BAB II ASP.doc

8/11/2019 BAB II ASP.doc

1/12

4

BAB II

PEMBUATAN SUSPENSI SEMEN DAN CETAKAN SAMPEL

2.1. Tujuan Percobaan

1. Untuk mengetahui proses pembuatan suspensi semen dan proses

pembuatan cetakan sampel

2. Untuk mengetahui komponen dasar semen dan zat-zat additive lainnya.

3. Mengetahui pengkondisian suspensi semen

2.2. Teori Dasar

Pada umumnya penyemenan bertuuan untuk melekatkan casing

pada dinding lubang sumur! melindungi casing dari masalah"masalah

mekanis se#aktu operasi pemboran $seperti getaran%. Melindung casing

dari &luida &ormasi yang bersi&at korosi&! dan untuk memisahkan zona"

zona yang satu terhadap zona yang lain dibelakang casing.

'ensitas suspensi semen yang rendah sering digunakan dalam

operasi primary cementing!guna untuk menghindari teradinya &racture

pada &ormasi yang lemah. Untuk menurunkan densitas dapat dilakukan

dengan hal-hal berikut (

Menambahkan clay atau zat "zat kimia silikat enis e)tender

Menambahakan bahan "bahan yang dapat memperbesar volume

suspensi semen!seperti pozzolan

'ensitas suspensi semen sangat tinggi denggunakan bila tekanan

&ormasi cukup besar. Untuk memperbesar densitas dapat ditambahkan

pasir atau material "material pemberat ke dalam suspensi semen!seperti

barite dan bentonite.


2/12

*

Pengukuran densitas di laboratorium berdasarkan dari data berat

volume tiap komponen yang ada dalam suspensi semen!sedangkan di

lapangan dengan menggunakan alat + Pressurized mud balance +.

'ensitas suspensi semen dide&enisikan sebagai perbandingan antara

umlah berat bubuk semen!air pencampur dan addditi& terhadap umlah

volume bubuk semen!air pencampur dan additi&.

'irumuskan sebagai berikut (

'imana (

'bs , 'ensitas suspensi semen

bk , erat bubuk semen

# , erat air

a , erat additi&

/bk , /olume bubuk semen!gallon

/# , /olume air!gallon

/a , /olume additive!gallon

'ensitas suspensi semen sangat berpengaruh terhadap tekanan

hidrostatis suspensi semen didalam lubang sumur. ila &ormasi tidak

sanggup menahan tekanan suspensi semen!maka akan menyebabkan

&ormasi pecah!sehingga teradi lost cirulation.

0emen yang biasa digunakan dalam industri perminyakan adalah

semen Portland! dikembangkan oleh oseph spdin tahun142. 'isebut

Portland karena mula-mula bahannya didapat dari pulau Portland nggris.

0emen Portland ini termasuk semen hidrolis dalam arti akan mengeras bila

bertemu atau bercampur dengan air.

0emen portland mempunyai 4 komponen mineral utama! yaitu (


3/12

5

1. Tricalcium Cilicate

6ricalcium cilicate $37a8.0i82% dinotasikan sebagai 730! yang

dihasilkan dari kombinasi 7a8 dan 0i82. 9omponen ini merupakan yang

terbanyak dalam semen Portland! sekitar 4:-4* ; untuk semen yang

lambat proses pengerasannya dan sekitar 5:-5* ; untuk semen yang cepat

proses pengerasannya $high-early strength cement%. 9omponen 730 pada

semen memberikan strength yang terbesar pada a#al pengerasan.

2. Dicalcium Cilicate

'icalcium cilicate $27a8.0i82% dinotasikan sebagai 720 yang uga

dihasilkan dari kombinasi 7a8 dan 0i82. 9omponen ini sangat penting

dalam memberikan &inal strength seemn. 9arena 720 ini menghidarasinya

lambat maka tidak berpengaruh dalam setting time semen! akan tetapi

sangat menentukan dalam kekuatan semen lanut. 9adar 720 dalam semen

tidak lebih dari 2: ;.

3. Tricalcium Aluminate

6ricalcium luminate $37a8.l283% dinotasikan sebagai 73! yang

terbentuk dari reaki antara 7a8 dengan l283. hidrasi 73 dan

720.

Klasifiasi Se!en


4/12

?

P telah melakukan pengklasi&ikasian semen kedalam beberapa

kelas guna mempermudah pemilihan dan penggolongan semen yang akan

digunakan. Pengklasi&ikasian ini didasrkan atas kondisi sumur dan si&at-

si&at semen yang disesuaikan dengan kondisi sumur tersebut. 9ondisi

sumur tersebut meliputi kedalaman sumur! temperatur! tekanan dan

kandungan yang terdapat pada &luida &ormasi $seperti sul&at dan

sebagainya%.

Kelas A

0emen kelas ini digunakan dari kedalaman : $permukaan%

sampai 5::: &t. 0emen ini terdapat dalam tipe biasa $ordinary type%saa dan mirip dengan semen 06M 7-1*: tipe .

