Vol. 1, No.1, 2017, p. 16-27
Evaluasi Efisiensi Proses Crude Oil Dehydtation di CGS 5 Lapangan  X Provinsi Riau
Novia Rita 1a dan Rasyid Gani Hadi 1b
1a,b Program Studi Teknik Perminyakan Universitas Islam Riau Jl. Kharuddin Nasution Km 11 No 113 Marpoyan, Pekanbaru Email: noviarita@eng.uir.ac.id
Received 14 Desember 2016; Accepted 20 February 2017 Available online 30 April 2017

## ABSTRAK
CGS  5  Lapangan  X  memiliki  sebuah  fasilitas  OTP (Oil  Treating  Plant) yang  mana    dari  hasil  analisa perhitungan retention  time dalam  proses crude  oil  dehydration diperoleh  rata-rata  laju  alir  fluida  terproduksi yang  diolah  sebesar  434.247  bfpd  dan retention  time aktual  rata-rata  selama  42,878  jam,  sementara retention time berdasarkan desain operasi dengan laju alir fluida terproduksi 440.000 bfpd yaitu selama 22,399 jam. Hasil perhitungan  jumlah demulsifier rata-rata  yang  digunakan  di CGS 5    adalah  sebesar  102  ppm,  dimana  hal  ini melebihi  target  yang  sudah  disepakati  yaitu  90  ppm.  Berdasarkan  hasil  evaluasi  efisiensi  proses crude  oil dehydration CGS 5  yang  diperoleh,  maka  seharusnya  tidak  diperlukan  penambahan retention  time dan demulsifier karena  kadar BS&W di  dalam  minyak  mentah  tersebut  masih  memenuhi  standar  kualitas  yaitu dibawah 1% (batasan kadar BS&W menurut Standar API ), dimana rata-rata kandungan BS&W di CGS 5 sebesar 0,54%.
Kata Kunci : Oil Treating Plant, crude oil dehydration, demulsifier, retention time, BS&W

## ABSTRACT
CGS 5 Field X has a facility OTP  (Oil  Treating  Plant) which the results of calculation analysis retention time in the process of crude oil dehydration gained an average flow rate of fluid production rate that is processed by 434. 247 bfpd and retention time actual average over 42,878 hours, while the retention time based on the design operating at a flow rate of fluid Production 440.000 bfpd ie during 22,399 hours. The calculation of the result average of demulsifier used in CGS 5 is equal to 102 ppm, where it exceeded the targets that have been agreed as 90 ppm. Based on the results  evaluation of the efficiency process of crude oil dehydration CGS 5 obtained, it should not have required the addition of retention time and demulsifier because the levels BS & W in the crude oil still meets the standards of quality that is below 1% (limit levels of BS & W according to the API standard), where the average content BS & W in CGS 5 of 0,54%.
Keyword : Oil Treating Plant, crude oil dehydration, demulsifier, retention time, BS&W

## I. PENDAHULUAN
Dalam usaha memproduksikan minyak dan gas bumi, diperlukan berbagai fasilitas permukaan atau biasa disebut surface  facility .  Kegunaan  dari surface  facility ini  adalah  agar  minyak/gas  bumi  bisa  dialirkan  dan  diproses setelah  minyak/gas  tersebut  berhasil  diangkat  dari  dasar  sumur  ( subsurface )  menuju  permukaan  ( surface ) (Kemendikbud,  2013).  Salah  satu  bagian  dari surface  facility adalah gathering  system .  Pengolahan  fluida terproduksi  di  dalam gathering  system menggunakan  bahan  kimia  yaitu demulsifier untuk  mempercepat pemisahan antara minyak dan air.
CGS  5  Lapangan  X  terdapat  di  PT.  CPI  Provinsi  Riau  (Lampiran  1),  dimana  pada  fasilitas  CGS  5  terdapat fasilitas cr ude oil dehydration yang bertujuan untuk memisahkan air dengan minyak sebelum dikirim ke tempat pengilangan  akhir  ( refinery ).  Salah  satu  cara  yang  digunakan  untuk  memisahkan  minyak  dan  air  (cr ude  oil dehydration ) yang ada di dalam OTP CGS 5 yaitu dengan menambahkan demulsifier ke dalam sistem crude oil dehydration ,  sehingga  diharapkan  perolehan  minyak  yang  keluar  dari OTP memenuhi  standar  kualitas  untuk dijual. Dengan berlandaskan hal tersebut, peneliti bermaksud untuk melakukan evaluasi efisiensi proses crude oil dehydration di CGS 5 Lapangan X dengan menentukan retention time dan  jumlah demulsifier yang digunakan sehingga diperoleh produk minyak mentah dengan kadar Basic Sediment and Water (BS&W) lebih kecil dari 1% (Standar API).

