Evaluasi Nilai Water Cut Pada Wash Tank Dengan Menjaga Interface Fluida Berdasarkan Tinggi Peletakan Syphon
Rafiska Chelsie Howitzerni 1 , Pradini Rahalintar 1*
1 Teknik Produksi Minyak dan Gas, Politeknik Energi dan Mineral Akamigas, Jalan Gajah Mada No. 38, Cepu, Blora, Jawa Tengah, 58315

## ABSTRAK
Salah  satu  permasalahan  yang  kerap  terjadi  di  stasiun  pengumpul  (SP)  adalah  kualitas produksi yang kurang baik. Hal ini biasanya disebabkan oleh pengontrolan tingkat fluida pada wash tank yang kurang optimal sehingga nilai water cut pada minyak kerap tinggi. Untuk itu perlu dilakukan  pengendalian interface fluida  dengan  menggunakan syphon .  Guna  tetap  menjaga stabilitas produksi di stasiun pengumpul, perlu adanya pengendalian level fluida di wash tank , pengawasan  terhadap  tekanan,  pengawasan  terhadap  suhu  serta  faktor  lainnya  yang  dapat mempengaruhi kualitas produksi dari pemisahan wash tank . Penelitian yang dilakukan pada kasus pengendalian terhadap level fluida di wash tank dilakukan pada SP Ogan yang bertujuan untuk mengevaluasi kualitas produksinya, dimana pengendalian letak ketinggian syphon berpengaruh pada  pemisahan  fluida.  Ketika syphon diletakkan  pada  ketingggian  yang  salah,  maka  hasil pemisahan fluida pada wash tank tidak efisien dan tidak efektif. Maka dari itu perhitungan letak ketinggian syphon harus diperhitungkan sesuai dengan ukuran tangki serta jumlah fluida  yang tertampung dengan harapan dapat menjaga interface fluida dan oil stock tank yang cocok dengan set point yang sudah ditetapkan. Besarnya produksi minyak per hari di stasiun pengumpul sangat mempengaruhi nilai oil stock tank agar minyak yang dipompakan ke flow line mempunyai nilai wash tank 5%.
Kata kunci: Wash tank , syphon , water cut , evaluasi, interface
pradini.rahalintar@esdm.go.id

## 1. Pendahuluan
Dalam proses hulu di industri minyak dan gas, minyak  yang  telah  diangkat  dari  sumur- sumur  produksi  akan  dialirkan  ke  tempat pemisahan pertama yaitu stasiun pengumpul . Peralatan produksi pada stasiun pengumpul merupakan  sistem  jaringan  pemisahan  dan pengolahan  sementara  fluida,  serta  sarana perlengkapan  penampungan  fluida  hasil  pe- misahan  sebelum  dialirkan  ke  PPP  atau  di- alirkan  sesuai  dengan  ketentuannya . Para- meter yang mempengaruhi kualitas produksi harus  dilakukan  pengetesan    secara  berkala
oleh operator produksi. Beberapa parameter yang  mempengaruhi  diantaranya  besarnya scale yang ada di sepanjang pipa produksi pa- da  stasiun  pengumpul,  nilai pressure  drop , kinerja peralatan, dan nilai water cut [1]. Per- masalahan utama yang terjadi di stasiun pe- ngumpul Ogan yang mempengaruhi kualitas produksi adalah kinerja peralatan yang sudah tidak optimal dan nilai water cut minyak yang telah dipisahkan masih tinggi.
Salah  satu  peralatan  yang  menentukan  kua- litas produski pada stasiun pengumpul adalah wash tank yang berguna sebagai alat pemisah fluida. Didalam wash tank terjadi proses pe-
Indonesian Journal of Petroleum and Mineral (2024) Vol. 4 No. 1 https://doi.org/10.53026/IJoEM/2024/4.1
misahan antara minyak mentah dan air ber- dasarkan berat jenis fluidanya yang nantinya berpengaruh pada kualitas produksi minyak dari stasiun pengumpul yang akan dikirim ke PPP [2]. Peralatan yang menjadi bagian dari pemisahan pada wash tank ini adalah syphon. Syphon merupakan alat berbentuk seperti ta- bung dengan ukuran tertentu dimana akan di- letakkan pada ketnggian yang telah diperhi- tungkan di sisi wash tank [3]. Sistem kerja alat ini  mirip  seperti  sistem  pipa  U  dimana  ada dua fluida yang berbeda akan mengalir pada ketinggian  tertentu  berdasarkan  gravitasi. Yang  terjadi  pada wash  tank 6  SP  Ogan  ini adalah pemisahan yang terjadi didalam wash tank sudah  tidak  optimal  yang  artinya  kua- litas  minyak  setelah  dilakukan  pemisahan masih mengandung nilai water cut yang tinggi [4].  Hal  ini  terjadi  karena wash  tank yang berada  di  SP  Ogan  sudah  tidak  optimal  dan desain peralatan yang kurang sesuai. Sehing- ga untuk menjaga stabilitas kualitas produksi di  stasiun  pengumpul  perlu  dilakukan  pe- ngendalian interface fluida pada wash tank se- bagai  tangki  pemisah  terakhir  sebelum  mi- nyak  di  alirkan  ke oil  tank dan  air  ke water tank atau bak cerat.
Penelitian ini berfokus pada proses yang ter- jadi pada wash tank . Ketinggian level syphon harus  diajaga  untuk  menjaga interface pada set  point yang  telah  ditetapkan. Syphon ini berfungsi  sebagai  alat  penting  dari  sistem pengendalian  pemisahan  dan  pengontrolan ketinggian level fluida yang berbeda fasa [5]. Adapun permasalahan yang diangkat dari pe- nelitian  ini  adalah  bagaimana  cara  mengop-
timasi  dan  meningkatkan  hasil  kualitas  pro- duksi  yang  ada  dengan  tujuan  untuk  meng- indentifikasi permasalahan yang terjadi pada wash tank 6 SP Ogan.

