Di tengah regulasi ketat dan injeksi air ratusan ribu barel per hari, kunci EOR ada pada filtrasi berlapis—dari hydrocyclone hingga cartridge 2 mikron—yang memangkas padatan tersuspensi ke level nyaris nol.
Secara global, volume produced water (air terproduksi dari sumur minyak/gas) kini melampaui 70 miliar barel per tahun (≈15.000 juta m³/tahun), namun hanya sekitar 16% yang diinjeksi ulang—sekitar 19 miliar barel bahkan sempat langsung dibuang pada 2008 (jpt.spe.org) (jpt.spe.org). Di lapangan matang—terutama offshore—reinjeksi makin dipilih karena aturan lingkungan menutup celah pembuangan. Di Laut Utara, kebijakan mengarah ke zero‑discharge dan menargetkan ≈95% uptime untuk sistem reinjeksi (jpt.spe.org) (jpt.spe.org).
Skalanya masif. Proyek Petronas Angsi CEOR di lepas pantai Malaysia dirancang menginjeksi ≈160.000 BPD (barrels per day; barel per hari, ≈25.400 m³/hari) air (jpt.spe.org). Volume sebesar ini menuntut pabrik pengolahan air injeksi berkapasitas tinggi, andal, dan presisi.
Konteks regulasi dan spesifikasi injeksi
Di Indonesia, injeksi produced/surface water ke reservoir dikategorikan sebagai “pembuangan” ke formasi. Regulasi KLHK (Permen 5/2021) menetapkan air limbah yang diinjeksi wajib memenuhi baku mutu air ambien umum (kurang lebih kelas 2) dan melalui telaah teknis (id.scribd.com). Implikasinya jelas: padatan harus diturunkan hampir sepenuhnya untuk mencegah plugging formasi.
Modeling menunjukkan bahkan fines (partikel halus) <10–50 μm dapat memangkas permeabilitas reservoir 40–70%, mengerek tekanan injeksi secara signifikan (www.mdpi.com). Dalam simulasi sandpack representatif, air dengan fines menurunkan porositas 3–4% dan permeabilitas 188–236 mD (www.mdpi.com). Karena itu, praktik umum menargetkan turbidity <1 NTU (Nephelometric Turbidity Unit) atau SDI≤3 (Silt Density Index) untuk air injeksi.
baca juga: Screw Press Jadi Jantung Pabrik Sawit: Tekanan, Konfigurasi, dan Perawatan Menentukan OER
Skema train pengolahan injeksi air
Train pengolahan tipikal untuk EOR menangani puluhan ribu BPD dan menurunkan ukuran padatan secara bertahap. Tahap awal adalah pemisahan kasar menggunakan hydrocyclone/desander (alat pemisah siklon) dan strainer kasar. Hydrocyclone murah dan efektif mengeluarkan partikel >50–100 μm, versi “fine” bahkan bisa memoles hingga ~10 μm (onepetro.org) (onepetro.org). Basket atau wire‑wound strainer menangani partikel sangat kasar (>250 μm) dengan backwash rutin (petrowiki.spe.org).
Pada tahap ini, opsi screen otomatis yang kontinu seperti automatic screen dapat melindungi peralatan hilir dari debris >1 mm, sementara strainer khusus seperti strainer mendukung operasi backwash yang sering. Setelah primari, bulk solids dipangkas melalui filter media granular atau membran. Akhirnya, filter polishing halus—biasanya cartridge atau microfiltration—dipasang tepat sebelum pompa injeksi bertekanan tinggi untuk menangkap sisa fines 1–10 μm (onepetro.org).
(Fig. 1: skema multi‑tahap—coarse strainer → desander/hydrocyclone → granular‑media atau membrane filter → cartridge fine filter) (petrowiki.spe.org) (onepetro.org).
Filtrasi media granular: kapasitas dan batasan
Untuk polishing aliran besar, industri hampir selalu mengandalkan multimedia filter (sering disebut sand filter) dengan lapisan media bertingkat (onepetro.org). Filter ini lazim menahan partikel >25 μm, dengan banyak vendor menyatakan kinerja hingga 5–10 μm (onepetro.org). Pada praktiknya, media silika dan antrasit digunakan sebagai lapisan berjenjang; opsi seperti sand silica dan anthracite lazim di unit high‑rate.