## II. METODOLOGI PENELITIAN DAN LANDASAN  TEORI
Penelitan  dilaksanakan  dengan  metode  analitik  dan  survey  lapangan.  Sebelum  mengolah  data  untuk mengevaluasi efisiensi proses crude oil dehydration di CGS 5, diperlukan data produksi sumur (Lampiran 2) dan data desain gathering  system pada CGS 5 (Anonim, 2015, CGS  File)  yang akan dianalisa. Data produksi  yang diperoleh, akan diolah untuk mengetahui retention time proses crude oil dehydration setiap harinya dan jumlah penggunaan demulsifier setiap harinya. Sedangkan dari data desain gathering system pada CGS 5, diperoleh data kapasitas dari masing-masing fasilitas di CGS 5 (total incoming production capacity , crude oil capacity dan total reclaimed water ). setelah  mendapatkan  data  produksi  lengkap  (fluida,  minyak  dan  air)  setiap  harinya  yang  terhitung  dari September  hingga  November  2015,  plot  nilai  tersebut  pada  grafik  Tanggal  vs Retention  Time dan  Jumlah Demulsifier .  Begitu  juga  dengan  nilai  kapasitas  yang  diperoleh  dari  data  desain gathering  system ,  plot  nilai tersebut pada grafik Tanggal vs Kapasitas GS .
Plot  hasil  grafik  dari  masing-masing  data  dalam  satu  halaman  grafik,  dapat  memperlihatkan  perbedaan  grafik dari kedua data. Dari perbedaan yang diperoleh, dapat diketahui apakah kapasitas GS yang berjalan telah efisien atau  harus  dilakukan  kajian  lebih  lanjut  terhadap  faktor  yang  mempengaruhi retention  time dan  jumlah demulsifier yang digunakan. Demulsifier merupakan zat kimia yang berfungsi mempengaruhi aktivitas emulsifier , yaitu dengan jalan merusak pengaruh emulsifier pada  bidang  batas  antar  muka  butiran  air  dan  minyak,  dengan  demikian  butir-butir  lebih mudah untuk bergabung menjadi butiran yang lebih besar, selanjutnya akan mudah terpisah dari minyak secara settling (Kokal, 2000). Sedangkan retention time adalah waktu fluida berada di dalam tangki sebelum pindah ke fasilitas berikutnya.
Retention time dapat ditentukan dengan persamaan:
t r = ..................  (1)
Pemakaian demulsifier yang ideal akan memberikan hasil sebagai berikut (Manning F.S, 1995):
1.  Pemisahan  air  dari  emulsi  cepat,  beberapa  bahan  kimia  menunjukkan  suatu  pemisahan  air  dengan  cepat sebelum semua air dilepaskan, sehingga menghasilkan BS&W yang tinggi. Beberapa bahan kimia lainnya dapat memisahkan air dengan lambat, tetapi akan menghasilkan minyak yang lebih (BS&W rendah). 2.Pemisahan sempurna antara air dan emulsi. 3 .Treatment yang efektif pada dosis rendah.
4.Tidak  ada  residu  berbahaya  yang  dapat  mempengaruhi  produksi  minyak  mentah  atau refinery proses (pengolahan limbah). 5.Viskositas rendah.
Formula perhitungan dalam penginjeksian chemical sebagai berikut:
Ppm chemical= ....(2)
Gallon chemical = ..............(3)
Data  Desain  CGS  5  meliputi  data Total  Incoming  Production  Operating  Capacity :  660.000  bbl/hari, Total
Crude Oil Operating Capacity : 94.000 bbl/hari, Total Water Operating Capacity : 496.500 bbl/hari, Kapasitas setiap FWKO tank : 21.920 bbl, Q l setiap FWKO Tank : 220.000 bbl/hari, Kapasitas setiap Wash Tank : 65.860 bbl, Q l setiap Wash Tank : 79.000 bbl/hari, Jumlah target demulsifier yang digunakan per hari: 90 ppm. Adapun retention time per train berdasarkan data desain CGS 5 dapat ditentukan sebagai berikut: a. Retention time pada FWKO Tank
t r @ FWKOTank = =
= 2,391 jam
Nilai  Q l FWKO  Tank merupakan  jumlah  fluida  yang  masuk  untuk  setiap train berdasarkan  data  desain CGS 5.
b. Retention time pada Wash Tank
t r @WashTank  = = = 20,008 jam
Nilai Q l merupakan keluaran  jumlah  fluida dari FWKO Tank yang  masuk ke Wash Tank per train berdasarkan data desain CGS 5. Dari perhitungan diatas  maka total retention  time per train pada FWKO tank dan Wash Tank berdasarkan data desain yang ada adalah 22,399 jam.