Kelas B

0emen kelas digunakan dari kedalaman : sampai 5::: &t dan

tersedia dalam enis yang tahan terhadap kandungan sul&at menengah

dan tinggih $moderate and high sul&at resistant%.

Kelas C

0emen kelas 7 digunakan dari kedalaman : sampai 5::: &t

dan mempunyai si&at high-early strength $proses pengerasan cepat%.

0emen ini tersedia dalam enis moderate dan high sul&at resistant.

Kelas D

0emen kelas ' digunakan untuk kedalaman dari 5::: &t

sampai 12::: &t dan untuk kondisi sumur yang memiliki tekanan

dan temperatur tinggi. 0emen ini tersedia uga dalam enis moderate

and high sul&at resistant.

Kelas E

0emen kelas @ digunakan untuk kedalaman dari 5::: &t


dan temperatur tinggi. 0emen ini tersedia uga dalam enis moderate

and high sul&at resistant.

Kelas F

0emen kelas = digunakan untuk kedalaman dari 1:::: &t



5/12

dan temperatur tinggi. 0emen ini tersedia uga dalam enis high

sul&at resistant.

Kelas G

0emen kelas digunakan untuk kedalaman : sampai ::: &t

dan merupakan semen dasar. ila ditambahkan retarder! semen ini

dapat dipakai untuk sumur yang dalam dan range temperatur yang

cukup besar. 0emen ini tersedia dalam enis moderate and high

sul&at resistant.

Kelas H

0emen kelas A digunakan dari kedalaman : sampai ::: &t

dan merupakan semen dasar pula. 'engan penambahan acclerator

dan retarder! semen ini dapat digunakan pada range temperatur dan

kedalaman yang besar. 0emen ini hanya tersedia dalam enis

moderate sul&ate resistant.

Pe!bua"an Se!en

Pembuatan semen portland melalui beberapa tahap berikut (

a. Proses Peleburan'alam bagian ini ada 2 cara yang umum digunakan! yaitu (

Dry Process

Pada a#al proses ini! clay dan limestone sama-sama dihancurkan!

lalu dikeringkan di rotary dries. Aasilnya diba#a ke tempat

penggilingan untuk dileburkan. 9emudian hasil peleburan ini masuk

ketempat penyaringan dan partikel-partikel yang kasar dibuang

dengan system sentri&ugal. Aasil saringan ini ditempatkan di

beberapa silo $tempat berbentuk tabung yang tertutup% dan setelah

didapat komposisi kimia yang diinginkan kemudian akan melalui

proses pembakaran di klin.

Wet Process

Material-material mentah dicampur dengan air! lalu dimasukkan ke

tempat penggilingan $grinding mill%. 7ampuran ini kemudian

dipompa melalui vibrating screen. Material-material yang kasar

dikembalikan ke penggilingan! sementara campuran yang lolos yang

berupa susupensi ditampung pada suatu tempat berbentuk kolom-


6/12

B

kolom. 'i tempat ini! suspensi mengalami proses rotasi dan

pemampatan sehingga didapat campuran yang homogen. 'i tempat

ini pula komposisi kimia suspensi diubah-ubah untuk didapatkan

komposisi yang diinginkan sebelum diba#a ke klin.

b. Proses Pembakaran

0etelah melalui salah satu proses peleburan di atas! campuran tersebut

dimasukkan ke tempat pembakaran $klin%. 'i klin! campuran ini

berputar-putar kemudian berubah menadi clinker.

c. Proses Pendinginan

Proses pendinginan sebenarnya telah dimulai ketika temperatur mulai

menurun dari clinkering temperature. 9ualitas clinker dan selesainya

pembuatan semen sangat tergantung dari lau pendinginan-perlahan

sekitar 4-* o7 $?-o7% sampai suhu 12*: o7! kemudian cepat sekitar 1-

2: o7 $32-35o=% permenit.

d. Proses Penggilingan

Pada tabung penggiling ada bola-bola baa! yang dapat mengakibatkan

sekitar B?-BB ; energi yang masuk diubah menadi panas. 8leh karena

itu diperlukan pendinginan! karena ika terlalu panas akan banyak

gypsum ynag menghidrasi menadi kalsium sul&at hemidrat $70A1>2%

atau larutan anhidrit $70%. khirnya dari proses penggilingan didapat

bubuk semen yang diinginkan dari hasil penggilingan clinker dengan

gypsum $70A2%.

Pembuatan suspensi semen dimulai dengan persiapan peralatan

dan material semen! baik berupa semen Portland! air dan additi&.

2.#. Perala"an $an Ba%an

2.#.1. Perala"an

1. 6imbangan

2. 7etakan 0ampel

3. 9antong Plastic

4. Mi)er

*. 0top


7/12

1:

ambar 2.1 ambar 2.2

Timbangan Cetakan Sample

ambar 2.3 ambar 2.4

Silinder Casing 2 x 1 inc !ixer

ambar 2.* ambar 2.5

Stop"atc !ud #alance

2.#.2. Ba%an

1. 0emen


8/12

11

2. dditive $ entonite dan arite %

3. ir

ambar 2.? ambar 2.