## 2. Metode
Penelitian  ini  dilakukan  dengan  mengguna- kan  metode  pengamatan  dan  analisa  dari penelitian  yang  dilakukan  selama  3  bulan pada wash tank 6 di SP Ogan. Setelah dilaku- kan  pengamatan  maka  diambil  data  untuk diperoleh  sehingga  dapat  ditentukam  varia- bel bebas dan variabel terikatnya. Dalam me- lakukan penelitian ini terlebih dahulu penulis melakukan  studi  literatur  kemudian  dilaku- kan  input  data  yang  diperoleh  yaitu  berupa data produksi harian pada SP Ogan. Dari data inputan ini kemudian dilakukan perhitungan interface fluida  dan  jika  nilai water  cut ter- nyata < 5% dinyatakan penelitian selesai, te- tapi jika nilai water cut masih tinggi akan di- lakukan  perhitungan  ulang  dan  optimasi tangki agar mendapatkan nilai produksi yang optimal.

## 3. Hasil
Stasiun  pengumpul  Ogan  merupakan  salah satu stasiun pengumpul dari wilayah kerja PT. Pertamina  Hulu  Rokan asset 2 field Prabu- mulih yang terletak di distrik 2. Produksi yang diproses  di  SP  Ogan  ini  berasal  dari  sumur produksi Ogan dengan gross berkisar di angka 11.000-11.500 blpd dan nett di kisaran 750- 830 bopd.
Tabel 1. Data Wash tank 6 SP Ogan Data Nilai Satuan Gross Produksi (rata-rata) 8500 - 10500 blpd Nett Produksi (rata-rata) 650 - 750 bopd Temperature 47 – 49 ℃ Tekanan oulet 7 psi Volume Tangki ( wash tank ) 1500 bbls Tinggi Tangki ( wash tank ) 610
cm
Tinggi syphon 570 cm Tinggi oil out 600 cm Ketebalan minyak 50 cm Ketebalan air 550 cm ρ oil (rho minyak)  0,86 kg/L ρ water (rho air) 1,03 kg/L • Menghitung gross harian yang masuk ke wash tank.
𝐺𝑟𝑜𝑠𝑠 = 𝐺𝑟𝑜𝑠𝑠 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑘𝑠𝑖 𝑠𝑝 𝑂𝑔𝑎𝑛 − 𝐺𝑟𝑜𝑠𝑠 𝑝𝑜𝑚𝑝𝑎𝑎𝑛 𝐵𝐴 𝑠𝑝 𝑂𝑔𝑎𝑛 ………………. (1)
Dari  hasil  perhitungan  ini  diperoleh  bahwa nilai gross pada  tanggal  1  Februari  adalah 1529,130  bbls.  Perhitungan  ini  dilakukan dengan  cara  yang  sama  hingga  tanggal  28 Februari.
• Menghitung nilai water cut harian 𝑊𝑎𝑡𝑒𝑟 𝑐𝑢𝑡 = 𝐺𝑟𝑜𝑠𝑠−𝑛𝑒𝑡𝑡 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑘𝑠𝑖 𝐺𝑟𝑜𝑠𝑠 ×
100% …………………………………………….(2)
Nilai water  cut rata-rata  yang  terhitung adalah 55,09% dan nilai ini tergolong sangat tinggi sehingga perlu dilakukan analisa lebih lanjut.
• Menghitung  tekanan  dasar  tangki menggunakan KSC method ( kilogram force per square centimeter )
𝑃𝐻 = 𝜌 ℎ .............................................................. (3)
