EXPERIMENT III

PERCOBAAN  III

(EXPERIMENT III)

ANALISA KIMIAWI AIR FORMASI

(CHEMICAL ANALYSIS OF FORMATION WATER)

3.1    Tujuan Percobaan

Untuk menentukan besarnya harga indeks stabilitas guna mengetahui tingkat pengendapan perkaratan yang disebabkan oleh air formasi.

3.2  Teori Dasar

Air formasi disebut pula dengan oil field water atau connate water atau interstitial water yaitu air yang terproduksi bersama-sama dengan minyak dan gas, karena adanya gaya dorong dari air (water drive) yang mengisi pori-pori yang ditinggalkan minyak. Air formasi hampir selalu ditemukan didalam reservoir hidrokarbon. Air formasi diperkirakan berasal dari laut yang ikut terendapkan bersama dengan endapan sekelilingnya, karena situasi pengendapan batuan reservoir minyak terjadi pada lingkungan pengendapan laut.

Keberadaan air formasi akan menimbulkan gangguan pada proses produktifitas sumur, tetapi walau demikian keberadaan air formasi juga mempunyai kegunaan cukup penting, antara lain:

1.   Untuk mengetahui penyebab korosi pada peralatan produksi suatu sumur.

2.   Untuk mengetahui adanya scale formation.

3.   Untuk dapat menentukan sifat lapisan dan adanya suatu kandungan yodium dan barium yang cukup besar dan dapat digunakan untuk mengetahui adanya reservoir minyak yang cukup besar.

Adapun kesulitan yang ditimbulkan karena adanya air formasi adalah:

1                 Adanya korosi.

2                 Adanya solid deposit.

3                 Adanya scale formation.

4                 Adanya emulsi.

                    Adanya kerusakan formasi.

3.3    Alat dan Bahan

3.3.1. Alat

·         Gelas Ukur 500 ml                              : 3 unit

·         Gelas Ukur 100 ml                              : 1 unit

·         Gelas Ukur 25 ml                                : 2 unit

·         Gelas Ukur 10 ml                                : 2 unit

·         Gelas Kimia 250 ml                            : 4 unit

·         Labu Erlenmeyer                                 : 6 unit

·         Pipet Tetes                                          : 9 unit

·         pH Meter                                             : 1 unit

·         Statif                                                   : 3 unit

·         Corong                                                : 3 unit

·         Buret                                                   : 3 unit

·         Batang Pengaduk                                : 3 unit

3.3.2. Bahan

·         Air suling

·         Air formasi

·         Metyl orange

·         Phenolptaline

·         K₂CrO₄

·         AgNO3

·         H₂SO₄

3.1    Prosedur Percobaan

A.   Penentuan pH

1.    Dengan menggunakan pH meter dapat langsung menentukan harga pH dari sampel.

2.    Dengan alat ukur elektrolit, kalibrasi alat sebelum di gunakan dengan cara: mengisi botol dengan larutan buffer yang telah di ketahui harga pH-nya, memasukkan elektroda pada botol yang berisi larutan buffer. Memutar tombol kalibrasi sampai digit menunjukkan harga pH larutan buffer.

3.    Mencuci botol dan elektrodanya sebelum digunakan untuk menguji sampel dengan air destilasi untuk mencegah terjadinya kontaminasi.

    

B.Penentuan alkalinitas

Alkali dari suatu cairan dilaporkan sebagai ion CO₃^-_, HCO₃^- dan OH^-, dengan mentitrasi sampel dengan larutan asam lemah dan larutan indicator. Larutan penunjuk (indicator) yang digunakan dalam penentuan kebasahan CO₃^- dan OH^- adalah Phenolptalein (PP), sedangkan Metyl orange (MO) digunakan sebagai indicator dalam penentuam HCO₃^-.

·       Prosedur Percobaan

1.    Mengambil contoh air pada gelas titrasi sebanyak 5 cc dan menambahkan larutan               Phenolptalein (PP) sebanyak 2 tetes.

2.    Mentritasi dengan larutan H₂SO₄ 0,02 N sambil digoyang. Warna akan berubah dari pink    menjadi jernih. Mencatat jumlah larutan asam tersebut sebagai Vp.

3.   Menetesi lagi dengan 2 tetes Metyl Orange, warna akan berubah menjadi orange.

4.  Mentitrasi lagi dengan H₂SO₄ 0,02 N sampai warna menjadi merah / merah muda.

    Mencatat banyaknya larutan asam total yaitu: jumlah asam (2) + asam 4 sebagai Vm.

Penentuan untuk setiap ion dalam mili eqivalen (me/L) dapat ditentukan dari tabel berikut ini:

Tabel 3.1. Klasifikasi Konsentrasi ion

	HCO3-	CO3-	OH-
P = 0	M × 20	0	0
P = M	0	0	20 × P
2P = M	0	40 × P	0
2P < M	20 × (M-2P)	40 × P	0
2P > M	0	40 × (M-P)	20 × (2P-M)

            C.Penentuan Kesadahan Total

1.    Standarisasi larutan EDTA dengan CaCl₂

a.    Timbang teliti ± 0,1470 gram CaCl₂ 2H₂O, larutkan dengan aquadest masukkan ke dalam labu ukur 100 ml (BM CaCl₂ 2H₂O = 146,98).

b.    Pipet 10 ml pindahkan ke dalam erlenmeyer.

c.    Tambahkan 5 ml larutan buffer pH 10

d.   Tambahkan beberapa tetes indikator EBT

e.    Titrasi dengan larutan EDTA sampai terjadi perubahan warna, dari merah anggur tepat menjadi biru. Baca hasil titrasi.

f.     Ulangi langkah 2 – 5 sebanyak 2 kali.

g.    Hitung konsentrasi EDTA dalam normalitas.