Throughput ditentukan luas penampang dan laju alir. Sand filter down‑flow konvensional beroperasi ~2–5 gal/min‑ft² (≈12–31 L/menit·m²) dengan kapasitas beban padatan ~0,5–1,5 lb/ft² (onepetro.org). High‑rate upflow/downflow dapat didorong hingga ~7–15 gal/min‑ft² (~45–98 L/menit·m²) (onepetro.org). Secara kasar, 10 gal/min‑ft² setara ≈17.000 BPD per 50 ft² media. Filter high‑rate juga menahan lonjakan padatan dengan kapasitas 1–4 lb/ft² sebelum backwash (onepetro.org), di mana padatan yang tertangkap dikeluarkan melalui backwash periodik (sering dengan rotasi siklus agar aliran tetap kontinyu).
Kelebihannya: biaya per luas relatif rendah dan mudah diskalakan untuk volume besar. Kelemahannya: kurang andal untuk sub‑5 μm, memerlukan bejana besar, dan air backwash yang signifikan. Konfigurasi upflow harus dijalankan lebih lambat (6–8 gal/min‑ft²) agar media tidak terangkut (onepetro.org). Biasanya dipasang beberapa filter paralel untuk availability tinggi dan siklus backwash; ukuran lazim berkisar puluhan hingga beberapa ratus ft² area media.
Baca juga: Solusi Industri Kelapa Sawit
Filtrasi membran untuk kejernihan ekstra
Saat ukuran filter media jadi kurang praktis—terutama offshore—sistem membran (MF/UF) kian dipertimbangkan, termasuk untuk seawater maupun produced water. UF (ultrafiltration) memiliki ukuran pori sekitar 0,1–0,5 μm, sedangkan NF (nanofiltration) sekitar 0,01–0,1 μm; kerap memberikan penghilangan fines nyaris total serta reduksi minyak, bakteri, dan sebagian spesies terlarut. Opsi pretreatment seperti ultrafiltration umum dipakai untuk menstabilkan kualitas umpan.
Konsekuensinya adalah CAPEX/footprint lebih tinggi dan sensitivitas fouling. Karena itu, MF/UF digunakan saat spesifikasi padatan sangat ketat atau ruang sangat terbatas. Dalam studi kasus polymer EOR, UF dan NF dimodelkan untuk pretreatment seawater; penulis menegaskan “water treatment can be simple if good quality source water [] is available. However, if the water quality does not meet EOR specifications, then special equipment (e.g. NF/RO) is needed” (link.springer.com). Untuk skenario seperti ini, tahapan NF dapat dirujuk melalui nano‑filtration, dan bila perlu RO (reverse osmosis) untuk air laut tersedia sebagai opsi sea‑water RO.
Praktiknya, proyek skala besar sering mengombinasikan media dan membran: backwash media untuk menurunkan beban, lalu UF (termasuk cartridge UF) untuk mencapai kejernihan akhir. Teknologi baru seperti filter membran keramik dengan backwash otomatis menawarkan polishing jauh di bawah ≫5 μm tanpa sering mengganti cartridge (jpt.spe.org).
Baca juga: Limbah Klarifikasi Pabrik Sawit: Kontributor Terbesar POME, Kandungan & Solusi Pengolahannya
Filter polishing pra‑pompa injeksi
Setelah primary treatment, bank filter polishing halus ditempatkan tepat di hulu pompa injeksi bertekanan tinggi. Biasanya berupa vessel cartridge pleated atau microfiltration 1–2 μm. PetroWiki mencatat cartridge filter “capable of removing solids particles 2 μm or larger” (onepetro.org). Meski kapasitas padatannya rendah dan cepat fouling hanya pada kenaikan beberapa psi, inilah penghadang terakhir bagi grit residual. Implementasinya sering memakai banyak elemen (10–20 atau lebih) paralel agar tiap elemen bisa diganti on‑line, dengan change‑out saat ΔP ~25 psi dan vessel di‑depressurize (onepetro.org).
Di sini, opsi produk seperti cartridge filter menjadi standar polishing. Untuk ketahanan korosi pada air laut, housing 316L seperti SS cartridge housing kerap dipilih; di bagian pretreatment yang membutuhkan material ringan namun tahan kimia/air laut, alternatif komposit seperti PVC/FRP cartridge housing relevan. Di offshore bertekanan tinggi, housing biasanya heavy‑duty untuk menghadapi 3000–6000 psi. Media cartridge umum adalah poliester atau selulosa dengan penguat serat kaca; vendor mencatat cartridge pleated serat kaca mampu menahan ΔP hingga 4 bar (60 psi), dengan 2,5 bar (35 psi) sebagai titik change‑out optimal (www.kwfiltration.com). Untuk menjaga ketersediaan, rantai suplai suku cadang/consumables seperti consumables pengolahan air membantu meminimalkan downtime.