## III. PENGOLAHAN DATA, HASIL DAN ANALISIS
Dari data pembanding yang diperoleh  berdasarkan hasil desain (Pada Metodologi), maka dilakukan pengolahan data dari tanggal 1 September  sampai dengan  19 November 2015 sehingga akan diperoleh retention  time pada FWKO Tank dan Wash Tank dengan kondisi dua dari tiga train yang beroperasi. Lalu total retention time diplot terhadap  konsentrasi demulsifier setiap  harinya  dibandingkan  dengan  penggunaan demulsifier sesuai  dengan kesepakatan kontrak yaitu sebesar 90 ppm.
Adapun pengolahan data yang dilakukan sebagai berikut:
1. Menentukan Retention Time (t r ) per train a. Dari data pada tanggal 1 September 2015 (Lampiran 1) Data Produksi CGS 5.
t r @ FWKOTank = = 2,299 jam
t r @ WashTank = = 39,530 jam
Ql Wash  Tank didapat  dari  hasil  pembagian  total  minyak  yang  dikirim  setiap  harinya  dengan  persentase residual  fluida  yang  masuk  dari FWKO  Tank .  Persentase  residual  diasumsikan  yang  masuk  ke Wash  Tank sebesar 55%. Adapun perhitungannya sebagai berikut:
Q l Wash Tank per train = = = 39.985 bfpd
Sehingga  total retention  time pada FWKO  Tank dan Wash  Tank pada  tanggal  1  September  2015  adalah sebagai berikut:
Total t r @ 1 September 2015 = t r FWKO Tank + t r Wash Tank = 2,299 jam + 39,530 jam = 41,830 jam
Perhitungan  yang  sama  dilakukan  pada  setiap  data  produksi  yang  dihasilkan  setiap  harinya,  hasilnya  dapat dilihat pada Tabel Lampiran 3.
2.  Menentukan  Jumlah Demulsifier Aktual  Dari  data  pada  tanggal  1  September  2015  Tabel  Lampiran  1  Data Produksi CGS 5 maka jumlah demulsifier aktual yang digunakan adalah sebagai berikut :
a. Jumlah Demulsifier Aktual = = = 115 ppm
(bfpd) (bopd) (bwpd) (%) (gpd) (ppm) (jam) 23/09/15 427841 43021 384820 89,9% 0,54 205 113 42,874 24/09/15 414337 43162 371175 89,6% 0,50 207 114 42,823 25/09/15 449561 43790 405771 90,3% 0,58 216 117 42,046 26/09/15 463853 43577 420276 90,6% 0,65 193 105 42,168 27/09/15 443743 43323 400420 90,2% 0,57 227 125 42,505 28/09/15 461559 43311 418248 90,6% 0,66 207 114 42,424 29/09/15 451797 43090 408707 90,5% 0,58 219 121 42,679 30/09/15 440220 43205 397015 90,2% 0,59 223 123 42,633 1/10/2015 444166 43394 400772 90,2% 0,62 213 117 42,437 2/10/2015 461866 41683 420183 91,0% 0,66 211 121 43,991 3/10/2015 450077 44701 405376 90,1% 0,55 200 107 41,234 4/10/2015 443489 43146 400343 90,3% 0,51 191 105 42,671 5/10/2015 441436 43313 398123 90,2% 0,50 200 110 42,526 6/10/2015 435938 43584 392354 90,0% 0,50 190 104 42,307 7/10/2015 404128 43565 360563 89,2% 0,50 194 106 42,514 8/10/2015 445824 43725 402099 90,2% 0,50 195 106 42,125 9/10/2015 430825 43477 387348 89,9% 0,50 200 110 42,434 10/10/2015 452527 43604 408923 90,4% 0,58 228 124 42,200 11/10/2015 430744 43365 387379 89,9% 0,53 195 107 42,537 12/10/2015 443173 43490 399683 90,2% 0,53 185 101 42,354 13/10/15 418151 42936 375215 89,7% 0,53 182 101 43,011
total demulsifier ppm demulsifier Tr Tanggal Qf Qo Qw
Wc bsw
Jumlah demulsifier seharusnya pada 90 ppm adalah sebagai berikut :
Jumlah Demulsifier @90 ppm  = =
= 166 gpd
Perhitungan yang sama dilakukan pada setiap data produksi yang dihasilkan setiap harinya periode 1 September – 19 November 2015. Hasil konsentrasi dari jumlah demulsifier aktual dan jumlah demulsifier pada konsentrasi 90  ppm  dapat  dilihat  pada  Tabel  Lampiran  4.  Dari  hasil  yang  diperoleh  dalam  penentuan retention  time dan jumlah demulsifier dapat  ditabulasikan  pada  Tabel  1,  dimana  hasil  yang  dievaluasi  dimulai  dari  tanggal  23 september 2015 sampai dengan 13 Oktober 2015.
Dari  Data  pada  Tabel  1,  dapat  dilihat  pada  tanggal  23  September  laju  produksi  menunjukkan  nilai  sebesar 427.841  bfpd  membutuhkan retention  time sebesar  42,874  jam,  tanggal  24  September  laju  produksi menunjukkan nilai sebesar 414.337 bfpd membutuhkan retention time sebesar 42,823 jam, tanggal 25 September laju  produksi  menunjukkan  nilai  sebesar  449.561  bfpd  membutuhkan retention  time sebesar  42,046  jam,  dan pada tanggal 26 September laju produksi menunjukkan nilai sebesar 463.853 bfpd membutuhkan retention time sebesar  42,168  jam.  Hal  ini  menunjukkan  bahwa  semakin  besar  laju  produksi  fluida,  maka  semakin  singkat retention time yang diperlukan. Kondisi ini dipengaruhi dengan demulsifier yang diinjeksikankan. Dari data yang diperoleh  terdapat  perubahan  pemberian  dosis demulsifier setiap  harinya  yang  disesuaikan  dengan  jumlah  laju fluida produksi per hari.