Setelah  dilakukan  perhitungan,  maka  dida- patkan nilai tekanan dasar tangki pada wash tank ini  yang  disebabkan  oleh syohon ini adalah 0,5871 KSC
•
Mencari  ketebalan  minyak  dan  air yang ada didalam wash tank . Ketebalan air dihitung dengan persamaan:
𝑃𝐻 = (0,1 × 𝜌 𝑎𝑖𝑟 × ℎ 𝑎𝑖𝑟) + (0,1 × 𝜌 minyak × ℎ 𝑚𝑖𝑛𝑦𝑎𝑘) … (4)
Dari  rumus  ini  maka  diperoleh  perhitungan tebal air yang ada didalam tangki adalah 4,8 meter dan disetarakan dengan volume tangki yaitu 1055 bbl.
𝐾𝑒𝑡𝑒𝑏𝑎𝑙𝑎𝑛 𝑚𝑖𝑛𝑦𝑎𝑘 = ℎ(𝑜𝑖𝑙 𝑜𝑢𝑡) − 𝑥 ......(5)
Ketebalan  minyak  yang  ada  didalam  tangki yaitu 1,82 meter atau setara dengan 455 bbl. Nilai  ini  tergolong  masih  sangat  tinggi sehingga perlu dilakukan analisa kembali dan dilakukan optimasi.
• Redesain wash tank dan perhitungan ulang tinggi peletakan syphon .
•
• Menghitung retention time
𝑟𝑒𝑡𝑒𝑛𝑡𝑖𝑜𝑛 𝑡𝑖𝑚𝑒 = 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑡𝑎𝑛𝑔𝑘𝑖 𝑔𝑟𝑜𝑠𝑠 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑘𝑠𝑖 × 24 …..…………………………………………….(6) Nilai  waktu  tunggu  yang  diperlukan  tangki untuk  mendapatkan  kualitas  produksi  yang optimal yaitu agar dapat memisahkan minyak dan gas adalah 4 jam.
• Menghitung volume yang dibutuhkan
wash tank 𝑣𝑜𝑙 𝑤𝑎𝑠ℎ 𝑡𝑎𝑛𝑘 = 𝑟𝑒𝑡𝑒𝑛𝑡𝑖𝑜𝑛 𝑡𝑖𝑚𝑒 24 × 𝑘𝑎𝑝𝑎𝑠𝑖𝑡𝑎𝑠 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑘𝑠𝑖 ………….…………..(7)
Indonesian Journal of Petroleum and Mineral (2024) Vol. 4 No. 1 https://doi.org/10.53026/IJoEM/2024/4.1
Volume  yang  dibutuhkan  untuk  minyak  be- rada  didalam wash  tank dari  hasil  per- hitungan ini adalah 333,3 bbls.
• Menghitung  ulang  ketebalan  minyak dan  air  yang  diperlukan  dari  hasil  redesain tinggi peletakan syphon.

## Tebal minyak
𝑇𝑒𝑏𝑎𝑙 𝑚𝑖𝑛𝑦𝑎𝑘 = 𝑣𝑜𝑙 𝑤𝑎𝑠ℎ 𝑡𝑎𝑛𝑘 𝑣𝑜𝑙 𝑡𝑎𝑛𝑔𝑘𝑖 𝑝𝑒𝑟 𝑐𝑚 ………….(8)

## Tebal air
𝑇𝑒𝑏𝑎𝑙 𝑎𝑖𝑟 = ℎ 𝑜𝑖𝑙 𝑜𝑢𝑡 − 𝑡𝑒𝑏𝑎𝑙 𝑚𝑖𝑛𝑦𝑎𝑘 ……(9)
Setelah  dilakukan  perhitungan,  diperoleh nilai real minyak yang optimal di tangki baru dengan peletakan tinggi syphon yang berbeda adalah tebal air setinggi 4,67 meter dan tebal minyak 1,33 meter.

## • Menghitung tekanan dasar tangki
𝑃𝐻 = (0,1 × 𝜌 𝑎𝑖𝑟 × ℎ 𝑎𝑖𝑟) + (0,1 ×
𝜌 minyak × ℎ 𝑚𝑖𝑛𝑦𝑎𝑘) ……………………….(10)
Tekanan  dasar  tangki  setelah  dilakukan perhitungan adalah 0,5953 KSC
• Menghitung  ketinggian  peletakan
syphon yang  setimbang  untuk  mendapatkan nilai kualitas produksi yang optimal.
ℎ(𝑠𝑦𝑝ℎ𝑜𝑛) =
𝑃𝐻 (0,1×𝜌𝑎𝑖𝑟) …………………………(11)
Jadi  ketinggian syphon yang  paling  optimal dan seimbang untuk memisahkan minyak dan air di SP Ogan adalah 5,78 meter.

