui Simulator Hydraulic Fracturing

Abstract

Hydraulic fracturing merupakan metode stimulasi yang digunakan untuk meningkatkan produktivitas sumur pada reservoir berpermeabilitas rendah melalui pembentukan rekahan buatan yang kemudian dipertahankan terbuka dengan proppant. Keberhasilan operasi ini sangat dipengaruhi oleh karakteristik fluida fracturing, terutama viskositas, kemampuan membawa proppant, kehilangan tekanan selama pemompaan, serta potensi pembentukan residu polimer. Pada Sumur AMS di Lapangan BBP, yang memproduksikan hidrokarbon dari Formasi Upper Cibulakan (UCB) pada lapisan sandstone dengan porositas sekitar 10% dan permeabilitas sekitar 5,17 mD, riwayat sumur-sumur serupa menunjukkan kecenderungan penurunan produksi sehingga stimulasi hydraulic fracturing dipertimbangkan sebagai upaya peningkatan produktivitas. Fluida berbasis guar gum crosslinked dipilih karena sesuai dengan kondisi temperatur reservoir dan karakteristik batuan sandstone, namun konsentrasi polimer yang terlalu rendah dapat mengurangi kemampuan pengangkutan proppant, sedangkan konsentrasi yang terlalu tinggi dapat meningkatkan friction loss dan risiko residu polimer. Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi pengaruh variasi konsentrasi guar gum crosslinked terhadap parameter reologi, friction loss, geometri rekahan, fluid efficiency, FCD, dan FOI, serta mengidentifikasi kondisi operasi yang paling sesuai untuk Sumur AMS. Variasi konsentrasi yang dikaji adalah 30 pptg, 35 pptg, dan 40 pptg. Tahap awal penelitian meliputi pengumpulan data komplesi, reservoir, dan geomekanika dari perusahaan, kemudian dilakukan pembuatan fluida fracturing dan pengujian reologi menggunakan viscometer HTHP 5550 untuk memperoleh parameter flow behavior index (n’) dan consistency index (k’). Hasil uji reologi digunakan sebagai input simulasi hydraulic fracturing pada perangkat lunak FracCADE 7.0 dengan model geometri rekahan P3D. Evaluasi dilakukan terhadap kondisi dasar (laju pompa 15 bpm tanpa proppant slug) dan dilanjutkan dengan analisis sensitivitas laju alir pompa 14–16 bpm serta penerapan tahap proppant slug pada pump schedule. Seluruh skenario dianalisis berdasarkan friction loss, geometri rekahan, fluid efficiency, FCD, dan FOI. Hasil penelitian menunjukkan bahwa seluruh fluida memiliki nilai n’ di bawah 1 sehingga bersifat non-Newtonian shear thinning dan sesuai untuk aplikasi hydraulic fracturing. Perubahan konsentrasi guar gum, crosslinker, pH buffer, dan breaker menghasilkan nilai n’ dan k’ yang berbeda pada setiap sistem fluida. Peningkatan konsentrasi guar gum cenderung meningkatkan viskositas efektif dan memperbesar tubing friction loss, sementara friction loss perforasi relatif tidak banyak berubah. Dari sisi geometri rekahan, peningkatan konsentrasi terutama memperbesar lebar rekahan dan memperbaiki distribusi proppant. Nilai fluid efficiency seluruh variasi berada sekitar 33%, yang masih berada dalam rentang operasi hydraulic fracturing yang umum digunakan. Nilai FCD meningkat dari sekitar 5,2 pada 30 pptg menjadi sekitar 5,4 pada konsentrasi yang lebih tinggi, sedangkan FOI meningkat dari sekitar 7,55 menjadi sekitar 7,78. Sensitivitas laju alir pompa menunjukkan bahwa 15 bpm memberikan performa paling stabil, laju yang terlalu rendah meningkatkan risiko screen out dan distribusi proppant yang kurang baik, sedangkan laju yang terlalu tinggi menaikkan friction pressure tanpa peningkatan performa rekahan yang berarti. Penerapan proppant slug menghasilkan rekahan yang lebih konduktif (FCD lebih tinggi) tetapi dengan panjang rekahan lebih pendek sehingga FOI cenderung lebih rendah dibandingkan skenario tanpa slug. Secara keseluruhan, penelitian menyimpulkan bahwa fluida guar gum crosslinked 30 pptg pada laju pompa 15 bpm tanpa proppant slug memberikan kombinasi parameter yang paling seimbang untuk Sumur AMS, yaitu friction loss lebih rendah, geometri rekahan yang efektif, fluid efficiency 33%, FCD 5,2, dan FOI 7,6. Meskipun konsentrasi 35–40 pptg menghasilkan FCD dan FOI sedikit lebih tinggi, peningkatannya relatif kecil dibanding tambahan kebutuhan kimia, kenaikan friction loss, dan potensi residu polimer yang lebih besar. Oleh karena itu, skenario 30 pptg 15 bpm tanpa proppant slug dinilai sebagai desain yang paling realistis dan operasional untuk diterapkan pada Sumur AMS berdasarkan hasil simulasi dan evaluasi parameter teknis yang dilakukan dalam penelitian ini.