Seperti yang telah di jelaskan, semakin lama retention time akan menyebabkan proses pemisahan minyak dan air menjadi  semakin  baik  (Manning  and  Richard,  1995).  Pemberian demulsifier yang  bertujuan  untuk  pemecahan emulsi,  memberi  efek  kenaikan  waktu  dalam  proses retention  time .  Kondisi  ini  dapat  kita  lihat  pada  tabel  1, tepatnya pada tanggal 23 September yang menunjukkan laju fluida produksi sebesar 427.841 bfpd yang memiliki retention  time 42,874  jam dengan demulsifier sebesar 205 gpd  memiliki retention  time lebih  singkat dari pada
Tabel 1. Data Penggunaan Demulsifier dan Retention Time
tanggal  24  September  yang  memiliki  laju  fluida  produksi  sebesar  414.337  bfpd  dengan retention  time sebesar 42,823  jam  yang  memiliki demulsifier sebesar  207  gpd.  begitu  juga  pengaruh demulsifier pada retention  time dapat dilihat pada tanggal 25 dan 26 September 2015.
Dari pengolahan data yang sudah dilakukan, maka plot hasil yang diperoleh mulai dari retention time aktual dan jumlah  aktual  penggunaan demulsifier, dimana  hasil  data  tersebut  dibandingkan  dengan  data  masing-masing yaitu  data  desain retention  time dan  jumlah  penggunaan demulsifier seharusnya  yaitu  pada  90  ppm  maka diperoleh hasil yang ditunjukkan pada grafik sebagai berikut :
Grafik 1. Jumlah Demulsifier Aktual vs Jumlah Demulsifier Target
Dari  Grafik  1  menunjukkan  bahwa  proses  pengolahan  fluida  terproduksi  ditinjau  dari  jumlah demulsifier aktual yang berjalan pada proses crude oil dehydration CGS 5 masih belum efisien karena dalam penggunaan jumlah demulsifier rata-rata  melebihi  dari  target  yang  seharusnya  90  ppm  yaitu  102  ppm.  Dengan  rata-rata retention time aktual yang tersedia selama 42,878 jam yang berarti melebihi dari desain retention time yaitu selama  22,399  jam  seharusnya  memberi  dampak  terhadap  penggunaan demulsifier dan/atau  kualitas  dari minyak mentah yang akan dijual karena semakin lama retention time maka semakin baik pemisahan minyak dan  air.  Namun  ternyata  dengan  lamanya retention  time tidak  menunjukkan  pengaruh  yang  signifikan  baik terhadap penggunaan jumlah demulsifier maupun terhadap kualitas dari minyak hasil pengolahan yaitu BS&W rata-rata tetap bertahan di 0,54% (diperoleh dari t Data Produksi CGS 5 Lampiran 2).   Walaupun  pada  awal bulan November menunjukkan penurunan jumlah demulsifier seiring dengan kenaikan retention time seperti yang  ditunjukkan  oleh  Grafik  2,  namun  penurunan  jumlah demulsifier tersebut  tidak  berlangsung  lama, kenaikan  jumlah demulsifier terjadi  kembali  melebihi  dari  jumlah  target demulsifier yang  telah  ditetapkan pada 90 ppm.
Grafik 2. Grafik Retention Time Aktual vs Jumlah Demulsifier Aktual
Adapun  pada  saat  terjadi  penurunan  jumlah demulsifier dibawah  atau  sama  dengan  90  ppm  seiring  dengan kenaikan retention  time ,  proses crude  oil  dehydration yang  berlangsung  menghasilkan  minyak  dengan BS&W masih  dibawah  1  %  yaitu  rata-rata  sebesar  0,5%.  Kualitas  yang  tidak  jauh  beda  dengan  yang  dihasilkan  oleh penggunaan demulsifier melebihi 90 ppm. Data perbandingan jumlah Demulsifier terhadap jumlah BS&W dapat dilihat pada Tabel 2.
Ditinjau  dari  hasil  parameter retention  time dan  penggunaan  bahan  kimia demulsifier terhadap  hasil BS&W setiap  harinya  pada  kondisi  dua train beroperasi,  proses crude  oil  dehydration yang  berlangsung  di CGS 5 seharusnya  tidak  perlu  melakukan  penambahan retention  time dan demulsifier karena  rata-rata BS&W masih dibawah 1 % yaitu sebesar 0,54%.
Tabel 2. Perbandingan Jumlah Demulsifier terhadap BS&W