Kapasitas, kinerja, dan metrik target
Skala kapasitasnya konkret. Pada 10 gal/min‑ft², satu sand filter 4×10 ft (~40 ft²) dapat mengolah kira‑kira 20.000–30.000 BPD (≈3200–4800 m³/hari) secara kontinyu (onepetro.org). Proyek 100.000 BPD karenanya butuh beberapa filter 40–100 ft² paralel (plus cadangan untuk backwash). Untuk cartridge, satu set cartridge pleated 40‑inch 2 μm (mis. 6 paralel) bisa menangani beberapa ribu m³/hari; train injeksi besar memakai puluhan hingga ratusan cartridge dalam array duplex atau triplex.
Secara kinerja, filter media lazim menghilangkan 90–99% partikel di atas cut size‑nya. Jika raw seawater memiliki TSS 50 mg/L, sand filter dapat menurunkannya menjadi sekitar 5–10 mg/L (petrowiki.spe.org). Setelah polishing cartridge, turbidity dapat <0,1 NTU (setara beberapa ppm TSS). Target operasional umum: SDI <3 atau turbidity <1 NTU untuk menjaga injektivitas dan menghindari kerusakan formasi. Dalam aplikasi offshore/bertekanan tinggi, setiap 100 mg/L fines di umpan berpotensi menyebabkan plugging injektor; karena itu praktik industri cenderung “over‑filtering”.
Tren desain dan praktik lapangan
Integrasi filtrasi halus terbukti meningkatkan injektivitas dan uptime sumur injeksi. Seorang operator Laut Utara yang menerapkan dual‑media plus ultrafilter polishing melaporkan >95% ketersediaan pompa (dibanding <80% historis) (jpt.spe.org). Survei juga menunjukkan >50% operator EOR kini memakai kembali produced water (sering diblending dengan seawater) untuk injeksi, sehingga sistem treatment harus diskalakan dengan tepat (jpt.spe.org).
Trennya jelas: penghilangan padatan yang makin robust dan otomatis. Seiring naiknya beban injeksi dan sorotan lingkungan, sistem semakin mengadopsi high‑rate atau pretreatment membran untuk meringankan beban filter akhir (onepetro.org) (jpt.spe.org). Teknologi seperti membran keramik self‑cleaning atau UF otomatis kian dilirik karena meminimalkan change‑out manual; catatan industri dan paten menyorot laju adopsinya (jpt.spe.org).
Desain selalu data‑driven: insinyur men‑size filter untuk skenario beban padatan terburuk (mis. saat badai atau lonjakan kualitas air baku), serta memantau kenaikan tekanan dan particle counter sebagai trigger pemeliharaan. Di paket offshore, setiap kilogram dan meter kubik berarti; “anywhere else you can save weight and space in the overall package will be an enabler, like in an ancillary system like the de‑aeration unit” (jpt.spe.org).
Catatan Indonesia
Di konteks domestik, data lapangan menunjukkan skala yang beragam: SPEAPOG (2011) mencatat contoh volume produced water Indonesia sekitar ~8.000 BPD (onepetro.org). Dengan kewajiban Permen 5/2021 dan spesifikasi injeksi ketat, pilihan teknologi—apakah train media high‑rate, unit membran kompak, atau kombinasi keduanya—menjadi keputusan strategis yang langsung memengaruhi injektivitas dan uptime.
Rangkuman spesifikasi dan rujukan
Intinya: penghilangan padatan bertingkat (coarse → media/membrane → polishing) adalah fondasi injeksi air EOR yang aman dan efisien. Rujukan teknis dan regulasi yang dibahas: survei volume dan regulasi injeksi/reinjeksi serta tren zero‑discharge dan uptime ≈95% (jpt.spe.org) (jpt.spe.org); kebutuhan ruang/berat paket termasuk unit de‑aerasi (jpt.spe.org); dampak fines 40–70% ke permeabilitas serta penurunan porositas 3–4% dan permeabilitas 188–236 mD (www.mdpi.com); guideline desain media filter dan cartridge, termasuk laju 2–5 hingga 7–15 gal/min‑ft², beban 0,5–1,5 hingga 1–4 lb/ft², cut size 5–10 μm, change‑out ΔP 25 psi, serta contoh kapasitas filter 4×10 ft (20.000–30.000 BPD) dan polishing ke <0,1 NTU (onepetro.org) (onepetro.org) (onepetro.org) (petrowiki.spe.org); serta kemajuan membran keramik dengan backwash otomatis (jpt.spe.org).