## 4. Pembahasan
Tabel  2  merupakan Perbandingan  Hasil Perhitungan  pada  Kondisi  Nyata,  Hasil Evaluasi, dan Setelah Dilakukan Redesain. Tabel 2. Hasil Perhitungan pada Wash Tank Objek Kondisi nyata Hasil Evaluasi Redesain wash tank Tinggi tangki terisi (m) 6 6 6 Tinggi syphon (m) 5,70 5,70 5,78 Tebal minyak (m) 0,5 1,82 1,33 Tebal air (m) 5,5 4,18 4,67
Dari hasil perbandingan dapat dilihat bahwa terdapat  perbedaan  yang  cukup  signifikan terjadi  anatara  kondisi  nyata  di  lapangan, hasil perhitungan dengan wash tank yang ada, dan hasil perubahan letak ketinggian syphon . Pada perhitungan yang diharapkan di keting- gian syphon di 5,7 meter bahwa tebal minyak adalah  1,82  meter  dan  tebal  air  4,18  meter, namun  di  kondisi  nyata  tebal  minyak  hanya 0,5 meter dan tebal air 5,5 meter. Hal ini di- akibatkan oleh pemisahan yang kurang sem- purna sehingga nilai oil content maupun wa- ter cut nya masih tinggi.
Ketika ketinggian syphon tetap berada di 5,7 meter maka yang terjadi adalah tebal minyak
didalam wash tank adalah 1,82 meter dengan tebal  air  4,18  meter  yang  dimana  angka  ini menyebabkan stock  oil minyak  yang  tersim- pan didalam wash tank terlalu banyak sehing- ga  biasanya  harus  dikeluarkan  tidak  dengan prosedurnya.  Maka  dari  itu  dilakukan  peru- bahan  ketinggian  peletakan syphon dimana untuk  kondisi  yang  setimbang  maka syphon diletakkan  di ketinggian  5,87  meter.  Dengan kondisi ini ketebalan minyak adalah 1,33 dan ketebalan  air  4,87.  Angka  ini  adalah  angka yang optimal dimana ketebalan air tidak ter- lalu tebal yang akan menyebabkan nilai water cut tinggi  dan  air  tidak  dikeluarkan  melalui valve bypass ,  dan  tebal  minyak  juga  tidak terlalu tipis.
Dengan  keadaan  yang  setimbang  ini  ketika fluida  masuk  maka  minyak  akan  keluar  me- lalui oil outlet sesuai  dengan  perhitungan yang ada sehingga nilai water cut akan turun, dan  air  akan  keluar melalui water outlet se- hingga  nilai oil  content juga  rendah.  Untuk mendapatkan kualitas produksi yang optimal ini maka selain mengubah ketinggian syphon juga harus ditambahkan oil spreader sebagai alat bantu pemisahan cairan secara mekanik.

## 5. Simpulan
Dari  hasil  penelitian  yang  telah  dilakukan bahwa nilai water cut yang ada di wash tank 6 SP Ogan ini masih sangat tinggi yang menye- babkan  kualitas  hasil  produksi  kurang  op- timal dikarenakan pemisahan yang terjadi di wash  tank kurang  baik.  Penyebab  dari  pe- misahan  yang  kurang  baik  ini  adalah  desain dari wash  tank yang  ada  simpel  dan  tidak terdapat oil  SPreader .  Untuk  membuat  kua- litas produksi optimal maka perlu dilakukan optimasi  peralatan  berupa  perubahan  tinggi peletakan syphon dan mengubah desain dari wash  tank. Ketebalan  minyak  dan  ketebalan air  secara  perhitungan  dan  kondisi  nyata  di lapangan  berbeda.  Yakni  dengan  ketinggian
syphon 5,7  meter  seharusnya  ketebalan  mi- nyak adalah 1,82 meter dengan tebal air 4,12 meter.  Tetapi  hasil  di  lapangan  adalah  tebal air hnanya 0,5 meter dengan tebal minyak 5,5 meter.  Untuk  memisahkan  minyak  dan  air secara  optimal  maka  desain wash  tank yang ada harus diubah dan ditambahkan desain oil spreader sebagai pemisah mekanik.

## 6. Daftar Pustaka
[1] C.  Materi,  Wash  Tank,  Indonesia: Chevron, 2005.
[2] Wirawan, Evaluasi: Teori, model, standar, aplikasi,  dan  profesi,  Jakarta:  Gramedia Pustaka Utama, 2011.
[3] M. R. Rahman, Breather Valve Handbook. Introduction  Breather  Valve,  Indonesia: Scrib.id, 2016.
[4] H.  Umar,  Teknik  Evaluasi  Kinerja Perusahaan,  Jakarta:  Gramedia  Pustaka
Utama, 2002. [5] J. Chauratte, The Siphon and Understanding How Pressure Varies in a Pump System, USA: Pump Fundamental, 2016.