Perhitungan : ( M × V ) EDTA = ( M × V ) CaCl₂

2.    Penentuan kadar Ca²⁺ dan Mg²⁺ (sebelum perlakuan dan sesudah perlakuan)

a.  Siapkan sampel air, cek pH terlebih dahulu sebelum dimasukkan sampel ke dalam labu ukur

b.    Pipet 10 ml air sampel masukkan ke dalam erlenmeyer

c.    Tambahkan 5 ml larutan buffer pH=10

d.    Tambahkan beberapa tetes indikator EBT

e.   Titrasi larutan EDTA 0,01 M sampai terjadi perubahan warna dari merah anggur tepat menjadi biru. Baca hasil titrasi.

f.       Ulangi langkah 1 – 4 sebanyak 2 kali.

g.   Hitung kadar total Ca²⁺ dan Mg²⁺ (kesadahan total) dalam miligram / liter (sebelum perlakuan dan sesudah perlakuan).

h.      Bandingkan kadar kesadahan total pada kedua sampel.

Perhitungan :

1.   Penentuan kadar total Ca²⁺ dan Mg²⁺ (kesadahan total) dihitung sebagai CaCO₃

2.   1000 × ml EDTA × M EDTA × BM CaCO_{3 ­}= ... mg

3.   CaCO₃ / liter volume sampel

              D. Penentuan Klorida

1.    Mengambil 20 ml air sampel, menambahkan 5 tetes K₂CrO₄ warna akan menjadi kuning.

2.  Mentitrasi larutan AgNO₃ 1 ml = 0,001 g sampai warna coklat kemerahan, mencatat volume penitrasi.

3.    Jika menggunakan AgNO₃ 0,001 N :

Jika menggunakan AgNO₃ 0,01 N :

             E.  Penentuan Sodium

1.    Mengkonversikan mg/L anion dengan me/L dan menjumlahkan harganya.

2.    Mengkonversikan mg/L kation menjadi me/L dan menjumlahkan harganya.

3.    Kadar sodium (Na), mg/L= (anion-kation)×23.

             F. Grafik Hasil Analisa Air

             Hasil analisa air sering dinyatakan dengan bentuk grafik. Kita dapat menandai perbedaan dari contoh air dengan membandingkan dua macam contoh air (atau lebih) dari grafik tersebut.

             G. Perhitungan Indeks Stabilitas CaCO₃

            Indeks stabilitas ini di dapat dengan memplotkan jumlah harga tenaga ion dengan Ca dan CO₃ pada grafik yang telah di sediakan, bila indeks berharga positif berarti air sample memiliki gejala membentuk endapan dan apabila bernilai negatif bersifat korosif.

3.2    Hasil Pengamatan

Tabel 3.2.Hasil Pengamatan Percobaan Analisa Kimia Air Formasi.

Percobaan	Reaksi	Hasil
Penentuan pH Penentuan Alkalinitas Penentuan Kesadahan Total Penentuan Klorida Penentuan Sodium	Air Formasi 1. 30 ml air formasi = 12 tetes Phenolptalein (dititrasidengan H2SO4 0,02 N) 2.Tambah 14 tetes Methyl Orange (dititrasidengan H2SO4 0,02 N) 1.(M x V) EDTA = (M x V) CaCl2 2.1000 x ml EDTA x M EDTA x BM CaCO3 1.20 ml air formasi + 13 tetes K2CrO4 (titrasidengan AgNO3 0,01 N) 2. Kadar Cl, mg/L = (ml titer x 1000) / cc air sampel (Na), mg/L = (anion-kation) x 23	9,84 (Basa) Vp = 9,5 ml Vm= 26 ml V CaCl2 = 23,8 ml mg CaCO3 = 23800 mg V AgNO3 = 8,2 ml Cl = 410 Na = 195,73

Konsentrasi Anion				Konsentrasi Kation
Anion	BM	Me/L	Mg/L	Kation	BM	Me/L	Mg/L
CO3 -	60	12,8	0,21	Ca2+	40	23,8	1,19
HCO3-	61	4,6	0,07	Mg2+	24	23,8	1,98
OH -	17	-	-
Cl-	35,5	410	11,5
∑ Anion			11,78	∑ Kation			3,27

 3.3Kesimpulan

 Dapat kita simpulkan bahwa air formasi merupakan air yang terproduksi bersama minyak dan gas.namun akibat dari air formasi akan menimbulkan scale(endapan) disepanjang pipa distirbusi.scale yang terbentuk pada pipa akan memperkecil diameter dan menghambat aliran fluida ke sistem. Jadi akibatnya suhu semakin tinggi dan tekanan menjadi besar sehingga pipa akan pecah.Kemudian perlu kita ketahui yaitu:

• Scale formation: suatu endapan yang yang terbentuk pada dalam 
   pipa yang menyebabkan diameter pipa semakin kecil dan produksi (alir) 
   fluida berkurang. Endapan yang terbentuk disebabkan oleh proses kristalisasi 
   yang terkandung di dalam air formasi.

• Skin formation: penyumbatan ketebalan formasi dan terjadi pada deforasi. 
  Jika negatif  (-) maka perforasi lambat (proses produknya bagus).