Semen #entonite

ambar 2.B ambar 2.1:

#arite Air

iasanya sampel suspensi semen yang dipersiapkan sebanyak 5::

ml. Mi)er dioperasikan pada kecepatan 4::: rpm untuk 1* detik $dimana

seluruh padatan semen dicampurkan ke dalam campuran air% dilanutkan

dengan putaran 12::: rpm selama 3* detik. 9arena bubur semen sangatabrasi& pengamatan dengan seksama terhadap pisau mi)er sangat penting.

2.&. Prose$ur Percobaan

2.&.1. Prose$ur Pe!bua"an Sa!'el

1. 6imbang bubuk semen ) gram! dengan timbangan.

2. Ukur air dengan


9/12

12

lebih dari 3.* ml! dalam 2*: ml suspensi semen ika didiamkan selama

2 am pada temperatur kamar. 0edang kadar air minimum adalah umlah

air yang dapat dicampurkan ke dalam semen untuk memperoleh

konsistensi maksimum sebesar 3: cc.

3. ika menggunakan additi&! lakukan prosedur sebagai berikut (

a. ika additive berupa padatan! timbang berdasarkan ; berat yang

dibutuhkan. 0ebagai contoh penambahan tepung silica dalam ;


10/12

13

strength antara casing dan semen! serta pengukuran permeabilitas

dengan casing.

3. 7etakan 9etiga

erupa core silinder berukuran tinggi 1 " F in dan diameter luarnya 1

in. 7etakan sampel ini digunakan untuk pengukuran permeabilitas

semen dengan casing dan pengukuran compressive strength.

2.&.#. Pen(on$isian Sus'ensi Se!en

Pengkondisi suspensi semen dimaksudkan untuk mensimulatorkan

kondisi tekanan dan temperatur yang diinginkan. Pengkondisian dapat

dilakukan dengan tekanan atmosphere dan temperatur sampai B: 7

dengan menggunakan #ater bath. Pengkondisian pada tekanan dan

temperatur operasi dapat dilakukan dengan alat Pressure 7uring 7hamber.

2.). Pe!ba%asan

ubuk semen merupakan padatan yang mempunyai si&at menyemen

dan additive merupakan bagian yang ditambahkan untuk mendapatkan

si&at-si&at semen yang diinginkan. 0i&at-si&at bubur dari semen yang dibuat

harus disesuaikan dengan kondisi &ormasi yang akan disemen! agar hasil

penyemenan sesuai dengan yang diinginkan. Pembuatan suspensi semen

dimulai dengan persiapan peralatan dan material semen.

Pada prosedur percobaan diatas pada percobaan ini menggunakan

semen dalam ) gram yang ditimbang dan harga


11/12

14

9emudian ditambahkan kedalamnya additive $barite% sebesar 2

gram. 0emen yang telah dibuat dimasukkan kedalam cetakan yang telah

tersedia. 7etakan sampel pertama yang berupa kubik berukuran 2 ) 2

inchi.

7etakan sampel kedua adalah cetakan berupa silinder yang akan

dipergunakan dalam pengukuran shear band strength! pada pengukuran

shear band strength kita akan mengukur kemampuan semen untuk

menahan tekanan secara horizontal dan vertical.

7etakan ketiga berupa core silinder 11>2in dan diameter luarnya 1 in.

0ampel yang digunakan untuk pengukuran permeabilitas semen dengan

casing dan pengukuran compressive strength.

0etelah memasukkan semen kedalam masing-masing cetakan! tutup

cetakan dengan penutupnya dan memasukkan kedalam plastik kemudian

diletakkan didalam ember yang berisi air. Aal ini dilakukan agar cetakan

yang kita buat cepat mengeras.

0etelah proses-proses tersebut hal yang perlu lagi dilakukan yaitu

pengkodisian semen .Pengkondisi suspensi semen dimaksudkan untuk

mensimulatorkan kondisi tekanan dan temperatur yang

diinginkan.Pengkondisian dapat dilakukan dengan tekanan atmosphere dan

temperatur sampai B::7 dengan menggunakan #ater bath.Pengkondisian

pada tekanan dan temperatur operasi dapat dilakukan dengan alat pressure

curing chamber

2.*. Kesi!'ulan

1. Pembuatan suspensi semen dan cetakan semen ini perlu dilakukan

dalam penentuan shear bond dan compressive strength.

2. Pembuatan suspensi semen dan cetakan semen yang baik akan sangat

mendukung nilai dari shear band dan compressive strength yang akan

ditentukan kemudian.


12/12

1*

3. Pada umumnya operasi penyemanan bertuuan untuk melekatkan

casing pada dinding lubang bor! melindung casing dari masalah"

masalah mekanis dari suatu operasi pemboran yang bersi&at korosi&.

4. da tiga bahan utama dalam pembuatan suspensi semen yaitu!semen

portland!air dan additi&.

BAB II ASP.doc

Documents