## IV. KESIMPUAN DAN SARAN
a. Kesimpulan
Hasil dari penelitian ini dapat disimpulkan sebagai berikut:
1. Hasil perhitungan rata-rata retention  time dalam  proses crude oil dehydration pada CGS 5 adalah  selama 42,878 jam, dimana waktu tersebut lebih lama dari retention time berdasarkan desain operasi yaitu selama 22,399 jam.
2. Hasil perhitungan jumlah demulsifier rata-rata yang digunakan di CGS 5  adalah sebesar 102 ppm, hasil ini lebih besar dari jumlah demulsifier yang di tetapkan oleh perusahaan yaitu 90 ppm.
b. Saran Hasil  evalusi  efisiensi  proses crude  oil  dehydration pada CGS 5  Lapangan  X  diperoleh  bahwa  tidak  perlu melakukan  penambahan retention  time dan demulsifier, karena  kadar BS&W hasil  pengolahan  minyak  mentah masih  lebih  kecil  dari  1%  yaitu  rata-rata  sebesar  0,54%.  Sebaiknya retention  time dan demulsifier yang digunakan tetap 22,399 jam dan 90 ppm yang sudah menjadi ketetapan awal perusahaan.

## V. DAFTAR SIMBOL DAN SINGKATAN
ppm = Part Per Million (Konsentrasi chemical bagian dalam satu juta) GPD = Gallon Per Day BOPD  = Barrel Oil Per Day
Bbl
= 42 gallon t r = Retention time (jam)
Qf
= Laju alir fluida (bfpd)
Ql = Lajualir liquid (bfpd) Qo = Laju alir minyak (bopd)
Qw = Laju alir air (bwpd) WC = Water cut (%)

## VI. DAFTAR PUSTAKA
Anonim., 2012, Production Operation modul 6B , PT. Chevron Pacific Indonesia. Iskandar, Z., 2003. Diktat Kuliah Proses Pengolahan Lapangan , Fakultas Teknik Jurusan Teknik Perminyakan, Universitas  Islam  Riau. Kemendikbud., 2013. Teknik Produksi Migas Semester 3 ,Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan, Jakarta Kokal, S. L., 2000, Crude Oil Emulsions, Petroleum Engineering Handbook: Vol. 1, Chapter 12, SPE, Texas Manning,  F.S.,  and  Richard  E.T.,  1995, Oilfield  Processing  Volume  Two:  Crude  Oil ,  PennWell  Books, Oklahoma.
Lampiran I
Gambar 1. Peta Lokasi Lapangan X Provinsi Riau
Gambar 2. Skematik OTP CGS 5

## Lampiran 2

## Tabel Data Produksi Lapangan X

## Lampiran 3
Tabel Hasil Retention Time

## Lampiran 3 Lanjutan

## Lampiran 4
Tabel Jumlah Demulsifier yang digunakan

## Lampiran 4 Lanjutan